দ্বাদশ শ্রেণীর প্রথম অধ্যায় পদার্থের কঠিন অবস্থা | Solid State (Chapter 1) Class 12 Chemistry Question and Answer

 পদার্থের কঠিন অবস্থা

দ্বাদশ শ্রেণী

⏹️ পদার্থের কঠিন অবস্থা অধ্যায়ের কিছু গুরুত্বপূর্ণ সংক্ষিপ্ত উত্তর ধর্মী প্রশ্ম (Some important SAQ on Solid State Chapter)

১. কেলাস কী?

উঃ- সুনির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকার বিশিষ্ট কঠিন পদার্থ যার গঠনকারী কণাগুলি (অনু,পরমানু , আয়ন) সুষম ভাবে এবং পর্যায়ক্রমে বিন্যাস্ত থাকে, তাকে কেলাস বলে।

২. ল্যাটিস বিন্দু কী?

উঃ- কেলাস জালকের মধ্যস্থ যে বিন্দুগুলি কেলাসের গঠনকারী এককের অবস্থান নির্দেশ করে , তাদের ল্যাটিস বলে।

৩. একক কোশ কাকে বলে? বিভিন্ন প্রকার ত্রিমাত্রিক একক কোশের নাম লেখো।

উঃ- কেলাস জালকের যে ক্ষুদ্রতম অংশটি ত্রিমাত্রিক অঞ্চলে সুষম ভাবে ও পর্যায়ক্রমে বিন্যাস করলে কেলাস জালকটি গঠিত হয়, তাকে একক কোশ বলে।

বিভিন্ন প্রকার ত্রিমাত্রিক একক কোশ ক) সরল একক কোশ, খ) দেহকেন্দ্রিক একক কোশ, গ) পৃষ্ঠকেন্দ্রিক একক কোশ,

৪. কাচকে অতিশীতলীকৃত সান্দ্র তরল বলা হয় কেন?

উঃ- অনিয়তাকার পদার্থ কাচ তরলের মতো প্রবাহমানতা ধর্ম প্রদর্শন করে বলে কাচকে অতিশীতলীকৃত সান্দ্র তরল বলা হয়।

৫. বিভিন্ন ধরনের ঘনকাকার একক কোশ গুলিকে কণার সংখ্যা অনুযায়ী সাজাও।

উঃ- সরল একক কোশের কণার সংখ্যা = (1x1/8)=1
দেহকেন্দ্রিক একক কোশের কণার সংখ্যা = (1x1/8 + 1)= 2
পৃষ্ঠকেন্দ্রিক একক কোশের কণার সংখ্যা = (1x1/8 + 6x1/2)=4

৬. একটি মৌলের পারমানবিক ভর M। মৌলটির x গ্রাম পরিমাণে কতগুলি একক কোশ থাকবে, যদি একক কোশটি পৃস্থকেন্দ্রিক ঘনকাকার হয়।

উঃ- পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার কেলাসের একক কোশ = (x. N)/4.M

7. ব্র্যভেস ল্যাটিস কী?

উঃ- ৪ টি বিভিন্ন ধরনের একক কোশ এবং ৭ টি বিভিন্ন শ্রেণীর কেলাসের সমম্বয়ে ১৪ টি বিভিন্ন ল্যাটিস বিন্যাস পাওয়া যায়, এগুলিকে ব্র্যভেস ল্যাটিস বলে।

এতে ৭ টি সরল, ৩ টি দেহকেন্দ্রিক, ২ টি প্রান্তকেন্দ্রিক ও ২ টি পৃষ্ঠকেন্দ্রিক একক কোশ থাকে।

৮. একক কোশের প্যাকিং দক্ষতা বলতে কি বোঝ।

উঃ- কোনো একক কোশের মোট আয়তনের যত ভগ্নাংশ উক্ত কোশের কণাগুলি দ্বারা অধিকৃত থাকে, তাকে ওই একক কোশের প্যাকিং দক্ষতা বলে।

প্যাকিং দক্ষতা = কণাগুলি দ্বারা অধিকৃত আয়তন / একক কোশের মোট আয়তন 

৯. সরল একক কোশের প্যাকিং দক্ষতা এবং একক কোশের ফাঁকা স্থান নির্ণয় করো।

উঃ- ধরি, একটি ঘনকাকার একক কোশের কিনারার দৈর্ঘ্য = a

একক কোশের কৌণিক বিন্দুতে অবস্থিত কণার ব্যাসার্ধ = r

একক কোশের প্রতিটি কণার আয়তন = (4/3 π r³) 

