রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অণুতে পরমাণুসমূহ যে আকর্ষণ বলের মাধ্যমে একে অপরের সাথে যুক্ত থাকে, তাকে রাসায়নিক বন্ধন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   NH₄⁺ (অ্যামোনিয়াম) আয়নে একটি সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধন বিদ্যমান। অ্যামোনিয়া (NH₃) অণুর কেন্দ্রীয় নাইট্রোজেন পরমাণুতে একটি মুক্তজোড় (lone pair) ইলেকট্রন থাকে। অপরপক্ষে, হাইড্রোজেন আয়ন (H⁺)-এর কোনো ইলেকট্রন থাকে না (এর 1s অরবিটাল সম্পূর্ণ ফাঁকা থাকে)। যখন NH₃ এবং H⁺ কাছাকাছি আসে, তখন নাইট্রোজেন পরমাণু তার নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় H⁺ আয়নের সাথে সমভাবে শেয়ার করে একটি বন্ধন গঠন করে। এভাবে ইলেকট্রনযুগল একজন দাতা কর্তৃক সরবরাহ হয়ে যে বন্ধন গঠিত হয়, তাই সন্নিবেশ বন্ধন। ফলে NH₄⁺ গঠিত হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক-২ অনুযায়ী, Z মৌলটি পর্যায় সারণির ৩য় পর্যায়ের এবং ১৫ নং গ্রুপের মৌল। সুতরাং, Z মৌলটি হলো ফসফরাস (P, পারমাণবিক সংখ্যা ১৫)। অতএব, ZCl₅ যৌগটি হলো PCl₅।

   P এর স্বাভাবিক ইলেকট্রন বিন্যাস:
   ₁₅P = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² $3p_x^1 3p_y^1 3p_z^1$

   উত্তেজিত অবস্থায় ফসফরাসের 3s অরবিটাল থেকে একটি ইলেকট্রন ফাঁকা 3d অরবিটালে উন্নীত হয়:
   ₁₅P* = 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ $3p_x^1 3p_y^1 3p_z^1 3d_{z^2}^1$

   উত্তেজিত অবস্থায় ফসফরাসের যোজ্যতা স্তরের একটি s, তিনটি p এবং একটি d অরবিটাল পরস্পরের সাথে মিশ্রিত হয়ে সমশক্তির পাঁচটি sp³d সংকর অরবিটাল সৃষ্টি করে।

   এই পাঁচটি sp³d সংকর অরবিটালের প্রতিটিতে একটি করে বিজোড় ইলেকট্রন থাকে। এরা পাঁচটি ক্লোরিন পরমাণুর বিজোড় p-অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণ করে পাঁচটি P-Cl সিগমা (σ) বন্ধন গঠন করে। PCl₅ অণুর আকৃতি হয় ত্রিকোণাকার দ্বি-পিরামিডীয় (trigonal bipyramidal)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের তথ্য অনুযায়ী, A ও B এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা যথাক্রমে ৩.২ এবং ২.২। অতএব, A মৌলটি হলো নাইট্রোজেন (N, তড়িৎ ঋণাত্মকতা ৩.০৪ বা প্রায় ৩.২) এবং B মৌলটি হলো ফসফরাস (P, তড়িৎ ঋণাত্মকতা প্রায় ২.২)। সুতরাং এদের হাইড্রাইড দুটি যথাক্রমে NH₃ এবং PH₃।

   যৌগ দুটির কেন্দ্রীয় পরমাণুর হাইব্রিডাইজেশন একই (sp³) হওয়া সত্ত্বেও এদের বন্ধন কোণ ভিন্ন হয়। নিচে এর কারণ বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. কেন্দ্রীয় পরমাণুর তড়িৎ ঋণাত্মকতার প্রভাব:
   NH₃ এবং PH₃ উভয় অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে একটি করে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় (lone pair) এবং তিনটি করে বন্ধন জোড় (bond pair) ইলেকট্রন রয়েছে। কিন্তু নাইট্রোজেনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা (৩.২) ফসফরাসের (২.২) চেয়ে অনেক বেশি।

   ২. বন্ধন জোড় ইলেকট্রনের ঘনত্ব:
   নাইট্রোজেনের আকার ছোট ও তড়িৎ ঋণাত্মকতা বেশি হওয়ায় N-H বন্ধনের শেয়ারকৃত বন্ধন জোড় ইলেকট্রনগুলো নাইট্রোজেন নিউক্লিয়াসের খুব কাছে অবস্থান করে। এর ফলে বন্ধন জোড়গুলোর মধ্যে পারস্পরিক বিকর্ষণ বল (bp-bp বিকর্ষণ) বেশি হয় এবং বন্ধনগুলো পরস্পর থেকে দূরে সরে যায়। ফলে NH₃-এর H-N-H বন্ধন কোণ বৃদ্ধি পেয়ে ১০৭° হয়।

   ৩. ফসফরাসের ক্ষেত্রে:
   ফসফরাসের পরমাণুর আকার তুলনামূলকভাবে বড় এবং এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা কম হওয়ায় P-H বন্ধন ইলেকট্রনগুলো কেন্দ্রীয় ফসফরাস নিউক্লিয়াস থেকে দূরে সরে থাকে। ফলে বন্ধন জোড়গুলোর মধ্যে বিকর্ষণ তুলনামূলকভাবে খুব দুর্বল হয় এবং মুক্তজোড় ইলেকট্রনের চাপে বন্ধন জোড়গুলো কাছাকাছি চলে আসে। এর ফলে PH₃-এর H-P-H বন্ধন কোণ সংকুচিত হয়ে প্রায় ৯৩.৫° (বা ৯৪°)-এ নেমে আসে।

   সুতরাং, কেন্দ্রীয় পরমাণুর আকার ও তড়িৎ ঋণাত্মকতার ভিন্নতার কারণে NH₃ ও PH₃ যৌগ দুটির বন্ধন কোণ ভিন্ন হবে।