রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে খাদ্য মানুষের স্বাস্থ্য ও জীবনের জন্য কোনো প্রকার ঝুঁকি বা ক্ষতি সৃষ্টি করে না এবং যা গ্রহণের ফলে শারীরবৃত্তীয় চাহিদা সঠিকভাবে পূরণ হয়, তাকে নিরাপদ খাদ্য বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব মৌলের পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাসে সর্বশেষ ইলেকট্রনটি d-অরবিটালে প্রবেশ করে, তাদেরকে d-ব্লক মৌল বলে। অপরদিকে, যেসব d-ব্লক মৌলের কোনো সুস্থিত আয়নের d-অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা আংশিক পূর্ণ (d¹⁻⁹) থাকে, তাদেরকে অবস্থান্তর মৌল বলে।
   যেমন, স্ক্যান্ডিয়াম (Sc) ও জিংক (Zn) উভয়ই d-ব্লক মৌল। কিন্তু Sc-এর সুস্থিত আয়ন Sc³⁺-এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁰; অর্থাৎ d-অরবিটালে কোনো ইলেকট্রন নেই। আবার Zn-এর সুস্থিত আয়ন Zn²⁺-এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰; অর্থাৎ d-অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ।
   যেহেতু Sc³⁺ এবং Zn²⁺ আয়নে d-অরবিটাল আংশিক পূর্ণ থাকে না, তাই Sc ও Zn d-ব্লক মৌল হলেও অবস্থান্তর মৌল নয়। সুতরাং, বলা যায় সকল d-ব্লক মৌল অবস্থান্তর মৌল নয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পলির বর্জননীতি অনুসারে: “একই পরমাণুর যেকোনো দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান কখনো একই হতে পারে না; অন্তত একটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান ভিন্ন হবে।”

   উদ্দীপকের B(7) হলো নাইট্রোজেন (N)। চিত্রে দেখানো বিন্যাসে:
   e₁ ইলেকট্রনটি 1s অরবিটালে অবস্থিত এবং এটি ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘূর্ণনরত (ডাউন স্পিন বা দ্বিতীয় ইলেকট্রন হিসেবে দেখানো হয়েছে)।
   e₂ ইলেকট্রনটি 2p অরবিটালের $2p_y$ উপস্তরে অবস্থিত এবং এটি ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘূর্ণনরত (আপ স্পিন)।

   e₁ ইলেকট্রনের জন্য কোয়ান্টাম সংখ্যাসমূহ:

   • প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, n = 1
   • সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, l = 0 (যেহেতু s-অরবিটাল)
   • চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা, m = 0
   • স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, s = -1/2 (বা +1/2)

   e₂ ইলেকট্রনের জন্য কোয়ান্টাম সংখ্যাসমূহ:

   • প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, n = 2
   • সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, l = 1 (যেহেতু p-অরবিটাল)
   • চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা, m = 0 (ধরি, $p_x$ = -1, $p_y$ = 0, $p_z$ = +1)
   • স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, s = +1/2

   দেখা যাচ্ছে যে, e₁ ও e₂ ইলেকট্রনদ্বয়ের প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n), সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (l) এবং স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (s) ভিন্ন। অর্থাৎ, এদের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার সেট সম্পূর্ণ ভিন্ন। সুতরাং, e₁ এবং e₂ এর ক্ষেত্রে পলির বর্জননীতি যথাযথভাবে প্রমাণিত ও প্রযোজ্য।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে ছাত্রের লিখিত দুটি ইলেকট্রন বিন্যাসের সঠিকতা নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. A(19) এর ইলেকট্রন বিন্যাস:
   ছাত্রটি লিখেছে: A(19) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ (আউফবাউ নিয়মে)।
   বিশ্লেষণ: আউফবাউ নীতি অনুযায়ী ইলেকট্রন প্রথমে নিম্নশক্তি সম্পন্ন অরবিটালে প্রবেশ করে এবং ক্রমান্বয়ে উচ্চশক্তি সম্পন্ন অরবিটাল পূর্ণ করে। কোনো অরবিটালের শক্তি নির্ধারিত হয় (n + l) এর মানের ওপর।

   • 4s অরবিটালের জন্য: n + l = 4 + 0 = 4
   • 3d অরবিটালের জন্য: n + l = 3 + 2 = 5
     যেহেতু 4s অরবিটালের শক্তি 3d অরবিটালের চেয়ে কম, তাই ১৯তম ইলেকট্রনটি 3d অরবিটালে না গিয়ে প্রথমে 4s অরবিটালে প্রবেশ করবে।
     অতএব, সঠিক বিন্যাস হবে: A(19) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹।
     সুতরাং, ছাত্রের লিখিত A(19) এর ইলেকট্রন বিন্যাসটি ভুল।

   ২. B(7) এর ইলেকট্রন বিন্যাস:
   ছাত্রটি হুন্ডের নিয়মে 2p অরবিটালে ইলেকট্রন বিন্যাস দেখিয়েছে: [↑↓] [↑ ] [ ]।
   বিশ্লেষণ: হুন্ডের নীতি অনুযায়ী, সমশক্তিসম্পন্ন অরবিটালে ইলেকট্রনগুলো এমনভাবে প্রবেশ করবে যেন তারা সর্বাধিক অযুগ্ম বা বিজোড় অবস্থায় থাকতে পারে এবং এই বিজোড় ইলেকট্রনগুলোর স্পিন একইমুখী হবে।
   B(7) এর 2p অরবিটালে মোট ৩টি ইলেকট্রন রয়েছে। সমশক্তিসম্পন্ন $2p_x$, $2p_y$, $2p_z$ অরবিটালে প্রথমে একটি করে ইলেকট্রন একই স্পিনে প্রবেশ করার পর অবশিষ্ট থাকলে জোড় তৈরি হতো।
   কিন্তু ছাত্রের বিন্যাসে প্রথম p-অরবিটালে জোড় বাঁধা হয়েছে এবং তৃতীয় p-অরবিটাল খালি রাখা হয়েছে, যা হুন্ডের নীতির পরিপন্থী।
   সঠিক বিন্যাস হবে: B(7) = $1s^2\,2s^2\,2p_x^1\,2p_y^1\,2p_z^1$ (প্রতিটি p-অরবিটালে একটি করে বিজোড় ইলেকট্রন [↑][↑][↑])।
   সুতরাং, ছাত্রের লিখিত B(7) এর ইলেকট্রন বিন্যাসটিও ভুল।

   পরিশেষে, ছাত্রের লিখিত দুটি ইলেকট্রন বিন্যাসই ভুল ছিল।