রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎক্ষেত্র ও চৌম্বকক্ষেত্রের পর্যায়বৃত্ত বা স্পন্দনশীল মিথস্ক্রিয়ার ফলে যে শক্তির তরঙ্গ মহাশূন্যে আলোর বেগে সঞ্চালিত হয়, তাকে তড়িৎ-চুম্বকীয় বিকিরণ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রদত্ত উভমুখী বিক্রিয়াটি হলো:
   $PCl_5(g) \rightleftharpoons PCl_3(g) + Cl_2(g)$

   সাম্যধ্রুবক $K_c$ এর রাশিমালা:
   $K_c = \frac{[PCl_3][Cl_2]}{[PCl_5]}$

   যেখানে ঘনমাত্রার একক $mol\cdot L^{-1}$ বা $M$।
   অতএব, $K_c$ এর একক হবে:
   $K_c\text{ এর একক} = \frac{(mol\cdot L^{-1}) \times (mol\cdot L^{-1})}{mol\cdot L^{-1}} = mol\cdot L^{-1} \text{ বা } mol\cdot dm^{-3}$

   সুতরাং, বিক্রিয়াটির $K_c$ এর একক হলো $mol\cdot L^{-1}$ (বা $mol\cdot dm^{-3}$)।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি লক্ষ্য করলে দেখা যায়:
   $NH_3 + H^+ \rightarrow NH_4^+ (Y)$
   অতএব, উদ্দিষ্ট আয়ন 'Y' হলো অ্যামোনিয়াম আয়ন ($NH_4^+$)।

   অ্যামোনিয়াম আয়ন ($NH_4^+$) শনাক্তকরণ পরীক্ষা:
   একটি টেস্টটিউবে প্রদত্ত নমুনার জলীয় দ্রবণের মধ্যে কয়েক ফোঁটা ক্ষারীয় নেসলার বিকারক ($K_2[HgI_4]$ এর সাথে $NaOH$ বা $KOH$ এর দ্রবণ) যোগ করা হয়।

   পর্যবেক্ষণ:
   দ্রবণে ক্ষারীয় নেসলার বিকারক যোগ করার সাথে সাথে অ্যামিনো মারকিউরিক আয়োডাইডের বাদামি বা তামাটে বর্ণের অধঃক্ষেপ (মিলনস্ বেস এর আয়োডাইড) সৃষ্টি হয়।

   রাসায়নিক সমীকরণ:
   $2K_2[HgI_4] + NH_4^+ + 4KOH \rightarrow [Hg_2ONH_2]I\downarrow \text{ (বাদামি অধঃক্ষেপ)} + 7KI + 3H_2O$
   বিকল্পভাবে,
   $NH_4^+ + OH^- \rightarrow NH_3 + H_2O$
   $2K_2[HgI_4] + NH_3 + 3KOH \rightarrow H_2N-Hg-O-Hg-I\downarrow + 7KI + 3H_2O$

   এই বাদামি অধঃক্ষেপের উপস্থিতি নিশ্চিত করে যে 'Y' আয়নটি হলো অ্যামোনিয়াম ($NH_4^+$) আয়ন।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে ২৯ পারমাণবিক সংখ্যাবিশিষ্ট মৌল 'X' হলো কপার ($Cu$)। সুতরাং $X^{2+}$ আয়নটি হলো কিউপ্রিক আয়ন ($Cu^{2+}$)।

   $Cu^{2+}$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো:
   $_{29}Cu^{2+} : 1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 3d^9$

   $Cu^{2+}$ আয়নের $3d$ অরবিটালে ৯টি ইলেকট্রন রয়েছে, অর্থাৎ এটি একটি আংশিক পূর্ণ $d$-অরবিটালযুক্ত অবস্থান্তর ধাতু আয়ন।

   জটিল যৌগের বর্ণযুক্ত হওয়ার কারণ:
   ১. ডিজেনারেলিটি নষ্ট হওয়া ও ক্রিস্টাল ফিল্ড বিভাজন: মুক্ত অবস্থায় $Cu^{2+}$ আয়নের পাঁচটি $d$-অরবিটালের শক্তি সমান থাকে (ডিজেনারেট অবস্থা)। কিন্তু যখন কোনো লিগ্যান্ড (যেমন: $H_2O, NH_3$ ইত্যাদি) জটিল যৌগ গঠন করার জন্য মুক্ত ইলেকট্রন জোড় নিয়ে সন্নিকটস্থ হয়, তখন লিগ্যান্ডের ইলেকট্রন মেঘ ও ধাতব আয়নের $d$-ইলেকট্রনের পারস্পরিক বিকর্ষণের ফলে $d$-অরবিটালগুলোর সমশক্তি বিনষ্ট হয়। এর ফলে $d$-অরবিটাল দুটি ভিন্ন শক্তিস্তরে বিভক্ত হয়ে যায়—উচ্চ শক্তির $e_g$ অরবিটাল এবং নিম্ন শক্তির $t_{2g}$ অরবিটাল। একে ক্রিস্টাল ফিল্ড স্প্লিটিং বলে।

   ২. $d$-$d$ ইলেকট্রন স্থানান্তর: $Cu^{2+}$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস স্প্লিটিং এর পর হয় $t_{2g}^6\ e_g^3$। দৃশ্যমান আলোর পরিসীমা থেকে আলো আপতিত হলে নিম্ন শক্তির স্তর থেকে ইলেকট্রন নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে উচ্চ শক্তির ফাঁকা বা অর্ধপূর্ণ অরবিটালে স্থানান্তরিত হয়। একে $d$-$d$ ট্রানজিশন বলা হয়।

   ৩. পরিপূরক বর্ণ প্রদর্শন: দৃশ্যমান আলো থেকে যে নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষিত হয়, তার পরিপূরক বর্ণটি প্রতিফলিত হয়ে নির্গত হয়। যেমন, টেট্রাঅ্যামিন কপার(II) আয়ন $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ দ্রবণে লাল-হলুদ অঞ্চলের আলো শোষিত হয় এবং এর পরিপূরক বর্ণ হিসেবে দ্রবণটি গাঢ় নীল বর্ণ ধারণ করে।

   সুতরাং, ক্রিস্টাল ফিল্ড বিভাজন এবং $d$-$d$ ইলেকট্রন স্থানান্তরের কারণেই $X^{2+}$ ($Cu^{2+}$) আয়ন দ্বারা সৃষ্ট জটিল যৌগসমূহ বর্ণযুক্ত হয়।