রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো উভমুখী বিক্রিয়ার সম্মুখমুখী বিক্রিয়ার হার ধ্রুবক এবং পশ্চাৎমুখী বিক্রিয়ার হার ধ্রুবকের অনুপাতকে ওই বিক্রিয়ার সাম্যধ্রুবক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   মাইক্রোওয়েভ ওভেনে নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (প্রায় 12 cm বা 2.45 GHz কম্পাঙ্ক) মাইক্রোওয়েভ রশ্মি ব্যবহার করা হয়। খাদ্যের প্রধান উপাদান পানির অণুগুলো পোলার প্রকৃতির হওয়ায় এ রশ্মির পরিবর্তনশীল তড়িৎক্ষেত্রে পানির ডাইপোলগুলো দ্রুত দিক পরিবর্তন করে কম্পিত ও আবর্তিত হতে থাকে। পানির অণুগুলোর এই তীব্র পারস্পরিক ঘর্ষণের ফলে প্রচুর তাপশক্তির সৃষ্টি হয় এবং খাদ্য দ্রুত ও সুষমভাবে গরম হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে:

   • ২য় পর্যায় ও ১৪নং শ্রেণির মৌল A হলো কার্বন (C)।
   • ৩য় পর্যায় ও ১৪নং শ্রেণির মৌল B হলো সিলিকন (Si)।
   • ২য় পর্যায় ও ১৬নং শ্রেণির মৌল C হলো অক্সিজেন (O)।
     অতএব, AC₂ যৌগটি হলো CO₂ এবং BC₂ যৌগটি হলো SiO₂।

   স্বাভাবিক তাপমাত্রায় CO₂ গ্যাসীয় কিন্তু SiO₂ কঠিন হওয়ার কারণ নিচে আলোচনা করা হলো:

   ১. CO₂ এর গঠন ও ভৌত অবস্থা: কার্বন ও অক্সিজেন উভয়ই দ্বিতীয় পর্যায়ের ছোট আকারের পরমাণু হওয়ায় এদের মধ্যে pπ-pπ অধিক্রমণের মাধ্যমে O=C=O রৈখিক সমযোজী অণু গঠিত হয়। CO₂ একটি বিচ্ছিন্ন ও অপোলার আণবিক যৌগ। এর অণুগুলোর মধ্যে কেবল অতি দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল বিদ্যমান থাকে। এই দুর্বল বন্ধন স্বাভাবিক তাপমাত্রার তাপীয় শক্তিতেই ভেঙে যায়। তাই সাধারণ তাপমাত্রায় CO₂ গ্যাসীয় অবস্থায় থাকে।

   ২. SiO₂ এর গঠন ও ভৌত অবস্থা: সিলিকনের পরমাণুর আকার তুলনামূলকভাবে বড় হওয়ায় এটি অক্সিজেনের সাথে pπ-pπ দ্বিবন্ধন গঠন করতে পারে না। ফলে সিলিকন একক সমযোজী বন্ধন দ্বারা চারটি অক্সিজেন পরমাণুর সাথে যুক্ত হয়ে চতুস্তলকীয় কাঠামো তৈরি করে। প্রতিটি অক্সিজেন আবার দুটি ভিন্ন সিলিকন পরমাণুর সাথে যুক্ত থাকে। এভাবে সিলিকন ও অক্সিজেন পরমাণু পরস্পর সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ হয়ে একটি সুদৃঢ় ও সুবিশাল ত্রিমাত্রিক দানবীয় অণু (Giant molecule) গঠন করে। এই অসংখ্য শক্তিশালী সমযোজী বন্ধন ভাঙতে প্রচুর শক্তির প্রয়োজন হয়।

   অতএব, এদের গঠন কাঠামোর ভিন্নতার কারণে স্বাভাবিক তাপমাত্রায় AC₂ (CO₂) গ্যাসীয় হলেও BC₂ (SiO₂) কঠিন।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের মৌলগুলোর অবস্থান বিবেচনা করে:

   • ২য় পর্যায় ও ১৪নং শ্রেণির মৌল A হলো কার্বন (C)।
   • ৩য় পর্যায় ও ১৪নং শ্রেণির মৌল B হলো সিলিকন (Si)।
   • ৩য় পর্যায় ও ১৭নং শ্রেণির মৌল D হলো ক্লোরিন (Cl)।

   অতএব, AD₄ হলো CCl₄ এবং BD₄ হলো SiCl₄।

   নিচে SiCl₄ আর্দ্রবিশ্লেষিত হলেও CCl₄ কেন আর্দ্রবিশ্লেষিত হয় না, তা যুক্তিসহ আলোচনা করা হলো:

   কোনো সমযোজী যৌগ পানির সাথে আর্দ্রবিশ্লেষণ বিক্রিয়া ঘটানোর প্রাথমিক শর্ত হলো কেন্দ্রীয় পরমাণুতে ফাঁকা d-অরবিটাল থাকা, যাতে তা পানির অক্সিজেন পরমাণুর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করে সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধন গঠনের মাধ্যমে অস্থায়ী জটিল যৌগ তৈরি করতে পারে।

   ১. CCl₄ এর আর্দ্রবিশ্লেষণ না হওয়ার কারণ:
   কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস: ₆C → 1s² 2s² 2p²
   কার্বন দ্বিতীয় পর্যায়ের মৌল হওয়ায় এর যোজ্যতা স্তরে (n = 2) কেবল 2s ও 2p অরবিটাল থাকে, কোনো 2d অরবিটাল সম্ভব নয়। CCl₄ যৌগে কার্বনের অষ্টক পূর্ণ থাকে এবং কোনো ফাঁকা d-অরবিটাল উপস্থিত থাকে না। ফলে আর্দ্রবিশ্লেষণের সময় পানির অণুর অক্সিজেন পরমাণু তার নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় কার্বন পরমাণুকে প্রদান করে সন্নিবেশ বন্ধন গঠন করতে পারে না। তাই স্বাভাবিক বা সাধারণ অবস্থায় CCl₄ পানির দ্বারা আর্দ্রবিশ্লেষিত হয় না।

   ২. SiCl₄ এর আর্দ্রবিশ্লেষিত হওয়ার কারণ:
   সিলিকনের ইলেকট্রন বিন্যাস: ₁₄Si → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² 3d⁰
   সিলিকন তৃতীয় পর্যায়ের মৌল হওয়ায় এর যোজ্যতা স্তরে ফাঁকা 3d-অরবিটাল উপস্থিত থাকে। SiCl₄ যৌগে পানির অণু আক্রমণ করলে সিলিকন তার ফাঁকা 3d-অরবিটালে পানির অক্সিজেনের নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করে সন্নিবেশ বন্ধন গঠন করে একটি অস্থায়ী অন্তর্বর্তী জটিল যৌগ তৈরি করে। পরবর্তীতে HCl অপসারিত হয় এবং ধারাবাহিকভাবে চারটি Cl পরমাণু চারটি -OH মূলক দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়ে সিলিসিক এসিড [Si(OH)₄] উৎপন্ন করে।
   বিক্রিয়া:
   SiCl₄ + 4H₂O → Si(OH)₄ + 4HCl

   সুতরাং, কেন্দ্রীয় পরমাণুতে ফাঁকা d-অরবিটালের উপস্থিতি ও অনুপস্থিতির কারণেই SiCl₄ পানির দ্বারা আর্দ্রবিশ্লেষিত হলেও CCl₄ আর্দ্রবিশ্লেষিত হয় না।