अध्याय 3 तत्वों का वर्गीकरण एवं गुणों में आवर्ति
अभ्यास
3.1 आवर्त सारणी में वर्गीकरण के मूल विषय क्या है?
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आवर्त सारणी में वर्गीकरण के मूल विषय तत्वों के परमाणु क्रमांक, गुण, इलेक्ट्रॉनिक विन्यास एवं रासायनिक व्यवहार के आधार पर तत्वों को आवर्त एवं समूह में वर्गीकृत करना है। समान गुण वाले तत्वों को एक ही समूह में रखा जाता है। इस व्यवस्था तत्वों एवं उनके यौगिकों के अध्ययन को प्रणालीय बनाती है एवं उनके मूल गुण एवं रासायनिक व्यवहार को समझने में सहायता करती है।
3.2 मेंडलीएव के आवर्त सारणी में तत्वों के वर्गीकरण के लिए कौन सी महत्वपूर्ण गुण का उपयोग किया गया था एवं वह इस व्यवस्था के बंधन में बने रहे?
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उत्त र
मेंडलीएव ने अपने आवर्त सारणी में तत्वों को उनके परमाणु भार या द्रव्यमान के आधार पर व्यवस्थित किया। वे तत्वों को उनके बढ़ते हुए परमाणु भार के क्रम में आवर्त एवं समूह में व्यवस्थित करते थे। वे समान गुण वाले तत्वों को एक ही समूह में रखते थे।
हालांकि, वे लंबे समय तक इस व्यवस्था के बंधन में नहीं रहे। उन्होंने खोज निकाला कि यदि तत्वों को उनके बढ़ते हुए परमाणु भार के क्रम में व्यवस्थित किया जाए तो कुछ तत्व इस वर्गीकरण के योजना में फिट नहीं होते।
इसलिए, उन्होंने कुछ मामलों में परमाणु भार के क्रम को नगण्य कर दिया। उदाहरण के लिए, आयोडीन का परमाणु भार तेलुरियम के परमाणु भार से कम होता है। फिर भी मेंडलीएव ने तेलुरियम (समूह VI में) को आयोडीन (समूह VII में) के पहले रख दिया केवल इसलिए कि आयोडीन के गुण फ्लूओरीन, क्लोरीन एवं ब्रोमीन के गुणों के बहुत समान हैं।
3.3 मेंडलीएव के आवर्त नियम एवं आधुनिक आवर्त नियम के बीच मूल अंतर क्या है?
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मेंडलीएव के आवर्त नियम के अनुसार तत्वों के भौतिक एवं रासायनिक गुण उनके परमाणु भार के आवर्त फलन होते हैं। दूसरी ओर, आधुनिक आवर्त नियम के अनुसार तत्वों के भौतिक एवं रासायनिक गुण उनके परमाणु क्रमांक के आवर्त फलन होते हैं।
3.4 क्वांटम संख्याओं के आधार पर समझाइए कि आवर्त सारणी के छठे आवर्त में 32 तत्व होने चाहिए।
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तत्वों के आवर्त सारणी में, एक आवर्त बाहरी कोश के मुख्य क्वांटम संख्या $(n)$ के मान को दर्शाता है। प्रत्येक आवर्त मुख्य क्वांटम संख्या $(n)$ के भरने से शुरू होता है। छठे आवर्त के लिए $n$ का मान 6 है। $n=6$ के लिए, कुंडली क्वांटम संख्या $(l)$ के मान 0, 1, 2, 3, 4 हो सकते हैं।
अफबाउ के सिद्धांत के अनुसार, इलेक्ट्रॉन उनकी बढ़ती ऊर्जा के क्रम में विभिन्न कक्षकों में जोड़े जाते हैं। $6d$ उपकक्षा की ऊर्जा $7s$ उपकक्षा की ऊर्जा से अधिक होती है।
छठे आवर्त में, इलेक्ट्रॉन केवल $6s$, $4f$, $5d$ और $6p$ उपकक्षाओं में भरे जा सकते हैं। अब, $6s$ में एक कक्षक होता है, $4f$ में सात कक्षक होते हैं, $5d$ में पांच कक्षक होते हैं, और $6p$ में तीन कक्षक होते हैं। इसलिए, उपलब्ध कक्षकों की कुल संख्या 16 $(1+7+5+3=16)$ है। पॉली के अपवाद सिद्धांत के अनुसार, प्रत्येक कक्षक में अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन रह सकते हैं। इसलिए, 16 कक्षक 32 इलेक्ट्रॉन के लिए स्थान देते हैं।
इसलिए, आवर्त सारणी के छठे आवर्त में 32 तत्व होने चाहिए।
3.5 आप तत्व कहां रखेंगे जिसकी परमाणु संख्या $Z=114$ है? आवर्त और समूह के अनुसार बताइए।
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परमाणु संख्या $\mathrm{Z}=114$ वाले तत्व की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn] 5f^{14} 6d^{10} 7s^2 7p^2$ होता है।
इसलिए, तत्व सातवें आवर्त में स्थित है। इलेक्ट्रॉन प उपकक्षा में प्रवेश करते हैं। इसलिए, यह प ब्लॉक में स्थित है। समूह संख्या $10+4=14$ है।
तत्व फ्लरोवियम है।
इसलिए, तत्व सातवें आवर्त और $14^{\text{th}}$ समूह में स्थित है।
3.6 आवर्त सारणी के तीसरे आवर्त और सत्रहवें समूह में उपस्थित तत्व की परमाणु संख्या लिखिए।
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$n=3$
$\text{ समूह }=10+(n s+n p) $
$ 17=10+(3 s+3 p) $
$ 3 s+3 p=17-10 $
$ \Rightarrow 3 s+3 p=7 $
$ \Rightarrow 2+3 p=7 $
$ \Rightarrow 3 p=7-2 $
$ \Rightarrow 3 p=5 $
$ z=1 s^2 2 s^2 2 p^6 3 s^2 3 p^5$
$ \text{परमाणु क्रमांक }= 17 \hspace{0.8mm }i.e.\text { क्लोरीन }$
3.7 आपका अनुमान होगा कि कौन सा तत्व निम्नलिखित द्वारा नामित किया गया होगा?
(i) लॉरेंस बेरकली प्रयोगशाला
(ii) सीबर्ग के समूह द्वारा?
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(i) लॉरेंसियम (Lr) $Z=103$ और बर्केलियम (Bk) $Z=97$
(ii) सीबर्गियम $(Sg)$ $Z=106$
3.8 एक समूह में तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुण समान क्यों होते हैं?
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तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुण उनके संयोजक इलेक्ट्रॉन की संख्या पर निर्भर करते हैं। एक ही समूह में उपस्थित तत्वों के संयोजक इलेक्ट्रॉन की संख्या समान होती है। इसलिए, एक ही समूह में उपस्थित तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुण समान होते हैं।
3.9 परमाणु त्रिज्या और आयन त्रिज्या आपके लिए क्या अर्थ होते हैं?
