রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারদিকে যে ত্রিমাত্রিক অঞ্চলে কোনো নির্দিষ্ট শক্তিস্তরে ইলেকট্রন প্রাপ্তির সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি (প্রায় ৯০-৯৫%) থাকে, তাকে অরবিটাল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব d-ব্লক মৌলের অন্তত একটি সুস্থিত আয়নে d-অরবিটাল আংশিক পূর্ণ (অর্থাৎ $d^1$ থেকে $d^9$ কাঠামোযুক্ত) থাকে, তাদেরকে অবস্থান্তর মৌল বলে। স্ক্যান্ডিয়াম (Sc) ও জিংক (Zn) উভয়ই d-ব্লক মৌল। কিন্তু $Sc^{3+}$ আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো $[Ar]3d^0$, যার d-অরবিটালে কোনো ইলেকট্রন নেই। আবার $Zn^{2+}$ আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো $[Ar]3d^{10}$, যার d-অরবিটাল পূর্ণ থাকে। এদের কোনোটিতেই আংশিক পূর্ণ d-অরবিটাল নেই। ফলে এরা d-ব্লকভুক্ত হওয়া সত্ত্বেও অবস্থান্তর মৌল নয়। তাই বলা যায়, সকল অবস্থান্তর মৌলই d-ব্লক মৌল, কিন্তু সব d-ব্লক মৌল অবস্থান্তর মৌল নয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   লা শাতেলিয়ারের নীতি অনুসারে গ্যাসীয় সাম্যাবস্থায় বিক্রিয়ক ও উৎপাদের মোল সংখ্যার পরিবর্তন ঘটলে চাপের প্রভাব বিদ্যমান থাকে।

   (১) প্রথম বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে:
   $A_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2AH_3(g)$
   এখানে বিক্রিয়কের মোট মোল সংখ্যা = $1 + 3 = 4$ এবং উৎপাদের মোট মোল সংখ্যা = 2। ফলে গ্যাসীয় মোল সংখ্যার পরিবর্তন $\Delta n = 2 - 4 = -2$। অর্থাৎ সম্মুখমুখী বিক্রিয়ায় আয়তন বা মোল সংখ্যা হ্রাস পায়। এ বিক্রিয়ায় চাপ বৃদ্ধি করলে লা শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী সাম্যাবস্থা ডানে (সম্মুখমুখী) স্থানান্তরিত হবে এবং উৎপাদের পরিমাণ বৃদ্ধি পাবে। পক্ষান্তরে চাপ হ্রাস করলে বিক্রিয়াটি পশ্চাৎমুখী হবে।

   (২) দ্বিতীয় বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে:
   $A_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2AO_2(g)$
   এখানে বিক্রিয়কের মোট মোল সংখ্যা = $1 + 1 = 2$ এবং উৎপাদের মোট মোল সংখ্যা = 2। ফলে $\Delta n = 2 - 2 = 0$। অর্থাৎ বিক্রিয়ার ফলে মোট মোল সংখ্যার কোনো পরিবর্তন হয় না। সুতরাং এই বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থার ওপর চাপের কোনো প্রভাব নেই।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাম্যাঙ্ক $K_p$-এর সম্পর্ক ভ্যান্ট হফের সমীকরণ দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়:
   $\ln K_p = -\frac{\Delta H}{RT} + C$ (এখানে $C$ একটি ধ্রুবক)
   বা, $\log K_p = -\frac{\Delta H}{2.303 RT} + \text{ধ্রুবক}$
   সমীকরণটিকে সরলরেখার সমীকরণ $y = mx + c$-এর সাথে তুলনা করলে, $x$-অক্ষে $1/T$ এবং $y$-অক্ষে $\log K_p$ স্থাপন করলে একটি সরলরেখা পাওয়া যায়, যার ঢাল $m = -\frac{\Delta H}{2.303 R}$।

   ১. (১) নং বিক্রিয়াটি তাপোৎপাদী ($+ \text{তাপ}$ বা $\Delta H < 0$):
   যেহেতু $\Delta H$ ঋণাত্মক, তাই ঢাল $\left(-\frac{\Delta H}{2.303 R}\right)$ ধনাত্মক হয়। ফলে $1/T$ বৃদ্ধির সাথে সাথে $\log K_p$ বৃদ্ধি পায়। অর্থাৎ তাপমাত্রা $T$ বাড়ালে ($1/T$ কমলে) $\log K_p$ বা $K_p$ হ্রাস পায়। এর লেখচিত্রটি বাম থেকে ডানে ঊর্ধ্বগামী সরলরেখা হয়।

   ২. (২) নং বিক্রিয়াটি তাপহারী ($- \text{তাপ}$ বা $\Delta H > 0$):
   যেহেতু $\Delta H$ ধনাত্মক, তাই ঢাল $\left(-\frac{\Delta H}{2.303 R}\right)$ ঋণাত্মক হয়। ফলে $1/T$ বৃদ্ধির সাথে সাথে $\log K_p$ হ্রাস পায়। অর্থাৎ তাপমাত্রা $T$ বাড়ালে ($1/T$ কমলে) $\log K_p$ বা $K_p$ বৃদ্ধি পায়। এর লেখচিত্রটি বাম থেকে ডানে নিম্নগামী সরলরেখা হয়।

   [সংক্ষেপে লেখচিত্রের বিবরণ: $y$-অক্ষে $\log K_p$ এবং $x$-অক্ষে $1/T$ স্থাপন করলে তাপোৎপাদী (১) বিক্রিয়ার জন্য ধনাত্মক ঢালযুক্ত ঊর্ধ্বমুখী সরলরেখা এবং তাপহারী (২) বিক্রিয়ার জন্য ঋণাত্মক ঢালযুক্ত নিম্নমুখী সরলরেখা পাওয়া যায়।]