Follow Us
মাধ্যম নির্বাচন করুন / Select Medium:
Eng (English) Beng (বাংলা) Hindi (हिन्दी)
পশ্চিমবঙ্গ মধ্যশিক্ষা পর্ষদ (WBBSE) • শ্রেণি XII • Chemistry • অধ্যায় 2
আনুমানিক সময়: ৪৫ মিনিট
অগ্রগতি: অধ্যয়নে সক্রিয়

p-ব্লক মৌলসমূহ (গ্রুপ ১৫, ১৬, ১৭ এবং ১৮)

পশ্চিমবঙ্গ উচ্চ মাধ্যমিক শিক্ষা সংসদের (WBCHSE) দ্বাদশ শ্রেণির রসায়ন পাঠ্যক্রমে p-ব্লক মৌলসমূহ (গ্রুপ ১৫, ১৬, ১৭ এবং ১৮) অন্যতম সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ ও তথ্যসমৃদ্ধ অজৈব অধ্যায়। পর্যায় সারণির এই চারটি গ্রুপে অধাতু, ধাতুকল্প, তীব্র সক্রিয় হ্যালোজেন থেকে শুরু করে রাসায়নিকভাবে সুস্থিত নিষ্ক্রিয় গ্যাসসমূহ পর্যন্ত বিস্তৃত মৌল অবস্থান করে। যোজ্যতা কক্ষের ইলেকট্রন বিন্যাস (ns2 np3 থেকে ns2 np6), কার্যকর নিউক্লীয় আধান, তড়িৎ-ঋণাত্মকতা, পারমাণবিক ও আয়নীয় ব্যাসার্ধ, জারণ অবস্থা, নিষ্ক্রিয় জোড় প্রভাব এবং দ্বিতীয় পর্যায়ের মৌলসমূহের ক্ষেত্রে ফাঁকা d-কক্ষকের অনুপস্থিতি এই গ্রুপগুলির ভৌত ও রাসায়নিক আচরণ নিয়ন্ত্রণ করে। এই মাস্টার স্টাডি ম্যাটেরিয়ালে গ্রুপ ১৫-এর নাইট্রোজেনের বিশেষ ধর্ম, হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া, অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে নাইট্রিক অ্যাসিড, ফসফরাসের রূপভেদ, ফসফিন, ফসফরাসের হ্যালাইড ও অক্সোঅ্যাসিড; গ্রুপ ১৬-এর ওজোন, সালফারের রূপভেদ ও স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফিউরিক অ্যাসিড প্রস্তুতি; গ্রুপ ১৭-এর হ্যালোজেনের বন্ধন বিয়োজন শক্তি ও ইলেকট্রন গ্রহণ এনথ্যালপির ব্যতিক্রম, আন্তঃহ্যালোজেন যৌগ ও অক্সোঅ্যাসিডের অম্লীয় তীব্রতা; এবং গ্রুপ ১৮-এর নীল বার্টলেটের যুগান্তকারী আবিষ্কার, জেনন যৌগসমূহের VSEPR গঠন ও নোবেল গ্যাসসমূহের বাস্তব প্রয়োগ নিখুঁতভাবে আলোচনা করা হয়েছে।

অধ্যায়টির গুরুত্ব

p-ব্লক মৌলসমূহ আধুনিক বৈজ্ঞানিক প্রযুক্তি, রাসায়নিক শিল্প ও কৃষি বিপ্লবের প্রধান ভিত্তিস্তম্ভ। হেবার পদ্ধতিতে সংশ্লেষিত অ্যামোনিয়া বিশ্বজুড়ে নাইট্রোজেনঘটিত সার উৎপাদনের মাধ্যমে কৃষিজ খাদ্য নিরাপত্তার মেরুদণ্ড রক্ষা করে, এবং অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে প্রস্তুত নাইট্রিক অ্যাসিড ডাই, পলিমার ও জীবনদায়ী ওষুধ শিল্পে অপরিহার্য কাঁচামাল। গ্রুপ ১৬-এর স্পর্শ পদ্ধতিতে প্রস্তুত সালফিউরিক অ্যাসিডকে কোনো দেশের সামগ্রিক শিল্প অগ্রগতির প্রধান ব্যারোমিটার হিসেবে গণ্য করা হয়। বায়ুমণ্ডলের স্ট্র্যাটোস্ফিয়ারে ওজোন স্তর সূর্যের প্রাণঘাতী অতিবেগুনি রশ্মি শোষণ করে জীবমণ্ডলকে রক্ষা করে। গ্রুপ ১৭-এর হ্যালোজেন ও তাদের আন্তঃহ্যালোজেন যৌগসমূহ তীব্র জারক ও অনার্জ ফ্লোরিনেশন কারক হিসেবে ওষুধ সংশ্লেষ ও জল শোধনে ব্যবহৃত হয়। নিষ্ক্রিয় গ্যাসসমূহ চিকিৎসা ক্ষেত্রে এমআরআই মেশিনের সুপারকন্ডাক্টিং চুম্বক শীতলীকরণে (তরল হিলিয়াম), গভীর সমুদ্রের ডুবুরিদের নাইট্রোজেন নারকোসিস ও বেন্ডস প্রতিরোধে এবং আধুনিক সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে নিষ্ক্রিয় পরিবেশ সৃষ্টিতে মানবজাতির প্রযুক্তির সীমারেখা প্রসারিত করেছে।

অধ্যায়ের বিষয়সূচি ও রূপরেখা

1 মডিউল ১: গ্রুপ ১৫ মৌলসমূহ (নিক্টোজে...
2 মডিউল ২: ফসফরাস ও তার যৌগসমূহ
3 মডিউল ৩: গ্রুপ ১৬ মৌলসমূহ (চ্যালকোজ...
4 মডিউল ৪: সালফিউরিক অ্যাসিডের শিল্পো...
5 মডিউল ৫: গ্রুপ ১৭ মৌলসমূহ (হ্যালোজে...
6 মডিউল ৬: গ্রুপ ১৮ মৌলসমূহ (নোবেল গ্...

সম্পূর্ণ তত্ত্ব ও ধারণাগত আলোচনা

মডিউল ১: গ্রুপ ১৫ মৌলসমূহ (নিক্টোজেন — নাইট্রোজেন পরিবার)

১. ইলেকট্রন বিন্যাস ও পর্যায়বৃত্ত ধর্মের পরিবর্তন

গ্রুপ ১৫-এর মৌলগুলি হল নাইট্রোজেন (N), ফসফরাস (P), আর্সেনিক (As), অ্যান্টিমনি (Sb) এবং বিসমাথ (Bi)। এদের যোজ্যতা কক্ষের সাধারণ ইলেকট্রন বিন্যাস হল ns2 np3। p-উপকক্ষ অর্ধপূর্ণ হওয়ায় এরা বিশেষ তাপগতীয় সুস্থিতি প্রদর্শন করে। গ্রুপ বরাবর ওপর থেকে নিচে নামলে পরমাণুর আকার বৃদ্ধি পায়, তড়িৎ-ঋণাত্মকতা ও আয়নন এনথ্যালপি হ্রাস পায় এবং ধাতব ধর্ম বৃদ্ধি পায় (N ও P অধাতু, As ও Sb ধাতুকল্প এবং Bi বাস্তব ধাতু)।

নিষ্ক্রিয় জোড় প্রভাব (Inert Pair Effect): গ্রুপের নিচে নামার সাথে সাথে অভ্যন্তরীণ d ও f ইলেকট্রন দ্বারা দুর্বল আবরণী প্রভাবের কারণে সর্ববহিঃস্থ s-ইলেকট্রন জোড় (ns2) রাসায়নিক বন্ধনে অংশগ্রহণ করতে অনিচ্ছা প্রকাশ করে। ফলে +৫ জারণ অবস্থার সুস্থিতি হ্রাস পায় এবং +৩ জারণ অবস্থার সুস্থিতি বৃদ্ধি পায়। তাই বিসমাথের ক্ষেত্রে Bi(III) অত্যন্ত সুস্থিত, কিন্তু Bi(V) তীব্র জারক পদার্থ হিসেবে কাজ করে (যেমন: BiF5)।

উচ্চ মাধ্যমিক স্পেশাল: নাইট্রোজেনের ব্যতিক্রমী ধর্ম
দ্বিতীয় পর্যায়ের সদস্য হওয়ায় নাইট্রোজেনের বৈশিষ্ট্য অন্যান্য মৌল থেকে স্বতন্ত্র:
  • ক্ষুদ্র পারমাণবিক ব্যাসার্ধ ও উচ্চ তড়িৎ-ঋণাত্মকতা: নাইট্রোজেন নিজের সাথে এবং অক্সিজেন ও কার্বনের সাথে শক্তিশালী pπ-pπ বহুযোজী বন্ধন গঠন করতে পারে। ফলে এটি দ্বিপরমাণুক অণু (:N≡N:) হিসেবে অবস্থান করে। ত্রিবন্ধনের বন্ধন বিয়োজন এনথ্যালপি অত্যন্ত উচ্চ (৯৪৫.৪ kJ/mol) হওয়ায় সাধারণ তাপমাত্রায় N2 গ্যাস কার্যত নিষ্ক্রিয়।
  • যোজ্যতা কক্ষে ফাঁকা d-কক্ষকের অনুপস্থিতি: নাইট্রোজেনের প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা n=২ হওয়ায় কোনো 2d কক্ষক নেই। ফলে নাইট্রোজেন অষ্টক সম্প্রসারণ করতে পারে না এবং এর সর্বোচ্চ সমযোজ্যতা ৪-এ সীমাবদ্ধ। এই কারণে NCl5 বা NF5 গঠিত হতে পারে না, অথচ ফসফরাসের ফাঁকা 3d কক্ষক থাকায় তা sp3d সংকরায়ণের মাধ্যমে PCl5 গঠন করে।
  • দুর্বল N-N একক বন্ধন: নাইট্রোজেন পরমাণুর ক্ষুদ্র আকারের জন্য দুটি পরমাণুর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়ের মধ্যে তীব্র আন্তঃইলেকট্রনীয় বিকর্ষণ ক্রিয়া করে। ফলে N-N একক বন্ধন শক্তি (১৬০ kJ/mol) P-P একক বন্ধন শক্তি (২০১ kJ/mol)-র চেয়ে কম, যা নাইট্রোজেনের ক্যাটিনেশন ধর্ম সীমিত করে দেয়।
২. হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া (NH₃) প্রস্তুতি ও ক্ষারকীয় ধর্ম

বিশুদ্ধ ও শুষ্ক নাইট্রোজেন এবং হাইড্রোজেন গ্যাসকে ১:৩ আয়তন অনুপাতে মিশিয়ে অ্যামোনিয়া সংশ্লেষ করা হয়:

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)   [ΔH° = -৯২.৪ kJ/mol   (তাপমোচী)]

লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী অনুকূল শর্তাবলী: (ক) উচ্চ চাপ: প্রায় ২০০ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ (20 MPa), কারণ সম্মুখ বিক্রিয়ায় গ্যাসের মোল সংখ্যা হ্রাস পায় (৪ মোল → ২ মোল); (খ) অনুকূল তাপমাত্রা: প্রায় ৭০০ K (৪৫০-৫০০°C), যা তাপমোচী সাম্যাবস্থা ও বিক্রিয়ার গতির মধ্যে ভারসাম্য রক্ষা করে; (গ) অনুঘটক ও উদ্দীপক: আয়রন অক্সাইড (Fe2O3) অনুঘটক এবং এর কার্যক্ষমতা বৃদ্ধিতে অ্যালুমিনা (Al2O3) ও পটাশিয়াম অক্সাইড (K2O) উদ্দীপক হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

আণবিক গঠন ও লিউইস ক্ষারকত্ব: অ্যামোনিয়া অণুতে নাইট্রোজেন পরমাণুটি sp3 সংকরিত অবস্থায় থাকে। তিনটি বন্ধন জোড় এবং একটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় থাকায় নিঃসঙ্গ জোড়-বন্ধন জোড় বিকর্ষণের জন্য এর গঠন ত্রিকোণীয় পিরামিডীয় হয় এবং বন্ধন কোণ ১০৯.৫° থেকে সংকুচিত হয়ে ১০৭.৮° হয়। নাইট্রোজেনের এই নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়টি সহজেই দান করতে পারায় NH3 একটি উৎকৃষ্ট লিউইস ক্ষারক। এটি কপার আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে গাঢ় নীল বর্ণের জটিল যৌগ গঠন করে:

Cu²⁺(aq) + 4NH₃(aq) ⇌ [Cu(NH₃)₄]²⁺(aq)   (টেট্রাঅ্যামিনকপার(II), গাঢ় নীল দ্রবণ)
৩. নাইট্রোজেনের অক্সাইডসমূহ ও বিজোড় ইলেকট্রন বিশিষ্ট অণু
অক্সাইডের সংকেত N-এর জারণ অবস্থা ভৌত অবস্থা ও অম্ল-ক্ষার ধর্ম চৌম্বক ধর্ম ও বিশেষ বৈশিষ্ট্য
N₂O (নাইট্রাস অক্সাইড) +১ বর্ণহীন গ্যাস, প্রশম ডায়াম্যাগনেটিক, রৈখিক গঠন (লাফিং গ্যাস)
NO (নাইট্রিক অক্সাইড) +২ বর্ণহীন গ্যাস, প্রশম গ্যাসীয় অবস্থায় প্যারাম্যাগনেটিক (বিজোড় ইলেকট্রনযুক্ত); তরল বা কঠিন অবস্থায় ডাইমার গঠন করে ডায়াম্যাগনেটিক হয়
N₂O₃ (ডাইনাইট্রোজেন ট্রাইঅক্সাইড) +৩ নীল বর্ণের কঠিন, অম্লীয় ডায়াম্যাগনেটিক, সমতলীয় গঠন, HNO₂-এর অ্যানহাইড্রাইড
NO₂ (নাইট্রোজেন ডাই-অক্সাইড) +৪ বাদামী গ্যাস, অম্লীয় প্যারাম্যাগনেটিক বিজোড় ইলেকট্রন অণু; শীতলীকরণে সহজেই বর্ণহীন ডায়াম্যাগনেটিক N₂O₄ ডাইমারে পরিণত হয়
N₂O₅ (ডাইনাইট্রোজেন পেন্টাঅক্সাইড) +৫ বর্ণহীন কঠিন, তীব্র অম্লীয় কঠিন অবস্থায় আয়নিক [NO₂]⁺[NO₃]⁻ (নাইট্রোনিয়াম নাইট্রেট) হিসেবে থাকে; HNO₃-এর অ্যানহাইড্রাইড
৪. অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO₃) ও ব্রাউন রিং টেস্ট

শিল্পক্ষেত্রে অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে ৩টি ধাপে HNO3 প্রস্তুত করা হয়:

  • ১ম ধাপ (অনুঘটকীয় জারণ): 4NH₃ + 5O₂ xrightarrow[১১০০ K, ৯ বার]{Pt/Rh তারজালি} 4NO + 6H₂O (তাপমোচী, দ্রুত বিক্রিয়া)।
  • ২য় ধাপ: 2NO + O₂ ⇌ 2NO₂।
  • ৩য় ধাপ (শোষণ): 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO↑ (উৎপন্ন NO পুনরায় ১ম ধাপে পাঠানো হয়)।

তামার সাথে বিক্রিয়া (লঘু বনাম গাঢ়):

লঘু HNO₃ (~২০%)-এর সাথে: 3Cu + 8HNO₃(dil) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O (বর্ণহীন NO নির্গত হয়)
গাঢ় HNO₃ (~৭০%)-এর সাথে: Cu + 4HNO₃(conc) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O (বাদামী NO₂ নির্গত হয়)

ধাতুর নিষ্ক্রিয়তা (Passivity): গাঢ় HNO3-এ Al, Cr, Fe ধাতু নিমজ্জিত করলে ধাতুপৃষ্ঠে অনুদ্বায়ী ও অবিচ্ছেদ্য অক্সাইডের (যেমন Al2O3, Cr2O3) একটি পাতলা সুরক্ষামূলক স্তর গঠিত হয়, যা ধাতুকে পরবর্তী রাসায়নিক আক্রমণ থেকে সম্পূর্ণ নিষ্ক্রিয় করে তোলে।

ধূসর বলয় পরীক্ষা (Brown Ring Test): নাইট্রেট লবণের জলীয় দ্রবণে সদ্য প্রস্তুত FeSO4 যোগ করে টেস্টটিউবের গা বেয়ে সাবধানে গাঢ় H2SO4 যোগ করলে দুই তরলের সংযোগস্থলে একটি বাদামী রঙের বলয় সৃষ্টি হয়:

[Fe(H₂O)₆]²⁺ + NO + SO₄²⁻ → [Fe(H₂O)₅(NO)]SO₄ + H₂O   (পেন্টাঅ্যাকোয়াইনাইট্রোসিলআয়রন(I) সালফেট)

এই জটিল আয়নে NO মূলকটি Fe(II)-কে একটি ইলেকট্রন প্রদান করে নিজে NO⁺ (নাইট্রোসোনিয়াম)-এ পরিণত হয় এবং আয়রন বিরল Fe⁺¹ জারণ অবস্থায় (3d⁷, ৩টি বিজোড় ইলেকট্রন, μ ≈ ৩.৮৭ BM) অবস্থান করে।

মডিউল ২: ফসফরাস ও তার যৌগসমূহ

১. ফসফরাসের রূপভেদ: সাদা, লাল ও কালো ফসফরাস
ধর্ম সাদা ফসফরাস (P₄) লাল ফসফরাস কালো ফসফরাস (α ও β)
আণবিক গঠন পৃথক চতুস্তলকীয় P₄ অণু; P-P-P বন্ধন কোণ ৬০° (প্রচণ্ড কোণীয় বিকৃতি বিদ্যমান)। P₄ চতুস্তলকগুলি সমযোজী বন্ধন দ্বারা পরস্পর যুক্ত হয়ে দীর্ঘ পলিমারিক শৃঙ্খল গঠন করে। গ্রাফাইটের ন্যায় স্তরীভূত ষড়ভুজাকার জালক গঠন।
বিষাক্ততা ও দ্রাব্যতা তীব্র বিষাক্ত; জলে অদ্রাব্য কিন্তু CS₂ দ্রাবকে দ্রবণীয়। বিষাক্ত নয়; জল ও CS₂ উভয় দ্রাবকেই অদ্রাব্য। বিষহীন; সাধারণ দ্রাবকে সম্পূর্ণ অদ্রাব্য।
সক্রিয়তা ও প্রজ্বলন অত্যধিক সক্রিয় (প্রজ্বলন তাপমাত্রা মাত্র ৩০°C); বায়ুতে স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলে ওঠে ও অন্ধকারে সবুজ দ্যুতি (ফসফোরোসেন্স) ছড়ায়। অনেক কম সক্রিয় (প্রজ্বলন তাপমাত্রা ২৬০°C); সাধারণ উষ্ণতায় বায়ুর সংস্পর্শে জ্বলে ওঠে না বা আলো বিকিরণ করে না। সর্বাধিক তাপগতীয়ভাবে সুস্থিত ও রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয়।
২. ফসফিন (PH₃) প্রস্তুতি ও হোমসের সংকেত

একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাসমণ্ডলে (যেমন CO2) সাদা ফসফরাসকে গাঢ় সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণের সাথে উত্তপ্ত করে পরীক্ষাগারে ফসফিন প্রস্তুত করা হয়:

P₄ + 3NaOH + 3H₂O → PH₃↑ + 3NaH₂PO₂   (সোডিয়াম হাইপোফসফাইট)

ঘূর্ণিবলয় (Vortex Rings) ও হোমসের সিগন্যাল: বিশুদ্ধ ফসফিন অদাহ্য। তবে প্রস্তুত ফসফিনে অপদ্রব্য হিসেবে ডাইফসফিন (P2H4) বা ফসফরাস বাষ্প উপস্থিত থাকে। এই অপদ্রব্য বায়ুর অক্সিজেনের সংস্পর্শে আসামাত্র স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলে ওঠে এবং ধোঁয়ার সুন্দর ঘূর্ণিবলয় (P4O10) তৈরি করে। এই ধর্মের ওপর ভিত্তি করে সমুদ্রে পথনির্দেশক হিসেবে হোমসের সংকেত (Holmes' Signals) ও ধোঁয়া-পর্দা তৈরি করা হয় (ক্যালসিয়াম কার্বাইড ও ক্যালসিয়াম ফসফাইডের মিশ্রণযুক্ত কন্টেইনার সমুদ্রে ফেলে দিলে C2H2 ও PH3 উৎপন্ন হয়)।

৩. ফসফরাসের ক্লোরাইড: PCl₃ বনাম PCl₅

ফসফরাস ট্রাইক্লোরাইড (PCl₃): উত্তপ্ত সাদা ফসফরাসের ওপর শুষ্ক ক্লোরিন চালনা করলে PCl3 উৎপন্ন হয় (P₄ + 6Cl₂ → 4PCl₃)। এটি জলের সাথে তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে অর্থোফসফরাস অ্যাসিড গঠন করে: PCl₃ + 3H₂O → H₃PO₃ + 3HCl। এর গঠন পিরামিডীয় (sp3 সংকরিত)।

ফসফরাস পেন্টাক্লোরাইড (PCl₅): অতিরিক্ত ক্লোরিনের উপস্থিতিতে PCl5 গঠিত হয়। বাষ্পীয় অবস্থায় PCl5-এর গঠন ত্রিকোণীয় দ্বিপিরামিডীয় (sp3d সংকরায়ণ)।

