পরমাণু মডেল-(i): রাদারফোর্ডের গ্রহীয় মডেল।
পরমাণু মডেল-(ii): বোরের নির্দিষ্ট কক্ষপথের মডেল; n=1, n=2 ও n=3 শক্তিস্তর দেখানো হয়েছে এবং সর্বশেষ ইলেকট্রন n=3 স্তরে।
h=6.626×10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Cr-এর প্রত্যাশিত ইলেকট্রন বিন্যাস [Ar]3d⁴4s² হলেও প্রকৃত বিন্যাস [Ar]3d⁵4s¹।
4s-এর একটি ইলেকট্রন 3d-তে গেলে অর্ধপূর্ণ 3d⁵ উপস্তরের অতিরিক্ত স্থিতিশীলতা সৃষ্টি হয়; তাই কম শক্তির [Ar]3d⁵4s¹ বিন্যাস গৃহীত হয়ে ব্যতিক্রম দেখা যায়।
পরমাণু মডেল-(ii)-তে সর্বশেষ শক্তিস্তর n=3; বোরের শর্ত অনুযায়ী কৌণিক ভরবেগ L=nh÷2π।
h=6.626×10⁻³⁴ m² kg s⁻¹ এবং n=3
L=(3×6.626×10⁻³⁴)÷(2×3.1416)
L=19.878×10⁻³⁴÷6.2832
=3.164×10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
অতএব সর্বশেষ শক্তিস্তরের একটি ইলেকট্রনের কৌণিক ভরবেগ প্রায় 3.164×10⁻³⁴ m² kg s⁻¹।
পরমাণু মডেল-(i) রাদারফোর্ডের এবং (ii) বোরের; পরমাণুর স্থায়িত্ব ও রেখা বর্ণালি ব্যাখ্যা করতে পারায় বোরের মডেল অধিকতর গ্রহণযোগ্য।
রাদারফোর্ড মডেলে ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের চারদিকে ঘূর্ণায়মান আধানযুক্ত কণা; তড়িৎচুম্বকীয় তত্ত্বে এর শক্তি বিকিরণ করে ক্রমে নিউক্লিয়াসে পতিত হওয়ার কথা, তাই পরমাণুর স্থায়িত্ব ব্যাখ্যাতীত।
বোর নির্দিষ্ট শক্তি ও কৌণিক ভরবেগের অনুমোদিত স্থির কক্ষপথ প্রস্তাব করেন; ইলেকট্রন স্থির কক্ষপথে শক্তি বিকিরণ করে না এবং স্তরান্তরে নির্দিষ্ট শক্তি শোষণ বা নির্গত করে।
ফলে মডেল-(ii) হাইড্রোজেন পরমাণুর স্থায়িত্ব, শক্তিস্তর ও রেখা বর্ণালি সফলভাবে ব্যাখ্যা করে, যা মডেল-(i) পারে না; তাই (ii) অধিক গ্রহণযোগ্য।
পর্যায় সারণির খণ্ডিত অংশে Q ও Mg একই পর্যায়ে পাশাপাশি, R একই পর্যায়ের ডানদিকে এবং F, Y ও Z একই গ্রুপে ওপর থেকে নিচে অবস্থিত।
[Q, R, Y ও Z প্রতীকী অর্থে ব্যবহৃত]
পটাশিয়াম পর্যায় সারণির গ্রুপ-1-এর ধাতু এবং এর সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরে একটি ইলেকট্রন থাকে।
পানির সঙ্গে 2K+2H₂O → 2KOH+H₂ বিক্রিয়ায় এটি দ্রবণীয় শক্তিশালী ক্ষার KOH তৈরি করে; তাই পটাশিয়ামকে ক্ষারধাতু বলা হয়।
