রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ দুটি পরমাণুর শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগলকে কোনো একটি পরমাণুর নিজের দিকে আকর্ষণ করার আপেক্ষিক ক্ষমতাকে তড়িৎ ঋণাত্মকতা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নাইট্রোজেনের পারমাণবিক সংখ্যা ৭ এবং অক্সিজেনের পারমাণবিক সংখ্যা ৮। এদের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো:
   N (7) = $1s^2\,2s^2\,2p_x^1\,2p_y^1\,2p_z^1$
   O (8) = $1s^2\,2s^2\,2p_x^2\,2p_y^1\,2p_z^1$

   নাইট্রোজেনের সর্ববহিঃস্থ 2p উপস্তরটি অর্ধপূর্ণ (2p³), যা হুন্ডের নিয়ম অনুসারে অধিক সুস্থিত। পক্ষান্তরে, অক্সিজেনের 2p উপস্তরটি অর্ধপূর্ণ অপেক্ষা একটি ইলেকট্রন বেশি ধারণ করায় তা নাইট্রোজেনের মতো সুস্থিত নয়। অধিক সুস্থিত ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে একটি ইলেকট্রন অপসারণ করতে বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়। এই কারণে নাইট্রোজেনের ১ম আয়নীকরণ বিভব অক্সিজেনের ১ম আয়নীকরণ বিভব অপেক্ষা বেশি।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ছক অনুসারে:
   X হলো ২য় পর্যায়ের ১৭ নং গ্রুপের মৌল, অর্থাৎ ফ্লোরিন (F)।
   Y হলো ৩য় পর্যায়ের ১৭ নং গ্রুপের মৌল, অর্থাৎ ক্লোরিন (Cl)।

   X (F) এবং Y (Cl) এর মধ্যে Y তথা ক্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি বেশি।

   যুক্তি:
   সাধারণত একই গ্রুপে উপর থেকে নিচে নামলে পারমাণবিক ব্যাসার্ধ বৃদ্ধির কারণে ইলেকট্রন আসক্তি হ্রাস পাওয়ার কথা। সেই অনুযায়ী ফ্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি ক্লোরিনের চেয়ে বেশি হওয়ার কথা ছিল। কিন্তু বাস্তবে ব্যতিক্রম দেখা যায়।
   ফ্লোরিনের পারমাণবিক আকার অত্যন্ত ক্ষুদ্র এবং এর যোজ্যতা স্তরে (২য় শক্তিস্তরে) ৭টি ইলেকট্রন অত্যন্ত ঘনসন্নিবিষ্ট অবস্থায় থাকে। ফলে ফ্লোরিনের ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব অনেক বেশি হয়। এর ফলে নতুন কোনো ইলেকট্রন যুক্ত হতে গেলে পূর্বের ইলেকট্রনগুলোর সাথে তীব্র আন্তঃইলেকট্রনীয় বিকর্ষণ ঘটে। এই বিকর্ষণের কারণে ফ্লোরিনের ইলেকট্রন গ্রহণের প্রবণতা বা ইলেকট্রন আসক্তি কমে যায়।
   অন্যদিকে ক্লোরিনের আকার অপেক্ষাকৃত বড় হওয়ায় এর ৩য় শক্তিস্তরে ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব কম থাকে এবং আগত নতুন ইলেকট্রনের প্রতি বিকর্ষণও উল্লেখযোগ্যভাবে কম হয়। তাই ফ্লোরিনের চেয়ে ক্লোরিন সহজে ইলেকট্রন গ্রহণ করে এবং অধিক শক্তি নির্গত করে।
   অতএব, X (F) অপেক্ষা Y (Cl) এর ইলেকট্রন আসক্তি বেশি।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী ৩য় পর্যায়ের ১, ২ ও ১৩ নং গ্রুপের মৌলগুলো যথাক্রমে A = সোডিয়াম (Na), B = ম্যাগনেসিয়াম (Mg) এবং C = অ্যালুমিনিয়াম (Al)।
   Y হলো ক্লোরিন (Cl)।
   অতএব যৌগ তিনটি হলো যথাক্রমে AY (NaCl), BY₂ (MgCl₂) এবং CY₃ (AlCl₃)।
   এদের গলনাঙ্কের ক্রম হলো: NaCl > MgCl₂ > AlCl₃ (অর্থাৎ গলনাঙ্ক ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়)।

   ব্যাখ্যা:
   ধাতব ক্লোরাইডসমূহের গলনাঙ্কের এই ক্রম ফাজানের পোলারায়ন নীতি দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়। ফাজানের নীতি অনুসারে, অ্যানায়নের আকার ও প্রকৃতি একই হলে—
   ১. ক্যাটায়নের চার্জ যত বৃদ্ধি পায়,
   ২. ক্যাটায়নের আকার যত হ্রাস পায়,
   ক্যাটায়ন কর্তৃক অ্যানায়নের ইলেকট্রন মেঘের পোলারায়ন তত বেশি ঘটে। অধিক পোলারায়নের ফলে যৌগের আয়নিক বৈশিষ্ট্য হ্রাস পায় এবং সমযোজী বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পায়। সমযোজী বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পেলে গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক হ্রাস পায়।

   উদ্দীপকের যৌগগুলোতে একই অ্যানায়ন (Cl⁻) বিদ্যমান। ক্যাটায়নগুলোর চার্জ ও আকারের সম্পর্ক নিম্নরূপ:

   • চার্জের ক্রম: Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺
   • আকারের ক্রম: Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺

   এখানে, Al³⁺ আয়নের ধনাত্মক চার্জ সবচেয়ে বেশি এবং আকার সবচেয়ে ছোট হওয়ায় এর পোলারায়ন ক্ষমতা সর্বাধিক। ফলে AlCl₃ সবচেয়ে বেশি সমযোজী এবং এর গলনাঙ্ক সবচেয়ে কম (প্রায় ১৯০°C, যা ঊর্ধ্বপাতিত হয়)।
   অপরদিকে Na⁺ আয়নের চার্জ সবচেয়ে কম (+১) এবং আকার তুলনামূলকভাবে সবচেয়ে বড় হওয়ায় এর পোলারায়ন ক্ষমতা সবচেয়ে কম। ফলে NaCl প্রায় সম্পূর্ণরূপে আয়নিক বৈশিষ্ট্য বজায় রাখে এবং এর গলনাঙ্ক সর্বোচ্চ (প্রায় ৮০১°C)।
   Mg²⁺ এর চার্জ ও আকার মাঝামাঝি হওয়ায় MgCl₂ এর সমযোজী বৈশিষ্ট্য NaCl এর চেয়ে বেশি কিন্তু AlCl₃ এর চেয়ে কম (গলনাঙ্ক প্রায় ৭১৪°C)।

   সুতরাং, পোলারায়ন বৃদ্ধির কারণে আয়নিক বৈশিষ্ট্য কমে সমযোজী বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পাওয়ায় AY, BY₂ ও CY₃ (NaCl, MgCl₂, AlCl₃) এর গলনাঙ্ক ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়।