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परमाणु त्रिज्या :
परमाणु त्रिज्या एक ही तत्व के दो सहसंयोजी आबंधित परमाणुओं के नाभिक के बीच की दूरी के आधे के बराबर होती है। मेटल के मामले में, परमाणु त्रिज्या को धातु त्रिज्या कहा जाता है। यह एक क्रिस्टल लेटिस में दो समीपवर्ती परमाणुओं के बीच की दूरी के आधे के बराबर होती है।
आयन त्रिज्या :
आयन त्रिज्या आयन के आकार को बताता है, एक धनायन या ऋणायन। यह आयन के नाभिक से तक उपलब्ध असर की दूरी को बताता है।
धनायन का आकार मूल परमाणु के आकार से हमेशा छोटा होता है जबकि ऋणायन का आकार मूल परमाणु के आकार से हमेशा बड़ा होता है।
3.10 परमाणु त्रिज्या एक आवर्त और एक समूह में कैसे बदलती है? आप इस बदलाव को कैसे समझ सकते हैं?
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परमाणु त्रिज्या आवर्त में बाएँ से दाएँ घटती जाती है। इसका कारण यह है कि एक आवर्त में, बाहरी इलेक्ट्रॉन समान वलेंस शेल में होते हैं और आवर्त में बाएँ से दाएँ आवर्त बढ़ते हैं, जिसके कारण प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता है। इसके परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉन के नाभिक की ओर आकर्षण बढ़ता है।
दूसरी ओर, परमाणु त्रिज्या एक समूह में नीचे जाने से आमतौर पर बढ़ती जाती है। इसका कारण यह है कि एक समूह में नीचे जाने से मुख्य क्वांटम संख्या $(n)$ बढ़ती जाती है, जिसके परिणामस्वरूप नाभिक और मूल इलेक्ट्रॉन के बीच की दूरी बढ़ जाती है।
3.11 आपको आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुओं के बारे में क्या समझ आ रहा है? निम्नलिखित परमाणु या आयनों के साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुओं के नाम बताइए।
(i) $\mathrm{F}^{-}$
(ii) Ar
(iii) $\mathrm{Mg}^{2+}$
(iv) $\mathrm{Rb}^{+}$
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इलेक्ट्रॉन की समान संख्या वाले परमाणु और आयन आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं कहलाते हैं।
(i) $F^{-}$ आयन में $9+1=10 \text{ इलेक्ट्रॉन}$ होते हैं। इसलिए, इसके साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं भी $10 \text{ इलेक्ट्रॉन}$ रखती होंगी। इसके कुछ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं $Na^{+}$ आयन $(11 - 1=10 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, $Ne (10 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, $O^{2-}$ आयन $(8+2=10 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, और $Al^{3+}$ आयन $(13 - 3=10 \text{ इलेक्ट्रॉन})$ हैं।
(ii) Ar में 18 इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, इसके साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं भी 18 इलेक्ट्रॉन रखती होंगी। इसके कुछ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं $S^{2-}$ आयन $(16+2=18 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, $Cl^{-}$ आयन $(17+1=18 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, $K^{+}$ आयन $(19-1=18 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, और $Ca^{2+}$ आयन $(20 - 2 = 18 \text{ इलेक्ट्रॉन})$ हैं।
(iii) $Mg^{2+}$ आयन में $12-2=10 \text{ इलेक्ट्रॉन}$ होते हैं। इसलिए, इसके साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं भी $10 \text{ इलेक्ट्रॉन}$ रखती होंगी। इसके कुछ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं $F^{-}$ आयन $(9+1=10 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, $Ne (10 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, $O^{2-}$ आयन $(8+2=10 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, और $Al^{3+}$ आयन $(13 - 3 = 10 \text{ इलेक्ट्रॉन})$ हैं।
(iv) $Rb^{+}$ आयन में $37-1=36 \text{ इलेक्ट्रॉन}$ होते हैं। इसलिए, इसके साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं भी $36 \text{ इलेक्ट्रॉन}$ रखती होंगी। इसके कुछ आइसोइलेक्ट्रॉनिक वस्तुएं $Br$ आयन $( 35+1=36 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, $Kr (36 \text{ इलेक्ट्रॉन})$, और $Sr^{2+}$ आयन $( 38 - 2=36 \text{ इलेक्ट्रॉन})$ हैं।
3.12 निम्नलिखित वस्तुओं को ध्यान में रखें :
$\mathrm{N}^{3-}, \mathrm{O}^{2-}, \mathrm{F}^{-}, \mathrm{Na}^{+}, \mathrm{Mg}^{2+}$ और $\mathrm{Al}^{3+}$
(a) उनमें क्या सामान्य है?
(b) उन्हें आयनिक त्रिज्या में बढ़ते क्रम में व्यवस्थित करें।
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(a) दिए गए विशिष्ट (आयन) प्रत्येक के पास 10 इलेक्ट्रॉन की समान संख्या होती है। इसलिए, दिए गए विशिष्ट आयोनिक त्रिज्या के बराबर होते हैं।
(b) आयोनिक त्रिज्या के आयोनिक विशिष्ट बढ़ते क्रम में नाभिकीय आवेश के मान में कमी के साथ बढ़ती है।
दिए गए विशिष्ट के नाभिकीय आवेश के बढ़ते क्रम में व्यवस्था निम्नलिखित है:
$ N^{3-} < O^{2-} < F < Na^{+} < Mg^{2+} < Al^{3+}$
नाभिकीय आवेश $= 7 < 8 < 9 < 11 < 12 < 13$
इसलिए, दिए गए विशिष्ट के आयोनिक त्रिज्या के बढ़ते क्रम में व्यवस्था निम्नलिखित है:
$Al^{3+} < Mg^{2+} < Na^{+} < F < O^{2-} < N^{3-}$
3.13 क्यों आयन अपने मूल परमाणु की तुलना में छोटे और ऋणायन बड़े होते हैं?
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एक आयन अपने मूल परमाणु की तुलना में कम इलेक्ट्रॉन रखता है, जबकि इसका नाभिकीय आवेश समान रहता है। इसके परिणामस्वरूप, आयन में इलेक्ट्रॉन के नाभिक की ओर आकर्षण अपने मूल परमाणु की तुलना में अधिक होता है। इसलिए, आयन अपने मूल परमाणु की तुलना में छोटा होता है।
दूसरी ओर, एक ऋणायन अपने मूल परमाणु की तुलना में एक या अधिक इलेक्ट्रॉन रखता है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन के बीच प्रतिकर्षण बढ़ जाता है और प्रभावी नाभिकीय आवेश कम हो जाता है। इसलिए, ऋणायन में मूल परमाणु की तुलना में मूल इलेक्ट्रॉन और नाभिक के बीच दूरी अधिक होती है। इसलिए, ऋणायन अपने मूल परमाणु की तुलना में बड़ा होता है।
3.14 आयनन एंथैल्पी और इलेक्ट्रॉन ग्रहण एंथैल्पी को परिभाषित करते समय ‘आइसोलेटेड गैस एटॉम’ और ‘ग्राउंड स्टेट’ शब्दों के महत्व क्या है?
संकेत: तुलना के लिए आवश्यकताएं।
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आयनन एंथैल्पी एक आइसोलेटेड गैस एटॉम के ग्राउंड स्टेट में एक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा होती है। भले ही गैसीय अवस्था में परमाणु बहुत दूर होते हैं, लेकिन वे एक दूसरे के आकर्षण बलों के कारण थोड़ा सा आकर्षण बल रखते हैं।
परमाणु। आयनन एंथैल्पी का निर्धारण करने के लिए, एक अकेले परमाणु को अलग करना संभव नहीं है। लेकिन, दबाव कम करके आकर्षण बल को और भी कम किया जा सकता है। इस कारण, आयनन एंथैल्पी के परिभाषा में ‘अकेला गैसीय परमाणु’ शब्द का उपयोग किया जाता है।
एक परमाणु के आधार अवस्था का अर्थ है एक परमाणु की सबसे स्थिर अवस्था। यदि एक अकेला गैसीय परमाणु अपनी आधार अवस्था में है, तो उसके इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए, तुलना के उद्देश्यों के लिए, आयनन एंथैल्पी और इलेक्ट्रॉन ग्रहण एंथैल्पी के लिए एक ‘अकेला गैसीय परमाणु’ और इसकी ‘आधार अवस्था’ के लिए निर्धारण किया जाना चाहिए।
3.15 हाइड्रोजन परमाणु के आधार अवस्था में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा $-2.18 \times 10^{-18} \mathrm{~J}$ है। परमाणुक हाइड्रोजन की आयनन एंथैल्पी की गणना करें जो $\mathrm{J} \hspace{0.5mm } \mathrm{mol}^{-1}$ में हो।
संकेत: उत्तर के लिए मोल की अवधारणा का उपयोग करें।
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दिया गया है कि हाइड्रोजन परमाणु के आधार अवस्था में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा $2.18 \times 10^{-18} \hspace{0.5mm } J$ है।
इसलिए, हाइड्रोजन परमाणु के आधार अवस्था से उस इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा $2.18 \times 10^{-18} \hspace{0.5mm } J$ है।
$\therefore$ परमाणुक हाइड्रोजन की आयनन एंथैल्पी $=2.18 \times 10^{-18} \hspace{0.5mm } J$
इसलिए, परमाणुक हाइड्रोजन की आयनन एंथैल्पी $J \hspace{0.5mm } mol^{{-1}}$ में $=2.18 \times 10^{-18} \hspace{0.5mm } J \hspace{0.5mm } mol^{-1} \times 6.02 \times 10^{23} \hspace{0.5mm } J \hspace{0.5mm } mol^{-1}$
$\hspace{11.6cm }=1.31 \times 10^{6} \hspace{0.5mm } J$ $mol^{{-1}}$
3.16 द्वितीय आवर्त तत्वों में वास्तविक आयनन एंथैल्पी का क्रम $\mathrm{Li}<\mathrm{B}<\mathrm{Be}<\mathrm{C}<\mathrm{O}<\mathrm{N}<\mathrm{F}<\mathrm{Ne}$ है।
स्पष्ट करें कि
(i) $Be$ के $\Delta_{i} H$ $B$ से अधिक है
(ii) $O$ के $\Delta_{i} H$ $N$ और $F$ से कम है?
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(i) आयनन प्रक्रिया के दौरान, बेरिलियम परमाणु से हटाए जाने वाले इलेक्ट्रॉन $2 s$-इलेक्ट्रॉन है, जबकि बोरॉन परमाणु से हटाए जाने वाले इलेक्ट्रॉन $2 p$-इलेक्ट्रॉन है। अब, $2 s$-इलेक्ट्रॉन $2 p$-इलेक्ट्रॉन की तुलना में नाभिक से अधिक जुड़े होते हैं। इसलिए, बेरिलियम के $2 s$-इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है जो बोरॉन के $2 p$-इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा से अधिक होती है। इसलिए, बेरिलियम के $\Delta_i H$ बोरॉन से अधिक होता है।
(ii) नाइट्रोजन में, नाइट्रोजन के तीन $2 p$-इलेक्ट्रॉन तीन अलग-अलग परमाणु कक्षक में बसे होते हैं। हालांकि, ऑक्सीजन में, ऑक्सीजन के चार $2 p$-इलेक्ट्रॉन में से दो एक ही $2 p$-कक्षक में बसे होते हैं। इसके परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण बढ़ जाता है। इस कारण, ऑक्सीजन से चौथे $2 p$-इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा नाइट्रोजन से एक तीन $2 p$-इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में कम होती है। इसलिए, ऑक्सीजन के $\Delta_i H$ नाइट्रोजन के तुलना में कम होता है।
फ्लूओरीन में, ऑक्सीजन की तुलना में एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन अधिक होते हैं। जैसे ही इलेक्ट्रॉन एक ही कोश में जोड़ा जाता है, नाभिकीय आकर्षण में वृद्धि (एक प्रोटॉन के जोड़ने के कारण) इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण में वृद्धि (एक इलेक्ट्रॉन के जोड़ने के कारण) से अधिक होती है। इसलिए, फ्लूओरीन परमाणु के बाहरी कक्षक इलेक्ट्रॉन ऑक्सीजन के इलेक्ट्रॉन की तुलना में अधिक प्रभावी नाभिकीय आवेश का अनुभव करते हैं। इस कारण, फ्लूओरीन परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा ऑक्सीजन परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, ऑक्सीजन के $\Delta_i H$ फ्लूओरीन के तुलना में कम होता है।
3.17 आप बताइए कि सोडियम के प्रथम आयनन एन्थैल्पी मैग्नीशियम के तुलना में कम होता है लेकिन इसका द्वितीय आयनन एन्थैल्पी मैग्नीशियम के तुलना में अधिक होता है, इस तथ्य को कैसे समझाएंगे?
