রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে দ্রবণে সামান্য পরিমাণ সবল এসিড বা ক্ষার যোগ করার পরও দ্রবণের pH-এর মান অপরিবর্তিত থাকে, তাকে বাফার দ্রবণ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ক্রোমিয়ামের (Cr) পারমাণবিক সংখ্যা ২৪। আউফবাউ নীতি অনুসারে এর ইলেকট্রন বিন্যাস হওয়ার কথা ছিল: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁴ 4s²। কিন্তু সমশক্তি সম্পন্ন অরবিটালসমূহ অর্ধপূর্ণ (যেমন d⁵) বা সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ (যেমন d¹⁰) অবস্থায় থাকলে পরমাণুর স্থিতিশীলতা অনেক বৃদ্ধি পায়। 3d উপস্তরকে অর্ধপূর্ণ ও অধিক সুস্থিত করার জন্য 4s অরবিটাল থেকে একটি ইলেকট্রন 3d অরবিটালে স্থানান্তরিত হয়। ফলে ক্রোমিয়ামের সঠিক ইলেকট্রন বিন্যাস হয়: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹। এজন্য Cr মৌলটির ইলেকট্রন বিন্যাস ব্যতিক্রমধর্মী।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ৩য় পর্যায়ের মৌলগুলো পারমাণবিক সংখ্যার ক্রমানুসারে সাজালে পাওয়া যায়:
   A = Na, B = Mg, C = Al, D = Si, E = P (ফসফরাস), F = S (সালফার)।
   অতএব, E হলো ফসফরাস (P) এবং F হলো সালফার (S)।

   P (15) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
   S (16) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴

   সাধারণ নিয়ম অনুযায়ী, একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে পারমাণবিক ব্যাসার্ধ হ্রাস পায় এবং কার্যকর নিউক্লীয় চার্জ বৃদ্ধি পাওয়ায় আয়নীকরণ শক্তি বৃদ্ধি পায়। সেই হিসাবে S-এর আয়নীকরণ শক্তি P অপেক্ষা বেশি হওয়ার কথা। কিন্তু P-এর যোজ্যতা স্তরের 3p উপস্তরটি তিনটি ইলেকট্রন নিয়ে সুষমভাবে অর্ধপূর্ণ (3p³) থাকে। হুন্ডের নিয়ম অনুসারে অর্ধপূর্ণ অরবিটালের সুস্থিতি সাধারণ অবস্থার চেয়ে অনেক বেশি হয়। এই সুস্থিত বিন্যাস থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করতে অধিক শক্তির প্রয়োজন হয়। পক্ষান্তরে, S-এর 3p উপস্তরে চারটি ইলেকট্রন (3p⁴) থাকায় একটি অরবিটালে জোড় ইলেকট্রন থাকে, যার কারণে তাদের মধ্যে ইলেকট্রন-ইলেকট্রন বিকর্ষণ ঘটে এবং এটি অর্ধপূর্ণ অবস্থার মতো সুস্থিত নয়। ফলে S থেকে সহজেই একটি ইলেকট্রন অপসারিত হতে পারে। এজন্য F (সালফার) অপেক্ষা E (ফসফরাস)-এর প্রথম আয়নীকরণ শক্তি বেশি।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ৩য় পর্যায়ের মৌলসমূহ হলো:
   C = Al (অ্যালুমিনিয়াম), D = Si (সিলিকন), E = P (ফসফরাস), F = S (সালফার) এবং G = Cl (ক্লোরিন)। মৌলগুলোর গলনাঙ্কের ভিন্নতা তাদের গঠন ও বিদ্যমান বন্ধন প্রকৃতির ওপর নির্ভরশীল:

   ১. Al (C) থেকে Si (D)-তে বৃদ্ধি: Al একটি ধাতু, যার মধ্যে ধাতব বন্ধন বিদ্যমান। Al-এর যোজ্যতা ইলেকট্রন ৩টি হওয়ায় এর ধাতব বন্ধন যথেষ্ট দৃঢ়। অন্যদিকে Si একটি সমযোজী বৃহৎ অণু বা পলিমারিক জালিকা গঠন করে (হীরকের মতো ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক)। Si-এর প্রতিটি পরমাণু চারটি অপর Si পরমাণুর সাথে শক্তিশালী সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ থাকে। এই বিশাল জালিকা কাঠামো ভাঙতে প্রচুর শক্তির প্রয়োজন হয়। তাই Si-এর গলনাঙ্ক Al অপেক্ষা অনেক বেশি হয় এবং এটি এই পর্যায়ে সর্বোচ্চ।

   ২. Si (D) থেকে P (E)-তে হ্রাস: Si এর পর P একটি অধাতু। P সাধারণ অবস্থায় চতুর্ব্যবস্থীয় অণু (P₄) হিসেবে বিদ্যমান থাকে। P₄ অণুগুলোর মধ্যে অত্যন্ত দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বল কাজ করে। ফলে খুব কম তাপমাত্রায় এই বন্ধন ভেঙে যায়, যার কারণে Si থেকে P-এর গলনাঙ্ক হঠাৎ খাড়াভাবে হ্রাস পায়।

   ৩. P (E) থেকে S (F)-তে বৃদ্ধি: সালফার সাধারণ অবস্থায় অষ্ট-পরমাণুক বলয়াকার অণু (S₈) হিসেবে থাকে। অণুর আকার ও আণবিক ভর বৃদ্ধির সাথে সাথে দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বলের মান বৃদ্ধি পায়। যেহেতু S₈ অণুর আকার এবং ভর P₄ অপেক্ষা বেশি, তাই এদের মধ্যবর্তী ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল P₄ অণুর চেয়ে তুলনামূলকভাবে শক্তিশালী হয়। এজন্য P থেকে S-এর গলনাঙ্ক বৃদ্ধি পায়।

   ৪. S (F) থেকে Cl (G)-তে হ্রাস: ক্লোরিন দ্বিপরমাণুক অণু (Cl₂) হিসেবে থাকে। Cl₂ অণুর আণবিক আকার ও ভর S₈ অণুর তুলনায় অনেক কম। ফলে Cl₂ অণুগুলোর মধ্যবর্তী আন্তঃআণবিক ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ অত্যন্ত ক্ষীণ হয়। এ কারণে সাধারণ তাপমাত্রায় Cl গ্যাসীয় অবস্থায় থাকে এবং এর গলনাঙ্ক S অপেক্ষা অনেক কম হয়।

   সুতরাং, বন্ধনের প্রকৃতি এবং আণবিক আকারের পার্থক্যের কারণেই C, D, E, F ও G বিন্দুতে গলনাঙ্কের এমন ক্রম পরিবর্তন ঘটে।