উচ্চ মাধ্যমিক সতর্কবার্তা: PCl₅-এর বন্ধন দৈর্ঘ্যের অসমতা
গ্যাসীয় PCl5-এ পাঁচটি P-Cl বন্ধন কখনোই সমতুল্য নয়:
  • ৩টি নিরক্ষীয় (Equatorial) বন্ধন: একটি সমতলে পরস্পর ১২০° কোণে অবস্থান করে (ছোট ও অপেক্ষাকৃত শক্তিশালী, বন্ধন দৈর্ঘ্য = ২০২ pm)।
  • ২টি অক্ষীয় (Axial) বন্ধন: নিরক্ষীয় তলের ওপর ও নিচে ৯০° কোণে অবস্থান করে (দীর্ঘতর ও দুর্বল, বন্ধন দৈর্ঘ্য = ২৪০ pm)। নিরক্ষীয় ইলেকট্রন জোড়গুলির তীব্র বিকর্ষণের কারণে অক্ষীয় বন্ধন দুর্বল হয়, ফলে উত্তাপে PCl5 সহজেই বিয়োজিত হয়ে ক্লোরিন গ্যাস মুক্ত করে: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂।
  • কঠিন অবস্থায় আয়নিক গঠন: কঠিন দশায় PCl5 সমযোজী অণু হিসেবে থাকে না, বরং আয়নিক কেলাস [PCl₄]⁺[PCl₆]⁻ রূপে অবস্থান করে, যেখানে [PCl4]+ চতুস্তলকীয় (sp3) এবং [PCl6]- অষ্টতলকীয় (sp3d2)।
৪. ফসফরাসের অক্সোঅ্যাসিড: ক্ষারীয়তা, গঠন ও বিজারণ ক্ষমতা
নাম ও সংকেত P-এর জারণ অবস্থা ক্ষারীয়তা (আয়নীয় H⁺) P-H বন্ধন ও বিজারণ ক্ষমতা
হাইপোফসফরাস অ্যাসিড (H₃PO₂) +১ ১-ক্ষারীয় (১টি P-OH বন্ধন) ২টি P-H বন্ধন: তীব্র বিজারক (AgNO₃ দ্রবণকে বিজারিত করে কালো রঙের ধাতব Ag অধঃক্ষিপ্ত করে)।
অর্থোফসফরাস অ্যাসিড (H₃PO₃) +৩ ২-ক্ষারীয় (২টি P-OH বন্ধন) ১টি P-H বন্ধন: মাঝারি বিজারক; উত্তাপে অসমানুপাতিত হয়: 4H₃PO₃ xrightarrow{Δ} 3H₃PO₄ + PH₃।
অর্থোফসফরিক অ্যাসিড (H₃PO₄) +৫ ৩-ক্ষারীয় (৩টি P-OH বন্ধন) ০টি P-H বন্ধন: বিজারণ ক্ষমতাহীন; তিন শ্রেণির লবণ উৎপন্ন করে (যেমন NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, Na₃PO₄)।
পাইরোফসফরিক অ্যাসিড (H₄P₂O₇) +৫ ৪-ক্ষারীয় (৪টি P-OH বন্ধন) ০টি P-H বন্ধন: এতে একটি P-O-P সেতু বন্ধন উপস্থিত থাকে; H₃PO₄ উত্তপ্ত করে প্রস্তুত হয়।

মডিউল ৩: গ্রুপ ১৬ মৌলসমূহ (চ্যালকোজেন — অক্সিজেন পরিবার)

১. ইলেকট্রন বিন্যাস ও অক্সিজেনের স্বাতন্ত্র্য

গ্রুপ ১৬-এর মৌলগুলি হল অক্সিজেন (O), সালফার (S), সেলেনিয়াম (Se), টেলুরিয়াম (Te) এবং পোলোনিয়াম (Po)। এদের আকরিক গঠনকারী মৌল বা চ্যালকোজেন বলা হয়। যোজ্যতা কক্ষের বিন্যাস ns2 np4। অক্সিজেন পরমাণুর ছোট আকার, উচ্চ তড়িৎ-ঋণাত্মকতা ও ফাঁকা d-কক্ষক না থাকায় এটি কেবল -২, -১ (পারঅক্সাইডে) ও +২ (OF2-তে) জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে। অক্সিজেনের d-কক্ষক না থাকায় OF6 তৈরি অসম্ভব, অথচ সালফারের 3d কক্ষক থাকায় তা সুস্থিত SF6 গঠন করে। আণবিক কক্ষক তত্ত্ব (MOT) অনুযায়ী O2 অণুর দুটি ডিজেনারেট অ্যান্টিবন্ডিং π*2p কক্ষকে ১টি করে বিজোড় ইলেকট্রন থাকায় এটি প্যারাম্যাগনেটিক।

২. ওজোন (O₃): প্রস্তুতি, তাপগতীয় অস্থিতিশীলতা ও পরিমাণগত নির্ণয়

শুষ্ক ও বিশুদ্ধ অক্সিজেন গ্যাসের মধ্য দিয়ে নীরব তড়িৎক্ষরণ (Silent Electric Discharge) চালনা করে ওজোন প্রস্তুত করা হয়:

3O₂(g) ⇌ 2O₃(g)   [ΔH° = +১৪২ kJ/mol   (তাপগ্রাহী)]

নীরব তড়িৎক্ষরণ ব্যবহার করা হয় যাতে কোনো স্ফুলিঙ্গ বা স্থানীয় অতিরিক্ত উত্তাপ তৈরি না হয়, কারণ তা ওজোনকে পুনরায় অক্সিজেনে ভেঙে ফেলত।

তাপগতীয় অস্থিতিশীলতা: ওজোনের অক্সিজেনে বিয়োজন 2O₃ → 3O₂ একটি তাপমোচী প্রক্রিয়া (ΔH ঋণাত্মক) এবং এই প্রক্রিয়ায় এনট্রপি বৃদ্ধি পায় (ΔS ধনাত্মক)। ফলে গিবস মুক্ত শক্তি পরিবর্তন ΔG = ΔH - TΔS অত্যন্ত বেশি ঋণাত্মক হয়। তাই ওজোন তাপগতীয়ভাবে অত্যন্ত অস্থিতিশীল এবং উচ্চ গাঢ়ত্বে বিপজ্জনকভাবে বিস্ফোরক।

তীব্র জারক ধর্ম: ওজোন সহজেই জায়মান অক্সিজেন [O] ত্যাগ করে (O₃ → O₂ + [O]):

  • কালো লেড সালফাইডকে সাদা লেড সালফেটে জারিত করে: PbS + 4O₃ → PbSO₄ + 4O₂।
  • পারদকে জারিত করে (টেইলিং অব মারকারি): 2Hg + O₃ → Hg₂O + O₂ (পারদ কাচের গায়ে লেগে যায় ও মেনিসকাস হারায়)।
আয়োডোমেট্রি দ্বারা ওজোনের পরিমাণগত নির্ণয়:
বোরেট বাফার (pH ৯.২) দ্বারা নিয়ন্ত্রিত অতিরিক্ত পটাশিয়াম আয়োডাইড (KI) দ্রবণে ওজোন চালনা করলে সমতুল্য পরিমাণ আয়োডিন মুক্ত হয়:
2KI + H₂O + O₃ → 2KOH + I₂ + O₂
মুক্ত আয়োডিনকে স্টার্চ নির্দেশকের উপস্থিতিতে প্রমিত সোডিয়াম থায়োসালফেট (Na2S2O3) দ্রবণ দ্বারা টাইট্রেশন করে ওজোনের পরিমাণ সঠিকভাবে নির্ণয় করা হয়:
I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆   (সোডিয়াম টেট্রাথায়োনেট)

ওজোনের গঠন: ওজোন অণুটি কৌণিক (কোণ ১১৭°)। অনুনাদের কারণে উভয় O-O বন্ধন দৈর্ঘ্য সমান (১২৮ pm), যা একক বন্ধন (১৪৮ pm) ও দ্বিবন্ধন (১২১ pm)-এর মধ্যবর্তী।

৩. সালফারের রূপভেদ ও S₂ অণুর প্যারাম্যাগনেটিক ধর্ম

সালফার প্রধানত দুটি কেলাসী রূপভেদে পাওয়া যায় যা কুঞ্চিত S8 মুকুট (Crown ring) গঠন করে:

  • রম্বিক বা α-সালফার: হলুদ বর্ণের, ৩৬৮.৬ K (৯৫.৬°C)-এর নিচে সুস্থিত, ঘনত্ব ২.০৬ g/cm³, CS2-তে দ্রবণীয়।
  • মনোক্লিনিক বা β-সালফার: সূঁচালো কেলাস, ৩৬৮.৬ K (৯৫.৬°C)-এর উপরে সুস্থিত, ঘনত্ব ১.৯৮ g/cm³।
  • রূপান্তর তাপমাত্রা (Transition Temperature): ৩৬৮.৬ K বা ৯৫.৬°C উষ্ণতায় উভয় রূপভেদ সাম্যাবস্থায় সহাবস্থান করে।
  • বাষ্পীয় দশায় S₂-এর চৌম্বক ধর্ম: ১০০০ K-এর বেশি উষ্ণতায় সালফার বাষ্প মূলত দ্বিপরমাণুক S2 অণু হিসেবে থাকে। O2 অণুর মতোই এর অ্যান্টিবন্ডিং π* উপশক্তিস্তরে ২টি বিজোড় ইলেকট্রন থাকায় বাষ্পীয় সালফার প্যারাম্যাগনেটিক হয়।
৪. সালফার ডাই-অক্সাইড (SO₂): বিজারণ ও অস্থায়ী বিরঞ্জন

SO2 আর্দ্রতার উপস্থিতিতে জায়মান হাইড্রোজেন উৎপন্ন করে একটি তীব্র বিজারক হিসেবে আচরণ করে:

১. অম্লীয় KMnO₄-এর দ্রবণ বর্ণহীন করে: 2KMnO₄ + 5SO₂ + 2H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄ (গোলাপী থেকে বর্ণহীন)
২. অম্লীয় পটাশিয়াম ডাইক্রোমেটকে সবুজ করে: K₂Cr₂O₇ + 3SO₂ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O (কমলা থেকে সবুজ Cr³⁺)
৩. বিজারণের মাধ্যমে অস্থায়ী বিরঞ্জন: SO₂ রেশম ও পশমের মতো সূক্ষ্ম বস্তুকে বিজারণের মাধ্যমে বিরঞ্জিত করে (SO₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2[H])। বাতাসের অক্সিজেনের সংস্পর্শে এলে বিরঞ্জিত বস্তু পুনরায় জারিত হয়ে পূর্বের রঙ ফিরে পায়।

মডিউল ৪: সালফিউরিক অ্যাসিডের শিল্পোৎপাদন (স্পর্শ পদ্ধতি) ও অক্সোঅ্যাসিডসমূহ

১. স্পর্শ পদ্ধতি (Contact Process)-র মূল নীতি ও ধাপসমূহ

সালফিউরিক অ্যাসিডের শিল্প সংশ্লেষ চারটি প্রযুক্তিগত পর্যায়ে সম্পন্ন করা হয়:

  • ১ম ধাপ (SO₂ উৎপাদন ও বিশোধন): সালফার বা আয়রন পাইরাইটস বায়ুতে দহন করে SO2 গ্যাস প্রস্তুত করা হয় (S + O₂ → SO₂)। গ্যাসটিকে আর্সেনিক ও ধূলিকণামুক্ত করা অত্যন্ত জরুরি, কারণ As2O3 অনুঘটককে বিষাক্ত করে ফেলে।
  • ২য় ধাপ (SO₂-এর অনুঘটকীয় জারণ — সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ ধাপ):
    2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)   [ΔH° = -১৯৬.৬ kJ/mol   (তাপমোচী)]
    লা-শাতেলিয়ারের নীতি অনুযায়ী অনুকূল শর্তাবলী:
    • উষ্ণতা: ৭২০-৭৭০ K (৪৫০-৫০০°C); বিক্রিয়াটি তাপমোচী হওয়ায় নিম্ন উষ্ণতায় সাম্য ডানদিকে সরে, কিন্তু অত্যধিক নিম্ন উষ্ণতায় বিক্রিয়া মন্থর হয়ে পড়ে। তাই এই অনুকূল মধ্যম উষ্ণতা বজায় রাখা হয়।
    • চাপ: ১-২ বার (স্বল্প চাপ); যদিও চাপ বৃদ্ধিতে বিক্রিয়া অনুকূল হয়, কিন্তু ১-২ বার চাপেই প্রায় ৯৮% SO3 পাওয়া যায়, ফলে ব্যয়বহুল উচ্চচাপের চুল্লির প্রয়োজন হয় না।
    • অনুঘটক: প্ল্যাটিনামের চেয়ে ভ্যানাডিয়াম পেন্টাঅক্সাইড (V₂O₅) বেশি সুবিধাজনক, কারণ এটি সুলভ এবং আর্সেনিক অপদ্রব্য দ্বারা বিষাক্ত হয় না।
  • ৩য় ধাপ (ওলিয়াম প্রস্তুতি): উৎপন্ন SO3 গ্যাসকে সরাসরি জলে দ্রবীভূত না করে ৯৮% গাঢ় H2SO4-এ শোষণ করিয়ে ওলিয়াম বা পাইরোসালফিউরিক অ্যাসিড তৈরি করা হয়: SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇।
    সরাসরি জলে দ্রবীভূত না করার কারণ: জলের সাথে SO3-এর তীব্র তাপমোচী বিক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন তাপে জল বাষ্পীভূত হয়ে সালফিউরিক অ্যাসিডের অতি ক্ষুদ্র ফোঁটার একটি ঘন কুয়াশা (Acid fog) সৃষ্টি করে, যা সাধারণ শোষণ স্তম্ভে কিছুতেই ঘনীভূত করা যায় না।
  • ৪র্থ ধাপ (ওলিয়ামের লঘুকরণ): ওলিয়ামে প্রয়োজনীয় পরিমিত জল যোগ করে কাঙ্ক্ষিত গাঢ়ত্বের (যেমন ৯৮% বিশুদ্ধ) H2SO4 উৎপাদন করা হয়: H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄।
২. গাঢ় H₂SO₄-এর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
  • তীব্র দ্বিক্ষারীয় অ্যাসিড ধর্ম: জলে দুটি ধাপে বিয়োজিত হয়:
    H₂SO₄ + H₂O → H₃O⁺ + HSO₄⁻   [K_{a1} > ১০ (খুব বেশি)]
    HSO₄⁻ + H₂O ⇌ H₃O⁺ + SO₄²⁻   [K_{a2} = ১.২ × ১০⁻²]
  • তীব্র নিরুদক ধর্ম: গাঢ় H2SO4 যৌগ থেকে জলের উপাদান (H ও O ২:১ অনুপাতে) শোষণ করে:
    চিনির অঙ্গারীকরণ (Charring of Sugar): C₁₂H₂₂O₁₁ xrightarrow{conc. H₂SO₄} 12C(s) + 11H₂O (কালো স্পঞ্জের মতো কার্বন অবশিষ্ট থাকে)।
    ফর্মিক অ্যাসিডের নিরুদন: HCOOH xrightarrow{conc. H₂SO₄} CO↑ + H₂O।
  • জারক ধর্ম: উত্তপ্ত গাঢ় H2SO4 অধাতু ও ধাতুকে জারিত করে নিজে SO2-তে বিজারিত হয়:
    C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O
    Cu + 2H₂SO₄ xrightarrow{Δ} CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
৩. সালফারের অক্সোঅ্যাসিডসমূহ
নাম ও সংকেত S-এর জারণ অবস্থা গঠনগত বৈশিষ্ট্য
সালফিউরাস অ্যাসিড (H₂SO₃) +৪ পিরামিডীয়; ১টি S=O, ২টি S-OH এবং ১টি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়।
সালফিউরিক অ্যাসিড (H₂SO₄) +৬ চতুস্তলকীয়; ২টি S=O এবং ২টি S-OH বন্ধন।
ক্যারোজ অ্যাসিড (H₂SO₅ — পারঅক্সোমোনোসালফিউরিক অ্যাসিড) +৬ (কখনোই +৮ নয়) এতে ১টি পারঅক্সো বন্ধন (-O-O-H) বর্তমান (যেখানে দুটি O-এর জারণ অবস্থা -১)।
মার্শাল অ্যাসিড (H₂S₂O₈ — পারঅক্সোডাইসালফিউরিক অ্যাসিড) +৬ (কখনোই +৭ নয়) দুটি SO₃H গ্রুপ একটি পারঅক্সো সেতু (-O-O-) দ্বারা যুক্ত: HO-SO₂-O-O-SO₂-OH।
ওলিয়াম / পাইরোসালফিউরিক অ্যাসিড (H₂S₂O₇) +৬ একটি অক্সিজেন সেতু বন্ধন (S-O-S) দ্বারা দুটি সালফার পরমাণু যুক্ত।

মডিউল ৫: গ্রুপ ১৭ মৌলসমূহ (হ্যালোজেন পরিবার)

১. ইলেকট্রন বিন্যাস ও ব্যতিক্রমি পর্যায়বৃত্ত ধর্ম

গ্রুপ ১৭-এর মৌলগুলি হল ফ্লুরিন (F), ক্লোরিন (Cl), ব্রোমিন (Br), আয়োডিন (I) এবং অ্যাস্টাটিন (At)। এদের সাধারণ ইলেকট্রন বিন্যাস ns2 np5। ফ্লুরিনের সর্বাধিক তড়িৎ-ঋণাত্মকতা ও ফাঁকা d-কক্ষক না থাকায় এটি কেবল -১ জারণ অবস্থা দেখায়, অথচ অন্যান্য হ্যালোজেনগুলি -১ ছাড়াও +১, +৩, +৫ ও +৭ জারণ অবস্থা প্রদর্শন করতে পারে।

উচ্চ মাধ্যমিক ডবল অ্যানোমালি: ইলেকট্রন আসক্তি বনাম বন্ধন বিয়োজন শক্তি
  • ইলেকট্রন গ্রহণ এনথ্যালপি (Electron Gain Enthalpy): ক্রমটি হল Cl > F > Br > I (-৩৪৯, -৩৩৩, -৩২৫, -২৯৫ kJ/mol)। ফ্লুরিনের 2p-উপকক্ষের আকার অত্যন্ত ছোট হওয়ায় সেখানে ইলেকট্রন ঘনত্ব খুব বেশি থাকে। আগত নতুন ইলেকট্রনটি তীব্র আন্তঃইলেকট্রনীয় বিকর্ষণের মুখোমুখি হওয়ায় ফ্লুরিনের ইলেকট্রন গ্রহণ এনথ্যালপির ঋণাত্মক মান ক্লোরিনের চেয়ে কম হয়।
  • বন্ধন বিয়োজন এনথ্যালপি: ক্রমটি হল Cl₂ > Br₂ > F₂ > I₂ (২৪২.৬ > ১৯২.৮ > ১৫৮.৮ > ১৫১.১ kJ/mol)। F2 অণুতে ক্ষুদ্র ফ্লুরিন পরমাণুর তিন জোড়া নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন পরস্পরের খুব কাছাকাছি থাকায় এদের মধ্যে তীব্র বিকর্ষণ কাজ করে, যা F-F সমযোজী বন্ধনকে উল্লেখযোগ্যভাবে দুর্বল করে দেয়।
  • F₂ কেন তীব্রতম জারক? ইলেকট্রন আসক্তি কম হওয়া সত্ত্বেও ফ্লুরিনের বিজারণ বিভব E° (+২.৮৭ V) ক্লোরিনের (+১.৩৬ V) চেয়ে অনেক বেশি, কারণ ফ্লুরিনের অল্প বন্ধন বিয়োজন শক্তি এবং উৎপন্ন অতি ক্ষুদ্র F⁻ আয়নের অতিকায় হাইড্রেশন এনথ্যালপি (-৫১৫ kJ/mol) সমন্বিতভাবে অন্য সমস্ত প্রভাবকে ছাপিয়ে যায়।
২. হাইড্রোজেন হ্যালাইড (HX)-এর ধর্মের ক্রম
ধর্ম পর্যবেক্ষিত ক্রম বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা
তাপীয় স্থায়িত্ব HF > HCl > HBr > HI হ্যালোজেনের আকার বৃদ্ধির সাথে সাথে H-X বন্ধন দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায় এবং বন্ধন শক্তি হ্রাস পায়।
বিজারণ ক্ষমতা HI > HBr > HCl > HF HI সবচেয়ে সহজে বিয়োজিত হয়ে হাইড্রোজেন মুক্ত করতে পারে।
অম্লীয় তীব্রতা HI > HBr > HCl > HF H-I বন্ধন বিয়োজন শক্তি সর্বনিম্ন হওয়ায় জলীয় দ্রবণে প্রোটন (H⁺) ত্যাগের প্রবণতা সর্বাধিক।
স্ফুটনাঙ্ক HF > HI > HBr > HCl HF অণুতে শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন থাকায় এর স্ফুটনাঙ্ক অস্বাভাবিক বেশি (২৯৩ K); HCl থেকে HI-তে আণবিক ভর ও ভ্যান ডার ওয়ালস বল বৃদ্ধির জন্য স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পায়।
৩. হ্যালোজেনের অক্সোঅ্যাসিড ও অম্লীয় তীব্রতার ব্যাখ্যা

ক্লোরিনের অক্সোঅ্যাসিডের অম্লীয় তীব্রতার সঠিক ক্রম:

HClO₄ > HClO₃ > HClO₂ > HClO   (+৭ > +৫ > +৩ > +১)

কারণ: কেন্দ্রীয় ক্লোরিনের জারণ সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে O-H বন্ধনের ইলেকট্রন জোড় ক্লোরিনের দিকে আকৃষ্ট হয়, ফলে প্রোটন সহজে মুক্ত হয়। অধিকন্তু, এদের অনুবন্ধী ক্ষারকের স্থায়িত্ব অনুনাদের ওপর নির্ভরশীল: পারক্লোরেট আয়নে (ClO₄⁻) ঋণাত্মক আধানটি চারটি সমতুল্য অক্সিজেন পরমাণুর ওপর সমভাবে বিস্তৃত হওয়ায় এটি সর্বাধিক সুস্থিত।

৪. আন্তঃহ্যালোজেন যৌগ ও VSEPR জ্যামিতি

দুটি ভিন্ন হ্যালোজেন পরস্পর যুক্ত হয়ে যে দ্বি-মৌল সমযোজী যৌগ গঠন করে তাদের আন্তঃহ্যালোজেন যৌগ বলে (যেমন XX', XX'3, XX'5, XX'7):

