রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরমাণুতে ইলেকট্রনসমূহ বিভিন্ন অরবিটালে প্রবেশের সময় তাদের শক্তির নিম্নক্রম থেকে উচ্চক্রম অনুসারে প্রবেশ করে; অর্থাৎ ইলেকট্রন প্রথমে নিম্নশক্তি সম্পন্ন অরবিটাল পূর্ণ করে ক্রমান্বয়ে উচ্চশক্তির অরবিটালে প্রবেশ করে। একে আউফবাউ নীতি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   HCl অণুতে হাইড্রোজেন (H) এবং ক্লোরিন (Cl) পরমাণুর মধ্যে সমযোজী বন্ধন বিদ্যমান। সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ দুটি পরমাণুর তড়িৎ ঋণাত্মকতার পার্থক্যের কারণে শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগল অধিক তড়িৎ ঋণাত্মক পরমাণুর (Cl) দিকে বেশি আকৃষ্ট হয়। ফলে ক্লোরিন পরমাণুর প্রান্তে আংশিক ঋণাত্মক চার্জ (δ⁻) এবং হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রান্তে আংশিক ধনাত্মক চার্জ (δ⁺) এর সৃষ্টি হয়। এভাবে অণুতে ধনাত্মক ও ঋণাত্মক দুটি পোলের সৃষ্টি হওয়ায় HCl একটি পোলার যৌগ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পলির বর্জন নীতি অনুযায়ী, "একই পরমাণুতে যে কোনো দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান কখনোই এক হতে পারে না; অন্তত একটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মানে পার্থক্য থাকবেই।"

   উদ্দীপকের ১ম অংশের পরমাণুটি হলো কার্বন (পারমাণবিক সংখ্যা ৬)। চিত্র অনুযায়ী:

   • $e_1$ ইলেকট্রনটি $1s$ অরবিটালের দ্বিতীয় ইলেকট্রন (ঘড়ির কাঁটার বিপরীতমুখী ঘূর্ণন বিশিষ্ট)।
     এর জন্য চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান:
     প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, $n = 1$
     সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, $l = 0$
     চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা, $m = 0$
     স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, $s = -\frac{1}{2}$

   • $e_2$ ইলেকট্রনটি $2p$ অরবিটালের (ধরি, $2p_y$) ইলেকট্রন।
     এর জন্য চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান:
     প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, $n = 2$
     সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, $l = 1$
     চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা, $m = 0$ (অথবা $+1$ বা $-1$)
     স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, $s = +\frac{1}{2}$

   দেখা যাচ্ছে যে, $e_1$ ও $e_2$ ইলেকট্রন দুটির প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা ($n$), সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা ($l$) এবং স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা ($s$) এর মান পরস্পর ভিন্ন।

   সুতরাং, $e_1$ এবং $e_2$ এর ক্ষেত্রে পলির বর্জন নীতি যথাযথভাবে প্রযোজ্য।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ২য় অংশে হাইড্রোজেন পরমাণুর ইলেকট্রনটি $M$ শক্তিস্তর ($n_2 = 3$) থেকে $L$ শক্তিস্তরে ($n_1 = 2$) স্থানান্তরিত হওয়ার সময় শক্তি বিকিরণ ($E$) করছে।

   রিডবার্গ সমীকরণ অনুযায়ী,
   $\bar{\nu} = \frac{1}{\lambda} = R_H \left( \frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2} \right)$
   এখানে,
   $R_H = 109678 \text{ cm}^{-1} = 1.09678 \times 10^7 \text{ m}^{-1}$
   $n_1 = 2$
   $n_2 = 3$

   মান বসিয়ে পাই,
   $\frac{1}{\lambda} = 1.09678 \times 10^7 \left( \frac{1}{2^2} - \frac{1}{3^2} \right) \text{ m}^{-1}$
   $\frac{1}{\lambda} = 1.09678 \times 10^7 \left( \frac{1}{4} - \frac{1}{9} \right) = 1.09678 \times 10^7 \times \frac{5}{36} = 1.5233 \times 10^6 \text{ m}^{-1}$
   বা, $\lambda = \frac{1}{1.5233 \times 10^6} \approx 6.5646 \times 10^{-7} \text{ m} = 656.5 \text{ nm}$

   আমরা জানি, $380 \text{ nm} - 780 \text{ nm}$ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো দৃশ্যমান অঞ্চলের অন্তর্ভুক্ত। সুতরাং বিকিরিত এই আলোটি হলো দৃশ্যমান লাল বর্ণের আলো ($H_\alpha$ লাইন)।

   অন্যদিকে:
   ১. জাল টাকা বা পাসপোর্ট শনাক্তকরণে অতিবেগুনী রশ্মি বা UV-রশ্মি (তরঙ্গদৈর্ঘ্য সাধারণত $230 - 375 \text{ nm}$) ব্যবহৃত হয়।
   ২. চিকিৎসাক্ষেত্রে অভ্যন্তরীণ অঙ্গের রোগ নির্ণয়ে অবলোহিত (IR) রশ্মি বা এক্স-রে রশ্মি ব্যবহৃত হয়।

   যেহেতু উদ্দীপকের বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য $656.5 \text{ nm}$, যা দৃশ্যমান অঞ্চলের এবং UV বা IR অঞ্চলের নয়, তাই উদ্দীপকের বিকিরণটি জাল টাকা শনাক্তকরণ (UV রশ্মির কাজ) বা চিকিৎসা ক্ষেত্রে সরাসরি ব্যবহৃত কোনো রশ্মি (IR বা এক্স-রে) নয়। তবে তুলনামূলক বিশ্লেষণে এটি দৃশ্যমান অঞ্চলের হওয়ায় সাধারণ দৃষ্টিগোচর রশ্মি ছাড়া কোনো বিশেষায়িত জাল টাকা শনাক্তকারী বা চিকিৎসাকাজে ব্যবহৃত রশ্মির সাথে মেলে না।