পরীক্ষা আর্কাইভ

৪৯তম বিসিএস ⎯ রসায়ন [৫৩১]

পরীক্ষা৪৯তম বিসিএস ⎯ রসায়ন [৫৩১]তারিখতারিখ অনির্ধারিতসময়35 minutes
মোট প্রশ্ন৫০
সিলেবাস
Exam - 10 Topics: Acids, Bases, Nucleophiles, Electrophiles. Hard and soft Nucleophiles and electrophiles Molecular orbitals & Frontier orbitals- HOMO & LUMO Kinetics and energetics in reaction mechanism. [Source: Class - 08 and Relevant Books]
ঘনত্ব
উত্তর
উত্তরিতবর্তমানপুনরায় দেখুনঅসম্পূর্ণ

৪৯তম বিসিএস ⎯ রসায়ন [৫৩১]

৪৯তম বিসিএস ⎯ রসায়ন [৫৩১] · তারিখ অনির্ধারিত · ৫০ প্রশ্ন

.
According to Bronsted–Lowry concept, an acid is:
ব্রনস্টেড লাউরি ধারণা অনুযায়ী, অ্যাসিড হলো:) 
  1. Proton donor
  2. Proton acceptor
  3. Electron pair donor
  4. Electron pair acceptor
ব্যাখ্যা



In Bronsted–Lowry theory, acids are proton donors and bases are proton acceptors. (ব্রনস্টেড- লাউরি মতবাদ অনুসারে, অ্যাসিড হলো প্রোটন দাতা এবং বেস বা ক্ষারক হলো প্রোটন গ্রহণকারী ।) 

ব্রনস্টেড- লাউরি মতবাদ অনুসারে,
যারা প্রোটন দান করে তারা অ্যাসিড। HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻
যারা প্রোটন  গ্রহণ করে তারা  ক্ষার।

অপশন ক হলো ব্রনস্টেড- লাউরি মতবাদনুসারে অ্যাসিড কারণ প্রোটন দান করে।
অপশন খ হলো ব্রনস্টেড- লাউরি মতবাদনুসারে  ক্ষার  কারণ প্রোটন গ্রহণ করে।

লুইস মতবাদ অনুসারে,
যারা ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করে তারা অ্যাসিড। অপশন ঘ হলো লুইস অ্যাসিড
যারা ইলেকট্রন জোড় দান করে তারা ক্ষার। অপশন গ হলো লুইস ক্ষার।

সোর্সঃ উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন বই, সঞ্জিত কুমার গুহ

.
Which of the following is the strongest acid? (নিচের কোনটি সবচেয়ে শক্তিশালী অ্যাসিড?)
  1. H2O
  2. NH3
  3. H2SO4
  4. CH4
ব্যাখ্যা

H₂SO₄ is a strong acid because it dissociates almost completely in water. The others are weak acids or neutral.

H2O is neutral having pH of 7 in pure state, NH3 is Lewis base as it donates electron pair and CH4  is an extremely weak acid  having high pKa value (around 50-56).

(H₂SO₄ একটি শক্তিশালী অ্যাসিড কারণ এটি পানিতে প্রায় সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়। অন্যগুলি দুর্বল অ্যাসিড বা নিরপেক্ষ।

H2O নিরপেক্ষ, যার pH বিশুদ্ধ অবস্থায় 7, NH3 হল লুইস বেস কারণ এটি ইলেকট্রন জোড়া দান করে এবং CH4 হল একটি অত্যন্ত দুর্বল অ্যাসিড যার pKa মান উচ্চ (প্রায় 50-56))

Source: HSC chemistry Book

.
Which of the following acids is found in Tomato?  (টমেটোতে নিম্নোক্ত কোন অ্যাসিডটি পাওয়া যায়?)
  1. সাইট্রিক অ্যাসিড
  2. ম্যালিক অ্যাসিড
  3. অক্সালিক অ্যাসিড
  4. ফরমিক বা মিথানয়িক অ্যাসিড
ব্যাখ্যা

 

সুতরাং টমেটোতে অক্সালিক অ্যাসিড রয়েছে

সোর্সঃ উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন ২য় পত্র

.
The conjugate base of Carbonic acid is: 

(কার্বনিক অ্যাসিডের অনুবন্ধী ক্ষার কোনটি?)

  1. CO32-
  2. HCO3-
  3. H3CO2
  4. H2CO2-
ব্যাখ্যা



ব্রনস্টেড-লাউরি অম্ল-ক্ষার তত্ত্ব অনুযায়ী, যখন একটি অ্যাসিড প্রোটন (H⁺) দান করে, তখন যে পদার্থটি তৈরি হয়, তাকে অনুবন্ধী ক্ষারক বলা হয়। একইভাবে, একটি ক্ষারক প্রোটন গ্রহণ করে যে পদার্থ তৈরি করে, তাকে অনুবন্ধী অম্ল বলা হয়। একটি অম্ল ও তার অনুবন্ধী ক্ষারক এবং একটি ক্ষারক ও তার অনুবন্ধী অম্ল মিলে অনুবন্ধী অম্ল-ক্ষারক জোড় গঠন করে।




সোর্সঃ উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন বই 

.
Arrange the following oxyacids in increasing order of acid strength:
(নিচের oxyacids গুলোকে তীব্রতার বৃদ্ধির ক্রমানুসারে সাজাও:)
HNO3, H2SO4, HClO4
  1. HNO3 < H2SO4 < HClO4
  2. HClO4 < HNO3 < H2SO4
  3. H2SO4 < HClO4 < HNO3
  4. HNO3 < HClO4 < H2SO4
ব্যাখ্যা

? Explanation (ব্যাখ্যা):

Acid strength increases with the oxidation state of the central atom.
(অম্লতা বাড়ে যদি কেন্দ্রীয় পরমাণুর জারণ অবস্থা বেশি হয়।)

Here are the oxidation states:

HNO₃ → Nitrogen = +5
H₂SO₄ → Sulfur = +6
HClO₄ → Chlorine = +7
? যত বেশি জারণ অবস্থা, তত বেশি কেন্দ্রীয় পরমাণু ইলেক্ট্রন টানে এবং সংযোজক বেসকে স্থিতিশীল করে। এতে অ্যাসিড শক্তিশালী হয়।

So, the correct strength order is:
HNO₃ < H₂SO₄ < HClO₄

Source: উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন বই 

.
Which of the following set contains only Lewis acids?
(নিম্নের কোন সেটটিতে শুধুমাত্র লুইস অ্যাসিড রয়েছে?)
  1. BF3, NH3, AlCl3
  2. AlCl3, H+, BF3
  3. NH3, H+, BF3
  4. BF3, AlCl3, NH3
ব্যাখ্যা

BF₃:
Boron এর ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সংখ্যা = 3
প্রতিটি F একটি ইলেকট্রন শেয়ার করে → B এর চারপাশে মোট 6 ইলেকট্রন (8 নয়)
ঘাটতি = 2 ইলেকট্রন → লুইস অ্যাসিড
(Boron এর চারপাশে মাত্র ৬ ইলেকট্রন আছে, ৮ নয় → তাই ২ ইলেকট্রনের ঘাটতি → লুইস অ্যাসিড)

AlCl₃:
Aluminium এর ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সংখ্যা = 3
প্রতিটি Cl একটি ইলেকট্রন শেয়ার করে → Al এর চারপাশে মোট 6 ইলেকট্রন (8 নয়)
ঘাটতি = 2 ইলেকট্রন → লুইস অ্যাসিড
(Aluminium এর চারপাশে মাত্র ৬ ইলেকট্রন আছে, ৮ নয় → তাই ২ ইলেকট্রনের ঘাটতি → লুইস অ্যাসিড)

H⁺:
H⁺ এর কোনো ইলেকট্রন নেই
2 ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে → শক্তিশালী লুইস অ্যাসিড
(H⁺ এর কোনো ইলেকট্রন নেই → তাই লোন পেয়ার গ্রহণ করতে পারে → শক্তিশালী লুইস অ্যাসিড)

NH₃:
N এর ভ্যালেন্স ইলেকট্রন = 5, H এর 3 × 1 = 3 → মোট 8 ইলেকট্রন
লোন পেয়ার আছে → ইলেকট্রন দান করে, ঘাটতি নেই → লুইস বেস
(Nitrogen এর চারপাশে পূর্ণ ৮ ইলেকট্রন আছে, উপরন্তু একটি লোন পেয়ার আছে → ইলেকট্রন দেয়, ঘাটতি নেই → লুইস বেস)

Source: উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন বই  ও নিজস্ব অভিজ্ঞতা।

.
The acidity and basicity of SnO2 respectively- (SnO2 এর অম্লত্ব ও ক্ষারকত্ব যথাক্রমে-)
  1. 2, 4
  2. 4, 2
  3. 2, 3
  4. 4, 3
ব্যাখ্যা

SnO₂ is amphoteric, meaning it can react with both acids and bases.

