রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরমাণুতে ইলেকট্রন বিন্যাসের সময় ইলেকট্রনসমূহ বিভিন্ন অরবিটালে তাদের শক্তির উচ্চক্রম অনুসারে অর্থাৎ সর্বনিম্ন শক্তির অরবিটাল আগে পূর্ণ করে ক্রমান্বয়ে উচ্চ শক্তির অরবিটালে প্রবেশ করে—এ নীতিকে আউফবাউ নীতি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দ্রাব্যতা সাধারণত তাপমাত্রার ওপর নির্ভরশীল:
   ১. তাপহারী দ্রবণ প্রক্রিয়ায় (যেমন- $KNO_3, KCl$ ইত্যাদি পানিতে দ্রবীভূত হওয়া) তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে দ্রাব্যতা বৃদ্ধি পায়।
   ২. তাপোৎপাদী দ্রবণ প্রক্রিয়ায় (যেমন- $Ca(OH)_2, Ce_2(SO_4)_3$) তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে দ্রাব্যতা হ্রাস পায়।
   ৩. কিছু পদার্থের ক্ষেত্রে (যেমন- গ্লোবার লবণ $Na_2SO_4\cdot10H_2O$) তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে ৩২.৪° সে. পর্যন্ত দ্রাব্যতা বাড়ে এবং এরপর তাপমাত্রা বাড়ালে দ্রাব্যতা হ্রাস পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, B মৌলটি হলো ২য় পর্যায়ের ১৬ নং গ্রুপের মৌল অক্সিজেন (O) এবং D মৌলটি হলো ৩য় পর্যায়ের ১৬ নং গ্রুপের মৌল সালফার (S)। এদের হাইড্রাইড যথাক্রমে পানি ($H_2O$) এবং হাইড্রোজেন সালফাইড ($H_2S$)।

   অক্সিজেনের আকার সালফারের চেয়ে ছোট এবং এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা (৩.৫) অনেক বেশি। ফলে পানির অণুর $O-H$ বন্ধনের শেয়ারকৃত ইলেকট্রন অক্সিজেন নিজের দিকে তীব্রভাবে আকর্ষণ করে, যার কারণে পানিতে শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হয়। অসংখ্য পানির অণু হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে পরস্পরের সাথে যুক্ত হয়ে সংবদ্ধ (associated) অবস্থায় থাকে, যা ভাঙতে অতিরিক্ত তাপশক্তির প্রয়োজন হয়। এজন্য স্বাভাবিক তাপমাত্রায় $H_2O$ তরল।

   অন্যদিকে, সালফারের পারমাণবিক আকার বড় এবং এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা (২.৫) অক্সিজেনের তুলনায় বেশ কম। ফলে $H_2S$ অণুতে হাইড্রোজেন বন্ধন সৃষ্টি হতে পারে না; কেবল দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বল কাজ করে। সাধারণ তাপমাত্রায় এই দুর্বল আকর্ষণ বল অণুগুলোকে তরলে রূপান্তর করার জন্য যথেষ্ট নয়। তাই $H_2S$ স্বাভাবিক তাপমাত্রায় গ্যাসীয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের মৌল চারটি হলো:
   A = নাইট্রোজেন ($N$, পারমাণবিক সংখ্যা ৭)
   B = অক্সিজেন ($O$, পারমাণবিক সংখ্যা ৮)
   C = ফসফরাস ($P$, পারমাণবিক সংখ্যা ১৫)
   D = সালফার ($S$, পারমাণবিক সংখ্যা ১৬)

   ১. পর্যায়ভিত্তিক পরিবর্তন:
   একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে পারমাণবিক ব্যাসার্ধ হ্রাস পাওয়ার কারণে সাধারণত আয়নীকরণ শক্তি বৃদ্ধি পায়।

   • ২য় পর্যায়ে (A ও B): নাইট্রোজেনের ইলেকট্রন বিন্যাস $1s^2 2s^2 2p^3$ এবং অক্সিজেনের $1s^2 2s^2 2p^4$। নাইট্রোজেনের $2p$ উপস্তরটি অর্ধপূর্ণ ($2p^3$) হওয়ায় এটি অত্যন্ত সুস্থিত। ফলে অক্সিজেন অপেক্ষা নাইট্রোজেন থেকে ইলেকট্রন অপসারণে বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়। তাই অক্সিজেনের আয়নীকরণ শক্তি নাইট্রোজেনের চেয়ে কম ($N > O$ বা $A > B$)।
   • ৩য় পর্যায়ে (C ও D): ফসফরাসের ইলেকট্রন বিন্যাসে যোজ্যতাস্থর অর্ধপূর্ণ ($3s^2 3p^3$) এবং সালফারের ($3s^2 3p^4$)। একই কারণে ফসফরাসের সুস্থিতির জন্য এর আয়নীকরণ শক্তি সালফারের চেয়ে বেশি ($P > S$ বা $C > D$)।

   ২. গ্রুপভিত্তিক পরিবর্তন:
   একই গ্রুপে ওপর থেকে নিচে নতুন শক্তিস্তর যুক্ত হওয়ায় পারমাণবিক ব্যাসার্ধ বৃদ্ধি পায় এবং নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ হ্রাস পায়, ফলে আয়নীকরণ শক্তি হ্রাস পায়।

   • গ্রুপ ১৫ (A ও C): নাইট্রোজেন (A) এর আকার ফসফরাস (C) এর চেয়ে ছোট হওয়ায় নাইট্রোজেনের আয়নীকরণ শক্তি ফসফরাসের চেয়ে বেশি ($A > C$)।
   • গ্রুপ ১৬ (B ও D): অক্সিজেন (B) এর আকার সালফার (D) এর চেয়ে ছোট হওয়ায় অক্সিজেনের আয়নীকরণ শক্তি সালফারের চেয়ে বেশি ($B > D$)।

   সামগ্রিক আয়নীকরণ শক্তির ক্রম দাঁড়ায়: $A (N) > B (O) > C (P) > D (S)$।