Class 11

In this article, we will share MP Board Class 11th Chemistry Solutions Chapter 1 रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाएँ Pdf, These solutions are solved subject experts from the latest edition books.

MP Board Class 11th Chemistry Solutions Chapter 1 रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाए

रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाए NCERT अभ्यास प्रश्न

प्रश्न 1.
निम्नलिखित के लिए मोलर द्रव्यमान का परिकलन कीजिए –

1. H₂O
2. CO₂
3. CH₄

उत्तर:

1. H₂O का अणुभार = 2 (1.008 amu) + 16.00 amu = 18.016 amu.
2. CO₂ का अणुभार = 12.01 amu + 2 x 16.00 amu = 44.01 amu.
3. CH₄ का अणुभार = 12.01 amu + 4(1.008 amu) = 16.042 amu.

प्रश्न 2.
सोडियम सल्फेट (Na₂SO₄) में उपस्थित विभिन्न तत्वों के द्रव्यमान प्रतिशत की गणना कीजिए।
हल:

प्रश्न 3.
आयरन के एक ऑक्साइड का मूलानुपाती सूत्र ज्ञात कीजिए जिसमें 69.9% आयरन तथा 30.1% डाइऑक्सीजन भारानुसार हो।
हल:

∴ मूलानुपाती सूत्र = Fe₂O₃.

प्रश्न 4.
बनने वाले कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा की गणना कीजिए जब –

1. हवा में 1 मोल कार्बन जलती है।
2. 16g डाइऑक्सीजन में 1 मोल कार्बन जलती है।
3. 16g डाइऑक्सीजन में 2 मोल कार्बन जलती है।

उत्तर:

1. कार्बन का 1 मोल CO₂ के 44 ग्राम देता है।
2. डाइऑक्सीजन के केवल 16g उपलब्ध है ये कार्बन के केवल 0.5 मोल से संयोग करती है। अतः डाइऑक्सीजन सीमान्त अभिकारक है। अतः बना हुआ CO₂ = 22g.
3. यहाँ O₂ सीमान्त अभिकारक है, O₂ के 0.5 मोल CO₂ के 22g देता है।

प्रश्न 5.
सोडियम ऐसीटेट (CH₃COONa) का 500 ml, 0.375 मोलर जलीय विलयन बनाने के लिए, उसके कितने द्रव्यमान की आवश्यकता होगी? सोडियम ऐसीटेट का मोलर द्रव्यमान 82-0245 g mor’ है।
हल:

जहाँ, W_B = विलेय का द्रव्यमान, M_B = विलेय का मोलर द्रव्यमान प्रश्नानुसार
विलयन की मोलरता, M = 0.375 M
विलेय का मोलर द्रव्यमान, M_B = 82.0245g mol^-1
विलयन का आयतन = 500 ml
विलेय का द्रव्यमान, W_B = ?
विलेय का द्रव्यमान, W_B = \(\frac { MxM_{ B }xV }{ 1000 } \)
= \(\frac{0.375×82.0245×500}{1000}\)
= 15.379g ≅ 15.38g.

प्रश्न 6.
सान्द्र नाइट्रिक अम्ल के उस प्रतिदर्श की मोल प्रति लीटर में सान्द्रता का परिकलन कीजिए, जिसमें उसका द्रव्यमान प्रतिशत 69% हो और घनत्व 1.41gm^-1 हो।
हल:

प्रश्नानुसार d = 1.41 gmL^-1, HNO₃ का द्रव्यमान प्रतिशत = 69%
69% HNO₃ का अर्थ है नाइट्रिक अम्ल के 100g विलयन में 69g HNO₃ उपस्थित है,
अत: HNO₃ (विलेय) का द्रव्यमान W_B = 69g
HNO₃ का मोलर द्रव्यमान = 1.0079 + 14.0067 + (3 x 16.00)
= 63.0146 gmol^-1

प्रश्न 7.
100 g CuSO₄(कॉपर सल्फेट) से कितना कॉपर प्राप्त होता है?
हल:
CuSO ₄के 1 मोल में Cu के 1 मोल (1g परमाणु) होते हैं।
CuSO₄ अणुभार = 63.5 + 32+4 x 16 = 159.5 g मोल^-1
∴ 159.5g CuSO₄ से प्राप्त Cu= 63.5g
100g CuSO₄ से प्राप्त Cu = \(\frac{63.5}{159.5}\) x 100g = 39.81g.

प्रश्न 8.
आयरन के एक ऑक्साइड के आण्विक सूत्र की गणना कीजिये जिसमें आयरन तथा ऑक्सीजन का भार प्रतिशत क्रमशः 69.9 तथा 30.1 है।
हल:
प्रश्न 3 से मूलानुपाती सूत्र FeO₃ है।
FeO₃ का मूलानुपाती सूत्र भार = 2 x 55.85 + 3 x 16
= 159.7

अतः आयरन ऑक्साइड का अणुसूत्र = Fe₂O₃.

प्रश्न 9.
क्लोरीन के परमाणु भार की गणना नीचे दिये गये आँकड़ों का उपयोग करके कीजिए –

हल:
औसत परमाणु द्रव्यमान \(\overline { A } \), समस्थानिकों की आंशिक बाहुल्यता (F_i) तथा उनके संगत मोलर द्रव्यमान A_i के गुणनफल के योग के बराबर होता है।
औसत परमाणु द्रव्यमान \(\overline { A } \) = Σ F_i.A_i = F₁ x A₁ + F₂ x A₂ + ………….
अतः क्लोरीन का औसत द्रव्यमान, \(\overline { A } \) = 0.7577 x 34.9689 + 0. 2423 x 36.9659
= 26.4959 + 8.9568
= 35.4527µ = 35.5µ

प्रश्न 10.
एथेन के तीन मोल में निम्नलिखित की गणना कीजिए –

1. कार्बन परमाणु के मोलों की संख्या
2. हाइड्रोजन परमाणु के मोलों की संख्या
3. एथेन के अणुओं की संख्या।

उत्तर:
C₂H₆ के 3 मोल में है –

1. कार्बन परमाणु के 6 मोल।
2. हाइड्रोजन परमाणु के 18 मोल।
3. अणुओं की संख्या = 3 x 6.07 x 10²³ = 18.21 x 10²³.

प्रश्न 11.
शर्करा की सान्द्रता मोल लीटर में क्या होगी यदि इसके 20g को पर्याप्त मात्रा में जल में घोलकर अंतिम आयतन 2L बनाया जाये?
हल:
शर्करा का अणुभार = 12 x 12 + 1 x 22 + 16x 11 = 342
मोलर सांद्रता अर्थात्
M = \(\frac{\mathrm{W}}{\mathrm{M}_{\mathrm{B}} \mathrm{V}_{(\mathrm{L})}}\) = \(\frac{20}{342×2}\) = 0.0292

प्रश्न 12.
यदि मेथेनॉल का घनत्व 0.793 kg L^-1 है, तो 0.25M विलयन 2.5 L में बनाने के लिये इसका कितना आयतन आवश्यक होगा?
हल:
M = \(\frac { W_{ B } }{ M_{ B }xV } \)
M= 0.25 g
V = 2.5 L
M_B = 32g मोल^-1
0.25 = \(\frac { W_{ B } }{ 32×2.5 } \)
या w_B = 20g

(यहाँ घनत्व = 0.793kg L^-1 या 0.793 g ml^-1)

प्रश्न 13.
दाब को पृष्ठ के बल प्रति इकाई क्षेत्रफल के रूप में ज्ञात कीजिए।दाब की S.I. इकाई पास्कल नीचे दिखाई गई है –
1Pa = 1Nm^-2
यदि समुद्र सतह पर हवा का भार 1034 gcm है, तो पास्कल में दाब निकालिये।
हल:

= 1.01 x 10⁵kg m^-1s^-2
= 1.01 x 10⁵Nm^-2 = 1.01 x 10⁵Pa,
(न्यूटन (N) = kg m s^-2; Pa = \(\frac { N }{ m^{ 2 } } \) = kg m^-1s^-2)

प्रश्न 14.
द्रव्यमान की S.I. इकाई क्या है ? इसे किस तरह परिभाषित करते हैं?
उत्तर:
द्रव्यमान की S.I. इकाई किलोग्राम (kg) है, इसका मान अन्तर्राष्ट्रीय मानक किलोग्राम के समान है। किसी पदार्थ का द्रव्यमान उसमें उपस्थित द्रव्य की मात्रा है। किसी वस्तु का द्रव्यमान स्थिर रहता है।

प्रश्न 15.
निम्नलिखित पूर्वलग्न को उनके गुणक से मिलान कीजिए –
पूर्वलग्न(उपसर्ग)     गुणक
(i) माइक्रो             10⁶
(ii) डेका               10⁹
(iii) मेगा               10^-6
(iv) गीगा              10^-15
(v) फेम्टो              10
उत्तर:
माइक्रो = 10^-6, डेका = 10, मेगा = 10⁶, गीगा = 10⁹, फेम्टो = 10^-15.

प्रश्न 16.
सार्थक अंकों का क्या अर्थ होता है?
उत्तर:
परिभाषा (Definition)-किसी मापन के परिणाम को पूर्ण रूप से दर्शाने के लिए शन्य से नौ तक के अंकों में से न्यूनतम संख्या में जिन अंकों का प्रयोग आवश्यक होता है उन अंकों को सार्थक अंक कहते हैं। अथवा, किसी संख्या के उन अंकों (0 से लेकर 9 तक) को जिनके द्वारा किसी भौतिक राशि के परिमाण को पूर्णतः उसके यथार्थ मान तक व्यक्त करते हैं, सार्थक अंक (Significant figures) कहलाते हैं।

ये वे अंक हैं जो किसी मापन की परिशुद्धता को व्यक्त करने के लिए आवश्यक होते हैं। सार्थक अंकों की संख्या मापन के लिए प्रयुक्त उपकरण की परिशुद्धता पर निर्भर होती है। यदि मापन के लिए प्रयुक्त स्केल/ उपकरण की परिशुद्धता अधिक है तो मापन में अनिश्चितता भी कम होगी। किसी संख्या का अन्तिम अंक अनिश्चित होता है।
यदि किसी संख्यात्मक माप को 125.47 m³ दर्शाते हैं तो उसमें पाँच सार्थक अंक हैं तथा अन्तिम अंक 7 अनिश्चित है।

प्रश्न 17.
पीने के पानी का एक नमूना क्लोरोफॉर्म CHCl₃ से दूषित हो गया जो अति कैंसरकारी प्रकृति का होता है। प्रदूषण का स्तर 15ppm (भार द्वारा) है।

1. इसे प्रतिशत में दर्शाइये भार द्वारा।
2. क्लोरोफॉर्म की मोललता पानी के नमूने में ज्ञात कीजिए।

हल:
15 ppm दूषित अर्थात् 15g क्लोरोफॉर्म 10⁶g विलयन में घुला हुआ है।
अर्थात् , W_B = 15g, W_A = 10⁶ – 15 ≅ 10⁶g
विलेय का अणुभार (M_B) = 119.5

प्रश्न 18.
निम्नलिखित को वैज्ञानिक अंकन में प्रदर्शित कीजिए –

1. 0.0048
2. 234,000
3. 8008
4. 500.0
5. 6.0012.

उत्तर:

1. 48 x 10^-3
2. 2.34 x 10⁵
3. 8.008 x 10³
4. 5.000 x 10²
5. 6.0012 x 10⁰

प्रश्न 19.
निम्न में कितने सार्थक अंक उपस्थित हैं –

1. 0.0025
2. 208
3. 5005
4. 126,000
5. 500.0
6. 2.0034.

उत्तर:

1. 2
2. 3
3. 4
4. 6
5. 4
6. 5.

प्रश्न 20.
निम्न को तीन सार्थक अंकों तक व्यवस्थित कीजिए –

1. 34.216
2. 10.4107
3. 0.04597
4. 2808

उत्तर:

1. 34.2
2. 10.4
3. 0.0460
4. 2.80 x 10².

प्रश्न 21.
डाइनाइट्रोजन तथा डाइऑक्सीजन की क्रिया द्वारा विभिन्न यौगिक बनते हैं तथा निम्नलिखित आँकड़े प्राप्त होते हैं –
डाइनाइट्रोजन   डाइऑक्सीजन
का भार                का भार
(i) 14g                  16g
(ii) 14g                32g
(iii) 28g                32g
(iv) 28g                80g

(a) ऊपर दिये प्रायोगिक आँकड़ों में कौन-सा रासायनिक संयोजन के नियम का पालन होता है इसका विवरण दीजिए।
(b) निम्नलिखित परिवर्तन में खाली स्थान भरिए –

1. 1 km = …………… mm = …………… pm
2. 1 mg = …………… kg = …………… ng
3. 1 ml = ………….. L = …………… dm³.

उत्तर:
(a) यहाँ गुणित अनुपात के नियम का पालन हो रहा है, इसके अनुसार, जब दो तत्त्व संयोग करके दो या दो से अधिक यौगिक बनाते हैं तो एक तत्त्व के भिन्न-भिन्न भार जो कि दूसरे तत्त्व के निश्चित भार से संयोग करते हैं; परस्पर सरल अनुपात में होते हैं। यहाँ आँकड़ों से ज्ञात होता है कि ऑक्सीजन के भिन्न-भिन्न द्रव्यमान 16, 32, 40 जो नाइट्रोजन के एक निश्चित द्रव्यमान 14 से संयुक्त होते हैं, जो 2 : 4 : 5 के सरल अनुपात में हैं।

प्रश्न 22.
यदि प्रकाश की गति 3.0 x 10⁸ ms^-1 है, तो प्रकाश द्वारा 2.00 ns में तय की गई दूरी की गणना कीजिए।
हल:
दूरी = गति x समय
= 3 x 10⁸ x 2 x 10^-9
= 6 x 10^-1 = 0.6m.

प्रश्न 23.
अभिक्रिया में A + B₂ → AB₂ सीमांत अभिकर्मक की पहचान कीजिये यदि कोई निम्नांकित अभिक्रिया मिश्रण में हो –

1. A के 300 परमाणु + B के 200 अणु
2. A के 2 मोल + Bके 3 मोल
3. A के 100 परमाणु + B के 100 अणु
4. 5 मोल A + 2.5 मोल B
5. 2.5 मोल A +5 मोल B.

उत्तर:
सीमांत अभिकर्मक अभिक्रिया में सबसे पहले खत्म होता है। अतः इस अभिकर्मक को ज्ञात करने के लिए A और B की मात्रा का तुलना करते हैं।
A + B₂ → AB₂

1. उपर्युक्त समी. के अनुसार A का 1 परमाणु, B के 1 अणु के साथ क्रिया करता है।
अत: A का 200 परमाणु B के 200 अणु से क्रिया करेंगे।
अत: B सीमांत अभिकर्मक है तथा A अधिकता में होगा।

2. उपर्युक्त समी. के अनुसार A के 1 मोल, B के 1 के साथ क्रिया करते हैं।
अतः A के 2 मोल, B के 2 मोल से क्रिया करेंगे।
इस दशा में A सीमांत अभिकर्मक होगा। B अधिकता में रहेगा।

3. उपर्युक्त समी. के अनुसार A के 1 परमाणु, B के 1 अणु से क्रिया करते हैं।
अतः A के 100 परमाणु, B के 100 अणु से क्रिया करेंगे।
अत: यह एक स्टाइकियोमेट्री मिश्रण है।
अतः कोई सीमान्त अभिकर्मक नहीं है, न A और न B।

4. इस दशा में A के 2.5 मोल, B के 2.5 मोल से क्रिया करेंगे।
अत: B सीमान्त अभिकर्मक है। A अधिकता में रहेगा।

5. इस दशा में A सीमान्त अभिकर्मक होगा। B अधिकता में रहेगा।

प्रश्न 24.
डाइनाइट्रोजन तथा डाइहाइड्रोजन एक-दूसरे के साथ क्रिया करके निम्न रासायनिक क्रिया के अनुसार अमोनिया
बनाती है –
N_2(g) + 3H_2(g) → 2NH_3(g)

1. बने अमोनिया के भार की गणना कीजिए यदि 2.00 x 10³g डाइनाइट्रोजन 1.00 x 10³g डाइहाइड्रोजन के साथ क्रिया करता है।
2. क्या कोई दो अभिकारक अक्रियाशील है?
3. यदि हाँ तो कौन-सा है तथा उसका भार क्या होगा?

हल:
1.

28g N₂ अमोनिया बनाती है = 34g
2 x 10³g N₂ अमोनिया बनायेगी
= \(\frac{34 \times 2 \times 10^{3}}{28}\) = 2.43 x 10³g
फिर ∴ 6g H₂ अमोनिया बनाती है = 34g
∴ 1 x 10³g H, अमोनिया बनाती है
= \(\frac{34 \times 1 \times 10^{3}}{6}\) = 5.66 x 10³g.

2. N₂ से प्राप्त अमोनिया कम है अतः N₂ सीमान्त अभिकर्मक है। H₂ अप्रभावित रहता है।

3. ∴ 28g N₂, H₂ से क्रिया करता है = 6g
∴ 2 x 10³g N₂ क्रिया करता है।
\(\frac{6 \times 2 \times 10^{3}}{28}\)
बची H = 1 x 10³ – 4.286 x 10² = 571.4 g.

प्रश्न 25.
0.50 मोल Na₂CO₃ तथा 0-50 M NaCO3 में क्या अंतर है?
हल:
Na₂CO₃ का मोलर द्रव्यमान = (2 x 23) + 12 + (3 x 16)
= 106 g mol^-1
0.50 मोल Na₂CO₃, का द्रव्यमान = मोलों की संख्या – मोलर द्रव्यमान
= 0.50 x 106 = 53g Na₂CO₃
अत: 0.50 M Nayco का तात्पर्य है कि 1 लीटर विलयन में Narco के 53g उपस्थित है।

प्रश्न 26.
डाइहाइड्रोजन के दस आयतन डाइऑक्सीजन के पाँच आयतन से क्रिया करके जलवाष्य के कितने आयतन बनायेंगे?
उत्तर:
H_2(g) + \(\frac{1}{2}\)O_2(g) → H₂O_(g)
1 मोल \(\frac{1}{2}\)मोल 1 मोल
1 आयतन \(\frac{1}{2}\)आयतन 1 आयतन
10 आयतन 5 आयतन 10 आयतन
अतः जलवाष्प के 10 आयतन प्राप्त होते हैं।

प्रश्न 27.
निम्नलिखित को आधारभूत इकाई में बदलिये –

1. 28.7 pm
2. 15.15 µs,
3. 25365 mg.

हल:
1. 28.7pm = 28.7pm x \(\frac { 10^{ -12 }m }{ 1pm } \) = 287 x 10^-11m.
2. 15.15µs = 15.15µs x \(\frac { 10^{ -6 }m }{ 1µs } \) = 1.515 x 10^-5s.
= 2.5365×10^-2kg.
3.25365 mg = 25365 mg x \(\frac{1g}{1000mg}\) x \(\frac{1kg}{1000g}\)

प्रश्न 28.
निम्न में से किस एक में अधिकतम परमाणुओं की संख्या होगी –

1. 1g Au_(s)
2. 1g Na_(s)
3. 1g Li_(s)
4. 1g Cl_2(g)

हल:
1. 1g Au = \(\frac{1}{197}\)mol = \(\frac{1}{197}\) x 6.02 x 10₂₃ परमाणु
2. 1g Na = \(\frac{1}{23}\)mol = \(\frac{1}{27}\) x 6.02 x 10₂₃ परमाणु
3. 1g Li = \(\frac{1}{7}\)mol = \(\frac{1}{7}\) x 6.02 x 10₂₃ परमाणु
4. 1g Cl₂ = \(\frac{1}{71}\)mol = 4 x 6.02 x 10₂₃ अणु = \(\frac{2}{71}\) x 6.02 x 10₂₃ परमाणु
अत: 1g Li में परमाणुओं की अधिकतम संख्या होती है।

प्रश्न 29.
एथेनॉल का जल में बने विलयन की मोलरता की गणना कीजिए जिसमें एथेनॉल का मोल प्रभाज 0.040 है।
हल:
1 लीटर विलयन में उपस्थित विलेय (एथेनॉल) के मोलों की संख्या मोलरता होगी।
1L एथेनॉल विलयन (तनु विलयन) = 1L जल
1L जल में H₂O की मोलों की संख्या = \(\frac{1000g}{18}\) = 55.55 मोल
द्विअंगी विलयन में दो घटक होते हैं।

प्रश्न 30.
एक C परमाणु का भार (द्रव्यमान) क्या होगा?
हल:
कार्बन के एक परमाणु का भार
= \(\frac { 12 }{ 6.02×10^{ 23 } } \) = 1.9933 x 10^-23g.

प्रश्न 31.
निम्नलिखित गणना के उत्तर में उपस्थित सार्थक अंक कितना होगा –

1. \(\frac{0.02856×298.15×0.112}{0.5785}\)
2. 5 x 5.364
3. 0.0125 + 0.7864 + 0.0215.

उत्तर:

1. सबसे कम यथार्थ पद 0.112 में 3 सार्थक अंक है। अतः उत्तर 3 है।
2. 5 सही संख्या है। दूसरा पद 5.364 में 4 सार्थक अंक है। अतः उत्तर 4 है।
3. प्रत्येक पद में 4 सार्थक अंक है। अतः उत्तर 4 है।

प्रश्न 32.
नीचे दिये गये सारणी के आँकड़ों का उपयोग करके प्राकृतिक रूप से प्राप्त (उत्पन्न) आर्गन समस्थानिक के मोलर भार की गणना कीजिए –

हल:
औसत आण्विक भार

प्रश्न 33.
निम्नलिखित में प्रत्येक में परमाणुओं की संख्या की गणना कीजिए –

1. He के 52 मोल
2. He के 52 u
3. He के 52 g

हल:
1. ∴ He के 1 मोल = 6.02 x 10₂₃ परमाणु
∴ He में 52 मोल = 52 x 6.02 x 10₂₃
= 313.04 x 10²³ परमाणु

2. ∴ He के 4u = He का एक परमाणु
∴ He में 52u = \(\frac{1×52}{4}\) = 13 परमाणु

3. He के 1 मोल = 4g = 6.02 x 10₂₃ परमाणु
∴ 52g He = \(\frac { 6.02×10^{ 23 }x52 }{ 4 } \)

प्रश्न 34.
एक वेल्डिंग ईंधन गैस में केवल कार्बन तथा हाइड्रोजन है। इसके छोटे से नमूने के ऑक्सीजन में जलने पर ये 3-38 g कार्बन डाइऑक्साइड, 0.690 g पानी तथा कोई दूसरा उत्पाद नहीं देता। इस वेल्डिंग गैस के 10.0 L आयतन (STP पर मापा गया) का भार 11.6g है, तो गणना कीजिए –

1. मूलानुपाती सूत्र
2. गैस का अणुभार
3. आण्विक सूत्र।

हल:
1. ∴ 44g CO₂ = 12g कार्बन
∴ 3.38g CO₂ = \(\frac{12}{44}\) x 338g = 0.9218g कार्बन
18g H₂O = 2g हाइड्रोजन
∴ 0.690g H₂O = \(\frac{2}{18}\) x 0.690g = 0.0767g हाइड्रोजन
यौगिक का द्रव्यमान = 0.9218 + 0.0767 = 0.9985g
(चूँकि यौगिक में केवल कार्बन तथा हाइड्रोजन है)
यौगिक में C की % मात्रा = \(\frac{0.9218}{0.9985}\) x 100 = 92.32%
यौगिक में H की % मात्रा = \(\frac{0.0767}{0.9985}\) x 100 = 7.68%

अतः मूलानुपाती सूत्र = CH.

2. गैस के अणु द्रव्यमान की गणना:
∴ STP पर, गैस के 10.0L का भार = 11.6g
∴ STP पर, गैस के 22.4L का भार = \(\frac{116×22.4}{10.0}\) = 25.984g ≅ 26g mol^-1.

3. अणुसूत्र की गणना:
मूलानुपाती सूत्रभार (CH) = 12 + 1 =13

= (मूलानुपाती सूत्र)n [n = 2]
= (CH)₂ = C₂H₂

प्रश्न 35.
कैल्सियम कार्बोनेट जलीय HCl के साथ क्रिया करके CaCl₂ तथा CO₂ निम्न अभिक्रिया के अनुसार देता है –
CaCO_3(s) + 2HCl_(aq) → CaCl_2(aq) + CO_2(g) + H₂O_(l).
0.75 M HCl के 25 ml के साथ पूर्ण क्रिया के लिये CaCO₃ की आवश्यक मात्रा क्या होगी?
हल:
HCl के मोल = मोलरता x V(L)
= 0.75 x 25 x 10^-3 = 0.01875
HCl का भार = मोल x HCl का अणुभार (36.5)
= 0.01875 x 36.5 = 0.684g
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ +H₂O + CO₂
100g 2 x 36.5 = 73g
∴ 73g HCl के लिये आवश्यक CaCO₃ = 100g
∴ 0.684g HCl के लिये आवश्यक CaCO₃ = \(\frac{100×0.684}{73}\) = 0.937g.

प्रश्न 36.
प्रयोगशाला में क्लोरीन को मैंगनीज डाइऑक्साइड की जलीय हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ क्रिया द्वारा निम्नांकित अभिक्रिया के अनुसार बनाया जाता है –
4HCl_(aq) + MnO_2(s) → 2H₃O_(l) + MnCl_2(aq) + Cl_2(l).
5.0g मैंगनीज डाइऑक्साइड के साथ HCl के कितने ग्राम क्रिया करेंगे?
हल:
4HCl + MnO₂ → MnCl + Cl + 2H₂O
146g 87g
87g MnO₂ HCl के साथ क्रिया करता है = 146g
5g MnO₂ HCl के साथ क्रिया करता है = \(\frac{146×5}{87}\) = 8.39g.

रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाए अन्य महत्वपूर्ण प्रश्न

रसायन विज्ञान की कुछ मूल अवधारणाए वस्तुनिष्ठ प्रश्न

प्रश्न 1.
सही विकल्प चुनकर लिखिए –

प्रश्न 1.
2.0 ग्राम हाइड्रोजन का N.T.P. आयतन होता है –
(a) 224 लिटर
(b) 22.4 लिटर
(c) 2.24 लिटर
(d) 112 लिटर
उत्तर:
(b) 22.4 लिटर

प्रश्न 2.
शुद्ध जल की मोलरता –
(a) 18
(b) 50
(c) 556
(d) 100
उत्तर:
(c) 556

प्रश्न 3.
12 gm CR में परमाणुओं की संख्या –
(a) 6
(b) 12
(c) 6.02 x 10²³
(d) 12 x 6.02 x 10²³
उत्तर:
(c) 6.02 x 10²³

प्रश्न 4.
नाइट्रोजन के पाँच ऑक्साइड N₂O NO, N₂O₃, N₂O₄ व N₂O₅ रासायनिक संयोग के किस नियम का पालन करते हैं –
(a) स्थिर अनुपात नियम
(b) तुल्य अनुपात नियम
(c) गे-लुसाक का गैस आयतन संबंधी नियम
(d) गुणित अनुपात नियम।
उत्तर:
(d) गुणित अनुपात नियम।

प्रश्न 5.
एक कार्बनिक यौगिक का मूलानुपाती सूत्र CH₂ है। यौगिक के एक मोल का द्रव्यमान 42 ग्राम है। इसका अणुसूत्र होगा –
(a) CH₂
(b) C₃H₆
(c) CH₂
(d) C₃H_g
उत्तर:
(b) C₃H₆

प्रश्न 6.
ZnSO₄.7H₂O में ऑक्सीजन की प्रतिशत मात्रा होगी –
(a) 22.65%
(b) 11.15%
(c) 22.30%
(d) 43.90%.
उत्तर:
(c) 22.30%

प्रश्न 7.
एक मोलल विलयन वह है, जिसमें एक मोल विलेय उपस्थित हो –
(a) 1000 ग्राम विलायक में
(b) 1 लिटर विलयन में
(c) 1 लिटर विलायक में
(d) 224 लिटर विलयन में
उत्तर:
(a) 1000 ग्राम विलायक में

प्रश्न 8.
क्यूप्रिक ऑक्साइड में कॉपर का भार प्रतिशत क्या होगा –
(a) 22.2%
(b) 79.8%
(c) 63.5%
(d) 16%.
उत्तर:
(b) 79.8%

प्रश्न 9.
112 cm³ CH₄ का S.T.P. पर द्रव्यमान होगा –
(a) 0.16 ग्राम
(b) 0.8 ग्राम
(c) 0.08 ग्राम
(d) 1.6 ग्राम
उत्तर:
(d) 1.6 ग्राम

प्रश्न 10.
दो पदार्थों को पृथक करने की प्रभाजी क्रिस्टलन विधि इनके अन्तर पर निर्भर करती है –
(a) घनत्व
(b) वाष्पशीलता
(c) विलेयता
(d) क्रिस्टलीय आकार
उत्तर:
(c) विलेयता

प्रश्न 11.
O₂ व SO₂ के अणु द्रव्यमान क्रमशः 32 व 64 हैं। यदि एक लिटर O₂, में 13°C व 750 mm दाब पर N अणु हैं तो दो लिटर SO₂ में समान ताप व दाब पर अणुओं की संख्या होगी –
(a) N/2
(b) N
(c) 2N
(d) 4N
उत्तर:
(c) 2N

प्रश्न 12.
यदि सामान्य ताप और दाब पर दो समान आयतन के पात्र में दो गैसें रखी गई हैं तो उनमें –
(a) अणुओं की संख्या समान होगी
(b) परमाणुओं की संख्या समान होगी
(c) उनके द्रव्यमान समान होंगे
(d) उनके घनत्व समान होंगे
उत्तर:
(a) अणुओं की संख्या समान होगी

प्रश्न 13.
3.4 ग्राम H₂O₂ के विघटन से N.T.P. पर O₂ का निम्न आयतन प्राप्त होगा –
(a) 0.56 लिटर
(b) 1.12 लिटर
(c) 2.24 लिटर
(d) 3.36 लिटर
उत्तर:
(b) 1.12 लिटर

प्रश्न 14.
2 मोल C₂H₅OH को वायु के आधिक्य में जलाने पर CO₂ प्राप्त होगा –
(a) 88 ग्राम
(b) 176 ग्राम
(c) 44 ग्राम
(d) 22 ग्राम
उत्तर:
(b) 176 ग्राम

प्रश्न 15.
12 ग्राम Mg (परमाणु द्रव्यमान = 24) अम्ल से पूर्णतया क्रिया करने पर H₂ उत्पन्न करता है जिसका आयतन N.T.P. पर होगा –
(a) 22.4 लिटर
(b) 11.2 लिटर
(c) 44.8 लिटर
(d) 6.4 लिटर
उत्तर:
(c) 44.8 लिटर

प्रश्न 2.
रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए

1. बेंजीन का मूलानुपाती सूत्र …………. होगा।
2. समान ताप तथा दाब पर समस्त गैसों के समान आयतन में अणुओं की संख्या समान होती है। इसे …………. ने पारित किया था।
3. 180 ग्राम जल में मोलों की संख्या …………. होगी।
4. किलोग्राम मीटर …………. की मात्रा है।
5. 1 मोल CO₂ में …………. कार्बन परमाणु हैं।
6. यदि सामान्य ताप तथा दाब पर दो समान आयतन के पात्र में दो गैसें रखी गई हैं तो उनमें अणुओं की संख्या …………. होगी।
7. 2 मोल C₂H₅OH को वायु के आधिक्य में जलाने पर …………. CO₂ प्राप्त होगी।
8. एक रासायनिक अभिक्रिया के अन्त में अभिकारक का कुल द्रव्यमान …………. नहीं होता है।
9. बेंजीन अणुसूत्र वाले यौगिक का सरल सूत्र …………. है।
10. एक यौगिक में C = 40.6%, H = 6.5%, O = 52.8% का मूलानुपाती सूत्र ………… होगा।

उत्तर:

1. CH
2. एवोगेड्रो
3. 10 मोल
4. घनत्व
5. 6.023 x 10²³
6. समान
7. 176 ग्राम
8. परिवर्तित
9. CH
10. CH₂O.

प्रश्न 3.
उचित संबंध जोडिए –
(A)

उत्तर:

1. (c)
2. (e)
3. (a)
4. (b)
5. (d).

(B).

उत्तर:

1. (d)
2. (a)
3. (b)
4. (e)
5. (c).

प्रश्न 4.
एक शब्द/वाक्य में उत्तर दीजिए –

1. परमाणु द्रव्यमान की मानक इकाई है।
2. O₂ का ग्राम अणु द्रव्यमान है।
3. विभिन्न स्रोतों से प्राप्त NaCl के तत्व Na तथा Cl के मध्य सभी में भार की दृष्टि से अनुपात 23 : 35.5 प्राप्त हुआ। इस नियम से पुष्टि होती है।
4. ऑक्सीजन के क्रमशः 16 और 32 ग्राम भार N₂ के 28 ग्राम भार से अलग-अलग संयोग कर दो ऑक्साइड N₂O एवं N₂O₂ बनाते हैं। इससे किस नियम की पुष्टि होती है?
5. 6.023 x 10²³ किसी भी द्रव्य के एक ग्राम अणुभार में उपस्थित अणुओं की संख्या को कहा जाता है।

उत्तर:

1. परमाणु द्रव्यमान इकाई (amu) (1amu = \(\frac{1}{12}\))
2. 32 ग्राम
3. स्थिर अनुपात
4. गुणित अनुपात,
5. मोल या एवोगेड्रो संख्या।

रसायन विज्ञान की कुछ मूल अति लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
स्थिर अनुपात का नियम क्या है?
उत्तर:
रासायनिक यौगिकों में उनके अवयवी तत्व भार की दृष्टि से हमेशा एक निश्चित अनुपात में रहते हैं।
उदाहरण:
विभिन्न स्थानों से प्राप्त जल से शुद्ध करने के पश्चात् विश्लेषित करने पर ज्ञात हुआ कि जल के प्रत्येक नमूने में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन द्रव्यमान के अनुसार 2 : 16 या 1 : 8 में है।

प्रश्न 2.
गे-लुसाक का गैस आयतन संबंधी नियम लिखिए।
अथवा
N₂ और H₂ परस्पर संयुक्त होकर NH₃ गैस का निर्माण करती है। समान ताप व दाब पर इनके आयतनों में 1 : 3 : 2 का अनुपात है। इससे जिस नियम की पुष्टि होती है, उस नियम को लिखिए।
उत्तर:
गैस आयतन सम्बन्धी नियम या गे-लुसाक का गैस आयतन सम्बन्धी नियम-इसके अनुसार, “जब गैसें आपस में संयोग करती हैं, तो उनके आयतनों में सरल अनुपात होता है और यदि उनके संयोग से बना हुआ पदार्थ भी गैस ही हो तो उसका आयतन भी अभिकारी गैसों के आयतनों के सरल अनुपात में होता है (जब सभी आयतन समान ताप और दाब पर मापे जाएँ)।”
उदाहरण:
N₂ + 3H₂ → 2NH₃
1आयतन 3 आयतन 2 आयतन
इनके आयतनों में 1 : 3 : 2 का सरल अनुपात है।
अत: उपर्युक्त उदाहरणों से गे-लुसाक के गैस आयतन सम्बन्धी नियम की पुष्टि होती है।

प्रश्न 3.
निम्नलिखित की परिभाषा लिखिए –

1. ग्राम परमाणु द्रव्यमान
2. ग्राम आण्विक द्रव्यमान।

उत्तर:

1. ग्राम परमाणु द्रव्यमान-किसी तत्व का ग्राम परमाणु द्रव्यमान उसका ग्रामों में दर्शाया गया वह द्रव्यमान है जो संख्यात्मक रूप से परमाणु द्रव्यमान के बराबर है, उसे ग्राम परमाणु द्रव्यमान कहते हैं।

2. ग्राम आण्विक द्रव्यमान-ग्रामों में प्रदर्शित वह द्रव्यमान जो संख्यात्मक रूप से आण्विक द्रव्यमान के बराबर हो, ग्राम आण्विक द्रव्यमान कहलाता है।

प्रश्न 4.
मूलानुपाती सूत्र क्या है?
उत्तर:
वह सूत्र जो किसी यौगिक के अणु में विद्यमान विभिन्न तत्वों के परमाणुओं के सरल अनुपात को दर्शाता है मूलानुपाती सूत्र (Empirical formula) कहलाता है। जैसे:
ऐसीटिक अम्ल का मूलानुपाती सूत्र = CH₂O
ग्लूकोज का मूलानुपाती सूत्र = CH₂O.

प्रश्न 5.
किसी विलयन की मोललता को परिभाषित कीजिए।
उत्तर:
किसी विलयन की मोललता प्रति 1000 ग्राम विलायक में उपस्थित विलेय पदार्थ के मोलों की संख्या है। इसे m द्वारा प्रदर्शित करते हैं।

प्रश्न 6.
मोल क्या है? स्पष्ट कीजिये।
उत्तर:
एक मोल वह संख्या है जिसका मान कार्बन-12 के 0.012 कि.ग्रा. में उपस्थित परमाणु के संख्या के बराबर होता है। इस संख्या का मान 6.023 x 10²³ होता है।

प्रश्न 7.
सीमांत अभिकर्मक क्या है?
उत्तर:
संतुलित समीकरण में जो क्रियाकारक कम मात्रा में उपस्थित रहता है, वह पहले समाप्त हो जाता है। ऐसे क्रियाकारक को सीमांत अभिकर्मक कहते हैं क्योंकि वह उत्पाद की मात्रा को सीमित कर देता है।

प्रश्न 8.
सार्थक अंक का निकटन कैसे किया जाता है?
उत्तर:
किसी संख्या को तीन सार्थक अंकों तक निकटित करने के लिए, यदि चौथा अंक 5 से छोटा है तो उसे छोड़ देते हैं परन्तु यदि चौथा अंक 5 या 5 से अधिक है तो तीसरे सार्थक अंक में 1 जोड़ देते हैं।

प्रश्न 9.
द्रव्यमान, लम्बाई, समय, तापक्रम एवं पदार्थ की मात्रा का SI मात्रक क्या है?
उत्तर:
द्रव्यमान का-किलोग्राम (kg), लंबाई का-मीटर (m), समय का-सेकण्ड (s), तापक्रम काकेल्विन (K) एवं पदार्थ की मात्रा का-मोल (mol) है।

रसायन विज्ञान की कुछ मूल लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
यदि डाइ हाइड्रोजन गैस के 10 आयतन डाइऑक्साइड गैस के 5 आयतनों के साथ अभिक्रिया करे तो जल वाष्प के कितने आयतन प्राप्त होंगे?
हल:

गे-लुसाक के गैसीय आयतन के नियमानुसार,
आयतन अनुपात 2 : 1 : 2
प्रश्नानुसार 10 : 5 : 10
अत: 10 आयतन H₂, 5 आयतन O₂ से क्रिया करके 10 आयतन जल वाष्प बनाएगा।

प्रश्न 2.
द्रव्यमान संरक्षण का नियम क्या है? इस नियम की आधुनिक स्थिति क्या है?
उत्तर:
द्रव्यमान संरक्षण का नियम-इस नियम को लेवोजियर ने सन् 1744 में प्रतिपादित किया था। इस नियम के अनुसार, “रासायनिक परिवर्तन में भाग लेने वाले पदार्थों का कुल द्रव्यमान परिवर्तन के पश्चात् बने हुए पदार्थों के कुल द्रव्यमान के बराबर होता है अर्थात् रासायनिक परिवर्तन में द्रव्य न तो उत्पन्न होता है और न ही नष्ट होता है, उसके केवल रूप या अवस्था में परिवर्तन हो सकता है।”
उदाहरण:
C + O₂ → CO₂
12 ग्राम कार्बन 32 ग्राम ऑक्सीजन से संयोग करता है, तो 44 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त होता है।
आधुनिक स्थिति:
आइन्स्टीन के अनुसार द्रव्यमान को ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।
E = mc²
जहाँ E = ऊर्जा, m = द्रव्यमान और c = प्रकाश का वेग।
किन्तु जो रासायनिक क्रियाएँ हम प्रयोगशाला में करते हैं उनमें बहुत कम ऊर्जा उत्पन्न या अवशोषित होती है, इसलिये द्रव्य की मात्रा में बहुत कमी या वृद्धि होती है। अतः साधारण परिस्थितियों में द्रव्यमान संरक्षण नियम को सत्य माना जा सकता है।

प्रश्न 3.
गे-लुसाक का आयतन संबंधी नियम क्या है?
अथवा
N₂ और H₂ परस्पर संयुक्त होकर NH₃ गैस का निर्माण करते हैं। समान ताप व दाब पर इनके आयतनों में 1:3:2 का अनुपात है। इससे जिस नियम की पुष्टि होती है, उस नियम को लिखिये।
उत्तर:
जब गैसें आपस में संयोग करती हैं, तो उनके आयतनों में सरल अनुपात होता है और यदि उनके संयोग से बना हुआ पदार्थ भी गैस ही हो, तो उसका आयतन भी अभिकारी गैसों के आयतनों के सरल अनुपात में होता है, जब सभी समान आयतन समान ताप और दाब पर नापे जायें।
उदाहरण:
एक आयतन N₂ तीन आयतन H₂ के साथ संयोग करके दो आयतन अमोनिया बनाता है। अभिकारी गैस N₂, H₂ तथा अमोनिया में परस्पर 1 : 3 : 2 का सरल अनुपात है। इससे इस नियम की पुष्टि होती है।

प्रश्न 4.
तुल्य अनुपात का नियम क्या है ? उदाहरण सहित समझाइये।
उत्तर:
यह नियम सर्वप्रथम रिचर द्वारा सन् 1792 में दिया गया तथा सन् 1810 में बर्जीलियस ने इसकी पुष्टि की। इस नियम के अनुसार, “यदि दो भिन्न-भिन्न तत्व किसी तीसरे तत्व के निश्चित भार से संयोग करते हैं तो पहले दोनों तत्वों के भार या तो उस अनुपात में होंगे जिससे वे दोनों आपस में संयोग करते हैं अथवा यह अनुपात उनके संयोग करने के भारों का सरल गुणांक होगा।
उदाहरण:
दो तत्व कार्बन और ऑक्सीजन अलग-अलग हाइड्रोजन के एक निश्चित भार से संयोग करते हैं।
मेथेन में H : C = 4 : 12
H₂O में H : 0 = 2 : 16
या 4:32
हाइड्रोजन के एक निश्चित भार से संयुक्त होने वाले ये तत्व कार्बन और ऑक्सीजन आपस में संयुक्त होकर CO₂ बनाते हैं।
CO₂ में C : O = 12 : 32
यह अनुपात 12 : 32 वही है जो CH₄ और H₂O में C और O का अनुपात है, इससे तुल्य अनुपात नियम की पुष्टि होती है।

प्रश्न 5.
किसी पदार्थ का अणुसूत्र उनके मूलानुपाती सूत्र से किस प्रकार संबंधित होता है?
उत्तर:
अणुसूत्र व मूलानुपाती सूत्र में संबंध-अणुसूत्र यह किसी यौगिक में उपस्थित तत्वों के परमाणुओं में उपस्थित वास्तविक संख्या को प्रकट करता है। यह या तो मूलानुपाती सूत्र के समान होती है या इसका एक सरल गुणक होता है।
अणुसूत्र = n x (मूलानुपाती सूत्र)
या

उदाहरण:
एक यौगिक का जिसका मूलानुपाती सूत्र CH₂O है तथा अणुभार 180 है।

अतः अणु सूत्र = n x मूलानुपाती सूत्र = 6(CH₂O)
= C₆H₁₂O₆.

प्रश्न 6.
गुणित अनुपात का नियम क्या है ? एक उदाहरण द्वारा समझाइए।
उत्तर:]
गुणित अनुपात का नियम-“जब दो तत्व परस्पर संयोग करके दो या दो से अधिक यौगिक बनाते हैं, तो एक तत्व के भिन्न-भिन्न भार, जो दूसरे तत्वों के निश्चित भार से संयोग करते हैं, सदैव सरल गुणित अनुपात में होते हैं।”
उदाहरण:
भार अनुसार, CO में 12 भाग C और 16 भाग O तथा CO₂ में 12 भाग C और 32 भाग O.
यहाँ पर C के निश्चित भार (12 भाग) से संयुक्त होने वाले O के विभिन्न भार क्रमश: 16 और 32 सरल अनुपात 1 : 2 में हैं।

प्रश्न 7.
स्थिर अनुपात का नियम क्या है ? समस्थानिक की खोज ने इसे किस प्रकार प्रभावित किया?
उत्तर:
स्थिर अनुपात का नियम-प्राऊस्ट के अनुसार, “प्रत्येक रासायनिक यौगिक में चाहे वह कहीं से प्राप्त किया गया हो अथवा किसी भी विधि से बनाया गया हो उसके अवयवी तत्व भार की दृष्टि से सदैव एक निश्चित अनुपात में रहते हैं।”
जैसे:
शुद्ध जल जिसे नदी, वर्षा, कुँआ, समुद्र आदि कहीं से प्राप्त किया जा सकता है अथवा किसी भी रासायनिक विधि से बनाया जा सकता है, परन्तु हाइड्रोजन एवं ऑक्सीजन के भारों का अनुपात सदैव 1 : 8 होता है।

वर्तमान परिवेश में स्थिर अनुपात का नियम:
समस्थानिकों की खोज ने यह सिद्ध कर दिया है कि एक ही तत्व के भिन्न-भिन्न परमाणु भार वाले परमाणु सम्भव हैं। अतः किसी भी यौगिक का संघटन निश्चित नहीं होगा। जैसे-जल का संघटन अग्रलिखित सारणी से स्पष्ट है –

उपर्युक्त आँकड़े इस नियम के विपरीत हैं, परन्तु नियम सर्वमान्य है, क्योंकि प्रकृति में पाये जाने वाले तत्व के प्रत्येक भाग में समस्थानिकों का वितरण समान है।

प्रश्न 8.
प्रकृति में उपलब्ध ऑर्गन के मोलर द्रव्यमान की गणना के लिए निम्नलिखित तालिका में दिए गए आँकड़ों का उपयोग कीजिए –

हल:
Ar का औसत मोलर द्रव्यमान Σ f_i x A_i
= (0.00337 x 35.96755) + (0.00063 x 37.96272) + (0.99600 x 39.9624)
= 0.121 + 0.024 + 39.803
= 39.948g mol^-1.

प्रश्न 9.
डॉल्टन के परमाणु सिद्धान्त का आधुनिक स्वरूप संक्षिप्त में समझाइये।
उत्तर:
डॉल्टन के परमाणु सिद्धान्त का आधुनिक स्वरूप –

1. परमाणु अब अविभाज्य कण नहीं है, परमाणु का विखण्डन संभव है।
2. परमाणु रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेने वाला सूक्ष्मतम कण है।
3. डॉल्टन के अनुसार एक ही तत्व के समस्त परमाणु एक समान होते हैं, किन्तु अब ऐसे परमाणु भी ज्ञात हैं, जिनके रासायनिक गुण समान होते हैं किन्तु भार भिन्न-भिन्न होते हैं।
4. डॉल्टन के अनुसार भिन्न-भिन्न तत्वों के परमाणु भार भिन्न-भिन्न होते हैं। परन्तु समभारी की खोज से स्पष्ट है कि भिन्न-भिन्न तत्वों के परमाणुओं के परमाणु भार समान हो सकते हैं।
5. आधुनिक अनुसंधानों से स्पष्ट है कि परमाणु के द्रव्यमान को ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।
6. अन्य अणुभार वाले कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में परमाणुओं की संख्या सरल अनुपात में हो, यह जरूरी नहीं है।

प्रश्न 10.
अणु और परमाणु में अंतर लिखिये।
उत्तर:
अण और परमाण में अंतर:
अणु

1. यह द्रव्य का सूक्ष्मतम कण है जो स्वतंत्र अवस्था में रहता है।
2. यह रासायनिक अभिक्रिया में भाग नहीं लेता।
3. यह रासायनिक अभिक्रिया में प्रायः परमाणु में विभाजित हो जाता है।
4. यह एक या एक से अधिक परमाणुओं से मिलकर बना होता है।

परमाणु

1. यह किसी तत्व का सूक्ष्मतम कण है जो स्वतंत्र अवस्था में नहीं रह सकता है।
2. यह रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेता है।
3. यह रासायनिक अभिक्रिया में विभाजित नहीं होता है।
4. यह रासायनिक क्रिया में भाग लेने वाले तत्व का सूक्ष्मतम कण है।

रसायन विज्ञान की कुछ मूल दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
रासायनिक समीकरण क्या है? उसे संतुलित करने के नियम उदाहरण सहित समझाइये।
उत्तर:
रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों तथा बनने वाले पदार्थों को रासायनिक सूत्रों द्वारा समीकरण के रूप में दर्शाया जाता है। रासायनिक अभिक्रिया को रासायनिक सूत्रों द्वारा समीकरण के रूप में दर्शाने की विधि को रासायनिक समीकरण कहते हैं। रासायनिक समीकरण को सन्तुलित करने के नियम:

1. अनुमान विधि (Hit and trial method)
2. आंशिक समीकरण विधि (Partial equation method)।

1. अनुमान विधि:
(i) सबसे पहले उस तत्व के परमाणुओं को जो सबसे कम स्थान में आते हैं, उन्हें समीकरण के दोनों ओर बराबर कर लेते हैं।

(ii) जिन समीकरणों में ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन आदि तात्विक गैसें बनती हैं, उन्हें पहले परमाण्विक अवस्था में ही रखा जाता है। इस प्रकार प्राप्त समीकरण परमाण्विक समीकरण कहलाता है। परमाण्विक समीकरण को दो से गुणा करके आण्विक समीकरण (Molecular equation) में बदला जाता है।

उदाहरण:
(i) पोटैशियम क्लोरेट को गर्म करने से पोटैशियम क्लोराइड और ऑक्सीजन बनते हैं। अतः

(a) पोटैशियम क्लोरेट → पोटैशियम क्लोराइड + ऑक्सीजन।
KClO₃ → KCl + O(ढाँचा)

(b) ऊपर के समीकरण में ऑक्सीजन परमाणु दोनों ओर बराबर नहीं हैं। दायीं ओर के ऑक्सीजन परमाणु को 3 से गुणा करने पर दोनों ओर ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या बराबर हो जाती है।
KClO₃ → KCI + 3O

(c) परन्तु ऊपर के समीकरण में ऑक्सीजन परमाणु के रूप में है। उसे अणु के रूप में परिवर्तित करने के लिए समीकरण को दो से गुणा करना पड़ेगा। अतः
2KClO₃ → 2KCl + 3O, (संतुलित)

(ii) (a) कॉपर को सान्द्र H₂SO के साथ गर्म करने से कॉपर सल्फेट, सल्फर डाइऑक्साइड और जल बनता है। अतः
Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O (ढाँचा)

(b) सल्फर परमाणुओं को दोनों ओर बराबर करने के लिएH,SO, को दो से गुणा कर देते हैं।
Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O

(c) अब हाइड्रोजन के परमाणुओं को दोनों ओर बराबर करने के लिए HO को दो से गुणा कर देते हैं।
Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (संतुलित)

2. आंशिक समीकरण विधि:
जटिल समीकरणों को प्रायः अनुमान विधि द्वारा सन्तुलित करना कठिन होता है। यह माना जाता है कि जटिल समीकरण दो या दो से अधिक पदों में सम्पन्न होता है। इन समीकरणों को सन्तुलित कर लेते हैं। यदि आवश्यक हुआ तो आंशिक समीकरण को किसी पूर्णांक से गुणा कर देते हैं। इसके पश्चात् सभी आंशिक समीकरणों को इस प्रकार से जोड़ा जाता है कि माध्यमिक उत्पाद जो अन्तिम अभिक्रिया में प्राप्त नहीं होते, कट जायें। इस प्रकार प्राप्त अन्तिम समीकरण सही एवं सन्तुलित होता है।
उदाहरण:
Cu को सान्द्र H₂SO₄ के साथ गर्म करने पर कॉपर सल्फेट, सल्फर डाइऑक्साइड और जल बनता है। इस समीकरण को निम्नलिखित आंशिक समीकरणों के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है –

माध्यमिक क्रियाफल 26 और O आंशिक समीकरणों में दोनों ओर स्थित होने के कारण काट दिये गये हैं।

प्रश्न 2.
मोल तथा ऐवोगैड्रो संख्या को समझाइये। मोल संकल्पना के आधार पर परमाणु द्रव्यमान तथा आण्विक द्रव्यमान की परिभाषा लिखिए।
उत्तर:
मोल संकल्पना-परमाणु तथा अणु अत्यन्त सूक्ष्ण कण है। किसी पदार्थ की अति अल्प मात्रा में भी परमाणुओं तथा अणुओं की संख्या बहुत अधिक होती है। उदाहरणार्थ, कार्बन के 1 मिलीग्राम (0.001 ग्राम) में कुल 5-019 x 1019 परमाणु होते हैं। प्रायः रासायनिक अध्ययनों में पदार्थ की काफी मात्राएँ प्रयुक्त होती है, जिनमें परमाणु या अणुओं की अत्यधिक बड़ी संख्या होती है। इन परमाणुओं को गिनना असम्भव है, किन्तु इनकी संख्या का ज्ञान होना आवश्यक है। जिस प्रकार 12

पेन को एक दर्जन पेन तथा 1000 मीटर को एक किलोमीटर कहते हैं उसी प्रकार 6.023 x 10²³ कणों के समूह को हम एक मोल कहते हैं। ये कण अणु, परमाणु अथवा आयन हो सकते हैं।

अत: मोल एक इकाई है, जो 6.023 x 10²³ कणों (अणु, परमाणु या आयन) को व्यक्त करती है।
एक मोल अणु में अणुओं की संख्या = 6.023 x 10²³ होती है।
एक मोल परमाणु में परमाणुओं की संख्या = 6.023 x 10²³ होती है। एक मोल आयन में आयनों की संख्या = 6.023 x 10²³ होती है। मोल भार को भी दर्शाता है –

एक ग्राम मोल ऑक्सीजन अर्थात् 32 ग्राम ऑक्सीजन में ऑक्सीजन के कुल 6.023 x 10²³ अणु होंगे। एक ग्राम मोल सोडियम अर्थात् 23 ग्राम सोडियम में सोडियम के 6.023 x 10²³ परमाणु होंगे।

सोडियम क्लोराइड का सूत्र भार 58.5 है। अतः सोडियम क्लोराइड के 58.5 ग्राम में एक मोल सोडियम आयन तथा एक मोल क्लोराइड आयन होंगे।

“समान ताप और समान दाब पर सभी गैसों के समान आयतन में अणुओं की संख्या समान होती है।” इस नियम के अनुसार N.T.P. पर प्रत्येक गैस के एक ग्राम मोल में अणुओं की संख्या 6.023 x 10²³ होती है। इस संख्या को ऐवोगैड्रो संख्या (Avogadro Number) कहते हैं तथा इसे N से प्रदर्शित करते हैं।

प्रश्न 3.
स्टॉइकियोमेट्री क्या है? रासायनिक समीकरणों पर आधारित समस्याओं का हल इससे किस प्रकार किया जाता है?
उत्तर:
‘स्टॉइकियोमेट्री’ यूनानी भाषा से (‘स्टॉकियोन’ का अर्थ, तत्व तथा मेट्रोन’ (Metron) का अर्थ मापन) लिया गया है, जिसका शाब्दिक अर्थ है तत्व या यौगिकों की मात्रा का मापन।

एक संतुलित रासायनिक समीकरण में रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेने वाले अभिकारकों तथा उत्पादों के मध्य अणुओं, द्रव्यमानों, मोलों और आयतनों के संदर्भ में मात्रात्मक संबंध होता है। इन गणनाओं से सम्बन्धित समस्याएँ तीन प्रकार की होती हैं –

(a) द्रव्यमान-द्रव्यमान संबंधित (Involving mass – mass relationship):
इस प्रकार की समस्याओं में एक उत्पाद या अभिकारक का द्रव्यमान दिया जाता है तथा दूसरे की गणना की जाती है। .

