ID#7099 HSC Chemistry 1st CQ (Sylhet 2023)

ক) ভ্যানডারওয়ালস বল কাকে বলে?

অপোলার সমযোজী অণুসমূহের মধ্যে এক প্রকার অত্যন্ত দুর্বল আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল কাজ করে, যার কারণে অণুগুলো একে অপরের সংস্পর্শে আসে; এই দুর্বল আকর্ষণ বলকে ভ্যানডার ওয়ালস আকর্ষণ বল বলে।

খ) BHT-একটি অ্যান্টি অক্সিডেন্ট— ব্যাখ্যা করো।

BHT (Butylated Hydroxytoluene) হলো একটি কৃত্রিম বা সিন্থেটিক অ্যান্টি-অক্সিডেন্ট যা চর্বি ও তেলজাতীয় খাদ্যবস্তুর পচন রোধে ব্যবহৃত হয়।

তৈলাক্ত বা চর্বিযুক্ত খাদ্য বাতাস বা অক্সিজেনের সংস্পর্শে এলে স্বতঃজারণ (Auto-oxidation) প্রক্রিয়ায় ফ্রি-রেডিকেল উৎপন্ন করে, যা খাদ্যকে নষ্ট ও দুর্গন্ধযুক্ত করে তোলে। BHT-এর গঠনে সক্রিয় ফেনোলিক হাইড্রোক্সিল (—OH) মূলক উপস্থিত থাকে। BHT তার এই মূলক থেকে সহজেই একটি হাইড্রোজেন পরমাণু বা প্রোটন দান করে খাদ্যে সৃষ্ট ক্ষতিকর ফ্রি-রেডিকেলকে নিষ্ক্রিয় করে দেয় এবং নিজে একটি সুস্থিত, কম সক্রিয় রেডিকেলে পরিণত হয়। এভাবে নিজে জারিত হয়ে খাদ্যবস্তুকে জারণের হাত থেকে রক্ষা করে বলে BHT একটি অত্যন্ত কার্যকর অ্যান্টি-অক্সিডেন্ট।

গ) উদ্দীপকের ডট (.....) চিহ্নিত বন্ধন যৌগের দ্রাব্যতাকে কীভাবে প্রভাবিত করে? ব্যাখ্যা করো।

উদ্দীপকের চিত্রে ডট (.....) চিহ্নিত বন্ধনটি হলো হাইড্রোজেন বন্ধন (Hydrogen bond)। কোনো যৌগের অণুতে তীব্র তড়িৎ ঋণাত্মক পরমাণুর (যেমন: O, N, F) সাথে যুক্ত আংশিক ধনাত্মক আধানযুক্ত হাইড্রোজেন পরমাণু যদি অন্য কোনো অণুর তীব্র তড়িৎ ঋণাত্মক পরমাণুর সাথে আংশিক স্থিরবৈদ্যুতিক আকর্ষণ বল দ্বারা যুক্ত হয়, তবে তাকে হাইড্রোজেন বন্ধন বলে। এই বন্ধনটি যৌগের দ্রাব্যতা, বিশেষ করে পানিতে দ্রবীভূত হওয়ার ক্ষমতাকে সরাসরি ও গভীরভাবে প্রভাবিত করে।

১. পানির সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন: পানি একটি পোলার দ্রাবক এবং এর অণুগুলোর মধ্যে শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন বিদ্যমান থাকে। কোনো জৈব বা অজৈব যৌগ পানিতে দ্রবীভূত হতে হলে তাকে পানির অণুগুলোর মধ্যকার এই আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলকে ভাঙতে হয় অথবা পানির অণুর সাথে নতুন করে বন্ধন তৈরি করতে হয়।
২. দ্রাব্যতা বৃদ্ধি: উদ্দীপকে প্রদর্শিত অণুটির মতো যেসব যৌগে পোলার —OH, —NH₂ বা —COOH মূলক থাকে, তারা পানির সংস্পর্শে এলে পানির আংশিক ঋণাত্মক অক্সিজেন ($\text{O}^{\delta-}$) এবং আংশিক ধনাত্মক হাইড্রোজেনের ($\text{H}^{\delta+}$) সাথে অত্যন্ত সহজে ডট (.....) চিহ্নিত হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে ফেলে।
৩. উদাহরণ ও প্রভাব: এই বন্ধন গঠনের মাধ্যমে যৌগটি পানির অণু দ্বারা পরিবেষ্টিত (Solvated) হয়ে পড়ে। যেমন— নিম্ন আণবিক ভরসম্পন্ন অ্যালকোহল, কার্বোহাইড্রেট (গ্লুকোজ, সুক্রোজ) কিংবা জৈব অ্যাসিডসমূহ সমযোজী যৌগ হওয়া সত্ত্বেও পানির অণুর সাথে এই বিশেষ হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করার ক্ষমতার কারণেই পানিতে অত্যন্ত দ্রবণীয় হয়।