খণ্ডিত সারণিতে Q হলো Na এবং R হলো S; Q দুটি Na পরমাণুর মাধ্যমে ইলেকট্রন দান করে R-এর সঙ্গে Na₂S আয়নিক যৌগ গঠন করে।
প্রতিটি Na একটি ইলেকট্রন বর্জন করে
2Na → 2Na⁺+2e⁻
S দুটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে S+2e⁻ → S²⁻; উভয়ের অষ্টক পূর্ণ হয়।
উৎপন্ন 2Na⁺ ও S²⁻ আয়নের বিপরীত আধানের তড়িৎস্থির আকর্ষণে Na₂S-এর আয়নিক বন্ধন গঠিত হয়।
উদ্দীপকের একই গ্রুপে F, Y ও Z যথাক্রমে ফ্লোরিন, ক্লোরিন ও ব্রোমিন; সবার বহিঃস্থ বিন্যাস ns²np⁵ হওয়ায় তারা সদৃশ রাসায়নিক ধর্ম দেখায়।
প্রত্যেকের বহিঃস্থ স্তরে 7টি ইলেকট্রন থাকে এবং একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে −1 আয়ন গঠন করে
F+e⁻ → F⁻
Cl+e⁻ → Cl⁻
Br+e⁻ → Br⁻
হাইড্রোজেনের সঙ্গে একই ধরনের হাইড্রাইড তৈরি করে
H₂+F₂ → 2HF
H₂+Cl₂ → 2HCl
H₂+Br₂ → 2HBr
একই যোজ্যতা ইলেকট্রন, −1 যোজনী ও সদৃশ বিক্রিয়ার কারণে একই গ্রুপ-17-এর মৌলগুলো একই ধর্মসম্পন্ন; তবে নিচের দিকে সক্রিয়তা F > Cl > Br ক্রমে কমে।
(i) 4Al(s)+3O₂(g) → 2Al₂O₃(s)
(ii) CH₄(g)+2O₂(g) → CO₂(g)+2H₂O(g); ΔH=−890 kJ
ইথিলিনের C=C দ্বিবন্ধনের দুর্বল π-বন্ধন ভেঙে বহু ইথিলিন অণু পরপর যুক্ত হয়ে পলিথিনের দীর্ঘ শৃঙ্খল গঠন করে।
nCH₂=CH₂ → [−CH₂−CH₂−]ₙ; উৎপন্ন বৃহৎ অণুর পুনরাবৃত্ত একক ইথিলিন থেকে আসে এবং কোনো ক্ষুদ্র অণু অপসারিত হয় না বলে পলিথিন ইথিলিনের যুত পলিমার।
4Al+3O₂ → 2Al₂O₃ বিক্রিয়ায় Al ইলেকট্রন ত্যাগ করে Al³⁺ এবং O₂ ইলেকট্রন গ্রহণ করে O²⁻ গঠন করে।
চারটি Al মোট 12টি ইলেকট্রন ত্যাগ করে
4Al → 4Al³⁺+12e⁻
তাই Al জারিত ও বিজারক।
তিনটি O₂ মোট 12টি ইলেকট্রন গ্রহণ করে
3O₂+12e⁻ → 6O²⁻
পরে 4Al³⁺+6O²⁻ → 2Al₂O₃; তাই O₂ বিজারিত ও জারক।
CH₄(g)+2O₂(g) ⇌ CO₂(g)+2H₂O(g)+তাপ ধরে সাম্য বিশ্লেষণ করলে কম তাপমাত্রা উৎপাদের অনুকূল, কিন্তু চাপ পরিবর্তনে সাম্যের অবস্থান বদলায় না।
বিক্রিয়াটি তাপোৎপাদী, ΔH=−890 kJ; তাপমাত্রা বাড়ালে সাম্য তাপ শোষণের জন্য বামদিকে সরে CH₄ ও O₂ বাড়ায়, আর তাপমাত্রা কমালে ডানদিকে সরে উৎপাদ বাড়ায়।
বাম পাশে মোট গ্যাসীয় মোল = 1+2=3 এবং ডান পাশে =1+2=3; দুই পাশে গ্যাসীয় মোল সমান বলে চাপ বাড়ানো বা কমানো কোনো দিককে সুবিধা দেয় না।
অতএব লা-শাতেলিয়ার নীতি অনুযায়ী তাপমাত্রা সাম্যকে প্রভাবিত করলেও চাপের প্রভাব নেই; বাস্তবে মিথেনের দহন প্রায় সম্পূর্ণ একমুখীভাবে ঘটে।
| মৌল | পর্যায় | গ্রুপ |
|---|---|---|
| X | 2 | 2 |
| Q | 2 | 14 |
| Y | 3 | 2 |
| Z | 4 | 2 |
[X, Q, Y ও Z প্রতীকী অর্থে ব্যবহৃত]
ইথেন C₂H₆-এ প্রতিটি কার্বন sp³ সংকরিত হয়ে চতুস্তলক বিন্যাসে তিনটি H ও অপর কার্বনের সঙ্গে চারটি একক বন্ধন গঠন করে।
দুটি C-এর sp³ অরবিটালের সম্মুখ অধিক্রমণে একটি C—C σ-বন্ধন এবং C-এর sp³ ও H-এর 1s অধিক্রমণে ছয়টি C—H σ-বন্ধন তৈরি হয়; গাঠনিক সংকেত CH₃—CH₃।
Q দ্বিতীয় পর্যায় ও গ্রুপ-14-এর মৌল, তাই Q হলো C এবং এর আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর 12।
এক মোল C পরমাণুর ভর = 12 g
এক মোলে পরমাণু = 6.023×10²³টি
একটি C পরমাণুর ভর = 12÷(6.023×10²³) g
= 1.992×10⁻²³ g
অতএব Q-এর একটি পরমাণুর ভর প্রায় 1.992×10⁻²³ g।
X, Y ও Z যথাক্রমে Be, Mg ও Ca; একই গ্রুপ-2-এ ওপর থেকে নিচে প্রথম আয়নিকরণ শক্তির ক্রম X > Y > Z বা Be > Mg > Ca।
X-এর বহিঃস্থ ইলেকট্রন n=2 স্তরে এবং পরমাণু সবচেয়ে ছোট; নিউক্লীয় আকর্ষণ বেশি বলে ইলেকট্রন অপসারণে সর্বাধিক শক্তি লাগে।
Y ও Z-এ নিচের দিকে নতুন শক্তিস্তর যোগ হওয়ায় আকার ও শিল্ডিং বাড়ে; ফলে বহিঃস্থ ns² ইলেকট্রনের ওপর কার্যকর নিউক্লীয় আকর্ষণ কমে যায়।
অতএব ইলেকট্রন অপসারণ ক্রমে সহজ হওয়ায় আয়নিকরণ শক্তি Be > Mg > Ca, অর্থাৎ X > Y > Z।
দৃশ্যকল্প-১: N₂+3H₂ → 2X
দৃশ্যকল্প-২: 100 mL 2.0 M H₂SO₄ দ্রবণে 10 g ধাতব Na যোগ করে বিক্রিয়া সম্পন্ন করা হলো।
[X প্রতীকী অর্থে ব্যবহৃত]
তামা বাতাসের O₂, CO₂ ও জলীয় বাষ্পের সঙ্গে ধীরে বিক্রিয়া করে পৃষ্ঠে সবুজ বেসিক কপার কার্বনেটের দৃঢ় স্তর তৈরি করে।
2Cu+O₂+CO₂+H₂O → CuCO₃·Cu(OH)₂; এই স্তর ভেতরের তামাকে বাতাস ও আর্দ্রতা থেকে বিচ্ছিন্ন করে পরবর্তী ক্ষয় রোধ করায় তার দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয় না।
দৃশ্যকল্প-১-এর সুষম বিক্রিয়া N₂+3H₂ → 2NH₃; এখানে শুধু মৌলিক N₂ ও H₂ যুক্ত হয়ে একটিমাত্র যৌগ NH₃ তৈরি করে, তাই এটি সংশ্লেষণ বিক্রিয়া।
দুই বা ততোধিক পদার্থ যুক্ত হয়ে একটিমাত্র উৎপাদ দেওয়ায় এটি সংযোজন বিক্রিয়াও; N-এর জারণ সংখ্যা 0 থেকে −3 ও H-এর 0 থেকে +1 হওয়ায় এটি রেডক্স।
বিক্রিয়াটি উভমুখী ও তাপোৎপাদী; শিল্পে Fe প্রভাবক, উচ্চ চাপ ও উপযুক্ত তাপমাত্রায় হ্যাবার প্রক্রিয়ায় NH₃ প্রস্তুত করা হয়।
H₂SO₄+2Na → Na₂SO₄+H₂ বিক্রিয়ায় H₂SO₄ লিমিটিং বিক্রিয়ক; সর্বোচ্চ 28.4 g Na₂SO₄ হয়, তাই 30 g লবণ পাওয়া সম্ভব নয়।
H₂SO₄-এর মোল = 2.0×(100÷1000) = 0.200 mol
Na-এর মোল = 10÷23 = 0.4348 mol
0.200 mol H₂SO₄-এর জন্য Na প্রয়োজন = 0.400 mol
উপস্থিত Na 0.4348 mol > প্রয়োজনীয় 0.400 mol
তাই Na উদ্বৃত্ত এবং H₂SO₄ প্রথমে শেষ হয়
Na₂SO₄ উৎপন্ন হবে = 0.200 mol
Na₂SO₄-এর মোলার ভর = 142 g mol⁻¹
সর্বোচ্চ ভর = 0.200×142 = 28.4 g
28.4 g < 30 g, অতএব 30 g লবণ পাওয়া অসম্ভব।
পরীক্ষাগারে 50 g চুনাপাথর উত্তপ্ত করে CO₂ ও 26.5 g চুন বা CaO পাওয়া গেল।
CaCO₃ → CaO+CO₂
ক্লোরিন পর্যায় সারণির গ্রুপ-17-এর মৌল এবং এর বহিঃস্তরে সাতটি ইলেকট্রন থাকে।
এটি ধাতুর সঙ্গে বিক্রিয়া করে NaCl-এর মতো লবণ উৎপন্ন করে; গ্রিক halo অর্থ লবণ ও gen অর্থ উৎপাদক—লবণ উৎপাদক বলে ক্লোরিনকে হ্যালোজেন বলা হয়।
উৎপন্ন গ্যাস CO₂; এর গঠনে C দুটি O পরমাণুর সঙ্গে দুটি C=O দ্বিবন্ধন গঠন করে O=C=O রৈখিক অণু তৈরি করে।
C-এর 4টি যোজ্যতা ইলেকট্রন এবং প্রতিটি O-এর 6টি; C প্রতিটি O-এর সঙ্গে দুই জোড়া করে ইলেকট্রন শেয়ার করে মোট চার জোড়া যৌথ ইলেকট্রন সৃষ্টি করে।
ফলে C-এর চারটি বন্ধন জোড়ায় এবং প্রতিটি O-এর দুই বন্ধন জোড়া ও দুই নিঃসঙ্গ জোড়ায় বহিঃস্তরে 8টি ইলেকট্রন হয়; তাই CO₂ অণু অষ্টক নিয়ম মেনে চলে।
CaCO₃ → CaO+CO₂ বিক্রিয়ায় 50 g বিশুদ্ধ CaCO₃ থেকে তাত্ত্বিক 28 g CaO হওয়ার কথা, কিন্তু 26.5 g পাওয়া গেছে; ফলন বা সম্ভাব্য বিশুদ্ধতা 94.64%, তাই নমুনাটি অ্যানালার গ্রেড নয়।
100 g CaCO₃ থেকে CaO হয় 56 g
50 g CaCO₃ থেকে তাত্ত্বিক CaO = (56×50)÷100
= 28 g
শতকরা উৎপাদ = (প্রকৃত উৎপাদ÷তাত্ত্বিক উৎপাদ)×100
= (26.5÷28)×100
= 94.64%
অ্যানালার গ্রেড বিক্রিয়কের বিশুদ্ধতা প্রায় 99%; 94.64% এই মানের চেয়ে কম, তাই 50 g চুনাপাথরটির অ্যানালার গ্রেড হওয়ার সম্ভাবনা নেই।
A ও B যথাক্রমে একটি অ্যালকিন ও একটি অ্যালকোহল; এদের আণবিক ভর যথাক্রমে 42 ও 46।
[A ও B প্রতীকী অর্থে ব্যবহৃত]
ন্যাপথালিন দুটি সংযুক্ত বেনজিন বলয়বিশিষ্ট সমতল, চক্রাকার ও সংযুগী হাইড্রোকার্বন এবং এর π-ইলেকট্রন বলয়জুড়ে ডিলোকালাইজড।
বিশেষ অনুরণন স্থিতিশীলতার কারণে এটি সংযোজনের চেয়ে প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বেশি করে; তাই ন্যাপথালিনকে অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন বলা হয়।
A-এর আণবিক ভর 42 এবং এটি অ্যালকিন; 14n=42 থেকে n=3, তাই A=C₃H₆ বা প্রোপিন।
ঠান্ডা, লঘু ক্ষারীয় KMnO₄-এর জায়মান অক্সিজেন ও পানির সঙ্গে প্রোপিন বিক্রিয়া করে
CH₃CH=CH₂+H₂O+[O] → CH₃CH(OH)CH₂OH
C=C-এর π-বন্ধন ভেঙে দুটি −OH যুক্ত হয়ে প্রোপিলিন গ্লাইকোল তৈরি হয় এবং KMnO₄-এর বেগুনি বর্ণ বিলুপ্ত হয়; এটি A-এর অসম্পৃক্ততা প্রমাণ করে।
B-এর আণবিক ভর 46 এবং এটি অ্যালকোহল, তাই B=C₂H₅OH বা ইথানল; এটি থেকে অ্যালকেনের প্রথম সদস্য মিথেন ও দ্বিতীয় সদস্য ইথেন—উভয়ই প্রস্তুত করা সম্ভব।
মিথেনের জন্য C₂H₅OH+2[O] → CH₃COOH+H₂O এবং CH₃COOH+NaOH → CH₃COONa+H₂O করা হয়; পরে সোডালাইমে CH₃COONa+NaOH → CH₄+Na₂CO₃।
ইথেনের জন্য গাঢ় H₂SO₄-এর উপস্থিতিতে 170°C-এ C₂H₅OH → CH₂=CH₂+H₂O; তারপর Ni প্রভাবকে CH₂=CH₂+H₂ → CH₃CH₃।
প্রথম পথে ডিকার্বক্সিলেশনে কার্বন সংখ্যা এক কমে CH₄ এবং দ্বিতীয় পথে পানিশূন্যকরণ ও হাইড্রোজেনেশনে কার্বন কাঠামো বজায় রেখে C₂H₆ হয়; তাই উভয় প্রস্তুতি সম্ভব।
এই প্রশ্নের কোনো উত্তর পাওয়া যায়নি।
এই প্রশ্নের কোনো উত্তর পাওয়া যায়নি।
এই প্রশ্নের কোনো উত্তর পাওয়া যায়নি।
এই প্রশ্নের কোনো উত্তর পাওয়া যায়নি।
এই প্রশ্নের কোনো উত্তর পাওয়া যায়নি।
এই প্রশ্নের কোনো উত্তর পাওয়া যায়নি।
এই প্রশ্নের কোনো উত্তর পাওয়া যায়নি।