(b) द्रव्यमान-आयतन संबंधित (Involving mass – volume relationship):
इस प्रकार के प्रश्नों में एक अभिकारक अथवा उत्पाद का द्रव्यमान/आयतन दिया जाता है तथा दूसरे की गणना की जाती है।

(c) आयतन-आयतन संबंधित (Involving volume – volume relationship):
इस प्रकार की समस्याओं में एक अभिकारक या उत्पाद का आयतन दिया जाता है तथा दूसरे की गणना की जाती है।

उपर्युक्त प्रकार के प्रश्नों (समस्याओं) को हल करने के लिए निम्न प्रक्रिया अपनाई जाती है –

1. संतुलित रासायनिक समीकरण को उसके आण्विक रूप में लिखते हैं।
2. उन स्पीशीज (परमाणुओं या अणुओं) के संकेतों एवं सूत्रों को चुनिए जिनके भार/आयतन या तो दिये गये हैं अथवा गणना द्वारा निकाले गये हैं।
3. गणना में शामिल अणुओं तथा परमाणुओं का परमाणु द्रव्यमान/आण्विक द्रव्यमान/मोल/मोलर आयतन लिखते हैं।
4. सामान्य गणितीय गणनाओं द्वारा इच्छित पदार्थ की मात्रा की गणना करते हैं। निम्न संतुलित समीकरण पर विचार करें –

अणु की संख्या (मोल) ही स्टॉइकियोमेट्रिक गुणांक कहलाता है।

प्रश्न 4.
रासायनिक समीकरण क्या है? उसकी सीमाएँ क्या हैं? उसे और अधिक सूचनाप्रद किस प्रकार बनाया जा सकता है ? रासायनिक समीकरणों को संतुलित करना क्यों आवश्यक है?
उत्तर:
किसी रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों (अभिकारकों तथा बनने वाले पदार्थों (उत्पादकों) को रासायनिक सूत्रों द्वारा समीकरण के रूप में दर्शाने की विधि रासायनिक समीकरण कहलाती है। रासायनिक समीकरण से निम्नलिखित बातों की जानकारी नहीं होती –

1. अभिकारकों तथा उत्पादकों की भौतिक अवस्था।
2. अभिकारकों तथा उत्पादकों का सान्द्रण।
3. यह रासायनिक अभिक्रिया की परिस्थितियाँ जैसे-ताप, दाब, उत्प्रेरक आदि की जानकारी नहीं देता।
4. अभिक्रिया के वेग का ज्ञान नहीं होता।
5. अभिक्रिया में होने वाले ऊष्मीय परिवर्तन का ज्ञान नहीं होता।
6. अभिक्रिया में सावधानियों का ज्ञान नहीं होता।
7. अभिक्रिया की क्रिया-विधि का ज्ञान नहीं होता।
8. यह ज्ञात नहीं होता कि अभिक्रिया उत्क्रमणीय है या अनुत्क्रमणीय।
9. अभिक्रिया के पूर्ण होने का समय नहीं बतलाता।
10. रासायनिक समीकरण से अभिक्रिया में प्रकाश का उत्पन्न होना, विस्फोटक पदार्थों का बनना आदि के बारे में मालूम नहीं होता।

रासायनिक समीकरणों को संतुलित करके तथा उचित निर्देश चिन्हों का प्रयोग करके इसे ज्यादा स्पष्ट, जानकारीपूर्ण तथा लाभदायक बनाया जा सकता है। इससे होने वाले फायदे निम्नानुसार हैं –

• अभिक्रिया में भाग लेने वाली अभिकारकों तथा उत्पादकों की संख्या।
• यदि तत्वों के परमाणु द्रव्यमान ज्ञात हो तो अभिकारकों एवं उत्पादकों के आण्विक द्रव्यमान भी ज्ञात किये जा सकते हैं।
• यदि क्रियाकारक व क्रियाफल पदार्थ गैसीय हो, तो उनका आयतन भी ज्ञात किया जा सकता है।
• इससे द्रव्य की अनिश्चिता के नियम की पुष्टि होती है।
• तत्वों की संयोजकता व तुल्यांकी द्रव्यमान के गणना भी की जा सकती है।

MP Board Class 11th Chemistry Solutions

In this article, we will share MP Board Class 11th Chemistry Solutions Chapter 9 हाइड्रोजन Pdf, These solutions are solved subject experts from the latest edition books.

MP Board Class 11th Chemistry Solutions Chapter 9 हाइड्रोजन

हाइड्रोजन NCERT अभ्यास प्रश्न

प्रश्न 1.
हाइड्रोजन के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के आधार पर आवर्त सारणी में इसकी स्थिति को युक्तिसंगत ठहराइए।
उत्तर:
हाइड्रोजन आवर्त सारणी में स्थित प्रथम तत्व है। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s¹  है। यह क्षार धातुओं की भाँति, एक इलेक्ट्रॉन का त्याग करके H⁺ आयन बना सकता है। यह हैलोजनों की भाँति, एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके H आयन भी बना सकता है। क्षारीय धातुओं की भाँति यह ऑक्साइड, हैलाइड तथा सल्फाइड बनाता हैं। यद्यपि क्षारीय धातुओं के विपरीत इसकी आयनन एन्थैल्पी उच्च होती है तथा सामान्य स्थितियों में यह धात्विक व्यवहार प्रदर्शित नहीं करता है। वास्तव में आयनन एन्थैल्पी के पदों में यह हैलोजनों से अधिक समानता प्रदर्शित करता है।

हैलोजनों के समान, यह द्विपरमाणुक अणु बनाता है, तत्वों से क्रिया करके हाइड्राइड तथा अनेक सहसंयोजी यौगिक बनाता है। यद्यपि हैलोजनों के विपरीत इसकी क्रियाशीलता बहुत कम होती हैं। अतः उपरोक्त गुणों के आधार पर, आवर्त सारणी में हाइड्रोजन को क्षार धातुओं के साथ वर्ग-1 तथा प्रथम आवर्त अथवा हैलोजन के साथ वर्ग-17 तथा प्रथम आवर्त में रखना चाहिए। यद्यपि क्षार धातुओं तथा हैलोजनों के साथ गुणों में समानता के साथ-साथ, यह क्षार धातुओं तथा हैलोजनों के साथ गुणों में विभिन्नता भी दर्शाता है। अत: इसे आवर्त सारणी में पृथक स्थान दिया जाना चाहिए।

प्रश्न 2.
हाइड्रोजन के समस्थानिकों के नाम लिखिए तथा बताइए कि इन समस्थानिकों का दव्यमान अनुपात क्या है ? ।
उत्तर:
हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक है-प्रोटियम \(\left(_{1}^{1} \mathrm{H}\right)\), ड्यूटीरियम (\(\left(_{1}^{2} \mathrm{H}\right)\) या D) और ट्रीटियम (\(\left(_{1}^{3} \mathrm{H}\right)\)या T)। तीनों समस्थानिकों का द्रव्यमान अनुपात है –

प्रश्न 3.
सामान्य परिस्थितियों में हाइड्रोजन एक परमाण्विक की अपेक्षा द्विपरमाण्विक रूप में क्यों पाया जाता है ?
उत्तर:
एक परमाणुक रूप में हाइड्रोजन के प्रथम कोश में एक इलेक्ट्रॉन (1s¹) होता है जबकि द्विपरमाणुक अवस्था का प्रथम कोश पूर्ण (1s²)होता है। इसका तात्पर्य है कि द्विपरमाणुक रूप में हाइड्रोजन (H₂) उत्कृष्ट गैस हीलियम का विन्यास प्राप्त कर लेता है। अतः यह काफी स्थायी होती है।

प्रश्न 4.
कोल गैसीकरण से प्राप्त डाइ-हाइड्रोजन का उत्पादन कैसे बढ़ाया जा सकता है ?
उत्तर:
कोल गैसीकरण अभिक्रिया में, जल की वाष्प को प्रवाहित करके CO और H₂ का मिश्रण बनाया जाता है जिसे सिन गैस भी कहा जाता है

कोल भाप सिन गैस डाइहाइड्रोजन का उत्पादन सिन गैस में उपस्थित CO_(g) की आयरन क्रोमेट उत्प्रेरक की उपस्थिति में भाप के साथ क्रिया द्वारा बढ़ाया जा सकता है।

CO_(g) या CO_2(g) के निकलने के साथ ही अभिक्रिया अग्र दिशा में विस्थापित हो जाती है।

प्रश्न 5.
विद्युत् – अपघटन विधि द्वारा डाइहाइड्रोजन वृहत् स्तर पर किस प्रकार बनाई जा सकती है? इस प्रक्रम में वैद्युत-अपघट्य की क्या भूमिका है ?
उत्तर:
अम्लीकृत जल का प्लैटिनम इलेक्ट्रोडों द्वारा वैद्युत – अपघटन करने पर हाइड्रोजन प्राप्त होती है।

वैद्युत अपघट्य की भूमिका जल का चालन करना है।

प्रश्न 6.
निम्नलिखित समीकरणों को पूरा कीजिए –

उत्तर:

प्रश्न 7.
डाइहाइड्रोजन की अभिक्रियाशीलता के पदों में H – H बन्ध की उच्च एन्थैल्पी के परिणामों की विवेचना कीजिए?
उत्तर:
H – H आबन्ध की उच्च आबन्ध वियोजन एन्थैल्पी के कारण, हाइड्रोजन कमरे के तापमान पर अपेक्षाकृत अक्रियाशील रहती है । यद्यपि उच्च तापों पर अथवा उत्प्रेरक की उपस्थिति में, यह अनेक धातुओं तथा अधातुओं के साथ क्रिया करके हाइड्राइड बनाती है।

प्रश्न 8.
हाइड्रोजन के –

1. इलेक्ट्रॉन न्यून
2. इलेक्ट्रॉन परिशुद्ध तथा
3. इलेक्ट्रॉन समृद्ध यौगिकों से आप क्या समझते हैं? उदाहरणों द्वारा समझाइए।

उत्तर:
1. इलेक्ट्रॉन न्यून हाइड्राइड:
इन हाइड्राइड्स की लुईस संरचना लिखने पर, इनमें इलेक्ट्रॉन की संख्या अपर्याप्त है, इसका उदाहरण डाइबोरेन [B₂H₆] है। अतः आवर्त सारणी के 13वें वर्ग के सभी तत्वों के हाइड्राइड इलेक्ट्रॉन न्यून यौगिक बनाते हैं, BH₃, AIH₃, GaH₃, InH₃, TIH₃ से लुईस अम्ल की भाँति कार्य करते हैं।

2. इलेक्ट्रॉन परिशुद्ध हाइड्राइड:
इन हाइड्राइड की लुईस संरचना में इनमें इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर्याप्त होती है। [8e^–s] आवर्त सारणी के वर्ग 14 के तत्वों के हाइड्राइड इसके अन्तर्गत आते हैं। इनकी आकृति चतुष्फलकीय होती है।
उदाहरण – CH₄, SiH₄, GeH₄, SnH₄, PbH₄

3. इलेक्ट्रॉन समृद्ध हाइड्राइड:

• इन हाइड्राइड्स में उपस्थित केन्द्रीय परमाणु पर इलेक्ट्रॉन आधिक्य एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म उपस्थित होते हैं।
• आवर्त सारणी के वर्ग 15, वर्ग 16 व वर्ग 17 के तत्वों के हाइड्राइड इलेक्ट्रॉन समृद्ध हाइड्राइड्स कहलाते हैं।
  

प्रश्न 9.
संरचना एवं रासायनिक अभिक्रिया के आधार पर बताइए कि इलेक्ट्रॉन न्यून हाइड्राइड के कौन-कौन से अभिलक्षण होते हैं ?
उत्तर:
इलेक्ट्रॉन न्यून हाइड्राइडों में सामान्य सहसंयोजी आबंधों के निर्माण हेतु इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर्याप्त नहीं होती है। उदाहरण के लिए, BF₃, में B (F : \(\overset { F }{ \underset { B }{ ¨ } } \) : F) के संयोजी कोश में 6 इलेक्ट्रॉन होते हैं। इन हाइड्राइडों का आकार त्रिकोणीय समतलीय होता है।

ये हाइड्राइड लुईस अम्ल अर्थात् इलेक्ट्रॉन ग्राही के भाँति कार्य करते हैं। जैसे –

इलेक्ट्रॉनों की कमी पूरा करने के लिए, ये हाइड्राइड बहुलक के रुप में पाये जाते हैं। जैसे – B₂H₄ B₄H₁₀, (AlH₃)_n आदि। ये हाइड्राइड अत्यधिक क्रियाशील होते हैं। ये धातुओं, अधातुओं तथा उनके यौगिकों के साथ सुगमतापूर्वक क्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए –
B₂H_6(g) + 3O_6(g) → B₂O_6(s) + 3H₂O_(g)

प्रश्न 10.
क्या आप आशा करते हैं कि (C_nH_2n+2) कार्बनिक हाइड्राइड्स लुईस अम्ल या क्षार की भाँति कार्य करेंगे ? अपने उत्तर को युक्तिसंगत ठइराइए।
उत्तर:
(C_nH_2n+2) प्रकार के कार्बन हाइड्राइड, इलेक्ट्रॉन समृद्ध हाइड्राइड है। इनके पास सहसंयोजी आबंध बनाने हेतु पर्याप्त इलेक्ट्रॉन हैं। अतः ये न तो लुईस अम्ल और न ही लुईस क्षार की भाँति व्यवहार करेंगे।

प्रश्न 11.
अरससमीकरणमितीय हाइड्राइड (Non stoichiometric hydride) से आप क्या समझते हैं ? क्या आप क्षारीय धातुओं से ऐसे यौगिकों की आशा करते हैं ? अपने उत्तर को न्यायसंगत ठहराइए।
उत्तर:
ये हाइड्राइड अनेक d – ब्लॉक के तत्वों (वर्ग – 7, 8 तथा 9 की धातुओं को छोड़कर) तथा fब्लॉक के तत्वों द्वारा बनते हैं। हाइड्राइड सदैव अरससमीकरणमितीय अर्थात् हाइड्रोजन की कमी वाले होते हैं। इन हाइड्राइडों में हाइड्रोजन परमाणु अंतरकाशी स्थानों को घेरता है।
उदाहरण – LaH_2.87, YbH_2.55, TiH_15-1.8, PdH_0.6-0.8आदि।

इस प्रकार के हाइड्राइड क्षारीय धातुओं द्वारा नहीं प्राप्त किए जा सकतें हैं। क्षारीय धातुओं द्वारा आयनिक अथवा लवणीय हाइड्राइड प्राप्त होते हैं। जो रससमीकरणमितीय होते है। क्षारीय धातुएँ अत्यधिक धनविद्युती होती है अतः ये इलेक्ट्रॉन H-परमाणु को स्थानांतरित करके H आयन बनाती है। ये H आयन जालक की रिक्तियों में समा जाते हैं।

प्रश्न 12.
हाइड्रोजन भण्डारण के लिए धात्विक हाइड्राइड किस प्रकार उपयोगी है ? समझाइए।
उत्तर:
कुछ धातुएँ जैसे पैलेडियम (Pd), प्लेटिनम (Pt) आदि अपनी हाइड्राइड बनाने वाली सतह पर हाइड्रोजन के विशाल आयतन को अवशोषित करने की क्षमता रखती हैं। वास्तव में हाइड्रोजन (H) परमाणुओं के रूप में धातु के पृष्ठ पर वियोजित हो जाता है। इन परमाणुओं को समायोजित करने के लिए धातु जालक फैल जाता है और गर्म करने पर अधिक अस्थायी हो जाता है।

हाइड्राइड हाइड्रोजन मुक्त करके पुनः धात्विक अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसी तरीके से उत्पन्न हाइड्रोजन ईंधन की तरह प्रयुक्त हाइड्रोजन के संग्रहण एवं परिवहन में प्रयुक्त की जा सकती है। अतः धातु हाइड्राइड हाइड्रोजन अर्थ-व्यवस्था में बहुत उपयोगी भूमिका निभाता है।

प्रश्न 13.
बर्तन और वेल्डिंग में परमाण्विय हाइड्रोजन अथवा ऑक्सी हाइड्रोजन टॉर्च किस प्रकार कार्य करती है ? समझाइए।
उत्तर:
धात्विक हाइड्राइडों में हाइड्रोजन, H-परमाणु के रुप में अधिशोषित हो जाती है। संक्रमण धातुओं में हाइड्रोजन परमाणु के इस अधिशोषण का प्रयोग हाइड्रोजन भंडारण के रुप में होता हैं । Pd, Pt जैसी धातुएँ हाइड्रोजन के वृहत् आयतन को समायोजित कर सकती हैं । इस गुण की हाइड्रोजन भंडारण तथा ऊर्जा स्रोत के रुप में प्रयोग की प्रबल संभावना है। धात्विक हाइड्राइड गर्म करने पर अपघटित होकर हाइड्रोजन तथा अंतिम धातु देते हैं।

प्रश्न 14.
NH₃, H₂O तथा HF में से किसका हाइड्रोजन बन्ध का परिमाण उच्चतम अपेक्षित है और क्यों ?
उत्तर:
चूँकि F की वैद्युतऋणात्मकता का मान अधिकतम है। अत: HF में हाइड्रोजन पर धनावेश तथा फ्लुओरीन पर ऋणावेश का परिमाण सर्वाधिक होगा जिसके कारण H आबंधन का स्थिर वैद्युत आकर्षण बल H-F में अधिकतम होगा।

प्रश्न 15.
लवणीय हाइड्राइड, जल के साथ प्रबल अभिक्रिया करके झाग उत्पन्न करती है। क्या इसमें CO₂ (जो एक सुपरिचित अग्निशामक है) का उपयोग हम कर सकते हैं ? समझाइए।
उत्तर:
लवणीय हाइड्राइड (NaH या CaH₂) जल के साथ क्रिया करता है तो अभिक्रिया इतनी ज्यादा ऊष्माक्षेपी होती है कि उत्पन्न हाइड्रोजन आग पकड़ लेती है।
उदाहरण के लिए –

• NaH_(s) + H₂O_(aq) → NaOH_(aq) + H_2(g) + ऊष्मा
• CaH_2(s) + 2H₂O_(aq) → Ca(OH)_2(aq) + 2H_2(g)

प्रायः अग्निशामक के रूप में प्रयोग की जाने वाली CO₂ को इस स्थिति में प्रयुक्त नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह अभिक्रिया में निर्मित हाइड्रोजन के साथ अभिक्रिया करके कार्बोनेट बनाएगी। इससे अग्र अभिक्रिया की दर बढ़ जाएगी।
2NaOH_(aq) + CO_2(g) → Na₂CO_3(aq) + H₂O_(aq)

प्रश्न 16.
निम्नलिखित को व्यवस्थित कीजिए –

1. CaH₂, BeH₂, तथा TiH₂, को उनकी बढ़ती हुई विद्युत् चालकता के क्रम में
2. LiH, NaH तथा CSH आयनिक गुण के बढ़ते हुए क्रम में
3. H-H, D-D तथा F_F को उनके बन्ध – वियोजन एन्थैल्पी के बढ़ते हुए क्रम में
4. NaH, MgH₂, तथा H₂O को बढ़ते हुए अपचायंक गुण के क्रम में।

उत्तर:
1. BeH₂ < CaH₂ < TiH₂
2. बढ़ता हुआ आयनिक गुण LiH < NaH < CsH
बढ़ता हुआ आयनिक गुण LiH < NaH < CsH क्रम में घटता है। यह आयनिक गुण पर विपरीत प्रभाव डालता है अर्थात् उपर्युक्त के अनुसार बढ़ जाता है।

3. बढ़ती हुई बन्ध वियोजन एन्थैल्पी – F – F < H – H < D – D
कारण:
फ्लुओरीन की बन्ध-वियोजन एन्थैल्पी दो F परमाणुओं पर उपस्थित इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्मों में प्रतिकर्षण के कारण बहुत कम (242.6 kJ mol^-1) होता है। H₂ और D₂ में से H-H की बन्धवियोजन एन्थैल्पी (435.88 kJ mol^-1) D-D (443:35 kJ mol^-1) की अपेक्षा कम होती है।

4. बढ़ता हुआ अपचायक गुण H₂O < MgH₂ < NaH
कारण – NaH आयनिक प्रकृति का होता है। अतः यह प्रबल अपचायक होता है। H₂O और MgH₂ सहसंयोजी प्रकृति के होते हैं। परन्तु H₂O की आबन्ध वियोजन ऊर्जा अत्यधिक होती है। अत: यह MgH₂ से अधिक दुर्बल अपचायक है।

प्रश्न 17.
H₂O तथा H₂O₂ की संरचनाओं की तुलना कीजिए।
उत्तर:
जल में ऑक्सीजन sp³ – संकरित है।
आबंध युग्म:
आबंध युग्म प्रतिकर्षण की अपेक्षा एकाकी युग्म प्रतिकर्षण की प्रबलता के कारण, HOH आबंध कोण 109.5° से 104.5° तक घट जाता है। जिसके कारण जल की संरचना बंधित होती है।

यह एक प्रबल ध्रुवीय अणु है। हाइड्रोजन परॉक्साइड की संरचना अध्रुवीय होती है। H₂O₂ के द्विध्रुव आघूर्ण का मान दर्शाता है कि H₂O₂के चारों परमाणु एक ही तल में स्थित नहीं होते हैं। H₂O₂ की संरचना की तुलना 94° कोण पर खुली हुई किताब से कर सकते हैं। इसमें H – O – H आबंध कोण 97° का होता है।

प्रश्न 18.
जल के स्वतः प्रोटोनीकरण से आप क्या समझते हैं ? इसका क्या महत्व है ?
उत्तर:
जल के स्वतः प्रोटोनीकरण का तात्पर्य जल का स्वतः आयनीकरण होता है –

स्वतः प्रोटोनीकरण के कारण, जल की प्रकृति उभयधर्मी होती है। अतः यह अम्लों तथा क्षारों दोनों से क्रिया करता है। उदाहरण के लिए –

प्रश्न 19.
F₂ के साथ जल की अभिक्रिया से ऑक्सीकरण तथा अपचयन के पदों पर विचार कीजिए एवं बताइए कि कौन-सी स्पीशीज ऑक्सीकृत/अपचयित होती है ?
उत्तर:

इन अभिक्रियाओं में, जल अपचायक का कार्य करता है। अतः यह स्वयं ऑक्सीजन अथवा ओजोन में ऑक्सीकृत हो जाता है। क्लोरीन ऑक्सीकारक की भाँति कार्य करती है तथा स्वयं F आयन में अपचयित हो जाती है।

प्रश्न 20.
निम्नलिखित अभिक्रियाओं को पूर्ण कीजिए –

1. Pb_(s) + H₂0_2(aq) →
2. MnO^–_4(aq) + H₂0_2(aq)) →
3. Ca0_(s) + H₂O_(g) →
4. AlCl_3(g) + H₂O_(l) →
5. Ca₃N_2(s) + H₂O_(l) →

उपर्युक्त को –

• जल – अपघटन
• अपचयोपचय (Redox) तथा
• जलयोजन अभिक्रियाओं में वर्गीकृत कीजिए।

उत्तर:

1. PbS_(s) + 4H₂O_2(aq) → PbSO_4(s)+ 4H₂O_(l)(अपचयोपचय अभिक्रिया)
2. 2MnO^–_4(aq) + 6H⁺_(aq) + 5H₂O_2(aq) → 2Mn ²⁺_(aq) + 8H₂O_(l) + 5O_2(g) (अपचयोपचय अभिक्रिया)
3. CaO_(s) + H₂O_(g) → Ca(OH)_2(aq) (जलयोजन अभिक्रिया)
4. AlCl_3(g) + 3H₂O_(l) → Al(OH)_3(s) + 3HCl_(l) (जल-अपघटन अभिक्रिया)
5. Ca₃N_2(s) + 6H₂O_(l) → 3Ca(OH)_2(aq) + 2NH_3(aq) (जल-अपघटन अभिक्रिया)

प्रश्न 21.
बर्फ के साधारण रूप की संरचना का उल्लेख कीजिए।
उत्तर:
वायुमण्डलीय दाब पर बर्फ एक त्रिविम हाइड्रोजन आबंधित संरचना है। बर्फ में प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु चतुष्फलकीय रुप में चार ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा है अर्थात् प्रत्येक ऑक्सीजन युग्म में एक हाइड्रोजन परमाणु होता है। इस कारण बर्फ एक खुले पिंजरे की आकृति बनाती है। प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु चार हाइड्रोजन परमाणु से घिरा रहता है। इनमें से दो हाइड्रोजन परमाणु सहसंयोजी आबंध से व दो हाइड्रोजन परमाणु हाइड्रोजन आबंध से जुड़े होते हैं। क्रिस्टल जालक में खाली जगह होती है अत: बर्फ का घनत्व जल से कम होता है।

प्रश्न 22.
जल की अस्थायी एवं स्थायी कठोरता के क्या कारण है ? वर्णन कीजिए।
उत्तर:
जल में कैल्सियम बाइकार्बोनेट तथा मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण अस्थायी कठोरता उत्पन्न होती है। जल में विलेय लवणों कैल्सियम क्लोराइड, मैग्नीशियम क्लोराइड, कैल्सियम सल्फेट तथा मैग्नीशियम सल्फेट आदि के कारण स्थायी कठोरता उत्पन्न होती है।

प्रश्न 23.
संश्लेषित आयन विनिमयक विधि द्वारा कठोर जल के मृदुकरण के सिद्धान्त एवं विधि की विवेचना कीजिए।
उत्तर:
संश्लेषित आयन विनिमयक रेजिन विधि निम्नलिखित दो प्रकार की होती है –
(1) धनायन:
विनिमयक रेजिन ये रेजिन – SO₃H समूह युक्त वृह्द कार्बनिक अणु होते हैं तथा जल में अविलेय होते हैं। इनकी NaCl से क्रिया कराकर R-Na में परिवर्तित किया जाता है। रेजिन R-Na, कठोर जल में उपस्थित Mg²⁺_(aq) तथा Ca²⁺ आयनों से विनिमय करके इसे मृदुजल बना देता है।
2RNa_(s) + Ma²⁺_(aq) → R₂M_(s) + 2Na⁺_(aq) (M = Ca²⁺ या Mg²⁺)

रेजिन में NaCl का जलीय विलयन मिलाने पर इसका पुनर्जनन कर लिया जाता है। शुद्ध विरवणिजित तथा विआयनित जल को प्राप्त करने के लिए उपयुक्त प्राप्त जल को क्रमशः धनायन विनिमयक तथा ऋणायन विनिमयक रेजिन में प्रवाहित करते हैं।

धनायन:
विनिमयक प्रक्रम में, H का विनिमय जल में उपस्थित Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ आदि आयनों से हो जाता है।
2RH_(s) + M²⁺_(aq) ⥨ MR_2(s) + 2H⁺_(aq) (H⁺ के रूप में धनायन विनिमय रेजिन) इस प्रक्रम में प्रोटानों का निर्माण होता है तथा जल अम्लीय हो जाता है।

