রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কঠিন অবস্থায় কোনো পদার্থের দুটি পাশাপাশি অবস্থিত অণুর দুটি নিকটতম পরমাণুর নিউক্লিয়াসের মধ্যবর্তী দূরত্বের অর্ধেককে ভ্যান্ডারওয়ালস ব্যাসার্ধ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   একটি গ্যাসীয় নিরপেক্ষ অক্সিজেন পরমাণুতে একটি ইলেকট্রন যুক্ত হয়ে একক ঋণাত্মক অক্সাইড আয়ন (O⁻) গঠনের সময় শক্তি নির্গত হয়, ফলে অক্সিজেনের প্রথম ইলেকট্রন আসক্তি ঋণাত্মক (তাপোৎপাদী)।
   কিন্তু O⁻ আয়নে আরও একটি ইলেকট্রন যুক্ত করে O²⁻ আয়ন গঠনকালে আগত ইলেকট্রন এবং O⁻ আয়নের অতিরিক্ত ঋণাত্মক চার্জের মধ্যে তীব্র স্থির-বৈদ্যুতিক বিকর্ষণ ঘটে। এই বিকর্ষণ বল অতিক্রম করে ইলেকট্রন প্রবেশ করাতে বাইরে থেকে শক্তি সরবরাহ করতে হয়। ফলে দ্বিতীয় ইলেকট্রন সংযোজন প্রক্রিয়াটি তাপহারী হয়, অর্থাৎ অক্সিজেনের ২য় ইলেকট্রন আসক্তি ধনাত্মক।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদত্ত পারমাণবিক সংখ্যা অনুযায়ী মৌল চারটি হলো হ্যালোজেন শ্রেণির:
   X (পারমাণবিক সংখ্যা 9) = ফ্লুওরিন (F)
   Y (পারমাণবিক সংখ্যা 17) = ক্লোরিন (Cl)
   W (পারমাণবিক সংখ্যা 35) = ব্রোমিন (Br)
   Z (পারমাণবিক সংখ্যা 53) = আয়োডিন (I)

   এদের হাইড্রাসিডসমূহ হলো যথাক্রমে HF, HCl, HBr এবং HI।
   হাইড্রাসিডসমূহের তীব্রতার ক্রম হলো: HI > HBr > HCl > HF।

   কারণ:
   হাইড্রাসিডের অম্লীয় তীব্রতা মূলত H–X বন্ধনের শক্তির ওপর এবং দ্রবণে প্রোটন (H⁺) ত্যাগের সহজলভ্যতার ওপর নির্ভর করে।
   ১. গ্রুপ-১৭ বরাবর উপর থেকে নিচে যাওয়ার সাথে সাথে হ্যালোজেন পরমাণুর আকার বৃদ্ধি পায় (F < Cl < Br < I)।
   ২. হ্যালোজেন পরমাণুর আকার বৃদ্ধির ফলে H–X বন্ধন দৈর্ঘ্য ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পায় (HF < HCl < HBr < HI) এবং বন্ধন শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
   ৩. HI-এর ক্ষেত্রে H–I বন্ধন দৈর্ঘ্য সবচেয়ে বেশি এবং বন্ধন শক্তি সবচেয়ে কম হওয়ায় এটি জলীয় দ্রবণে সবচেয়ে সহজে H⁺ আয়ন দান করতে পারে। পক্ষান্তরে, HF-এর ক্ষেত্রে H–F বন্ধন অত্যন্ত দৃঢ় হওয়ায় এটি সহজে বিয়োজিত হতে পারে না।
   অতএব, হাইড্রাসিডসমূহের অ্যাসিড তীব্রতার সঠিক ক্রম: HI > HBr > HCl > HF।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে X₂, Y₂, W₂ ও Z₂ অণুগুলো যথাক্রমে F₂ (ফ্লুওরিন), Cl₂ (ক্লোরিন), Br₂ (ব্রোমিন) ও I₂ (আয়োডিন) নির্দেশ করে। লেখচিত্র থেকে দেখা যায় যে পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে মৌলগুলোর স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পাচ্ছে (F₂ < Cl₂ < Br₂ < I₂)।

   স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধির কারণ বিশ্লেষণ:
   ১. ভ্যান্ডারওয়ালস আকর্ষণ বলের প্রভাব: হ্যালোজেনসমূহ অধ্রুবীয় দ্বিপারমাণবিক অণু হিসেবে থাকে। এদের অণুগুলোর মধ্যে কেবল দুর্বল ভ্যান্ডারওয়ালস (লন্ডন বিস্তারণ) আকর্ষণ বল কার্যকর থাকে।
   ২. আণবিক আকার ও ইলেকট্রন সংখ্যা বৃদ্ধি: F₂ থেকে I₂-এর দিকে পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে পরমাণু তথা অণুর আকার এবং মোট ইলেকট্রন সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় (F₂ = ১৮, Cl₂ = ৩৪, Br₂ = ৭০, I₂ = ১০৬)।
   ৩. পোলারায়ন ক্ষমতার বৃদ্ধি: অণুর আকার এবং ইলেকট্রন মেঘের বিস্তার যত বৃদ্ধি পায়, ইলেকট্রন মেঘের পোলারায়ন ক্ষমতাও (polarizability) তত বৃদ্ধি পায়। এর ফলে অণুগুলোর মধ্যকার ক্ষণস্থায়ী ডাইপোল ও আবিষ্ট ডাইপোলের মিথস্ক্রিয়া বা লন্ডন বিস্তারণ বলের তীব্রতা অনেক বৃদ্ধি পায়।
   ৪. ভৌত অবস্থার পরিবর্তন: তীব্র আন্তঃআণবিক বল অতিক্রম করে অণুগুলোকে গ্যাসীয় দশায় রূপান্তর করতে অধিক তাপশক্তির প্রয়োজন হয়। ফলে F₂ ও Cl₂ স্বাভাবিক তাপমাত্রায় গ্যাসীয় হলেও আন্তঃআণবিক বল অপেক্ষাকৃত বেশি হওয়ায় Br₂ তরল এবং I₂ কঠিন অবস্থায় থাকে।

   সুতরাং, আকার ও আণবিক ভর বৃদ্ধির সাথে সাথে ভ্যান্ডারওয়ালস আকর্ষণ বল ক্রমাগত বৃদ্ধি পাওয়ায় উদ্দীপকের মৌলগুলোর স্ফুটনাঙ্ক ধারাবাহিকভাবে বৃদ্ধি পায়।