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सोडियम का प्रथम आयनन एन्थैल्पी मैग्नीशियम के तुलना में कम होता है। इसका मुख्य कारण दो कारणों के कारण होता है:
- सोडियम का परमाणु आकार मैग्नीशियम के तुलना में अधिक होता है
- मैग्नीशियम का प्रभावी नाभिकीय आवेश सोडियम के तुलना में अधिक होता है
इन कारणों से, मैग्नीशियम से एक इलेक्ट्रॉन हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा सोडियम से एक इलेक्ट्रॉन हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, सोडियम का प्रथम आयनन एन्थैल्पी मैग्नीशियम के तुलना में कम होता है।
हालांकि, सोडियम का द्वितीय आयनन एन्थैल्पी मैग्नीशियम के तुलना में अधिक होता है। इसका कारण यह है कि एक इलेक्ट्रॉन हटाने के बाद, सोडियम नींबू गैस कॉन्फ़िगरेशन के स्थायी रूप ले लेता है। दूसरी ओर, मैग्नीशियम, एक इलेक्ट्रॉन हटाने के बाद भी 3s-कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन बचा रहता है। स्थायी नींबू गैस कॉन्फ़िगरेशन प्राप्त करने के लिए इसे एक और इलेक्ट्रॉन हटाना पड़ता है। इसलिए, सोडियम में द्वितीय इलेक्ट्रॉन हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा मैग्नीशियम में द्वितीय इलेक्ट्रॉन हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में बहुत अधिक होती है। इसलिए, सोडियम का द्वितीय आयनन एन्थैल्पी मैग्नीशियम के तुलना में अधिक होता है।
3.18 मुख्य समूह तत्वों के आयनन py के घटते होने के विभिन्न कारक कौन से हैं?
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मुख्य समूह तत्वों के आयनन py के घटते होने के जिम्मेदार कारक नीचे दिए गए हैं:
(i) तत्वों के परमाणु आकार में वृद्धि : एक समूह में नीचे जाने पर शेल की संख्या बढ़ती जाती है। इसके परिणामस्वरूप, एक समूह में नीचे जाने पर परमाणु आकार धीरे-धीरे बढ़ता जाता है। जैसे तत्व के मूल इलेक्ट्रॉन नाभिक से दूर होते जाते हैं, वे नाभिक द्वारा अधिक तीव्रता से बंधे नहीं रहते। इसलिए, एक समूह में नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा कम हो जाती है।
(ii) छायांकन प्रभाव में वृद्धि : एक समूह में नीचे जाने पर आंतरिक शेल के इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ती जाती है। इसलिए, आंतरिक नाभिक के इलेक्ट्रॉन द्वारा मूल इलेक्ट्रॉनों के छायांकन के प्रभाव एक समूह में नीचे जाने पर बढ़ता जाता है। इसके परिणामस्वरूप, मूल इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा अधिक तीव्रता से बंधे नहीं रहते। इसलिए, मूल इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा एक समूह में नीचे जाने पर कम हो जाती है।
3.19 समूह 13 तत्वों के पहले आयनन ऊर्जा मान (kJ mol⁻¹ में) नीचे दिए गए हैं:
$ \begin{array}{ccccc} \mathrm{B} & \mathrm{Al}& \mathrm{Ga} & \mathrm{In} & \mathrm{Tl} \\ \\ 801 & 577 & 579 & 558 & 589 \end{array} $
इस विचलन को आम प्रवृत्ति से कैसे समझाएंगे?
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एक समूह में नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा आमतौर पर कम हो जाती है, क्योंकि परमाणु आकार में वृद्धि और छायांकन के कारण। इसलिए, समूह 13 में नीचे जाने पर B से Al तक आयनन ऊर्जा कम हो जाती है। लेकिन, Ga के आयनन ऊर्जा Al की अपेक्षा अधिक है। Al, s-ब्लॉक तत्वों के तुरंत बाद आता है, जबकि Ga, d-ब्लॉक तत्वों के बाद आता है। d-इलेक्ट्रॉन द्वारा छायांकन कम प्रभावी होता है। इन इलेक्ट्रॉन वैलेंस इलेक्ट्रॉन को अधिक प्रभावी रूप से छायांकन नहीं करते हैं। इसलिए, Ga के वैलेंस इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा अधिक प्रभावी नाभिकीय आवेश का अनुभव करते हैं, जो Al के वैलेंस इलेक्ट्रॉन की तुलना में अधिक है। इसके अलावा, Ga से In तक आयनन ऊर्जा कम हो जाती है, क्योंकि परमाणु आकार में वृद्धि और छायांकन के कारण। लेकिन, In से Tl तक आयनन ऊर्जा फिर से बढ़ जाती है। आवर्त सारणी में, Tl, 4f और 5d इलेक्ट्रॉन के बाद आता है। इन ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉन द्वारा छायांकन कम प्रभावी होता है। इसलिए, वैलेंस इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा बहुत मजबूती से बंधे रहते हैं। इसलिए, Tl की आयनन ऊर्जा उच्च ओर बढ़ जाती है।
3.20 निम्नलिखित तत्वों के युग्म में से कौनसा इलेक्ट्रॉन ग्रहण py के अधिक नकारात्मक होगा?
(i) $\mathrm{O}$ या $\mathrm{F}$
(ii) $\mathrm{F}$ या $\mathrm{Cl}$
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Answer
(i) $O$ और $F$ आवर्त सारणी के एक ही आवर्त में उपस्थित हैं। $F$ परमाणु में $O$ के तुलना में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन अधिक होता है और इलेक्ट्रॉन को समान कोश में जोड़ा जाता है, इसलिए $F$ का परमाणु आकार $O$ के आकार से छोटा होता है। चूंकि $F$ के परमाणु में $O$ के परमाणु के तुलना में एक प्रोटॉन अधिक होता है, इसलिए $F$ के नाभिक इलेक्ट्रॉन को अधिक तीव्रता से आकर्षित कर सकता है। इसके अतिरिक्त, $F$ को एक इलेक्ट्रॉन के अधिग्रहण से अनुरक्षित नोबल गैस विन्यास प्राप्त हो जाता है। इसलिए, $F$ का इलेक्ट्रॉन ग्रहण py $O$ के इलेक्ट्रॉन ग्रहण py से अधिक नकारात्मक होता है।
(ii) $F$ और $Cl$ आवर्त सारणी के एक ही समूह में उपस्थित हैं। आम तौर पर, एक समूह में नीचे जाने पर इलेक्ट्रॉन ग्रहण py कम नकारात्मक हो जाता है। हालांकि, इस मामले में $Cl$ के इलेक्ट्रॉन ग्रहण py का मान $F$ के इलेक्ट्रॉन गैस ग्रहण py से अधिक नकारात्मक होता है। इसका कारण यह है कि $F$ का परमाणु आकार $Cl$ के परमाणु आकार से छोटा होता है। $F$ में इलेक्ट्रॉन $n=2$ के क्वांटम स्तर में जोड़ा जाता है, जबकि $Cl$ में इलेक्ट्रॉन $n=3$ के क्वांटम स्तर में जोड़ा जाता है। इसलिए, $Cl$ में इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण कम होता है और एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को आसानी से स्थान दिया जा सकता है। इसलिए, $Cl$ का इलेक्ट्रॉन ग्रहण py $F$ के इलेक्ट्रॉन ग्रहण py से अधिक नकारात्मक होता है।
3.21 क्या आप $O$ के द्वितीय इलेक्ट्रॉन ग्रहण py को धनात्मक, अधिक नकारात्मक या कम नकारात्मक अपेक्षित करेंगे? अपने उत्तर की व्याख्या करें।
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Answer
जब एक इलेक्ट्रॉन $O$ परमाणु में जोड़ा जाता है ताकि $O^{-}$ आयन बने, तो ऊर्जा विमुक्त होती है। इसलिए, $O$ का प्रथम इलेक्ट्रॉन ग्रहण py नकारात्मक होता है।
$ O {(g)}+e^{-} \longrightarrow O {(g)}^{-} $
दूसरी ओर, जब एक इलेक्ट्रॉन $O^{-}$ आयन में जोड़ा जाता है ताकि $O^{2-}$ आयन बने, तो ऊर्जा के अतिरिक्त देना पड़ता है ताकि तीव्र इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण को दूर किया जा सके। इसलिए, $O$ का द्वितीय इलेक्ट्रॉन ग्रहण py धनात्मक होता है।
$ O {(g)}^{-}+e^{-} \longrightarrow O {(g)}^{2-} $
3.22 इलेक्ट्रॉन ग्रहण py और विद्युत ऋणात्मकता के बीच मूल अंतर क्या है?
