এইচএসসি রসায়ন ১ম পত্রের এ-প্লাস ($A^+$) পাওয়ার প্রধান ভিত্তি হলো ২য় অধ্যায় 'গুণগত রসায়ন' (Qualitative Chemistry)। বোর্ড পরীক্ষা এবং মেডিকেল ও ইঞ্জিনিয়ারিং ভর্তি পরীক্ষায় এই অধ্যায় থেকে সবচেয়ে বেশি প্রশ্ন থাকে। সৃজনশীল প্রশ্নের (খ) অংশে ২ নম্বরের অনুধাবনমূলক প্রশ্নে অনেক শিক্ষার্থী পরমাণু মডেলের ত্রুটি, কোয়ান্টাম সংখ্যার মান কিংবা ইলেকট্রন বিন্যাসের ব্যতিক্রমের ক্ষেত্রে মূল বৈজ্ঞানিক যুক্তি না লিখে অপ্রাসঙ্গিক কথা লেখে। ফলে পুরো ২ নম্বর পাওয়া যায় না। বিগত কয়েক বছরের ঢাকা, রাজশাহী, কুমিল্লা ও চট্টগ্রাম বোর্ডের প্রশ্ন বিশ্লেষণ করলে দেখা যায়, আউফবাউ ও হুন্ডের নীতি এবং দ্রাব্যতা গুণফল সংক্রান্ত নির্দিষ্ট কিছু প্রশ্নই বারবার আসে। নিচে শতভাগ নম্বর পাওয়ার মতো সাজানো উত্তর তুলে ধরা হলো:
১. ক্রোমিয়াম ($_{24}\text{Cr}$) এবং কপার ($_{29}\text{Cu}$)-এর ইলেকট্রন বিন্যাস সাধারণ নিয়মের ব্যতিক্রম কেন?
উত্তর: আউফবাউ নীতি অনুসারে উপশক্তিস্তরের শক্তি বৃদ্ধির ক্রম ($4s < 3d$) অনুযায়ী ইলেকট্রন প্রথমে $4s$ অরবিটালে ২টি প্রবেশ করার পর $3d$ অরবিটালে যাওয়ার কথা ছিল। সে হিসেবে ক্রোমিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস $3d^4 4s^2$ এবং কপারের $3d^9 4s^2$ হওয়ার কথা।
কিন্তু কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়ম অনুযায়ী, কোনো উপশক্তিস্তর সমশক্তিসম্পন্ন অরবিটাল দ্বারা অর্ধপূর্ণ ($d^5$) অথবা সম্পূর্ণ পূর্ণ ($d^{10}$) অবস্থায় থাকলে তা অধিক প্রতিসম (Symmetrical) হয় এবং এর ইলেকট্রন বিনিময় শক্তি (Exchange Energy) সর্বাধিক হয়। এই চরম স্থিতিশীলতা অর্জনের লক্ষ্যে ক্রোমিয়ামের ক্ষেত্রে $4s$ থেকে ১টি ইলেকট্রন $3d$-তে স্থানান্তরিত হয়ে $3d^5 4s^1$ (অর্ধপূর্ণ) রূপ নেয় এবং কপারের ক্ষেত্রে $3d^{10} 4s^1$ (পূর্ণ) রূপ ধারণ করে। অতিরিক্ত স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্যই এদের ইলেকট্রন বিন্যাস সাধারণ নিয়মের ব্যতিক্রম হয়।
২. বোর পরমাণু মডেলের প্রধান দুটি সীমাবদ্ধতা ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: নিলস বোরের পরমাণু মডেল অত্যন্ত সফল হলেও এর দুটি বড় সীমাবদ্ধতা রয়েছে:
১. বহু-ইলেকট্রনযুক্ত পরমাণুর ব্যাখ্যায় অক্ষম: বোর মডেল কেবল মাত্র একটি ইলেকট্রনবিশিষ্ট পরমাণু বা আয়ন (যেমন: $H, He^+, Li^{2+}$)-এর বর্ণালী ব্যাখ্যা করতে পারে। কিন্তু একাধিক ইলেকট্রনবিশিষ্ট কোনো পরমাণুর বর্ণালী ব্যাখ্যা করতে পারে না।