সরল ঘনকাকার একক কোশের কণার সংখ্যা = 1

সরল ঘনকাকার একক কোশে কণা দ্বারা অধিকৃত আয়তন = 1 ｘ(4/3 π r³) 
একক কোশের মোট আয়তন = a³
= (2r)³   [ যেখানে সরল ঘনকাকার একক কোশের কণার ব্যাসার্ধ , (r)=a/2 ]
= 8 r³
সরল ঘনকাকার একক কোশের প্যাকিং দক্ষতা = (4/3 π r³) / (8 r³)

 = π/6   = 0.524

সরল ঘনকাকার একক কোশের কণাগুলি দ্বারা অধিকৃত আয়তন এর শতকরা পরিমান = 0.524 x 100 = 52.4%

ফাঁকা স্থানের পরিমান= (100-52.4)% =47.6%

১০. পৃষ্ঠকেন্দ্রিক একক কোশের প্যাকিং দক্ষতা এবং একক কোশের ফাঁকা স্থান নির্ণয় করো।

উঃ- - ধরি, একটি পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের কিনারার দৈর্ঘ্য = a

একক কোশের কৌণিক বিন্দুতে অবস্থিত কণার ব্যাসার্ধ = r

একক কোশের প্রতিটি কণার আয়তন = (4/3 π r³) 

পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের কণার সংখ্যা = 4

পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশে কণা দ্বারা অধিকৃত আয়তন = 4ｘ(4/3 π r³) 

একক কোশের মোট আয়তন = a³

= (2√2 r)³   [ যেখানে পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের কণার ব্যাসার্ধ , (r)= a / 2√2]

= 16√2  r³

পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের প্যাকিং দক্ষতা =  4ｘ(4/3 π r³) ➗ 16√2  r³
= π/3√2 ,  = 0.74

পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের কণাগুলি দ্বারা অধিকৃত আয়তন এর শতকরা পরিমান = 0.74 x 100 = 74%

ফাঁকা স্থানের পরিমান= (100-74)% =26 %
 
১১. দেহকেন্দ্রিক একক কোশের প্যাকিং দক্ষতা এবং একক কোশের ফাঁকা স্থান নির্ণয় করো।

উঃ- ধরি, একটি দেহকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের কিনারার দৈর্ঘ্য = a

একক কোশের কৌণিক বিন্দুতে অবস্থিত কণার ব্যাসার্ধ = r

একক কোশের প্রতিটি কণার আয়তন = (4/3 π r³) 

দেহকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের কণার সংখ্যা = 2

দেহকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশে কণা দ্বারা অধিকৃত আয়তন = 2ｘ(4/3 π r³) 
একক কোশের মোট আয়তন = a³
= (4r/√3 )³   [ যেখানে দেহকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের কণার ব্যাসার্ধ , (r)=√3. a/4 ]

= 64. r³ /3√3 

দেহকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের প্যাকিং দক্ষতা = 4ｘ(4/3 π r³) ➗ 64. r³ /3√3 
= √3 π /8  = 0.68

দেহকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের কণাগুলি দ্বারা অধিকৃত আয়তন এর শতকরা পরিমান = 0.68 x 100 = 68%

ফাঁকা স্থানের পরিমান= (100-68)% =32 %
 
১২. সরল, দেহকেন্দ্রিক  ও পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার একক কোশের গঠনকারী কণার ব্যাসার্ধ যথাক্রমে r₁, r₂, r₃  একক, একক কোশের কিনারার দৈর্ঘ্য a  হলে r₁, r₂, r₃  এর অনুপাত নির্ণয় করো।      

উঃ- সরল (r₁) = a/2
      দেহকেন্দ্রিক  (r₂) =
পৃষ্ঠকেন্দ্রিক (r₃) =  
r₁ : r₂ : r₃ = a/2 :  :  
= 2 :  :  

১৩. একটি মৌলের কেলাসের একক কোশে পরমাণুর সংখ্যা z প্রান্তদৈর্ঘ্য  a এবং মৌলটির আণবিক ভর M হলে, কেলাসের ঘনত্ব (þ) নির্ণয় করো।

উঃ- কেলাসের ঘনত্ব (þ) =

১৪. বিন্দুঘটিত ত্রূটি কাকে বলে?

উঃ- কেলাস জালকে কেলাসের গঠনকারী কণা যখন তার নিজস্ব জালক বিন্দু থেকে বেরিয়ে যায় বা জালক বিন্দু পরিত্যাগ করে জালকের কোনো অন্তঃস্থানিক স্থানে অবস্থান করে তখন যে ত্রুটির সৃষ্টি হয়, তাকে বিন্দু ঘটিত ত্রুটি বলে।

১৫. স্কটকি ত্রূটি কাকে বলে?