যৌগের প্রকার উদাহরণ সংকরায়ণ অবস্থা VSEPR আণবিক আকৃতি
XX' ClF, BrF, ICl sp³ (১টি bp + ৩টি lp) রৈখিক (Linear)
XX'₃ ClF₃, BrF₃ sp³d (৩টি bp + ২টি lp) বক্র টি-আকৃতি (Bent T-shaped) (বিকর্ষণ কমাতে দুটি নিঃসঙ্গ জোড় নিরক্ষীয় অবস্থানে থাকে)
XX'₅ BrF₅, IF₅ sp³d² (৫টি bp + ১টি lp) বর্গ পিরামিডীয় (Square Pyramidal)
XX'₇ IF₇ sp³d³ (৭টি bp + ০টি lp) পঞ্চভুজীয় দ্বিপিরামিডীয় (Pentagonal Bipyramidal)

আন্তঃহ্যালোজেন যৌগসমূহ মূল হ্যালোজেনের চেয়ে বেশি সক্রিয় কেন? ফ্লুরিন (F2) ব্যতীত অন্য সকল হ্যালোজেনের চেয়ে আন্তঃহ্যালোজেন যৌগগুলি বেশি সক্রিয়। এর কারণ হল দুটি ভিন্ন হ্যালোজেনের মধ্যে তড়িৎ-ঋণাত্মকতার পার্থক্যের জন্য X-X' বন্ধনটি ধ্রুবীয় ও দুর্বল হয়, অথচ বিশুদ্ধ হ্যালোজেনে X-X বন্ধনটি সম্পূর্ণ অধ্রুবীয় ও শক্তিশালী।

মডিউল ৬: গ্রুপ ১৮ মৌলসমূহ (নোবেল গ্যাস / এরোজেন)

১. নিষ্ক্রিয়তার কারণ ও নীল বার্টলেটের আবিষ্কার (১৯৬২)

গ্রুপ ১৮-এর মৌলগুলি হল হিলিয়াম (He), নিয়ন (Ne), আর্গন (Ar), ক্রিপ্টন (Kr), জেনন (Xe) এবং রেডন (Rn)। এদের যোজ্যতা কক্ষের সুস্থিত অষ্টক বিন্যাস (ns2 np6, হিলিয়ামে 1s2) থাকায় এদের প্রথম আয়নন এনথ্যালপি অত্যন্ত উচ্চ এবং ইলেকট্রন গ্রহণ এনথ্যালপি ধনাত্মক, ফলে এরা সাধারণ অবস্থায় রাসায়নিকভাবে সম্পূর্ণ নিষ্ক্রিয়।

নীল বার্টলেটের যুগান্তকারী আবিষ্কার (মার্চ ১৯৬২):
বার্টলেট লক্ষ্য করেন যে প্লাটিনাম হেক্সাফ্লোরাইড (PtF6) আণবিক অক্সিজেনকে জারিত করে লাল বর্ণের কঠিন O₂⁺[PtF₆]⁻ যৌগ তৈরি করে। তিনি বিচার করেন:
  • আণবিক অক্সিজেনের প্রথম আয়নন এনথ্যালপি (O₂ → O₂⁺ + e⁻) = ১১৭৫ kJ/mol।
  • জেননের প্রথম আয়নন এনথ্যালপি (Xe → Xe⁺ + e⁻) = ১১৭০ kJ/mol (কার্যত সমান!)।
তিনি সিদ্ধান্ত নেন যে PtF6 জেননকেও জারিত করতে সক্ষম হবে। সাধারণ তাপমাত্রায় জেনন ও PtF6 বাষ্প মেশানোমাত্র বিক্রিয়া ঘটে এবং প্রথম নোবেল গ্যাস যৌগ উৎপন্ন হয়:
Xe(g) + PtF₆(g) → Xe⁺[PtF₆]⁻(s)   (হলুদ-কমলা কঠিন)
২. জেনন ফ্লোরাইড প্রস্তুতি ও আর্দ্রবিশ্লেষণ

নিকেল পাত্রে বিভিন্ন তাপমাত্রায় ও অনুপাতে জেনন ও ফ্লুরিনের প্রত্যক্ষ বিক্রিয়ায় জেনন ফ্লোরাইড প্রস্তুত হয়:

  • Xe + F₂ xrightarrow[৬৭৩ K, ১ বার]{Xe অতিরিক্ত (২:১)} XeF₂ (জেনন ডাইফ্লোরাইড, বর্ণহীন কঠিন)।
  • Xe + 2F₂ xrightarrow[৮৭৩ K, ৭ বার]{১:৫ মোলার অনুপাত} XeF₄ (জেনন টেট্রাফ্লোরাইড)।
  • Xe + 3F₂ xrightarrow[৫৭৩ K, ৬০-৭০ বার]{১:২০ মোলার অনুপাত} XeF₆ (জেনন হেক্সাফ্লোরাইড)।

আর্দ্রবিশ্লেষণ বিক্রিয়া (সম্পূর্ণ বনাম আংশিক):

XeF₂-এর আর্দ্রবিশ্লেষণ: 2XeF₂ + 2H₂O → 2Xe + 4HF + O₂↑
XeF₄-এর আর্দ্রবিশ্লেষণ: 6XeF₄ + 12H₂O → 4Xe + 2XeO₃ + 24HF + 3O₂↑ (অসমানুপাতন বিক্রিয়া)
XeF₆-এর সম্পূর্ণ আর্দ্রবিশ্লেষণ: XeF₆ + 3H₂O → XeO₃ + 6HF   (বিস্ফোরক কঠিন XeO₃ উৎপন্ন হয়)
XeF₆-এর আংশিক আর্দ্রবিশ্লেষণ:
 • XeF₆ + H₂O → XeOF₄ + 2HF   (জেনন অক্সিটেট্রাফ্লোরাইড, বর্ণহীন তরল)
 • XeF₆ + 2H₂O → XeO₂F₂ + 4HF   (জেনন ডাইঅক্সিডাইফ্লোরাইড)
৩. জেনন যৌগসমূহের VSEPR গঠন ও সংকরায়ণ
যৌগ স্টেরিক সংখ্যা (SN) বন্ধন ও নিঃসঙ্গ জোড় সংকরায়ণ ও আণবিক আকৃতি
XeF₂ SN = ৫ ২টি bp + ৩টি lp sp³d; রৈখিক (Linear) (৩টি নিঃসঙ্গ জোড় ১২০° কোণে নিরক্ষীয় অবস্থানে থাকে)।
XeF₄ SN = ৬ ৪টি bp + ২টি lp sp³d²; সমতলীয় বর্গাকার (Square Planar) (২টি নিঃসঙ্গ জোড় অক্ষীয় অবস্থানে পরস্পর ১৮০° কোণে থাকে)।
XeF₆ SN = ৭ ৬টি bp + ১টি lp sp³d³; বিকৃত অষ্টতলকীয় (Distorted Octahedral) (ক্যাপড অষ্টতলকীয় গঠন)।
XeO₃ SN = ৪ ৩টি bp (σ) + ১টি lp sp³; পিরামিডীয় (Pyramidal) (SO₃²⁻-এর সাথে সমগঠনযুক্ত)।
XeOF₄ SN = ৬ ৫টি bp + ১টি lp sp³d²; বর্গ পিরামিডীয় (Square Pyramidal)।
XeO₂F₂ SN = ৫ ৪টি bp + ১টি lp sp³d; ঢেঁকি বা সী-স (Seesaw)।
৪. নিষ্ক্রিয় গ্যাসসমূহের বাস্তব ও শিল্পীয় ব্যবহার
  • হিলিয়াম (He): (১) গভীর সমুদ্রে ডুবুরিদের শ্বাসকার্যের জন্য অক্সিজেন সিলিন্ডারে নাইট্রোজেনের পরিবর্তে হিলিয়াম (হেলিঅক্স মিশ্রণ) মেশানো হয়, কারণ উচ্চ চাপে রক্তে হিলিয়ামের দ্রাব্যতা অত্যন্ত কম হওয়ায় এটি দ্রুত উপরে ওঠার সময় প্রাণঘাতী 'বেন্ডস' (Bends) বা ডিকম্প্রেশন সিকনেস সৃষ্টি করে না। (২) হালকা ও অদাহ্য হওয়ায় আবহাওয়া বেলুনে ব্যবহৃত হয়। (৩) তরল হিলিয়াম (স্ফুটনাঙ্ক ৪.২ K) হাসপাতালের এমআরআই (MRI) ও এনএমআর মেশিনের সুপারকন্ডাক্টিং চুম্বক শীতলীকরণে অপরিহার্য ক্রায়োজেনিক তরল হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
  • নিয়ন (Ne): নিয়ন সাইন ও বিজ্ঞাপনী বাতিতে উজ্জ্বল লালচে-কমলা আলো সৃষ্টিতে ব্যবহৃত হয়; কুয়াশা ভেদ করার ক্ষমতার জন্য বিমানবন্দর রানওয়েতে কার্যকর।
  • আর্গন (Ar): অ্যালুমিনিয়াম ও স্টেইনলেস স্টিলের উচ্চতাপমাত্রিক আর্ক ওয়েল্ডিং-এ নিষ্ক্রিয় পরিবেশ সৃষ্টি করতে এবং টাংস্টেন ফিলামেন্টের বাষ্পীভবন রোধে বৈদ্যুতিক বাল্বে ব্যবহৃত হয়।
  • ক্রিপ্টন ও জেনন (Kr, Xe): উচ্চগতির ফটোগ্রাফিক ফ্ল্যাশ বাতি এবং বিশেষায়িত লেজার সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়।
  • রেডন (Rn): তেজস্ক্রিয় গ্যাস; ক্যান্সার চিকিৎসায় রেডিওথেরাপিতে ব্যবহৃত হয়।

গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক সমীকরণ, বিক্রিয়া ও সূত্র

স্পর্শ পদ্ধতিতে SO₂-এর অনুঘটকীয় জারণ ও সাম্যাবস্থা
2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)   [ΔH° = -১৯৬.৬ kJ/mol]
হেবার পদ্ধতিতে অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণের তাপগতিবিদ্যা
N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)   [ΔH° = -৯২.৪ kJ/mol]
হ্যালোজেন মৌলসমূহের ইলেকট্রন আসক্তি ও বন্ধন শক্তি ক্রম
ইলেকট্রন আসক্তি: Cl > F > Br > I   |   বন্ধন শক্তি: Cl₂ > Br₂ > F₂ > I₂
ক্লোরিনের অক্সোঅ্যাসিডের অম্লীয় তীব্রতার ক্রম
অম্লীয় তীব্রতা: HClO₄ > HClO₃ > HClO₂ > HClO
নোবেল গ্যাস যৌগের VSEPR স্টেরিক সংখ্যা নির্ণয় সূত্র
SN = ½ [V + M - C + A]   (নিঃসঙ্গ জোড় = SN - বন্ধন জোড়)
অসওয়াল্ড পদ্ধতিতে নাইট্রিক অ্যাসিড প্রস্তুতি অনুক্রম
4NH₃ + 5O₂ xrightarrow[১১০০ K, ৯ বার]{Pt/Rh} 4NO + 6H₂O;   2NO + O₂ → 2NO₂;   3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

সমাধানকৃত উদাহরণ ও প্রয়োগ (Solved Examples)