Reactions of SnO₂ with Acids and Bases

1. With acids 
SnO₂ reacts with strong acids like HCl to form salts:
(SnO₂ শক্তিশালী অ্যাসিড যেমন HCl-এর সাথে  বিক্রিয়া করে লবণ তৈরি করে)

SnO₂ + 4 HCl → SnCl₄ + 2 H₂O

সুতরাং SnO2 এর অম্লত্ব 4

2. With bases 
It also reacts with strong bases like NaOH to form stannates:
(SnO₂ শক্তিশালী ক্ষার যেমন NaOH-এর সাথে বিক্রিয়া করে স্ট্যাননেট তৈরি করে)

SnO₂ + 2 NaOH → Na₂[SnO₃] + H₂O

সুতরাং SnO2 এর ক্ষারকত্ব 2

Source: উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন বই  ও নিজস্ব অভিজ্ঞতা

.
Which of thw following acids are less responsible for acid rain? (নিম্নের কোন আসিডটি এসিড এসিড বৃষ্টির জন্য কম দায়ী?)
  1. HNO3
  2. H2CO3
  3. H2SO4
  4. HCl
ব্যাখ্যা

Explanation: HNO3, H2SO4 & H2CO3 are mainly responsible for acid rain.

Source: উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন বই 

.
A buffer solution is prepared by mixing 0.1 M acetic acid (CH3COOH) and 0.1 M sodium acetate (CH3COONa). The pKa of acetic acid = 4.76. What will be the pH of the buffer? (একটি বাফার দ্রবণ তৈরি করা হয়েছে যেখানে 0.1 M এসিটিক অ্যাসিড ও 0.1 M সোডিয়াম এসিটেট আছে। এসিটিক অ্যাসিডের pKa = 4.76। দ্রবণের pH কত হবে?)
  1. 7.00
  2. 4.76
  3. 5.00  
  4. 3.76
ব্যাখ্যা

By Henderson–Hasselbalch equation,

pH = pKa + log [Salt]/[Acid] = 4.76 + log {0.1}/{0.1} = 4.76 + log 1  = 4.76 + 0 = 4.76

Source: উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন বই।

১০.
Which of the following is a nucleophile? (নিম্নলিখিতগুলির মধ্যে কোনটি নিউক্লিওফাইল?)
  1. OH-
  2. CH3+
  3. H+
  4. AlCl3
ব্যাখ্যা

Explanation: A nucleophile is a species that is electron-rich and can donate a pair of electrons to an electron-deficient atom or center, usually a carbon atom, forming a new covalent bond. 

নিউক্লিওফাইল হলো এমন একটি পদার্থ যা ইলেকট্রন-সমৃদ্ধ এবং ইলেকট্রন-অপূর্ণ পরমাণু বা কেন্দ্রের দিকে ইলেকট্রনের একটি জোড়া দান করতে পারে, সাধারণত কার্বন পরমাণুর সঙ্গে নতুন কোভ্যালেন্ট বন্ধন গঠন করে।

Here’s a clear list of common nucleophiles 

1. Anions (negatively charged nucleophiles):

OH⁻ (hydroxide ion) – strong nucleophile
RO⁻ (alkoxide ions, e.g., CH₃O⁻, C₂H₅O⁻)
CN⁻ (cyanide ion)
NH₂⁻ (amide ion)
Cl⁻, Br⁻, I⁻ (halide ions, nucleophilicity increases down the group in polar aprotic solvents)


2. Neutral molecules (with lone pairs on heteroatoms):

H₂O (water)
NH₃ (ammonia)
ROH (alcohols)
R₂S (thiols)
R₃N (amines)


3. Other nucleophiles:

Carbanions (e.g., CH₃⁻, R⁻)
Enolates (from ketones/aldehydes)
Phosphines (PR₃)

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

১১.
Which of the following is an electrophile?
(নিম্নলিখিতগুলির মধ্যে কোনটি ইলেকট্রোফাইল?)
  1. I-
  2. NH3
  3. OH-
  4. CH3+
ব্যাখ্যা

Explanation: 

ইলেক্ট্রোফাইল 
An electrophile is a species that is electron-deficient and can accept a pair of electrons from a nucleophile to form a new covalent bond.Bangla:
ইলেক্ট্রোফাইল হলো এমন একটি পদার্থ যা ইলেকট্রন-ঘাটতি সম্পন্ন এবং নিউক্লিওফাইল থেকে ইলেকট্রনের একটি জোড়া গ্রহণ করতে পারে, নতুন কোভ্যালেন্ট বন্ধন গঠন করার জন্য।

 
Examples of Electrophiles
1. Positively charged species (cations):

H⁺ (proton)
NO₂⁺ (nitronium ion)
CH₃⁺ (methyl carbocation)
R₃C⁺ (tertiary carbocation)


2. Neutral but electron-deficient molecules:

CO₂ (carbon dioxide)
C=O compounds (carbonyl carbon in aldehydes and ketones)
SO₃ (sulfur trioxide)
BF₃ (boron trifluoride)


3. Halogens in certain reactions:

Cl₂, Br₂ (in electrophilic addition to alkenes)


Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

১২.
Which pair correctly represents hard nucleophile and hard electrophile interaction? (কোন জোড়াটি সঠিকভাবে হার্ড নিউক্লিওফাইল ও হার্ড ইলেকট্রোফাইলের ইন্টারঅ্যাকশন দেখায়?)
  1. OH- + H+
  2. I- + R3C+
  3. RS- + I2
  4. R3P + Br2
ব্যাখ্যা

Explanation: 

Concept

A hard nucleophile
is small,
has high charge density,
low polarizability, and
is not easily distorted.

A hard electrophile is also
small,
has high charge density, and
is not easily polarizable.

When a hard nucleophile reacts with a hard electrophile, the interaction is primarily ionic in nature with strong electrostatic attraction. This is predicted by the HSAB (Hard and Soft Acids and Bases) principle.

হার্ড নিউক্লিওফাইল হলো ছোট, উচ্চ চার্জ ঘনত্বযুক্ত, কম পোলারাইজযোগ্য এবং সহজে বিকৃত নয় এমন নিউক্লিওফাইল। হার্ড ইলেক্ট্রোফাইলও ছোট, উচ্চ চার্জ ঘনত্বযুক্ত এবং কম পোলারাইজযোগ্য। যখন হার্ড নিউক্লিওফাইল একটি হার্ড ইলেক্ট্রোফাইলের সাথে প্রতিক্রিয়া করে, তখন এই ইন্টারঅ্যাকশন মূলত আয়নিক প্রকৃতির হয়, অর্থাৎ শক্তিশালী বৈদ্যুতিক আকর্ষণের মাধ্যমে। এটি HSAB (Hard and Soft Acids and Bases) নীতি দ্বারা পূর্বানুমান করা যায়।

 
Examples of Hard Nucleophile – Hard Electrophile Interaction
Hard Nucleophiles:

OH⁻ (hydroxide)
F⁻ (fluoride)
NH₃ (ammonia)
Hard Electrophiles:

H⁺ (proton)
Al³⁺ (aluminum ion)
BF₃ (boron trifluoride)

Example Reaction:    OH⁻ + H⁺ → H₂O
Here, a hard nucleophile (OH⁻) reacts with a hard electrophile (H⁺) to form water

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl.

১৩.
Which pair represents a soft nucleophile and soft electrophile interaction? (কোন জোড়াটি সফট নিউক্লিওফাইল এবং সফট ইলেকট্রোফাইলের ইন্টারঅ্যাকশন দেখায়?)
  1. I- + R3C+
  2. OH- + CH3+
  3. F- + H+
  4. NH3 + AlCl3
ব্যাখ্যা

Explanation:

Concept

A soft nucleophile
is large,
has low charge density,
is highly polarizable, and
its electron cloud can easily distort.

A soft electrophile is also
large,
has low charge density, and
is easily polarizable.

When a soft nucleophile reacts with a soft electrophile, the interaction is primarily covalent in nature, involving sharing of electrons rather than pure electrostatic attraction. This is also described by the HSAB (Hard and Soft Acids and Bases) principle.

বাংলা ব্যাখ্যাঃ
সফট নিউক্লিওফাইল হলো বড়, কম চার্জ ঘনত্বযুক্ত, অত্যন্ত পোলারাইজযোগ্য এবং যার ইলেকট্রন ক্লাউড সহজে বিকৃত হতে পারে। সফট ইলেক্ট্রোফাইলও বড়, কম চার্জ ঘনত্বযুক্ত এবং সহজে পোলারাইজযোগ্য। যখন সফট নিউক্লিওফাইল একটি সফট ইলেক্ট্রোফাইলের সাথে প্রতিক্রিয়া করে, তখন এই ইন্টারঅ্যাকশন মূলত কোভ্যালেন্ট প্রকৃতির হয়, অর্থাৎ ইলেকট্রনের ভাগাভাগির মাধ্যমে বন্ধন গঠিত হয়।

 
Examples of Soft Nucleophile – Soft Electrophile Interaction
Soft Nucleophiles:

I⁻ (iodide)
RS⁻ (thiolate, e.g., CH₃S⁻)
R₃P (phosphines)
Soft Electrophiles:

Hg²⁺ (mercury ion)
Pd²⁺ (palladium ion)
R₃C⁺ (tertiary carbocation)
Example Reaction : I⁻ + R₃C⁺−> R3C−I
Here, a soft nucleophile (I⁻) reacts with a soft electrophile (R₃C⁺) to form a covalent bond.


Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl.

১৪.
Which of the following statements about soft nucleophiles is correct? (সফট নিউক্লিওফাইল সম্পর্কে কোন বিবৃতি সঠিক?)
  1. They are highly polarizable  (এগুলি অত্যন্ত পোলারাইজেবল)
  2. They are small with high charge density (ছোট এবং উচ্চ চার্জঘনত্ব সম্পন্ন)
  3. They prefer to react with hard electrophiles (হার্ড ইলেকট্রোফাইলের সঙ্গে বিক্রিয়া করতে পছন্দ করে)
  4. They always act as strong bases (সর্বদা শক্তিশালী ক্ষার হিসেবে কাজ করে)
ব্যাখ্যা

Explanation:

Soft nucleophiles are
large,
polarizable, and
react preferentially with soft electrophiles.

বাংলা ব্যাখ্যা: সফট নিউক্লিওফাইল বড়, পোলারাইজেবল এবং সফট ইলেকট্রোফাইলের সঙ্গে বিক্রিয়া করতে পছন্দ করে।

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

১৫.
Which of the following is a hard electrophile?

(নিম্নলিখিতগুলির মধ্যে কোনটি হার্ড ইলেকট্রোফাইল?)

  1. I2
  2. H+
  3. R3C+
  4. Br2
ব্যাখ্যা

Explanation: 

A hard electrophile is a species that is small, has high charge density, and is not easily polarizable. Hard electrophiles prefer to react with hard nucleophiles, forming primarily ionic-type interactions.

বাংলা ব্যাখ্যাঃ 
(হার্ড ইলেক্ট্রোফাইল হলো এমন একটি পদার্থ যা ছোট, উচ্চ চার্জ ঘনত্বযুক্ত এবং সহজে পোলারাইজযোগ্য নয়। হার্ড ইলেক্ট্রোফাইল সাধারণত হার্ড নিউক্লিওফাইলের সঙ্গে বিক্রিয়া করে এবং মূলত আয়নিক প্রকৃতির বন্ধন গঠন করে।)

 
Examples of Hard Electrophiles
H⁺ – proton (প্রোটন)
Al³⁺ – aluminum ion (অ্যালুমিনিয়াম আয়ন)
BF₃ – boron trifluoride (বোরন ট্রাইফ্লোরাইড)
SO₃ – sulfur trioxide (সালফার ট্রাইঅক্সাইড)
Cr³⁺ – chromium(III) ion (ক্রোমিয়াম(III) আয়ন)

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

১৬.
According to HSAB principle, which reaction is most favorable?

(HSAB নিয়ম অনুযায়ী কোন বিক্রিয়া সবচেয়ে সুবিধাজনক?)

  1. F- + R3C+
  2. OH- + H+ 
  3. OH- + R3C+  
  4. I- + H+ 
ব্যাখ্যা

Explanation: 

The HSAB Principle (Hard and Soft Acids and Bases) states that hard acids prefer to react with hard bases, and soft acids prefer to react with soft bases. The interaction between hard species is usually ionic, while the interaction between soft species is usually covalent.

Bangla:
HSAB নীতি (হার্ড এবং সফট অ্যাসিড ও বেস) বলে যে, হার্ড অ্যাসিড হার্ড বেসের সঙ্গে  বিক্রিয়া করতে পছন্দ করে এবং সফট অ্যাসিড সফট বেসের সঙ্গে বিক্রিয়া করতে পছন্দ করে। হার্ড পদার্থের মধ্যে বিক্রিয়া সাধারণত আয়নিক, আর সফট পদার্থের মধ্যে  বিক্রিয়া সাধারণত কোভ্যালেন্ট প্রকৃতির হয়।

 
Key Points
Hard species:

Small size, high charge density, low polarizability.
Example: H⁺, F⁻, OH⁻, Al³⁺.
Soft species:

Large size, low charge density, high polarizability.
Example: I⁻, CH₃S⁻, Hg²⁺, R₃C⁺.
Interactions:

Hard acid + Hard base → mostly ionic
Soft acid + Soft base → mostly covalent
 
Examples
Hard acid + Hard base:
OH⁻ + H⁺ −−>H2O         

Soft acid + Soft base:
R₃C⁺ +CH3S−−>R3C−SCH3

Tip: HSAB principle helps predict reaction preferences and stability of products in organic, inorganic, and coordination chemistry.

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

১৭.
Which molecular orbital contains the highest energy electrons in a molecule?

(কোন আণবিক অরবিটালটি একটি অণুর সর্বোচ্চ শক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রন ধারণ করে?)

  1. HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital)
  2. LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)
  3. σ Bonding orbital
  4. Non-bonding orbital
ব্যাখ্যা

Explanation:

HOMO stands for Highest Occupied Molecular Orbital. It is the molecular orbital that contains the highest energy electrons in a molecule under ground-state conditions. These electrons are the most available for donation in chemical reactions, especially in reactions with electrophiles.

Bangla:
HOMO মানে সর্বোচ্চ আয়ত্তাধীন আণবিক অরবিটাল। এটি সেই আণবিক অরবিটাল যা একটি অণুর সবচেয়ে উচ্চ শক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রন ধারণ করে। এই ইলেকট্রনগুলো সবচেয়ে সহজে দানের জন্য প্রস্তুত থাকে, বিশেষ করে ইলেক্ট্রোফাইলের সঙ্গে বিক্রিয়ায়।

 
Key Points
HOMO electrons are nucleophilic in nature.
The energy of HOMO determines how easily a molecule can donate electrons.
HOMO interacts with the LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) of another molecule during chemical reactions.
 
Example:
In ethene (C₂H₄):

HOMO is the π-bonding orbital, which can donate electrons to an electrophile in an electrophilic addition reaction

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

১৮.
Frontier molecular orbitals are important because:

(ফ্রন্টিয়ার আণবিক অরবিটাল কেন গুরুত্বপূর্ণ?)

  1. They control chemical reactivity
  2. They determine molecular weight
  3. They define boiling point
  4. They only exist in ionic compounds
ব্যাখ্যা

Explanation: 

Frontier Molecular Orbitals (FMO) are the Highest Occupied Molecular Orbital (HOMO) and the Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) of a molecule. These orbitals are called “frontier” because they are most important in determining how molecules interact during chemical reactions. The HOMO can donate electrons, while the LUMO can accept electrons.

বাংলা ব্যাখ্যাঃ  
ফ্রন্টিয়ার আণবিক অরবিটাল (FMO) হলো একটি অণুর সর্বোচ্চ আয়ত্তাধীন আণবিক অরবিটাল (HOMO) এবং সর্বনিম্ন অরক্ষিত আণবিক অরবিটাল (LUMO)। এগুলোকে “ফ্রন্টিয়ার” বলা হয় কারণ রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অণুগুলোর সক্রিয়তা নির্ধারণে এগুলো সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। HOMO ইলেকট্রন দান করতে পারে, আর LUMO ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে।

 
Key Points

HOMO:
Electron-rich orbital
Acts as a nucleophile (donates electrons)

LUMO:
Electron-deficient orbital
Acts as an electrophile (accepts electrons)
Importance of FMO:

Predicts reactivity and site selectivity in chemical reactions.
Helps understand pericyclic reactions, nucleophilic/electrophilic attacks, and photochemistry.
 
Example:
In ethene (C₂H₄): 
HOMO: π-bonding orbital (electron donor)
LUMO: π* antibonding orbital (electron acceptor)

? Tip: Chemical reactions often occur through interaction between the HOMO of one molecule and the LUMO of another, which is called HOMO-LUMO interaction.

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

১৯.
In a nucleophilic attack, which interaction is primarily responsible for bond formation? (নিউক্লিওফিলিক আক্রমণে কোন ইন্টারঅ্যাকশন মূলত বন্ধন গঠনের জন্য দায়ী?)
  1. HOMO of nucleophile with LUMO of electrophile
  2. LUMO of nucleophile with HOMO of electrophile
  3. HOMO–HOMO interaction
  4. LUMO–LUMO interaction
ব্যাখ্যা

Explanation: 

In a nucleophilic attack, the interaction that is primarily responsible for bond formation is the interaction between the HOMO of the nucleophile and the LUMO of the electrophile.

The nucleophile is electron-rich, so its HOMO contains the electrons that can be donated.
The electrophile is electron-deficient, so its LUMO is capable of accepting electrons.
During the attack, electrons flow from the nucleophile’s HOMO into the electrophile’s LUMO, forming a new covalent bond.
(নিউক্লিওফাইল ইলেকট্রন-সমৃদ্ধ, তাই এর HOMO-তে থাকা ইলেকট্রনগুলি দান করার জন্য প্রস্তুত। ইলেক্ট্রোফাইল ইলেকট্রন-স্বল্প, তাই এর LUMO ইলেকট্রন গ্রহণ করতে সক্ষম।
আক্রমণের সময়, নিউক্লিওফাইলের HOMO থেকে ইলেকট্রন প্রবাহিত হয়ে ইলেক্ট্রোফাইলের LUMO-তে প্রবেশ করে, যার ফলে একটি নতুন কোভ্যালেন্ট বন্ধন গঠিত হয়।)
 
? Tip: This is why HOMO-LUMO interactions are central to understanding reaction mechanisms in organic chemistry.

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২০.
Which statement correctly describes LUMO?

(LUMO সম্পর্কিত কোন বিবৃতি সঠিক?)

  1. Acts as an electron acceptor (ইলেকট্রন গ্রাহক হিসেবে কাজ করে)
  2. Always contains electrons (সর্বদা ইলেকট্রন ধারণ করে)
  3. Determines nucleophilic attack from nucleophile
    (নিউক্লিওফাইলের আক্রমণ নির্ধারণ করে)
  4. Is irrelevant in pericyclic reactions

    (পেরিসাইক্লিক বিক্রিয়ায় প্রাসঙ্গিক নয়)

ব্যাখ্যা

Explanation: 

LUMO stands for Lowest Unoccupied Molecular Orbital. It is the molecular orbital that is empty and has the lowest energy among unoccupied orbitals in a molecule. The LUMO can accept electrons, making it the electron-deficient site in chemical reactions, especially during attacks by nucleophiles.

Bangla:
LUMO মানে সর্বনিম্ন অরক্ষিত আণবিক অরবিটাল। এটি সেই আণবিক অরবিটাল যা খালি এবং অণুর অরক্ষিত অরবিটালের মধ্যে সবচেয়ে কম শক্তি সম্পন্ন। LUMO ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে, তাই এটি রাসায়নিক প্রতিক্রিয়ায় ইলেকট্রন-ক্ষুধার্ত কেন্দ্র হিসেবে কাজ করে, বিশেষ করে নিউক্লিওফাইলের আক্রমণের সময়।

 
Key Points
LUMO is electron-deficient.
Acts as an electrophilic site in reactions.
Electrons from the HOMO of a nucleophile flow into the LUMO of an electrophile during bond formation.
 
Example:
In ethene (C₂H₄):

HOMO: π-bonding orbital (electron donor)
LUMO: π* antibonding orbital (electron acceptor)
                    Nu: + C=C  ---−>  Nu−C−C]+
Here, the nucleophile’s HOMO interacts with the π* LUMO of ethene to initiate the reaction

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২১.
Which of the following is an important application of frontier orbitals in organic chemistry?

(জৈব রসায়নে ফ্রন্টিয়ার অরবিটালের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ কোনটি?)

  1. Understanding pericyclic reactions (পেরিসাইক্লিক বিক্রিয়া বোঝা)
  2. Calculating molecular weight (আণবিক ভর গণনা)
  3. Determining physical state (ভৌত অবস্থা নির্ধারণ)
  4. Color prediction in solutions (দ্রবণের রঙ পূর্বানুমান)
ব্যাখ্যা

Explanation: HOMO-LUMO interactions are key to predicting outcomes of pericyclic reactions and regioselectivity.

বাংলা ব্যাখ্যা: HOMO ও LUMO-এর ইন্টারঅ্যাকশন পেরিসাইক্লিক বিক্রিয়ার ফলাফল এবং রেজিওসিলেক্টিভিটি নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ।

HOMO-LUMO interactions are central to understanding pericyclic reactions (like cycloadditions, electrocyclic reactions, and sigmatropic rearrangements) because these reactions involve the concerted movement of electrons through π or σ orbitals.

HOMO of one reactant donates electrons to the LUMO of the other reactant, forming new bonds in a single, coordinated step.
The energy gap between HOMO and LUMO determines how favorable the reaction is—the smaller the gap, the easier the interaction.
Regioselectivity (which part of a molecule reacts) can be predicted by analyzing where the HOMO and LUMO electron densities are largest. The reaction preferentially occurs at sites with the highest HOMO electron density interacting with the most accessible LUMO site.
Example: Diels-Alder reaction

The diene’s HOMO interacts with the dienophile’s LUMO.
This predicts which ends of the diene and dienophile will form bonds, explaining regioselectivity.
 
বাংলা ব্যাখ্যাঃ
HOMO-LUMO ইন্টারঅ্যাকশনগুলো গুরুত্বপূর্ণ কারণ পেরিসাইক্লিক বিক্রিয়াগুলোর (যেমন: সাইক্লোঅ্যাডিশন, ইলেকট্রোসাইক্লিক, সিগমাট্রোপিক রিয়ারেঞ্জমেন্ট) মধ্যে ইলেকট্রনগুলো একসাথে চলাফেরা করে।

একটি রিয়েক্ট্যান্টের HOMO ইলেকট্রন দান করে অন্য রিয়েক্ট্যান্টের LUMO-তে, এবং এতে নতুন বন্ধন তৈরি হয় একসাথে সমন্বিতভাবে।
HOMO-LUMO-এর শক্তি ফাঁক (energy gap) ছোট হলে প্রতিক্রিয়াটি সহজ হয়।
রেজিওসেলেক্টিভিটি (কোন অংশ প্রতিক্রিয়ায় অংশ নেবে) পূর্বানুমান করা যায় HOMO এবং LUMO-তে ইলেকট্রনের ঘনত্ব দেখে।

সর্বোচ্চ HOMO ঘনত্ব ও সবচেয়ে অ্যাক্সেসযোগ্য LUMO স্থানে বন্ধন তৈরি হয়।
উদাহরণ: Diels-Alder প্রতিক্রিয়া

Diene-এর HOMO ইন্টারঅ্যাক্ট করে Dienophile-এর LUMO-এর সঙ্গে।
এটি পূর্বানুমান করে কোন প্রান্তগুলো বন্ধন তৈরি করবে, যা regioselectivity ব্যাখ্যা করে।
 
? Tip: HOMO-LUMO বিশ্লেষণ ব্যবহার করে কোন রিয়েক্ট্যান্ট কিভাবে এবং কোন স্থানে প্রতিক্রিয়া করবে তা পূর্বানুমান করা যায়।

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২২.
The energy gap between HOMO and LUMO affects:  (HOMO এবং LUMO এর শক্তি ফারাক কোনটি প্রভাবিত করে?)
  1. Reactivity of molecules (অণুসমূহের সক্রিয়তা)
  2. Solubility (দ্রবণীয়তা)
  3. Melting point (গলন বিন্দু)
  4. Molecular weight (আণবিক ভর)
ব্যাখ্যা

Explanation: A smaller HOMO-LUMO gap generally means higher chemical reactivity.

বাংলা ব্যাখ্যা: HOMO-LUMO এর শক্তির পার্থক্য ছোট হলে অণুর প্রতিক্রিয়াশীলতা বেশি হয়।

For more details see question 21 explanation. 

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২৩.
Which factor is most critical in determining the stereochemistry of pericyclic reactions? (পেরিসাইক্লিক বিক্রিয়ার স্টেরিওকেমিস্ট্রি নির্ধারণে কোন কারণ সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ?)
  1. Symmetry of HOMO and LUMO (HOMO এবং LUMO এর প্রতিসমতা)
  2. Number of carbon atoms (কার্বন পরমাণুর সংখ্যা)
  3. Solvent polarity (দ্রাবকের পোলারিটি)
  4. Temperature only (শুধুমাত্র তাপমাত্রা)
ব্যাখ্যা

Explanation: In pericyclic reactions (like cycloadditions, electrocyclic reactions, sigmatropic shifts), the matching symmetry of HOMO and LUMO is essential for the reaction to proceed in a concerted manner.
If the symmetry does not match, the orbitals cannot overlap properly, and the reaction is forbidden (Woodward–Hoffmann rules).

বাংলা ব্যাখ্যা: HOMO এবং LUMO এর সিমেট্রি পেরিসাইক্লিক বিক্রিয়ার অনুমোদিত বা নিষিদ্ধ পথ নির্ধারণ করে (Woodward-Hoffmann নিয়ম)।


                       Diels-Alder reaction




                            Woodward–Hoffmann rules


Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl


২৪.
What does kinetics study in chemical reactions?

(রাসায়নিক বিক্রিয়ায় গতিবিদ্যা (kinetics) কোন বিষয় নিয়ে অধ্যয়ন করে?)

  1. Rate of reaction (বিক্রিয়ার হার)
  2. Energy changes (শক্তির পরিবর্তন)
  3. Color of products (উৎপাদের বর্ণ)
  4. Molecular weight (আণবিক ভর)
ব্যাখ্যা

Explanation: 

English:
Chemical kinetics is the branch of chemistry that studies the speed (rate) of chemical reactions and the factors that affect this speed. It focuses on how fast reactants are converted into products and the mechanism by which the reaction occurs.

Bangla:
রাসায়নিক গতি (Chemical kinetics) হলো রসায়নের সেই শাখা যা অধ্যয়ন করে রাসায়নিক  বিক্রিয়ার গতি (rate) এবং সেই ফ্যাক্টরগুলো যা এই গতি বা হারকে প্রভাবিত করে। এটি বিশেষভাবে লক্ষ্য করে কত দ্রুত  reactants  products এ রূপান্তরিত হচ্ছে এবং  বিক্রিয়ার মেকানিজম (mechanism) বা কৌশল কেমন।

 
Key Points
Rate of Reaction:

How fast the concentration of reactants decreases or products increases over time.


Factors Affecting Reaction Rate:
Concentration of reactants
Temperature
Catalyst presence
Surface area (for solids)
Solvent effects
Reaction Mechanism:

Kinetics helps understand the step-by-step pathway by which reactants become products

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২৫.
Which of the following reactions is first-order in kinetics?
(রাসায়নিক গতিবিদ্যায় নিম্নলিখিত বিক্রিয়াগুলির মধ্যে কোনটি প্রথম-ক্রমের?)
  1. SN2 reaction
  2. SN1 reaction
  3. E2 elimination
  4. Free radical polymerization
ব্যাখ্যা

Explanation: 

English Explanation
An SN1 reaction (Substitution Nucleophilic Unimolecular) is called first-order because its rate depends only on the concentration of the substrate and not on the nucleophile.

Why this happens:

The SN1 reaction proceeds in two steps:

Step 1 (Rate-determining step): The substrate (usually a tertiary or secondary alkyl halide) loses its leaving group to form a carbocation. This step is slow and controls the reaction rate.

Step 2: The nucleophile attacks the carbocation to form the product. This step is fast and does not affect the rate.

Rate law:
Rate=k[substrate]
Only the substrate concentration appears.
The nucleophile concentration does not appear in the rate law.

Implications:
The reaction is called first-order because the rate depends on [substrate] to the first power.
SN1 reactions favor tertiary substrates due to carbocation stability.
 
Bangla Explanation
SN1 প্রতিক্রিয়া (Substitution Nucleophilic Unimolecular) প্রথম-অর্ডারের বলা হয় কারণ এর গতি শুধুমাত্র সাবস্ট্রেটের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে এবং নিউক্লিওফাইলের ঘনত্বের উপর নয়।

কেন এটা হয়:

SN1 প্রতিক্রিয়া দুটি ধাপে ঘটে:

ধাপ ১ (Rate-determining step): সাবস্ট্রেট (সাধারণত তৃতীয় বা দ্বিতীয় ক্রমের অ্যালকাইল হ্যালাইড) লিভিং গ্রুপ হারায় এবং একটি কার্বোকেশন তৈরি হয়। এই ধাপটি ধীর এবং প্রতিক্রিয়ার গতি নিয়ন্ত্রণ করে।

ধাপ ২: নিউক্লিওফাইল কার্বোকেশনের আক্রমণ করে প্রোডাক্ট গঠন করে। এই ধাপটি দ্রুত এবং গতি নির্ধারণে প্রভাব ফেলে না।
Rate law:
Rate=k[substrate]]
কেবল সাবস্ট্রেটের ঘনত্বই গণনায় আসে।
নিউক্লিওফাইলের ঘনত্ব প্রভাব ফেলে না।

প্রয়োগ:
এই প্রতিক্রিয়াকে প্রথম-অর্ডার বলা হয় কারণ গতি [substrate] এর প্রথম ঘাতের উপর নির্ভর করে।
SN1 প্রতিক্রিয়া তৃতীয় সাবস্ট্রেটের জন্য সুবিধাজনক কারণ কার্বোকেশন বেশি স্থিতিশীল।
 
? Tip: Always remember: SN1 = Unimolecular rate-determining step, so rate depends only on substrate.

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২৬.
In a reaction coordinate diagram, what does the peak of the curve represent?

(রিয়াকশন কো-অর্ডিনেট ডায়াগ্রামে, কার্ভের শীর্ষ কোনটি নির্দেশ করে?)

  1. Reactants
  2. Transition state
  3. Products
  4. Catalyst
ব্যাখ্যা

Explanation: The peak corresponds to the transition state, the highest energy point along the reaction path.

বাংলা ব্যাখ্যা: শীর্ষ বিন্দুটি ট্রানজিশন স্টেট নির্দেশ করে, যা বিক্রিয়ার সর্বোচ্চ শক্তি বিন্দু।



Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২৭.
Which factor does NOT affect the rate of an organic reaction?

(কোন ফ্যাক্টরটি একটি জৈব বিক্রিয়ার হারে প্রভাব ফেলে না?)

  1. Temperature (তাপমাত্রা)
  2. Solvent (দ্রাবক)
  3. Concentration of reactants (বিক্রিয়কের ঘনত্ব)
  4. Color of reactants (বিক্রিয়কের রঙ)
ব্যাখ্যা

English Explanation
The rate of an organic reaction is influenced by several factors, but some factors do not affect the rate.

Factors that affect the rate:

Nature of the Reactants: Bond types and functional groups affect reactivity.  Example: tertiary alkyl halides react faster in SN1 due to carbocation stability.

Concentration of Reactants:   Higher concentration usually increases reaction rate (except for zero-order reactions).

Temperature: Higher temperature increases the fraction of molecules that can overcome the activation energy.

Solvent Effects: Polar protic solvents favor SN1 reactions; polar aprotic solvents favor SN2 reactions.

Presence of a Catalyst: Provides a lower-energy pathway, increasing reaction rate.

Steric Effects: Bulky groups around the reactive site can slow reactions, especially SN2.

Nature of Leaving Group: Better leaving groups (I⁻, Br⁻) increase substitution rates.
 

Factors that do NOT affect the rate:

Physical state of the products: The rate depends on reactants, not products.

Volume of the container (unless it changes concentrations): Simply changing the vessel size without affecting concentrations does not affect rate.

Color of reactants or products: Optical properties do not influence reaction speed.
Time elapsed (past conditions): Reaction rate depends on current conditions, not the history.
 
Bangla Explanation
একটি অর্গানিক প্রতিক্রিয়ার গতি বিভিন্ন ফ্যাক্টরের দ্বারা প্রভাবিত হয়, কিন্তু কিছু ফ্যাক্টর গতি প্রভাবিত করে না।

গতি প্রভাবিত করা ফ্যাক্টর:

রিয়েক্ট্যান্টের প্রকৃতি:
 বন্ধন ধরন এবং ফাংশনাল গ্রুপ প্রতিক্রিয়ার ক্ষমতা প্রভাবিত করে।
উদাহরণ: তৃতীয় অ্যালকাইল হ্যালাইড SN1-এ দ্রুত প্রতিক্রিয়া করে কারণ কার্বোকেশন বেশি স্থিতিশীল।

রিয়েক্ট্যান্টের ঘনত্ব: সাধারণত ঘনত্ব বাড়লে প্রতিক্রিয়ার গতি বৃদ্ধি পায় (শূন্য-অর্ডারের ক্ষেত্রে ব্যতীত)।

তাপমাত্রা: তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে আরও বেশি অণু activation energy অতিক্রম করতে পারে।

সলভেন্টের প্রভাব: পোলার প্রোটিক সলভেন্ট SN1-কে সুবিধাজনক করে; পোলার অ্যাপ্রোটিক সলভেন্ট SN2-কে সুবিধাজনক করে।

ক্যাটালিস্টের উপস্থিতি: নিম্ন activation energy সহ বিকল্প পথ তৈরি করে গতি বাড়ায়।

Steric Effect (আয়তনিক প্রভাব): বড় গ্রুপ প্রতিক্রিয়াকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে, বিশেষ করে SN2-তে।

Leaving Group-এর প্রকৃতি: ভালো leaving group (I⁻, Br⁻) substitution প্রতিক্রিয়াকে দ্রুত করে।
 
গতি প্রভাবিত না করা ফ্যাক্টর:
উৎপাদের ভৌত অবস্থা: গতি শুধুমাত্র রিয়েক্ট্যান্টের উপর নির্ভর করে।

পাত্রের আয়তন (যদি ঘনত্ব পরিবর্তন না হয়): কেবল পাত্রের আকার পরিবর্তন করলে গতি প্রভাবিত হয় না।

রিয়েক্ট্যান্ট বা প্রোডাক্টের রঙ: গতি কোনোভাবেই রঙের উপর নির্ভর করে না।

অতীত সময়কাল: বিক্রিয়ার গতি বর্তমান অবস্থার উপর নির্ভর করে, অতীতের উপর নয়।
 
? Tip: When analyzing reaction rates, focus on reactants, temperature, solvent, catalyst, steric factors, and leaving group, and ignore factors like product state or color.


Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২৮.
Activation energy (Ea) in a reaction is: (বিক্রিয়ায় অ্যাক্টিভেশন এনার্জি (Ea) কী?)
  1. Energy released in the reaction

    (বিক্রিয়ায় মুক্ত হওয়া শক্তি)

  2. Minimum energy required to reach the transition state

    (ট্রানজিশন স্টেটে পৌঁছানোর জন্য ন্যূনতম শক্তি)

  3. Difference between products and reactants energy 
    (উৎপাদ এবং বিক্রিয়কের শক্তির পার্থক্য)
  4. Energy lost as heat (তাপ রুপে হারানো শক্তি)
ব্যাখ্যা

Explanation: Activation energy is the minimum energy needed for reactants to reach the transition state.

বাংলা ব্যাখ্যা: অ্যাক্টিভেশন এনার্জি বা সক্রিয়ন শক্তি হলো বিক্রিয়ার জন্য বিক্রিয়ককে ট্রানজিশন স্টেটে পৌঁছানোর ন্যূনতম শক্তি।



Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

২৯.
Which statement is correct regarding SN2 and SN1 reactions in terms of kinetics and energetics?
(SN2 এবং SN1 বিক্রিয়ার কাইনেটিক্স ও এনার্জেটিক্স সম্পর্কিত কোন বিবৃতিটি সঠিক?)
  1. SN2 is first-order, SN1 is second-order
    (SN2 প্রথম-ক্রম, SN1 দ্বিতীয়-ক্রম
  2. SN2 has a single transition state, SN1 involves a carbocation intermediate
    (SN2 এর একটি একক ট্রানজিশন স্টেট, SN1 এ অন্তর্বর্তী কার্বোক্যাটায়ন থাকে)
  3. Both SN1 and SN2 have the same activation energy
    (SN1 ও SN2 এর একই অ্যাক্টিভেশন এনার্জি)
  4. SN1 is faster for primary alkyl halides than tertiary
    (SN1 প্রাথমিক অ্যালকাইল হ্যালাইডের জন্য তৃতীয় স্তরের তুলনায় দ্রুত)
ব্যাখ্যা

Explanation: SN2 is a single-step process with one transition state, while SN1 proceeds via a carbocation intermediate.

বাংলা ব্যাখ্যা: SN2 এক ধাপের বিক্রিয়া এবং এক ট্রানজিশন স্টেট থাকে, SN1 অন্তর্বর্তী কার্বোক্যাটায়ন মাধ্যমে ঘটে।



Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

৩০.
For a multi-step organic reaction, which step determines the overall rate? (একাধিক ধাপের জৈব বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে কোন ধাপ বিক্রিয়ার সামগ্রিক হার নির্ধারণ করে?)
  1. Fastest step (সর্বাধিক দ্রুত ধাপ)
  2. Slowest step (rate-determining step) (সর্বাধিক ধীর ধাপ)
  3. Any intermediate step (যেকোনো অন্তর্বর্তী ধাপ)
  4. Last step only (শুধুমাত্র শেষ ধাপ)
ব্যাখ্যা

Explanation: The rate-determining step is the slowest step and controls the overall reaction rate.
বাংলা ব্যাখ্যা: হারের নির্ধারক ধাপ হল সবচেয়ে ধীর ধাপ, যা মোট বিক্রিয়ার হারের নিয়ন্ত্রণ করে।

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl + উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন বই।

৩১.
What is a solvolytic reaction?   

(সোলভোলাইটিক বিক্রিয়া কী?)

  1. A reaction in which the solvent acts as the nucleophile(একটি বিক্রিয়া যেখানে দ্রাবক নিউক্লিওফাইল হিসেবে কাজ করে)
  2. A reaction that occurs only in nonpolar solvents

    (শুধুমাত্র ননপোলার দ্রাবকে ঘটে এমন বিক্রিয়া)

  3. A reaction involving free radicals

    (ফ্রি র‍্যাডিক্যাল যুক্ত বিক্রিয়া)

  4. A reaction that forms a precipitate

    (একটি বিক্রিয়া যেখানে অধঃক্ষেপ তৈরি হয়)

ব্যাখ্যা

Explanation: 

Definition
English:
A solvolytic reaction is a type of substitution or elimination reaction in which the solvent acts as the nucleophile. In other words, the solvent itself participates in the reaction by attacking the substrate, leading to product formation.

Bangla:
Solvolytic প্রতিক্রিয়া হলো এমন একটি Substitution বা Elimination প্রতিক্রিয়া যেখানে সলভেন্ট নিজেই নিউক্লিওফাইলের মতো কাজ করে। অর্থাৎ, সলভেন্ট substrate-এর আক্রমণে অংশগ্রহণ করে এবং প্রোডাক্ট তৈরি করে।

 
Key Points
Commonly occurs in polar protic solvents (like water, alcohols).
Often follows the SN1 mechanism because the solvent can stabilize the carbocation intermediate.
The rate of reaction depends on substrate concentration (first-order for SN1 solvolysis).
Can lead to substitution (solvolysis) products or sometimes elimination products, depending on conditions.



Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

৩২.
Which type of substrate favors an SN1 solvolytic reaction?

(SN1 সোলভোলাইটিক বিক্রিয়ার জন্য কোন ধরনের সাবস্ট্রেট বা বিকারক সুবিধাজনক?)

  1. Tertiary alkyl halides
  2. Primary alkyl halides
  3. Methyl halides
  4. All halides equally
ব্যাখ্যা

Explanation: Tertiary carbocations are more stable, making SN1 favorable.

বাংলা ব্যাখ্যা: টারশিয়ারি কার্বোক্যাটায়ন বেশি স্থিতিশীল হওয়ায় SN1 বিক্রিয়ায় সুবিধাজনক।

A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৩৩.
Which solvent is most likely to favor an SN1 solvolysis reaction? (কোন দ্রাবক SN1 সোলভোলাইটিক বিক্রিয়ার জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত?)
  1. Acetone (অ্যাসিটোন)
  2. Water (HO) (পানি)
  3. DMSO (ডাইমেথাইল সালফক্সাইড)
  4. Ether (ইথার)
ব্যাখ্যা

Explanation: Polar protic solvents like water stabilize carbocations and favor SN1 reactions.

বাংলা ব্যাখ্যা: পানির মতো পোলার প্রোটিক দ্রাবক  carbocationকে স্থিতিশীল করে এবং SN1 বিক্রিয়াকে উৎসাহিত করে।

A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৩৪.
Which statement is true regarding SN2 solvolysis?
(SN2 সোলভোলাইটিক বিক্রিয়ার সম্পর্কে কোন বিবৃতি সঠিক?)
  1. It proceeds via a carbocation intermediate
    (অন্তর্বর্তী কার্বোক্যাটায়ন সৃষ্টির মাধ্যমে অগ্রসর হয়)
  2. It shows inversion of configuration
    (কনফিগারেশন উল্টো হয়ে যায়)
  3. It is favored by tertiary alkyl halide
    (tertiary অ্যালকাইল হ্যালাইড SN2-কে সুবিধাজনক করে)
  4. It follows first-order kinetics

    (১ম ক্রম কাইনেটিক্স অনুসরণ করে)

ব্যাখ্যা

Explanation: SN2 reactions are single-step, with nucleophile attacking opposite side → inversion of configuration.

বাংলা ব্যাখ্যা: SN2 বিক্রিয়ায় এক ধাপে ঘটে এবং নিউক্লিওফাইল বিপরীত দিক থেকে আক্রমণ করে, ফলে কনফিগারেশন উল্টো হয়ে যায়।




A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৩৫.
Which factor does NOT significantly influence the rate or pathway of solvolytic reactions?

(সোলভোলাইটিক বিক্রিয়ার হার বা পথকে কোন কারণ উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে না?)

  1. Nature of substrate  (বিকারকের ধরন)
  2. Type of solvent (দ্রাবকের ধরন)
  3. Strength of nucleophile (নিউক্লিওফাইলের শক্তি)
  4. Color of solvent (দ্রাবকের রঙ)
ব্যাখ্যা

Explanation:
Solvolysis depends on
substrate,
solvent,
leaving group, and
nucleophile strength.

The color of solvent has no effect
.

বাংলা ব্যাখ্যা: সোলভোলাইজিসে বিকারক, দ্রাবক পোলারিটি, লিভিং  গ্রুপ, এবং নিউক্লিওফাইলের শক্তি প্রভাব ফেলে; দ্রাবকের রঙের কোনো প্রভাব নেই।

A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৩৬.
Which of the following is an ambident nucleophile?

(নিম্নলিখিত কোনটি অ্যাম্বিডেন্ট নিউক্লিওফাইল?)

  1. OH+
  2. CN-
  3. Cl-
  4. NH3
ব্যাখ্যা

Explanation: 

Definition
English:
An ambident nucleophile is a nucleophile that has two or more reactive sites through which it can attack an electrophile.

Bangla:
অ্যাম্বিডেন্ট নিউক্লিওফাইল হলো এমন একটি নিউক্লিওফাইল যার দুটি বা ততোধিক আক্রমণযোগ্য স্থান (reactive site) থাকে।

 
Examples of Ambident Nucleophiles
CNO⁻ (Cyanate ion) – reactive at C or O
SCN⁻ (Thiocyanate ion) – reactive at S or N
NO₂⁻ (Nitrite ion) – reactive at N or O
Enolate ions – reactive at α-C or O
 
? Tip: Ambident nucleophiles can attack through different sites, potentially forming regioisomeric products depending on conditions.


A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl.

৩৭.
When cyanide ion (CN) reacts with an alkyl halide, the major product is usually:

(যখন সায়ানাইড আয়ন (CN) একটি অ্যালকাইল হ্যালাইডের সঙ্গে বিক্রিয়া করে, মুখ্য উৎপাদ সাধারণত কোনটি হয়?) 

  1. R–CN (nitrile)
  2. R–NC (isonitrile)
  3. R–OH
  4. R–Br
ব্যাখ্যা

Explanation: The carbon end of CN⁻ is more nucleophilic, so attack occurs predominantly through carbon, forming nitriles.

বাংলা ব্যাখ্যা: CN⁻ এর কার্বন প্রান্তটি বেশি নিউক্লিওফিলিক হওয়ায় এটি প্রধানত কার্বনের মাধ্যমে আক্রমণ করে এবং নাইট্রাইল তৈরি করে।




Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl  

৩৮.
Nitrite ion (NO2-) can react with alkyl halides to give two products. Which statement is correct?
(নাইট্রাইট আয়ন (NO2-) অ্যালকাইল হ্যালাইডের সঙ্গে বিক্রিয়া করে দুটি উৎপাদ উৎপন্ন করে। কোন বিবৃতিটি সঠিক?)
  1. It reacts only via oxygen
  2. It reacts only via nitrogen
  3. It can react via nitrogen or oxygen
  4. It does not react in substitution reactions
ব্যাখ্যা

Explanation: NO₂⁻ is an ambident nucleophile and can attack via N (forming nitro compounds) or O (forming alkyl nitrites).

বাংলা ব্যাখ্যা: NO₂⁻ একটি অ্যাম্বিডেন্ট নিউক্লিওফাইল এবং এটি নাইট্রোজেনের মাধ্যমে (নাইট্রো যৌগ) বা অক্সিজেনের মাধ্যমে (অ্যালকাইল নাইট্রাইট) আক্রমণ করতে পারে।



Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৩৯.
Which factor does not affect the site of attack in substitution reactions of ambident nucleophiles? (অ্যাম্বিডেন্ট নিউক্লিওফাইলের সাবস্টিটিউশন বিক্রিয়ায় আক্রমণের স্থান কোনটি প্রভাবিত করে না?)
  1. Type of electrophile
  2. Solvent used
  3. Reaction temperature
  4. Color of the nucleophile
ব্যাখ্যা

Explanation: The site of attack depends on the
nucleophilicity of the atoms,
electrophile,
solvent, and
temperature,

but the color has no effect.

বাংলা ব্যাখ্যা: আক্রমণের স্থান নির্ভর করে নিউক্লিওফাইলের কার্যক্ষমতা, ইলেকট্রোফাইল, দ্রাবক এবং তাপমাত্রার উপর, তবে রঙ কোনো প্রভাব ফেলে না।

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৪০.
Which of the following is an example of a 4-center (pericyclic) addition reaction?  (নিম্নলিখিত কোনটি ৪-কেন্দ্রিক (পেরিসাইক্লিক) সংযোজন বিক্রিয়ার উদাহরণ?)
  1. Diels–Alder reaction
  2. Michael addition
  3. Friedel–Crafts alkylation
  4. Grignard reaction
ব্যাখ্যা

Explanation: 

English:
A 4-center pericyclic addition reaction is a type of concerted (single-step) reaction where two π bonds reorganize simultaneously to form two new σ bonds through a cyclic transition state involving four atoms. This belongs to the class of cycloaddition reactions.

Bangla:
৪-সেন্টার পেরিসাইক্লিক সংযোজন  বিক্রিয়া হলো একটি কনসার্টেড concerted (এক ধাপের)  বিক্রিয়া, যেখানে দুটি π-বন্ড একসাথে পুনর্বিন্যাসিত হয়ে দুটি নতুন σ-বন্ড তৈরি করে, এবং এই প্রক্রিয়ায় চারটি পরমাণু যুক্ত একটি সাইক্লিক ট্রানজিশন স্টেট গঠিত হয়। এটি Cycloaddition প্রতিক্রিয়ার একটি ধরন।

 
Most Common Example
The [2+2] cycloaddition reaction:

Two alkenes (each contributing 2 π-electrons) combine to form a cyclobutane ring.
This reaction is symmetry-forbidden thermally but allowed under photochemical conditions (explained by FMO theory).



The Diels–Alder reaction involves a 4 π-electron system (diene) reacting with a 2 π-electron dienophile in a concerted manner, making it a classic 4-center pericyclic reaction.

বাংলা ব্যাখ্যা: ডাইলস–আলডার বিক্রিয়ায় ৪ π-ইলেকট্রন সিস্টেম একটি ২ π-ইলেকট্রন ডায়েনফাইলের সঙ্গে মিলিত হয়, যা একসাথে ঘটে, তাই এটি একটি ৪-কেন্দ্রিক অ্যাডিশন।



Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৪১.
In the Diels–Alder reaction, the stereochemistry of the dienophile is preserved in the product. This is because the reaction is: (ডাইলস–আলডার বিক্রিয়ায়, ডায়েনোফাইলের স্টেরিওকেমিস্ট্রি উৎপাদে অক্ষুণ্ণ থাকে। এর কারণ কী?)
  1. Radical
  2. Concerted
  3. Stepwise
  4. Photochemical
ব্যাখ্যা

Explanation: In concerted reactions, all bonds are formed simultaneously, which retains the stereochemistry of the reacting molecules.

বাংলা ব্যাখ্যা: কনসার্টেড (একসাথে ঘটে এমন) বিক্রিয়ায় সব বন্ধন একসাথে তৈরি হয়, তাই বিক্রিয়াশীল অণুর স্টেরিওকেমিস্ট্রি অক্ষুণ্ণ থাকে। 

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৪২.
Which of the following is not a characteristic of multicenter (pericyclic) reactions?  (নিম্নলিখিত কোনটি মাল্টিসেন্টার (পেরিসাইক্লিক) বিক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য নয়?)
  1. They proceed via cyclic transition states
  2. They often follow the Woodward–Hoffmann rules
  3. They involve discrete carbocation intermediates
  4. They can be thermally or photochemically induced
ব্যাখ্যা

Explanation: Multicenter reactions do not involve discrete intermediates; they are concerted processes via a cyclic transition state.

বাংলা ব্যাখ্যা: মাল্টিসেন্টার বিক্রিয়ায় পৃথক অন্তর্বর্তী কার্বোক্যাটায়ন থাকে না; এরা কনসার্টেড ও সাইক্লিক ট্রানজিশন স্টেটের মাধ্যমে ঘটে।

Multicenter Reactions
Definition (সংজ্ঞা)
English:
A multicenter reaction is a type of pericyclic reaction in which several atoms (more than two) are simultaneously involved in the making and breaking of bonds through a concerted cyclic transition state.

Bangla:
মাল্টিসেন্টার প্রতিক্রিয়া হলো এক ধরনের পারিসাইক্লিক প্রতিক্রিয়া, যেখানে একাধিক (দুইয়ের বেশি) পরমাণু একসাথে নতুন বন্ধন তৈরি ও পুরনো বন্ধন ভাঙার প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে, এবং এটি ঘটে একটি সাইক্লিক ট্রানজিশন স্টেটের মাধ্যমে।

 
Features (বৈশিষ্ট্যসমূহ)
Concerted Mechanism   
প্রতিক্রিয়া এক ধাপেই ঘটে, কোন ইন্টারমিডিয়েট ছাড়া।

Cyclic Transition State     
অণুর অরবিটালগুলো সাইক্লিকভাবে overlap করে।

Number of Centers         
প্রতিক্রিয়ায় একসাথে ৪, ৬, ৮ বা তারও বেশি কেন্দ্র (atoms) অংশ নিতে পারে।

Types of Reactions               
[4+2] Cycloaddition (Diels–Alder) → ৬-center reaction 
[2+2] Cycloaddition → ৪-center reaction
Sigmatropic rearrangements → বিভিন্ন multicenter pathways

Orbital Symmetry Control       
Woodward–Hoffmann rules অনুযায়ী  বিক্রিয়ার অনুমোদন  (allowed/forbidden) নির্ভর করে HOMO-LUMO overlap ও orbital symmetry-র উপর।

Thermal vs Photochemical   
কিছু প্রতিক্রিয়া কেবল তাপে (thermal) ঘটে, আবার কিছু শুধুমাত্র আলো (photochemical) প্রয়োজন হয়।
 

Examples of Multicenter Reactions

Diels–Alder reaction ([4+2]) → 6-center
[2+2] Cycloaddition → 4-center
Claisen rearrangement (Sigmatropic) → 6-center
Cope rearrangement → 6-center

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl.

৪৩.
The Diels–Alder reaction of cyclopentadiene with maleic anhydride gives endo product predominantly. This preference is due to: (সাইক্লোপেন্টাডায়িন এবং ম্যালিক অ্যানহাইড্রাইডের ডাইলস–আলডার বিক্রিয়া প্রধানত এন্ডো উৎপাদ দেয়। এই প্রাধান্যের কারণ কী?)
  1. Steric hindrance
  2. Secondary orbital interactions
  3. Electrostatic attraction
  4. Radical stabilization
ব্যাখ্যা

Explanation: The endo rule states that the substituents on the dienophile prefer to orient towards the π-system of the diene to maximize favorable secondary orbital interactions.

বাংলা ব্যাখ্যা: এন্ডো পণ্যটি প্রধানত ধরা হয় কারণ ডায়েনফাইলের group-গুলি ডায়েনের π-সিস্টেমের দিকে অভিমুখী হয়, যা সেকেন্ডারি অরবিটাল ইন্টারঅ্যাকশনকে বাড়ায়।



Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl 

৪৪.
Which of the following statements about [2+2] cycloaddition is correct under thermal and photochemical conditions? (তাপীয় এবং ফোটোকেমিক্যাল শর্তে [2+2] সাইক্লোঅ্যাডিশন সম্পর্কিত নিম্নলিখিত কোন বিবৃতি সঠিক?)
  1. Thermally allowed, photochemically forbidden
  2. Thermally forbidden, photochemically allowed
  3. Both thermally and photochemically allowed
  4. Both thermally and photochemically forbidden
ব্যাখ্যা

Explanation: According to Woodward–Hoffmann rules, [2+2] cycloaddition is forbidden thermally (conservation of orbital symmetry) but can proceed under photochemical excitation.

বাংলা ব্যাখ্যা: উডওয়ার্ড–হফম্যান নিয়ম অনুযায়ী [2+2] সাইক্লোঅ্যাডিশন তাপীয়ভাবে নিষিদ্ধ, তবে ফোটোকেমিক্যালি সম্ভব।

Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl.

৪৫.
Which of the following carbocations is the most stable? (নিম্নলিখিত কোন কার্বোক্যাটায়নটি সবচেয়ে স্থিতিশীল?)
  1. Primary (1°) carbocation 
  2. Secondary (2°) carbocation
  3. Tertiary (3°) carbocation
  4. Methyl carbocation
ব্যাখ্যা

Explanation: Carbocation stability increases as the number of alkyl groups increases due to hyperconjugation and inductive effects: Tertiary (3°) > Secondary (2°) > Primary (1°) > Methyl. (কার্বোক্যাটায়ন স্থায়িত্ব অ্যালকাইল গ্রুপের সংখ্যার সাথে বাড়ে। তাই তিন ডিগ্রি (3°) > দুই ডিগ্রী (2°) > এক ডিগ্রী (1°) > মিথাইল।)



Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

৪৬.
Which rearrangement occurs in the following reaction? (নিম্নলিখিত বিক্রিয়ায় কোন পুনর্বিন্যাস ঘটে?)

(CH3)2CH–CH2+ ?

  1. No rearrangement 
  2. Hydride shift 
  3. Alkyl shift 
  4. Ring expansion
ব্যাখ্যা

The secondary (2°) carbocation rearranges by a hydride shift to form a more stable tertiary (3°) carbocation. (দুই ডিগ্রী (2°) কার্বোক্যাটায়ন হাইড্রাইড শিফটের মাধ্যমে তিন ডিগ্রি (3°) কার্বোক্যাটায়নে রূপান্তরিত হয়।)

Hydride shift is a carbocation rearrangement in which a hydrogen atom in a carbocation migrates to the carbon atom bearing the formal charge of +1 (carbon 2) from an adjacent carbon (carbon 1).





Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

৪৭.
What is the principal substitution product of the following reaction? নিম্নের বিক্রিয়ার প্রধান প্রতিস্থাপিত উৎপাদ কোনটি? 


    ব্যাখ্যা

    Stability of carbocations: tertiary > secondary > primary. A less stable carbocation can rearrange to a more stable carbocation. These rearrangements involve the migration of an alkyl group or a hydrogen atom from a carbon atom to an adjacent carbon atom:

    (কার্বোক্যাটায়নের স্থায়িত্বের ক্রম হলো: টারশিয়ারি > সেকেন্ডারি > প্রাইমারি। একটি কম স্থিতিশীল কার্বোক্যাটায়ন প্রায়ই আরও স্থিতিশীল কার্বোক্যাটায়নে রূপান্তরিত হয়। এই রূপান্তরের সময়, একটি পার্শ্ববর্তী কার্বন থেকে হাইড্রোজেন বা আলকাইল গ্রুপ সরে এসে কার্বোক্যাটায়নের স্থায়িত্ব বৃদ্ধি করে।)



    Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

    ৪৮.
    The rearrangement of 3° carbocation to another 3° carbocation is mainly driven by: (একটি ৩° কার্বোক্যাটায়ন থেকে আরেকটি ৩° কার্বোক্যাটায়নে পুনর্বিন্যাস প্রধানত কোন কারণে ঘটে?)
    1. Inductive effect only 
    2. Formation of resonance-stabilized cation
    3. Hyperconjugation increase
    4. Both b and c
    ব্যাখ্যা

    Explanation: Even if both are tertiary (3°), rearrangement may occur if the new carbocation is resonance stabilized or has more hyperconjugation. (যদিও উভয়ই  তিন ডিগ্রি (3°) কার্বোক্যাটায়ন, রেজোন্যান্স স্থায়িত্ব বেশি হলে বা  হাইপারকনজুগেশন সংখ্যা বেশি হলে পুনর্বিন্যাস বা স্থানান্তর ঘটে।)


    Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

    ৪৯.
    Which rearrangement takes place in the following case? (নিম্নলিখিত ক্ষেত্রে কোন ধরনের পুনর্বিন্যাস ঘটে?)

    Cyclobutyl carbocation ?

    1. Hydride shift 
    2. Alkyl shift 
    3. Ring expansion 
    4. No rearrangement
    ব্যাখ্যা

    Explanation: Small-ring carbocations like cyclobutyl are unstable due to angle strain. They undergo ring expansion to form a more stable carbocation. (ছোট রিং কার্বোক্যাটায়ন কৌণিক স্ট্রেইনের কারণে রিং এক্সপ্যানশন করে বেশি স্থিতিশীল কার্বোক্যাটায়ন তৈরি করে, যেমন সাইক্লোবিউটাইল থেকে সাইক্লোপেন্টাইল।)




    Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl

    ৫০.
    What will be the major product if 2-methyl-1-butene undergoes acid-catalyzed hydration? (২-মিথাইল-১-বিউটিন অ্যাসিড ক্যাটালাইজড হাইড্রেশনে গেলে প্রধান উৎপাদ কোনটি হবে?)
    1. 2-methyl-2-butanol
    2. 3-methyl-2-butanol
    3. 2-methyl-1-butanol
    4. 3-methyl-1-butanol
    ব্যাখ্যা

    Explanation: Protonation gives a secondary (2°) carbocation, which rearranges via a hydride shift to a tertiary (3°) carbocation. Water then attacks, giving the tertiary alcohol.

    (প্রোটোনেশনে দুই ডিগ্রী (2°) কার্বোক্যাটায়ন তৈরি হয়, যা হাইড্রাইড শিফটে তিন ডিগ্রি (3°) কার্বোক্যাটায়নে রূপান্তরিত হয়। শেষে পানি (নিউক্লিওফাইল) আক্রমণ করে তিন ডিগ্রি (3°) অ্যালকোহল উৎপন্ন করে।)


    Source: A Textbook of Organic Chemistry - Arun Bahl, B.S. Bahl