উঃ- আয়নীয় যৌগের কেলাস জালক থেকে সমসংখ্যাক ক্যাটায়ন এবং অ্যানায়ন বেরিয়ে যাওয়ার ফলে যে ত্রুটির সৃষ্টি হয়, তাকে স্কটকি ত্রুটি বলে।
যে সমস্ত আয়নীয় যৌগে ক্যাটায়ন ও অ্যানায়নের আকার প্রায় সমান সেই সমস্ত আয়নীয় যৌগে স্কটকি ত্রুটি দেখা যায়। যেমন NaCl, KCl, CsCl , KBr

১৬. ফ্রেনকেল ত্রূটি কাকে বলে?

উঃ- কোনো আয়নীয় কেলাসে যদি কোনো ক্যাটায়ন তার নিজস্ব স্থান পরিত্যাগ করে একটি অন্তঃস্থানিক স্থানে অবস্থান করে, তবে যে ত্রুটির সৃষ্টি হয়, তাকে ফ্রেনকেল ত্রুটি বলে।
যেসব আয়নীয় যৌগের অ্যানায়নের আকার ক্যাটায়নের চেয়ে বড়ো তাদের কেলাসে এই ত্রুটি লক্ষ্য করা যায়। যেমন AgCl, AgBr, ZnS

1৭.  স্কটকি ত্রূটি ও ফ্রেনকেল ত্রূটির মধ্যে পার্থক্য লেখো।
  উঃ-

স্কটকি ত্রূটি	ফ্রেনকেল ত্রূটি
যখন কেলাসের মধ্যে কিছু ল্যাটিস বিন্দু ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন দ্বারা অপূর্ণ থাকে।	কেলাসের মধ্যে যখন ক্যাটায়ন ল্যাটিস বিন্দু থেকে অপসারিত হয়ে কেলাসের অন্তঃস্থানিক স্থানে অবস্থান করে।
যেসব কেলাসে ক্যাটায়ন ও অ্যানায়নের আকার সমান তাদের ক্ষেত্রে দেখা যায়।	যেসব কেলাসে অ্যানায়নের আকার ক্যাটায়নের আকার অপেক্ষা বড়ো তাদের ক্ষেত্রে দেখা যায়।
স্কটকি ত্রূটি কেলাসের ঘনত্ব হ্রাস করে।	ফ্রেনকেল ত্রূটির ফলে কেলাসের ঘনত্বের কোনো পরিবর্তন হয় না।
NaCl, KCl, CsCl , KBr ইত্যাদি কেলাসে স্কটকি ত্রূটি দেখা যায়।	AgCl, AgBr, ZnS ইত্যাদি কেলাসে ফ্রেনকেল ত্রূটি দেখা যায়।

       ১৮. ডোপিং কি?

       উঃ- যে পদ্ধতিতে বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহির কেলাসে অপদ্রব্য প্রবেশ করিয়ে অপদ্রব্য                  অর্ধপরিবাহি তৈরী করা হয়, তাকে ডোপিং বলে।

১৯ সোডিয়াম বাষ্পের উপস্থিতিতে NaCl কে উত্তপ্ত করলে NaCl হলুদ বর্ণ ধারন করে কেন?

উঃ- সোডিয়াম বাষ্পের উপস্থিতিতে NaCl কে উত্তপ্ত করার ফলে গঠিত ননস্টয়সিওমেট্রিক NaCl এর  Na+ আধিক্যের কারনে F- কেন্দ্রের সৃষ্টি হয়। এর ফলে ননস্টয়সিওমেট্রিক NaCl হলুদ বর্ণ ধারন করে।

