রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ দুটি পরমাণুর শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগলকে কোনো একটি পরমাণুর নিজের দিকে আকর্ষণ করার আপেক্ষিক ক্ষমতাকে ঐ মৌলের তড়িৎ ঋণাত্মকতা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হুন্ডের নীতি অনুসারে, সমশক্তিসম্পন্ন বিভিন্ন অরবিটালে ইলেকট্রন প্রবেশের সময় তারা যথাসম্ভব একক বা বিজোড় অবস্থায় থাকবে এবং এই অযুগ্ম ইলেকট্রনগুলোর স্পিন একইমুখী হবে।
   ফসফরাসের পারমাণবিক সংখ্যা ১৫। এর স্বাভাবিক ইলেকট্রন বিন্যাস:
   1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
   এখানে 3p উপস্তরের তিনটি অরবিটাল সমশক্তিসম্পন্ন। তাই হুন্ডের নীতি অনুযায়ী p উপস্তরে ৩টি ইলেকট্রন জোড় না বেঁধে প্রতিটি সমশক্তিসম্পন্ন অরবিটালে একটি করে একইমুখী স্পিনে প্রবেশ করে।
   হুন্ডের নীতি অনুযায়ী এর বিন্যাস:
   $1s^2\,2s^2\,2p_x^2\,2p_y^2\,2p_z^2\,3s^2\,3p_x^1\,3p_y^1\,3p_z^1$

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী, n = 4 হলে মৌল P-এর বহিঃস্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস (4-1)d⁶ 4s² বা 3d⁶ 4s²। অর্থাৎ মৌলটি হলো আয়রন (Fe, পারমাণবিক সংখ্যা ২৬)।

   P (আয়রন) মৌলটি পরিবর্তনশীল জারণ অবস্থা বা বিভিন্ন জারণ অবস্থা প্রদর্শন করার কারণ:
   ১. আয়রন একটি অবস্থান্তর মৌল। এর 4s এবং 3d অরবিটালের শক্তিস্তরের মধ্যে শক্তির পার্থক্য খুবই কম।
   ২. রাসায়নিক বিক্রিয়াকালে আয়রন পরমাণু সর্ববহিঃস্থ 4s অরবিটাল থেকে সহজে দুটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে Fe²⁺ আয়ন গঠন করে এবং +2 জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে।
   Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ (3d⁶)
   ৩. d-অরবিটাল অর্ধপূর্ণ (d⁵) হলে তা অধিক সুস্থিত হয়। তাই Fe²⁺ আয়ন থেকে 3d উপস্তর হতে আরো একটি ইলেকট্রন সহজে অপসারিত হয়ে অধিক সুস্থিত d⁵ কাঠামোযুক্ত Fe³⁺ আয়ন গঠিত হয় এবং +3 জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে।
   Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻ (3d⁵)
   এছাড়াও বিশেষ কিছু জটিল যৌগে Fe অন্যান্য জারণ অবস্থাও (যেমন +6) প্রদর্শন করতে পারে। মূলত d-অরবিটালের ইলেকট্রনের সহজে অংশগ্রহণ এবং সুস্থিতির প্রবণতার কারণেই মৌল P বিভিন্ন জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে n = 4 হলে,
   Q-এর বিন্যাস 3d¹⁰ 4s¹, যা কপার (Cu, 29) এবং R-এর বিন্যাস 3d¹⁰ 4s², যা জিংক (Zn, 30)।

   Cu-এর ক্লোরাইডসমূহ হলো CuCl (কিউপ্রাস ক্লোরাইড) ও CuCl₂ (কিউপ্রিক ক্লোরাইড)।
   Zn-এর ক্লোরাইড হলো ZnCl₂ (জিংক ক্লোরাইড)।

   বর্ণের ভিন্নতার কারণ:
   ১. অবস্থান্তর মৌলের ক্যাটায়নে অপূর্ণ d-অরবিটাল (d¹-d⁹) থাকলে লিগ্যান্ডের প্রভাবে d-অরবিটালের ডিজেনারেসি বিনষ্ট হয়ে দুটি ভিন্ন শক্তিস্তরে (t₂g ও eg) বিভক্ত হয় (ক্রিস্টাল ফিল্ড স্প্লিটিং)। দৃশ্যমান আলো থেকে নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে d-ইলেকট্রন নিম্ন শক্তিস্তর থেকে উচ্চ শক্তিস্তরে স্থানান্তরিত হয় (d-d স্থানান্তর), ফলে যৌগটি রঙিন দেখায়। অপরদিকে d⁰ বা d¹⁰ কাঠামোযুক্ত ক্যাটায়নে d-d স্থানান্তর সম্ভব না হওয়ায় যৌগটি বর্ণহীন/সাদা হয়।

   ২. CuCl₂-এ Cu²⁺ আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো [Ar] 3d⁹। এখানে d-উপস্তর অপূর্ণ থাকায় d-d ইলেকট্রন স্থানান্তর ঘটে। Cu²⁺ আয়ন লাল আলো শোষণ করে এবং নীল-সবুজ আলো প্রতিফলিত করে, ফলে CuCl₂ বর্ণযুক্ত (নীলাভ-সবুজ) হয়।

   ৩. CuCl যৌগে Cu⁺ আয়নের বিন্যাস হলো [Ar] 3d¹⁰। এখানে d-অরবিটাল সম্পূর্ণ পূর্ণ থাকায় d-d স্থানান্তর ঘটে না। ফলে CuCl বর্ণহীন বা সাদা হয়।

   ৪. R মৌলের ক্লোরাইড ZnCl₂ যৌগে Zn²⁺ আয়নের বিন্যাস হলো [Ar] 3d¹⁰। এটিও সম্পূর্ণ পূর্ণ d-অরবিটালযুক্ত হওয়ায় এতে কোনো d-d স্থানান্তর সম্ভব হয় না। ফলে ZnCl₂ সাদা বা বর্ণহীন হয়।

   সুতরাং, d-অরবিটালের ইলেকট্রন বিন্যাস এবং d-d ইলেকট্রন স্থানান্তরের পার্থক্যের কারণেই Q ও R-এর ক্লোরাইডসমূহের বর্ণের ভিন্নতা দেখা যায়।