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Answer
इलेक्ट्रॉन ग्रहण py एक विच्छिन्न गैसीय परमाणु के एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की प्रवृत्ति के माप को दर्शाता है, जबकि विद्युत ऋणात्मकता एक रासायनिक यौगिक में एक परमाणु के साझा इलेक्ट्रॉन युग्म को आकर्षित करने की प्रवृत्ति के माप को दर्शाता है।
3.23 यह कथन कि पॉलिंग स्केल पर नाइट्रोजन की विद्युत ऋणात्मकता सभी नाइट्रोजन यौगिकों में 3.0 होती है, के बारे में आप कैसे अपना विचार रखेंगे?
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Answer
एक तत्व की विद्युत ऋणात्मकता एक चर गुण है। यह विभिन्न यौगिकों में अलग-अलग होती है। अतः, यह कथन गलत है जो कहता है कि पॉलिंग स्केल पर सभी नाइट्रोजन यौगिकों में नाइट्रोजन की विद्युत ऋणात्मकता 3.0 होती है। नाइट्रोजन की विद्युत ऋणात्मकता $NH_3$ और $NO_2$ में अलग-अलग होती है।
3.24 आप एक परमाणु के व्यास के संबंध में इसके इलेक्ट्रॉन लेने या छोड़ने के संबंध में कौन सा सिद्धांत वर्णन करेंगे?
(a) एक इलेक्ट्रॉन लेने के बाद
(b) एक इलेक्ट्रॉन छोड़ने के बाद
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Answer
(a) जब एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन लेता है, तो इसका आकार बढ़ जाता है। जब एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों की संख्या एक बढ़ जाती है। इसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकर्षण बढ़ जाता है। हालांकि, प्रोटॉन की संख्या अपरिवर्तित रहती है। इसके परिणामस्वरूप परमाणु के प्रभावी नाभिकीय आवेश कम हो जाता है और परमाणु की त्रिज्या बढ़ जाती है।
(b) जब एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन छोड़ता है, तो इलेक्ट्रॉनों की संख्या एक कम हो जाती है जबकि नाभिकीय आवेश अपरिवर्तित रहता है। इसलिए, परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकर्षण कम हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है। अतः, परमाणु की त्रिज्या कम हो जाती है।
3.25 एक ही तत्व के दो समस्थानिकों के लिए पहला आयनन एंथैल्पी एक ही होगी या अलग-अलग? अपने उत्तर की व्याख्या करें।
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Answer
एक परमाणु की आयनन एंथैल्पी उस परमाणु के इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन (नाभिकीय आवेश) की संख्या पर निर्भर करती है। अब, एक तत्व के समस्थानिक उस तत्व के एक ही संख्या के प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन रखते हैं। अतः, एक ही तत्व के दो समस्थानिकों के लिए पहला आयनन एंथैल्पी एक ही होगी।
3.26 धातु और अधातुओं में मुख्य अंतर क्या हैं?
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उत्तर
| धातु | अधातु | ||
|---|---|---|---|
| 1. | धातु आसानी से इलेक्ट्रॉन खो सकते हैं। | 1. | अधातु आसानी से इलेक्ट्रॉन खो नहीं सकते हैं। |
| 2. | धातु आसानी से इलेक्ॉन लेने में असमर्थ होते हैं। | 2. | अधातु आसानी से इलेक्ट्रॉन ले सकते हैं। |
| 3. | धातु आमतौर पर आयनिक यौगिक बनाते हैं। | 3. | अधातु आमतौर पर सहसंयोजक यौगिक बनाते हैं। |
| 4. | धातु ऑक्साइड मूलतः क्षारकीय प्रकृति के होते हैं। | 4. | अधातु ऑक्साइड मूलतः अम्लीय प्रकृति के होते हैं। |
| 5. | धातु कम आयनन एन्थैल्पी के होते हैं। | 5. | अधातु उच्च आयनन एन्थैल्पी के होते हैं। |
| 6. | धातु कम नकारात्मक इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थैल्पी के होते हैं। | 6. | अधातु उच्च नकारात्मक इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थैल्पी के होते हैं। |
| 7. | धातु कम विद्युत ऋणात्मकता के होते हैं। वे बजाय विद्युत धनात्मक तत्व होते हैं। | 7. | अधातु विद्युत ऋणात्मक होते हैं। |
| 8. | धातु उच्च अपचायक शक्ति के होते हैं। | 8. | अधातु निम्न अपचायक शक्ति के होते हैं। |
3.27 आवर्त सारणी का उपयोग करके निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें।
(a) बाहरी सबशेल में पांच इलेक्ट्रॉन वाला तत्व कौन सा है?
(b) दो इलेक्ट्रॉन खो देने की प्रवृत्ति रखने वाला तत्व कौन सा है?
(c) दो इलेक्ट्रॉन लेने की प्रवृत्ति रखने वाला तत्व कौन सा है?
(d) कौन सा समूह तापमान के अनुसार धातु, अधातु, तरल और गैस दोनों के रूप में उपलब्ध होता है?