২০. ZnO কে উত্তপ্ত করলে এর বর্ণ হলুদ হয় কেন?
ZnO কে উত্তপ্ত করলে তড়িৎ পরিবাহিতা বেড়ে যায় কেন?

উঃ- ZnO কে উত্তপ্ত করলে এর থেকে কিছু পরিমান O₂ গ্যাস বেরিয়ে যায় এবং ZnO এর বর্ণ হলুদ হয়।
ZnO = Zn²⁺ +1/2 O₂ + 2e
ZnO কেলাস থেকে O₂ গ্যাস বেরিয়ে যাওয়ার ফলে উৎপন্ন Zn²⁺ আয়ন কেলাসের অন্তঃস্থানিক স্থানে অবস্থান করে এবং অক্সাইড আয়ন দ্বারা বর্জিত ইলেকট্রন গুলি অপর অন্তঃস্থানিক স্থানে অবস্থান করে। অ্যানায়নের স্থান অধিগ্রহনকারী ইলেকট্রনগুলি F- কেন্দ্রের সৃষ্টি করে। এগুলি দৃশ্যমান আলো থেকে শক্তি শোষন করে উত্তেজিত শক্তিস্তরে উন্নীত হয় এবং আবার ভূমিস্তরে ফিরে আসার সময় শোষিত শক্তি বর্ণময় আলোকরশ্মি রূপে বিকিরণ করে। এর জন্য ZnO কে উত্তপ্ত করলে হলুদ বর্ণ ধারন করে।

ZnO কে উত্তপ্ত করার ফলে অক্সাইড আয়ন কৃর্তক বর্জিত ইলেকট্রনগুলি অন্তঃস্থানিক স্থানগুলি অধিগ্রহণ করে। এই ইলেকট্রনগুলি তড়িৎ পরিবহণে সক্ষম । তাই ZnO কে উত্তপ্ত করলে তড়িৎ পরিবাহিতা বেড়ে যায়।

২১. সবর্গাঙ্ক সংখ্যা কাকে বলে?

উঃ- কোনো কেলাসের ঘনসন্নিবেশে অবস্থিত কোনো কণা প্রতিবেশি কনাগুলিকে স্পর্শ করে থাকে। একটি কেলাসের মধ্যে কোনো একটি কণা যে কটি প্রতিবেশি কনাকে স্পর্শ করে থাকে, তাকে ওই কণার সবর্গাঙ্ক সংখ্যা বলে।

২২. fcc কেলাসের সবর্গাঙ্ক সংখ্যা কত?
উঃ- ১২

 ২৩.  NaCl কেলাসে 10^-3 mol% SrCl₂ ডোপিং করার ফলে কেলাসে ক্যাটায়ন শূন্যতার পরিমাণ কত?
উঃ- প্রতিটি Sr²⁺ আয়ন NaCl এর কেলাসে একটি ক্যাটায়ন শূন্যতার সৃষ্টি করে। সুতরাং কেলাসে ক্যাটায়ণ শূন্যতার গাড়ত্ব SrCl₂ এর গাড়ত্বের সমান হবে। অতএব কেলাসে সৃষ্ট ক্যাটায়ন শূন্যতার গাড়ত্ব 10^-3 mol% ।

২৪. একটি বাইনারি কঠিন পদার্থের (A⁺B^-) গঠন জিঙ্ক ব্লেন্ডের অনুরুপ।  B আয়ন গুলি ল্যাটিস গঠন করে এবং A আয়ন গুলি চতুস্থলকীয় ফাঁকের 25% পূর্ণ করে। কঠিন পদার্থ টির সংকেত নির্ণয় করো।

উঃ- ধরি, ল্যাটিস গঠনকারী B^- আয়নের সংখ্যা= 100

সুতরাং চতুস্থলকীয় ফাঁকের সংখ্যা= 200

যেহেতু ফাঁকের 25% A⁺ আয়নগুলি দ্বারা পূর্ণ হয়,

A⁺ আয়নের সংখ্যা= 200 X 25/100 =50

A⁺ : B^- = 50:100 = 1:2

অতএব, কঠিন পদার্থ টির সংকেত AB₂ ।

২৫. M_xO_y ধাতব অক্সাইডের কেলাসে O₂ পরমাণু ঘনকাকার ঘন সন্নিবেশে গঠিত হয়। উক্ত সন্নিবেশে  অষ্ঠতলকিয় ফাঁক গুলির   অংশ M পরমাণু দ্বারা অধিকৃত হয়। তবে  x ও y এর মান নির্ণয় করো।

উঃ- ধরি, O^2- আয়নের সংখ্যা = x

সুতরাং অষ্ঠতলকীয় ফাঁকের সংখ্যা = x

অতএব, ধাতব আয়ন গুলি অষ্ঠতলকীয় ফাঁকের পুর্ণ করে = 2/3 x
M : O^2- = 2/3 x : x
= 2 x : 3 x
=2:3
অতএব, ধাতব অক্সাউডের সংকেত M₂O₃ । x=2 , y = 3

২৬. F কেন্দ্র কী?

উঃ- ধাতব আধিক্যজনিত ত্রুটি বিশিষ্ট আয়নীয় কেলাসে অযুগ্ম ইলেকট্রন দ্বারা অধিকৃত অ্যানায়ন শূন্যতাকে F কেন্দ্র বলে।

২৭. অপদ্রব্য অর্ধ পরিবাহী কাকে বলে?

