রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারদিকে যে ত্রিমাত্রিক স্থানে আবর্তিত ইলেকট্রন পাওয়ার সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি (প্রায় ৯০-৯৫%), তাকে অরবিটাল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হ্যালোজেন এসিডগুলোর (HX) মধ্যে Cl অপেক্ষা Br-এর পারমাণবিক আকার বড়। আকার বড় হওয়ার কারণে $H-Br$ বন্ধন দৈর্ঘ্য $H-Cl$ বন্ধন দৈর্ঘ্য অপেক্ষা বেশি হয়। বন্ধন দৈর্ঘ্য বেশি হওয়ায় $H-Br$ এর বন্ধন বিয়োজন শক্তি $H-Cl$ অপেক্ষা কম হয়। ফলে জলীয় দ্রবণে HBr খুব সহজেই বিয়োজিত হয়ে প্রোটন ($H^+$) দান করতে পারে। তাই HCl অপেক্ষা HBr অধিক শক্তিশালী এসিড।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পর্যায় সারণির ৩য় পর্যায় ও ১৬ নং গ্রুপের মৌলটি হলো সালফার (S)। অতএব, B হলো সালফার এবং যৌগটি হলো $H_2S$।

   $H_2S$ এর সংকরায়ন ও গঠন:
   সালফারের ইলেকট্রন বিন্যাস: $_{16}S = 1s^2 \ 2s^2 \ 2p^6 \ 3s^2 \ 3p_x^2 \ 3p_y^1 \ 3p_z^1$

   যোজ্যতা স্তরে একটি $3s$ ও তিনটি $3p$ অরবিটালের মিশ্রণে চারটি সমশক্তির $sp^3$ সংকর অরবিটাল গঠিত হয়। এর মধ্যে দুটি সংকর অরবিটালে একজোড়া করে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় (lone pair) থাকে এবং অপর দুটি অরবিটালে একটি করে বিজোড় ইলেকট্রন থাকে।

   দুটি বিজোড় ইলেকট্রনযুক্ত $sp^3$ সংকর অরবিটালের সাথে দুটি হাইড্রোজেন পরমাণুর $1s$ অরবিটালের অধিক্রমণের মাধ্যমে দুটি S-H সিগমা বন্ধন গঠিত হয়।

   $sp^3$ সংকরায়ন অনুসারে এর আকৃতি চতুস্তলকীয় এবং বন্ধন কোণ $109.5^\circ$ হওয়ার কথা ছিল। কিন্তু VSEPR তত্ত্ব অনুসারে, সালফারের দুটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়ের মধ্যে তীব্র বিকর্ষণের (lp-lp > lp-bp > bp-bp) কারণে বন্ধন কোণ সংকুচিত হয়ে প্রায় $92.1^\circ$ হয়। ফলে $H_2S$ অণুটি কৌণিক বা 'V' আকৃতির হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পর্যায় সারণির অবস্থান অনুযায়ী:
   ৪র্থ পর্যায় ও ৬ষ্ঠ গ্রুপের মৌল C হলো ক্রোমিয়াম ($_{24}Cr$)।
   ৪র্থ পর্যায় ও ১২তম গ্রুপের মৌল E হলো জিংক ($_{30}Zn$)।

   এদের গঠিত সালফেট যৌগ দুটি হলো ক্রোমিয়াম সালফেট [$Cr_2(SO_4)_3$ বা $CrSO_4$] এবং জিংক সালফেট [$ZnSO_4$]।

   রঙিন যৌগ গঠনের শর্ত:
   সাধারণত যেসব অবস্থান্তর ধাতুর আয়নে অপূর্ণ d-অরবিটাল ($d^1$ থেকে $d^9$) বিদ্যমান থাকে, তারা লিগ্যান্ডের উপস্থিতিতে d-d ইলেকট্রন স্থানান্তরের মাধ্যমে দৃশ্যমান আলো থেকে নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে রঙিন যৌগ গঠন করে।

   ১. ক্রোমিয়াম সালফেট:
   $Cr_2(SO_4)_3$ যৌগে ক্রোমিয়ামের জারণ মান +3।
   $Cr^{3+}$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস: $[Ar] 3d^3 4s^0$
   এখানে ক্রোমিয়ামের d-অরবিটালে ৩টি ইলেকট্রন রয়েছে, অর্থাৎ এটি একটি অপূর্ণ d-অরবিটালযুক্ত অবস্থান্তর আয়ন। লিগ্যান্ডের প্রভাবে d-অরবিটালের বিভাজন ঘটে (t2g এবং eg) এবং d-d ইলেকট্রন স্থানান্তর ঘটে। ফলে এটি দৃশ্যমান আলো শোষণ করে রঙিন (সবুজ/বেগুনী) দ্রবণ তৈরি করে।

   ২. জিংক সালফেট ($ZnSO_4$):
   $ZnSO_4$ যৌগে জিংকের জারণ মান +2।
   $Zn^{2+}$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস: $[Ar] 3d^{10} 4s^0$
   এখানে $Zn^{2+}$ আয়নের d-অরবিটাল সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ ($3d^{10}$) থাকে। কোনো অপূর্ণ d-অরবিটাল না থাকায় d-d ইলেকট্রন স্থানান্তর সম্ভব হয় না। ফলে জিংক সালফেট দৃশ্যমান আলো থেকে কোনো আলো শোষণ করে না এবং এটি বর্ণহীন বা সাদা হয়।

   সুতরাং, C ও E দ্বারা গঠিত সালফেট যৌগের মধ্যে ক্রোমিয়াম সালফেট রঙিন হবে।