উদাহরণ 1
PCl₅ একটি সুপরিচিত সুস্থিত যৌগ, কিন্তু NCl₅ যৌগের কোনো অস্তিত্ব নেই কেন? ব্যাখ্যা করো।
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
ধাপ ১: কেন্দ্রীয় পরমাণুদ্বয়ের ইলেকট্রন বিন্যাস [১ নম্বর]
• নাইট্রোজেন (Z = ৭): 1s² 2s² 2p³ (প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা n = ২)।
• ফসফরাস (Z = ১৫): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ 3d⁰ (প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা n = ৩)।

ধাপ ২: d-কক্ষকের প্রাপ্যতা ও অষ্টক সম্প্রসারণ বিশ্লেষণ [১ নম্বর]
• নাইট্রোজেনের যোজ্যতা কক্ষে (n = ২) কেবল 2s ও 2p উপকক্ষ থাকে, কোনো 2d-কক্ষকের অস্তিত্ব নেই। ফলে নাইট্রোজেন তার 2s ইলেকট্রনকে স্থানান্তরিত করে অষ্টক সম্প্রসারণ ঘটাতে পারে না এবং এর সর্বোচ্চ সমযোজ্যতা ৪-এ সীমাবদ্ধ থাকে। তাই নাইট্রোজেন ৫টি সমযোজী বন্ধন তৈরি করে NCl₅ গঠন করতে পারে না।
• অপরদিকে ফসফরাসের যোজ্যতা কক্ষে ফাঁকা 3d-কক্ষক উপস্থিত থাকায় 3s ইলেকট্রন সহজেই 3d-তে স্থানান্তরিত হতে পারে এবং পাঁচটি অযুগ্ম ইলেকট্রন sp³d সংকরায়ণ-এর মাধ্যমে ৫টি সমযোজী বন্ধন গঠন করে সুস্থিত PCl₅ উৎপন্ন করে।
উপসংহার: যোজ্যতা কক্ষে ফাঁকা d-কক্ষক না থাকায় NCl₅ গঠিত হতে পারে না।
উদাহরণ 2
(ক) ক্লোরিনের ইলেকট্রন গ্রহণ এনথ্যালপির ঋণাত্মক মান ফ্লুরিনের চেয়ে বেশি হওয়া সত্ত্বেও ফ্লুরিন (F₂) কেন ক্লোরিন (Cl₂)-এর চেয়ে অনেক বেশি শক্তিশালী জারক? (খ) শীতল ও লঘু সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণের সাথে ক্লোরিনের বিক্রিয়ার সমিত সমীকরণ লেখো।
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
(ক) হ্যালোজেনের জারক ক্ষমতার তাপগতীয় চক্র [২ নম্বর]
হ্যালোজেনের জারণ ক্ষমতা বা প্রমাণ তড়িৎদ্বার বিভব E° মূলত তিনটি শক্তির সমন্বয়ে নির্ধারিত হয় (বর্ন-হেবার চক্র):
১. বন্ধন বিয়োজন এনথ্যালপি (½ X₂ → X) [তাপগ্রাহী]
২. ইলেকট্রন গ্রহণ এনথ্যালপি (X + e⁻ → X⁻) [তাপমোচী]
৩. হাইড্রেশন এনথ্যালপি (X⁻ + জল → X⁻(aq)) [তাপমোচী]

যদিও ক্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি (-৩৪৯ kJ/mol) ফ্লুরিনের (-৩৩৩ kJ/mol) চেয়ে কিছুটা বেশি, তবুও সামগ্রিকভাবে ফ্লুরিনের প্রমাণ বিজারণ বিভব E° (+২.৮৭ V) ক্লোরিনের (+১.৩৬ V)-এর চেয়ে অনেক বেশি। এর কারণ:
• F₂ অণুতে তীব্র নিঃসঙ্গ জোড় বিকর্ষণের জন্য এর বন্ধন বিয়োজন শক্তি অত্যন্ত কম (১৫৮.৮ kJ/mol)।
• উৎপন্ন অতি ক্ষুদ্র F⁻ আয়নের উচ্চ আধান ঘনত্বের জন্য এর হাইড্রেশন এনথ্যালপি বিপুল (-৫১৫ kJ/mol vs -৩৮১ kJ/mol for Cl⁻)।
এই দুটি কারণ ইলেকট্রন আসক্তির সামান্য ঘাটতিকে অতিক্রম করে F₂-কে সবচেয়ে শক্তিশালী জারকে পরিণত করে।

(খ) শীতল ও লঘু NaOH-এর সাথে Cl₂-এর বিক্রিয়া [১ নম্বর]
শীতল ও লঘু NaOH-এর সাথে ক্লোরিন গ্যাস চালনা করলে এটি অসমানুপাতিত হয়ে সোডিয়াম ক্লোরাইড ও সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট উৎপন্ন করে:
2NaOH(শীতল ও লঘু) + Cl₂ → NaCl + NaOCl + H₂O
(এখানে ক্লোরিন জারিত হয়ে NaOCl-এ +১ এবং বিজারিত হয়ে NaCl-এ -১ অবস্থায় যায়)।
উদাহরণ 3
(ক) হাইপোফসফরাস অ্যাসিড (H₃PO₂) একটি এক-ক্ষারীয় অ্যাসিড এবং তীব্র বিজারক হিসেবে কাজ করে কেন? (খ) অর্থোফসফরাস অ্যাসিডকে (H₃PO₃) উত্তপ্ত করলে কী ঘটে? সমিত সমীকরণসহ লেখো।
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
(ক) H₃PO₂-এর গঠন ও দ্বিমুখী ধর্ম [২ নম্বর]
• ক্ষারীয়তা: ফসফরাসের অক্সোঅ্যাসিডে কেবল অক্সিজেনের সাথে সরাসরি যুক্ত হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি (P-OH গ্রুপ) জলীয় দ্রবণে আয়নিত হয়ে H⁺ প্রদান করতে পারে। ফসফরাসের সাথে সরাসরি যুক্ত হাইড্রোজেনগুলি (P-H বন্ধন) আয়নিত হতে পারে না, কারণ P ও H-এর তড়িৎ-ঋণাত্মকতা প্রায় সমান (২.১)।
H₃PO₂ অণুর গঠনে কেন্দ্রীয় ফসফরাস পরমাণুটিতে ১টি P=O বন্ধন, ১টি P-OH বন্ধন এবং ২টি P-H বন্ধন থাকে। যেহেতু এতে কেবল একটিমাত্র আয়ননযোগ্য P-OH গ্রুপ রয়েছে, তাই এটি কঠোরভাবে একটি এক-ক্ষারীয় অ্যাসিড।
• বিজারণ ক্ষমতা: অণুতে দুটি সরাসরি P-H বন্ধন উপস্থিত থাকায় এটি অত্যন্ত তীব্র বিজারক ধর্ম প্রদর্শন করে। যেমন এটি সিলভার নাইট্রেট দ্রবণকে বিজারিত করে কালো রঙের ধাতব রূপা অধঃক্ষিপ্ত করে:
4AgNO₃ + 2H₂O + H₃PO₂ → 4Ag↓ (কালো) + 4HNO₃ + H₃PO₄

(খ) H₃PO₃-এর তাপীয় অসমানুপাতন [১ নম্বর]
অর্থোফসফরাস অ্যাসিডে ফসফরাসের জারণ সংখ্যা মধ্যবর্তী +৩ অবস্থায় থাকে। একে উত্তপ্ত করলে এটি অসমানুপাতিত (Disproportionation) হয়ে অর্থোফসফরিক অ্যাসিড (P⁺⁵) এবং ফসফিন গ্যাস (P⁻³)-এ পরিণত হয়:
4H₃PO₃ xrightarrow{Δ} 3H₃PO₄ + PH₃↑
উদাহরণ 4
(ক) সমিত সমীকরণসহ তামার সাথে নাইট্রিক অ্যাসিডের বিক্রিয়া লেখো: (i) লঘু HNO₃ এবং (ii) গাঢ় HNO₃। (খ) নাইট্রেট মূলকের ধূসর বলয় পরীক্ষায় উৎপন্ন বলয়টির রাসায়নিক গঠন ও মূল বিক্রিয়াটি লেখো এবং এতে আয়রনের জারণ সংখ্যা ও চৌম্বক ভ্রামক কত তা উল্লেখ করো।
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
(ক) তামার সাথে নাইট্রিক অ্যাসিডের বিক্রিয়া [২ নম্বর]
তড়িৎরাসায়নিক শ্রেণীতে হাইড্রোজেনের নিচে অবস্থানের কারণে তামা অ্যাসিড থেকে হাইড্রোজেন মুক্ত করতে পারে না। তবে শক্তিশালী জারক HNO₃ তামাকে জারিত করে:
• (i) লঘু HNO₃ (~২০%)-এর সাথে বিক্রিয়া:
3Cu + 8HNO₃(লঘু) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
বর্ণহীন নাইট্রিক অক্সাইড (NO) গ্যাস নির্গত হয়।
• (ii) গাঢ় HNO₃ (~৭০%)-এর সাথে বিক্রিয়া:
Cu + 4HNO₃(গাঢ়) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
বাদামী বর্ণের তীব্র শ্বাসরোধী নাইট্রোজেন ডাই-অক্সাইড (NO₂) গ্যাস নির্গত হয়।

(খ) ধূসর বলয় পরীক্ষা ও আয়রনের অবস্থা [২ নম্বর]
• মূল বিক্রিয়া: নাইট্রেট দ্রবণে FeSO₄ ও গাঢ় H₂SO₄ যোগ করলে Fe²⁺ দ্বারা NO₃⁻ বিজারিত হয়ে NO উৎপন্ন হয়, যা অ্যাকোয়া-আয়রন জটিল আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে বাদামী বলয় গঠন করে:
[Fe(H₂O)₆]²⁺ + NO + SO₄²⁻ → [Fe(H₂O)₅(NO)]SO₄ + H₂O
• জারণ অবস্থা: জটিল যৌগে NO মূলকটি Fe(II)-কে একটি ইলেকট্রন প্রদান করে নিজে NO⁺ (নাইট্রোসোনিয়াম লিগ্যান্ড)-এ পরিণত হয়, ফলে আয়রন বিরল Fe⁺¹ জারণ অবস্থায় (3d⁷ বিন্যাস) থাকে।
• চৌম্বক ভ্রামক: ৩টি বিজোড় ইলেকট্রন থাকায় এটি প্যারাম্যাগনেটিক এবং এর স্পিন-অনলি চৌম্বক ভ্রামক:
μ = √(n(n+২)) = √(৩(৫)) = √১৫ ≈ ৩.৮৭ BM।
উদাহরণ 5
(ক) VSEPR তত্ত্ব প্রয়োগ করে নিম্নলিখিত যৌগগুলির আণবিক আকৃতি, সংকরায়ণ এবং নিঃসঙ্গ জোড়ের সংখ্যা ও অবস্থান নির্ণয় করো: (i) ClF₃ এবং (ii) XeF₄। (খ) আন্তঃহ্যালোজেন যৌগসমূহ তাদের মূল হ্যালোজেন অপেক্ষা রাসায়নিকভাবে অধিক সক্রিয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:

(ক) VSEPR জ্যামিতি নির্ণয় [২.৫ নম্বর]
• (i) ক্লোরিন ট্রাইফ্লোরাইড (ClF₃):

  • কেন্দ্রীয় Cl পরমাণুর যোজ্যতা ইলেকট্রন = ৭, একযোজী F পরমাণু = ৩।
  • স্টেরিক সংখ্যা SN = ½(৭ + ৩) = ৫ ⟹ sp³d সংকরায়ণ (ত্রিকোণীয় দ্বিপিরামিডীয় ইলেকট্রন জ্যামিতি)।
  • বন্ধন জোড় = ৩টি, নিঃসঙ্গ জোড় = ৫ - ৩ = ২টি।
  • অবস্থান: ৯০° বিকর্ষণ ন্যূনতম রাখতে নিঃসঙ্গ জোড় দুটি নিরক্ষীয় অবস্থানে (Equatorial) থাকে।
  • আণবিক আকৃতি: বক্র টি-আকৃতি (Bent T-shaped), যেখানে বন্ধন কোণ সংকুচিত হয়ে ~৮৭.৫° হয়।

• (ii) জেনন টেট্রাফ্লোরাইড (XeF₄):

  • কেন্দ্রীয় Xe পরমাণুর যোজ্যতা ইলেকট্রন = ৮, একযোজী F পরমাণু = ৪।
  • স্টেরিক সংখ্যা SN = ½(৮ + ৪) = ৬ ⟹ sp³d² সংকরায়ণ (অষ্টতলকীয় ইলেকট্রন জ্যামিতি)।
  • বন্ধন জোড় = ৪টি, নিঃসঙ্গ জোড় = ৬ - ৪ = ২টি।
  • অবস্থান: দুটি নিঃসঙ্গ জোড় পরস্পর বিপরীত অক্ষীয় অবস্থানে (১৮০° কোণে) থাকে, যাতে এদের বিকর্ষণ শূন্য হয়।
  • আণবিক আকৃতি: সমতলীয় বর্গাকার (Square Planar), যেখানে সমস্ত F-Xe-F কোণ ৯০°।

(খ) আন্তঃহ্যালোজেনের অধিক সক্রিয়তা [১.৫ নম্বর]
আন্তঃহ্যালোজেন যৌগসমূহ (XX') তাদের মূল হ্যালোজেন (X₂) অপেক্ষা অনেক বেশি সক্রিয় (ফ্লুরিন ব্যতীত), কারণ:
১. দুটি ভিন্ন হ্যালোজেনের মধ্যে তড়িৎ-ঋণাত্মকতার পার্থক্যের জন্য X-X' বন্ধনটি ধ্রুবীয় হয়, অথচ বিশুদ্ধ হ্যালোজেনে X-X বন্ধনটি বিশুদ্ধ অধ্রুবীয়।
২. ধ্রুবীয় X-X' বন্ধনের কক্ষক অভিলেপন কম কার্যকর হওয়ায় এর বন্ধন বিয়োজন শক্তি মূল হ্যালোজেনের X-X বন্ধন অপেক্ষা অনেক কম। ফলে বন্ধনটি সহজেই ভেঙে গিয়ে দ্রুত রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশ নেয়।

উদাহরণ 6
(ক) লা-শাতেলিয়ারের নীতির ভিত্তিতে স্পর্শ পদ্ধতিতে সালফিউরিক অ্যাসিড উৎপাদনের মূল রাসায়নিক নীতি ও অনুকূল শর্তাবলী (উষ্ণতা, চাপ, অনুঘটক) ব্যাখ্যা করো। (খ) SO₃ গ্যাসকে সরাসরি জলে দ্রবীভূত না করে গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিডে শোষণ করানো হয় কেন? (গ) উত্তপ্ত গাঢ় H₂SO₄-এর সাথে নিম্নলিখিতগুলির বিক্রিয়ার সমিত সমীকরণ লেখো: (i) সুক্রোজ বা চিনি (C₁₂H₂₂O₁₁) এবং (ii) কপার বা তামা ধাতু।
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
(ক) স্পর্শ পদ্ধতির মূল নীতি ও অনুকূল শর্তাবলী [২ নম্বর]
স্পর্শ পদ্ধতির প্রধান ধাপ হল সালফার ডাই-অক্সাইডের অনুঘটকীয় জারণ:
2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)   [ΔH° = -১৯৬.৬ kJ/mol]
লা-শাতেলিয়ারের নীতি প্রয়োগ:
১. উষ্ণতা: সম্মুখ বিক্রিয়াটি তাপমোচী হওয়ায় নিম্ন উষ্ণতা SO₃ উৎপাদন বৃদ্ধি করে। কিন্তু অতি নিম্ন উষ্ণতায় বিক্রিয়ার গতি অত্যন্ত কমে যায়। তাই গতি ও সাম্যাবস্থার ভারসাম্য বজায় রাখতে অনুকূল তাপমাত্রা ৭২০-৭৭০ K (৪৫০-৫০০°C) রাখা হয়।
২. চাপ: ৩ মোল গ্যাসীয় বিক্রিয়ক থেকে ২ মোল গ্যাসীয় পদার্থ উৎপন্ন হওয়ায় উচ্চ চাপ বিক্রিয়াকে অনুকূল করে। তবে সাধারণ স্বল্প চাপেই (১-২ বার) প্রায় ৯৮% রূপান্তর অর্জিত হওয়ায় অতিরিক্ত ব্যয়ে উচ্চচাপ প্রয়োগের প্রয়োজন হয় না।
৩. অনুঘটক: স্বল্প খরচে উচ্চ রূপান্তর পেতে এবং আর্সেনিক দ্বারা বিষাক্ত না হওয়ার কারণে V₂O₅ অনুঘটক ব্যবহৃত হয়।

(খ) SO₃ সরাসরি জলে দ্রবীভূত না করার কারণ [১ নম্বর]
জলের সাথে SO3-এর বিক্রিয়া প্রচণ্ড তাপমোচী: SO₃ + H₂O → H₂SO₄ + তাপ। উৎপন্ন বিপুল তাপে জল মুহূর্তে বাষ্পীভূত হয় এবং সালফিউরিক অ্যাসিডের ক্ষুদ্র ফোঁটার একটি ঘন কুয়াশা (Acid fog) সৃষ্টি করে। এই কুয়াশাটি গ্যাস প্রবাহের সাথে উড়ে যায় এবং সাধারণ শোষণ স্তম্ভে কিছুতেই ঘনীভূত বা দ্রবীভূত করা যায় না। তাই বিপদ এড়াতে SO3-কে ৯৮% H2SO4-এ শোষণ করিয়ে ওলিয়াম তৈরি করা হয়, যাকে পরবর্তীতে নিয়ন্ত্রিতভাবে লঘু করা হয়।

(গ) গাঢ় H₂SO₄-এর রাসায়নিক বিক্রিয়া [২ নম্বর]
• (i) চিনির সাথে বিক্রিয়া (নিরুদক ধর্ম):
গাঢ় H₂SO₄ চিনি থেকে জলের উপাদান (H ও O) অপসারণ করে কালো অঙ্গারে পরিণত করে:
C₁₂H₂₂O₁₁(s) xrightarrow{গাঢ় H₂SO₄} 12C(s) + 11H₂O(l)   (চিনির অঙ্গারীকরণ)
• (ii) কপার ধাতুর সাথে বিক্রিয়া (জারক ধর্ম):
উত্তপ্ত গাঢ় H₂SO₄ কপারকে জারিত করে কপার সালফেটে পরিণত করে এবং নিজে SO₂ গ্যাসে বিজারিত হয়:
Cu(s) + 2H₂SO₄(গাঢ়) xrightarrow{Δ} CuSO₄(aq) + SO₂↑ + 2H₂O(l)

সাধারণ ভুলত্রুটি ও সতর্কতা (Common Traps)

সাধারণ ভুল ধারণা

মার্শাল অ্যাসিডে (H₂S₂O₈) সালফারের জারণ সংখ্যা স্বাভাবিক গণনায় +৭ মনে করা।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

সালফারের সর্বোচ্চ জারণ সংখ্যা তার যোজ্যতা ইলেকট্রন সংখ্যা (+৬)-এর বেশি হতে পারে না। মার্শাল অ্যাসিডে একটি পারঅক্সো সেতু (-O-O-) বর্তমান যেখানে দুটি অক্সিজেনের জারণ সংখ্যা -১ করে। ফলে সঠিক জারণ সংখ্যা: ২(+১) + ২(S) + ৬(-২) + ২(-১) = ০ ⟹ ২S = +১২ ⟹ S = +৬।

সাধারণ ভুল ধারণা

সংকেতে ৩টি হাইড্রোজেন থাকায় হাইপোফসফরাস অ্যাসিডকে (H₃PO₂) ৩-ক্ষারীয় অ্যাসিড মনে করা।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

ফসফরাস অ্যাসিডের ক্ষারীয়তা মোট হাইড্রোজেনের ওপর নির্ভর করে না, বরং আয়ননযোগ্য P-OH গ্রুপের ওপর নির্ভর করে। H₃PO₂-তে মাত্র ১টি P-OH গ্রুপ এবং ২টি সরাসরি P-H বন্ধন থাকে, ফলে এটি কঠোরভাবে ১-ক্ষারীয় অ্যাসিড।

সাধারণ ভুল ধারণা

ব্রাউন রিং টেস্টের জটিল আয়নে আয়রনের জারণ সংখ্যা +২ বা +৩ বিবেচনা করা।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

জটিল আয়নে লিগ্যান্ডটি হল NO⁺ (নাইট্রোসোনিয়াম), যা Fe²⁺-কে ১টি ইলেকট্রন প্রদান করে Fe⁺¹ জারণ অবস্থায় রূপান্তরিত করে। তাই আয়রনের জারণ অবস্থা +১ (3d⁷ বিন্যাস)।

সাধারণ ভুল ধারণা

গ্যাসীয় PCl₅-এর সবকটি P-Cl বন্ধন দৈর্ঘ্য ও শক্তি সমান মনে করা।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

sp³d ত্রিকোণীয় দ্বিপিরামিডীয় গঠনে ২টি অক্ষীয় (Axial) বন্ধন (২৪০ pm) নিরক্ষীয় তলের ৩টি বন্ধন থেকে ৯০° কোণে তীব্র বিকর্ষণের শিকার হয়, ফলে অক্ষীয় বন্ধন দুটি ৩টি নিরক্ষীয় বন্ধন (২০২ pm) অপেক্ষা দীর্ঘ ও দুর্বল হয়।

সাধারণ ভুল ধারণা

ফ্লুরিনের তড়িৎ-ঋণাত্মকতা সর্বোচ্চ হওয়ায় এর ইলেকট্রন আসক্তিও সর্বোচ্চ বলে ধারণা করা।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

ক্লোরিনের ইলেকট্রন গ্রহণ এনথ্যালপি (-৩৪৯ kJ/mol) ফ্লুরিনের (-৩৩৩ kJ/mol) চেয়ে বেশি ঋণাত্মক। ফ্লুরিনের ক্ষুদ্র 2p কক্ষকের তীব্র আন্তঃইলেকট্রনীয় বিকর্ষণের কারণে আগত ইলেকট্রন বাধা পায়।

