उत्तर:(c) $Ga$

स्पष्टीकरण:

गैलियम में क्रिस्टल संरचना अलग होती है, जिससे गैलियम के लगभग अलग-अलग $ \mathrm{Ga}_{2}$ अणु होते हैं, इसलिए इसका गलनांक सबसे कम होता है। गैलियम $30^{\circ} \mathrm{C}$ से $200,0^{\circ} \mathrm{C}$ तक तरल अवस्था में रहता है और इसलिए इसका उपयोग उच्च तापमान के मापन में किया जाता है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(a) B: बोरॉन कई तापमान के विस्तार में तरल अवस्था में नहीं रहता। इसका गलनांक लगभग $ 2076^{\circ}C $ होता है और इसका गलन आसान नहीं होता, इसलिए इसका उपयोग उच्च तापमान के मापन में उपयुक्त नहीं होता।

(b) Al: एल्यूमिनियम का गलनांक लगभग $ 660^{\circ}C $ होता है और इसकी तरल अवस्था कई तापमान के विस्तार में नहीं रहती। इसके गलन के बाद तेजी से ठोस हो जाता है, जो इसके उच्च तापमान के मापन में उपयोग के लिए अनुपयुक्त बनाता है।

(d) In: इंडियम का गलनांक लगभग $ 157^{\circ}C $ होता है और इसकी तरल अवस्था कई तापमान के विस्तार में नहीं रहती। इसकी तरल श्रेणी गैलियम की तुलना में कहीं अधिक संकीर्ण होती है, इसलिए इसका उच्च तापमान के मापन में उपयोग कम उपयुक्त होता है।

उत्तर:(a) $ \mathrm{AlCl}_{3}$

स्पष्टीकरण:

तो, दिए गए यौगिकों में से केवल $AlCl_3$ के आष्ट अपूर्ण होता है और इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके स्वयं को स्थायी बना सकता है। इसलिए, $AlCl_3$ लेविस अम्ल है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:

(b) $ \mathrm{MgCl}_{2}$: मैग्नीशियम क्लोराइड एक आयनिक यौगिक है। मैग्नीशियम, एक क्षारीय भूमि धातु होता है, क्लोरीन के साथ आयनिक बंधन बनाता है। इस आयनिक यौगिक में, मैग्नीशियम के आष्ट अपूर्ण होता है और इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की प्रवृत्ति नहीं होती, इसलिए यह एक लेविस अम्ल नहीं कार्य करता।

(c) $ \mathrm{CaCl}_{2}$: कैल्शियम क्लोराइड एक आयनिक यौगिक भी है। कैल्शियम, एक अन्य क्षारीय भूमि धातु होता है, क्लोरीन के साथ आयनिक बंधन बनाता है। इस आयनिक यौगिक में, कैल्शियम के आष्ट अपूर्ण होता है और इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की प्रवृत्ति नहीं होती, इसलिए यह एक लेविस अम्ल नहीं कार्य करता।

(d) $ \mathrm{BaCl}_{2}$: बेरियम क्लोराइड एक आयनिक यौगिक भी है। बेरियम, एक क्षारीय भूमि धातु होता है, क्लोरीन के साथ आयनिक बंधन बनाता है। इस आयनिक यौगिक में, बेरियम के आष्ट अपूर्ण होता है और इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की प्रवृत्ति नहीं होती, इसलिए यह एक लेविस अम्ल नहीं कार्य करता।

उत्तर: (a) $s p^{3}$, चतुष्कोणीय

स्पष्टीकरण:

$ \mathrm{B}(\mathrm{OH})_{4}^{-}$ की संरचना है

मिश्रण $-s p^{3}$

ज्यामिति - चतुष्कोणीय

अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:

(b) $sp^3$, वर्गीय समतलीय:

$sp^3$ हाइब्रिडाइजेशन एक टेट्राहेड्रल ज्योमेट्री के लिए ज़िम्मेदार होती है, न कि वर्गीय तलीय ज्योमेट्री। वर्गीय तलीय ज्योमेट्री $dsp^2$ हाइब्रिडाइजेशन के साथ आमतौर पर संबंधित होती है।

(c) $sp^3d^2$, अष्टफलकीय:

$sp^3d^2$ हाइब्रिडाइजेशन एक अष्टफलकीय ज्योमेट्री के संगत होती है, जिसके लिए केंद्रीय परमाणु के चारों ओर छह इलेक्ट्रॉन युग्म आवश्यक होते हैं। $\left[\mathrm{B}\left(\mathrm{OH}_{4}\right)\right]^{-}$ में, केंद्रीय बोरॉन परमाणु के चारों ओर केवल चार समूह (OH समूह) होते हैं, जिसके कारण $sp^3d^2$ हाइब्रिडाइजेशन और अष्टफलकीय ज्योमेट्री गलत होती हैं।

(d) $dsp^2$, वर्गीय तलीय:

$dsp^2$ हाइब्रिडाइजेशन एक वर्गीय तलीय ज्योमेट्री के लिए ज़िम्मेदार होती है, जो $\left[\mathrm{B}\left(\mathrm{OH}_{4}\right)\

उत्तर: (a) $B_2 O_3$

स्पष्टीकरण:

ऑक्साइड की अम्लीय प्रकृति ग्रुप में नीचे जाने पर अम्लीय से बेसिक तक बदल जाती है।

$\underbrace{\mathrm{B} _2 \mathrm{O} _3} _{\begin{array}{c}\text { अधिक अम्लीय } \\ \text { कम बेसिक }\end{array}}, \underbrace{\mathrm{Al} _2 \mathrm{O} _3 \text { और } \mathrm{Ga} _2 \mathrm{O} _3} _{\text {अम्फोटेरिक }}, \underbrace{\mathrm{In} _2 \mathrm{O} _3 \text { और } \mathrm{Tl} _2 \mathrm{O} _3} _{\text {बेसिक }}$

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(b) $Al_2 O_3$: यह ऑक्साइड अम्फोटेरिक प्रकृति का होता है, जिसका अर्थ है कि यह एक अम्ल और एक बेस के रूप में अभिक्रिया कर सकता है। यह शुद्ध रूप से अम्लीय नहीं होता।

(c) $Ga_2 O_3$: $Al_2 O_3$ के समान, यह ऑक्साइड भी अम्फोटेरिक होता है, जिसमें अम्लीय और बेसिक गुण दिखाई देते हैं।

(d) $In _2 O_3$: यह ऑक्साइड बेसिक प्रकृति का होता है, जिसका अर्थ है कि यह अम्लों के साथ अभिक्रिया करके लवण और पानी बनाता है, और अम्लीय गुण नहीं दिखाता।

Answer:(a) $B$

Explanation:

दिए गए में से सबसे कम परमाणु क्रमांक बोरॉन का है। बोरॉन का परमाणु क्रमांक 5 है और इसके पास खाली $d$-कक्षक नहीं होते। जटिल आयन $M F_{6}^{3-}$ में तत्व $M$ के समन्वय संख्या 6 होती है। बोरॉन के अधिकतम समन्वय संख्या 4 हो सकती है। इसलिए, $ \mathrm{B}$ वर्ग के तात्पर्य $ \mathrm{MF}_{6}^{3-}$ जटिल बनाने में असमर्थ होता है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

एल्यूमिनियम (Al): एल्यूमिनियम का परमाणु क्रमांक 13 है और इसके पास खाली 3d कक्षक उपलब्ध होते हैं। इसलिए, यह 6 के समन्वय संख्या के लिए पहुंच सकता है और जटिल $ \mathrm{AlF}_{6}^{3-}$ बना सकता है।

गैलियम (Ga): गैलियम का परमाणु क्रमांक 31 है और इसके पास खाली 4d कक्षक उपलब्ध होते हैं। इसलिए, यह 6 के समन्वय संख्या के लिए पहुंच सकता है और जटिल $ \mathrm{GaF}_{6}^{3-}$ बना सकता है।

इंडियम (In): इंडियम का परमाणु क्रमांक 49 है और इसके पास खाली 5d कक्षक उपलब्ध होते हैं। इसलिए, यह 6 के समन्वय संख्या के लिए पहुंच सकता है और जटिल $ \mathrm{InF}_{6}^{3-}$ बना सकता है।

Answer:(c) पानी से $ \mathrm{OH}^{-}$ लेकर प्रोटॉन छोड़ता है

Explanation:

लेविस अम्ल वे पदार्थ होते हैं जिनका आष्ट अधूरा होता है और इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं।

बोरिक अम्ल एक एकल अम्ल है जो बहुत कम शक्ति वाला होता है। यह $ \mathrm{H}^{+}$ आयन नहीं छोड़ता बल्कि $ \mathrm{OH}^{-}$ आयन से इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है, अर्थात लेविस अम्ल के रूप में व्यवहार करता है।

$ H_3BO_3 + H_2O \longrightarrow [B(OH)_4]^- + H^+ $

या, $\quad B(OH)_3 +2 H_2 O \rightarrow\left[B(OH)_4 \right]^- +H_3 O^+ $

$H_3 BO_3$ की संरचना नीचे दी गई है, जहां $H_3 BO_3$ में बोरॉन के आष्ट अधूरा होता है।

अब, गलत विकल्पों का विचार करें:

(a) बोरिक अम्ल में प्रतिस्थापनीय $ \mathrm{H}^{+}$ आयन नहीं होते। यह प्रोटॉन के सीधे दान करता नहीं है, बल्कि जल से $ \mathrm{OH}^{-}$ आयन ग्रहण करता है।

(b) बोरिक अम्ल प्रोटॉन के त्याग करता नहीं है। बल्कि यह जल से $ \mathrm{OH}^{-}$ आयन ग्रहण करके लीविस अम्ल के रूप में कार्य करता है।

(d) बोरिक अम्ल जल के अणुओं से प्रोटॉन के संयोजन करता नहीं है। यह जल से $ \mathrm{OH}^{-}$ आयन ग्रहण करता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रोटॉन के विस्थापन होता है।

उत्तर: (b) $ \mathrm{C}»\mathrm{Si}>\mathrm{Ge} \approx \mathrm{Sn}$

स्पष्टीकरण:

संयोजन एक तत्व के अपने से बंधन बनाकर शृंखला या वलय अणु बनाने की क्षमता होती है।

समूह 14 में, नीचे जाने पर आकार बढ़ता है और विद्युत ऋणात्मकता कम होती है, जिसके कारण संयोजन की प्रवृत्ति कम होती जाती है। संयोजन का क्रम $ \mathrm{C}»\mathrm{Si}>\mathrm{Ge} \approx \mathrm{Sn}$ होता है। पीबीडी नहीं संयोजन दिखाता है।

अब, गलत विकल्पों का विचार करें:

(a) गलत है क्योंकि यह कार्बन से टिन तक संयोजन की प्रवृत्ति के धीमे गिरावट को सुझाता है, लेकिन यह सिलिकॉन के बाद संयोजन क्षमता में बहुत बड़े गिरावट को नहीं लेता। सही क्रम में कार्बन और सिलिकॉन के बीच बहुत बड़ा अंतर होता है, जो अन्य तत्वों के बीच अंतर की तुलना में अधिक होता है।

(c) गलत है क्योंकि यह सिलिकॉन को कार्बन के ऊपर रखता है, जो सही नहीं है। कार्बन के छोटे आकार और उच्च C-C बंध ऊर्जा के कारण इसकी संयोजन क्षमता सबसे अधिक होती है।

(d) गलत है क्योंकि यह पूरी तरह से श्रृंखला के विपरीत होता है, जहां जर्मेनियम और टिन सिलिकॉन और कार्बन के ऊपर रखे गए हैं। यह ज्ञात ज्ञान के विपरीत है कि कार्बन के संयोजन क्षमता सबसे अधिक होती है, जिसके बाद सिलिकॉन होता है, जबकि जर्मेनियम और टिन की क्षमता बहुत कम होती है।

Answer:(c) $ \mathrm{Me}_{3} \mathrm{SiCl}$

Explanation:

सिलिकॉन के बहुत तेजी से बहुलक जैसे सिलिकॉन का निर्माण होता है। सिलिकॉन बहुलक के शृंखला लंबाई को नियंत्रित करने के लिए $ \mathrm{Me}_{3} \mathrm{SiCl}$ को जोड़ा जा सकता है जो शृंखला के सिरों को ब्लॉक करता है जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(a) $ \mathrm{MeSiCl}_{3}$: यह यौगिक, मेथिल ट्राइक्लोरोसिलान, आमतौर पर पॉलीमर संरचना में परस्पर जोड़ और शाखा बनाने के लिए जाना जाता है जबकि शृंखला लंबाई को नियंत्रित करने के बजाए। यह अनेक प्रतिक्रियाशील साइट को प्रस्तुत करता है, जो एक जटिल, त्रिविमीय नेटवर्क के निर्माण में भाग ले सकते हैं जबकि एक रेखीय पॉलीमर के बजाए।

(b) $Me_{2} SiCl_{2}$: यह यौगिक, डाइमेथिल डाइक्लोरोसिलान, रेखीय सिलिकॉन पॉलीमर बनाने के लिए उपयोग किया जाता है लेकिन शृंखला लंबाई को नियंत्रित करने में प्रभावी नहीं होता। यह दो प्रतिक्रियाशील साइट प्रदान करता है जो पॉलीमर शृंखला के निरंतरता के लिए अनुमति देते हैं लेकिन शृंखला के सिरों को ब्लॉक करके लंबाई को सीमित करने में असमर्थ होता है।

(d) $ \mathrm{Me}_{4} \mathrm{Si}$: यह यौगिक, टेट्रामेथिल सिलेन, पूर्ण रूप से प्रतिस्थापित होता है और कोई भी प्रतिक्रियाशील साइट (क्लोरीन अणु) नहीं होता है जो पॉलीमरीकरण में भाग ले सके। इसलिए, यह सिलिकॉन पॉलीमर के शृंखला लंबाई को नियंत्रित करने के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता।

Answer:(d) $ \mathrm{B}>\mathrm{Al}<\mathrm{Ga}> In <\mathrm{Tl}$

Explanation:

$B$ से $Al$ तक जाते हुए, सभी आयनन एन्थैल्पी कम होती जाती है जैसा अपेक्षित है और इस कमी का कारण परमाणु आकार में वृद्धि और छायांकन प्रभाव है।

$Al$ से $ \mathrm{Ga}$ तक जाते हुए, आयनन एन्थैल्पी थोड़ी बढ़ जाती है, क्योंकि $ \mathrm{Al}$ से $ \mathrm{Ga}$ तक जाते हुए, नाभिकीय आवेश और छायांकन प्रभाव दोनों बढ़ते हैं लेकिन $G a$ में $d$-इलेक्ट्रॉन के कम छायांकन के कारण मूल नाभिकीय आवेश वैलेंस इलेक्ट्रॉन पर बढ़ जाता है, जिसके कारण $d$-ब्लॉक संकुचन होता है, इसलिए आयनन एन्थैर्पी बढ़ जाती है।

$Ga$ से $In$ तक जाते हुए, फिर आयनन एन्थैल्पी में थोड़ी गिरावट आती है क्योंकि अतिरिक्त दस $4d$ इलेक्ट्रॉन द्वारा छायांकन प्रभाव बढ़ जाता है, जो नाभिकीय आवेश में वृद्धि के प्रभाव को बर्बाद कर देता है।

$In$ से $ \mathrm{Tl}$ तक जाते हुए, आयनन एन्थैल्पी फिर से बढ़ जाती है क्योंकि 14 $f$ इलेक्ट्रॉन वैलेंस इलेक्ट्रॉन को बुरी तरह छाया नहीं करते हैं (छायांकन प्रभाव के क्रम $s>p>d>f$ होता है और इसलिए मूल नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है, जिसके कारण आयनन एन्थैल्पी बढ़ जाती है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(a) गलत है क्योंकि यह $B$ से $Tl$ तक आयनन एन्थैल्पी में संतति गिरावट का सुझाव देता है, जो $Al$ से $Ga$ और $In$ से $Tl$ तक आयनन एन्थैल्पी में वृद्धि के लिए देखे गए बुरे छायांकन द्वारा बर्बाद नहीं करता है।

(b) गलत है क्योंकि यह $B$ से $Tl$ तक आयनन एन्थैल्पी में संतति वृद्धि का सुझाव देता है, जो $B$ से $Al$ और $Ga$ से $In$ तक आयनन एन्थैल्पी में गिरावट के लिए देखे गए बढ़े हुए परमाणु आकार और छायांकन प्रभाव के विरोधाभास है।

(c) गलत है क्योंकि यह $Al$ के आयनन एन्थैल्पी के $Ga$ के आयनन एन्थैल्पी से अधिक होने का सुझाव देता है, जो सच नहीं है। $Ga$ के आयनन एन्थैल्पी $Al$ के आयनन एन्थैल्पी से थोड़ा अधिक होती है क्योंकि $Ga$ में $d$-इलेक्ट्रॉन के कम छायांकन के कारण मूल नाभिकीय आवेश वैलेंस इलेक्ट्रॉन पर बढ़ जाता है, जिसके कारण आयनन एन्थैल्पी बढ़ जाती है।

उत्तर: (b) 2 बोरॉन परमाणु और 4 सिरे वाले हाइड्रोजन परमाणु एक ही समतल में होते हैं और 2 स्वर्गीय हाइड्रोजन परमाणु लंबवत समतल में होते हैं

स्पष्टीकरण:

बोरॉन त्रिवलेंट होता है, हम अपेक्षा करते हैं कि एक साधारण हाइड्राइड $BH_3$ हो। हालांकि $BH_3$ स्थायी नहीं होता। बोरॉन के अपूर्ण अष्टक होता है और $BH_3$ द्विअणुकरण करके $B_2 H_6$ अणु बनाता है जिसमें सहसंयोजक और तीन केंद्र दुई-इलेक्ट्रॉन बंध होते हैं। सबसे सरल बोरॉन हाइड्राइड $B_2 H_6$ डाइबोरेन होता है।

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, B परमाणु के लिए सामान्य सहसंयोजक बंध संरचना के लिए 6 इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है, जबकि डाइबोरेन में 12 मूल्युक इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिनमें से प्रत्येक बोरॉन परमाणु से 3 और छह हाइड्रोजन परमाणु से 6 इलेक्ट्रॉन होते हैं। $B_{2} H_{6}$ की ज्यामिति को निम्नलिखित तरीके से प्रस्तुत किया जा सकता है:

चार सिरे वाले हाइड्रोजन परमाणु और दो बोरॉन परमाणु एक ही समतल में होते हैं। इस समतल के ऊपर और नीचे दो स्वर्गीय हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। प्रत्येक बोरॉन परमाणु चार बंध बनाता है जबकि इसके पास केवल तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं। सिरे वाले $ \mathrm{B}-\mathrm{H}$ बंध सामान्य बंध होते हैं लेकिन स्वर्गीय $ \mathrm{B}-\mathrm{H}$ बंध अलग होते हैं।

प्रत्येक स्वर्गीय हाइड्रोजन दो बोरॉन परमाणु के साथ दो इलेक्ट्रॉन के साझेदारी के माध्यम से बंधित होता है। ऐसे सहसंयोजक बंध को तीन केंद्र इलेक्ट्रॉन युग्म बंध या बहु केंद्र बंध या बैनाना बंध कहा जाता है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:

(अ) डाइबोरेन में सभी हाइड्रोजन परमाणु एक समतल में नहीं होते हैं। संरचना में चार सिरे वाले हाइड्रोजन परमाणु और दो बोरॉन परमाणु एक समतल में होते हैं, जबकि दो ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणु इस समतल के लंबवत समतल में होते हैं।

(स) डाइबोरेन में चार ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते। इसमें केवल दो ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणु और चार सिरे वाले हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। बोरॉन परमाणु और चार सिरे वाले हाइड्रोजन परमाणु एक समतल में होते हैं, जबकि दो ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणु इस समतल के लंबवत समतल में होते हैं।

(द) डाइबोरेन में सभी परमाणु एक ही समतल में नहीं होते। संरचना में चार सिरे वाले हाइड्रोजन परमाणु और दो बोरॉन परमाणु एक समतल में होते हैं, जबकि दो ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणु इस समतल के लंबवत समतल में होते हैं।

उत्तर: (a) $B_2 H_6, B_3N_3 H_6$

स्पष्टीकरण:

(i) अमोनिया के साथ डाइबोरेन की अभिक्रिया से पहले $B_{2} H_{6} \cdot 2 NH_{3}$ बनता है, जिसे $[BH_2 (NH_3)_2]+[BH_4]$ के रूप में लिखा जा सकता है। आगे के गर्म करने से बोराज़ीन, $B_3 N_3 H_6$ बनता है, जिसे बोराज़ोल भी कहते हैं।

$ \underset{\substack{\text{डाइबोरेन }\\ (X)}}{3B _2H _6} + 6NH_3 \xrightarrow{473K} \underset{\substack{\text{बोराज़ीन} \\ (Y)}}{2B_3N_3H_6} + 12H_2$

बोराज़ीन की चक्रीय संरचना होती है और बेंज़ीन के समान आवेश एवं समान आकार के होते हैं, इसलिए इसे अनॉर्गेनिक बेंज़ीन या ट्राइबोरिन ट्राइएमीन या बोराज़ीन कहते हैं।

(ii) डाइबोरेन को डाइएथिल ईथर में $ \mathrm{BF}_{3}$ के साथ लिथियम एल्यूमिनियम हाइड्राइड के द्वारा अपचयन द्वारा बनाया जा सकता है।

$ 4 BF_{3}+3 LiAlH_{4} \rightarrow \underset{(X)}{2 ~B_{2} H_{6}}+3 AlF_{3}+3 LiF $

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(b) $B_2 O_3, B_3N_3 H_6$

$B_2 O_3$ (बोरॉन ट्राइऑक्साइड) $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके $B_3 N_3 H_6$ (बोरेज़िन) बनाता नहीं है। प्रश्न में वर्णित अभिक्रिया विशेष रूप से डाइबोरेन ($B_2 H_6$) के साथ होती है और न कि बोरॉन ट्राइऑक्साइड के साथ।

(c) $BF_3, B_3N_3 H_6$

$BF_3$ (बोरॉन ट्रिफ्लुओराइड) वह यौगिक $X$ नहीं है जो $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके $B_3 N_3 H_6$ बनाता है। बजाय इसके, $BF_3$ लिथियम एलुमिनियम हाइड्राइड के साथ अपचयन द्वारा डाइबोरेन ($B_2 H_6$) के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। अभिक्रिया में $NH_3$ के साथ वह यौगिक $X$ है $B_2 H_6$।

(d) $B_3N_3 H_6, B_2 H_6$

$B_3 N_3 H_6$ (बोरेज़िन) वह प्रारंभिक यौगिक $X$ नहीं है जो $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करता है। प्रारंभिक यौगिक $X$ $B_2 H_6$ (डाइबोरेन) है, जो $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके अंततः $B_3 N_3 H_6$ बनाता है। प्रश्न में वर्णित अभिक्रिया क्रम बोरेज़िन को प्रारंभिक यौगिक के रूप में नहीं समर्थन करता है।

Answer:(b) $ \mathrm{Si}$

Explanation:

क्वार्ट्ज, क्रिस्टोबैलाइट और ट्रिडाइमाइट एक चट्टानी रूप के सिलिका के कुछ रूप हैं और उन्हें उपयुक्त तापमान पर एक दूसरे में बदला जा सकता है। क्वार्ट्ज एक पियजोइलेक्ट्रिक सामग्री के रूप में बहुत अधिक उपयोग किया जाता है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(a) Pb (लेड): लेड क्वार्ट्ज का एक घटक नहीं है। क्वार्ट्ज सिलिकॉन और ऑक्सीजन से बना होता है, जो सिलिकॉन डाइऑक्साइड $(SiO_2)$ बनाता है। लेड एक भारी धातु है और क्वार्ट्ज के पियजोइलेक्ट्रिक गुणों में योगदान नहीं देता है।

(c) Ti (टिटैनियम): टिटैनियम क्वार्ट्ज का एक घटक नहीं है। क्वार्ट्ज सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बना होता है। टिटैनियम एक अलग तत्व है और क्वार्ट्ज के रासायनिक संरचना में नहीं पाया जाता है।

(d) Sn (टिन): टिन क्वार्ट्ज का एक घटक नहीं है। क्वार्ट्ज सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बना होता है। टिन एक अलग तत्व है और क्वार्ट्ज के संगठन या पियजोइलेक्ट्रिक गुणों में कोई भूमिका नहीं निभाता है।

$B_2 O_3$ (बोरॉन ट्राइऑक्साइड) $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके $B_3 N_3 H_6$ (बोरेज़िन) बनाता नहीं है। प्रश्न में वर्णित अभिक्रिया विशेष रूप से डाइबोरेन ($B_2 H_6$) के साथ होती है और न कि बोरॉन ट्राइऑक्साइड के साथ।

(c) $BF_3, B_3N_3 H_6$

$BF_3$ (बोरॉन ट्रिफ्लुओराइड) वह यौगिक $X$ नहीं है जो $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके $B_3 N_3 H_6$ बनाता है। बजाय इसके, $BF_3$ लिथियम एलुमिनियम हाइड्राइड के साथ अपचयन द्वारा डाइबोरेन ($B_2 H_6$) के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। अभिक्रिया में $NH_3$ के साथ वह यौगिक $X$ है $B_2 H_6$।

(d) $B_3N_3 H_6, B_2 H_6$

$B_3 N_3 H_6$ (बोरेज़िन) वह प्रारंभिक यौगिक $X$ नहीं है जो $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करता है। प्रारंभिक यौगिक $X$ $B_2 H_6$ (डाइबोरेन) है, जो $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके अंततः $B_3 N_3 H_6$ बनाता है। प्रश्न में वर्णित अभिक्रिया क्रम बोरेज़िन को प्रारंभिक यौगिक के रूप में नहीं समर्थन करता है।

Answer:(b) $ \mathrm{Si}$

Explanation:

क्वार्ट्ज, क्रिस्टोबैलाइट और ट्रिडाइमाइट एक चट्टानी रूप के सिलिका के कुछ रूप हैं और उन्हें उपयुक्त तापमान पर एक दूसरे में बदला जा सकता है। क्वार्ट्ज एक पियजोइलेक्ट्रिक सामग्री के रूप में बहुत अधिक उपयोग किया जाता है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(a) Pb (लेड): लेड क्वार्ट्ज का एक घटक नहीं है। क्वार्ट्ज सिलिकॉन और ऑक्सीजन से बना होता है, जो सिलिकॉन डाइऑक्साइड $(SiO_2)$ बनाता है। लेड एक भारी धातु है और क्वार्ट्ज के पियजोइलेक्ट्रिक गुणों में योगदान नहीं देता है।

(c) Ti (टिटैनियम): टिटैनियम क्वार्ट्ज का एक घटक नहीं है। क्वार्ज सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बना होता है। टिटैनियम एक अलग तत्व है और क्वार्ट्ज के रासायनिक संरचना में नहीं पाया जाता है।

(d) Sn (टिन): टिन क्वार्ट्ज का एक घटक नहीं है। क्वार्ट्ज सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बना होता है। टिन एक अलग तत्व है और क्वार्ट्ज के संगठन या पियजोइलेक्ट्रिक गुणों में कोई भूमिका नहीं निभाता है।

उत्तर: (d) $ \mathrm{SnCl}_{2}$

व्याख्या:

अपचायक तत्व वे वस्तुएं होती हैं जो अन्य वस्तुओं को अपचायक करती हैं और अपने आप को ऑक्सीकृत करती हैं।

$ \mathrm{SnCl}_{2}$ में, Sn +2 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, इसलिए यह एक मजबूत अपचायक के रूप में कार्य करता है। अर्थात,

$ SnCl_{2}+2 FeCl_{3} \rightarrow 2 FeCl_{2}+SnCl_{4} $

$ SnCl_{2}+2 CuCl_{2} \rightarrow 2 CuCl+SnCl_{4} $

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(a) $ \mathrm{AlCl}_{3}$: एलुमिनियम क्लोराइड ($ \mathrm{AlCl}{3}$) आमतौर पर एक अपचायक के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है। वास्तव में, यह विभिन्न रासायनिक अभिक्रियाओं में एक लेविस अम्ल कातल के रूप में उपयोग किया जाता है। $ \mathrm{AlCl}{3}$ में एलुमिनियम +3 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जो स्थायी होता है और अपचायक के रूप में ऑक्सीकरण के लिए आसानी से नहीं बदलता है।

(b) $ \mathrm{PbCl}_{2}$: पीबी क्लोराइड ($ \mathrm{PbCl}{2}$) आमतौर पर एक अपचायक के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है। $ \mathrm{PbCl}{2}$ में पीबी +2 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जो स्थायी होता है। इसके अलावा, पीबी यौगिक अपचायक के रूप में अन्य विकल्पों की तुलना में कम अभिक्रियाशील और जहरीले होते हैं।

(c) $ \mathrm{SnCl}_{4}$: सीन क्लोराइड ($ \mathrm{SnCl}{4}$) एक अपचायक नहीं होता है। $ \mathrm{SnCl}{4}$ में सीन +4 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जो एक उच्च ऑक्सीकरण अवस्था है। इसलिए, यह अपचायक के रूप में अधिक संभावना से एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।

उत्तर: (c) ठोस $ \mathrm{CO}_{2}$

व्याख्या:

कार्बन डाइऑक्साइड को ठोस रूप में शुष्क बर्फ के रूप में प्राप्त किया जा सकता है, जिससे तरल $ \mathrm{CO}_{2}$ तेजी से फैल सकता है।

ध्यातव्य है कि शुष्क बर्फ को भी कार्डिस नाम से जाना जाता है। यह तब प्राप्त किया जाता है जब $ \mathrm{CO}_{2}$ को 50-60 वायुमंडलीय दबाव पर ठंडा किया जाता है। शुष्क बर्फ रसायनशास्त्र लैब में वाष्पशील आगंतुक विलायक के साथ मिश्रण करके ठंडा बर्तन बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। यह खाद्य उद्योग में खाद्य वस्तुओं के संरक्षण के लिए एक शीतलक के रूप में भी उपयोग किया जाता है, स्थानीय जल झरनों के उपचार और अस्पताल में घावों के चिकित्सा ऑपरेशन के लिए भी उपयोग किया जाता है।

अब, गलत विकल्पों का विचार करें:

(a) ठोस $ \mathrm{NH}_{3}$: ठोस अमोनिया ($ \mathrm{NH}{3}$) को ड्राई आइस नहीं कहा जाता। ड्राई आइस विशेष रूप से ठोस कार्बन डाइऑक्साइड ($ \mathrm{CO}{2}$) को संदर्भित करता है।

(b) ठोस $ \mathrm{SO}_{2}$: ठोस सल्फर डाइऑक्साइड ($ \mathrm{SO}{2}$) को ड्राई आइस नहीं कहा जाता। ड्राई आइस केवल ठोस कार्बन डाइऑक्साइड ($ \mathrm{CO}{2}$) के लिए उपयोग किया जाता है।

(d) ठोस $ \mathrm{N}_{2}$: ठोस नाइट्रोजन ($ \mathrm{N}{2}$) को ड्राई आइस नहीं कहा जाता। ड्राई आइस केवल ठोस कार्बन डाइऑक्साइड ($ \mathrm{CO}{2}$) के लिए उपयोग किया जाता है।

उत्तर: (b) समूह 2, 13 और 14

स्पष्टीकरण:

सीमेंट एक पदार्थ है जिसे लाइम के एक समृद्ध सामग्री के साथ अन्य सामग्री जैसे क्ले के संयोजन से प्राप्त किया जाता है, जिसमें सिलिकॉन ($ \mathrm{SiO}_{2}$) शामिल होता है अपने साथ एलुमिनियम, लोहा और मैग्नीशियम के ऑक्साइड। पोर्टलैंड सीमेंट के औसत संघटन के अनुसार है:

$ CaO $ (50-60%)

$SiO_{2}$ (20-25 %)

$Al_{2} O_{3}$ (5-10 %)

$ Fe_{2} O_{3}$ (1-2 %)

$ SO_{2}$ (1-2 %)

MgO (2-3 %)

इस प्रकार, इसमें समूह 2 (Ca), समूह 13 (Al) और समूह 14 (Si) के तत्व शामिल होते हैं।

अब, गलत विकल्पों का विचार करें:

(a) यह विकल्प केवल समूह 2 के तत्वों को उल्लेख करता है। हालांकि, सीमेंट में समूह 13 (Al) और समूह 14 (Si) के तत्व भी शामिल होते हैं, जो इस विकल्प में गणना में नहीं आते हैं।

(c) यह विकल्प समूह 2 और 13 के तत्वों को उल्लेख करता है, लेकिन समूह 14 के तत्वों को छोड़ देता है। सीमेंट में सिलिकॉन ($SiO_2$) शामिल होता है, जो सिलिकॉन के ऑक्साइड होता है, जो समूह 14 का तत्व है।

(d) यह विकल्प समूह 2 और 14 के तत्वों को उल्लेख करता है, लेकिन समूह 13 के तत्वों को छोड़ देता है। सीमेंट में एलुमिनियम ($Al_2O_3$) शामिल होता है, जो एलुमिनियम के ऑक्साइड होता है, जो समूह 13 का तत्व है।

उत्तर: (a, b)

स्पष्टीकरण:

$ \mathrm{Al}$ से $ \mathrm{Ga}$ तक समूह में नीचे जाने पर परमाणु त्रिज्या कम हो जाती है (अपवाद), क्योंकि $d$-इलेक्ट्रॉन द्वारा छाया प्रभाव कम हो जाता है। $ \mathrm{Al}$ से $ \mathrm{Ga}$ तक जाने पर $d$-इलेक्ट्रॉन के छाया प्रभाव के बराबर नाभिकीय आवेश में वृद्धि को संतुलित नहीं कर सकते।

इसलिए, अपेक्षित तरीके से परमाणु त्रिज्या में बढ़ोतरी नहीं देखी जाती है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(c) उच्च कक्षकों की उपस्थिति: यह विकल्प गलत है क्योंकि उच्च कक्षकों की उपस्थिति आमतौर पर परमाणु त्रिज्या में वृद्धि के लिए जिम्मेदार होती है, न कि घटोतरी। उच्च कक्षक बड़े होते हैं और एक बड़े परमाणु आकार के लिए योगदान देते हैं।

(d) उच्च परमाणु क्रमांक: यह विकल्प गलत है क्योंकि उच्च परमाणु क्रमांक अकेले छोटे परमाणु त्रिज्या के लिए जिम्मेदार नहीं होता। हालांकि उच्च परमाणु क्रमांक अधिक प्रोटॉन और अधिक नाभिकीय आवेश के अर्थ होता है, इसके साथ अधिक इलेक्ट्रॉन भी होते हैं जो परमाणु त्रिज्या को बढ़ा सकते हैं, जब तक नाभिकीय आवेश के बढ़े हुए प्रभाव इलेक्ट्रॉन छाया प्रभाव के बराबर नहीं हो जाता।

उत्तर: (b, c)

स्पष्टीकरण:

सिग्मा बंध $s-s$ ओवरलैप, $s-p$ ओवरलैप और $p-p$ ओवरलैप द्वारा बनता है। पाई ( $\pi$ ) बंध $p-p$ ओवरलैप द्वारा बनता है।

$ \mathrm{CO}_{2}$ की संरचना है

$ \mathrm{O}{\stackrel{\sigma}{\underset{ \pi }= }}\mathrm{C}{\stackrel{\sigma}{\underset{ \pi }= }}\mathrm{O} $

$ \mathrm{CO}_{2}$ के हाइब्रिडाइजेशन $s p$ है और आकृति रेखीय है। पाई बंध के कारण कार्बन और ऑक्सीजन के बीच $p \pi-p \pi$ बंधन होता है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:

(a) कार्बन के $sp^3$ हाइब्रिडाइजेशन: यह विकल्प गलत है क्योंकि $sp^3$ हाइब्रिडाइजेशन एक चतुष्कोणीय ज्यामिति के परिणामस्वरूप होता है, न कि एक रेखीय आकृति। $sp^3$ हाइब्रिडाइजेशन में, कार्बन परमाणु चार सिग्मा बंध बनाता है जो चतुष्कोणीय संरचना में व्यवस्थित होते हैं, जो $ \mathrm{CO}_{2}$ के लिए नहीं होता है।

(d) कार्बन के $sp^2$ हाइब्रिडाइजेशन: यह विकल्प गलत है क्योंकि $sp^2$ हाइब्रिडाइजेशन एक त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति के परिणामस्वरूप होता है, न कि एक रेखीय आकृति। $sp^2$ हाइब्रिडाइजेशन में, कार्बन परमाणु तीन सिग्मा बंध बनाता है जो त्रिकोणीय समतलीय संरचना में व्यवस्थित होते हैं, जो $ \mathrm{CO}_{2}$ के लिए नहीं होता है।

उत्तर: (a, b)

स्पष्टीकरण:

पॉलीमर की शृंखला लंबाई को $ \left(CH_{3}\right)_{3} SiCl$ के जोड़ के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है जो शेष भाग को ब्लॉक करता है जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:

(c) $ \mathrm{Me}_{3} \mathrm{SiCl}$ पॉलीमर की गुणवत्ता और उत्पादन को आवश्यक रूप से सुधार नहीं करता है। इसका मुख्य कार्य शृंखला लंबाई को नियंत्रित करना और सिंड टर्मिनल को ब्लॉक करना होता है, न कि समग्र गुणवत्ता या उत्पादन को सुधारना।

(d) $ \mathrm{Me}{3} \mathrm{SiCl}$ पॉलीमरीकरण के दौरान एक कैटलिस्ट के रूप में कार्य नहीं करता है। कैटलिस्ट एक रासायनिक अभिक्रिया की दर को बढ़ाने वाले वस्तुएं होती हैं जो अभिक्रिया के दौरान खपत नहीं होती हैं, जबकि $ \mathrm{Me}{3} \mathrm{SiCl}$ का उपयोग शृंखला लंबाई को नियंत्रित करने और सिंड टर्मिनल को ब्लॉक करने के लिए किया जाता है।

उत्तर: (b, c)

स्पष्टीकरण:

फुलेरीन कार्बन के एक अलॉट्रोप है जिसमें अंतिम संख्या में कार्बन परमाणु होते हैं और बंद केज संरचना होती है। $ \mathrm{C}_{60} $ आइसोटोप सबसे अधिक आम है। संरचना लगभग गोल होती है, फुटबॉल के जैसी।

गोला बनता है 20 षष्टक और 12 पंचक एक साथ मिलकर। ग्राफाइट कार्बन के सभी अलॉट्रोप की तुलना में तापीय रूप से अधिक स्थायी होता है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(a) फुलेरीन में टैंगलिंग बंड होते हैं: यह कथन गलत है क्योंकि फुलेरीन में टैंगलिंग बंड नहीं होते हैं। फुलेरीन बंद केज संरचना होती है जहां प्रत्येक कार्बन परमाणु आस-पास के कार्बन परमाणुओं के साथ तीन बंड बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कोई अकेले इलेक्ट्रॉन या टैंगलिंग बंड नहीं होते हैं।

(d) ग्राफाइट फ्रिक्शन रहित तेल के रूप में मशीनों में उपयोग किया जाता है क्योंकि यह फ्रिक्शन रहित तेल है और इसके कारण यह फ्रिक्शन रहित तेल है।: यह कथन गलत है क्योंकि यहां ग्राफाइट वास्तव में फ्रिक्शन रहित तेल है और इसके कारण यह फ्रिक्शन रहित तेल है, लेकिन यह कठिन नहीं है। ग्राफाइट कमजोर और फ्रिक्शन रहित होता है क्योंकि इसके लेयर के बीच कमजोर वैन डर वाल्स बल होते हैं, जो आसानी से एक दूसरे पर फिसल सकते हैं।

उत्तर:(a, b, d)

स्पष्टीकरण:

बोरेन के यौगिकों के बंधन और संरचना के अध्ययन में बहुत रुचि होती है। वे सभी अन्य हाइड्राइड से अलग हैं क्योंकि वे इलेक्ट्रॉन अपर्याप्त होते हैं।

डाइबोरेन में 12 वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, प्रत्येक $ \mathrm{B}$-परमाणु से तीन और $ \mathrm{H}$-परमाणु से छह। इलेक्ट्रॉन संरचना चित्र में दिखाई गई है।

दो स्थानांतरित $ \mathrm{H}$-परमाणु अन्य अणु के साथ लंबवत तल में होते हैं और दो B-परमाणुओं के बीच घूर्णन को रोकते हैं।

सिरे $ \mathrm{B}-\mathrm{H}$ दूरी अ-इलेक्ट्रॉन अपर्याप्त यौगिकों में मापे गए बंध लंबाई के समान होती है। इन्हें सामान्य सहसंयोजक बंध माना जाता है, जहां दो इलेक्ट्रॉन दो परमाणुओं के बीच साझा किए जाते हैं। हम इन बंधों को दो केंद्र-दो इलेक्ट्रॉन बंध $(2 c-2 e)$ के रूप में वर्णित कर सकते हैं।

स्पष्ट रूप से, ये असामान्य बंध हैं क्योंकि दो स्थानांतरित बंध में केवल एक इलेक्ट्रॉन प्रत्येक बोरॉन और हाइड्रोजन परमाणु से होता है, जिससे कुल चार इलेक्ट्रॉन होते हैं।

अणुओं के अर्बिटल सिद्धांत के अनुसार, प्रत्येक B-परमाणु बंधन के लिए $s p^{3}$-हाइब्रिड अर्बिटल का उपयोग करता है। प्रत्येक B-परमाणु पर चार $s p^{3}$-हाइब्रिड अर्बिटल में से एक खाली होता है जो टूटे रेखाओं में दिखाया गया है।

सिरे $ \mathrm{B}-\mathrm{H}$ बंध सामान्य 2 केंद्र-2 इलेक्ट्रॉन बंध होते हैं लेकिन दो स्थानांतरित बंध 3 केंद्र-2 इलेक्ट्रॉन बंध होते हैं। 3-केंद्र-2 इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित बंध को बैनाना बंध के रूप में भी जाना जाता है।

अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:

(c) गलत है क्योंकि छह B-H बंधों में से केवल दो बंध को 3-केंद्र-2 इलेक्ट्रॉन बंध के रूप में वर्णित किया जा सकता है। अन्य चार B-H बंध सिरे बंध होते हैं और इन्हें 2-केंद्र-2 इलेक्ट्रॉन बंध के रूप में वर्णित किया जाता है।

Answer:(b,d)

Explanation:

$ \mathrm{CO}_{2}$ के रेजोनेंस संरचनाएं हैं:

$ \mathrm{O}=\mathrm{C}=\mathrm{O} \leftrightarrow^{+} \mathrm{O} \equiv \mathrm{C} \quad \mathrm{O}^{-} \leftrightarrow^{-} \mathrm{O} \quad \mathrm{C} \equiv \mathrm{O}^{+}$

अब, गलत विकल्पों को ध्यान से देखें:

(a) $ \mathrm{O}-\mathrm{C} \equiv \mathrm{O}$: यह संरचना गलत है क्योंकि इसमें कार्बन परमाणु के आठ इलेक्ट्रॉन पूरा नहीं होते। कार्बन केवल छह इलेक्ट्रॉन रखता है, जो इसके आठ इलेक्ट्रॉन के लिए पर्याप्त नहीं है।

(c) ${ }^{-} \mathrm{O} \equiv \mathrm{C}-\mathrm{O}^{+}$: यह संरचना गलत है क्योंकि इसमें ऑक्सीजन और कार्बन के बीच त्रिक बंध दिखाया गया है, जो कार्बन डाइऑक्साइड के लिए आम या स्थायी बंधन व्यवस्था नहीं है। इसके अलावा, इसमें आवेश आम रेजोनेंस संरचनाओं के लिए अनुपातिक नहीं है।

Answer:

$ BCl_3 $ में केंद्रीय B परमाणु के वैलेंस शेल में छह इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, यह एक इलेक्ट्रॉन-अभाव अणु है और अपने आठ इलेक्ट्रॉन के लिए दो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन चाहता है। इसके अलावा, $ BCl_3 $ एक लीविस अम्ल के रूप में कार्य करता है। $ NH_3 $ के विपरीत, इसमें एक अकेला इलेक्ट्रॉन युग्म होता है जो आसानी से दान किया जा सकता है। इसलिए, $ NH_3 $ एक लीविस क्षारक के रूप में कार्य करता है। लीविस अम्ल ($ BCl_3 $) और लीविस क्षारक ($ NH_3 $) एक संयोजन के रूप में मिलकर एक एडक्ट बनाते हैं जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

In $ AlCl_3 $, Al में वैलेंस शेल में छह इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, यह एक इलेक्ट्रॉन-अभाव अणु है और अपने आष्टोक को पूरा करने के लिए दो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। विपरीत, क्लोरीन में तीन अकेले युग्म इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, अपने आष्टोक को पूरा करने के लिए, एक अणु के केंद्रीय $Al$ परमाणु दूसरे अणु के $Cl$ परमाणु से एक अकेले युग्म इलेक्ट्रॉन लेकर एक डाइमेरिक संरचना बनाता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है :

उत्तर:

यह एक एक-बेसिक अम्ल है। यह $ \mathrm{H}^{+}$ आयन नहीं छोड़ता बल्कि पानी से $ \mathrm{OH}^{-}$ लेकर लेविस अम्ल के रूप में व्यवहार करता है।

$ H_{3} BO_{3}+ 2H_{2} O \rightarrow [B(OH)_{4}]^{-}+H_3O^{+} $

बोरॉन के आष्टोक पूर्ण नहीं रहता। पानी के अणु में ऑक्सीजन परमाणु में अकेले युग्म इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, प्रोटॉन $\left(\mathrm{H}^{+}\right)$ के दान के बजाय, बोरिक अम्ल पानी से $ \mathrm{OH}^{-}$ लेकर $ \mathrm{B}(\mathrm{OH})_{4}^{-}$ बनाता है ताकि आष्टोक पूर्ण हो जाए।

क्योंकि, इलेक्ट्रॉन ग्रहणकर्ता पदार्थ लेविस अम्ल के रूप में व्यवहार करता है, इसलिए, बोरिक अम्ल पानी में लेविस अम्ल के रूप में व्यवहार करता है।

उत्तर:

सॉलिड स्टेट में अधिकांश बोरिक अम्ल $H_3 BO_3$, $B(OH)_3$ इकाइयों से बनी एक परत संरचना के रूप में उपस्थित होता है जो $H$-बंधन के छह कोने वाले वलय के रूप में दिखाया गया है जैसा कि नीचे दिखाया गया है

प्रत्येक $ \mathrm{H}$-अणु दो अलग-अलग $ \mathrm{BO}_{3}^{3-}$ इकाइयों के ऑक्सीजन परमाणु के बीच एक पुल के रूप में कार्य करता है।

बोरिक अम्ल पानी में घुलने पर लेविस अम्ल के रूप में व्यवहार करता है और $ [B(OH)_4]^- $ बनाता है।

$ H_3 BO_3+H_2 O \rightarrow [B(OH)_4]^- + H^+ $

बोरॉन के $ [B(OH)_4]^- $ में हाइब्रिडाइजेशन $s p^{3}$ है।

Answer:

(a) $ BCl_3 $ एक इलेक्ट्रॉन-अभाव युक्त यौगिक है क्योंकि इसके बाहरी कक्षक में छह इलेक्ट्रॉन होते हैं और एक खाली p कक्षक होता है। इसलिए, यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है और एक अकेले इलेक्ट्रॉन युग्म को ग्रहण करता है।

(b) $ AlCl_3 $ क्लोरीन के साथ सहसंयोजक बंध बनाता है जब एल्यूमिनियम के बाहरी कक्षक में तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं और इसके कारण यह एक इलेक्ट्रॉन-अभाव युक्त यौगिक होता है और लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।

Answer:

(a) कार्बन टेट्राक्लोराइड $\left(CCl_{4}\right)$ एक सहसंयोजक यौगिक है जबकि $H_{2} O$ एक ध्रुवीय यौगिक है। $CCl_{4}$ पानी के अणु के साथ $H$-बंध नहीं बनाता है। इसलिए, यह पानी में अघुलनशील है।

अतिरिक्त रूप से, $CCl_{4}$ पानी द्वारा हाइड्रोलाइज नहीं होता है क्योंकि कार्बन में $d$-कक्षक नहीं होते हैं जबकि $SiCl_{4}$ पानी द्वारा आसानी से हाइड्रोलाइज हो जाता है।

$ SiCl_{4}+4 H_{2} O \rightarrow \underset{\text { Silicic acid }}{Si(OH)_4} + 4 HCl $

$SiCl_{4}$ के हाइड्रोलाइज होने के कारण इसके सिलिकॉन अणु में खाली $3 d$ कक्षकों के साथ $OH^{-}$ के समन्वयन के कारण होता है।

(b) कार्बन के परमाणु एक दूसरे के साथ सहसंयोजक बंध बनाकर शृंखला और वलय बनाने की प्रवृत्ति रखते हैं। इस गुण को कतेनेशन कहते हैं। इसके कारण $ \mathrm{C}-\mathrm{C}$ बंध बहुत मजबूत होते हैं।

समूह में नीचे जाने पर आकार बढ़ता है और विद्युत ऋणात्मकता कम हो जाती है जिसके कारण कतेनेशन की प्रवृत्ति कम हो जाती है। इसलिए, कार्बन के तुलना में सिलिकॉन की कतेनेशन की प्रवृत्ति कम होती है।

उत्तर:

(a) $CO_{2}$ की संरचना सीधी होती है। इसका विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होता है। माना जाता है कि $CO_{2}$ अणु एक रेजोनेंस मिश्रण होता है जिसकी निम्नलिखित संरचनाएं होती हैं।

$ \mathrm{O}=\mathrm{C}=\mathrm{O} \leftrightarrow \mathrm{O}-\mathrm{C} \equiv \mathrm{O}^{+} \leftrightarrow \mathrm{O}^{+} \equiv \mathrm{C} \quad \mathrm{O}^{-} $

$ \mathrm{CO}_2$ अणुओं के बीच कमजोर वैन डर वाल के बल होते हैं और इसलिए यह गैस के रूप में रहता है। $ \mathrm{SiO}_2$ में $Si$ और $O$ के बीच बड़ा विद्युत ऋणात्मकता अंतर होता है, इसलिए $Si-O$ बंध बहुत आयनिक प्रकृति रखते हैं। इसलिए, सिलिकॉन एक त्रिविमीय नेटवर्क जैसी संरचना रखता है जहां $Si$ परमाणु चार ऑक्सीजन परमाणुओं के चतुष्फलकीय रूप से बंधे होते हैं और प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु दो सिलिकॉन परमाणुओं के सहसंयोजक बंध से जुड़े होते हैं।

$ \mathrm{SiO}_{2}$ के अलग-अलग अणु नहीं होते। यह एक नेटवर्क ठोस है जिसमें अष्टफलकीय संयोजन होता है।

(b) सिलिकॉन में 3d ऑर्बिटल सभी वैलेंस शेल में होते हैं, इसलिए आठ इलेक्ट्रॉन के विस्तार के लिए विस्तार आकार बढ़ जाता है जिसके कारण $ sp^3d^2 $ हाइब्रिडीकरण होता है। लेकिन कार्बन में वैलेंस शेल में d-ऑर्बिटल नहीं होते हैं। इसलिए कार्बन केवल $ sp^3 $ हाइब्रिडीकरण कर सकता है। इसलिए, कार्बन $ CF_6^{2-} $ आयन बनाने में असमर्थ होता है।

उत्तर:

समूह 13 और 14 में, जैसे हम समूह के नीचे जाते हैं, वैलेंस शेल के s-इलेक्ट्रॉन के बंधन निर्माण में भाग लेने की प्रवृत्ति कम हो जाती है। इसका कारण वैलेंस शेल के s-इलेक्ट्रॉन के द्वारा d- और f-इलेक्ट्रॉन के अक्षम बचाव के कारण होता है। इसे अक्रिय युग्म प्रभाव कहा जाता है।

कारण इसलिए, समूह 13 और 14 के बाहरी कोश के s-इलेक्ट्रॉन बंधन में भाग नहीं ले सकते। इसलिए, समूह 13 और 14 में क्रमशः +1 और +2 ऑक्सीकरण अवस्था, परमाणु क्रमांक के बढ़ने के साथ-साथ अधिक स्थायी हो जाती है।

उत्तर:

कार्बन, समूह 14 के पहले सदस्य के रूप में, अपने से और अन्य पहले पंक्ति तत्वों जैसे नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के साथ p-p बहुल बंधन बनाने की तीव्र क्षमता रखता है। $ CO_2 $ में, दोनों ऑक्सीजन परमाणु कार्बन परमाणु से द्वि-बंध द्वारा जुड़े होते हैं।

$ \mathrm{O}{\stackrel{\sigma}{\underset{ \pi }= }}\mathrm{C}{\stackrel{\sigma}{\underset{ \pi }= }}\mathrm{O} $

हालांकि, सिलिकॉन p-p बहुल बंधन बनाने में अपनी अस्वीकृति दिखाता है कारण बड़ा परमाणु आकार है। इसलिए, $ SiO_2 $ में, ऑक्सीजन परमाणु सिलिकॉन परमाणु से एकल सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़े होते हैं जो तीन-आयामी नेटवर्क बनाते हैं।

उत्तर:

$ \mathrm{SiO}_{2} $ के क्रिस्टल संरचना के रूप में निम्नलिखित होता है :

जब कुछ Si-परमाणुओं को त्रिवैलेंट अशुद्धि द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया जाए तो छेद बनते हैं, जो धनावेशी आवेश के बराबर होते हैं। इन छेदों के कारण क्रिस्टल संरचना विद्युत के चालक के रूप में बनती है।

क्योंकि, पूरे रूप में क्रिस्टल हमेशा विद्युत उदासीन होते हैं, प्राप्त किया गया क्रिस्टल भी विद्युत उदासीन होता है।

एक निकटवर्ती परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन आ जा सकता है और इलेक्ट्रॉन छेद को भर सकता है, लेकिन इस प्रक्रिया में इसके मूल स्थान पर एक इलेक्ट्रॉन छेद बच जाता है। यदि ऐसा होता है, तो यह लग सकता है कि इलेक्ट्रॉन छेद उस इलेक्ट्रॉन के द्वारा भरे गए दिशा के विपरीत दिशा में गति कर रहा है।

विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, इलेक्ट्रॉन धनावेशित प्लेट की ओर इलेक्ट्रॉन छेद के माध्यम से गति करते हैं, लेकिन यह लग सकता है कि इलेक्ट्रॉन छेद धनावेशित हैं और ऋणावेशित प्लेट की ओर गति कर रहे हैं। इस प्रकार के चालकता वाले चालक तत्व को $p$-प्रकार के चालक तत्व कहा जाता है।

उत्तर:

$ BCl_3 + 3 H_2 O \rightarrow B(OH)_3 + 3 HCl $

$ B(OH)_3 + H_2 O \rightarrow \left[B(OH)_4\right]^- + H^+ $

$B(OH)_3$ के कारण अपूर्ण अष्टक इलेक्ट्रॉन युग्म के लेने के कारण (जैसे $OH^-$) इसके द्वारा $[B(OH)_4]^{-}$ बनता है। इस आयन में बोरॉन के लिए एक 2s ऑर्बिटल और तीन 2p ऑर्बिटल शामिल होते हैं। इसलिए, $[B(OH)_4]^{-}$ में बोरॉन की हाइब्रिडाइज़ेशन $sp^3$ होती है।

$AlCl_3$ अम्लीय जलीय विलयन में एक अष्टफलकीय $\left[Al\left(H_2 O\right)_6\right]^{3+}$ आयन बनाता है। इस कम्प्लेक्स में $Al$ के $3d$ ऑर्बिटल शामिल होते हैं और $Al$ की हाइब्रिडाइज़ेशन स्थिति $sp^3 d^2$ होती है।

$ AlCl_3 + H_2 O \quad HCl \rightarrow \left[Al\left(H_2 O\right)_6\right]^{3+} + 3 Cl^-(aq) $

Answer:

अल्युमिनियम की प्रकृति अम्लीय एवं क्षारीय दोनों में घुलनशील होती है जिसके कारण $ \mathrm{H}_{2}$ गैस उत्पन्न होती है जो पॉप ध्वनि के साथ जलती है।

$ 2 Al+6 HCl \rightarrow 2 AlCl_{3}+3 H_{2} $

$ 2 Al+2NaOH+2 H_{2} O \quad \longrightarrow \underset{\text { Sodium meta aluminate }}{2 NaAlO_{2}}+3 H_{2} $

लेकिन जब $Al$ को conc. $HNO_3$ के साथ अभिकृत किया जाता है, तो इसके सतह पर $Al_2 O_3$ की एक पतली संरक्षक परत बन जाती है जो आगे क्रिया से रोकती है।

$ 2 Al+6 HNO_3 \rightarrow Al_2 O_3+6 NO_2+3 H_2 O $

Answer:

(a) Ga के आयनन एन्थैल्पी मान Al की अपेक्षा अधिक होता है क्योंकि d- एवं f- इलेक्ट्रॉन नाभिकीय आवेश के वृद्धि को क्षमता के लिए स्क्रीनिंग प्रभाव के लिए अयोग्य होते हैं।

(b) बोरॉन का आकार छोटा होता है एवं $\Delta_{\mathrm{i}} \mathrm{H}1+\Delta{\mathrm{i}} \mathrm{H}2+\Delta{\mathrm{i}} \mathrm{H}_3$ का योग बहुत उच्च होता है। बोरॉन $ \mathrm{B}^{3+}$ आयन नहीं बनाता इसलिए, इसके सहसंयोजक यौगिक बनते हैं।

(c) Al के खाली 3d-कक्षक होते हैं जो इसके सहसंयोजक संख्या को बढ़ा सकते हैं और $ \left[\mathrm{AlF}_6\right]^{3-} $ आयन बनाते हैं। दूसरी ओर, बोरॉन के कोई कक्षक नहीं होते और इसके $ \left[\mathrm{BF}_6\right]^{3-} $ आयन बनाने की क्षमता नहीं होती और इसके सहसंयोजकता को 4 से अधिक नहीं बढ़ा सकता और इसलिए $ \left[\mathrm{BF}_4\right] $ बनता है।

(d) अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण, $ \mathrm{a}+2$ ऑक्सीकरण अवस्था $ \mathrm{a}+4$ ऑक्सीकरण अवस्था की तुलना में अधिक स्थायी होती है।

(e) $ \mathrm{Pb}^{4+}$ द्वारा 2 इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके $ \mathrm{Pb}^{2+}$ में परिवर्तित हो जाता है जो अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण अधिक स्थायी होता है। $ \mathrm{Sn}^{2+}$, $ \mathrm{Sn}^{4+}$ की तुलना में कम स्थायी होता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन खो देता है। अतः $ \mathrm{Pb}^{4+}$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है जबकि $ \mathrm{Sn}^{2+}$ एक अपचायक एजेंट के रूप में कार्य करता है।

(f) F परमाणु का आकार बहुत छोटा होता है और प्रवेश कर रहे इलेक्ट्रॉन के बीच अंतराकाशी प्रतिकर्षण होता है और F के इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थैल्पी, Cl की तुलना में कम नकारात्मक होती है।

(g) अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण, Tl, +1 ऑक्सीकरण अवस्था में +3 ऑक्सीकरण अवस्था की तुलना में अधिक स्थायी होता है। अतः $ \mathrm{Tl}\left(\mathrm{NO}_3\right)_3$ एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।

(h) कार्बन परमाणु अपने साथ अन्य कार्बन परमाणु के साथ सहसंयोजक बंधों द्वारा श्रृंखला और वलय बनाने की प्रवृत्ति रखते हैं। इस गुण को श्रृंखलन कहते हैं। इसका कारण $ \mathrm{C}-\mathrm{C}$ बंध बहुत मजबूत होते हैं। समूह में नीचे जाने पर आकार बढ़ता है और विद्युतऋणात्मकता कम हो जाती है, जिसके कारण श्रृंखलन की प्रवृत्ति कम हो जाती है। इसको बंध एन्थैल्पी के मान से स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है। श्रृंखलन का क्रम $ \mathrm{C} \gg \mathrm{Si}>\mathrm{GE} \approx \mathrm{Sn}$ होता है। अतः लेड श्रृंखलन दर्शाता नहीं है।

(i) $ \mathrm{BF}_3$ पूरी तरह से जलअपघटित नहीं होता। यह बोरिक अम्ल और फ्लूरोबोरिक अम्ल बनाता है। इसका कारण बने हुए HF के अम्ल बोरिक अम्ल $ \mathrm{H}_3 \mathrm{BO}_3$ के साथ अभिक्रिया करता है।

$\mathrm{BF}_3+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{H}_3 \mathrm{BO}_3+3 \mathrm{HF} \times 4 $

$\mathrm{H}_3 \mathrm{BO}_3+3 \mathrm{HF} \rightarrow \mathrm{H}^{+}\left[\mathrm{BF}_4\right]^{-}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \times 3 $

$4 \mathrm{BF}_3+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{H}_3 \mathrm{BO}_3+3\left[\mathrm{BF}_4\right]^{-}+3 \mathrm{H}^{+} $

(j) कार्बन के ग्राफाइट में $ \mathrm{sp}^3$ हाइब्रिडाइजेशन होती है। कार्बन के छोटे आकार और समूह 14 में सबसे अधिक विद्युतऋणात्मकता के कारण वह अनेक $ \mathrm{p} \pi-\mathrm{p} \pi$ बंध बनाने की प्रवृत्ति रखता है। सिलिकॉन के बड़े आकार और कम विद्युतऋणात्मकता के कारण वह अनेक बंध बनाने में असमर्थ होता है। अतः सिलिकॉन ग्राफाइट जैसा संरचना बनाने में असमर्थ होता है।

Answer:

बोरिक अम्ल के गर्म करने पर (370k) मेटा बोरिक अम्ल प्राप्त होता है

$ \underset{(X)}{H_3BO_3} \quad \underset{370k}{\xrightarrow{\Delta}} \quad HBO_2 \quad \underset{>370k}{\xrightarrow{\Delta}}\quad Z$

मेटा बोरिक अम्ल के गर्म करने पर (>370k) बोरिक ट्राइऑक्साइड और $H_2O$ प्राप्त होता है

$4HBO_2\quad \underset{-H_2O}{\xrightarrow{\Delta 370k}}\quad \underset{ \text{(तेट्रा बोरिक अम्ल)}}{[H_2B_4O_7]} \quad \underset{\text{लाल ताप}}{\xrightarrow{>370k}} \quad \underset{ \text{(बोरिक ट्राइऑक्साइड (Z))}}{2B_2O_3+H_2O}$

बोरिक अम्ल को बोरेक्स और HCl से तैयार किया जा सकता है

$\underset{\text{(बोरेक्स(A))}}{Na_2B_4O_7} +2HCl +5H_2O \rightarrow 2NaCl + \underset{\text{(बोरेक्स अम्ल(X))}}{4H_3BO_3}$

$\therefore$ A - बोरेक्स - $Na_2B_4O_7$

X- बोरिक अम्ल - $H_3BO_3$

Z- बोरिक ट्राइऑक्साइड - $B_2O_3$

Answer:

(i) $4 BF_{3}+3 LiAlH_{4} \rightarrow {B_{2} H_{6}}+3 LiF+3 AlF_{3}$

(ii) $2B_{2} H_{6}+6 H_{2} O \rightarrow {2 H_{3} BO_{3}} +6 H_{2}$

(iii) $3B_{2} H_{6}+3 O_{2} \stackrel{\Delta}{\rightarrow} B_{2} O_{3}+3 H_{2} O$

$\therefore Z= BF_{3} $

$X = B_{2} H_{6}$

$Y= X_3 BO_3$

उत्तर:

A. $\rightarrow (5)$

B. $\rightarrow (3)$

C. $\rightarrow (4)$

D. $\rightarrow(1,2)$

A. $ \mathrm{BF}_{4}^{-}$: Tetrahedral shape $s p^{3}$ hybridisation regular geometry.

B. $ \mathrm{AlCl}_{3}:$ Octet not complete of $ \mathrm{Al}$, act as Lewis acid.

C. $ \mathrm{SnO}: \mathrm{Sn}^{2+}$ can show +4 oxidation state. It menas SnO can be further oxidised.

D. $PbO_{2}$ : Oxidation state of $Pb$ in $PbO_{2}$ is +4 . Due to inert pair effect $Pb^{4+}$ is less stable than $Pb^{2+}$, acts as strong oxidising agent.

उत्तर:

A. $\rightarrow (3) $

B. $\rightarrow(4)$

C. $\rightarrow(1)$

D. $\rightarrow (5)$

E. $\rightarrow (2) $

A. $BH_{3}$ अनियमित होता है और तीन केंद्र-दो इलेक्ट्रॉन बंध द्वारा $B_{2} H_{6}$ डाइबोरेन बनाता है जो बनाना बंधन दिखाता है।

B. गैलियम कम गलनांक और उच्च क्वथनांक के कारण उच्च तापमान मापने के लिए उपयोगी होता है।

C. बोरेक्स धातुओं के सोल्डरिंग के लिए फ्लक्स के रूप में उपयोग किया जाता है, धातु के लिए गरमी और चक्रावर्ती संरक्षण को बरकरार रखता है।

D. एल्यूमिनोसिलिकेट पेट्रोकेमिकल उद्योगों में कैटलिस्ट के रूप में उपयोग किया जाता है।

E. क्वार्ट्ज, क्वार्ट्ज का क्रिस्टलीय रूप है।

उत्तर:

A. $\rightarrow (2)$

B. $\rightarrow(3)$

C. $\rightarrow(2)$

D. $\rightarrow(1)$

E. $\rightarrow(2) $

F. $\rightarrow(3)$

A. $\left[\mathrm{B}(\mathrm{OH})_{4}\right]^{-}$ में बोरॉन $s p^{3}$ हाइब्रिडाइज़्ड होता है।

B. $\left[Al \left(H_{2} O\right)_{6}\right]^{3+}$ में एल्यूमिनियम $s p^{3} d^{2}$ हाइब्रिडाइज़्ड होता है।

C. $B_{2} H_{6}$ में बोरॉन $s p^{3}$ हाइब्रिडाइज़्ड होता है।

D. बकमैंस्टर फुलरीन में कार्बन $s p^{2}$ हाइब्रिडाइज़्ड होता है।

E. $\mathrm{SiO}_{4}^{4-}$ में सिलिकॉन $s p^{3}$ हाइब्रिडाइज़्ड होता है।

F. $\left[\mathrm{GeCl}_{6}\right]^{2-}$ में जरमेनियम $s p^{3} d^{2}$ हाइब्रिडाइज़्ड होता है।

उत्तर:(a) दोनों $A$ और $R$ सही हैं और $R$ $A$ का सही स्पष्टीकरण है।

सिलिकॉन डाइऑक्साइड में सिलिकॉन का ऑक्सीकरण अवस्था +4 है अर्थात इस चतुष्वैलेंट है और एल्यूमिनियम का ऑक्सीकरण अवस्था +3 है अर्थात इस त्रिवैलेंट है। जब एल्यूमिनियम परमाणु सिलिकॉन परमाणुओं के स्थान पर $ \mathrm{S}i \mathrm{O}_2$ में आ जाते हैं, तो ऑक्सीजन के आवेश को $ \mathrm{Al}^{3+}$ परमाणुओं द्वारा संतुलित नहीं किया जा सकता, इसलिए संपूर्ण संरचना नकारात्मक आवेश ले लेती है।

उत्तर:(b) $ \mathrm{A}$ और $ \mathrm{R}$ दोनों सही हैं लेकिन $ \mathrm{R}$, $ \mathrm{A}$ का सही स्पष्टीकरण नहीं है।

सिलिकॉन एक आर्गैनोसिलिकन बहुलक के समूह होते हैं जिनमें $\left(R_{2} \mathrm{SiO}\right)$ के दोहराए गए इकाई होते हैं। यह बताता है कि सिलिकॉन अप्रतिरोधी अकार्बनिक ऐल्किल समूहों से घिरे होते हैं जो प्रकृति में पानी के प्रति अप्रतिरोधी होते हैं। इनके व्यापक उपयोग होते हैं। इनका उपयोग कपड़ों के पानी से बचाव के लिए किया जाता है।

उत्तर:

समूह 13 के लिए

(a) परमाणु आकार: समूह में नीचे जाने पर प्रत्येक अगले सदस्य में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन शेल जोड़ा जाता है और इसलिए, परमाणु त्रिज्या की उम्मीद है कि बढ़ेगी। हालांकि, एक विचलन देखा जा सकता है।

$ \mathrm{Ga}$ के परमाणु त्रिज्या $Al$ के परमाणु त्रिज्या से कम होता है क्योंकि अतिरिक्त $10 d$-इलेक्ट्रॉन के उपस्थिति के कारण, बाहरी इलेक्ट्रॉन के लिए खराब स्क्रीनिंग प्रभाव होता है।

(b) आयनन एन्थैल्पी: आयनन एन्थैल्पी के मान सामान्य श्रेणी के अनुसार नीचे जाने पर धीरे-धीरे घटते नहीं हैं। $B$ से $Al$ तक कमी आकार के बढ़ने के साथ संबंधित है।

$ \mathrm{Al}$ और $ \mathrm{Ga}$ के बीच तथा $In$ और $Tl$ के बीच देखी गई अवरोधन के कारण $d$ और $f$-इलेक्ट्रॉन के कम स्क्रीनिंग प्रभाव के कारण बढ़े हुए नाभिकीय आवेश को संतुलित करता है।

(c) धात्विक या विद्युत धनात्मक गुण: बोरॉन बहुत उच्च आयनन एन्थैल्पी के कारण एक अर्ध-धातु (मेटलॉइड) है। सभी अन्य धातु हैं और धात्विक गुण पहले $ \mathrm{B}$ से $ \mathrm{Al}$ तक बढ़ता है जैसे आकार बढ़ता है। $ \mathrm{Al}$ से $ \mathrm{Tl}$ तक गुण घटता है क्योंकि $d$- और $f$-इलेक्ट्रॉन के खराब छाया बनाने के कारण,

(d) ऑक्सीकरण अवस्थाएं: हम ग्रुप में नीचे जाते हैं, +3 ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता कम होती जाती है जबकि +1 ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता धीरे-धीरे बढ़ती जाती है। अन्य शब्दों में, +1 ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता के क्रम में $ \mathrm{Al}<\mathrm{Ga}<In<\mathrm{Tl}$ है। वास्तव में, $ \mathrm{Ga}$, $In$ और $ \mathrm{Tl}$ में दोनों +1 और +3 ऑक्सीकरण अवस्थाएं देखी जाती हैं।

(e) हैलाइड की प्रकृति: ये तत्व हैलोजन के साथ अभिक्रिया करके ट्राइहैलाइड बनाते हैं (अपवाद $ \mathrm{TlX}_{3}$ के अलावा)

$ 2 E(s)+3 X_{2}(g) \rightarrow 2 \mathrm{EX}_{3}(s) \quad[X=\mathrm{F}, \mathrm{Cl}, \mathrm{Br}, \mathrm{I}] $

बोरॉन के हैलाइड इलेक्ट्रॉन अभाव वाले अणु होते हैं और लुईस अम्ल के रूप में व्यवहार करते हैं। लुईस गुण के क्रम में $BI_{3}>BBr_{3}>BCl_{3}>BF_{3}$ है।

ग्रुप 14 के लिए

(a) परमाणु आकार: $C$ से $Si$ तक सहसंयोजक त्रिज्या में बहुत बड़ा वृद्धि होती है, उसके बाद $ \mathrm{Si}$ से $ \mathrm{Pb}$ तक छोटी वृद्धि देखी जाती है। इसका कारण भारी सदस्यों में पूर्ण भरे हुए $d$ और $f$-कक्षकों की उपस्थिति है।

(b) आयनन एन्थैल्पी: ग्रुप 14 के सदस्यों की पहली आयनन एन्थैल्पी ग्रुप 13 के संगत सदस्यों की तुलना में अधिक होती है। यहां आंतरिक नाभिकीय इलेक्ट्रॉन के प्रभाव को देखा जा सकता है। सामान्य रूप से आयनन एन्थैल्पी ग्रुप में नीचे जाने पर कम होती जाती है। $ \mathrm{Si}$ से $ \mathrm{Ge}$ तक $ \mathrm{Sn}$ और $ \mathrm{Sn}$ से $ \mathrm{Pb}$ तक $\Delta ; \mathrm{H}$ में छोटी कमी और थोड़ी वृद्धि देखी जाती है, जो बीच के $d$ और $f$-कक्षकों के खराब छाया प्रभाव और परमाणु के आकार में वृद्धि के कारण होती है।

(c) धात्विक गुण: धात्विक गुण ग्रुप में नीचे जाने पर बढ़ता है $ \mathrm{C}$ (अधातु) $ \mathrm{Si}, \mathrm{Ge}$ (मेटलॉइड) $ \mathrm{Sn}, \mathrm{Pb}$ (धातु)।

(d) ऑक्सीकरण अवस्थाएं: समूह 14 के तत्वों के बाहरी कोश में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं। इन तत्वों द्वारा दिखाई गई सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएं +4 और +2 होती हैं। कार्बन ने ऋणात्मक ऑक्सीकरण अवस्थाएं भी दिखाई हैं। क्योंकि, पहले चार आयनन एंथैल्पी के योग बहुत उच्च होता है, +4 ऑक्सीकरण अवस्था में यौगिक सामान्यतः सहसंयोजक प्रकृति के होते हैं। भारी तत्वों में +2 ऑक्सीकरण अवस्था दिखाने की प्रवृत्ति $ \mathrm{Ge}<\mathrm{Sn}<\mathrm{Pb}$ में बढ़ती जाती है जिसके कारण अक्रिय युग्म अवस्था होती है।

(e) हैलाइड की प्रकृति: इन तत्वों के हैलाइड फॉर्मूला $M X_{2}$ और $M X_{4}$ (जहां, $ \mathrm{X}=\mathrm{F}, \mathrm{Cl}, \mathrm{Br}, \mathrm{I})$ के रूप में बनते हैं। कार्बन के अलावा, सभी अन्य सदस्य उपयुक्त शर्तों के तहत हैलोजन के साथ अपने हैलाइड बनाने में सक्षम होते हैं।

अधिकांश $M X_{4}$ सहसंयोजक होते हैं जिनमें $s p^{3}$ हाइब्रिडीकरण और चतुष्कोणीय संरचना होती है। अपवाद $SnF_{4}$ और $PbF_{4}$ हैं जो प्रकृति में आयनिक होते हैं। भारी सदस्य $Ge$ से $Pb$ तक हैलाइड बनाने में सक्षम होते हैं जिनके फॉर्मूला $M X_{2}$ होता है। इन हैलाइड की स्थायित्व ग्रुप के नीचे बढ़ता जाता है।

Answer:

(a) $ \mathrm{AlCl}_{3}$ में, $ \mathrm{Al}$ के बाहरी कोश में केवल छह इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह एक इलेक्ट्रॉन अभाव वाला अणु होता है। इसलिए, यह एक लुईस अम्ल (इलेक्ट्रॉन ग्रहणकर्ता) के रूप में कार्य करता है।

(b) $ \mathrm{BF}_{3}$ में बोरॉन के एक खाली $2 p$-कक्षा होती है और फ्लुओरीन के एक $2 p$-पूर्णतः भरे हुए अनप्रयोग योग्य कक्षा होती है। इन दोनों कक्षाओं के एक ही ऊर्जा स्तर पर होने के कारण, वे अपेक्षाकृत प्रभावपूर्वक अधिक विलय कर सकते हैं और $p \pi-p \pi$ बंध बनाते हैं। इस प्रकार के बंधन के निर्माण को पीछे की बंधन कहा जाता है।

जबकि $BCl_{3}$ में पीछे की बंधन की संभावना नहीं होती है, क्योंकि बोरॉन के $2 p$-कक्षा और क्लोरीन के $3 p$-कक्षा के बीच प्रभावपूर्वक अधिक विलय नहीं होता है। इसलिए, $BCl_{3}$ में $B$ के इलेक्ट्रॉन अभाव $BF_{3}$ की तुलना में अधिक होता है। इस कारण $BF_{3}$ $BCl_{3}$ की तुलना में एक कमजोर लुईस अम्ल होता है।