(2) ऋणायन:
विनिमयक प्रक्रम में OH^– का विनिमय जल में उपस्थित Cr^–, HCO₃^–, SO^2-₄ आयनों द्वारा होता है।

R\(\stackrel{+}{\mathrm{N}}\)H_2(s) OH^– विस्थापित अमोनियम हाइड्रॉक्साइड ऋणायन रेजिन है।

इस प्रकार मुक्त OH^– आयन, H⁺ आयनों को उदासीन कर देते हैं। अंत में उत्पन्न धनायन तथा ऋणायन विनिमयक रेजिन को क्रमशः तनु अम्ल तथा तनु क्षारीय विलयनों से क्रिया कराके पुर्नजनित कर लिया जाता है।

प्रश्न 24.
जल के उभयधर्मी स्वभाव को दर्शाने वाले रासायनिक समीकरण लिखिए।
उत्तर:
जल का स्वभाव उभयधर्मी होता है। यह अम्ल तथा क्षार दोनों की भाँति कार्य करता है। स्वयं से प्रबल अम्लों के साथ यह क्षार की भाँति व्यवहार करता हैं। जबकि स्वयं से प्रबल क्षारों के प्रति यह अम्ल की भाँति व्यवहार करता है।

प्रश्न 25.
हाइड्रोजन परॉक्साइड के ऑक्सीकारक एवं अपचायक रूप को अभिक्रियाओं द्वारा समझाइए।
उत्तर:
H₂O₂ अम्लीय तथा क्षारीय माध्यमों में ऑक्सीकारक तथा अपचायक, दोनों की भाँति कार्य कर सकता है। उदाहरण –

(1) अम्लीय माध्यम में ऑक्सीकारक –

(2) क्षारीय माध्यम में ऑक्सीकारक –

(3) अम्लीय माध्यम में अपचायक –

(4) क्षारीय माध्यम में अपचायक –

प्रश्न 26.
विखनिजित जल से क्या तात्पर्य है? यह कैसे प्राप्त किया जा सकता है ?
उत्तर:
जो जल सभी विलेय खनिज लवणों से मुक्त होता है, विखनिजित जल कहलाता है। विखनिजित जल को प्राप्त करने के लिए जल को क्रमशः धनायन-विनिमयक रेजिन तथा ऋणायन-विनिमयक रेजिन से प्रवाहित करते हैं। धनायन – विनिमयक में जल में उपस्थित Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ तथा अन्य धनायन, H⁺ आयनों द्वारा विनियमित होकर दूर जाते है जबकि ऋणायन-विनिमयक में जल में उपस्थित Cl^–, SO₄^2-

प्रश्न 27.
क्या विखनिजित या आसुत जल पेय-प्रयोजनों में उपयोगी है ? यदि नहीं, तो इसे उपयोगी कैसे बनाया जा सकता है ?
उत्तर:
विखनिजित या आसुत जल पेय-प्रयोजनों में उपयोगी नहीं है। इनमें कुछ उपयोगी लवणों को उचित मात्रा में मिलाकर पेय योग्य बनाया जा सकता है।

प्रश्न 28.
जीवमण्डल एवं जैव प्रणालियों में जल की उपादेयता को समझाइए ?
उत्तर:
सभी सजीवों के शरीर का मुख्य भाग जल द्वारा निर्मित होता है। मानव शरीर में लगभग 65% तथा कुछ पौधों में लगभग 95% भाग जल होता है। सभी सजीवों को जीवित रखने के लिए जल एक महत्वपूर्ण यौगिक है। अन्य द्रवों की तुलना में, जल को विशिष्ट ऊष्मा, तापीय चालकता, पृष्ठ तनाव, द्विध्रुव आघूर्ण तथा परावैद्युतांक के मान उच्च होते हैं।

इन्हीं गुणों के कारण जीवमंडल में जल की भूमिका अति महत्वपूर्ण होती है। जीवों के शरीर तथा जलवायु के सामान्य ताप को बनाए रखने के लिए, जल की वाष्पन ऊष्मा तथा उच्च ऊष्मा धारिता ही उत्तरदायी होती है। यह वनस्पत्तियों तथा प्राणियों के उपापचय में अणुओं के अभिगमन के लिए उत्तम विलायक का कार्य करता है। जल पौधों में प्रकाश संश्लेषण क्रिया के लिए भी आवश्यक है। जो कि वातावरण में O₂ मुक्त करती है।

प्रश्न 29.
जल का कौन-सा गुण इसे विलायक के रूप में उपयोगी बनाता है ? यह किस प्रकार के यौगिक –

1. घोल सकता है और
2. जल- अपघटन कर सकता है ?

उत्तर:
उच्च द्विध्रुव आघूर्ण तथा उच्च परावैद्युतांक के कारण जल विलायक के रुप में उपयोगी होता है।

1. यह आयनिक यौगिकों तथा उन सहसंयोजी यौगिकों जिनमें जल के साथ H-आबंध पाया जाता है। (जैसे-एथेनॉल, चीनी, ग्लूकोस आदि)को घोल सकता है।
2. जल अनेक धात्वीय तथा अधात्वीय ऑक्साइडों, हाइड्राइड, कार्बाइड, फॉस्फाइड तथा अन्य लवणों का जल-अपघटन कर सकता है।

उदाहरणार्थ –
P₄O_10(s) + 6H₂O_(l) →4H₃PO_4(aq)
CaH_2(s) + 2H₂O_(l) → Ca(OH)_2(aq) + 2H_2(g)
Al₄C_3(s) + 12H₂O_(l) → 4AI(OH)₃ + 3CH₄

प्रश्न 30.
H₂O एवं D₂O के गुणों को जानते हुए क्या आप मानते हैं कि D₂O का उपयोग पेयप्रयोजनों के रूप में लाया जा सकता है ?
उत्तर:
भारी जल (D₂O) जीवित प्राणी, पादप तथा जन्तुओं के लिए काफी हानिकारक होता है, क्योंकि यह उनमें होने वाली अभिक्रियाओं की दरों को मन्द कर देता है। यह जीवन का समर्थन करने में असफल होता है तथा इसकी जैवमण्डल में कोई उपयोगिता नहीं होती है।

प्रश्न 31.
जल-अपघटन (Hydrolysis) तथा जलयोजन (Hydration) पदों में क्या अन्तर है ?
उत्तर:
जल के H⁺ आयन तथा OH^– आयनों का किसी लवण के क्रमशः ऋणायन तथा धनायन के साथ स्वतः क्रिया करके मूल अम्ल तथा क्षार बनाने की क्रिया जल – अपघटन कहलाती है।

दूसरी ओर, जलयोजन का अर्थ आयनों तथा अणुओं में H₂O के योग द्वारा जलयोजित आयन अथवा जलयोजित लवणों का निर्माण होता है।

प्रश्न 32.
लवणीय हाइड्राइड किस प्रकार कार्बनिक यौगिकों से अति सूक्ष्म जल की मात्रा को हटा सकते हैं?
उत्तर:
लवणीय हाइड्राइड जैसे NaH, CaH₂ आदि कार्बनिक यौगिकों में उपस्थित अति सूक्ष्म जल से क्रिया करते हैं तथा संगत धातु हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं तथा हाइड्रोजन गैस मुक्त करते हैं।

वास्तव में लवणीय हाइड्राइड M⁺H^– में, H^– प्रबल ब्रॉन्स्टेड क्षार होते हैं अतः ये जल से सुगमतापूर्वक क्रिया करते हैं।

प्रश्न 33.
परमाणु क्रमांक 15, 19, 23 तथा 44 वाले तत्व यदि हाइड्रोजन से अभिक्रिया कर हाइड्राइड बनाते हैं, तो उनकी प्रकृति से आप क्या आशा करेंगे? जल के प्रति इनके व्यवहार की तुलना कीजिए।
उत्तर:

• परमाणु क्रमांक (Z) = 15 वाला तत्व, फॉस्फोरस, p – ब्लॉक का सदस्य है अतः यह सहसंयोजक हाइड्राइड, बनाता है।
• परमाणु क्रमांक (Z) = 19 वाला तत्व, पोटैशियम, s – ब्लॉक सदस्य है अत: यह आयनिक हाइड्राइड बनाता है।
• परमाणु क्रमांक (Z) = 23 वाला तत्व वैनेडियम, d – ब्लॉक तथा वर्ग-5 का सदस्य है। यह अन्तराकाशी हाइड्राइड (VHI6) बनाता है। यह अरससमीकरणमितीय हाइड्राइड है।
• परमाणु क्रमांक (Z) = 44 वाला तत्व रुथेनियम, d – ब्लॉक तथा वर्ग-8 का सदस्य है। यह कोई हाइड्राइड नहीं बनाता है क्योंकि वर्ग-7, 8 तथा 9 के तत्व हाइड्राइड नहीं बनाते हैं (हाइड्राइड रिक्ति)। जल के साथ,केवल आयनिक हाइड्राइड, KH क्रिया करके डाइहाइड्रोजन गैस मुक्त करता है।

प्रश्न 34.
जब ऐल्युमिनियम (III) क्लोराइड एवं पोटैशियम क्लोराइड को अलग-अलग –

1. सामान्य जल
2. अम्लीय जल एवं
3. क्षारीय जल से अभिकृत कराया जाएगा, तो आप किन-किन विभिन्न उत्पादों की आशा करेंगे? जहाँ आवश्यक हो, वहाँ रासायनिक समीकरण दीजिए।

उत्तर:
AlCl₃, दुर्बल क्षार, Al(OH)₃, तथा प्रबल अम्ल, HCl का लवण है। अतः सामान्य जल से क्रिया कराने पर इसका जल-अपघटन हो जाता है।
AlCl_3(s) + 3H₂O_(l) → Al(OH_3(s) + 3H⁺_(aq)+ 3Cl^–_(aq)
इसका जलीय विलयन अम्लीय प्रकृति का होता है। अम्लीय जल में उपस्थित H⁺ आयन AI(OH)₃ से क्रिया करके Alt⁺_(aq) आयन तथा HO उत्पन्न करते हैं। अतः अम्लीय जल में, AlCl_3(s), Al³⁺ तथा CITaa) आयनों के रूप में रहता है। क्षारीय जल में AlCl₃ अग्र उत्पाद उत्पन्न करता है –

KCl प्रबल अम्ल, HCl तथा प्रबल क्षार, KOH का लवण है। यह सामान्य जल में जल-अपघटित नहीं होता है। यह जल में केवल अपघटित होकर K⁺_(aq) तथा Cr^–_(aq) आयन देता है।

का जलीय विलयन उदासीन होता है। अतः अम्लीय जल में अथवा क्षारीय जल में, इसके आयन और कोई क्रिया नहीं करते हैं।

प्रश्न 35.
H₂O₂ विरंजन कारक के रूप में कैसे व्यवहार करता है ? लिखिए।
उत्तर:
H₂O₂ नवजात ऑक्सीजन उत्पन्न करने के कारण विरंजक की भाँति कार्य करता है।
H₂O₂ → H₂O + O
रंगीन पदार्थ + [O] → रंगहीन पदार्थ
यह रेशम, बाल, वस्त्र, कागज की लुग्दी, ऊन, तेल, वसा आदि का विरंजन करता है।

प्रश्न 36.
निम्नलिखित पदों से आप क्या समझते हैं –

1. हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था
2. हाइड्रोजनीकरण
3. सिन-गैस
4. भाप अंगारगैस सृति अभिक्रिया तथा
5. ईंधन सेल।

उत्तर:
1. हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था:
हाइड्रोजन का मुख्य उपयोग एवं संभावनाएँ निकट भविष्य में इसका प्रदूषण रहित (स्वच्छ) ईंधन के रूप में उपयोग है। हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था का मूल सिद्धांत ऊर्जा का द्रव हाइड्रोजन अथवा गैसीय हाइड्रोजन के रूप में अभिगमन तथा भंडारण है।

2. हाइड्रोजनीकरण:
किसी द्विबंध या त्रिबंध युक्त कार्बनिक यौगिकों में उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजन का संयोग हाइड्रोजनीकरण कहलाता है। वनस्पति तेलों को निकिल उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजनीकरण कराने पर खाद्य वसा (मार्गेरीन तथा वनस्पति घी) प्राप्त होता है।

3. सिन-गैस:
CO तथा H₂ का मिश्रण सिन-गैस अथवा संश्लेषित गैस अथवा जल गैस कहलाता है। हाइड्रोकार्बन अथवा कोक की उच्च ताप पर एवं उत्प्रेरक की उपस्थिति में भाप से अभिक्रिया कराने पर सिन-गैस प्राप्त होती है।

आजकल सिन-गैस को वाहितमल, अखबार, लकड़ी का बुरादा एवं छीलन आदि से भी प्राप्त किया जाता है। कोल से सिन-गैस के उत्पादन को, कोल-गैसीकरण प्रक्रम कहते है।

4. भाप अंगार गैस सृति अभिक्रिया:
जल गैस में डाइहाइड्रोजन की मात्रा को बढ़ाने के लिए CO को 500°C पर आयरन क्रोमेट उत्प्रेरक की उपस्थिति में भाप से क्रिया कराते हैं।

सिन-गैस / जल गैस उपरोक्त क्रिया को भाप अंगार गैस सृति अभिक्रिया कहते हैं।

5. ईंधन सेल:
ईंधन सेल में ईंधन के दहन से उत्पन्न ऊर्जा को सीधे वैद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। इस प्रकार के ईंधन सेल का उदाहरण हाइड्रोजन ऑक्सीजन ईंधन सेल है। यह किसी प्रकार का प्रदूषण उत्पन्न नहीं करता है। ईंधन सेल, 70-85% रूपान्तरण क्षमता के साथ वैद्युत उत्पन्न करता है।

हाइड्रोजन अन्य महत्वपूर्ण प्रश्न

हाइड्रोजन वस्तुनिष्ठ प्रश्न

प्रश्न 1.
सही विकल्प चुनकर लिखिए –
1. निम्न में से कौन – सी धातु H₂ का अधिशोषण करती है –
(a) Zn
(b) Pb
(c) AI
(d) K.
उत्तर:
(b) Pb

प्रश्न 2.
हाइड्रोजन का रेडियोऐक्टिव समस्थानिक कहलाता है –
(a) प्रोटियम
(b) ड्यूटीरियम
(c) भारी हाइड्रोजन
(d) ट्राइटियम।
उत्तर:
(d) ट्राइटियम।

प्रश्न 3.
H₂O₂ का 1 ml N.T.P. पर 10 mlo, देता है, यह है
(a) 10 आयतन HO₂
(b) 20 आयतन H₂O₂
(c) 30 आयतन H₂O₂
(d) 40 आयतन H₂0₂
उत्तर:
(a) 10 आयतन HO2

प्रश्न 4.
भारी जल प्राप्त किया जाता है –
(a) जल को उबालकर
(b) जल के प्रभावी आयतन द्वारा
(c) जल के निरंतर विद्युत् विच्छेद द्वारा
(d) H₂O₂ को गर्म करके।
उत्तर:
(c) जल के निरंतर विद्युत् विच्छेद द्वारा

प्रश्न 5.
ऑर्थो तथा पैरा हाइड्रोजन में किस बात का अंतर है –
(a) परमाणु क्रमांक
(b) द्रव्यमान संख्या
(c) इलेक्ट्रॉन चक्रण
(d) नाभिकीय चक्रण।
उत्तर:
(d) नाभिकीय चक्रण।

प्रश्न 6.
कौन-से हाइड्राइड सामान्यतः सरल अनुपात में नहीं होते हैं –
(a) आयनिक
(b) आण्विक
(c) अंतराकाशीय
(d) उपर्युक्त सभी।
उत्तर:
(c) अंतराकाशीय

प्रश्न 7.
आयनिक हाइड्राइड का उदाहरण नहीं है –
(a) LiH
(b) CaH₂
(c) CsH
(d) GeH₂.
उत्तर:
(d) GeH₂.

प्रश्न 8.
H₂O₂के अणु में H-0 0 बंध कोण होता है –
(a) 99.5°
(b) 95.9°
(c) 97°
(d) 100.5°
उत्तर:
(c) 97°

प्रश्न 9.
रॉकेट के लिये नोदक का कार्य करता है –
(a) N₂ + O₂
(b) H₂ + O₂
(c) O₂ + Ar
(d) H₂ + N₂.
उत्तर:
(b) H₂ + O₂

प्रश्न 10.
कैलगॉन प्रक्रम में, निम्न में कौन सा उपयोग होता है –
(a) सोडियम बहु मेटाफॉस्फेट
(b) जलयुक्त सोडियम ऐल्युमिनियम सिलिकेट
(c) धनायन विनिमय रेजिन
(d) ऋणायन विनिमय रेजिन।
उत्तर:
(a) सोडियम बहु मेटाफॉस्फेट

प्रश्न 11.
अभिकारक जो जल की कठोरता ज्ञात करने में प्रयोग किया जाता है –
(a) ऑक्जेलिक अम्ल
(b) डाइसोडियम लवण EDTA
(c) सोडियम सिट्रेट
(d) सोडियम थायोसल्फेट।
उत्तर:
(b) डाइसोडियम लवण EDTA

प्रश्न 12.
‘CO₂, H₂0 तथा H,0, को उनके अम्लीयता के बढ़ते क्रम में लिखिए –
(a) CO₂ <H₂O₂ < H₂O
(b) H₂O< H₂O₂<CO₂.
(c) H₂O< H₂O₂> CO₂
(d) H₂O₂> CO₂ > H₂O
उत्तर:
(b) H₂O< H₂O₂ <CO₂.

प्रश्न 2.

1. रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिये –
2. गलित NaH के विद्युत् – विच्छेदन से ऐनोड पर ………….. गैस मुक्त होती है।
3. कैलगॉन …………….. का व्यापारिक नाम है।
4. कैल्सियम फॉस्फाइड पर जल की क्रिया से …………….. बनती है।
5. ……………… जल साबुन के साथ कम झाग देता है।
6. जल की कठोरता ……………… और ……………… के लवणों के कारण होती है।
7. ……………… जीवधारियों में होने वाली क्रियाओं के अध्ययन में ट्रेसर का कार्य करता है।
8. Al या …………. के सान्द्र विलयन की क्रिया से हाइड्रोजन मुक्त होती है।
9. CO + H₂ का मिश्रण ……………….. कहलाती है।
10. 2N H₂O₂ का आयतन क्षमता ……………….. होगी।
11. पैलेडियम द्वारा हाइड्रोजन का अवशोषण ……………….. कहलाता है।

उत्तर:

1. H₂
2. सोडियम हेक्सा मेटाफॉस्फेट
3. फॉस्फीन
4. कठोर
5. Ca, Mg
6. भारी जल
7. NaOH
8. जल गैस
9. 11.2 आयतन
10. अधिशोषण

प्रश्न 3.
उचित संबंध जोडिए –

उत्तर:

1. (d) अम्लीय
2. (f) क्षारीय
3. (a) ड्यूटिरो फॉस्फीन
4. (b) तेल गैस
5. (c) H₂O₂
6. (e) अम्लीय
7. (i) जीवाणुनाशक
8. (g) मंदक
9. (h) रॉकेट ईंधन

प्रश्न 4.
एक शब्द / वाक्य में उत्तर दीजिए –

1. किस यौगिक में हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था ऋणात्मक होती है ?
2. H₂O₂ का विरंजक गुण ऑक्सीकरण के कारण है अथवा अपचयन के कारण।
3. हाइड्रोजन की खोज किसने की ?
4. परमाणु भट्टियों में मंदक के रूप में किसका उपयोग किया जाता है ?
5. H₂O₂ Cl₂ को किसमें अपचयित कर देता है ?
6. H₂O₂ का विरंजक गुण निर्भर करता है।
7. कौन-सा ऑक्साइड तनु अम्ल से क्रिया करके H₂O₂ देता है ?
8. जल की तुलना में एथेनॉल का वाष्पन तेजी से होता है। क्यों ?
9. किस प्रकार के तत्व जालक हाइड्राइड बनाते हैं ?
10. जालक हाइड्राइड का क्या उपयोग है ?

उत्तर:

1. CaH₂
2. H₂O₂ सरलता से ऑक्सीजन देने के कारण यह विरंजक पदार्थ है। अत: H₂O₂ का विरंजक गुण ऑक्सीकरण के कारण है। H₂O₂
3. H₂O + [O]
4. हेनरी केवेण्डिस
5. भारी जल (D₂O)
6. HCl में
7. नवजात ऑक्सीजन के कारण
8. Na₂CO₂, BaC₂
9. दुर्बल हाइड्रोजन बंध के कारण
10. d – तथा f – ब्लॉक के तत्व
11. H₂के भण्डारण एवं हाइड्रोजनीकरण क्रियाओं को उत्प्रेरित करने में।

हाइड्रोजन अति लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
जल की अस्थायी एवं स्थायी कठोरता के क्या कारण हैं ? वर्णन कीजिए।
उत्तर:
जल में कैल्सियम बाइकार्बोनेट तथा मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण अस्थायी कठोरता उत्पन्न होती है। जल में विलेय लवणों कैल्सियम क्लोराइड, मैग्नीशियम क्लोराइड, कैल्सियम सल्फेट तथा मैग्नीशियम सल्फेट आदि के कारण स्थायी कठोरता उत्पन्न होती है।

प्रश्न 2.
बेरीलियम सहसंयोजी हाइड्राइड बनाता है जबकि कैल्सियम आयनिक हाइड्राइड क्यों?
उत्तर:
उच्च विद्युत् ऋणात्मकता के कारण Be (1.5) सहसंयोजी हाइड्राइड बनाता है। जबकि Ca की विद्युत् ऋणात्मकता कम होती है।

प्रश्न 3.
हाइड्रोजन बनाने की यूनो विधि का वर्णन कीजिए।
उत्तर:
ऐल्युमिनियम की अभिक्रिया गर्म कास्टिक सोडा के साथ गर्म करने पर ऐल्युमिनियम कास्टिक सोडा में विलेय हो जाती है और हाइड्रोजन गैस प्राप्त होती है।

प्रश्न 4.
अशुद्ध हाइड्रोजन का शुद्धिकरण किस प्रकार होता है ?
उत्तर:
प्लेटिनम ब्लैक या पैलेडियम धातु पर हाइड्रोजन गैस प्रवाहित करने पर धातु द्वारा हाइड्रोजन का अधिशोषण हो जाता है। इसे अधिधारण कहते हैं। अशुद्ध हाइड्रोजन का इस प्रकार शुद्धिकरण किया जा सकता है क्योंकि पैलेडियम द्वारा केवल शुद्ध हाइड्रोजन का अधिशोषण होता है।

प्रश्न 5.
कठोर जल से होने वाली हानियाँ लिखिए।
उत्तर:
कठोर जल से होने वाली हानियाँ –

• कपड़े धोने से झाग उत्पन्न करने के लिये अधिक साबुन खर्च होता है।
• कठोर जल का उपयोग प्रयोगशाला में तथा दवाइयों में इंजेक्शन के लिये नहीं किया जा सकता है।
• इसका सेवन संधिवात, गठिया आदि से पीड़ित व्यक्तियों के लिये हानिकारक होता है।

प्रश्न 6.
हाइड्रोजन बनाने की तीन विधि का वर्णन कीजिए।
उत्तर:
पानी की भाप को 600 – 900°C पर तप्त लोहे पर प्रवाहित करने पर हाइड्रोजन गैस बनती है। यह अभिक्रिया उत्क्रमणीय है। अतः हाइड्रोजन को क्रिया क्षेत्र से हटाते रहना आवश्यक है।
3Fe + 4H₂O ⥨ Fe₃O₄ + 4H₂

प्रश्न 7.
उस विधि का वर्णन कीजिए जो जल की अस्थायी तथा स्थायी दोनों प्रकार की कठोरता दूर कर देता है।
उत्तर:
रासायनिक विधि-इस विधि से जल की अस्थायी तथा स्थायी दोनों प्रकार की कठोरता समाप्त हो जाती है। इस विधि में NaOH या Na₂CO₃ में से कोई पदार्थ मिलाने पर Ca या Mg अविलेय लवण बनाकर पृथक् हो जाता है।

• CaCl₂ + Na₂Co₃ → CaCO₃ + 2NaCl
• MgCl₂ + Na₂CO₃ → MgCO₃ + 2NaCl
• MgSO₄ + Nal₂CO₃ → sMgCO₃ + Na₂SO₄

प्रश्न 8.
H₂O₂ की सान्द्रता किस प्रकार व्यक्त करते हैं ?
उत्तर:
H₂O₂विलयन की सान्द्रता ऑक्सीजन के N. T. P. पर उस आयतन के बराबर होती है जो उस विलयन के एकांक आयतन को गर्म करने पर उत्पन्न होती है। जैसे 10 आयतन H₂O₂का तात्पर्य है कि 1 ml H₂O₂ को गर्म करने से N.T.P. पर 10 ml O₂ प्राप्त होती है।

प्रश्न 9.
हाइड्रोजन के उपयोग लिखिए।
उत्तर:
हाइड्रोजन के उपयोग –

• अपचायक के रूप में
• तेल के हाइड्रोजनीकरण से वसा बनाने के लिये
• कोल चूर्ण के साथ-साथ अभिकृत करके कृत्रिम पेट्रोल बनाने के लिये
• काँच उद्योग में काँच को धीरे-धीरे ठण्डा करने में।

प्रश्न 10.
तेल गैस क्या है तथा इसे कैसे प्राप्त किया जाता है ?
उत्तर:
यह गैस मिट्टी के तेल के भंजन से बनायी जाती है। मिट्टी के तेल की पतली धार लोहे के रक्त तप्त रिटार्ट में डाली जाती है जिससे बड़े अणु टूटकर मेथेन, एथिलीन, एसीटिलीन में टूट जाती है। इसका उपयोग बर्नरों को जलाने में किया जाता है।

प्रश्न 11.
कोल गैस क्या है ? इसका रासायनिक संघटन लिखिए।
उत्तर:
कोल गैस कई गैसों का मिश्रण है जिनमें हाइड्रोजन भी एक अवयवी गैस है। कोल गैस का प्रतिशत संगठन निम्न प्रकार से है

• H₂ = 43.55%,
• CH₄ = 25.35%
• CO₂ = 0.3%
• CO = 4.11%
• N₂= 2 – 12%
• O2 = 0 – 1.5% कोल गैस का उपयोग ईंधन के अतिरिक्त प्रकाश उत्पन्न करने के लिये प्रयुक्त होता है।

प्रश्न 12.
सोडियम पर जल की अभिक्रिया कराने पर गैस उत्पन्न होती है। उसका नाम व सूत्र लिखिए।
उत्तर:
अत्यधिक क्रियाशील धातु जैसे-सोडियम, पोटैशियम, कैल्सियम पर साधारण ताप पर जल की अभिक्रिया कराने पर हाइड्रोजन गैस मुक्त होती है।

• 2Na +2H₂O → 2NaOH + H₂
• Ca + 2H₂ O → Ca(OH)₂ + H₂

प्रश्न 13.
मृदु जल और कठोर जल किसे कहते हैं ?
उत्तर:
मृदु जल:
साबुन के साथ रगड़ने पर शीघ्रता से और अधिक झाग देने वाला जल मृदु जल कहलाता है।
उदाहरण-आसुत जल, वर्षा का जल आदि।

कठोर जल:
साबुन के साथ रगड़ने पर देर से तथा कम झाग देने वाला जल कठोर जल कहलाता है। और साबुन फटकर थक्के बनाता है।
उदाहरण – समुद्र का जल।

प्रश्न 14.
आसुत जल क्या है ? इसका एक उपयोग लिखिए।
उत्तर:
आसवन विधि से प्राप्त शुद्ध जल आसुत जल कहलाता है। इसका उपयोग औषधि बनाने में एवं प्रयोगशाला में विलयन बनाने में किया जाता है।

