রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উত্তেজিত অবস্থায় কোনো গ্যাসীয় পরমাণু থেকে বিকিরিত আলোক রশ্মিকে প্রিজমের মধ্য দিয়ে বিশ্লেষণ করলে ফটোগ্রাফিক প্লেটে যে পৃথক পৃথক উজ্জ্বল রেখাসমূহের বর্ণালি পাওয়া যায়, তাকে রেখা বর্ণালি বা পারমাণবিক বর্ণালি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   BHA (Butylated Hydroxyanisole) একটি কৃত্রিম অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট। খাদ্যবস্তুর চর্বি বা তেল বাতাসের অক্সিজেনের সাথে যুক্ত হয়ে মুক্ত মূলক (free radical) সৃষ্টির মাধ্যমে জারণ প্রক্রিয়ায় নষ্ট বা দুর্গন্ধযুক্ত হয়। BHA একটি ফেনলীয় যৌগ হওয়ায় এটি খাদ্যবস্তুর চর্বির চেয়ে দ্রুত মুক্ত মূলকের সাথে বিক্রিয়া করে নিজের ফেনোলিক হাইড্রক্সিল গ্রুপ থেকে একটি হাইড্রোজেন পরমাণু দান করে চর্বির পারঅক্সি মূলককে নিষ্ক্রিয় করে দেয়। ফলে জারণ শৃঙ্খল বিক্রিয়াটি বাধাগ্রস্ত হয় এবং খাদ্যবস্তু পচনের হাত থেকে রক্ষা পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে n = 2 হওয়ায় X মৌলের যোজ্যতা স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস 2s² 2p², যা কার্বন (C) মৌলকে নির্দেশ করে এবং Y মৌলের যোজ্যতা স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস 2s² 2p⁴, যা অক্সিজেন (O) মৌলকে নির্দেশ করে। অতএব, XY₂ যৌগটি হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂)।

   CO₂ যৌগে কেন্দ্রীয় পরমাণু কার্বন (C)-এর sp সংকরায়ন ঘটে। উত্তেজিত অবস্থায় কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   $C^{*} (6) = 1s^2\ 2s^1\ 2p_{x}^1\ 2p_{y}^1\ 2p_{z}^1$
   এখানে কার্বনের একটি 2s এবং একটি $2p_{x}$ অরবিটাল মিশ্রিত হয়ে দুটি সমশক্তি সম্পন্ন sp সংকর অরবিটাল গঠন করে, যা পরস্পরের সাথে ১৮০° কোণে অবস্থান করে। অবশিষ্ট $2p_{y}$ এবং $2p_{z}$ অরবিটাল দুটি অসংকরিত অবস্থায় থাকে।

   প্রতিটি অক্সিজেন পরমাণুর যোজ্যতা স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   O (8) = $1s^2\ 2s^2\ 2p_{x}^2\ 2p_{y}^1\ 2p_{z}^1$
   দুটি sp সংকর অরবিটালের প্রতিটির সাথে দুটি অক্সিজেন পরমাণুর বিজোড় ইলেকট্রনযুক্ত $2p_{x}$ অরবিটালের সামনাসামনি অধিক্রমণের ফলে দুটি কার্বন-অক্সিজেন সিগমা (σ) বন্ধন গঠিত হয়। কার্বনের দুটি অসংকরিত $2p_{y}$ এবং $2p_{z}$ অরবিটাল দুটি অক্সিজেন পরমাণুর অবশিষ্ট অর্ধপূর্ণ $2p_{y}$ ও $2p_{z}$ অরবিটালের সাথে পাশাপাশি অধিক্রমণের মাধ্যমে দুটি পাই (π) বন্ধন গঠন করে।

   ফলে CO₂ অণুর গঠন হয় রৈখিক (O=C=O) এবং বন্ধন কোণের মান ১৮০°।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে n = 2 হওয়ায় X হলো কার্বন (C) এবং Z মৌলটির যোজ্যতা স্তরের বিন্যাস (2+1)s² (2+1)p² অর্থাৎ 3s² 3p², যা সিলিকন (Si)। অতএব, XCl₄ হলো CCl₄ এবং ZCl₄ হলো SiCl₄।

   কোনো সমযোজী ক্লোরাইডের আর্দ্রবিশ্লেষণ ঘটতে হলে কেন্দ্রীয় পরমাণুর যোজ্যতা স্তরে উপযুক্ত ফাঁকা d-অরবিটাল থাকা প্রয়োজন, যাতে পানির অক্সিজেনের মুক্তজোড় ইলেকট্রন গ্রহণ করে সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধন গঠন করতে পারে।

   ১. CCl₄ আর্দ্রবিশ্লেষিত হয় না:
   কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   C (6) = 1s² 2s² 2p²
   কার্বন পর্যায় সারণির দ্বিতীয় পর্যায়ের মৌল। দ্বিতীয় শক্তিস্তরে কোনো ফাঁকা d-অরবিটাল নেই (2d অরবিটাল অসম্ভব)। আর্দ্রবিশ্লেষণের প্রাথমিক ধাপে পানির অণুর অক্সিজেন পরমাণু তার নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় দ্বারা কার্বনের সাথে সন্নিবেশ বন্ধন গঠন করতে পারে না। ফলে CCl₄ পানির সাথে কোনো বিক্রিয়া করে না অর্থাৎ আর্দ্রবিশ্লেষিত হয় না।

   ২. SiCl₄ আর্দ্রবিশ্লেষিত হয়:
   সিলিকনের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   Si (14) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² 3d⁰
   সিলিকন তৃতীয় পর্যায়ের মৌল হওয়ায় এর যোজ্যতা স্তরে ফাঁকা 3d অরবিটাল বিদ্যমান। আর্দ্রবিশ্লেষণের সময় পানির অক্সিজেনের মুক্তজোড় ইলেকট্রন সিলিকনের এই ফাঁকা d-অরবিটালে প্রবেশ করে অস্থায়ী সন্নিবেশ জটিল যৌগ গঠন করতে পারে। ধাপে ধাপে ক্লোরিন পরমাণুগুলো -OH মূলক দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়ে শেষ পর্যন্ত সিলিসিক অ্যাসিড [Si(OH)₄] এবং HCl উৎপন্ন করে:
   SiCl₄ + 4H₂O → Si(OH)₄ + 4HCl

   সুতরাং, ফাঁকা d-অরবিটাল না থাকায় CCl₄ আর্দ্রবিশ্লেষিত হয় না, কিন্তু ফাঁকা d-অরবিটাল থাকায় SiCl₄ সহজেই আর্দ্রবিশ্লেষিত হয়।