(c) $PbO_{2}$ और $SnO_{2}$ में, पीबी और सीन दोनों +4 ऑक्सीकरण अवस्था में उपस्थित हैं। लेकिन बल्ब अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण, $Pb^{2+}$ आयन $Sn^{2+}$ आयन की तुलना में अधिक स्थायी होता है। अन्य शब्दों में, $Pb^{4+}$ आयन अर्थात $PbO_{4}$, $Pb^{2+}$ आयन में अधिक आसानी से अपचयित होता है जबकि $Sn^{4+}$ आयन $Sn^{3+}$ आयन में अपचयित होना कम आसान होता है। इसलिए, $PbO_{2}$, $SnO_{2}$ की तुलना में एक अधिक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होता है।

(d) $ \mathrm{Tl}^{+}$, $ \mathrm{Tl}^{3+}$ की तुलना में अधिक स्थायी होता है अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण।

Answer:

जब बोरेक्स के जलीय घोल को HCl से अम्लीय कर दिया जाता है तो बोरिक अम्ल बनता है।

$ \underset{Borax}{Na_2B_4 O_7}+2 \mathrm{HCl}+5 \mathrm{H}_2{O} \longrightarrow 4 \mathrm{H}_3 \mathrm{BO}_3+2 \mathrm{NaCl} $

बोरिक अम्ल एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस है। इसके कारण इसकी तल विस्तारित संरचना होती है। इसलिए यह स्पर्श करने पर घिस जाता है। यह एक प्रोटोनिक अम्ल नहीं है क्योंकि यह जलीय घोल में आयनित नहीं होता और $ \mathrm{H}^{+}$ आयन छोड़ता नहीं है।

हालांकि, बोरॉन के छोटे आकार और इसके बाह्य आवरण में केवल छह इलेक्ट्रॉन होने के कारण, $ \mathrm{B}(\mathrm{OH})_3$ अणु के ऑक्सीजन परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन युग्म ग्रहण करता है और एक प्रोटॉन छोड़ता है। इसलिए यह एक लीविस अम्ल के रूप में कार्य करता है।

उत्तर:

(a) $TlCl$ (+1 ऑक्सीकरण अवस्था) $TlCl_3$ (+3 ऑक्सीकरण अवस्था) की तुलना में अधिक स्थायी है कारण अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण। $TlCl$ की ऑक्सीकरण अवस्था अधिक स्थायी है। यह प्रकृति में आयनिक है।

(b) $d$-कक्षकों की अनुपस्थिति के कारण, ऐलुमिनियम अक्रिय युग्म प्रभाव नहीं दिखाता है। इसलिए, इसकी सबसे स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था +3 है। इसलिए, $AlCl_3$ अधिक स्थायी है। ठोस या वाष्प अवस्था में, $AlCl_3$ सहसंयोजक प्रकृति का होता है, लेकिन जलीय विलयन में यह $Al^{3+}(a q)$ और $Cl^-(a q)$ आयनों में विघटित हो जाता है।

(c) अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण, इंडियम +1 और +3 ऑक्सीकरण अवस्था दोनों में विद्यमान है, जिनमें +3 ऑक्सीकरण अवस्था +1 ऑक्सीकरण अवस्था की तुलना में अधिक स्थायी है। अन्य शब्दों में, $ \mathrm{InCl}_{3}$ $ \mathrm{InCl}$ की तुलना में अधिक स्थायी है। इसका शुष्क अवस्था सहसंयोजक प्रकृति का होता है।

$ 3 \operatorname{InCl}(a q) \rightarrow 2 In (s)+In ^{3+}(a q)+3 \mathrm{Cl}^{-}(a q) $

उत्तर:

बोरॉन के बाह्य आवरण विन्यास $\rightarrow 1s^2 2s^2 2p^1$ बोरॉन के पास 2d रिक्त कक्षक नहीं होते हैं, इसलिए इसके समन्वय संख्या को 3 से अधिक नहीं बढ़ा सकता।

$\therefore BCl_3 $ बहुत स्थायी है।

Al $\rightarrow 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^1.$ इसके पास रिक्त 3d कक्षक होते हैं। इसलिए इसके समन्वय संख्या को 3 से अधिक बढ़ा सकता है और डाइमर $(Al_2 Cl_6)$ के रूप में अस्तित्व में है।

उत्तर:

$ \mathrm{BF}_3$ के एकल अणु के रूप में अस्तित्व में है कारण $ \mathrm{\pi}-\mathrm{\pi}$ प्रतिगामी बंधन। फ्लुओरीन बोरॉन के रिक्त $2 p$-कक्षक में दो इलेक्ट्रॉन प्रेषित करता है। विस्थापन बोरॉन पर इलेक्ट्रॉन की कमी को कम करता है जिससे $ \mathrm{BF}_3$ अणु की स्थायित्व बढ़ जाता है।

कारण एच के एकल युग्म इलेक्ट्रॉन की अनुपस्थिति इसलिए $ \mathrm{BH}_3$ में पीछे की बंधन नहीं होती। अन्य शब्दों में, बोरॉन की इलेक्ट्रॉन कमी बरकरार रहती है और $ \mathrm{BH}_3$ के अस्तित्व नहीं होता। इलेक्ट्रॉन कमी को कम करने के लिए $ \mathrm{BH}_3$ डाइमरीकरण करता है और $ \mathrm{B}_2 \mathrm{H}_6$ बनाता है।

इसलिए बोरॉन हाइड्राइड डाइमेरिक रूप में मौजूद होता है और इसे डाइबोरेन के रूप में जाना जाता है।

डाइबोरेन की संरचना

$B_{2} H_{6}$ में, चार सिरे वाले हाइड्रोजन परमाणु और दो बोरॉन परमाणु एक समतल में होते हैं। इस समतल के ऊपर और नीचे दो पुल के $H$ परमाणु होते हैं। चार सिरे वाले $B-H$ बंध सामान्य होते हैं जबकि दो पुल ( $\left.\begin{array}{lll}B & H & B\end{array}\right)$ बंध तीन केंद्र-दो इलेक्ट्रॉन बंध होते हैं।

उत्तर:

(a)

सिलिकॉन एक ग्रुप ऑर्गैनोसिलिकन पॉलीमर हैं, जिनमें $\left(R_{2} \mathrm{SiO}\right)$ एक दोहरा इकाई के रूप में होता है। ये रैखिक सिलिकॉन, चक्रीय सिलिकॉन और प्रतिस्थापित सिलिकॉन हो सकते हैं।

ये एल्किल या ऐरिल अवतरणों के $SiCl_{4}$ के हाइड्रोलिज़ करने से तैयार किए जाते हैं, जैसे $R SiCl_{3}, R_{2} SiCl_{2}$, और $R_{3} SiCl$ और हाइड्रोलिज़ करने से प्राप्त एल्किल या ऐरिल हाइड्रॉक्सी अवतरणों के पॉलीमरीकरण से।

उपयोग

ये सीलेंट, ग्रीस, विद्युत आइसोलेटर और कपड़ों के जल रोकथ के रूप में उपयोग किए जाते हैं। ये सर्जिकल और कोमेटिक उद्योगों में भी उपयोग किए जाते हैं।

(b)

बोरॉन एक सामान्य सूत्र $B_{n} H_{n+4}$ और $B_{n} H_{n+6}$ के लिए कई सहसंयोजक हाइड्राइड बनाता है। ये बोरेन के रूप में जाने जाते हैं। $B_{2} H_{6}$ और $B_{4} H_{10}$ दो श्रृंखलाओं के प्रतिनिधि यौगिक हैं।

डाइबोरेन के तैयारी करना

इसे बोरॉन ट्राइफ्लुओराइड के डाइएथिल ईथर में $ \mathrm{LiAlH}_{4}$ के साथ अभिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है।

$ 4 BF_3+3 LiAlH_4 \rightarrow 2 ~B_2 H_6+3 LiF+3 AlF_3 $

उद्योग पैमाने पर इसे $BF_3$ के साथ सोडियम हाइड्राइड की अभिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है।

$ 2 BF_3+6 NaH \quad \xrightarrow{450 K} \quad B_2 H_6+6 NaF $

उत्तर:

क्योंकि, बोरॉन के यौगिक $(A)$ $NMe_3$ के साथ अभिक्रिया करके एक योगज यौगिक $(B)$ बनाता है, इसलिए यौगिक $(A)$ एक लीविस अम्ल है। योगज यौगिक $(B)$ के जलअपघटन से एक अम्ल $(C)$ और हाइड्रोजन गैस प्राप्त होती है, इसलिए $(A)$ निश्चित रूप से $B_2 H_6$ होगा और $(C)$ निश्चित रूप से बोरिक अम्ल होगा।

$ \underset{\text { डाइबोरेन }(A)}{B_{2} H_{6}}+{2 NMe_{3}} \rightarrow \underset{\text { योगज }(B)}{2 BH_{3} NMe_{3}} $

$ BH_{3} \cdot NMe_{3}+3 H_{2} O \rightarrow \underset{\text { बोरिक अम्ल }(C)}{H_{3} BO_{3}}+NMe_{3}+6 H_{2} $

उत्तर:

ग्रुप 13 का एकमात्र अधात्विक तत्व बोरॉन है। यह एक बहुत कठोर पदार्थ है और बुलेट प्रूफ वेस्ट के निर्माण में उपयोग किया जाता है। यह कई अल्लोट्रोपिक रूपों में विद्यमान होता है और आमतौर पर उच्च गलनांक वाला होता है।

क्योंकि बोरॉन के पास केवल $s$ और $p$ कक्षक होते हैं लेकिन कोई $d$-कक्षक नहीं होते। इसलिए इसके अधिकतम सहसंयोजकता चार हो सकती है।

क्योंकि $B$ के $BF_3$ में इसके बाहरी कक्षक में केवल छह इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इसे अपने आठ इलेक्ट्रॉन के आवरण को पूरा करने के लिए दो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन आवश्यक होते हैं।

तो, $ \mathrm{BF}_3 $ एक लीविस अम्ल के रूप में कार्य करता है।

$ \mathrm{NH}_3+\mathrm{BF}_3 \longrightarrow \mathrm{H}_3 \mathrm{~N} \rightarrow \mathrm{BF}_3 $

इसलिए, यहाँ $B F_3$ एक लीविस अम्ल है, क्योंकि यह एक इलेक्ट्रॉन युग्म के स्वीकारक है।

उत्तर:

प्रोड्यूसर गैस $CO$ और $N_{2}$ के मिश्रण होती है, इसलिए चतुर्वलयी तत्व कार्बन है और इसके मोनोऑक्साइड और डाइऑक्साइड क्रमशः $CO$ और $CO_{2}$ हैं।

$2 \mathrm{C}(\mathrm{s})+\underbrace{\mathrm{O} _2(s)+4 \mathrm{~N} _2(g)} _{\text {Air }} \xrightarrow{1273 \mathrm{~K}} \underbrace{2 \mathrm{CO}(g)+4 \mathrm{~N} _2(g)} _{\text {Producer gas }}$

कार्बन मोनोऑक्साइड एक मजबूत अपचायक एजेंट होता है और लौह ऑक्साइड को लौह में घटाता है।

$ Fe_{2} O_{3}(~s)+3 CO(g) \quad \xrightarrow{\Delta} 2 Fe(s)+3 CO_{2}(g) $