উঃ- বিশুদ্ধ অর্ধ পরিবাহীতে স্বল্প পরিমান উপযুক্ত অপদ্রব্য মিশ্রিত করার ফলে যে নতুন অপদ্রব্য অর্ধ পরিবাহীর সৃষ্টি হয়, তাকে অপদ্রব্য অর্ধ পরিবাহী বলে।

২৮. n- টাইপ অর্ধ পরিবাহী কাকে বলে?

উঃ- বিশুদ্ধ অর্ধ পরিবাহী (Si, Ge) কেলাসের মধ্যে স্বল্প পরিমান পঞ্চযোজী মৌল (P,As) মিশ্রিত করার ফলে যে অপদ্রব্য অর্ধ পরিবাহী পাওয়া যায়, তাকে n- টাইপ অর্ধ পরিবাহী বলে।
২৯. P -  টাইপ অর্ধ পরিবাহী কাকে বলে?

উঃ- বিশুদ্ধ অর্ধ পরিবাহী (Si, Ge) কেলাসের মধ্যে স্বল্প পরিমান ত্রিযোজী মৌল (B, Al) মিশ্রিত করার ফলে যে অপদ্রব্য অর্ধ পরিবাহী পাওয়া যায়, তাকে p- টাইপ অর্ধ পরিবাহী বলে।

⏹️ পদার্থের কঠিন অবস্থা অধ্যায়ের কিছু গুরুত্বপূর্ণ অতি সংক্ষিপ্ত উত্তর ধর্মী প্রশ্ম (Some important VSAQ on Solid State Chapter)ঃ- 

৩০. p  টাইপ অর্ধ পরিবাহীতে বিশুদ্ধ Si এর সঙ্গে কি মেশানো হয়?

উঃ- ত্রিযোজী মৌল (B, Al)

৩১. কোন কেলাস শ্রেনীতে দেহকেন্দ্রিক ল্যাটিস সম্ভব নয়?

উঃ- মনোক্লিনিক ।

৩২. কোন ধরনের পদার্থ অ্যান্টি ফেরোম্যাগ্নেটিক ধর্ম দেখায়?

উঃ- বিভিন্ন সন্ধিগত মৌলের অক্সাইড।

৩৩.   এবং    কোন কেলাস?

উঃ- ট্রাইক্লিনিক ।

৩৪. কোন ক্ষেত্রে ক্যাটায়ন গুলি অন্তঃস্থানিক স্থানে অবস্থান করে?

উঃ- ফ্রেনকেল ত্রুটি।

৩৫. fcc এবং   bcc কেলাসে ফাঁকা স্থানের পরিমাণ কত?

উঃ- fcc- 26 % ,  bcc- 32%

৩৬. fcc এবং   bcc একক কোশে কণার সংখ্যা কত?

উঃ- fcc- 4 ,  bcc- 2

৩৭. বিশুদ্ধ Si এর সঙ্গে সামান্য পরিমাণ As মেশালে কী ধরনের অর্ধ পরিবাহী তৈরী হয়?

উঃ- n – type

৩৮. কোন ধরনের ত্রূটির ফলে কেলাসের ঘনত্বের কোনো পরিবর্তন ঘটে না?

উঃ- ফ্রেনকেল ত্রুটি।

৩৯. স্কটকি ত্রূটি ও ফ্রেনকেল ত্রূটি উভয় দেখা যায় এমন একটি যোগের নাম লেখো।

উঃ- AgBr

৪০. সরল, দেহকেন্দ্রিক, পৃষ্ঠকেন্দ্রিক ঘনকাকার  একক কোশ গুলিকে প্যাকিং দক্ষতা অনুযায়ী সাজাও।

উঃ- সরল=52.4 %,  দেহকেন্দ্রিক=68%,  পৃষ্ঠকেন্দ্রিক= 74%

৪১. ফেরোম্যাগ্নেটিক ও প্যারাম্যাগ্নেটিকের মধ্যে কোনটিকে স্থায়ী চুম্বকে পরিণত করা যায়।

উঃ- ফেরোম্যাগ্নেটিক

৪২. স্কটকি ত্রূটি ও ফ্রেনকেল ত্রূটির মধ্যে কোনটিতে কেলাসের ঘনত্ব হ্রাস পায়?

উঃ- স্কটকি ত্রূটি।

☑️পদার্থের কঠিন অবস্থা (The Solid State ) অধ্যায়ের M.C.Q.এর উত্তর দেওয়া হল।