রসায়ন ২য় পত্র • Sylhet Board • সিলেট বোর্ড ২০২১
রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন
A গ্যাস→450∘CFeB{→HNO3+H2SO4→অনাৰ্দ্ৰ AlCl3CH3−Cl \text{A গ্যাস} \xrightarrow[450^\circ \text{C}]{\text{Fe}} \text{B} \begin{cases} \xrightarrow{\text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4} \ \ \xrightarrow[\text{অনাৰ্দ্ৰ } \text{AlCl}_3]{\text{CH}_3 - \text{Cl}} \end{cases}
- ক)(1)
লুকাস বিকারক কী?
- খ)(2)
AlCl3AlCl_3 একটি লুইস এসিড — বুঝিয়ে লেখো ।
- গ)(3)
B যৌগ হতে C যৌগ প্রস্তুতির ক্রিয়াকৌশল ব্যাখ্যা করো ।
- ঘ)(4)
C ও D যৌগের মধ্যে প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় কোনটি অধিক সক্রিয় তা অনুরণনের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করো ।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
গাঢ় হাইড্রোক্লোরিক এসিডে (HCl) দ্রবীভূত অনার্দ্র জিংক ক্লোরাইডের (ZnCl2) দ্রবণকে লুকাস বিকারক বলা হয়।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
যেসব যৌগ অন্য কোনো পরমাণু বা মূলক থেকে একজোড়া ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে, তাদের লুইস এসিড বলে। AlCl3 যৌগে অ্যালুমিনিয়ামের যোজ্যতা স্তরে তিনটি ইলেকট্রন থাকে এবং এটি তিনটি ক্লোরিন পরমাণুর সাথে তিনটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করে। ফলে Al-এর বহিঃস্থ স্তরে মোট ৬টি ইলেকট্রন থাকে, যা অষ্টক অপূর্ণ অবস্থাকে নির্দেশ করে। অষ্টক পূরণ করার জন্য AlCl3 সহজেই অন্য কোনো ক্ষারক থেকে একজোড়া ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে। তাই AlCl3 একটি লুইস এসিড।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকের A গ্যাসটি হলো ইথাইন (HC≡CH) এবং B যৌগটি হলো বেনজিন (C6H6)। বেনজিনকে গাঢ় HNO3 ও গাঢ় H2SO4 সহ ৫০°-৬০°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে নাইট্রোবেনজিন (C) উৎপন্ন হয়। এটি একটি ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া। বিক্রিয়ার কৌশলটি নিম্নরূপ:
১. ইলেকট্রোফাইল সৃষ্টি: গাঢ় HNO3 ও গাঢ় H2SO4 পরস্পর বিক্রিয়া করে শক্তিশালী ইলেকট্রোফাইল নাইট্রোনিয়াম আয়ন (NO2+) তৈরি করে:
HNO3 + 2H2SO4 ⇌ NO2+ + H3O+ + 2HSO4-২. সিগমা জটিল গঠন: ইলেকট্রনাকর্ষী NO2+ আয়ন বেনজিন বলয়ের পাই (π) ইলেকট্রনকে আক্রমণ করে একটি অস্থায়ী কার্বোক্যাটায়ন তথা সিগমা জটিল (arenium ion) তৈরি করে, যাতে রেজোন্যান্সের মাধ্যমে ধনাত্মক আধান বলয়ে স্থানান্তরিত হয়।
৩. প্রোটন অপসারণ: বিক্রিয়া মাধ্যমের ক্ষারকীয় HSO4- আয়ন সিগমা জটিল থেকে একটি প্রোটন (H+) গ্রহণ করে বেনজিন বলয়ের অ্যারোমেটিক স্থিতিশীলতা ফিরিয়ে আনে এবং নাইট্রোবেনজিন ও H2SO4 উৎপন্ন হয়:
[C6H6-NO2]+ + HSO4- → C6H5-NO2 + H2SO4 - ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকের C যৌগটি হলো নাইট্রোবেনজিন (C6H5-NO2) এবং D যৌগটি হলো টলুইন (C6H5-CH3)। এদের মধ্যে ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় টলুইন (D) অধিক সক্রিয়।
টলুইনে বেনজিন বলয়ের সাথে মিথাইল মূলক (-CH3) যুক্ত থাকে। মিথাইল মূলক একটি ইলেকট্রন প্রদানকারী মূলক। এটি ধনাত্মক আবেশীয় (+I) ফলাফল এবং হাইপারকনজুগেটিং/অনুরণন প্রভাবের মাধ্যমে বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রনের ঘনত্ব বৃদ্ধি করে। বিশেষত অর্থো (ortho) ও প্যারা (para) অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব অনেক বৃদ্ধি পায়। ফলে আগত ইলেকট্রোফাইল সহজে বলয়ে যুক্ত হতে পারে। এজন্য -CH3 মূলক বলয় সক্রিয়কারী মূলক এবং টলুইন অধিক সক্রিয়।
অপরদিকে, নাইট্রোবেনজিনে বেনজিন বলয়ের সাথে নাইট্রো মূলক (-NO2) যুক্ত থাকে, যা শক্তিশালী ইলেকট্রন আকর্ষী মূলক (-M ও -I প্রভাব)। অনুরণনের মাধ্যমে -NO2 মূলক বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন নিজের দিকে টেনে নেয়। এর ফলে বলয়ে সামগ্রিকভাবে এবং বিশেষ করে অর্থো ও প্যারা অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব উল্লেখযোগ্য হারে হ্রাস পায়। ফলে ইলেকট্রোফাইলের পক্ষে বলয়ে আক্রমণ করা কঠিন হয়। এজন্য -NO2 মূলক বলয় নিষ্ক্রিয়কারী মূলক।
অতএব, বেনজিন বলয়ে ইলেকট্রন ঘনত্বের অনুরণন বিশ্লেষণের মাধ্যমে স্পষ্ট হয় যে, পরবর্তী ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় C (নাইট্রোবেনজিন)-এর চেয়ে D (টলুইন) অধিক সক্রিয়।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও