पी-ब्लॉक तत्वों के गुणों में रुझान।

(ए) समूह 13 तत्व: बोरॉन परिवार

ऑक्सीकरण अवस्था और रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता में रुझान:

$ \text{General Oxidation State} =+3$.

अम्ल और क्षार के प्रति प्रतिक्रियाशीलता

$ 2Al(s) + 6HCl(aq) \longrightarrow 2 AI^{3+} (aq) + 6 CI^-(aq) + 3H_2(g)$

$2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H_2O(1) \longrightarrow 2Na^+[Al(OH)_4]^-(aq)+3H_2(g)$ $\hspace{60mm} \text{Sodium tetrahydroxoaluminate(lll)} $

हैलोजन के प्रति प्रतिक्रियाशीलता

$ 2 E(s)+3 $

बोरोन (बी):

बोरोन और उसके यौगिकों की कुछ महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएँ:

• जैसे छोटे अमीन $NH_3, CH_3 NH_2$ और $(CH_3)_2 NH$ डाइबोरेन का असममित विदलन दीजिए।

• $B_2 H_6+2 NH_3 \longrightarrow [H_2 B(NH_3)_2]^{+} + [BH_4]^{-}$

$\quad$ जैसे बड़े अमीन $(CH_3)_3 N$ और पाइरीडीन डाइबोरेन का सममित विदलन देते हैं।

• $2(CH_3)_3 N+B_2 H_6 \longrightarrow 2 H_3 B \longleftarrow N(CH_3)_3$

$\quad$ $B_2 H_6 + 2 CO \xrightarrow {200^{\circ} C, 20 atm} 2 BH_3 CO \text { (borane carbonyl) }$

(बी) समूह 14 तत्व: कार्बन परिवार

कार्बन $(\mathrm{C})$, सिलिकॉन $(\mathrm{Si})$, जर्मेनियम $(\mathrm{Ge})$, टिन $(\mathrm{Sn})$ और नेतृत्व $(\mathrm{Pb})$ समूह 14 के सदस्य हैं.

इलेक्ट्रोनिक विन्यास $=\mathrm{ns}^{2} \mathrm{np}^{2}$.

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ और रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता में रुझान

सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $=+4$ और $+2$ . कार्बन भी नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है। भारी सदस्यों में दिखाने की प्रवृत्ति होती है $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था क्रम में बढ़ती है $\mathrm{Ge}<\mathrm{Sn}<\mathrm{Pb}$.

(i) ऑक्सीजन के प्रति प्रतिक्रियाशीलता:

ऑक्सीजन में गर्म करने पर सभी सदस्य ऑक्साइड बनाते हैं। ऑक्साइड मुख्य रूप से दो प्रकार के होते हैं, यानी मोनोऑक्साइड और फॉर्मूला डाइऑक्साइड $\mathrm{MO}$ और $\mathrm{MO}_{2}$ क्रमश।

(ii) पानी के प्रति प्रतिक्रियाशीलता:

टिन भाप को विघटित करके डाइऑक्साइड और डाइहाइड्रोजन गैस बनाता है।

(iii) हैलोजन के प्रति प्रतिक्रियाशीलता:

ये तत्व सूत्र के हैलाइड बना सकते हैं $MX_2$ और $MX_4$ ( कहाँ $X=F, cl$ $Br, I$). समूह में नीचे की ओर डाइहैलाइड्स की स्थिरता बढ़ जाती है।

कार्बन का असामान्य व्यवहार:

श्रृंखला :

श्रृखंला का क्रम है $\mathrm{C}> >\mathrm{Si}>\mathrm{Ge} \approx \mathrm{Sn}$. लीड श्रृखला नहीं दिखाता है। शृंखला तथा के गुण के कारण $p \pi-p \pi$ बांड निर्माण, कार्बन एलोट्रोपिक रूप दिखाने में सक्षम है।

गहरा संबंध $\hspace{10mm}$ बॉन्ड एन्थैल्पी (kJ mol-1)

$C \text{\textemdash} C\hspace{15mm} 348$

$Ge \text{\textemdash} Ge\hspace{12mm} 260$

$Si \text{\textemdash} Si\hspace{13mm} 297$

$Sn \text{\textemdash} Sn\hspace{12mm} 240$

कार्बन के अपररूप

हीरा:

क्रिस्टलीय जाली $\mathrm{sp}^{3}$ टेट्राहेड्रल तरीके से संकरित ऑर्बिटल्स का उपयोग करके संकरण और चार अन्य कार्बन परमाणुओं से जोड़ा गया। $\mathrm{C}-\mathrm{C}$ बांड की लंबाई है $154 \mathrm{pm}$. और कार्बन परमाणुओं का एक कठोर त्रि-आयामी नेटवर्क तैयार करता है।

ग्रेफाइट:

ग्रेफाइट में परतदार संरचना होती है। परतें वैन डेर वाल बलों द्वारा पकड़ी जाती हैं और दो परतों के बीच की दूरी होती है $340 \mathrm{pm}$. प्रत्येक परत कार्बन परमाणुओं के समतल षट्कोणीय वलय से बनी होती है। $\mathrm{C}-\mathrm{C}$ परत के भीतर बंधन की लंबाई है $141.5 \mathrm{pm}$. षट्कोणीय वलय में प्रत्येक कार्बन परमाणु गुजरता है $\mathrm{sp}^{2}$ संकरण ग्रेफाइट शीट के साथ बिजली का संचालन करता है। ग्रेफाइट परतों के बीच आसानी से टूट जाता है और इसलिए, यह बहुत नरम और फिसलन भरा होता है। इसी कारण ग्रेफाइट का उपयोग उच्च तापमान पर चलने वाली मशीनों में शुष्क स्नेहक के रूप में किया जाता है।

फुलरीन :

$C_{60}$ अणु का आकार सॉकर बॉल जैसा होता है और इसे बकमिनस्टरफुलरीन कहा जाता है। इसमें छब्बीस सदस्यीय वलय और बारह पाँच सदस्यीय वलय हैं। इस गेंद के आकार के अणु में 60 शीर्ष हैं और प्रत्येक पर एक कार्बन परमाणु का कब्जा है और इसमें एकल और दोहरे दोनों बंधन भी शामिल हैं $\mathrm{C}-\mathrm{C}$ की दूरी $143.5 \mathrm{pm}$ और $138.3 \mathrm{pm}$ क्रमश।

सीओ की कुछ महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएँ, $CO_2$ और धातु कार्बाइड:

- सिलिकेट्स का वर्गीकरण:

(सी) चक्रीय सिलिकेट्स:

(डी) चेन सिलिकेट्स:

(ई) द्विआयामी शीट सिलिकेट्स:

ऐसे सिलिकेट्स में, प्रत्येक टेट्राहेड्रल के तीन ऑक्सीजन परमाणु आसन्न के साथ साझा किए जाते हैं $SiO_4^{4-}$ चतुष्फलकीय। इस तरह की साझेदारी सामान्य सूत्र के साथ दो आयामी शीट संरचना बनाती है $(Si_2 O_5)_{n}{ }^{2 n-}$

(एफ) तीन आयामी शीट सिलिकेट्स:

ये सिलिकेट्स आसन्न के साथ साझा करने में सभी चार ऑक्सीजन परमाणुओं को शामिल करते हैं $\mathrm{SiO}_{4}^{4-}$ चतुष्फलकीय इकाइयाँ।

सिलिकॉन:

$\bullet \hspace{1mm}$ सिलिकॉन केवल निम्नलिखित प्रकार के यौगिकों से तैयार किया जा सकता है। (मैं) $R_3 SiCl$ (ii) $R_2 SiCl_2$ (iii) $RSiCl_3$

$\bullet \hspace{1mm}$ के हाइड्रोलिसिस से सिलिकॉन $(CH_3)_3$ SiCl

$ 2(CH_3)_3 SiCl \xrightarrow{H_2 O} 2(CH_3)_3 Si(OH) \longrightarrow$

$\bullet \hspace{1mm}$ के मिश्रण के हाइड्रोलिसिस से सिलिकॉन $(CH_3)_3 SiCl \And (CH_3)_2 SiCl_2$

$\bullet \hspace{1mm}$ जब कोई यौगिक पसंद हो $CH_3 SiCl_3$ हाइड्रोलिसिस से गुजरता है, एक जटिल क्रॉसलिंक्ड पॉलिमर प्राप्त होता है।

$\bullet \hspace{1mm}$ सिलिकॉन-ऑक्सीजन श्रृंखला के साथ हाइड्रोकार्बन परत सिलिकॉन को जल-विकर्षक बनाती है।

समूह 15 तत्व: नाइट्रोजन परिवार

इलेक्ट्रोनिक विन्यास : $ns^2 np^3 $.

परमाणु और आयनिक त्रिज्या:

समूह में नीचे की ओर सहसंयोजक और आयनिक (एक विशेष अवस्था में) त्रिज्याएँ आकार में बढ़ती हैं।

भौतिक गुण:

इस समूह के सभी तत्व बहुपरमाणुक हैं। समूह में नीचे की ओर धात्विक गुण बढ़ता है। सामान्यतः समूह में क्वथनांक ऊपर से नीचे की ओर बढ़ता है लेकिन गलनांक आर्सेनिक तक बढ़ता है और फिर बिस्मथ तक घट जाता है। नाइट्रोजन को छोड़कर सभी तत्व अपरूपता दर्शाते हैं।

रासायनिक गुण :

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ और रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता में रुझान:

इन तत्वों की सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ हैं $-3,+3$ और +5 . समूह में नीचे की ओर +5 ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता कम हो जाती है और +3 अवस्था की स्थिरता बढ़ जाती है (अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण) $; \mathrm{Bi}^{3+}>\mathrm{Sb}^{3+}>\mathrm{As}^{3+} ; \mathrm{Bi}^{5+}<\mathrm{Sb}^{5+}$ $<\mathrm{As}^{5+}$

नाइट्रोजन प्रदर्शित करता है $+1,+2,+4$ जब यह ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है तो ऑक्सीकरण अवस्था भी होती है।

नाइट्रोजन के असामान्य गुण:

(i) हाइड्राइड्स की स्थिरता कम हो जाती है $NH_3$ को $BiH_3$ जिसे उनके बंधन पृथक्करण एन्थैल्पी से देखा जा सकता है। परिणामस्वरूप, हाइड्राइड्स का अपचायक गुण बढ़ जाता है। क्रम में मौलिकता भी घटती जाती है $NH_3 > PH_3$ $>AsH_3>SbH_3 \geq BiH_3$.

समूह 15 तत्वों के हाइड्राइड के गुण

(ii) तत्व की उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्साइड निम्न ऑक्सीकरण अवस्था की तुलना में अधिक अम्लीय होता है। समूह में नीचे जाने पर उनका अम्लीय गुण कम हो जाता है। प्रकार के ऑक्साइड $E_2 O_3$ नाइट्रोजन और फास्फोरस पूर्णतः अम्लीय होते हैं, आर्सेनिक और एंटीमनी एम्फोटेरिक होते हैं और बिस्मथ मुख्यतः क्षारीय होते हैं।

(iii) नाइट्रोजन अपने संयोजकता कोश में डॉर्बिटल्स की अनुपलब्धता के कारण पेंटाहलाइड नहीं बनाती है। पेंटाहैलाइड्स ट्राइहैलाइड्स की तुलना में अधिक सहसंयोजक होते हैं। हैलाइड पानी में जल-अपघटित होकर ऑक्सीएसिड या ऑक्सीक्लोराइड बनाते हैं।

$PCl_3+H_2 \longrightarrow H_3 PO_3+HCl ;$

$ SbCl_3+ H_2 O \longrightarrow SbOCl \downarrow \text { (orange) }+2 HCl ; $

$BiCl_3+ H_2 O \longrightarrow BiOCl \downarrow \text { (white) }+2 HCl$

(iv) ये तत्व धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करके -3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करने वाले अपने द्विआधारी यौगिक बनाते हैं, जैसे, $Ca_3 N_2$ (कैल्शियम नाइट्राइड) $Ca_3 P_2$ (कैल्शियम फॉस्फाइड) और $Na_3 As_2$ (सोडियम आर्सेनाइड)।

नाइट्रोजन (एन) और उसके यौगिक:

$CaO+H_2 O \rightarrow Ca(OH)_2$; सुखाने के लिए उपयोग किया जाता है $NH_3$

नाइट्रोजन के ऑक्साइड

फॉस्फोरस (पी) और उसके यौगिक:

जब सफेद फास्फोरस को वायुमंडल में गर्म किया जाता है $CO_2$ या कोयला गैस पर $573 K$ लाल फास्फोरस उत्पन्न होता है। $\alpha$-जब लाल फास्फोरस को एक सीलबंद ट्यूब में गर्म किया जाता है तो काला फास्फोरस बनता है $803 K$. $\beta$-सफेद फास्फोरस को गर्म करके काला फास्फोरस तैयार किया जाता है $473 K$ उच्च दबाव में.

फॉस्फोरस के विभिन्न अपरूपों की थर्मोडायनामिक स्थिरता का क्रम: काला > लाल > सफेद

फॉस्फोरस के ऑक्सोएसिड

(डी) समूह 16 तत्व: ऑक्सीजन परिवार

इलेक्ट्रोनिक विन्यास : $ns^2 np^4$.

परमाणु और आयनिक त्रिज्या:

कोशों की संख्या में वृद्धि के कारण समूह में ऊपर से नीचे तक परमाणु और आयनिक त्रिज्याएँ बढ़ती हैं। हालाँकि, ऑक्सीजन परमाणुओं का आकार असाधारण रूप से छोटा है।

भौतिक गुण :

ऑक्सीजन और सल्फर गैर-धातु हैं, सेलेनियम और टेल्यूरियम मेटलॉइड हैं, जबकि पोलोनियम एक धातु है। पोलोनियम रेडियोधर्मी है और अल्पकालिक (आधा जीवन 13.8 दिन) है। समूह में नीचे की ओर परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ गलनांक और क्वथनांक बढ़ते हैं।

श्रृंखला :

समूह में नीचे की ओर श्रृखंला की प्रवृत्ति कम हो जाती है। यह गुण सल्फर द्वारा प्रमुखता से प्रदर्शित होता है $\left(\mathrm{S}_{8}\right)$. $\mathrm{S}-\mathrm{S}$ बंधन जैविक प्रणाली में महत्वपूर्ण है और सिस्टीन जैसे कुछ प्रोटीन और एंजाइमों में पाया जाता है।

रासायनिक गुण

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ और रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता में रुझान:

समूह के तत्व प्रदर्शित होते हैं $+2,+4,+6$ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ लेकिन +4 और +6 अधिक सामान्य हैं।

ऑक्सीजन का असामान्य व्यवहार:

ऑक्सीजन का असामान्य व्यवहार इसके छोटे आकार और उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी के कारण होता है। के अभाव $d$ ऑक्सीजन में ऑर्बिटल्स इसकी सहसंयोजकता को चार तक सीमित करते हैं।

(i) इनका अम्लीय गुण बढ़ जाता है $H_2 O$ को $H_2$ ते. अम्लीय चरित्र में वृद्धि को बंधन में कमी के संदर्भ में समझा जा सकता है $(H-E)$ समूह में पृथक्करण एन्थैल्पी।

बांड में कमी के कारण $(H-E)$ समूह में नीचे की ओर पृथक्करण एन्थैल्पी के कारण हाइड्राइडों की तापीय स्थिरता भी कम हो जाती है $H_2 O$ को $H_2 Po$. जल को छोड़कर सभी हाइड्राइडों में अपचायक गुण होता है और यह गुण बढ़ता है $H_2 S$ को $H_2$ ते.

समूह 16 तत्वों के हाइड्राइड के गुण

(ii) डाइऑक्साइड का अपचायक गुण कम हो जाता है $SO_2$ को $TeO_2 ; SO_2$ जबकि कम हो रहा है $TeO_2$ एक ऑक्सीकरण एजेंट है. ऑक्साइड आमतौर पर प्रकृति में अम्लीय होते हैं।

(iii) हैलाइडों की स्थिरता क्रम में घटती जाती है $\mathrm{F}>\mathrm{Cl}>\mathrm{Br}>\mathrm{I}$. सल्फर हेक्साफ्लोराइड $SF_6$ स्थैतिक कारणों से असाधारण रूप से स्थिर है।

प्रसिद्ध मोनोहैलाइड्स प्रकृति में डिमेरिक हैं, उदाहरण हैं $S_2 F_2$, $S_2 Cl_2, S_2 Br_2, Se_2 Cl_2$ और $Se_2 Br_2$. ये डिमेरिक हैलाइड नीचे दिए अनुसार अनुपातहीन होते हैं:

$ 2 Se_2 Cl_2 \longrightarrow SeCl_4 +3 Se $

$\text{ OXYGEN } (O_2) \text{ AND ITS COMPOUNDS :}$

सल्फर के ऑक्सो-एसिड

(ई) समूह 17 तत्व: हैलोजन परिवार

फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन और एस्टैटिन समूह 17 के सदस्य हैं।

इलेक्ट्रोनिक विन्यास : $\mathrm{ns}^{2} \mathrm{np}^{5}$

परमाणु और आयनिक त्रिज्या

अधिकतम प्रभावी परमाणु आवेश के कारण हैलोजन की संबंधित अवधि में सबसे छोटी परमाणु त्रिज्या होती है।

भौतिक गुण

फ्लोरीन और क्लोरीन गैसें हैं, ब्रोमीन एक तरल है जबकि आयोडीन एक ठोस है। परमाणु संख्या के साथ उनका गलनांक और क्वथनांक लगातार बढ़ता जाता है। $\mathrm{X}-\mathrm{X}$ क्लोरीन से आगे बंध वियोजन एन्थैल्पी अपेक्षित प्रवृत्ति दर्शाती है: $\mathrm{Cl}-\mathrm{Cl}>\mathrm{Br}-\mathrm{Br}>\mathrm{F}-\mathrm{F}>\mathrm{l}-\mathrm{l}$.

रासायनिक गुण

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ और रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता में रुझान

सभी हैलोजन -1 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। हालाँकि, क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन प्रदर्शित होते हैं $+1,+3,+5$ और +7 ऑक्सीकरण अवस्थाएँ भी।

$2F_2(g) + 2 H_2 O(\ell) \longrightarrow 4 H^+ (aq) + 4F^-(aq)+ O_2(g)$

$X_2(g) + H_2O(\ell) \longrightarrow HX(aq) + HOX(aq); \hspace{5mm} \text{(where X = Cl or Br )}$

$4l^-(aq) + 4H^+ (aq) + O_2(g) \longrightarrow 2 l_2 (s) + 2H_2 O(\ell)$

(एफ) समूह 18 तत्व: (शून्य समूह परिवार)

हीलियम, नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन, क्सीनन और रेडॉन।

$\circ $ वायु में सर्वाधिक प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व Ar है। वायु में प्रचुरता का क्रम Ar है $>$ $\mathrm{Ne}>\mathrm{Kr}>\mathrm{He}>\mathrm{Xe}$.

इलेक्ट्रोनिक विन्यास : $\mathrm{ns}^{2} \mathrm{np}{ }^{6}$

परमाणु त्रिज्या

परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ समूह में नीचे की ओर परमाणु त्रिज्या बढ़ती है।

भौतिक गुण:

सभी उत्कृष्ट गैसें मोनो-परमाणु हैं। वे रंगहीन और स्वादहीन होते हैं। ये पानी में बहुत कम घुलनशील होते हैं। उनके गलनांक और क्वथनांक बहुत कम होते हैं क्योंकि इन तत्वों में एकमात्र प्रकार की अंतरपरमाणु अंतःक्रिया कमजोर फैलाव बल है।

रासायनिक गुण :

सामान्य तौर पर, उत्कृष्ट गैसें सबसे कम प्रतिक्रियाशील होती हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता के प्रति उनकी जड़ता निम्नलिखित कारणों से जिम्मेदार है:

(i) हीलियम को छोड़कर उत्कृष्ट गैसें $1\mathrm{~s}^{2}$ पूरा भर गया है $n s^{2} n p^{6}$ उनके संयोजकता कोश में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास।

(ii) उनमें उच्च आयनीकरण एन्थैल्पी और अधिक धनात्मक इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी होती है। उत्कृष्ट गैसों की खोज के बाद से उनकी प्रतिक्रियाशीलता की कभी-कभी जांच की गई है, लेकिन उन्हें यौगिक बनाने के लिए प्रतिक्रिया करने के लिए मजबूर करने के सभी प्रयास कई वर्षों तक असफल रहे थे। मार्च 1962 में, ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय में नील बार्टलेट ने एक उत्कृष्ट गैस की प्रतिक्रिया देखी।

सबसे पहले, उन्होंने एक लाल यौगिक तैयार किया जिसे इस प्रकार तैयार किया गया है $O_2{ }^+ PtF_6{ }^- $. तब उन्हें एहसास हुआ कि आणविक ऑक्सीजन की पहली आयनीकरण एन्थैल्पी $ (1175 KJ mol^{-1}) $ उस क्सीनन के लगभग समान था $(1170 KJ mol$ ${ }^{-1})$. उन्होंने उसी प्रकार का यौगिक तैयार करने का प्रयास किया $Xe^+ PtF_6{ }^- $मिश्रण करके $ Pt_6$ और क्सीनन. इस खोज के बाद, मुख्य रूप से फ्लोरीन और ऑक्सीजन जैसे अधिकांश विद्युत ऋणात्मक तत्वों वाले कई क्सीनन यौगिकों को संश्लेषित किया गया है।

$\circ$ यदि हीलियम को संपीड़ित और द्रवीकृत किया जाए तो यह बनता है $He(I)$ पर तरल $4.2 K$. यह तरल किसी भी अन्य तरल की तरह एक सामान्य तरल है। लेकिन अगर इसे और ठंडा किया जाए तो $He(II)$ पर प्राप्त होता है $2.2 K$, जिसे सुपर तरल पदार्थ के रूप में जाना जाता है, क्योंकि यह गैसों के गुणों वाला तरल है। यह कंटेनर की दीवारों पर चढ़ जाता है और बाहर आ जाता है। इसकी तापीय चालकता बहुत अधिक है &amp; चिपचिपापन बहुत कम है।

क्लैथेरेट यौगिक:

बर्फ के निर्माण के दौरान Xe परमाणु बर्फ की क्रिस्टल संरचना में पानी के अणुओं द्वारा निर्मित गुहाओं (या पिंजरों) में फंस जाएंगे। इस प्रकार प्राप्त यौगिकों को क्लैथेरेट यौगिक कहा जाता है।

क्लैथ्रेट रेडियोधर्मी आइसोटोप के भंडारण का एक सुविधाजनक साधन प्रदान करता है $\mathrm{Kr}$ और $\mathrm{Xe}$ परमाणु रिएक्टरों में उत्पादित।