সুতরাং, উদ্দীপকের ডট চিহ্নিত বন্ধন গঠন করার ক্ষমতার ওপরই যৌগের পানিতে দ্রাব্যতা সম্পূর্ণভাবে নির্ভর করে এবং এই বন্ধন গঠন ক্ষমতা যত বেশি হয়, যৌগের দ্রাব্যতাও তত বৃদ্ধি পায়।

ঘ) উদ্দীপকের ডট (.....) চিহ্নিত বন্ধনটি একটি আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল— বিশ্লেষণ করো।

উদ্দীপকের চিত্রে আংশিক আধানযুক্ত দুটি পৃথক পানির অণুর (বা অনুরূপ পোলার অণুর) মধ্যে প্রদর্শিত ডট (.....) চিহ্নিত বন্ধনটি একটি শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন (Intermolecular Hydrogen Bond)। এটি যে একটি আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল, তা নিচে সংজ্ঞাগত ও গাঠনিক রূপের মাধ্যমে বিশ্লেষণ করা হলো:

১. আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের সংজ্ঞা: একই বা ভিন্ন পদার্থের একাধিক পৃথক অণু পরস্পরের কাছাকাছি এলে তাদের মধ্যবর্তী যে আকর্ষণ বল কাজ করে, তাকে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল বলে। এটি পরমাণুসমূহের মধ্যকার অন্ত-আণবিক রাসায়নিক বন্ধনের (যেমন সমযোজী বা আয়নাক বন্ধন) মতো কোনো স্থায়ী ইলেকট্রন শেয়ারিং বা আদান-প্রদানের মাধ্যমে গঠিত হয় না।
২. বন্ধন গঠনের কৌশল: উদ্দীপকের চিত্রে প্রতিটি অণুর ভেতরের $\text{H}-\text{O}$ বন্ধনটি সমযোজী। অক্সিজেনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা বেশি হওয়ায় অক্সিজেনে আংশিক ঋণাত্মক আধান ($\delta-$) এবং হাইড্রোজেনে আংশিক ধনাত্মক আধান ($\delta+$) সৃষ্টি হয়েছে। এখন একটি নির্দিষ্ট অণুর এই আংশিক ধনাত্মক হাইড্রোজেন ($\text{H}^{\delta+}$) পরমাণুটি তার পার্শ্ববর্তী সম্পূর্ণ পৃথক আরেকটি অণুর তীব্র তড়িৎ ঋণাত্মক অক্সিজেন ($\text{O}^{\delta-}$) পরমাণুর দিকে আকর্ষণ অনুভব করে।
৩. আন্তঃআণবিক প্রকৃতির প্রমাণ: চিত্র হতে স্পষ্টভাবে দেখা যাচ্ছে যে, ডট (.....) চিহ্নিত আকর্ষণী রেখাটি একটি একক অণুর ভেতরের পরমাণুগুলোর মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়; বরং এটি দুটি সম্পূর্ণ ভিন্ন অণুর বিপরীত আধানযুক্ত প্রান্তদ্বয়ের মধ্যে সংযোগ স্থাপন করেছে। যেহেতু এটি এক বা একাধিক যৌগের পৃথক পৃথক অণুসমূহের মধ্যে পারস্পরিক বন্ধন বা খাঁচাতুল্য নেটওয়ার্ক তৈরি করে, তাই এটি কোনো পরমাণু-পরমাণু বন্ধন নয়, বরং একটি বিশুদ্ধ আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল।

উপসংহার: উপরোক্ত জ্যামিতিক ও গাঠনিক বিশ্লেষণ থেকে প্রমাণিত হয় যে, উদ্দীপকের ডট (.....) চিহ্নিত হাইড্রোজেন বন্ধনটি মূলত একাধিক পৃথক পোলার অণুর মধ্যকার একটি বিশেষ ডাইপোল-ডাইপোল আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল।