রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হিলিয়াম পরমাণু থেকে দুটি ইলেকট্রন অপসারণ করলে যে দ্বি-ধনাত্মক হিলিয়াম নিউক্লিয়াস (He²⁺) সৃষ্টি হয়, তাকে আলফা (α) কণা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ভরক্রিয়ার সূত্রানুসারে, কোনো উভমুখী বিক্রিয়ার সাম্য ধ্রুবক (Kc) হলো সাম্যাবস্থায় উৎপাদসমূহের মোলার ঘনমাত্রার গুণফল এবং বিক্রিয়কসমূহের মোলার ঘনমাত্রার গুণফলের অনুপাত। অর্থাৎ, Kc = [উৎপাদ] / [বিক্রিয়ক]।

   একটি উভমুখী বিক্রিয়া কখনোই সম্পূর্ণভাবে শেষ হয় না; তাই সাম্যাবস্থায় উৎপাদের ঘনমাত্রা কখনো শূন্য হতে পারে না (অর্থাৎ [উৎপাদ] ≠ 0)। যেহেতু লব শূন্য হয় না, তাই সাম্য ধ্রুবক Kc-এর মান কখনো শূন্য হতে পারে না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের গ্রাফ অনুযায়ী, E মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা ৮। সুতরাং E মৌলটি হলো অক্সিজেন (O)।
   অক্সিজেনের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   ₈O = 1s² 2s² 2p⁴ = 1s² 2s² 2px² 2py¹ 2pz¹

   পলির বর্জন নীতি অনুসারে: “একই পরমাণুর যেকোনো দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার (n, l, m, s) মান কখনো একই হতে পারে না; অন্তত একটির মান অবশ্যই ভিন্ন হবে।”

   E মৌলের (অক্সিজেন) ৩য় ও সর্বশেষ (৮ম) ইলেকট্রনের জন্য চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান নির্ণয়:

   ১. তৃতীয় (৩য়) ইলেকট্রনের ক্ষেত্রে:
   এটি 2s অরবিটালে অবস্থিত (2s¹)।

   • প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, n = 2
   • সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, l = 0 (যেহেতু s অরবিটাল)
   • চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা, m = 0
   • স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, s = +½

   ২. সর্বশেষ (৮ম) ইলেকট্রনের ক্ষেত্রে:
   হুন্ডের নীতি অনুসারে ইলেকট্রন প্রবেশের পর, ৮ম ইলেকট্রনটি 2px অরবিটালে বিপরীত স্পিনে প্রবেশ করে।

   • প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, n = 2
   • সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, l = 1 (যেহেতু p অরবিটাল)
   • চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা, m = -1 (বা +1)
   • স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, s = -½

   তুলনা:
   দেখা যাচ্ছে যে, ৩য় ও ৮ম ইলেকট্রনের ক্ষেত্রে প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n = 2) একই হলেও l, m এবং s-এর মান ভিন্ন। অর্থাৎ, চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার সেট পরস্পরের থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন। এর মাধ্যমে পলির বর্জন নীতি যথাযথভাবে প্রতিফলিত ও প্রমাণিত হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে ২য় পর্যায়ের পারমাণবিক সংখ্যা ৪ থেকে ১০ বিশিষ্ট মৌলগুলোর (Be, B, C, N, O, F, Ne) প্রথম আয়নিকরণ বিভবের পরিবর্তনের লেখচিত্র দেখানো হয়েছে।

   সাধারণ নিয়মানুসারে, একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে পরমাণুর আকার হ্রাস পায় এবং নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বৃদ্ধি পাওয়ায় আয়নিকরণ বিভবের মান ক্রমাগত বৃদ্ধি পাওয়ার কথা। কিন্তু উদ্দীপকের গ্রাফে দুটি ব্যতিক্রম পরিলক্ষিত হয়:
   ১. A (Be, পারমাণবিক সংখ্যা ৪) এর আয়নিকরণ শক্তি B (B, পারমাণবিক সংখ্যা ৫) অপেক্ষা বেশি।
   ২. D (N, পারমাণবিক সংখ্যা ৭) এর আয়নিকরণ শক্তি E (O, পারমাণবিক সংখ্যা ৮) অপেক্ষা বেশি।

   ব্যতিক্রমের কারণ ইলেকট্রন বিন্যাসের স্থিতিশীলতার সাহায্যে যুক্তিসহ বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. Be ও B এর ব্যতিক্রম:

   • ₄Be = 1s² 2s²
   • ₅B = 1s² 2s² 2p¹
     এখানে Be-এর যোজ্যতা স্তরের 2s অরবিটালটি সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ (2s²), যা অধিক সুস্থিত। পক্ষান্তরে, B-এর 2p অরবিটালে মাত্র একটি ইলেকট্রন রয়েছে, যা সহজে অপসারণ করা যায়। ফলে সুস্থিত 2s² কাঠামো থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করতে অধিক শক্তির প্রয়োজন হয়। তাই বোরন (B) অপেক্ষা বেরিলিয়ামের (Be) আয়নিকরণ বিভব বেশি।

   ২. N ও O এর ব্যতিক্রম:

   • ₇N = 1s² 2s² 2px¹ 2py¹ 2pz¹
   • ₈O = 1s² 2s² 2px² 2py¹ 2pz¹
     আমরা জানি, অর্ধপূর্ণ বা সম্পূর্ণ পূর্ণ অরবিটালগুলো অধিক সুস্থিত হয়। নাইট্রোজেনের 2p সাবশেলটি তিনটি অযুগ্ম ইলেকট্রন দ্বারা সুষমভাবে অর্ধপূর্ণ (2p³), যা অত্যন্ত স্থিতিশীল। অপরদিকে, অক্সিজেনের যোজ্যতা স্তরের 2p অরবিটালে ৪টি ইলেকট্রন রয়েছে (2p⁴)। 2px অরবিটালে দুটি ইলেকট্রনের মধ্যকার পারস্পরিক বিকর্ষণের কারণে অক্সিজেন সহজেই একটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে সুস্থিত অর্ধপূর্ণ (2p³) কাঠামো লাভ করতে চায়। তাই নাইট্রোজেন থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করা অক্সিজেনের চেয়ে বেশি কঠিন। ফলে অক্সিজেন (O) অপেক্ষা নাইট্রোজেনের (N) প্রথম আয়নিকরণ বিভবের মান বেশি।

   অতএব, ইলেকট্রন বিন্যাসের পূর্ণ ও অর্ধপূর্ণ অরবিটালের অধিক স্থিতিশীলতার কারণেই উদ্দীপকের লেখচিত্রে উল্লিখিত ব্যতিক্রম দুটি ঘটে।