রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   আণবিক যৌগের অণুসমূহের মধ্যে বিদ্যমান ক্ষণস্থায়ী দুর্বল আকর্ষণ বলকে ভ্যান্ডারওয়ালস বল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   s-অরবিটাল গোলকীয় বা প্রতিসম প্রকৃতির। পাই (π) বন্ধন গঠিত হতে হলে দুটি সমান্তরাল অরবিটালের পাশাপাশি বা পার্শ্বীয় অধিক্রমণ (lateral overlap) প্রয়োজন হয়। কিন্তু s-অরবিটালের প্রতিসম গোলকীয় আকৃতির কারণে এটি যেকোনো দিক থেকেই কেবল অক্ষ বরাবর মুখোমুখি অধিক্রমণ করতে পারে, যা কেবল সিগমা (σ) বন্ধন গঠন করে। তাই s-অরবিটাল কখনো পাই বন্ধন গঠনে অংশ নেয় না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে L ও M যথাক্রমে পর্যায়-২ এর গ্রুপ-১৫ ও গ্রুপ-১৬ এর মৌল, অর্থাৎ L হলো নাইট্রোজেন (N) এবং M হলো অক্সিজেন (O)।
   সাধারণ পর্যায়বৃত্ত নিয়ম অনুযায়ী, একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে পরমাণুর আকার হ্রাস পায় এবং নিউক্লিয়ার চার্জ বৃদ্ধি পায়, ফলে আয়নিকরণ শক্তি ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পাওয়ার কথা। সেই হিসেবে অক্সিজেনের আয়নিকরণ শক্তি নাইট্রোজেন অপেক্ষা বেশি হওয়ার কথা ছিল, কিন্তু বাস্তবে নাইট্রোজেনের আয়নিকরণ শক্তি অক্সিজেনের চেয়ে বেশি।

   নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের ইলেকট্রন বিন্যাস লক্ষ্য করলে দেখা যায়:
   L (N - 7): 1s² 2s² 2px¹ 2py¹ 2pz¹
   M (O - 8): 1s² 2s² 2px² 2py¹ 2pz¹

   হুন্ডের নিয়ম অনুযায়ী, কোনো উপশক্তিস্তরের অরবিটালসমূহ অর্ধপূর্ণ (half-filled) বা সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ (fully-filled) থাকলে তা অধিক সুস্থিত হয়। নাইট্রোজেনের যোজ্যতা স্তরের 2p উপস্তরটি সুষমভাবে অর্ধপূর্ণ (2p³), যা অত্যন্ত স্থিতিশীল ইলেকট্রনীয় কাঠামো। পক্ষান্তরে, অক্সিজেনের 2p উপস্তরে চারটি ইলেকট্রন (2p⁴) থাকায় এটি অর্ধপূর্ণ বা পূর্ণ কোনোটিই নয়। অধিক স্থিতিশীল কাঠামো থেকে একটি ইলেকট্রন অপসারণ করতে বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়। এ কারণে নাইট্রোজেনের (L) প্রথম আয়নিকরণ শক্তি অক্সিজেনের (M) প্রথম আয়নিকরণ শক্তি অপেক্ষা বেশি হয়, যা পর্যায়বৃত্ত ধর্মের একটি ব্যতিক্রম।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী মৌলগুলো হলো:
   A = Li (পর্যায়-২, গ্রুপ-১)
   X = Be (পর্যায়-২, গ্রুপ-২)
   Z = Cl (পর্যায়-৩, গ্রুপ-১৭)

   অতএব, যৌগ দুটি হলো LiCl (AZ) এবং BeCl₂ (XZ₂)।

   যৌগ দুটির মধ্যে BeCl₂ (XZ₂) এর গলনাঙ্ক LiCl (AZ) অপেক্ষা কম। এর কারণ ফাজানের পোলারায়ন নীতির সাহায্যে ব্যাখ্যা করা যায়।
   ফাজানের নীতি অনুসারে, ক্যাটায়নের আকার যত ছোট এবং চার্জ যত বেশি হয়, ক্যাটায়নের পোলারায়ন ক্ষমতা তত বেশি হয়। ক্যাটায়ন দ্বারা অ্যানায়নের পোলারায়ন যত বেশি ঘটে, আয়নিক যৌগে সমযোজী বৈশিষ্ট্য তত বৃদ্ধি পায়।

   LiCl এবং BeCl₂ যৌগে অ্যানায়ন একই (Cl⁻), কিন্তু ক্যাটায়ন দুটি ভিন্ন (Li⁺ ও Be²⁺)।
   ১. চার্জের প্রভাব: Li⁺ ক্যাটায়নের চার্জ +1, কিন্তু Be²⁺ ক্যাটায়নের চার্জ +2। চার্জ বৃদ্ধির কারণে Be²⁺ এর আকর্ষণ ক্ষমতা বেশি।
   ২. আকারের প্রভাব: পর্যায় সারণির একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে পারমাণবিক ব্যাসার্ধ ও ক্যাটায়নের আকার হ্রাস পায়। ফলে Li⁺ এর চেয়ে Be²⁺ এর আকার তুলনামূলকভাবে বেশ ছোট।

   উচ্চ চার্জ ঘনত্ব এবং ক্ষুদ্র আকারের কারণে Be²⁺ ক্যাটায়নের পোলারায়ন ক্ষমতা Li⁺ অপেক্ষা বহুগুণ বেশি। ফলে Be²⁺ আয়ন Cl⁻ অ্যানায়নের ইলেকট্রন মেঘকে তীব্রভাবে বিকৃত বা পোলারাইজড করে, যার ফলে BeCl₂ যৌগে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে সমযোজী বৈশিষ্ট্যের উদ্ভব ঘটে। অন্যদিকে LiCl মূলত তীব্র তড়িৎযোজী বা আয়নিক প্রকৃতির যৌগ হিসেবে বিদ্যমান থাকে।

   যেহেতু সমযোজী যৌগের অণুসমূহের মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল আয়নিক যৌগের তীব্র স্থির-বৈদ্যুতিক আকর্ষণ বল অপেক্ষা দুর্বল, তাই BeCl₂ এর গলনাঙ্ক (প্রায় ৪০৫°C) LiCl এর গলনাঙ্ক (প্রায় ৬০৫°C) অপেক্ষা অনেক কম।