प्रश्न 15.
भारी जल की क्या उपयोगिता है ?
उत्तर:

• भारी जल मुख्य रूप से नाभिकीय रिएक्टरों में मंदक के रूप में प्रयुक्त होता है।
• यह अभिक्रियाओं की क्रियाविधि के अध्ययन में ट्रेसर यौगिक के रूप में प्रयोग किया जाता है।
• अन्य ड्यूटीरियम यौगिकों जैसे – CD₄ , D₂SO₄ आदि के निर्माण में इसका प्रयोग करते हैं।

प्रश्न 16.
हाइड्रोजन परॉक्साइड का तनु विलयन गर्म करके सान्द्र क्यों नहीं किया जा सकता इसका सान्द्र विलयन किस प्रकार कर सकते हैं ?
उत्तर:
H₂O₂ का तनु विलयन गर्म करके सान्द्रित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह अपने गलनांक से काफी नीचे ही अपघटित हो जाता है।
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
जल से निष्कर्षित 1% H₂O₂का कम दाब पर आसवन करके 30%(द्रव्यमानानुसार) तक सान्द्रित करते हैं। पुनः इसका सावधानीपूर्वक कम दाब पर आसवन करके 85% तक सान्द्रण किया जाता है। अवशेष जल को हिमशीतित करके शुद्ध हाइड्रोजन परॉक्साइड प्राप्त की जाती है।

प्रश्न 17.
परॉक्साइडों से हाइड्रोजन परॉक्साइड के निर्माण हेतु सल्फ्यूरिक अम्ल की अपेक्षा, फॉस्फोरिक अम्ल अधिक उपयुक्त होता है। क्यों ?
उत्तर:
H₂SO₄, H₂O₂ के अपघटन में उत्प्रेरक की भाँति व्यवहार करता है। अत: परॉक्साइडों से H₂O₂ के निर्माण में H₂SO₄ की अपेक्षा दुर्बल अम्ल जैसे – H₃PO₄, H₂CO₃ आदि उपयुक्त रहते हैं।

प्रश्न 18.
किसी क्षारीय धातु का आयनिक हाइड्राइड प्रभावी सहसंयोजक व्यवहार प्रदर्शित करता है तथा यह ऑक्सीजन तथा क्लोरीन के प्रति लगभग अक्रियाशील होता है। इसका प्रयोग अन्य उपयोगी हाइड्राइडों के संश्लेषण में करते हैं। इस हाइड्राइड का सूत्र लिखिये।इसकी AlCl के साथ अभिक्रिया भी लिखिए।
उत्तर:
यह आयनिक हाइड्राइड LiH है। सबसे छोटी Li धातु के कारण इसका व्यवहार सहसंयोजी भी होता है। LiH अत्यधिक स्थायी है। यह ऑक्सीजन तथा क्लोरीन के प्रति अत्यधिक अक्रियाशील है। यह Al₂Cl₆ के साथ अभिक्रिया करके लीथियम ऐल्युमिनियम हाइड्राइड बनाता है।
8LiH + Al₂Cl₆ → 2LiAlH₄ + 6LiCl

प्रश्न 19.
कठोर जल साबुन के साथ शीघ्रता से झाग क्यों नहीं देता?
उत्तर:
कठोर जल में Ca तथा Mg के बाइ कार्बोनेट, सल्फेट तथा क्लोराइड में से कोई भी लवण विलेय रहता है। साबुन उच्च कार्बनिक वसा अम्ल के सोडियम लवण होते हैं जो Ca एवं Mg के लवणों से क्रिया करके अवक्षेप देते हैं।
2C₁₇H₃₅COONa + MgSO₄ → (C₁₇H₃₅COO)₂ Mg + Na₂SO₄
जल में से जब तक ये लवण पूरी तरह से अवक्षेपित नहीं हो जाते तब तक साबुन से झाग नहीं बनता और साबुन व्यर्थ हो जाता है।

प्रश्न 20.
H₂O₂ के कोई चार उपयोग लिखिए।
उत्तर:
H₂O₂ के उपयोग –

• यह जीवाणुनाशी के रूप में कान, दाँत आदि धोने के काम आता है।
• प्रयोगशाला में अभिकर्मक के रूप में।
• रॉकेटों में ईंधन के रूप में प्रयोग किया जाता है।
• पुराने तैल चित्रों को ठीक करने में इसका उपयोग किया जाता है।

प्रश्न 21.
भाप अंगार गैस से हाइड्रोजन के औद्योगिक निर्माण की विधि लिखिए।
उत्तर:
गर्म भाप को रक्त तप्त कोक पर प्रवाहित करके वाटर गैस बनाते हैं।

इस प्रकार प्राप्त H₂ व CO₂ के मिश्रण को वायुमण्डलीय दाब पर पानी में प्रवाहित करने पर CO₂ शोषित हो जाती है तथा H₂ शेष रहती है।

प्रश्न 22.
चालकता जल किसे कहते हैं ? इसके उपयोग लिखिए।
उत्तर:
कोलरॉश ने जल का निम्न दाब पर क्वार्ट्स के बने उपकरण में 42 बार आसवन करके अत्यन्त शुद्ध जल प्राप्त किया। यह चालकता जल कहलाता है। आसुत जल में कुछ पोटैशियम परमैंगनेट मिलाकर मजबूत काँच के बने रिटार्ट में उसका एक बार पुनः आसवन कर लेते हैं। इसका उपयोग चालकता निर्धारण में होता है।

प्रश्न 23.
ड्यूटीरियम क्या है ? इसके दो उपयोग लिखिए।
उत्तर:
ड्यूटीरियम हाइड्रोजन का समस्थानिक है। इसे भारी हाइड्रोजन भी कहते हैं। इसके नाभिक में एक प्रोटॉन एवं एक न्यूट्रॉन होता है तथा नाभिक के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन घूमता रहता है। अर्थात् इसकी द्रव्यमान संख्या दो तथा परमाणु क्रमांक 1 है। इसे \(_{1}^{2} \mathrm{H}\) या D से दर्शाते हैं। भारी जल के वैद्युत् अपघटन से कैथोड पर ड्यूटीरियम प्राप्त होता है।

उपयोग:

• इसका उपयोग कृत्रिम तत्वान्तरण में प्रक्षेपक कण ड्यूट्रॉन के रूप में।
• रासायनिक एवं जैव रासायनिक अभिक्रियाओं की क्रियाविधि ज्ञात करने पर।

प्रश्न 24.
सोडियम डाइहाइड्रोजन के साथ क्रिया करके क्रिस्टलीय आयनिक ठोस बनाता है। यह यौगिक अवाष्पशील तथा अचालक प्रकृति का होता है। यह जल के साथ शीघ्रता से क्रिया करके डाइहाड्रोजन गैस बनाता है। इस यौगिक का सूत्र लिखिए तथा इसकी जल के साथ क्रिया लिखिए। इस ठोस के गलित का वैद्युत-अपघटन कराने पर क्या होगा?
उत्तर:
सोडियम डाइहाइड्रोजन के साथ क्रिया करके सोडियम हाइड्राइड बनाता है जो कि एक क्रिस्टलीय आयनिक ठोस है।
2Na + H₂ → 2Na⁺ H^–
यह जल के साथ शीघ्रता से क्रिया करके H, गैस बनाता है।
2NaH + 2H₂O → 2NaOH + 2H₂
ठोस अवस्था में NaH में वैद्युत धारा प्रवाहित नहीं होती है। परन्तु गलित अवस्था में यह एनोड पर H, तथा कैथोड पर Na मुक्त करता है।

प्रश्न 25.
फ्लुओरीन तथा जल के मध्य रेडॉक्स अभिक्रिया लिखिए।
उत्तर:
फ्लुओरीन प्रबल ऑक्सीकारक है। यह HO को O₂ तथा O₂ में ऑक्सीकृत करता है।

प्रश्न 26.
समझाइये कि HCl गैस तथा HF द्रव क्यों है ?
उत्तर:
Cl की अपेक्षा F का आकार छोटा तथा वैद्युत ऋणात्मकता अधिक है। अतः यह Cl की अपेक्षा अधिक प्रबल H – आबंध बनायेगा। यही कारण है कि HF द्रव है तथा HCl गैस है।

प्रश्न 27.
D₂O₂ के निर्माण की एक रासायनिक समीकरण लिखिए।
उत्तर:
जल में विलेय D₂SO₄ की क्रिया BaO₂ से कराने पर D₂O₂ प्राप्त होता है।
BaO₂ +D₂SO₄ → BaSO₄ +D₂O₂

प्रश्न 28.
H,O, को अधिक समय तक संचित क्यों नहीं किया जा सकता है ?
उत्तर:
H₂O₂ में परॉक्साइड बंध होता है। इस बंध की उपस्थिति के कारण यह अस्थायी होता है और अपघटित होने लगता है।
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ फलस्वरूप H₂O₂ को अधिक समय तक संचित नहीं किया जा सकता है । यह अपघटन की क्रिया काँच से उत्प्रेरित हो जाती है। इसलिये काँच की बोतल में अपघटन क्रिया और तीव्र हो जाती है। इसे रोकने या मंद करने के लिये मोम व अस्तर लगी रंगीन बोतल में संचित किया जाता है।

प्रश्न 29.
H₂O₂ प्रति क्लोर कहलाती है, क्यों?
उत्तर:
उन रंगीन पदार्थों में जिनमें विरंजन क्लोरीन द्वारा किया जाता है क्लोरीन की कुछ मात्रा शेष रह जाती है। इस प्रकार शेष क्लोरीन को दूर करने के लिये H₂O₂का उपयोग किया जाता है इस गुण के कारण इसे प्रति क्लोर कहते हैं।
Cl₂ + H₂O₂ →2HCl + O₂

प्रश्न 30.
अस्थायी कठोर जल को बुझे हुये चूने के साथ उबालने पर वह मृदु हो जाता है, क्यों?
उत्तर:
जब अस्थायी कठोर जल को बुझे हुये चूने के साथ उबाला जाता है तब अस्थायी कठोर जल में उपस्थित Ca व Mg के बाइ कार्बोनेट अघुलनशील कार्बोनेट में बदल जाता है जिन्हें छानकर दूर कर देते हैं।

प्रश्न 31.
लवणीय हाइड्राइड जल के साथ प्रबल अभिक्रिया करके आग उत्पन्न करती है। क्या इसमें CO₂(जो एक सुपरिचित अग्निशामक है) का उपयोग हम कर सकते हैं? समझाइए।
उत्तर:
लवणीय हाइड्राइड (NaH, CaH₂ आदि) जल के साथ प्रबल अभिक्रिया करके धातु ऑक्साइड तथा डाइहाइड्रोजन उत्पन्न करते हैं।

प्रश्न 32.
कारण दीजिए –

1. झीलों के पानी का तली की अपेक्षा सतह की ओर गमन।
2. बर्फ जल पर तैरती है।

उत्तर:
1. द्रव (Liquid water) जल की अपेक्षा बर्फ का घनत्व अधिक होता है। शीतकाल में, झील के पानी का तापमान घटने लगता है। चूँकि ठंडा पानी भारी होता है। अत: यह पानी की तली की ओर गति करता है तथा तली का गर्म पानी सतह की ओर गति करता है। यह प्रक्रिया चलती रहती है। 277 K पर जल का घनत्व अधिकतम होता है।

अतः सतह जल के तापमान में कमी से घनत्व में कमी होगी। सतह से जल का तापमान घटता रहता है और अन्त में जल जम जाता है। अतः निम्न तापमान पर बर्फ की सतह जल के ऊपर तैरती है। इसी कारण सतह से तली की ओर जल लगातार बर्फ के रूप में जमता रहता है।

2. द्रव जल (Liquid water) की अपेक्षा, बर्फ का घनत्व कम होता है अत: बर्फ जल पर तैरती है।

प्रश्न 33.
यदि द्रव जल तथा बर्फ के टुकड़े के समान द्रव्यमान लिये जायें तो द्रव जल की अपेक्षा बर्फ का घनत्व कम होता है ?
उत्तर:
बर्फ में H₂O अणु द्रव जल की भाँति सघन नहीं होते हैं। बर्फ की जालक संरचना में रिक्त अवकाश होते हैं। जिसके कारण इसका आयतन अधिक तथा घनत्व कम होता है।

हाइड्रोजन लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
H₂O₂ पुराने तैलचित्रों को ठीक करने में प्रयुक्त होता है, उचित तर्क द्वारा समझाइये।
उत्तर:
पुरानी तैलचित्र जो बेसिक लेड कार्बोनेट से बनी हुई होती है। समय के साथ धीरे-धीरे काली पड़ जाती है क्योंकि वायुमण्डल में उपस्थित HS गैस तैलचित्र के सफेद लेड ऑक्साइड को काले लेड सल्फाइड में बदल देती है।
PbO+ H₂S → PbS + H₂O
ऐसे तैलचित्रों को H₂O₂ से धोने पर काला लेड सल्फाइड ऑक्सीकृत होकर PbSO₄ में बदल जाता है और तस्वीर में पुनः चमक आ जाती है।

प्रश्न 2.
हाइड्रोजन के सभी समस्थानिकों के आरेख बनाकर उनके नाम लिखिये।
उत्तर:
हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक हैं –

• साधारण हाइड्रोजन या प्रोटियम – \(_{1}^{1} \mathrm{H}\)
• भारी हाइड्रोजन या ड्यूटीरियम – \(_{1}^{2} \mathrm{H}\) या D
• ट्राइटियम – \(_{1}^{3} \mathrm{H}\)

संरचना आरेख:

तुलना:

प्रश्न 3.
ऑर्थो तथा पैराहाइड्रोजन को समझाइये।
उत्तर:
सन् 1927 में हाइजेनबर्ग ने बताया कि हाइड्रोजन अणु दो प्रकार के होते हैं। प्रत्येक हाइड्रोजन अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। इसके इलेक्ट्रॉन के चक्रण सदैव विपरीत दिशा में होता है। लेकिन इलेक्ट्रॉन की भाँति नाभिक भी अपनी दूरी पर चक्रण करते हैं। हाइड्रोजन अणु में जब दोनों हाइड्रोजन परमाणु के नाभिकों का चक्रण एक ही दिशा में होता है तो उसे ऑर्थो हाइड्रोजन कहते हैं और जब नाभिकों का चक्रण विपरीत दिशा में होता है तो उसे पैरा हाइड्रोजन कहते हैं। आर्थो तथा पैरा हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों में कोई अंतर नहीं होता है। लेकिन उनके भौतिक गुणों में अंतर होता है। यह अंतर उनके अणुओं की आंतरिक ऊर्जा में अंतर के कारण होता है।

प्रश्न 4.
बॉयलर में कठोर जल का प्रयोग क्यों नहीं किया जाता है ?
उत्तर:
उद्योगों में बॉयलर का उपयोग भाप बनाने में किया जाता है। बॉयलरों में कठोर जल का उपयोग नहीं किया जाता। यदि कठोर जल को बॉयलर में प्रयोग किया जाता है तो Ca और Mg के लवण बॉयलर के अंदर की सतह पर पपड़ी के रूप में जम जाते हैं। यह पपड़ी ऊष्मा की कुचालक होती है जिससे ईंधन का अपव्यय होता है। इस कुचालक पपड़ी के कारण बॉयलर को बहुत अधिक गर्म करना पड़ता है जिससे पानी गर्म हो सके। उच्च ताप पर बाहरी सतह का Fe वायु की O₂ से अभिक्रिया करके Fe₃O₄ बना लेता है।

कभी-कभी अंदर की पपड़ी में दरार हो जाती है जिससे गर्म जल की Fe की सतह से सीधी अभिक्रिया हो सकती है तथा Fe₃O₄ व H₂ बनते हैं। हाइड्रोजन एक ज्वलनशील गैस है जिससे विस्फोट का भय रहता है। कठोर जल में यदि MgCl₂ हो, तो वह पानी से अभिक्रिया करके HCl बनाता है। यह अम्ल बॉयलर का संक्षारण करता रहता है।
MgCl₂ +H₂O → Mg(OH)Cl+ HCl

प्रश्न 5.
क्या होता है जबकि –

1. कैल्सियम हाइड्राइड की पानी से क्रिया कराते हैं।
2. H₂O₂ को अम्लीय KMnO₂ विलयन में मिलाते हैं।
3. पोटैशियम फेरीसायनाइड के क्षारीय विलयन को H₂O₂ से क्रिया कराते हैं।
4. उच्च ताप तथा उच्च दाब पर Fe की उपस्थिति में H₂की अभिक्रिया N₂ के साथ कराते हैं।

उत्तर:
1. कैल्सियम हाइड्राइड की पानी से क्रिया कराने पर H₂ बनता है।
CaH₂ + 2H₂O →Ca(OH)₂ + 2H₂

2. H₂O₂ को अम्लीय KMnO₄ में मिलाने पर KMnO₄का गुलाबी रंग उड़ जाता है।
2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5H₂O₂ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O + 5O₂

3. पोटैशियम फेरीसायनाइड के क्षारीय विलयन में H,O, मिलाने पर पोटैशियम फेरोसायनाइड में अपचयित हो जाता है।
2K₃[Fe(CN)₆] + 2KOH + H₂O₂ → 2K₄[Fe(CN)₆] +2H₂O + O₂

4. उच्च ताप तथा उच्च दाब पर Fe उत्प्रेरक तथा Mo उत्प्रेरक वर्धक की उपस्थिति में हाइड्रोजन की अभिक्रिया N, से कराने पर अमोनिया प्राप्त होता है।

प्रश्न 6.
हाइड्रोजन परॉक्साइड की निम्नलिखित से अभिक्रिया लिखिये –

1.  O₂
2. PbS
3. KI
4. Cl₂
5. H₂S.

उत्तर:

1. हाइड्रोजन परॉक्साइड ओजोन से क्रिया कर ऑक्सीजन देता है।
   H₂O₂ + O₃ →H₂O + 2O₂
2. हाइड्रोजन परॉक्साइड PbS को PbSO₄ में ऑक्सीकृत कर देता है।
   PbS + 4H₂O₂ → PbSO₄ + 4H₂O
3. हाइड्रोजन परॉक्साइड KI को आयोडीन में ऑक्सीकृत कर देता है।
   2KI + H₂O₂ 2KOH + I₂
4. हाइड्रोजन परॉक्साइड Cl, को HCl में अपचयित कर देती है।
   Cl + H₂O₂ → 2HCl + O₂
5. हाइड्रोजन परॉक्साइड HS को सल्फर में ऑक्सीकृत कर देती है।
   H₂S + H₂O₂ → 2H₂O + S

प्रश्न 7.
क्या आप आशा करते हैं कि (C,Han+2) कार्बनिक हाइड्राइड्स लुईस अम्ल या क्षार की भाँति कार्य करेंगे? अपने उत्तर को युक्ति संगत ठहराइए।
उत्तर:
(C_nH_2n+2) प्रकार के कार्बन हाइड्राइड्स, इलेक्ट्रॉन समृद्ध हाइड्राइड है। इनके पास सहसंयोजी आबंध बनाने हेतु पर्याप्त इलेक्ट्रॉन हैं । अतः ये न तो लुईस अम्ल और न ही लुईस क्षार की भाँति व्यवहार करेंगे।

प्रश्न 8.
निम्नलिखित समीकरणों को पूरा कीजिए –

उत्तर:

प्रश्न 9.
भाप अंगार गैस क्या है ? इसका संघटन लिखते हुये इसके उपयोग लिखिये।
उत्तर:
भाप अंगार गैस:
यह गैस कार्बन मोनोऑक्साइड तथा हाइड्रोजन का मिश्रण है। रक्त तप्त कोक पर जलवाष्प प्रवाहित करने पर कार्बन मोनोऑक्साइड तथा हाइड्रोजन का मिश्रण (भाप अंगार गैस) प्राप्त होता है।

संगठन –

• H₂ = 49%
• N₂ = 4%,
• CO = 44%
• CO₂ = 2.7%
• CH₄ = 0.3%

उपयोग –

• भट्टियों में ईंधन के रूप में
• कार्बोरेटेड भाप अंगार गैस बनाने में
• अमोनिया के निर्माण में
• असंतृप्त हाइड्रोकार्बनों के साथ प्रकाश देने में।

प्रश्न 10.
जल की अस्थायी कठोरता कैसे दूर करते हैं ?
उत्तर:
अस्थायी कठोरता दूर करने की दो विधियाँ हैं –
(1) उबालकर:
उबालने पर Ca और Mg के विलेय बाइ कार्बोनेट अविलेय कार्बोनेट में बदल जाते हैं और अवक्षेपित हो जाते हैं।

• Ca(HCO₃)₂ + CaCO₃ + H₂O+CO₂
• Mg(HCO₃)₂ + MgCO₃ + H₂O+CO₂

(2) क्लार्क विधि-अस्थायी कठोर जल में चूने के पानी की निश्चित मात्रा मिलाने पर विलेय बाइ कार्बोनेट अविलेय कार्बोनेट बना लेते हैं जो अवक्षेपित हो जाते हैं।

• Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ →2CaCO₃ +2H₂O
• Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ →MgCO₃ +CaCO₃ + 2H₂O.

प्रश्न 11.
हाइड्रोजन परॉक्साइड की लुईस संरचना बताइए।
उत्तर:

प्रश्न 12.
हाइड्रोजन परॉक्साइड की संरचना को समझाइये।
उत्तर:
H₂O₂ का द्विध्रुव आघूर्ण 2.1 D है। इससे स्पष्ट होता है कि संरचना असमतलीय है। X – किरणे एवं अन्य भौतिक विधियों से विदित होता है कि H,O, की संरचना खुली पुस्तक के समान होती है। H₂O₂ अणु को दो OH के रूप में लिखते हैं। H – O – O – H परन्तु दोनों OH समूह एक ही तल में नहीं हैं । गैसीय स्थिति में तल 111.5° का कोण बनाते हैं।

0-0 परमाणु दोनों तलों के संधि स्थल पर और परमाणु दोनों तलों पर 94.8° का O – O – H कोण बनाते हैं। बंध दूरी H – O = 0.95A और 0 – 0 = 1-47 A होती है। क्रिस्टलीय स्थिति में H बंध के कारण थोड़ा अंतर होता है। तलों के बीच का कोण 90.2°, कोण O – O – H = 101.9° बंध दूरी O – H = 0.994 होती है। और O-O= 1.46वें होता है।

प्रश्न 13.
समझाइये H₂O₂ ऑक्सीकारक और अपचायक दोनों प्रकार का कार्य करता है।
उत्तर:
H₂O₂ सरलता से अपघटित होकर ऑक्सीजन परमाणु मुक्त करता है इसलिये यह प्रबल ऑक्सीकारक है। परन्तु जब यह अन्य ऑक्सीकारक के साथ क्रिया करता है तो ऑक्सीकारकों से सक्रिय ऑक्सीजन का एक परमाणु आसानी से पृथक् कर देता है।

ऑक्सीकारक प्रकृति –

• 2Kl + H₂O₂ → 2KOH + I₂
• Na₂SO₃ + H₂O₂ → Na₂SO₄ + H₂O
• H₂S + H₂O₂ → 2H₂O + S

अपचायक प्रकृति –

• H₂O₂+ O₂ → H₂O₂ + 2O₂
• PbO₂ + H₂O₂ → PbO+ H₂O + O₂
• Cl₂ + H₂O₂ → 2HCl + O₂

प्रश्न 14.
कैलगॉन क्या है ? इसकी सहायता से जल की कठोरता कैसे दूर की जा सकती है ?
उत्तर:
पॉली हेक्सा मेटाफॉस्फेट को कैलगॉन कहते हैं । इसका रासायनिक संगठन Na₂ [Na₄ (PO₄)₆] होता है । कठोर जल में कैलगॉन की थोड़ी मात्रा डालने पर कैलगॉन कठोर जल में उपस्थित Ca और Mg लवणों से क्रिया कर उनके विलेय संकुल यौगिक बना लेता है। यह संकर यौगिक आयनन पर Ca²⁺और Mg²⁺ आयन नहीं देता है जिससे जल इन आयनों से मुक्त रहता है।
Na₂[Na₄ (PO₃)₆] + CaSO₄ → Na₂[CaNa₂ (PO₃)₆] + Na₂SO₄

Na₂ [CaNa₂ (PO₃)₆] + CaSO₄ → Na₂[Ca(PO₃)₆] + Na₂SO₂

प्रश्न 15.
हाइड्रेट कितने प्रकार के होते हैं ? उदाहरण सहित समझाइये।
उत्तर:
जल अनेक धातु लवणों के साथ संयुक्त होकर हाइड्रेट बनाता है। ये तीन प्रकार के होते हैं –
1. जटिल आयन कैटायन जल – जटिल आयन में केन्द्रीय धातु के साथ लिगैण्ड बनाकर कैटायन में उपस्थित रहता है।

उदाहरण-हेक्सा एक्वा क्रोमियम (III) क्लोराइड [Cr(H₂O₆)]Cl₃

2. जटिल आयन ऑक्सीऐनायन जल-जटिल आयन में ऑक्सी ऐनायन के साथ जल अणु उपस्थित रहता है।

3. क्रिस्टलीय जल – क्रिस्टल जालक में अणु के भीतर खाली जगह में अणु उपस्थित रहते हैं जिसे क्रिस्टलन जल कहते हैं। कुछ धातु लवण रखा रहने पर संयुक्त जल को खो देते हैं। इसको उत्फुलन कहते हैं तथा अनेक पदार्थ वायु में रखे रहने पर वायु से जल सोख लेते हैं। इस क्रिया को प्रस्वेदन कहते हैं।
उदाहरण – Na₂SO₄ , 10H₂O,MgSO₄, 7H₂O

प्रश्न 16.
जल की कठोरता दूर करने की परम्यूटिट विधि को समझाइये।
उत्तर:
इस विधि में कठोर जल को मृदु करने के लिये परम्यूटिट नामक पदार्थ का उपयोग करते हैं। ये पदार्थ जियोलाइट भी कहलाते हैं। जियोलाइट, सोडियम तथा ऐल्युमिनियम के मिश्रित जलयोजित सिलिकेट हैं। इनका सूत्र Na₂ Al₂ Si₂O₈ xH₂O है। इसे संक्षिप्त में Na₂Z द्वारा दर्शाते हैं। कठोर जल को जब जियोलाइट के ऊपर प्रवाहित करते हैं तो Ca और Mg जियोलाइट प्राप्त होते हैं जो अवक्षेपित होकर नीचे बैठ जाते हैं। इस प्रकार जल मृदु हो जाता है।

• Na₂Z + CaCl₂ → Ca₂ + 2 NaCl
• Na₂Z + MgSO₄ → Na₂SO₄ + MgZ

अधिक समय तक जियोलाइट का उपयोग करने पर जियोलाइट की क्षमता कम हो जाती है। इसे पुनः सक्रिय करने के लिये 10% NaCl विलयन मिलाते हैं।
CaZ + 2NaCl → Na₂Z + CaCl₂

प्रश्न 17.
जल अणु की संरचना दर्शाइये तथा उसके अच्छे विलायक होने का कारण दीजिये।
उत्तर:
जल के अणु में दो H परमाणु तथा एक 0 परमाणु आपस में सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़े होते हैं। जल की संरचना उल्टे V के आकार की होती है। जिसमें H – 0 – H बंध 104°28′ होता है। जिसमें केन्द्रीय परमाणु ऑक्सीजन 3 संकरित अवस्था में होता है। इस प्रकार H₂O अणुओं में दो sp³σ बंध होते हैं। तथा ऑक्सीजन पर 2 एकांकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं। तथा एकांकी इलेक्ट्रॉन युग्म – एकांकी इलेक्ट्रॉन युग्म प्रतिकर्षण के कारण बंध कोण 109°28′ से गिरकर 104°28′ होता है।

जल का विलायक गुण:
जल एक उत्तम विलायक है। क्योंकि जल का अणु ध्रुवीय है तथा इसके अणुओं के मध्य H बंध होता है। ध्रुवीय तथा उच्च परावैद्युतांक स्थिरांक होने के कारण जल में आयनिक यौगिक तथा ध्रुवीय सह-संयोजी यौगिक विलेय हो जाते हैं। H बंध के कारण वे यौगिक भी जल में विलेय हैं जो जल के साथ हाइड्रोजन बंध बना सकते हैं।

प्रश्न 18.
भारी जल का निर्माण किस प्रकार करते हैं ? इसके गुण लिखिए।
उत्तर:
साधारण जल के प्रभाजी आसवन से-साधारण जल के 6000 भाग में लगभग 1 भाग भारी जल होता है साधारण जल में से भारी जल को प्रभाजी आसवन द्वारा पृथक् किया जाता है। भारी जल का क्वथनांक साधारण जल के क्वथनांक से अधिक होता है। इसलिये साधारण जल का प्रभाजी आसवन करने पर साधारण जल पहले आसवित होता है तथा भारी जल अवशेष के रूप में रह जाता है।

भौतिक गुण:
भारी जल रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन द्रव है। इसका हिमांक 3.8°C तथा क्वथनांक 101-4°C होता है। रासायनिक गुण –

(1) वैद्युत अपघटन:
किसी वैद्युत अपघट्य की उपस्थिति में भारी जल का वैद्युत अपघटन कराने पर कैथोड पर ड्यूटीरियम तथा एनोड पर O₂ गैस प्राप्त होती है।

(2) नाइट्राइडों के साथ अभिक्रिया – भारी जल की अभिक्रिया नाइट्राइडों के साथ कराने पर भारी अमोनिया बनता है।

प्रश्न 19.
जल का घनत्व 4°C पर अधिकतम होता है, क्यों ?
उत्तर:
जब बर्फ पिघलकर द्रव अवस्था में आती है तो बर्फ में उपस्थित पिंजरानुमा संरचना टूट जाती है। हाइड्रोजन बंध की संख्या में कमी आती है तथा H बंध टूटने के कारण बर्फ की संरचना के खाली स्थान में जल के अणुओं के व्यवस्थित होने के कारण जल के अणु अत्यधिक निकट आने लगते हैं जिससे जल का घनत्व बढ़ने लगता है तथा 4°C पर यह घनत्व अधिकतम हो जाता है लेकिन 4°C के पश्चात् ताप में वृद्धि करने पर जल के अणुओं की गतिज ऊर्जा में वृद्धि के कारण जल के अणु दूर-दूर जाने लगते हैं। जिसके फलस्वरूप इसके आयतन में वृद्धि हो जाती है और घनत्व में कमी आने लगती है।

प्रश्न 20.
उन हाइड्राइड वर्गों का नाम बताइए जिनसे H₂O₂, B₂H₆तथा NaH संबंधित है।
उत्तर:
H₂O – सहसंयोजक या आण्विक हाइड्राइड(इलेक्ट्रॉन समृद्ध हाइड्राइड)
B₂H₆ – सहसंयोजक या आण्विक हाइड्राइड(इलेक्ट्रॉन न्यून हाइड्राइड)
NaH – आयनिक या लवणीय हाइड्राइड।

हाइड्रोजन दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
संश्लेषित आयन विनिमयक विधि द्वारा कठोर जल के मृदुकरण के सिद्धान्त एवं विधि की विवेचना कीजिए।
उत्तर:
संश्लेषित आयन विनिमय रेजिन विधि निम्नलिखित दो प्रकार की होती है –
1. धनायन – विनिमयक रेजिन- ये रेजिन, – SO₃H समूह युक्त वृहद् कार्बनिक अणु होते हैं तथा जल में अविलेय होते हैं। इनकी NaCI से क्रिया कराकर R-Na में परिवर्तित किया जाता है। रेजिन R – Na, कठोर जल में उपस्थित Mg²⁺ तथा Ca²⁺ आयनों से विनिमय करके इसे मृदु जल बना देता है।
2RNa_(s)+ M²⁺_(aq) → R₂M_(s) + 2Na²⁺_(aq)  (M = Ca²⁺ या Mg²⁺)

रेजिन में NaCl का जलीय विलयन मिलाने पर इसका पुनर्जनन कर लिया जाता है। शुद्ध विखनिजित तथा विआयनित जल को प्राप्त करने के लिए उपरोक्त प्राप्त जल को क्रमश: धनायन-विनिमयक तथा ऋणायन विनिमयक रेजिन में प्रवाहित करते हैं। धनायन-विनिमयक प्रक्रम में, H’ का विनिमय जल में उपस्थित Nat, Cat, Mg2+ आदि आयनों से हो जाता है।

(H’ के रूप में धनायन विनिमय रेजिन) इस प्रक्रम में प्रोटॉनों का निर्माण होता है तथा जल अम्लीय हो जाता है।

2. ऋणायन-विनिमयक प्रक्रम में, OH^– का विनिमय जल में उपस्थित Cl^–, HCO^–₃, SO^2-₄ आयनों द्वारा होता है।
R\(\stackrel{+}{\mathrm{N}}\)H₃ OH^– विस्थापित अमोनियम हाइड्रॉक्साइड ऋणायन रेजिन है।

इस प्रकार मुक्त OH^– आयन, H⁺ आयनों को उदासीन कर देते हैं। अंत में उत्पन्न धनायन तथा ऋणायन विनिमयक रेजिन को क्रमशः तनु अम्ल तथा तनु क्षारीय विलयनों से क्रिया कराके पुनर्जनित कर लिया जाता है।

प्रश्न 2.
प्रयोगशाला में हाइड्रोजन बनाने की विधि का सचित्र वर्णन कीजिए।
उत्तर:
प्रयोगशाला विधि-दानेदार जस्ते पर तनु H₂SO₄ की अभिक्रिया कराने पर हाइड्रोजन गैस प्राप्त होती है। वुल्फ बोतल में जस्ता लेकर थिसिल फनल द्वारा उसमें तनु H₂SO₄मिलाते हैं। साधारण ताप पर हाइड्रोजन गैस प्राप्त होती है जिसे गैस जार में जल के ऊपर एकत्रित कर लेते हैं।
शोधन – इस प्रकार प्राप्त हाइड्रोजन में आर्सीन, फॉस्फीन, H₂S, SO₂,CO₂,NO₂, जलवाष्प की अशुद्धि होती है।

इन अशुद्धियों को दूर करने के लिये हाइड्रोजन को विभिन्न पदार्थों से भरी U नली में क्रम से प्रवाहित करते हैं।

• AgNO₃विलयन से भरी नली में जिसमें ASH₃ और PH₃ अवशोषित हो जाते हैं।
• PbNO₃ विलयन से भरी U नली में H₂S अवशोषित हो जाता है।
• KOH विलयन से भरी U नली में SO₂,CO₂ और NO₂ अवशोषित हो जाती है।
• निर्जल CaCl₂ या P₂O₅ से भरी U नली जो जलवाष्प को अवशोषित कर लेती है।

प्रश्न 3.
डिमिनरलाइज्ड पानी क्या है ? इसे कैसे प्राप्त किया जाता है ? अथवा, कठोर जल के मृदुकरण की आयन विनिमय विधि का चित्र सहित वर्णन कीजिए।
उत्तर:
पानी में उपस्थित धनायन और ऋणायन को दूर करने के बाद प्राप्त जल को डिमिनरलाइज़्ड पानी कहते हैं, यह आसुत जल की तरह अच्छा होता है। इसके लिये दो प्रकार के आयन विनिमय रेजिन प्रयोग में लाए जाते हैं।
1. धनायन विनिमय रेजिन-यह अम्लीय रेजिन है इसे RSO₃H से दर्शाते हैं। कठोर जल को इनके ऊपर प्रवाहित करने से कठोर जल में उपस्थित Ca⁺ और Mg⁺² सभी धनायन रेजिन की हाइड्रोजन को विस्थापित करके उनका स्थान लेते हैं।

• 2RSO₃H + CaCl₂ → (RSO₃)₂Ca + 2H + 2Cl^–
• 2RSO₃H + MgSO₄ → (RSO₃)₂Mg + 2H⁺ + SO₄^2-

यह H⁺ आयन जल को अम्लीय कर देता है।

2. ऋणायन विनिमय रेजिन:
यह क्षारकीय रेजिन होता है इन्हें RNH₂ सूत्र से दर्शाते हैं। यह जल से क्रिया करके RNH⁺₃OH बनाता है।
R – NH₂ + H₂O → RNH⁺₃OH^–

थनायन विनिमय रेजिन के बाद जब इस रेजिन के ऊपर जल प्रवाहित करते हैं तो जल में उपस्थित क्लोराइड, सल्फेट आदि ऋण आयन रेजिन के OH^– आयन को मुक्त कर देते हैं।
RNH₃OH + Cl^– → RNH₃Cl + OH^–
2RNH₃OH + SO₄^2- → (RNH₃)₂SO₄ + 2OH^–

यह OH^– जल में मिलाकर उसमें अधिकता में उपस्थित H⁺ को उदासीन कर देता है।
H⁺ + OH^– → H₂O
इस प्रकार दूसरे कक्ष से निकलने वाला जल सभी प्रकार धनायन, ऋणायन, अम्लीयता एवं क्षारीयता से युक्त होता है।

प्रश्न 4.
हाइड्राइड किसे कहते हैं ? विभिन्न प्रकार के हाइड्राइड को उदाहरण सहित समझाइये।
उत्तर:
जब हाइड्रोजन अक्रिय गैसों को छोड़कर किसी धातु या अधातुओं से संयोग करती है तो बनने वाले यौगिक हाइड्राइड कहलाते हैं। ये हाइड्राइड बनने वाले रासायनिक बंध की प्रकृति के अनुसार तीन प्रकार के होते हैं –
1.  आयनिक हाइड्राइड:
जब हाइड्रोजन प्रबल धन विद्युती तत्वों के साथ संयोग करता है तो इस प्रकार के हाइड्राइड आयनिक प्रकृति के होते हैं।
2Li + H₂ → 2LiH
2 Na + H₂ → 2NaH
इन्हें सेलाइन हाइड्राइड भी कहते हैं।
गुण –

• ये प्रायः अवाष्पशील ठोस पदार्थ हैं।
• ये सफेद क्रिस्टलीय ठोस हैं। इनके क्रिस्टल की संरचनात्मक इकाई आयन है।
• इनके गलनांक तथा क्वथनांक उच्च होते हैं।
• इन हाइड्राइड के घनत्व बनने वाली धातुओं की तुलना में कम होते हैं।
• ये विद्युत् के सुचालक हैं।
• आयनिक हाइड्राइडों के जलीय विलयन क्षारीय होते हैं।
  NaH + H₂O → NaOH + H₂
• वायुमण्डलीय ऑक्सीजन ऑक्सीकृत होकर ये ऑक्साइड में बदल जाते हैं।
  CaH₂ + O₂ → Cao + H₂O

उपयोग:

1. अपचायक के रूप में
2. ठोस ईंधन के रूप में।

2. सहसंयोजी हाइड्राइड:
जब हाइड्रोजन p – ब्लॉक तत्वों तथा s – ब्लॉक तत्वों में Be व Mg के साथ संयोग करता है तो सहसंयोजी हाइड्राइड बनाता है क्योंकि इनकी ऋणविद्युता में कम अंतर होता है। इन्हें आण्विक हाइड्राइड भी कहते हैं।

गुण –

• कम गलनांक व क्वथनांक वाले वाष्पशील यौगिक हैं।
• विद्युत् के दुर्बल चालक या कुचालक होते हैं।
• इनके अणुओं के मध्य दुर्बल वाण्डर वाल्स होता है।
• विद्युत् ऋणता के अंतर के अनुसार इनके जलीय विलयन अम्लीय या क्षारीय होते हैं।
• ये इलेक्ट्रॉन न्यून यौगिक होते हैं।
• एक समूह में ऊपर से नीचे आने पर हाइड्राइडों का स्थायित्व कम होता है।

3. धात्विक हाइड्राइड;
d – ब्लॉक के तत्व तथा s – ब्लॉक के Be, Mg हाइड्रोजन से संयोग करके धात्विक हाइड्राइड बनाते हैं। इन्हें अंतराकाशीय हाइड्राइड भी कहते हैं। क्योंकि हाइड्रोजन धात्विक परमाणुओं के बीच अंतराकाश में व्यवस्थित हो जाते हैं।
गुण:

• ये कठोर, धात्विक चमक वाले होते हैं।
• ये विद्युत् व ऊष्मा के सुचालक होते हैं।
• इनका घनत्व उन धातुओं से कम होता है जिससे ये बनते हैं।
• ये असममित होते हैं।
• ये अपनी सतह पर हाइड्रोजन की पर्याप्त मात्रा को अधिशोषित करते हैं। इसे हाइड्रोजन का अधिधारण कहते हैं।

प्रश्न 5.
निम्नलिखित समीकरणों को पूरा कीजिए –

उत्तर:

प्रश्न 6.
D₂O को जल से किस प्रकार प्राप्त करते हैं ? D₂O तथा H₂O के भिन्न-भिन्न भौतिक गुणों का वर्णन कीजिए।D,O की न्यूनतम तीन अभिक्रियाएँ दीजिए जिनमें हाइड्रोजन का ड्यूटीरियम से विनिमय होता है।
उत्तर:
(a) भारी जल, D₂O का उत्पादन जल के वैद्युत – अपघटन द्वारा करते हैं।

(b) भौतिक गुण –

• D₂O रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन द्रव है। 11.6°C पर इसका घनत्व अधिकतम -1.1071 gml^– है (जल का 4°C पर)।
• सामान्य जल की अपेक्षा भारी जल में लवणों की विलेयता कम होती है क्योंकि यह सामान्य जल की अपेक्षा अधिक श्यान होता है।
• (i) D₂O के लगभग सभी भौतिक स्थिरांकों के मान H₂O की अपेक्षा अधिक होते हैं। यह H – परमाणु की अपेक्षा D – परमाणु के उच्च नाभिकीय द्रव्यमान H₂O की अपेक्षा D₂O में प्रबल H – आबंध के कारण होता है।

(c) हाइड्रोजन की ड्यूटीरियम से विनिमय अभिक्रियाएँ

• NaOH + D₂O → NaOD + HOD
• HCl + D₂O → DCl+ HOD
• NH₄Cl + D₂O → NH₂DCl + HOD

प्रश्न 7.
पाँच आयतन H₂O₂ विलयन की सांद्रता की गणना कीजिए।
उत्तर:
5 आयतन H₂O₂विलयन का अर्थ है कि NTP पर, 5 आयतन H₂O₂विलयन के IL के अपघटन पर 5 L₂O₂ प्राप्त होती है।

NTP पर 22.4 O₂ प्राप्त होती है = 68g H₂O₂ से
∴ NTP पर 5L, O₂ प्राप्त होगी = \(\frac { 68 × 5. }{ 22.4 }\)15.17g = 15gH₂O₂ से
परन्तु NTP पर, 5L, O₂ उत्पन्न होती है = 5 आयतन H₂O₂ विलयन के 1L से।
∴ H₂O₂ विलयन की सांद्रता = 15 g L^-1
अथवा H₂O₂ विलयन की प्रतिशत सांद्रता = \(\frac { 15 }{ 100 }\) × 100 = 15%

MP Board Class 11th Chemistry Solutions

In this article, we will share MP Board Class 11th Chemistry Solutions Chapter 2 परमाणु की संरचना Pdf, These solutions are solved subject experts from the latest edition books.

MP Board Class 11th Chemistry Solutions Chapter 2 परमाणु की संरचना

परमाणु की संरचना NCERT अभ्यास प्रश्न

प्रश्न 1.

1. एक ग्राम में इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना कीजिए।
2. एक मोल इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान एवं आवेश की गणना कीजिए।

हल:
1. एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान = 9.11 x 10^-31 kg, इलेक्ट्रॉन का कुल द्रव्यमान = 1g = 1 x 10^-3kg
∴ 9.11 x 10^-31 kg द्रव्यमान एक इलेक्ट्रॉन का है।
∴ 1 x 10^-3 kg द्रव्यमान एक इलेक्ट्रॉन का है = \(\frac { 1×10^{ -3 } }{ 9.11×10^{ -31 } } \) = 1.09×10²⁷ इलेक्ट्रॉन।

2. इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान = 9.1×10^-28 ग्राम
1 मोल इलेक्ट्रॉन = 6.023 x 10³ इलेक्ट्रॉन
1 मोल इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान = 9.1 x 10^-28 x 6.023 x 10²³
= 5.47 x 10^-4 ग्राम।
इलेक्ट्रॉन का आवेश = 1.6 x 10^-19 कूलॉम
1 मोल इलेक्ट्रॉन = 6.023 x 10²³
1 मोल इलेक्ट्रॉन का आवेश = 1.6 x 10^-19 x 6.023 x 10²³
= 9.63 x 10⁴ कूलॉम।

प्रश्न 2.

1. एक मोल मेथेन में उपस्थित कुल इलेक्ट्रॉनों की गणना कीजिए।
2. 7mg C¹⁴ में कुल न्यूट्रॉनों की संख्या एवं कुल द्रव्यमान की गणना कीजिए।
3. STP पर NH₃ के 34 mg में कुल प्रोटॉनों की संख्या एवं प्रोटॉनों का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।

हल:
1. CH₄ के एक मोल में इलेक्ट्रॉन = 6 + 4 = 10
CH₄ के एक मोल = 6.02 x 10²³ अणु
कुल इलेक्ट्रॉन = 10 x 6.02 x 10²³ = 6.02 x 10²⁴.

2. एक C¹⁴ परमाणु में न्यूट्रॉनों की संख्या = 14 – 6 = 8
एक मोल C¹⁴ अथवा 6.02 x 10²³ परमाणु अथवा 14g
एक मोल C¹⁴ में न्यूट्रॉन है = 8 x 6.02 x 10²³
= 4.816 x 10²⁴
C¹⁴ के 7 mg = C¹⁴ के 7 x 10^-3
∴ 14 ग्राम C¹⁴ में न्यूट्रॉन्स है = 4.816 x 10²⁴
∴ 7 x 10 C¹⁴ में न्यटॉन्स है = \(\frac { 4.816×10^{ 24 }x7x10^{ -3 } }{ 14 } \)
= 2.408 x 10²¹ न्यूट्रॉन्स।
एक न्यूट्रॉन का द्रव्यमान = 1.675 x 10^-27 kg
∴ कुल न्यूट्रॉनों का द्रव्यमान = 1.675 x 10^-27-27 x 2.408 x 10²¹ = 4.03 x 10^-6 kg.

3. NH₃ का मोलर द्रव्यमान = 17,
NH₃ के एक अणु में प्रोटॉनों की संख्या = 7 + 3 = 10
34 mg NH₃ = 34 x 10^-3 kg
∴ 17 g NH₃ में प्रोटॉन = 10 x 6.02 x 10²³
34 x 10^-3 g NH₃ प्रोटॉन है = \(\frac { 10×6.02×10^{ 23 }x34x10^{ -3 } }{ 17 } \)
= 1.2044 x 10²² प्रोटॉन।
एक प्रोटॉन का द्रव्यमान = 1.675 x 10^-7 kg
∴ कुल प्रोटॉनों का द्रव्यमान = 1.675 x 10^-27 x 1.2044 x 10²²
= 2.01 x 10^-5 kg.

प्रश्न 3.
निम्न तत्वों के नाभिकों में उपस्थित प्रोटॉनों तथा न्यूट्रॉनों की संख्या ज्ञात कीजिए –

1. \(_{ 6 }^{ 13 }{ C }\)
2. \(_{ 16 }^{ 8 }{ O }\)
3. \(_{ 24 }^{ 12 }{ Mg }\)
4. \(_{ 56 }^{ 26 }{ Fe }\)
5. \(_{ 88 }^{ 38 }{ Sr }\).

उत्तर:

1. \(_{ 6 }^{ 13 }{ C }\) में न्यूट्रॉनों की संख्या – 13 – 6 = 7; \(_{ 6 }^{ 13 }{ C }\) में प्रोटॉनों की संख्या = 6.
2. \(_{ 16 }^{ 8 }{ O }\) में न्यूट्रॉनों की संख्या = 16 – 8 = 8; \(_{ 16 }^{ 8 }{ O }\) में प्रोटॉनों की संख्या = 8.
3. \(_{ 24 }^{ 12 }{ Mg }\) में न्यूट्रॉनों की संख्या = 24 – 12 = 12; \(_{ 24 }^{ 12 }{ Mg }\) में प्रोटॉनों की संख्या = 12.
4. \(_{ 56 }^{ 26 }{ Fe }\), में न्यूट्रॉनों की संख्या = 56 – 26 = 30; \(_{ 56 }^{ 26 }{ Fe }\) में प्रोटॉनों की संख्या = 26.
5. \(_{ 88 }^{ 38 }{ Sr }\) में न्यूट्रॉनों की संख्या = 88 – 38 = 50; \(_{ 88 }^{ 38 }{ Sr }\) में प्रोटॉनों की संख्या = 38.

प्रश्न 4.
दिए गए परमाणु क्रमांक (Z) एवं परमाणु दव्यमान (A) वाले परमाणु का पूर्ण संकेत लिखिए –

1. Z = 17, A = 35
2. Z = 92, A = 233
3. Z=4, A = 9.

उत्तर:

1. \(_{ 35 }^{ 17 }{ Cl }\)
2. \(_{ 233 }^{ 92 }{ U }\)
3. \(_{ 9 }^{ 4 }{ C }\)Be

प्रश्न 5.
सोडियम लैम्प से 580 nm तरंगदैर्घ्य (λ) वाली पीला प्रकाश उत्सर्जित होता है, पीले प्रकाश की आवृत्ति (ν) एवं तरंग संख्या (\(\overline { ν } \)) की गणना कीजिए।
हल:
λ = 580 nm = 580 x 10^-9 m, c = 3 x 10⁸ m/s
आवृत्ति, ν = \(\frac{c}{λ}\) = \(\frac { 3×10^{ 8 } }{ 580×10^{ -9 } } \)
तरंग संख्या, \(\overline { ν } \) = \(\frac{1}{λ}\) = \(\frac { 1 } { 580×10^{ -9 } } \) = 1.72 x 10⁶m^-1.

प्रश्न 6.
प्रत्येक फोटॉन की ऊर्जा ज्ञात कीजिए, जो –

1. प्रकाश की आवृत्ति 3 x 10⁵ Hz से संबंधित है
2. जिसका तरंगदैर्घ्य 0.50 Å है।

हल:
1. ν = 3 x 10¹⁵ Hz, h = 6.626 x 10^-34 Js
E = hν = 6.626 x 10^-34 x 3 x 10¹⁵ = 1.988 x 10^-18 J.

2. λ = 0.50 x 10^-10m, E = hν = h\(\frac{c}{λ}\)
= \(\frac { 6.626×10^{ -34 }x3x10^{ 8 } }{ o.50×10^{ -10 } } \) = 3.98 x 10^-15

प्रश्न 7.
एक प्रकाश तरंग, जिसका आवर्तकाल 2.0 x 10^-10 है के लिए तरंगदैर्घ्य, आवृत्ति एवं तरंग संख्या की गणना कीजिए।
हल:

प्रश्न 8.
4000 pm वाले तरंगदैर्घ्य वाले प्रकाश के फोटॉनों की संख्या की गणना कीजिए, जो 1J ऊर्जा वाले होते हैं।
हल:
λ = 4000 pm = 4 x 10^-9 m
h = 6.626 x 10^-34 Js
c = 3 x 10⁸ m/s

प्रश्न 9.
एक फोटॉन जिसका तरंगदैर्घ्य 4 x 10^-7m है, धातु सतह पर डाला जाता है, धातु का कार्य फलन 2.13ev है। गणना कीजिए –

1. फोटॉन की ऊर्जा
2. उत्सर्जन की गतिज ऊर्जा एवं
3. फोटो इलेक्ट्रॉन का वेग। (1eV = 1.602 x 10^-19)

हल:

1. एक फोटॉन की कर्ज = E = \(\frac{hc}{λ}\)

2. उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा, KE = hν – hν₀
hν = 3.10ev (टकराने वाले फोटॉन की ऊर्जा)
hν₀ = W₀ = 2.13eV (धातु का कार्य फलन)
KE = 3.10 – 2.13 = 0.97eV.

3. KE = \(\frac{1}{2}\) = mv² = 0.97e v
[∴ 1eV = 1.602 x 10^-12]
\(\frac{1}{2}\) mv² = 0.97 x 1.602 x 10^-19J
\(\frac{1}{2}\) x 10^-31kg x v² = 0.97 x 1.602 x 10^-19 J
[ 1e का द्रव्यमान = 9.11 x 10^-31 kg]

v = 5.84 x 10⁵ms^-1

प्रश्न 10.
242 nm तरंगदैर्घ्य का वैद्युत चुम्बकीय विकिरण सोडियम परमाणु को आयनीकृत करने के लिए पर्याप्त है। सोडियम की आयनन ऊर्जा की गणना kJ mol^-1 में कीजिए।
हल:
तरंगदैर्घ्य λ = 242 x 10^-9 m
[∴ 1 nm = 10^-9 m]
ऊर्जा E = hν = \(\frac{hc}{λ}\)

E = 0.0821 x 10^-17 J/atom
उपर्युक्त ऊर्जा 1 Na परमाणु के आयनन के लिए पर्याप्त है। एक मोल Na हेतु ऊर्जा की Na की आयनन ऊर्जा होगी।
Na के 1 मोल के लिए ऊर्जा (आयनन ऊर्जा)
E = 6.02 x 10²³ x 0.0821 x 10^-17 J/mol
= 4.945 x 10⁵J/mol [∴ 1 kJ = 1000J]
\(\frac { 4.945×10^{ 2 } }{ 1000 } \) J/mol
= 4.945 x 10 kJ/mol.

प्रश्न 11.
25 वाट का बल्ब 0.57 pm तरंगदैर्घ्य की मोनोक्रोमेटिक पीला उत्सर्जित करता है, तब प्रति सेकण्ड उत्सर्जित क्वाण्टम की दर की गणना कीजिए।
हल:
तरंगदैर्घ्य λ = 0.57um = 0.57 x 10^-6m, [∴ l µm = 10^-6m]
फाटान का ऊजा E = hν = \(\frac{hc}{λ}\)

E = 34.84 x 10^-20J
25 वॉट = 25Js^-1 [∴ 1वॉट = 1Js^-1]

= 0.7169 x 10²⁰ फोटॉन/सेकण्ड
= 7.169 x 10¹⁹ फोटॉन/सेकण्ड।

प्रश्न 12.
जब धातु को 6800Å तरंगदैर्घ्य वाले विकिरण में लाया जाता है, तब धातु सतह से शून्य वेग के इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं। धातु की देहली आवृत्ति (ν₀) एवं कार्यफलन की गणना कीजिए।
हल:
देहली तरंगदैर्घ्य, λ₀ = 6800Å = 6800 x 10^-10 m [∴ 1A = 10^-10m]
देहली आवृत्ति ν₀ = C = \(\frac { c }{ \lambda _{ 0 } } \) = \(\frac { 3.0×10^{ 8 }ms^{ -1 } }{ 6800×10^{ -10 }m } \) = 4.41 x 10¹⁴s^-1
कार्य फलन W = hν₀
= 6.626 x 10^-34 Js x 4.41 x 10¹⁴s^-1
= 29.22 x 10^-20 J = 2.922 x 10^-19 J.