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उत्तर
(a) एक तत्व के बाहरी सबशेल में 5 इलेक्ट्रॉन होने पर इसकी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $n s^{2} n p^{5}$ होता है। यह हैलोजन समूह के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है। इसलिए, तत्व $F, Cl, Br, I$ हो सकते हैं।
(b) एक तत्व जो दो इलेक्ट्रॉन खो देने की प्रवृत्ति रखता है, नाबू गैस विन्यास प्राप्त करने के लिए आसानी से दो इलेक्ट्रॉन खो सकता है। ऐसे तत्व के सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $n s^{2}$ होता है। यह समूह 2 के तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है। समूह 2 में उपस्थित तत्व $Be, Mg, Ca, Sr$ हैं।
(c) एक तत्व जो दो इलेक्ट्रॉन लेने की प्रवृत्ति रखता है, नाबू गैस विन्यास प्राप्त करने के लिए दो इलेक्ट्रॉन ले सकता है। इसलिए, ऐसे तत्व के सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $n s^{2} n p^{4}$ होता है। यह ऑक्सीजन परिवार के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है।
(d) समूह 17 में कमरे के तापमान पर धातु, अधातु, तरल तथा गैस भी होते हैं।
3.28 समूह 1 तत्वों में प्रतिक्रियाशीलता के बढ़ते क्रम के बारे में $\mathrm{Li}<\mathrm{Na}<\mathrm{K}<\mathrm{Rb}<\mathrm{Cs}$ है, जबकि समूह 17 तत्वों में प्रतिक्रियाशीलता के घटते क्रम के बारे में $\mathrm{F}>\mathrm{Cl}>\mathrm{Br}>\mathrm{I}$ है। समझाइए।
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Answer
समूह 1 में उपस्थित तत्वों में केवल 1 संयोजक इलेक्ट्रॉन होता है, जिसे वे खो देने की प्रवृत्ति रखते हैं। दूसरी ओर, समूह 17 के तत्वों के लिए नोबल गैस विन्यास प्राप्त करने के लिए केवल एक इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। समूह 1 में नीचे जाने पर आयनन एन्थैल्पी कम होती जाती है। इसका अर्थ यह है कि वैलेंस इलेक्ट्रॉन को खोने के लिए आवश्यक ऊर्जा कम होती जाती है। इसलिए, एक समूह में नीचे जाने पर प्रतिक्रियाशीलता बढ़ती जाती है। इसलिए, समूह 1 तत्वों में प्रतिक्रियाशीलता के बढ़ते क्रम निम्नलिखित है:
$Li<Na<K<Rb<Cs$
समूह 17 में, जब हम $Cl$ से $I$ तक नीचे जाते हैं, तो इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थैल्पी कम ऋणात्मक हो जाती है, अर्थात इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की प्रवृत्ति समूह 17 में नीचे जाने पर कम होती जाती है। इसलिए, प्रतिक्रियाशीलता एक समूह में नीचे जाने पर कम होती जाती है। $F$ की इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थैल्पी $Cl$ की तुलना में कम ऋणात्मक होती है। फिर भी, यह सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील हैलोजन है। इसका कारण इसकी कम बंधन वियोजन ऊर्जा होना है। इसलिए, समूह 17 तत्वों में प्रतिक्रियाशीलता के घटते क्रम निम्नलिखित है:
$F>Cl>Br>I$
3.29 $s{-}, p{-}, d$ - तथा $f$ - ब्लॉक तत्वों की सामान्य बाहरी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए।
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Answer
| तत्व | सामान्य बाहरी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास |
|---|---|
| s-ब्लॉक | $ n s^{1-2} $, जहाँ $ n=2-7 $ |
| p-ब्लॉक | $ n s^{2} n p^{1-6} $, जहाँ $ n=2-6 $ |
| d-ब्लॉक | $ (n-1) d^{1-10} n s^{0-2} $, जहाँ $ n=4-7 $ |
| f-ब्लॉक | $ (n-2) f^{1-14}(n-1) d^{0-10} n s^{2} $, जहाँ $ n=6-7 $ |
3.30 बाहरी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के अनुसार तत्व की स्थिति निर्धारित कीजिए।
(i) $n s^{2} n p^{4}$ जहाँ $n=3$
(ii) $(n-1) d^{2} n s^{2}$ जहाँ $n=4$, और
(iii) $(n-2) f^{7}(n-1) d^{1} n s^{2}$ जब $n=6$ हो, तत्व perioic table में।
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Answer
(i) जब $\mathrm{n}=3$ हो, तत्व के अंतर्भुक्त आवर्त है तीसरा। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $3 \mathrm{s}^2 3 \mathrm{p}^4$ है और तत्व p ब्लॉक में है।
तत्व की समूह संख्या = $10+$ बाह्य कोश में इलेक्ट्रॉन की संख्या।
$ \hspace{6.1cm}=10+6=1 $
इसलिए, तत्व तीसरे आवर्त और सोलहवें समूह में है।
(ii) जब $\mathrm{n}=4$ हो, तत्व के अंतर्भुक्त आवर्त है चौथा। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $3 \mathrm{d}^2 4 \mathrm{s}^2$ है और तत्व d ब्लॉक में है।
तत्व की समूह संख्या $=$ $(\mathrm{n}-1) \mathrm{d}$ उप-कोश में इलेक्ट्रॉन की संख्या + ns उप-कोश में इलेक्ट्रॉन की संख्या $=2+2=4$
इसलिए, तत्व चौथे आवर्त और चौथे समूह में है।
(iii) जब $\mathrm{n}=6$ हो, तत्व के अंतर्भुक्त आवर्त है छठा। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $4 \mathrm{f}^7 5 \mathrm{d}^1 6 \mathrm{s}^2$ है और तत्व f ब्लॉक में है। सभी f ब्लॉक तत्व तीसरे समूह में हैं।
इसलिए, तत्व छठे आवर्त और तीसरे समूह में है।
3.31 कुछ तत्वों के प्रथम $\left(\Delta_{i} H_{1}\right)$ और द्वितीय $\left(\Delta_{i} H_{2}\right)$ आयनन pies (in $\left.\mathrm{kJ} \hspace{0.5mm } \mathrm{mol}^{-1}\right)$ और $\left(\Delta_{e g} H\right.$ ) इलेक्ट्रॉन ग्रहण py (in $\mathrm{kJ} \hspace{0.5mm } \mathrm{mol}^{-1}$ ) नीचे दिए गए हैं :
| तत्व | $\Delta H_{1}$ | $\Delta H_{2}$ | $\Delta_{e g} H$ |
|---|---|---|---|
| $I$ | 520 | 7300 | -60 |
| $II$ | 419 | 3051 | -48 |
| $III$ | 1681 | 3374 | -328 |
| $IV$ | 1008 | 1846 | -295 |
| $V$ | 2372 | 5251 | +48 |
| $VI$ | 738 | 1451 | -40 |
उपरोक्त में से कौन सा तत्व संभवतः है :
(a) सबसे कम अभिक्रियाशील तत्व।
(b) सबसे अभिक्रियाशील धातु।
(c) सबसे अभिक्रियाशील अधातु।
(d) सबसे कम अभिक्रियाशील अधातु।
(e) धातु जो फॉर्मूला $\mathrm{MX}_{2}$ के स्थायी द्विसंयोजी हैलाइड बना सकता है ( $\mathrm{X}=$ हैलोजन)।
(f) धातु जो फॉर्मूला MX (X=हैलोजन) के अधिकांश रूप से स्थायी सहसंयोजक हैलाइड बना सकती है?
