রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হুন্ডের নীতি: সমশক্তি সম্পন্ন বিভিন্ন অরবিটালে ইলেকট্রন প্রবেশের সময় তারা যতদূর সম্ভব বিজোড় বা অযুগ্ম অবস্থায় থাকবে এবং এই বিজোড় ইলেকট্রনগুলোর স্পিন একইমুখী হবে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ব্যবহারের মাধ্যমে রাসায়নিক সাম্যাবস্থার গতিশীলতা প্রমাণ করা যায়। যেমন, হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া উৎপাদনের সাম্যাবস্থায় সাধারণ নাইট্রোজেনের পরিবর্তে তেজস্ক্রিয় আইসোটোপযুক্ত নাইট্রোজেন (¹⁵N₂) প্রবেশ করালে দেখা যায় যে, সাম্যাবস্থায় উৎপন্ন অ্যামোনিয়ার মধ্যেও ¹⁵NH₃ পাওয়া যায় এবং নাইট্রোজেন গ্যাসেও তেজস্ক্রিয়তা বজায় থাকে। কিন্তু সাম্যাবস্থায় কোনো উপাদানের মোট পরিমাণের পরিবর্তন ঘটে না। এটি প্রমাণ করে যে সাম্যাবস্থায় সম্মুখ ও বিপরীত উভয় বিক্রিয়াই একই গতিতে অবিরাম চলমান থাকে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে উল্লিখিত ক্যাটায়নগুলোতে ইলেকট্রন সংখ্যা ১০।
   যেহেতু প্রশ্নে P⁺, Q⁺ এবং R³⁺ বলা হয়েছে (সম্ভবত Q একটি ডাইভ্যালেন্ট ক্যাটায়ন বা বিকল্প ক্ষার ধাতু), তবে ইলেকট্রন সংখ্যা ১০ এর ভিত্তিতে:
   P⁺ এর প্রোটন সংখ্যা = ১০ + ১ = ১১, সুতরাং P হলো সোডিয়াম (Na)।
   Q⁺ উল্লেখ থাকলেও প্রচলিত সম-ইলেকট্রনীয় ধারায় Q²⁺ হলে তা Mg (১২) হতে পারত; কিন্তু প্রশ্নে Q⁺ দেওয়া থাকলে এবং ১০টি ইলেকট্রন থাকলে Q হলো Na; অথবা দ্বিতীয় ক্ষার ধাতু হিসেবে বিবেচনা করা যায়। সাধারণত Q²⁺ মুদ্রণজনিত ভুল হয়ে Q⁺ হলে Q হলো ম্যাগনেসিয়াম (Mg, পারমাণবিক সংখ্যা ১২) এবং R³⁺ এর প্রোটন সংখ্যা = ১০ + ৩ = ১৩, অর্থাৎ R হলো অ্যালুমিনিয়াম (Al)।

   মৌল তিনটি হলো ৩য় পর্যায়ের মৌল: Na (১১), Mg (১২) এবং Al (১৩)।

   একই পর্যায়ের বাম থেকে ডানে গেলে পরমাণুর আকার হ্রাস পায় এবং নিউক্লিয়াসের কার্যকর চার্জ বৃদ্ধি পায়, ফলে প্রথম আয়নীকরণ বিভবের মান সাধারণত ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পাওয়ার কথা।

   তবে এদের আয়নীকরণ শক্তির ক্রম হলো: Na < Al < Mg।
   কারণ:

   • Na এর ইলেকট্রন বিন্যাস: [Ne] 3s¹
   • Mg এর ইলেকট্রন বিন্যাস: [Ne] 3s²
   • Al এর ইলেকট্রন বিন্যাস: [Ne] 3s² 3p¹

   ম্যাগনেসিয়ামের (Mg) সর্ববহিস্থ 3s অরবিটালটি ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ ও সুস্থিত থাকায় এখান থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করতে Al এর 3p¹ অরবিটাল অপেক্ষা বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়। তাই অ্যালুমিনিয়ামের আয়নীকরণ শক্তি ম্যাগনেসিয়াম অপেক্ষা কম হয়। সুতরাং মৌলসমূহের আয়নীকরণ বিভবের সঠিক ক্রম: Na < Al < Mg।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ক্যাটায়নসমূহ P⁺ (Na⁺), Q²⁺/Q⁺ এবং R³⁺ (Al³⁺) দ্বারা গঠিত ক্লোরাইডসমূহ হলো NaCl, MgCl₂ এবং AlCl₃।

   আয়নিক যৌগের সমযোজী বৈশিষ্ট্য ফাজানের নীতির সাহায্যে ব্যাখ্যা করা যায়। ফাজানের নীতি অনুসারে, অ্যানায়নের আকার ও চার্জ একই থাকলে:
   ১. ক্যাটায়নের চার্জ বৃদ্ধির সাথে সাথে পোলারায়ন ক্ষমতা বাড়ে।
   ২. ক্যাটায়নের আকার ছোট হলে পোলারায়ন ক্ষমতা বাড়ে।
   ক্যাটায়ন দ্বারা অ্যানায়নের পোলারায়ন যত বেশি হবে, যৌগের সমযোজী বৈশিষ্ট্য তত বৃদ্ধি পাবে।

   উদ্দীপকের ক্যাটায়নগুলোর ইলেকট্রন সংখ্যা সমান (১০টি), অর্থাৎ এরা আইসো-ইলেকট্রনিক।

   • Na⁺ এর প্রোটন ১১টি, চার্জ +1
   • Mg²⁺ এর প্রোটন ১২টি, চার্জ +2
   • Al³⁺ এর প্রোটন ১৩টি, চার্জ +3

   ক্যাটায়নগুলোর চার্জের ক্রম: Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺
   নিউক্লিয়ার চার্জ বৃদ্ধির কারণে আকারের ক্রম: Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺

   যেহেতু Al³⁺ এর ধনাত্মক চার্জ সর্বাধিক এবং আকার সবচেয়ে ছোট, তাই এর পোলারায়ন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি। ফলে AlCl₃ সবচেয়ে বেশি সমযোজী। অন্যদিকে Na⁺ এর চার্জ সবচেয়ে কম এবং আকার তুলনামূলকভাবে বড় হওয়ায় এর পোলারায়ন ক্ষমতা সবচেয়ে কম, ফলে NaCl সবচেয়ে কম সমযোজী (বা সবচেয়ে বেশি আয়নিক)।

   অতএব, উদ্দীপক ক্যাটায়নগুলোর ক্লোরাইড লবণের সমযোজী বৈশিষ্ট্যের ক্রম:
   NaCl < MgCl₂ < AlCl₃
   (বা সমযোজী বৈশিষ্ট্যের অধঃক্রম: AlCl₃ > MgCl₂ > NaCl)।