রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে প্রভাবন প্রক্রিয়ায় প্রভাবক, বিক্রিয়ক এবং উৎপাদ একই ভৌত অবস্থায় (দশা) থাকে, তাকে সমসত্ত্ব প্রভাবন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   আমরা জানি, ফোটনের শক্তি E = hc / λ
   এখানে,
   তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ = 675 nm = 675 × 10⁻⁹ m
   প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক, h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s
   আলোর বেগ, c = 3 × 10⁸ m/s

   সুতরাং,
   E = (6.626 × 10⁻³⁴ J·s × 3 × 10⁸ m/s) / (675 × 10⁻⁹ m)
   = 2.945 × 10⁻¹⁹ J

   অতএব, 675 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিশিষ্ট বর্ণালীর শক্তি 2.945 × 10⁻¹⁹ J (বা প্রতি মোলের জন্য প্রায় 177.34 kJ/mol)।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের মৌলসমূহ পারমাণবিক সংখ্যা ৩ থেকে ৯ বিশিষ্ট, যা যথাক্রমে লিথিয়াম (Li), বেরিলিয়াম (Be), বোরন (B), কার্বন (C), নাইট্রোজেন (N), অক্সিজেন (O) ও ফ্লোরিন (F)। এরা পর্যায় সারণির দ্বিতীয় পর্যায়ের মৌল।

   কোনো নির্দিষ্ট পর্যায়ে বাম থেকে ডানে অগ্রসর হলে পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে নিউক্লিয়াসে প্রোটন সংখ্যা বৃদ্ধি পায় এবং নতুন কোনো প্রধান শক্তিস্তর যুক্ত হয় না। ফলে নিউক্লিয়াসের ধনাত্মক আধান বৃদ্ধি পায় এবং সর্ববহিঃস্থ স্তরের ইলেকট্রনের প্রতি নিউক্লিয়াসের স্থির বৈদ্যুতিক আকর্ষণ বৃদ্ধি পায়। এর ফলে ইলেকট্রন মেঘ নিউক্লিয়াসের দিকে সংকুচিত হয় এবং পারমাণবিক ব্যাসার্ধ তথা আকার হ্রাস পায়।

   অতএব, উদ্দীপকের মৌলসমূহের পারমাণবিক আকার বাম থেকে ডানে ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়: Li > Be > B > C > N > O > F।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   একই পর্যায়ের বাম থেকে ডানে অগ্রসর হলে সাধারণত পারমাণবিক ব্যাসার্ধ হ্রাস পাওয়ার কারণে প্রথম আয়নীকরণ বিভব ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পাওয়ার কথা। তবে উদ্দীপকের তথ্যানুযায়ী দুটি স্থানে এর ব্যতিক্রম দেখা যায়: (১) Be (৪) ও B (৫) এর মধ্যে এবং (২) N (৭) ও O (৮) এর মধ্যে।

   ১. Be ও B এর মধ্যে ব্যতিক্রম:
   Be (৪) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s²
   B (৫) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p¹
   বেরিলিয়ামের সর্ববহিঃস্থ 2s অরবিটালটি ইলেকট্রন দ্বারা সম্পূর্ণ পূর্ণ, যা অধিক সুস্থিত। পক্ষান্তরে, বোরনের সর্ববহিঃস্থ ইলেকট্রনটি অপেক্ষাকৃত উচ্চ শক্তির এবং কম সুস্থিত 2p অরবিটালে অবস্থিত। ফলে B থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করা Be অপেক্ষা সহজ। এজন্য Be-এর আয়নীকরণ বিভব (899 kJ/mol), B-এর আয়নীকরণ বিভব (801 kJ/mol) অপেক্ষা বেশি।

   ২. N ও O এর মধ্যে ব্যতিক্রম:
   N (৭) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: $1s^2\ 2s^2\ 2p_{x}^1\ 2p_{y}^1\ 2p_{z}^1$
   O (৮) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: $1s^2\ 2s^2\ 2p_{x}^2\ 2p_{y}^1\ 2p_{z}^1$
   hund-এর নিয়ম অনুসারে, অর্ধপূর্ণ বা পূর্ণ অরবিটাল অধিক সুস্থিত হয়। নাইট্রোজেনের 2p সাবশেলটি সুষমভাবে অর্ধপূর্ণ (2p³) হওয়ায় এটি অধিক স্থিতিশীল। কিন্তু অক্সিজেনের ক্ষেত্রে 2p⁴ অবস্থায় একটি অরবিটালে দুটি ইলেকট্রন থাকায় তাদের মধ্যে আন্তঃইলেকট্রনীয় বিকর্ষণ কাজ করে, ফলে ইলেকট্রন অপসারণ সহজ হয়। এ কারণে N-এর আয়নীকরণ বিভব (1402 kJ/mol), O-এর আয়নীকরণ বিভব (1314 kJ/mol) অপেক্ষা বেশি হয়।

   সুতরাং, অরবিটালের সুষম অর্ধপূর্ণ ও পূর্ণ স্থিতিশীলতার কারণে উদ্দীপকে আয়নিকরণ বিভবের এই ব্যতিক্রম ঘটে।