২. জিম্যান ও স্টার্ক প্রভাব: পরমাণুর বর্ণালী রেখাগুলোকে যখন শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয় তখন রেখাগুলো একাধিক সূক্ষ্ম রেখায় বিভক্ত হয়ে যায়, যাকে জিম্যান প্রভাব (Zeeman Effect) বলে। আবার তড়িৎ ক্ষেত্রে রাখলে যে বিভাজন ঘটে তাকে স্টার্ক প্রভাব (Stark Effect) বলে। বোর মডেল এই বিভাজনের কোনো সন্তোষজনক বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা দিতে পারে না।
৩. দ্রাব্যতা গুণফল ($K_{sp}$) এবং আয়নিক গুণফল ($K_{ip}$)-এর মধ্যে অধঃক্ষেপণের শর্ত
কোনো দ্রবণে অধঃক্ষেপ পড়বে কি না, তা নির্ভর করে আয়নিক গুণফল ও দ্রাব্যতা গুণফলের সম্পর্কের ওপর:
- $K_{ip} < K_{sp}$ হলে: দ্রবণটি অসম্পৃক্ত (Unsaturated); কোনো অধঃক্ষেপ পড়বে না এবং আরও দ্রবণ দ্রবীভূত করা যাবে।
- $K_{ip} = K_{sp}$ হলে: দ্রবণটি সম্পৃক্ত (Saturated); দ্রবণ সাম্যাবস্থায় থাকবে এবং কোনো অধঃক্ষেপ পড়বে না।
- $K_{ip} > K_{sp}$ হলে: দ্রবণটি অতিপৃক্ত (Supersaturated) অবস্থায় পৌঁছায় এবং অতিরিক্ত দ্রব কেলাস বা অধঃক্ষেপ (Precipitate) হিসেবে পাত্রের তলায় জমা হয়।
৪. পরীক্ষার খাতায় ভালো নম্বর পাওয়ার বাস্তব টিপস
বাস্তব অভিজ্ঞতায় দেখা যায়, শিক্ষার্থীরা কোয়ান্টাম সংখ্যার প্রশ্নে $n, l, m, s$-এর মান লেখার সময় প্লাস-মাইনাস ($+$ বা $-$) চিহ্ন লিখতে ভুল করে। বিশেষ করে স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যায় $+rac{1}{2}$ বা $-rac{1}{2}$ স্পষ্টভাবে লিখতে হবে। ইলেকট্রন বিন্যাসের ক্ষেত্রে অরবিটাল ডায়াগ্রাম (তীর চিহ্ন দিয়ে স্পিন দেখানো) এঁকে দিলে পরীক্ষক সন্তুষ্ট হয়ে পূর্ণ ২ নম্বর প্রদান করেন।
গুণগত রসায়ন নিয়ে সাধারণ জিজ্ঞাসা (FAQ)
প্রশ্ন: $4s$ এবং $3d$ অরবিটালের মধ্যে কোনটি আগে ইলেকট্রন গ্রহণ করে এবং কেন?
উত্তর: আউফবাউ নীতি ($n+l$) অনুসারে, $4s$ অরবিটালের শক্তি $4+0 = 4$ এবং $3d$ অরবিটালের শক্তি $3+2 = 5$। যে অরবিটালের $(n+l)$ মান কম তার শক্তি কম। তাই কম শক্তিসম্পন্ন হওয়ায় $4s$ অরবিটাল আগে ইলেকট্রন গ্রহণ করে।
প্রশ্ন: হুন্ডের নীতি কোন কোন অরবিটালের জন্য প্রযোজ্য?
উত্তর: হুন্ডের নীতি কেবল সমশক্তিসম্পন্ন ডিজেনারেট অরবিটাল (যেমন: $p_x, p_y, p_z$ অথবা $d$ ও $f$ অরবিটাল)-এর জন্য প্রযোজ্য। একক অরবিটাল হওয়ায় $s$-অরবিটালের ক্ষেত্রে হুন্ডের নীতি প্রযোজ্য নয়।
Post a Comment