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उत्तर
(a) तत्व $V$ सबसे कम प्रतिक्रियाशील तत्व हो सकता है। इसका कारण यह है कि इसका पहला आयनन एन्थैल्पी $(\Delta_i H_1)$ सबसे अधिक है और इसका इलेक्ट्रॉन अधिग्रहण एन्थैल्पी $(\Delta _{e g} H)$ धनात्मक है।
(b) तत्व $II$ सबसे प्रतिक्रियाशील धातु हो सकता है क्योंकि इसका पहला आयनन एन्थैल्पी $(\Delta_i H_1)$ सबसे कम है और इसका इलेक्ट्रॉन अधिग्रहण एन्थैल्पी $(\Delta _{e g} H)$ नकारात्मक है।
(c) तत्व $III$ सबसे प्रतिक्रियाशील अधातु हो सकता है क्योंकि इसका पहला आयनन एन्थैल्पी $(\Delta_i H_1)$ अधिक है और इसका इलेक्ट्रॉन अधिग्रहण एन्थैल्पी $(\Delta _{e g} H)$ सबसे अधिक नकारात्मक है।
(d) तत्व $V$ सबसे कम प्रतिक्रियाशील अधातु हो सकता है क्योंकि इसका पहला आयनन एन्थैल्पी $(\Delta_i H_1)$ बहुत अधिक है और इसका इलेक्ट्रॉन अधिग्रहण एन्थैल्पी $(\Delta _{e g} H)$ धनात्मक है।
(e) तत्व $VI$ का इलेक्ट्रॉन अधिग्रहण एन्थैल्पी $(\Delta _{e g} H)$ नकारात्मक है लेकिन अपेक्षाकृत कम है। इसलिए, यह एक धातु है। इसके अतिरिक्त, इसका दूसरा आयनन एन्थैल्पी $(\Delta_i H_2)$ सबसे कम है। इसलिए, यह $MX_2(X=$ हैलोजन) के रूप में स्थायी द्विपरमाणुक हैलाइड बना सकता है।
( $f$ ) तत्व $I$ के पहला आयनन ऊर्जा अधिक है और दूसरा आयनन ऊर्जा भी अधिक है। इसलिए, यह $MX$ ( $X=$ हैलोजन) के रूप में अधिकांश रूप से स्थायी सहसंयोजक हैलाइड बना सकता है।
3.32 निम्नलिखित तत्वों के संयोजन द्वारा बने स्थायी द्विपरमाणुक यौगिकों के सूत्रों का अनुमान लगाएं।
(a) लिथियम और ऑक्सीजन
(b) मैग्नीशियम और नाइट्रोजन
(c) एल्यूमिनियम और आयोडीन
(d) सिलिकॉन और ऑक्सीजन
(e) फॉस्फोरस और फ्लूओरीन
(f) तत्व 71 और फ्लूओरीन
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उत्तर
(a) $Li_2 O$
(b) $Mg_3 N_2$
(c) $AlI_3$
(d) $SiO_2$
(e) $PF_3$ या $PF_5$
(f) तत्व 71 के बाहरी कोश में 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं $\left(4 f^{14} 5 {d}^1 6 {s}^2\right)$ जो ग्रुप 17 के तत्व फ्लूओरीन (एक हैलोजन जिसका बाहरी कोश में 1 इलेक्ट्रॉन होता है) के साथ संयोजन करता है और $EF_3$ के रूप में हैलाइड बनाता है, जहां E तत्व का प्रतीक है। परमाणु क्रमांक 71 के तत्व का नाम लुटेटियम (Lu) है। इसकी वैलेंस 3 है। इसलिए, यौगिक का सूत्र $LuF_3$ है।
3.33 आधुनिक आवर्त सारणी में, आवर्त के मान को निर्देशित करता है :
(a) परमाणु संख्या
(b) परमाणु द्रव्यमान
(c) मुख्य क्वांटम संख्या
(d) अक्षायी क्वांटम संख्या।
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उत्तर : (c) मुख्य क्वांटम संख्या
स्पष्टीकरण
आवर्त आधुनिक आवर्त सारणी में बाहरी शेल या मूलक शेल के मुख्य क्वांटम संख्या ( $n$ ) के मान को निर्देशित करता है।
3.34 आधुनिक आवर्त सारणी से संबंधित निम्नलिखित कथनों में से कौन-सा गलत है?
(a) $p$-ब्लॉक में 6 स्तंभ होते हैं, क्योंकि $p$-शेल में सभी ऑर्बिटल में अधिकतम 6 इलेक्ट्रॉन बस सकते हैं।
(b) $d$-ब्लॉक में 8 स्तंभ होते हैं, क्योंकि $d$-उप-शेल में सभी ऑर्बिटल में अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉन बस सकते हैं।
(c) प्रत्येक ब्लॉक में उप-शेल में बस सकने वाले इलेक्ट्रॉन की संख्या के बराबर स्तंभ होते हैं।
(d) ब्लॉक अंतिम उप-शेल में इलेक्ट्रॉन बसे जाने के लिए अक्षायी क्वांटम संख्या ( $l$ ) के मान को निर्देशित करता है।
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उत्तर : (b) $d$-ब्लॉक में 8 स्तंभ होते हैं, क्योंकि $d$-उप-शेल में सभी ऑर्बिटल में अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉन बस सकते हैं।
स्पष्टीकरण
$d$-ब्लॉक में 10 स्तंभ होते हैं क्योंकि $d$ उप-शेल में सभी ऑर्बिटल में अधिकतम 10 इलेक्ट्रॉन बस सकते हैं।
3.35 कोई भी वस्तु जो मूलक इलेक्ट्रॉन को प्रभावित करती है, तत्व के रासायनिक गुणों को प्रभावित करती है। निम्नलिखित में से कौन-सा कारक मूलक शेल को प्रभावित नहीं करता है?
(a) मूलक मुख्य क्वांटम संख्या $( n )$
(b) नाभिकीय आवेश $(Z)$
(c) नाभिकीय द्रव्यमान
(d) कोर इलेक्ट्रॉन की संख्या।
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उत्तर : (c) नाभिकीय द्रव्यमान
स्पष्टीकरण
नाभिकीय द्रव्यमान मूलक शेल को प्रभावित नहीं करता है क्योंकि नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। प्रोटॉन अर्थात नाभिकीय आवेश मूलक शेल को प्रभावित करता है लेकिन न्यूट्रॉन नहीं।
3.36 समपरमाणु वस्तुओं - $\mathrm{F}^{-}$, $\mathrm{Ne}$ और $\mathrm{Na}^{+}$ के आकार को प्रभावित करता है
(a) परमाणु आवेश $(Z)$
(b) मूल द्रव्यवेत्ता क्वांटम संख्या ( $n$ )
(c) बाहरी कक्षकों में इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिक्रिया
(d) कोई भी कारक नहीं क्योंकि उनका आकार समान है।
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उत्तर : (a) परमाणु आवेश $(Z)$
स्पष्टीकरण
एक समान आवेश वाले अणुओं के आकार में परमाणु आवेश $(Z)$ के कम होने के साथ-साथ वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, $F, Ne$ और $Na^{+}$ के बढ़ते हुए परमाणु आवेश के क्रम निम्नलिखित है:
$ \begin{array}{c|c|c|c} & F & Ne & Na^{+} \ \hline Z & 9 & 10 & 11 \ \end{array} $
$ F < Ne < Na^{+} $
इसलिए, $F, Ne$ और $Na^{+}$ के बढ़ते हुए आकार के क्रम निम्नलिखित है:
$ Na^{+} < Ne < F $
3.37 निम्नलिखित में से कौन सा कथन आयनन एंथैल्पी के संबंध में गलत है?
(a) आयनन एंथैल्पी प्रत्येक अगले इलेक्ट्रॉन के लिए बढ़ती जाती है।
(b) कोर नॉबल गैस विन्यास से इलेक्ट्रॉन के निकलने पर आयनन एंथैल्पी में सबसे बड़ी वृद्धि होती है।
(c) मूल इलेक्ट्रॉन के समापन को आयनन एंथैल्पी में एक बड़ी छलांग द्वारा चिह्नित किया जाता है।
(d) निम्न $n$ मान वाले कक्षकों से इलेक्ट्रॉन के निकलना उच्च $n$ मान वाले कक्षकों से इलेक्ट्रॉन के निकलने से आसान होता है।
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उत्तर : (d) निम्न $n$ मान वाले कक्षकों से इलेक्ट्रॉन के निकलना उच्च $n$ मान वाले कक्षकों से इलेक्ट्रॉन के निकलने से आसान होता है।
स्पष्टीकरण
कम $n$ मान वाले कक्षकों में इलेक्ट्रॉन नाभिक के प्रति अधिक आकर्षित होते हैं जबकि उच्च $n$ मान वाले कक्षकों में इलेक्ट्रॉन नाभिक के प्रति कम आकर्षित होते हैं। इसलिए, उच्च $n$ मान वाले कक्षकों से इलेक्ट्रॉन के निकलना निम्न $n$ मान वाले कक्षकों से इलेक्ट्रॉन के निकलने से आसान होता है।
3.38 तत्व $\mathrm{B}, \mathrm{Al}, \mathrm{Mg}$ और $\mathrm{K}$ के लिए उनके धात्विक गुण का सही क्रम है :
(a) $\mathrm{B}>\mathrm{Al}>\mathrm{Mg}>\mathrm{K}$
(b) $\mathrm{Al}>\mathrm{Mg}>\mathrm{B}>\mathrm{K}$
(c) $\mathrm{Mg}>\mathrm{Al}>\mathrm{K}>\mathrm{B}$
(d) $\mathrm{K}>\mathrm{Mg}>\mathrm{Al}>\mathrm{B}$
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उत्तर : (d) $\mathrm{K}>\mathrm{Mg}>\mathrm{Al}>\mathrm{B}$
स्पष्टीकरण
एक आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर धात्विक गुण बढ़ता है क्योंकि मूलक इलेक्ट्रॉन और नाभिक के बीच आकर्षण कम हो जाता है, जिसके कारण इलेक्ट्रॉन के नुकसान करना आसान हो जाता है।
धात्विक गुण एक समूह में नीचे की ओर जाने पर बढ़ता है क्योंकि परमाणु आकार बढ़ता है।
इसलिए, धात्विक गुण का सही क्रम $K>Mg>Al>B$ है।
3.39 B, C, N, F और Si तत्वों के लिए उनके अधात्विक गुण का सही क्रम है :
(a) $\mathrm{B}>\mathrm{C}>\mathrm{Si}>\mathrm{N}>\mathrm{F}$
(b) $\mathrm{Si}>\mathrm{C}>\mathrm{B}>\mathrm{N}>\mathrm{F}$
(c) $\mathrm{F}>\mathrm{N}>\mathrm{C}>\mathrm{B}>\mathrm{Si}$
(d) $\mathrm{F}>\mathrm{N}>\mathrm{C}>\mathrm{Si}>\mathrm{B}$
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उत्तर : (c) $\mathrm{F}>\mathrm{N}>\mathrm{C}>\mathrm{B}>\mathrm{Si}$
स्पष्टीकरण
एक आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर अधात्विक गुण बढ़ता है क्योंकि परमाणु आकार कम हो जाता है, जिसके कारण इलेक्ट्रॉन के ग्रहण करने की प्रवृत्ति बाएँ से दाएँ बढ़ती है।
एक समूह में भी अधात्विक गुण कम होता है क्योंकि परमाणु आकार बढ़ता है, जिसके कारण इलेक्ट्रॉन के ग्रहण करने की प्रवृत्ति शीर्ष से नीचे की ओर कम होती है।
इसलिए, उनके अधात्विक गुण का सही क्रम $F > N > C > B > Si $ है।
3.40 F, Cl, O और N तत्वों के लिए उनकी रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता के अपचायक गुण के अनुसार सही क्रम है :
(a) $\mathrm{F}>\mathrm{Cl}>\mathrm{O}>\mathrm{N}$
(b) $\mathrm{F}>\mathrm{O}>\mathrm{Cl}>\mathrm{N}$
(c) $\mathrm{Cl}>\mathrm{F}>\mathrm{O}>\mathrm{N}$
(d) $\mathrm{O}>\mathrm{F}>\mathrm{N}>\mathrm{Cl}$
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उत्तर : (b) $\mathrm{F}>\mathrm{O}>\mathrm{Cl}>\mathrm{N}$
स्पष्टीकरण
एक आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ-साथ अपचायक गुण बढ़ता है क्योंकि उनके बाह्य कोश में रिक्त d ऑर्बिटल उपस्थित होते हैं।
अतः, ऑक्सीकारक गुण के घटते क्रम में $\mathrm{F}>\mathrm{O}>\mathrm{N}$ है।
समूह में नीचे जाने पर ऑक्सीकारक गुण कम होता जाता है। अतः, $\mathrm{F}>\mathrm{Cl}$। लेकिन O का ऑक्सीकारक गुण Cl से अधिक होता है, अतः $\mathrm{O}>\mathrm{Cl}$।
अतः, $\mathrm{F}, \mathrm{Cl}, \mathrm{O}$ और N के ऑक्सीकारक गुण के अनुसार रासायनिक सक्रियता के सही क्रम $\mathrm{F}>\mathrm{O}>\mathrm{Cl}>\mathrm{N}$ है।
बीटा