চিত্রগত ব্যাখ্যা ও মডেল

WBCHSE দ্বাদশ রসায়ন: p-ব্লক মৌলসমূহ (গ্রুপ ১৫, ১৬, ১৭ ও ১৮) নিক্টোজেন, চ্যালকোজেন, হ্যালোজেন ও নোবেল গ্যাস: গঠন, রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য ও শিল্পীয় প্রয়োগ 15 গ্রুপ ১৫: নিক্টোজেন (N, P) P₄ চতুস্তলক ও NH₃ পিরামিডীয় P P P P P₄ (60°) N: pπ-pπ বহুযোজী বন্ধন, d-কক্ষকহীন P₄: ৬০° কোণীয় বিকৃতি, অত্যন্ত সক্রিয় অক্সোঅ্যাসিড: H₃PO₂ (১-ক্ষারীয়), H₃PO₄ (৩-ক্ষারীয়) ধূসর বলয় টেস্ট: [Fe(H₂O)₅(NO)]²⁺ (Fe⁺¹) 16 গ্রুপ ১৬: চ্যালকোজেন (O, S) S₈ মুকুট গঠন ও স্পর্শ পদ্ধতি S₈ Crown Ring O₃: ওজোন অনুনাদ (কোণ ১১৭°, দ্বিবন্ধন ধর্ম) S₈: মুকুট (Crown) গঠন, ৯৫.৬°C রূপান্তর স্পর্শ পদ্ধতি: 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ (V₂O₅ অনুঘটক) মার্শাল অ্যাসিড: H₂S₂O₈ (-O-O- পারঅক্সো বন্ধন, S⁺⁶) 17 গ্রুপ ১৭: হ্যালোজেন (F, Cl, Br, I) বন্ধন বিয়োজন ক্রম ও আন্তঃহ্যালোজেন Cl F F F ClF₃ (T-Shaped) ইলেকট্রন আসক্তি: Cl > F > Br > I বিয়োজন শক্তি: Cl₂ > Br₂ > F₂ > I₂ অ্যাসিড তীব্রতা: HClO₄ > HClO₃ > HClO₂ > HClO আন্তঃহ্যালোজেন: ClF₃ (T-আকার, sp³d) 18 গ্রুপ ১৮: নোবেল গ্যাস (He, Ne, Ar, Kr, Xe) বার্টলেট আবিষ্কার ও জেনন যৌগ Xe XeF₄ (Sq. Planar) বার্টলেট (১৯৬২): Xe⁺[PtF₆]⁻ সংশ্লেষ XeF₂: রৈখিক (Linear, ৩ নিঃসঙ্গ জোড়) XeF₄: সমতলীয় বর্গাকার (Square Planar) XeF₆: বিকৃত অষ্টতলকীয় (Distorted Octahedral) WBCHSE উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন | p-ব্লক মৌলসমূহ: ইলেকট্রন বিন্যাস, জারণ অবস্থা, VSEPR গঠন ও স্পর্শ পদ্ধতি

অধ্যায় সারসংক্ষেপ ও গুরুত্বপূর্ণ বিষয়

মূল বিষয় 1
মূল বিষয় 2
মূল বিষয় 3
মূল বিষয় 4
মূল বিষয় 5
মূল বিষয় 6
মূল বিষয় 7
মূল বিষয় 8
মূল বিষয় 9
মূল বিষয় 10
মূল বিষয় 11
মূল বিষয় 12
মূল বিষয় 13
মূল বিষয় 14
মূল বিষয় 15
মূল বিষয় 16
মূল বিষয় 17
মূল বিষয় 18
মূল বিষয় 19
মূল বিষয় 20
মূল বিষয় 21
মূল বিষয় 22
মূল বিষয় 23
মূল বিষয় 24
মূল বিষয় 25
মূল বিষয় 26
মূল বিষয় 27
মূল বিষয় 28
মূল বিষয় 29
মূল বিষয় 30
মূল বিষয় 31
মূল বিষয় 32
মূল বিষয় 33
মূল বিষয় 34
মূল বিষয় 35
মূল বিষয় 36
মূল বিষয় 37
গ্রুপ গুরুত্বপূর্ণ মৌল প্রধান যৌগ ও শিল্প পদ্ধতি পরীক্ষার মূল দৃষ্টিভঙ্গি
গ্রুপ ১৫ (নিক্টোজেন) N, P, As, Sb, Bi হেবার NH₃, অসওয়াল্ড HNO₃, PCl₅, H₃PO₂/H₃PO₃/H₃PO₄ N-এর d-কক্ষকহীনতা (NCl₅ অসম্ভব); H₃PO₂ ১-ক্ষারীয় ও তীব্র বিজারক; ব্রাউন রিং-এ Fe⁺¹ অবস্থা।
গ্রুপ ১৬ (চ্যালকোজেন) O, S, Se, Te, Po O₃, S₈ মুকুট রিং, স্পর্শ পদ্ধতি H₂SO₄, মার্শাল অ্যাসিড স্পর্শ পদ্ধতির শর্ত: ৪৫০-৫০০°C, ১-২ বার, V₂O₅; ওলিয়াম প্রস্তুতি; H₂S₂O₈-এ S-এর জারণ মান +৬।
গ্রুপ ১৭ (হ্যালোজেন) F, Cl, Br, I HX অ্যাসিড, ClF₃, BrF₅, IF₇, HClO শ্রেণি ইলেকট্রন আসক্তি: Cl > F > Br > I; বন্ধন শক্তি: Cl₂ > Br₂ > F₂ > I₂; অ্যাসিড তীব্রতা: HI > HBr > HCl > HF; ClF₃ বক্র T-আকৃতি।
গ্রুপ ১৮ (নোবেল গ্যাস) He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn বার্টলেট যৌগ Xe⁺[PtF₆]⁻, XeF₂, XeF₄, XeF₆, XeO₃ বার্টলেট আবিষ্কারের ভিত্তি: IE(Xe) ≈ IE(O₂); XeF₂ রৈখিক; XeF₄ সমতলীয় বর্গাকার; ডুবুরিদের বেন্ডস রোধে He।
মূল বিষয় 38

স্ব-মূল্যায়ন অনুশীলন (Check Your Understanding)

মূল ধারণাগত স্পষ্টতা যাচাই করার জন্য অনুশীলন প্রশ্ন। উত্তর দেখার আগে নিজে সমাধান করার চেষ্টা করো।

1
পাইরোফসফরিক অ্যাসিডের (H₄P₂O₇) ক্ষারীয়তা ও বিজারণ ক্ষমতা কত? এর আণবিক গঠনের ভিত্তিতে ব্যাখ্যা করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: পাইরোফসফরিক অ্যাসিডে ৪টি P-OH গ্রুপ এবং ০টি P-H বন্ধন থাকে। তাই এটি ৪-ক্ষারীয় (৪টি H⁺ ত্যাগ করে) এবং এতে কোনো বিজারণ ক্ষমতা নেই।
অণুতে P-O-P সেতু বন্ধন এঁকে P-OH এবং সরাসরি P-H বন্ধনের সংখ্যা গণনা করো।
2
নিম্নলিখিত হাইড্রোজেন হ্যালাইডগুলিকে স্ফুটনাঙ্কের অধঃক্রম অনুযায়ী সাজাও এবং HF-এর অবস্থানের কারণ দর্শাও: HCl, HBr, HI, HF।
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: সঠিক ক্রম: HF > HI > HBr > HCl। তীব্র আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধনের উপস্থিতির জন্য HF-এর স্ফুটনাঙ্ক অস্বাভাবিক বেশি (২৯৩ K)। অন্যগুলির ক্ষেত্রে আণবিক ভর বৃদ্ধির সাথে সাথে স্ফুটনাঙ্ক বাড়ে।
আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন এবং ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বলের প্রভাব বিবেচনা করো।
3
VSEPR তত্ত্ব প্রয়োগ করে জেনন অক্সিটেট্রাফ্লোরাইড (XeOF₄) যৌগের সংকরায়ণ ও আণবিক আকৃতি নির্ণয় করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: SN = ½(৮ + ৪) = ৬ ⟹ sp³d² সংকরায়ণ। এতে ৫টি বন্ধন জোড় (৪টি Xe-F, ১টি Xe=O) এবং ১টি নিঃসঙ্গ জোড় থাকে। আণবিক আকৃতি হল বর্গ পিরামিডীয় (Square Pyramidal)।
স্টেরিক সংখ্যা SN = ½[V + M - C + A] সূত্র ব্যবহার করো, যেখানে Xe-এর যোজ্যতা ইলেকট্রন ৮ এবং F-এর সংখ্যা ৪।
4
ক্যারোজ অ্যাসিড (H₂SO₅) এবং মার্শাল অ্যাসিডে (H₂S₂O₈) সালফারের সঠিক জারণ সংখ্যা নির্ণয় করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: উভয় অ্যাসিডেই সালফারের জারণ সংখ্যা +৬ (গ্রুপের সর্বোচ্চ মান)। ক্যারোজ অ্যাসিডে ১টি পারঅক্সো গ্রুপ এবং মার্শাল অ্যাসিডে ১টি পারঅক্সো সেতু বর্তমান।
উভয় অ্যাসিডেই পারঅক্সো বন্ধন (-O-O-) উপস্থিত থাকে যেখানে অক্সিজেনের জারণ সংখ্যা -১।
5
জেনন হেক্সাফ্লোরাইডের (XeF₆) সম্পূর্ণ আর্দ্রবিশ্লেষণের বিক্রিয়াটি লেখো এবং উৎপন্ন কঠিন পদার্থটির প্রকৃতি ব্যাখ্যা করো।
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: XeF₆ + 3H₂O → XeO₃ + 6HF। উৎপন্ন জেনন ট্রাইঅক্সাইড (XeO₃) একটি হলুদ রঙের অত্যন্ত সংবেদনশীল ও মারাত্মক বিস্ফোরক কঠিন পদার্থ।
XeF₆ থেকে ৬টি ফ্লোরিন অপসারিত হয়ে ৩টি অক্সিজেন যুক্ত হলে একটি বিস্ফোরক কঠিন অক্সাইড গঠিত হয়।
অধ্যায় পড়া শেষ হয়েছে?
অনুশীলন শুরু করো

অনলাইন মক টেস্ট দিয়ে প্রস্তুতি যাচাই করো

পশ্চিমবঙ্গ মধ্যশিক্ষা পর্ষদ (WBBSE) পাঠ্যক্রম অনুযায়ী বহু বিকল্পীয় প্রশ্ন (MCQ) সমাধান করো। তাৎক্ষণিক ফলাফল, সঠিক ব্যাখ্যা এবং নিজের স্কোর জেনে নাও।

AI সহায়ক

তাত্ক্ষণিক সমাধান

p-ব্লক মৌলসমূহ (গ্রুপ ১৫, ১৬, ১৭ এবং ১৮) অধ্যায়ে কোনো প্রশ্ন বা সন্দেহ আছে? আমাদের AI শিক্ষক থেকে সহজ সমাধান ও ব্যাখ্যা নিন।

STAY UPDATED

Get the Latest Updates

New test series, syllabus updates, exam notifications and more.

Syllabus
Updates
Exam
Alerts
Study
Resources