রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো উভমুখী বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থায় উৎপাদসমূহের মোলার ঘনমাত্রা (বা আংশিক চাপ)-এর গুণফল এবং বিক্রিয়কসমূহের মোলার ঘনমাত্রা (বা আংশিক চাপ)-এর গুণফলের অনুপাতকে সাম্যধ্রুবক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   25°C তাপমাত্রায় পানির আয়নিক গুণফল, $K_w = [H+][OH-] = 1.0 \times 10^{(-14)} \mathrm{mol}^2 L^{(-2)}$।
   বিশুদ্ধ পানিতে $[H+] = 10^{(-7)} M$, যার ফলে pH = -log[H+] = 7 হয়। সর্বোচ্চ 1 M তীব্র এসিডের দ্রবণে [H+] = 1 M হলে pH = -log(1) = 0 এবং 1 M তীব্র ক্ষারের দ্রবণে [OH-] = 1 M হলে $[H+] = 10^{(-14)} M$, ফলে $pH = -\log(10^{(-14)}) = 14$ হয়।
   সাধারণত জলীয় দ্রবণের মোলার ঘনমাত্রা 1 M বা এর নিচে থাকলে [H+] এর মান 1 M থেকে $10^{(-14)} M$ সীমার মধ্যে থাকে। তাই ব্যবহারিক ক্ষেত্রে জলীয় দ্রবণে pH স্কেলের মান সাধারণত 0 থেকে 14 এর মধ্যে সীমাবদ্ধ রাখা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদর্শিত পরমাণুর বহিঃস্থ শেলটি হলো N শেল, যার প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা n = 4।

   বিভিন্ন কোয়ান্টাম সংখ্যার সাহায্যে N শেলের সর্বোচ্চ ইলেকট্রন ধারণক্ষমতা নিচে হিসাব করা হলো:

   ১. প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, n = 4
   ২. সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, l = 0, 1, 2, 3

   • l = 0 (4s উপস্তর): চুম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা m = 0 (অরবিটাল সংখ্যা = 1টি)
   • l = 1 (4p উপস্তর): m = -1, 0, +1 (অরবিটাল সংখ্যা = 3টি)
   • l = 2 (4d উপস্তর): m = -2, -1, 0, +1, +2 (অরবিটাল সংখ্যা = 5টি)
   • l = 3 (4f উপস্তর): m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 (অরবিটাল সংখ্যা = 7টি)
     মোট অরবিটাল সংখ্যা = 1 + 3 + 5 + 7 = 16টি (বা $n^{2} = 4^{2} = 16$)।

   ৩. ঘূর্ণন কোয়ান্টাম সংখ্যা, s = +1/2 এবং -1/2
   পাউলির বর্জন নীতি অনুসারে প্রতিটি অরবিটালে বিপরীত স্পিনের সর্বোচ্চ 2টি ইলেকট্রন থাকতে পারে।

   • 4s উপস্তরে ইলেকট্রন = 1 × 2 = 2টি
   • 4p উপস্তরে ইলেকট্রন = 3 × 2 = 6টি
   • 4d উপস্তরে ইলেকট্রন = 5 × 2 = 10টি
   • 4f উপস্তরে ইলেকট্রন = 7 × 2 = 14টি

   সুতরাং, N শেলে সর্বোচ্চ ইলেকট্রন ধারণক্ষমতা = 2 + 6 + 10 + 14 = 32টি (বা $2n^{2} = 2 \times 4^{2} = 32$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রানুযায়ী হাইড্রোজেন পরমাণুর ইলেকট্রনটি চতুর্থ শক্তিস্তর (N শেল, $n_2 = 4$) হতে দ্বিতীয় শক্তিস্তরে (L শেল, $n_1 = 2$) ধাপান্তরিত হচ্ছে।

   রিডবার্গ সমীকরণ অনুযায়ী:
   $1/\lambda = R_H \times (1/n_1^{2} - 1/n_2^{2})$

   এখানে,
   নিম্ন শক্তিস্তর, $n_1 = 2$
   উচ্চ শক্তিস্তর, $n_2 = 4$
   রিডবার্গ ধ্রুবক, $R_H = 1.09678 \times 10^{7}\ \text{m}^{-1}$

   মান বসিয়ে পাই,
   $1/\lambda = 1.09678 \times 10^{7} \times (1/2^{2} - 1/4^{2})$ m⁻¹
   ⇒ $1/\lambda = 1.09678 \times 10^{7} \times (1/4 - 1/16)$
   ⇒ $1/\lambda = 1.09678 \times 10^{7} \times (3/16)$
   ⇒ $1/\lambda = 2.05646 \times 10^{6}$ m⁻¹
   ⇒ $\lambda = 1 / (2.05646 \times 10^{6})$ m ≈ $4.8627 \times 10^{-7}$ m
   ⇒ λ ≈ 486.3 nm

   দৃশ্যমান আলোর বর্ণালীতে 486 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যটি নীল-সবুজ (আসমানী বা সায়ান) আলোর সীমার (প্রায় 480 nm - 500 nm) অন্তর্ভুক্ত।

   অতএব, উদ্দীপকের ইলেকট্রন ধাপান্তরে সৃষ্ট বিকিরিত রশ্মির বর্ণ নীল-সবুজ বা আসমানী (বামার সিরিজের $H_\beta$ রেখা) হবে।