प्रश्न 13.
जब हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तर n = 4 से ऊर्जा स्तर n = 2 पर संक्रमण करते हैं, तब उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य क्या होगी?
हल:

इस तरंगदैर्घ्य वाले प्रकाश का रंग नीला होता है।

प्रश्न 14.
H – परमाणु को आयनीकृत करने के लिए कितनी ऊर्जा की आवश्यकता होगी, जब इलेक्ट्रॉन n = 5 कक्ष ग्रहण करेगा? H – परमाणु के आयनन एन्थैल्पी से अपने उत्तर की तुलना कीजिए। (n = 1 कक्ष से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा)
हल:
ऊर्जा परिवर्तन, ∆E = E_f – E_i

अतः प्रथम कक्षक से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा पाँचवें कक्ष से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की 25 गुना होगी।

प्रश्न 15.
जब हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन n = 6 से उत्तेजित होकर आद्य अवस्था में पहुँचता है, तब उत्सर्जित रेखाओं की अधिकतम संख्या क्या होगी?
हल:
संभावित संक्रमण है –
6 → 5, 6 → 4, 6 → 3, 6 → 2, 6 → 1 (5)
5 → 4, 5 → 3, 5 → 2, 5 → 1 (4)
4 → 3, 4 → 2, 4 → 1 (3)
3 → 2, 3 → 11 (2)
2 → 1 (1)
कुल रेखा = 15
रेखाओं की संख्या को सरल सूत्र द्वारा भी गणना कर सकते हैं –
\(\frac{n(n-1)}{2}\) = \(\frac{6(6-1)}{2}\) = 15.

प्रश्न 16.
1. हाइड्रोजन परमाणु के प्रथम कक्ष से संलग्न ऊर्जा -2.8 x 10^-18J atom^-1 है। पाँचवें कक्ष की संलग्न ऊर्जा क्या होगी?
हल:

2. हाइड्रोजन परमाणु के लिए बोर के पाँचवें कक्ष के लिए त्रिज्या की गणना कीजिए।
हल:

प्रश्न 17.
परमाण्विक हाइड्रोजन के बामर श्रेणी में संक्रमण के लिए सबसे लम्बी तरंगदैर्घ्य की तरंग संख्या की गणना कीजिए।
हल:
\(\overline { ν } \) = 1097 x 1o⁷ [ \(\left[\frac{1}{n_{1}^{2}}-\frac{1}{n_{2}^{2}}\right]\)
n₁ = 2 बामर श्रेणी के लिए n₁ = 2 लम्बी तरंगदैर्घ्य के लिए \(\overline { ν } \) कम होता है, n₂ = 3.
\(\overline { ν } \) = 1097 x 10⁷(\(\frac{1}{4}\) – \(\frac{1}{9}\) ) = 152 x 10⁶m.

प्रश्न 18.
हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन प्रथम बोर कक्ष से पाँचवें बोर कक्ष में जाने के लिए आवश्यक जूल में ऊर्जा क्या होगी एवं इलेक्ट्रॉन के वापस आद्य अवस्था में लौटने पर उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य क्या होगी? आद्य अवस्था में इलेक्ट्रॉन ऊर्जा -2.18 x 10^-1111 अर्ग है।
हल:

प्रश्न 19.
हाइड्रोजन परमाणु की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा E_n = (-2.18 x 10^-18)n²J दी गई है। n = 2 कक्ष इलेक्ट्रॉन को पूर्ण रूप से निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा की गणना कीजिए। इस संक्रमण में प्रयुक्त की लम्बी तरंगदैर्घ्य cm में क्या होगी?
हल:

प्रश्न 20.
2.05 x 10 ms^-1 वेग से घूम रहे इलेक्ट्रॉन के तरंगदैर्घ्य की गणना कीजिए।
हल:
h = 6.62 x 10^-34 Js,
v = 2.05 x 10 ms^-1
m = 9.11 x 10^-31 kg

प्रश्न 21.
एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान 9.1 x 10^-31 kg है, यदि इसकी गतिज ऊर्जा (K.E.) 3 x 10^-25 J हो, तब इसकी तरंगदैर्घ्य की गणना कीजिए।
हल:
K.E. = 3.0 x 10^-25 J,
m = 9.1 x 10^-31-31 kg,
1J = 1 kg ms^-2
K.E. = \(\frac{1}{2}\) mv²

प्रश्न 22.
निम्न में से कौन-सी समइलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज हैं अर्थात् जिनमें समान संख्या में इलेक्ट्रॉन हो –
Na⁺, K⁺, Mg⁺², Ca⁺²2+, s^-2, Ar.
उत्तर:
Na⁺ = 11 – 1 = 10
K⁺ = 19 – 1 = 18
Mg⁺² = 12 – 2 = 10
Ca²⁺ = 20 – 2 = 18
s^2- = 16 + 2 = 18,
Ar= 18.
अतः समइलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज Na⁺ एवं Mg⁺² तथा Ca⁺², K⁺, Ar, एवं S^2- हैं।

प्रश्न 23.
(i) निम्न आयनों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए –

1. H⁺
2. Na⁺
3. O^2-
4. F^–

(ii) उन तत्वों के परमाणु क्रमांक क्या होंगे, जिनके बाहरी कक्ष में इलेक्ट्रॉनों को दर्शाते हैं –

1. 3s¹
2. 2p एवं
3. 3p⁵

(iii) निम्न विन्यासों द्वारा कौन-से परमाणुओं को दर्शाया जाता है –

1. [He]2s¹
2. [Ne]3s², 3p³
3. [Ar]4s², 3d¹.

उत्तर:
(i)

1. ₁H = 1s¹ ∴ H = 1s⁰
2. ₁₁Na = 1s² 2s²2p⁶3s¹ ∴ Na⁺ = 1s²2s²2p⁶
3. ₈O = 1s² 2s² 2p⁴ ∴ O^2- = 1s² 2s² 2p⁶
4. ₉F = 1s² 2s² 2p⁵ ∴ F^– = 1s² 2s² 2p⁶

(ii)

1. 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ (Z = 11)
2. 1s² 2s² 2p³ (Z = 7)
3. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ (Z = 17)

(iii)

1. ₂Li
2. ₁₅15P
3. ₂₁Sc.

प्रश्न 24.
‘g’ कक्षक रखने वाले n का निम्नतम मान क्या होगा?
उत्तर:
l = 4,
‘g’ उपकक्षक दर्शाता है एवं हमें ज्ञात है कि n = 1 एवं l = 0 से (n – 1) निम्नतम मान n = 5 है।

प्रश्न 25.
एक इलेक्ट्रॉन 3d कक्षकों में से एक में है, तब इस इलेक्ट्रॉन की n, I एवं m के संभावित मान दीजिए।
उत्तर:
3d कक्षक के लिए n = 3, l = 2, m = -2, -1, 0, +1, 2.

प्रश्न 26.
एक तत्व के परमाणु में 29 इलेक्ट्रॉन एवं 35 न्यूट्रॉन है। तब

1. प्रोटॉनों की संख्या एवं
2. तत्व का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निकालिए।

उत्तर:

1. उदासीन परमाणु के लिए, प्रोटॉनों की संख्या = इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 29 अत: Z = 29.
2. Z = 29 का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = [Ar] 3d¹⁰, 4s¹ है।

प्रश्न 27.
H₂⁺ एवं O₂⁺ स्पीशीज में इलेक्ट्रॉनों की संख्या दीजिए।
उत्तर:
H₂ = ₁H + ₁H = 2e^– ∴ H₂⁺ = 2 – 1 = 1e^– है।
O₂ = O₈ + O₈ = 16e^– ∴ O₂⁺ = 16 – 1 = 15e^– है।

प्रश्न 28.

1. एक परमाणु कक्षक में n = 3 के लिए। एवं m के संभावित मान क्या होंगे?
2. 3d कक्षक के इलेक्ट्रॉनों के लिए क्वाण्टम संख्याओं (m₁ एवं।) की लिस्ट दीजिए।
3. निम्न में से कौन-सी कक्षक संभव है – 1p, 2s, 2p एवं 3f.

उत्तर:

1. n = 3, l = 0, 1, 2
जब l = 0, m = 0
जब l = 1, m = +1, 0, -1
जब l = 2, m = +2, +1, 0, -1, -2.

2. 3d – कक्षक के लिए n = 3, l = 2, m = +2, +1, 0, -1,-2.

3. n = 1, l = 0, एक कक्षक i.e., यह संभव है। 1p संभव नहीं है।
n = 2, l = 0 एवं 1, अत: 25 एवं 2p दोनों संभव है।
n = 3, l = 0, 1, 2, अत: 3s, 3p एवं 3d संभव है 3f संभव नहीं है।

प्रश्न 29.
s, p, d नोटेशन का उपयोग करते हुए कक्षक का निम्न क्वाण्टम संख्याओं की व्याख्या कीजिए –

1. n = 1, l = 0
2. n = 3, l = 1
3. n = 4, l = 2
4. n = 4, l = 3

उत्तर:

1. n = 1; l = 0 : 15
2. n = 3; l = 1 : 3p
3. n = 4; l = 2 : 4d
4. n = 4; l = 3 : 4f.

प्रश्न 30.
निम्न की व्याख्या करते हुए कारण दीजिए, कि निम्न क्वाण्टम संख्याओं के सेट संभव नहीं है –

1. n = 0, l = 0, m₁ = 0, m_s = +1/2
2. n = 1, l = 0, m₁ = 0, m_s = -1/2
3. n = 1, l = 1, m₁ = 0, m_s = +1/2
4. n = 3, l = 3, m₁ = 0, m_s = -1/2
5. n = 3, l = 3, m₁ = -3, m_s = +1/2
6. n = 3, l = 1, m₁ = 0, m_s = +1/2.

उत्तर:

1. संभव नहीं है, क्योंकि n शून्य नहीं होता,
2. संभव है,
3. संभव नहीं है, क्यों कि n = 1, का मान 1 नहीं होता,
4. संभव है,
5. संभव नहीं है, क्योंकि n = 3 के लिए। का मान 3 नहीं होता,
6. संभव है।

प्रश्न 31.
एक परमाणु में कितने इलेक्ट्रॉन होंगे, जिनकी निम्न क्वाण्टम संख्यायें होंगी –

1. n = 4, m_s \(\frac{1}{2}\)
2. n = 3, l = 0.

उत्तर:

1. कुल इलेक्ट्रॉन- 2n² = 2 x 4² = 32. इसके आधे इलेक्ट्रॉन 16 जिनके s = +1/2 या s = -1/2 होंगे।
2. n = 3 एवं l = 0, तब यह ‘3s’ उपकक्ष है, जिसमें अधिकतम 2 इलेक्ट्रॉन होंगे।

प्रश्न 32.
दर्शाइये कि हाइड्रोजन परमाणु के लिए कक्ष में घूमने वाले इलेक्ट्रॉन के लिए बोर कक्ष डी ब्रॉग्ली तरंगदैर्घ्य के इन्टीग्रल मल्टीपल होती है।
उत्तर:
mvr = \(\frac{nh}{2π}\)
या 2πr = \(\frac{nh}{mv}\) …(i)
डी ब्रॉग्ली समीकरण के अनुसार λ = \(\frac{h}{mv}\), इस मान \(\frac{h}{mv}\) को समीकरण (i) में रखने पर,
2πr = nλ
अतः r तरंगदैर्घ्य (λ) के इन्टीग्रल मल्टीपल होती है।

प्रश्न 33.
He स्पेक्ट्रम के लिए बामर संक्रमण n = 4 से n = 2 के तरंगदैर्घ्य के समान हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम में क्या संक्रमण होगा?
उत्तर:
H – के समान कण के लिए सामान्यतः \(\overline { ν } \) = RZ²(\(\left[\frac{1}{n_{1}^{2}}-\frac{1}{n_{2}^{2}}\right]\))
∴ He⁺ स्पेक्ट्रम में बामर संक्रमण के लिए n₂ = 4 से n₁ = 2

यह दर्शाता है कि n₁ = 1 एवं n₂ = 2 के लिए संक्रमण n = 2 से n = 1 होता है।

प्रश्न 34.
प्रक्रम के लिए आवश्यक ऊर्जा की गणना कीजिए – He_(g)⁺ → He_(g)²⁺ + e^– आद्य अवस्था में H – परमाणु की आयनन ऊर्जा 2.18 x 10^-18-18 J atom^-1 है।
हल:
एक इलेक्ट्रॉन परमाणुक निकाय में, इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा

= 4 x 2.18 x 10^-18 J atom^-1 = 8.72 x 10^-8 J atom^-1
अत: He⁺ → He²⁺ + e^–, के लिए आवश्यक ऊर्जा = 8.72 x 10^-18 J atom^-1

प्रश्न 35.
कार्बन परमाणु का व्यास यदि 0.15 nm है, तब कार्बन परमाणुओं की संख्या की गणना कीजिए, जो 20 cm लम्बी स्केल पर सीधी रेखा में खिसकती है।
हल:
कार्बन परमाणु का व्यास = 0.15 nm = 1.5 x 10^-10 m
लम्बाई के सापेक्ष कार्बन परमाणुओं की संख्या जो रखी गई है = \(\frac { 0.2 }{ 1.5×10^{ -10 } } \) = 1.33 x 10⁹.

प्रश्न 36.
2 x 10⁸ कार्बन परमाणुओं को व्यवस्थित करने के लिए 2.4 cm लम्बाई में व्यवस्थित करने के लिए कार्बन परमाणु की त्रिज्या की गणना कीजिए।
हल:
कुल लंबाई = 2.4 cm
कतार में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की संख्या = 2 x 10⁸
1 कार्बन परमाणु का व्यास = \(\frac { 2.4cm }{ 2×10^{ 8 } } \) = 1.2 x 10^-8 cm

= 0.60 x 10^-7 cm
= 0.060 x 10^-9 cm = 0.060 x 10^-9 m
= 0.060 nm.

प्रश्न 37.
जिंक परमाणु का व्यास 2.6 Å है।

1. जिंक परमाणु की त्रिज्या pm में तथा
2. 1.6 cm की लंबाई में कतार में लगातार उपस्थित परमाणुओं की संख्या की गणना कीजिए।

हल:
1. Zn परमाणु का व्यास = 2.6Å = 2.6 x 10^-10 m
Zn परमाणु की त्रिज्या \(\frac { 2.6×10^{ -10 }m }{ 2 } \)
= 1.3 x 10^-10 m
= 130 x 10^-12m = 130 pm.

2. प्रश्नानुसार, लंबाई = 1.6 cm = 1.6 x 10^-2 m
1.6 x 10^-2 m लम्बी कतार में Zn परमाणुओं की संख्या
\(\frac { 1.6×10^{ -2 }m }{ 2.6×10^{ -10 }m } \) = 0.6154 x 10⁸
= 6.154 x 10⁷.

प्रश्न 38.
कुछ कण 2.5 x 10^-16C स्टेटिक विद्युत् आवेश रखते हैं, इनमें उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना कीजिए।
हल:
एक इलेक्ट्रॉन पर आवेश = 1.6 x 10^-19 कूलॉम, कुल आवेश = 2.5 x 10^-16
कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या = \(\frac { 2.5×10^{ -16 } }{ 1.6×10^{ -19 } } \) = 1562.5 = 1.5625 x 10³.

प्रश्न 39.
मिलिकन प्रयोग में तेल बूंद पर स्टेटिक विद्युत् आवेश x-किरण की चमक से प्राप्त करते हैं। यदि तेल बूंद पर स्टेटिक विद्युत् आवेश -1-282 x 10-18 C है, तब इसमें उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना कीजिए।
हल:
तेल की बूंद पर स्थिर विद्युत् आवेश = – 1.282 x 10^-18 C
इलेक्ट्रॉन पर आवेश = -1.602 x 10^-19 C
तेल की बूंद में उपस्थित इलेक्ट्रॉन = \(\frac { -1.282×10^{ -18 } }{ -1.602×10^{ -19 } } \)

प्रश्न 40.
रदरफोर्ड प्रयोग में सामान्यतः भारी परमाणु जैसे-गोल्ड, प्लेटिनम आदि की पतली पत्ती पर -कणों के आक्रमण के लिए उपयोग करते हैं। यदि पतली पत्ती हल्के परमाणुओं जैसेऐल्युमिनियम आदि का उपयोग करें, तब उपरोक्त परिणामों से प्रेक्षित में क्या अन्तर होगा?
उत्तर:
हल्के परमाणुओं में नाभिक में कम संख्या में धन आवेश होते हैं, इसके कारण ही -कणों की संख्या विपरीत विचलित नगण्य होती है एवं कम कोण से विचलित -कणों की संख्या भी नगण्य होती है।

प्रश्न 41.
प्रतीक \(_{ 79 }^{ 35 }{ Br }\)Br एवं ⁷⁹Br लिख सकते हैं, जबकिं संकेत \(_{ 35 }^{ 79 }{ Br }\)Br एवं ³⁵Br स्वीकार्य योग्य नहीं है, उत्तर समझाइये।
उत्तर:
तत्व की परमाणु संख्या निश्चित स्थायी होती है। द्रव्यमान संख्या समस्थानिक पर निर्भर होता है। अतः एक तत्व की परमाणु संख्या एवं द्रव्यमान संख्या को दर्शाते हैं। \(_{ 35 }^{ 79 }{ Br }\)Br संभावना नहीं है, क्योंकि Br का परमाणु क्रमांक 35 है 79 नहीं। ³⁵Br संभव नहीं है, क्योंकि Br की द्रव्यमान संख्या 35 नहीं है।

प्रश्न 42.
एक तत्व की द्रव्यमान संख्या 81 है, तथा प्रोटॉन की तुलना में 31.7% अधिक न्यूट्रॉन है, तब परमाण्विक संकेत निकालिये।
हल:
द्रव्यमान संख्या = 81, i.e., p + n = 81
यदि प्रोटॉन की संख्या = x है, तब
न्यूट्रॉनों की संख्या = x + \(\frac{31.7x}{100}\) = 1.317x
∴ x + 1.317x = 81
या 2.317 x = 81
या x = \(\frac{81}{2.317}\) = 35
अतः प्रोटॉन = 35, i.e., परमाणु संख्या = 35
∴ संकेत Br है।

प्रश्न 43.
एक आयन की द्रव्यमान संख्या 37 है, जिस पर एक इकाई ऋण आवेश है। यदि आयन में इलेक्ट्रॉन की तुलना में 11.1% अधिक न्यूट्रॉन है, तो आयन का संकेत ज्ञात कीजिए।
हल:
यदि आयन में इलेक्ट्रॉनों की संख्या = x, तब
न्यूट्रॉनों की संख्या = x + \(\frac{11.1x}{100}\) = 1.111 x
∴ प्रोटॉनों की संख्या = x – 1
द्रव्यमान संख्या = n + p
या 37 = 1.111 x + x – 1
या 2.11 x = 38
x = 8
प्रोटॉनों की संख्या = परमाणु संख्या
= x – 1 = 18 – 1 = 17
∴ आयन का संकेत \(_{17}^{37} \mathrm{Cl}^{-1}\).

प्रश्न 44.
एक आयन की द्रव्यमान 56 है, जिस पर 3 इकाई धन आवेश है एवं इलेक्ट्रॉन की तुलना में 30.4% अधिक न्यूट्रॉन है। आयन का संकेत ज्ञात कीजिए।
हल:
यदि आयन में इलेक्ट्रॉनों की संख्या M³⁺ = x
न्यूट्रॉनों की संख्या = x + \(\frac{30.4}{100}\)x = 1.304 x
∴ प्रोटॉनों की संख्या = x + 3
द्रव्यमान संख्या = n + p
या 56 = x + 3 + 1.304 x
या 2.304 x = 53
x = 23
∴ प्रोटॉनों की संख्या = परमाणु संख्या
= x + 3 = 23 + 3 = 26
∴ आयन का संकेत \(_{56}^{26} \mathrm{Cl}^{+3}\) है।

प्रश्न 45.
निम्न प्रकार के विकिरणों को उसके आवृत्ति के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए –

1. माइक्रोवेव ओवन के विकिरण
2. ट्रैफिक सिग्नल का अम्बर प्रकाश
3. FM रेडियो के विकिरण
4. बाह्य आकाश से कास्मिक किरणें
5. x-किरणें।

उत्तर:
FM रेडियो के विकिरण < माइक्रोवेव < अम्बर प्रकाश < x – किरणे < कास्मिक किरणें।

प्रश्न 46.
नाइट्रोजन लेजर 337.1 nm तरंगदैर्घ्य के विकिरण उत्पादित करता है। यदि उत्सर्जित फोटॉनों की संख्या 5.6 x 10²⁴ है, इस लेजर की शक्ति की गणना कीजिए।
हल:
h = 6.626 x 10^-34 J
λ = 337.1 x 10^-9 m
c = 3 x 10⁸ m/s
n = 5.6 x 10²⁴
E = nhν
E = nh\(\frac{c}{λ}\)

= 3.3 x 10⁶ J.

प्रश्न 47.
निऑन गैस का सामान्यतः उपयोग साइनबोर्ड में किया जाता है। यह प्रभावी रूप से 616 nm पर उत्सर्जित करता है। गणना कीजिए –

(a) उत्सर्जन की आवृत्ति
(b) 30s में विकिरण द्वारा चली गई दूरी
(c) क्वाण्टम की ऊर्जा
(d) 2Jऊर्जा उत्पादित करने के लिए उपस्थित क्वाण्टम की संख्या।

हल:
λ = 616 nm = 616 x 10^-9 m
h = 6.626 x 10^-34 Js,
c = 3 x 10 m/s

प्रश्न 48.
खगोल प्रेक्षणों में दूर स्थित ग्रहों से प्रेक्षित सिग्नल सामान्यतः कमजोर होते हैं। यदि फोटॉन डिटेक्टर कुल 3.15 x 10^-18J 600 nm वाले विकिरणों से प्राप्त करता है। डिटेक्टर द्वारा प्राप्त फोटॉनों की संख्या की गणना कीजिए।
हल:
c = 3 x 10⁸ m/s
h = 6.626 x 10^-34 JS,
λ = 600 x 10^-9 m
एक फोटॉन की ऊर्जा = hν = h\(\frac{c}{λ}\)
= \(\frac{6 \cdot 626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{600 \times 10^{-9}}\)
= 3.313 x 10^-19 J
कुल प्राप्त ऊर्जा = n x एक क्वाण्टा की ऊर्जा
n (फोटॉनों की संख्या) = \(\frac { 3.15×10^{ -18 } }{ 3.31×10^{ -19 } } \) = 9.5 = 10 फोटॉनों की संख्या जो प्रभाजों में नहीं।

प्रश्न 49.
अणुओं को जीवनपर्यन्त उत्तेजित अवस्था में रहने पर नैनो सेकण्ड के नजदीक में पल्स विकिरण स्त्रोत द्वारा मापा गया। यदि विकिरण स्रोत का समय 2 ns है, एवं पल्स स्त्रोत 2.5 x 1015 में फोटॉनों की संख्या उत्सर्जित होती है। स्त्रोत की ऊर्जा की गणना कीजिए।
हल:
ν = \(\frac { 1 }{ 2×10^{ -9 } } \)
E = nhν
= 2.5 x 10¹⁵ x 6.626 x 10^-34 x 0.5 x 10⁹
= 8.28 x 10^-10 J.

प्रश्न 50.
लम्बी तरंगदैर्घ्य द्विक अवशोषण संक्रमण 589 एवं 589.6 nm पर प्रेक्षित किया गया। तब प्रत्येक संक्रमण की आवृत्ति एवं दो उत्तेजित स्थितियों के बीच ऊर्जा के अन्तर की गणना कीजिए।
हल:

प्रश्न 51.
सीजियम परमाणु का कार्यफलन 1.9 ev है। तब विकिरण की (a) देहली तरंगदैर्घ्य एवं (b) विकिरण की देहली आवृत्ति की गणना कीजिए। यदि सीजियम तत्व तरंगदैर्घ्य 500 m द्वारा पुनः विकिरित किया जाता है। तब निकले फोटो इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा एवं वेग की गणना कीजिए।
हल:
W₀ (तरंग फलन) = hν₀
देहली आवृत्ति ν₀ = \(\frac { c }{ W _{ 0 } } \)
W₀ = 1.9 x 1.602 x 10W^-19 J,
h = 6.626 x 10W^-34 Js

प्रश्न 52.
जब सोडियम धातु विभिन्न तरंगदैर्ध्य में विकिरित (Irradiated) किया जाता है, तो निम्न परिणाम प्रेक्षित किए गए –
h_(nm) = 500, 400, 450, v x 10⁵ (cm s^-1) = 2.55, 4.35, 5.35. तो

1. देहली तरंगदैर्घ्य एवं
2. प्लांक स्थिरांक की गणना कीजिए।

हल:
हम जानते हैं किअवशोषित ऊर्जा – देहली ऊर्जा = फोटो इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा –

प्रश्न 53.
सिल्वर धातु को प्रकाश-विद्युत् प्रभाव प्रयोग में रखने पर सिल्वर धातु पर 0.35 V (वोल्टेज) लागू करने पर निष्कासित फोटो इलेक्ट्रॉन रूक जाते हैं, जब विकिरण 256.7 nm का विकिरण प्रयोग किया गया। सिल्वर धातु के कार्यफलन की गणना कीजिए।
हल:
λ = 256.7 nm = 256.7 x 10^-9 m,
K.E. = 0.35 eV
h = 6.626 x 10^-34 Js,
c = 3 x 10⁸ m/s
E = h\(\frac{c}{λ}\)

E = E₀ + K.E.
4.83 = E₀ + 0.35
E₀ = 4.83 – 0.35 = 4.48 eV.

प्रश्न 54.
यदि 150 pm तरंगदैर्घ्य वाले फोटॉन को परमाणु पर डाला जाता है, एवं भीतर जुड़े हुए में से एक इलेक्ट्रॉन 1.5 x 10⁷ ms^-1 के वेग से बाहर निकलता है। यदि यह नाभिक से जुड़ा हुआ है, तब ऊर्जा की गणना कीजिए।
हल:
λ = 150 pm = 150 x 10^-12 m = 1.5 x 10^-10 m,
ν = 1.5 x 10 ms^-1
m = 9.1 x 10^-31 kg

प्रश्न 55.
पाश्चन श्रेणी में उत्सर्जन संक्रमण कक्ष n = 3 पर समाप्त होता है एवं कक्षn पर शुरू होते हैं, जिसे ν = 3.29 x 10^-15 (Hz) \(\left[\frac{1}{3^{2}}-\frac{1}{n^{2}}\right]\) द्वारा दर्शाते हैं।
n के मान की गणना कीजिए यदि संक्रमण 1285 nm पर होता है। स्पेक्ट्रम का क्षेत्र बताइए।
हल:

प्रश्न 56.
उस उत्सर्जन संक्रमण की तरंगदैर्घ्य की गणना कीजिए, जो 1-3225 nm त्रिज्या वाले कक्ष से प्रारम्भ होकर 211.6 pm पर अन्त होती है। उस श्रेणी का नाम, जिसमें संक्रमण होता है एवं स्पेक्ट्रम का क्षेत्र बताइए।
हल:
H – जैसे आयनों के लिए,
r = \(\frac { 52.9^{ 2 } }{ Z } \)pm
r₁ = 1.3225 nm = 1322.5 pm = 52.9 n₁² = 25 or n = 5
r₂ = 211.6 pm = 52.9 x 4 n₂² = 4 or n₁ = 2
अतः संक्रमण 5वें कक्ष से 2वें कक्ष में होता है। यह बामर श्रेणी में आता है।

यह दृश्य क्षेत्र में रहता है।

प्रश्न 57.
डी-ब्रॉग्ली ने पदार्थ की द्वैत प्रकृति को प्रस्तावित किया इसके बाद इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी की खोज के बाद उपयोग जैसे अणुओं एवं अन्य इस प्रकार के पदार्थों की उच्च मैग्नीफाइड इमेज के लिए किया गया। यदि इस सूक्ष्मदर्शी में इलेक्ट्रॉन का वेग 1.6 x 10⁶ ms^-1 हो, तब इस इलेक्ट्रॉन से संलग्न डी ब्रॉग्ली तरंगदैर्घ्य की गणना कीजिए।
हल:
λ = \(\frac{h}{mv}\),
h = 6.626 x 10^-34 Js,
m = 9.1 x 10^-31 kg
v = 1.6 x 10⁶ ms^-1

= 4.45 x 10^-10m = 455 pm

प्रश्न 58.
इलेक्ट्रॉन विवर्तन के समान, न्यूट्रॉन विवर्तन सूक्ष्मदर्शी का उपयोग अणुओं की संरचना ज्ञात करने में करते हैं। यदि प्रयुक्त तरंगदैर्घ्य 800 pm की है, तब न्यूट्रॉन से संलग्न वेग की गणना कीजिए।
हल:
λ = 800 pm = 800 x 10^-12 m = 8 x 10^-10 m,
m = 1.675 x 10^-27 kg

= 4.94 x 10² ms^-1.

प्रश्न 59.
बोर के प्रथम कक्ष के इलेक्ट्रॉन का वेग 2.19 x 10⁶ ms^-1 है। इससे संलग्न डी ब्रॉग्ली तरंगदैर्घ्य की गणना कीजिए।
हल:
v = 2.19 x 10⁶ ms^-1

= 3.3243 x 10^-10
m = 332.43 pm.

प्रश्न 60.
विभवान्तर 1000 V वाले घूमते प्रोटॉन से संलग्न वेग 4.37 x 10⁵ ms^-1 है, यदि 0.1 kg द्रव्यमान वाली हॉकी बॉल इस वेग से घूमती है, तो इस वेग से संलग्न तरंगदैर्ध्य की गणना कीजिए।
हल:
v = 437 x 10⁹ ms^-1,
m = 0.1 kg 2

प्रश्न 61.
यदि इलेक्ट्रॉन की स्थिति का मापन + 0.002 am की शुद्धता के साथ किया गया, इलेक्ट्रॉन की संवेग में अनिश्चितता का मापन कीजिए। माना इलेक्ट्रॉन का संवेग h/4πm x 0.05 nm है, तब इस मान की व्याख्या करने में क्या समस्या होगी?
हल:
∆x = 0.002 nm = 2 x 10^-12 m,
h = 6.626 x 10^-34 Js (kg m²s^-1)

चूँकि वास्तविक संवेग मापन किए गए संवेग में अनिश्चितता से कम है, इसलिए इलेक्ट्रॉन के संवेग की व्याख्या नहीं की जा सकती है।

प्रश्न 62.
छ: इलेक्ट्रॉनों की क्वाण्टम संख्या नीचे दी गई है। इन्हें ऊर्जा के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए। इनमें से किसी भी संयोग में समान ऊर्जा हो, तो बताइये –

1. n = 4, l = 2, m₁ = – 2, m_s = -1/2
2. n = 3, l = 2, m₁ = 1, m_s = +1/2
3. n = 4, l = 1, m₁ = 0, m_s= +1/2
4. n = 3, l = 2, m₁ = -2, m_s = -1/2
5. n = 3, l = 1, m₁ = -1, m_s = +1/2
6. n = 4, l = 1, m₁ = 0, m_s = +1/2.

हल:
बहु-इलेक्ट्रॉन परमाणु की ऊर्जा (n + 1) के योग पर निर्भर करती है।

1. सेट हेतु उपकोश 4d = (n + 1) = 4 + 2 = 6
2. सेट हेतु उपकोश 3d = (n + 1) = 3 + 2 = 5
3. सेट हेतु उपकोश 4p = (n + 1) = 4 + 1 = 5
4. सेट हेतु उपकोश 3d = (n + 1) = 3 + 2 = 5
5. सेट हेतु उपकोश 3p = (n + 1) = 3 + 1 = 4
6. सेट हेतु उपकोश 4p = (n + 1) = 4 + 1 = 5

अतः (5) < (2) = (4) < (3) = (6) < (1)
3p < 3d = 3d < 4p = 4p < 4d (कक्षकों की ऊर्जा का बढ़ता क्रम)

प्रश्न 63.
ब्रोमीन परमाणु में 35 इलेक्ट्रॉन होते हैं, यह 6 इलेक्ट्रॉन 2p कक्ष, 6 इलेक्ट्रॉन 3p कक्ष एवं 5 इलेक्ट्रॉन 4p कक्षक में रहते हैं, इन इलेक्ट्रॉन में से किसका प्रभावी नाभिकीय आवेश कम होगा?
उत्तर:
अनुभव के आधार पर 4p इलेक्ट्रॉन का प्रभावी नाभिकीय आवेश कम हो गया क्योंकि परिरक्षण प्रभाव की तीव्रता अधिकतम होती है, यह नाभिक से दूर होता है।

प्रश्न 64.
निम्न कक्षकों के जोड़ो में से किसका अधिकतम प्रभावी नाभिकीय आवेश होगा –

1. 25 एवं 3s
2. 4d एवं 4f
3. 3d एवं 3p.

उत्तर:
प्रभावी नाभिकीय आवेश विभिन्न कक्षक भेदन प्रभाव पर निर्भर करता है। भेदन अधिक होने पर प्रभावी नाभिकीय आवेश की तीव्रता अधिक होती है। अत:

1. 2s
2. 4d
3. 3p

कक्षक अधिक प्रभावी नाभिकीय आवेश रखते हैं।

प्रश्न 65.
AI एवं Si में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन 3p-कक्षक में उपस्थित होते हैं। इनमें से कौन-से इलेक्ट्रॉन नाभिक से अधिक प्रभावी नाभिकीय आवेश रखते हैं?
हल:
₁₃Al = 1s², 2s² 2p⁶, 3s² 3p¹
₁₄Si = 1s², 2s² 2p⁶, 3s² 3p²
दोनों में कक्षकों की संख्या समान है। Si (+ 4) पर Al (+3) की अपेक्षा अधिक नाभिकीय आवेश होने के कारण Si में नाभिकीय आवेश अधिक प्रभावी होता है।

प्रश्न 66.
अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या को दर्शाइए –

1. P
2. Si
3. Cr
4. Fe
5. Kr

उत्तर:

1. P₁₅15 = 1s², 2s², 2p⁶, 3s² 3p_x¹ 3p_y¹ 3p_z¹ (3p में 3 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन)
2. Si₁₄ = 1s², 2s², 2p⁶, 3s² 3p_x¹ 3p_y¹ (3p में 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन)
3. Cr₂₄ = 1s², 2s², 2p⁶, 3s² 3p⁶ 3d⁵, 4s¹ (3d एवं 35 में 6 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन )
4. Fe₂₆ = 1s², 2s² 2p⁶, 3s² 3p⁶ 3d⁶, 4s² (3d में 4 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन)
5. Kr₃₆ = 1s², 2s² 2p², 3s² 3p⁶ 3d¹⁰, 4s² 4p⁶ (अयुग्मित इलेक्ट्रॉन 0)

प्रश्न 67.

1. n = 4 से कितनी उपकक्ष संलग्न होती है?
2. उपकक्ष, जिसके m, का मान n = 4 के लिए -1/2 होता है, में कितने इलेक्ट्रॉन उपस्थित होंगे?

हल:
1. n = 4 के लिए l_max = (n – 1)
= (4 – 1) = 3
l = 0, 1, 2, 3
उपकोश 4s, 4p, 4d, 4f चार उपकोश।

2. n = 4 के लिए कक्षकों की संख्या = n² = 4² = 16
किसी कक्षक में अधिकतम इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 2
प्रत्येक कक्षक में m_s = \(\frac{1}{2}\) चक्रण वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 1
अत: 16 कक्षकों में m_s = \(\frac{1}{2}\) चक्रण वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 16

परमाणु की संरचना अन्य महत्वपूर्ण प्रश्न

परमाणु की संरचना वस्तुनिष्ठ प्रश्न

प्रश्न 1.
सही विकल्प चुनकर लिखिए –

प्रश्न 1.
किसी तत्व का परमाणु क्रमांक 27 और उसके परमाणु में न्यूट्रॉनों की संख्या 14 है, तो इलेक्ट्रॉनों की संख्या होगी –
(a) 14
(b) 27
(c) 13
(d) 41
उत्तर:
(c) 13

प्रश्न 2.
हुण्ड के नियम के अनुसार इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (1s², 2s², 2p_x¹, 2p_y¹, 2p_z¹) किस तत्व की होगी –
(a) ऑक्सीजन की
(b) नाइट्रोजन की
(c) फ्लुओरीन की
(d) बोरॉन की।
उत्तर:
(b) नाइट्रोजन की

प्रश्न 3.
नाइट्रोजन के सातवें इलेक्ट्रॉन की चारों क्वाण्टम संख्याएँ हैं –
(a) n = 2, l = 1, m = 1, s = –\(\frac{1}{2}\)
(b) n = 2, l = 2, m = -1, s = +\(\frac{1}{2}\)
(c) n = 2, l = 1, m = +1, s = +\(\frac{1}{2}\)
(d) n = 2, l = 2, m = 2, s = +\(\frac{1}{2}\)
उत्तर:
(d) n = 2, l = 2, m = 2, s = +\(\frac{1}{2}\)

प्रश्न 4.
दिगंशी क्वाण्टम संख्या l वाले उपकोश में कुल कक्षकों की संख्या होगी –
(a) 2l + 1
(b) 3l + 1
(c) 4l + 1
(d) 2l + 1
उत्तर:
(a) 2l + 1

प्रश्न 5.
समस्थानिक में इनकी संख्या समान होती है –
(a) प्रोटॉन
(b) न्यूट्रॉन
(c) प्रोटॉन तथा न्यूट्रॉन
(d) न्यूक्लिऑन
उत्तर:
(a) प्रोटॉन

प्रश्न 6.
रदरफोर्ड के प्रयोग में किस धातु पर a-कणों की बौछार की गयी –
(a) ऐल्युमिनियम
(b) सिल्वर
(c) लोहा
(d) सोना
उत्तर:
(d) सोना

प्रश्न 7.
CO₂ के एक अणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या निम्न में से क्या होगी –
(a) 22
(b) 44
(c) 11
(d) 38.
उत्तर:
(a) 22

प्रश्न 8.
किसी तत्व के उदासीन परमाणु में दो K, आठ L, नौ M तथा दो N इलेक्ट्रॉन हैं, तो इनमें कुल d – इलेक्ट्रॉन की संख्या होगी –
(a) 2
(b) 3
(c) 1
(d) 4.
उत्तर:
(c) 1

प्रश्न 9.
हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धांत के अनुसार –
(a) ∆x.∆p ≥ \(\frac{h}{4π}\)
(b) ∆x.∆ν ≥ \(\frac{h}{4π}\)
(c) ∆x \(\frac{c}{λ}\) ≥ \(\frac{h}{4π}\)
(d) ∆x.∆m ≥ \(\frac{h}{4p}\)
उत्तर:
(a) ∆x.∆p ≥ \(\frac{h}{4π}\)

प्रश्न 10.
एक परमाणु के लिए n = 3, l = 2 हो तो m के मान होंगे –
(a) – 2, – 1, 0, + 1, +2
(b) -1, 0, +1
(c) -3, -1, 0, + 1, +3
(d) -2, 0 + 1.
उत्तर:
(a) – 2, – 1, 0, + 1, +2

प्रश्न 11.
Cl_– आयन में इलेक्ट्रॉनों की संख्या होगी –
(a) 17
(b) 18
(c) 35
(d) 37
उत्तर:
(b) 18

प्रश्न 12.
निम्न में से कौन-सा विन्यास ऑफबाऊ सिद्धांत के अनुकूल नहीं है –
(a) 1s², 2s² p¹
(b) [Kr]4d¹⁰, 5s²
(c) [Ar]3a¹⁰, 4s¹
(d) [Ar]3d⁴, 4s²
उत्तर:
(c) [Ar]3a¹⁰, 4s¹

प्रश्न 13.
f उपकोश में कक्षकों की संख्या होगी –
(a) 3
(b) 4
(c) 5
(d) 7
उत्तर:
(d) 7

प्रश्न 14.
रदरफोर्ड के प्रयोग में किस धातु पर a. -कणों की बौछार की गयी –
(a) Al
(b) Ag
(c) Fe
(d) Au
उत्तर:
(d) Au

प्रश्न 15.
n = 3 के लिए। के मान होंगे –
(a) 1, 2, 3
(b) 0, 1, 2
(c) 0, 1,3
(d) उपर्युक्त में से कोई नहीं।
उत्तर:
(b) 0, 1, 2

प्रश्न 16.
बोर का परमाणु मॉडल व्याख्या कर सकता है –
(a) केवल हाइड्रोजन परमाणु का स्पेक्ट्रम
(b) एक परमाणु या आयन का स्पेक्ट्रम जिसमें केवल एक इलेक्ट्रॉन हो
(c) हाइड्रोजन अणु का स्पेक्ट्रम
(d) सूर्य का स्पेक्ट्रम
उत्तर:
(b) एक परमाणु या आयन का स्पेक्ट्रम जिसमें केवल एक इलेक्ट्रॉन हो

प्रश्न 17.
न्यूट्रॉन के भार की कोटि (Order) है –
(a) 10^-23 kg
(b) 10^-24 kg
(c) 10^-26 kg
(d)10^-27 kg
उत्तर:
(d)10^-27 kg

प्रश्न 18.
K – शैल (कक्ष) के दो इलेक्ट्रॉनों में भिन्नता होगी –
(a) मुख्य क्वाण्टम संख्या में
(b) दिगंशी क्वाटम संख्या में
(c) चुम्बकीय क्वाण्टम संख्या में
(d) स्पिन (घूर्णन)क्वाण्टम संख्या में
उत्तर:
(d) स्पिन (घूर्णन)क्वाण्टम संख्या में।

प्रश्न 2.
रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए –

1. क्लोरीन गैस का परमाणु क्रमांक 17 है। इसके बाह्यतम कक्ष में …………. इलेक्ट्रॉन होंगे।
2. यदि सम्पूर्ण चुम्बकीय क्वाण्टम संख्याओं का योग 7 हो, तो दिगंशी क्वाण्टम संख्या का मान …… होगा।
3. परमाणु के नाभिक में …………. और …………. होते हैं।
4. न्यूट्रॉन की खोज ……….. ने की थी।
5. उच्चतम तरंगदैर्घ्य वाला विकिरण …………. है।
6. दिगंशी क्वाण्टम संख्या का मान एक होने पर कक्षक का आकार …………. होगा।
7. नाभिक के चारों ओर का वह स्थान जहाँ इलेक्ट्रॉनों के पाये जाने की प्रायिकता अधिकतम होती है, को . …………. कहते हैं।
8. एक तत्व का परमाणु क्रमांक 30 है और उसकी द्रव्यमान संख्या 66 है। इसके परमाणु में प्रोटॉन …………. न्यूट्रॉन ………… होंगे।
9. चुम्बकीय क्वाण्टम संख्या …………. से संबंधित है।

उत्तर:

1. 7
2. 3
3. प्रोटॉन, न्यूट्रॉन
4. चैडविक
5. रेडियो तरंग
6. डम्बल
7. कक्षक
8. 30, 36,
9. अभिविन्यास।

प्रश्न 3.
उचित संबंध जोड़िए –

उत्तर:

1. (c)
2. (e)
3. (a)
4. (d)
5. (b)
6. (h)
7. (f)
8. (g)

प्रश्न 4.
एक शब्द/वाक्य में उत्तर दीजिए –

1. इलेक्ट्रॉन की खोज किसने की थी?
2. डी-ब्रॉग्ली समीकरण क्या है?
3. दिगंशी क्वाण्टम संख्या को किससे दर्शाते हैं?
4. हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता के सिद्धान्त का क्या सूत्र है?
5. न्यूट्रॉन की खोज किसने की?

उत्तर:

1. जे.जे.थॉमसन,
2. λ = \(\frac{h}{mv}\)
3. l
4. (∆x) x (∆p) ≥ \(\frac{h}{4π}\)
5. चैडविक।

परमाणु की संरचना अति लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
देहली आवृत्ति क्या है?
उत्तर:
प्रत्येक धातु के लिए, विशिष्ट न्यूनतम आवृत्ति न होती है। जिसे देहली आवृत्ति कहते हैं। इस आवृत्ति से कम मान पर प्रकाश विद्युत् प्रभाव प्रेक्षित नहीं है।

प्रश्न 2.
कार्यफलन किसे कहते हैं?
उत्तर:
किसी इलेक्ट्रॉन को उत्सर्जित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम आवृत्ति hv_o होती है। इसे कार्य फलन (w_o) भी कहते हैं।

प्रश्न 3.
निम्नलिखित विकिरणों के प्रकारों को आवृत्ति के बढ़ते हुए क्रम में व्यवस्थित कीजिए –

(a) माइक्रोवेव ओवन (Oven) से विकिरण
(b) यातायात संकेत से त्रणमणि (Amber) प्रकाश
(c) एफ. एम. रेडियो से प्राप्त विकिरण
(d) बाहरी दिक् से कॉस्मिक किरणें
(e) x-किरणें।

हल:
विकिरणों की आवृत्ति का बढ़ता क्रम निम्न है –
c < a< b < e < d

प्रश्न 4.
कैथोड किरणों की दो विशेषताएँ लिखिए।
उत्तर:
विशेषताएँ:

1. कैथोड किरणें सरल रेखा में गमन करती हैं। यदि इनके मार्ग में कोई अपारदर्शी ठोस पदार्थ रख दिया जाये तो ग्लास ट्यूब के दूसरी ओर उसकी छाया पड़ती है।
2. ये किरणें धातुओं से टकराकर एक्स किरणें उत्पन्न करती हैं।

प्रश्न 5.
न्यूट्रॉन की खोज किस प्रकार हुई ? इसके दो लक्षण लिखिए।
उत्तर:
सन् 1932 में चैडविक ने बतलाया कि जब बेरीलियम पर a कणों की बमबारी की जाती है तो एक नया कण प्राप्त होता है, यह कण उदासीन होता है अर्थात् इस पर कोई आवेश नहीं होता है। इसका द्रव्यमान प्रोटॉन के बराबर होता है। इसे न्यूट्रॉन कहते हैं।

लक्षण:

1. नाभिक में उपस्थित आवेशहीन कण है।
2. न्यूट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन के द्रव्यमान के बराबर 1.6749 x 10^-27 kg या 1.00893 a.m.u. है।

प्रश्न 6.
परमाणु क्रमांक एवं द्रव्यमान संख्या में अंतर लिखिये।
उत्तर:
परमाणु क्रमांक एवं द्रव्यमान संख्या में अंतर –
परमाणु क्रमांक

1. परमाणु क्रमांक परमाणु के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की संख्या है।
2. इसे Z से दर्शाते हैं।

द्रव्यमान संख्या

1. द्रव्यमान संख्या परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन एवं न्यूट्रॉनों की संख्या का योग है।
2. इसे A से दर्शाते हैं।

प्रश्न 7.
परमाणु कक्षक किसे कहते हैं?
उत्तर:
नाभिक के चारों ओर का वह त्रिविम क्षेत्र है जहाँ इलेक्ट्रॉनों के पाये जाने की प्रायिकता अधिकतम रहती है, परमाणु कक्षक कहलाता है।

प्रश्न 8.
α – कण किसे कहते हैं?
उत्तर:
α – कण को ₂He⁴ से दर्शाते हैं क्योंकि α – कण हीलियम नाभिक है जिस पर 2 इकाई धन आवेश होता है तथा इसका द्रव्यमान He नाभिक के बराबर 4 इकाई होता है।

प्रश्न 9.
रदरफोर्ड.परमाणु मॉडल में a-कण के प्रत्यावर्तन से क्या निष्कर्ष है?
उत्तर:

1. अधिकांश α – कण स्वर्णपत्र के आर-पार सीधी रेखा से निकल जाते हैं। अतः परमाणु में नाभिक तथा इलेक्ट्रॉनों के बीच का स्थान लगभग रिक्त रहता है।
2. कुछ α – कण स्वर्णपत्र से टकराने के पश्चात् विचलित हो जाते हैं क्योंकि परमाणु के भीतर एक धनावेशित केन्द्र होता है।
3. 20,000 α – कण में एक a-कण नाभिक से टकराकर वापस आता है क्योंकि परमाणु के आकार की तुलना में नाभिक बहुत छोटा एवं दृढ़ होता है।

प्रश्न 10.
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल में कौन-सी कमियाँ हैं?
उत्तर:
सन् 1913 में नील्स बोर ने रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल को निम्नांकित कारणों से दोषपूर्ण बताया –

1. विद्युत् चुम्बकीय सिद्धान्त के अनुसार जब कोई आवेशित कण किसी परिपथ में भ्रमण करता है तो वह विकिरणों के रूप में कुछ ऊर्जा मुक्त करता है। इसी प्रकार इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर कक्षीय गति करेगा तो उसकी ऊर्जा धीरे-धीरे विकिरणों के रूप में मुक्त होगी और इलेक्ट्रॉन धीरे-धीरे नाभिक के समीप आ जायेगा और अंत में यह नाभिक में समाहित हो जायेगा। इस प्रकार परमाणु अस्थायी होगा जबकि वास्तव में ऐसा नहीं होता।

2. इस मॉडल के अनुसार परमाण्वीय स्पेक्ट्रम सतत् होना चाहिये जबकि प्रयोगों द्वारा स्पष्ट है कि रेखाएँ प्राप्त होती हैं।

3. इस मॉडल के आधार पर विभिन्न कोशों में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या को नहीं दर्शाया जा सकता है।

प्रश्न 11.
विद्युत् चुम्बकीय तरंगें क्या हैं?
उत्तर:
किसी उच्च आवृत्ति वाली प्रत्यावर्ती धारा में से विकिरणों के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित होती है जो एक प्रकार के तरंगों के समान होती है तथा इसका वेग प्रकाश के वेग के समान होता है। ये तरंगें विद्युत् तथा चुम्बकीय क्षेत्रों के दोलन के कारण उत्पन्न होती हैं। इसलिये इन्हें विद्युत् चुम्बकीय तरंगें कहते हैं।

प्रश्न 12.
परमाणु का नाभिक α – कणों को प्रतिकर्षित करता है, क्यों?
उत्तर:
प्रत्येक α – कण पर 2 इकाई धन आवेश होता है। प्रत्येक परमाणु के केन्द्र में धन आवेशित नाभिक होता है। हम जानते हैं कि समान आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं इसलिए परमाणु का नाभिक α – कणों को प्रतिकर्षित करते हैं।

प्रश्न 13.
ऐनोड किरणों तथा कैथोड किरणों में अंतर लिखिए।
उत्तर:
ऐनोड किरणों तथा कैथोड किरणों में अंतर –
ऐनोड किरणे:

1. यह धन आवेशित कणों से मिलकर बनी होती है।
2. ऐनोड किरणों की प्रकृति विसर्जन नली में ली गई गैस की प्रकृति पर निर्भर करती है।
3. ऐनोड किरणों में उपस्थित कणों का द्रव्यमान – विसर्जन नली में ली गई गैस के परमाणु के द्रव्यमान के बराबर होता है।

कैथोड किरणें:

1. यह ऋण आवेशित कणों से मिलकर बनी होती है।
2. कैथोड किरणों की प्रकृति विसर्जन नली में ली गई गैस की प्रकृति पर निर्भर नहीं करती।
3. कैथोड किरणों में उपस्थित कणों का द्रव्यमान नगण्य होता है।

प्रश्न 14.
निम्नलिखित में से कौन-सा कक्षक उच्च प्रभावी नाभिकीय आवेश अनुभव करेगा –

1. 25 और 3s
2. 4d और 4f
3. 3d और 3p

उत्तर:

1. 2s कक्ष के अधिक समीप है अत: यह कक्षक उच्च प्रभावी नाभिकीय आवेश अनुभव करेगा।
2. 4d कक्षक उच्च प्रभावी नाभिकीय आवेश अनुभव करेगा।
3. 3p कक्षक उच्च प्रभावी नाभिकीय आवेश अनुभव करेगा।

प्रश्न 15.
3p कक्षक में उपस्थित कोणीय नोड तथा त्रिज्य नोडों की कुल संख्या ज्ञात कीजिए।
हल:
3p कक्षक के लिए-मुख्य क्वाण्टम संख्या n = 3 तथा
दिगंशी क्वाण्टम संख्या l = 1
कोणीय नोड की संख्या = l = 1
त्रिज्य नोडों की संख्या = n – l – 1 = 3 – 1 – 1 = 1

प्रश्न 16.
परमाणु और आयन में क्या अंतर है?
उत्तर:
परमाणु और आयन में अंतर –
परमाणु:

1. यह पूर्णतः उदासीन होता है।
2. इसमें प्रोटॉनों और इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है।
3. परमाणु अस्थायी होता है तथा रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेता है।

आयन:

1. यह धन आवेशित या ऋण आवेशित होता है।
2. इसमें प्रोटॉनों और इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान नहीं होती है।
3. आयन विलयन अवस्था में स्थायी होता है।

प्रश्न 17.
विद्युत् चुम्बकीय स्पेक्ट्रम क्या है?
उत्तर:
विभिन्न प्रकार के विद्युत् चुम्बकीय विकिरणों को उनकी आवृत्ति या तरंगदैर्घ्य के बढ़ते या घटते क्रम में व्यवस्थित करने से जो ग्राफ प्राप्त होता है उसे विद्युत् चुम्बकीय स्पेक्ट्रम कहते हैं ।

प्रश्न 18.
द्रव्य तरंगें विद्युत् चुम्बकीय तरंगों से भिन्न हैं। समझाइये।
उत्तर:
द्रव्य तरंगें विद्युत् चुम्बकीय तरंगों से निम्न प्रकार भिन्न हैं –

1. इनके तरंगदैर्घ्य का मान विद्युत् चुम्बकीय तरंगों की तुलना में कम होता है।
2. इनका वेग विद्युत् चुम्बकीय तरंगों की तुलना में कम है।
3. द्रव्य तरंगें किसी कण से उत्सर्जित नहीं होतीं बल्कि कण के साथ सम्बद्ध होती हैं।

प्रश्न 19.
इलेक्ट्रॉन अपने निश्चित कक्षाओं में ही घूमते हैं। क्यों?
उत्तर:
गतिशील एवं आवेशयुक्त इलेक्ट्रॉन एक ऊर्जा स्तर से दूसरे ऊर्जा स्तर में जाने पर ऊर्जा का विकिरण या अवशोषण करते हैं जिसके फलस्वरूप परमाणु अस्थिर हो जाता है। परमाणु को स्थायित्व देने हेतु इलेक्ट्रॉन विशिष्ट कक्षाओं में घूमते हैं।

प्रश्न 20.
एक गतिशील इलेक्ट्रॉन के द्वारा कण एवं तरंग, दोनों की प्रकृति दर्शाई जाती है। कारण स्पष्ट कीजिये।
उत्तर:
इलेक्ट्रॉन की कणीय प्रकृति के कारण इसका एक निश्चित संवेग होता है तथा गतिशील होने के कारण यह तरंग गुण दर्शाता है। इस प्रकार इलेक्ट्रॉन दोनों गुण एक साथ दर्शाता है।

प्रश्न 21.
तीव्र गतिशील इलेक्ट्रॉन की स्थिति और वेग को एक साथ ज्ञात करना असंभव है, क्यों?
उत्तर:
इलेक्ट्रॉन एक अतिसूक्ष्म कण है। अतः उसे कम तरंगदैर्घ्य वाले प्रकाश जैसे, किरण या एक्स किरणों से ही देखा जा सकता है। इलेक्ट्रॉनों को देखने के लिये यह आवश्यक है कि फोटॉन इलेक्ट्रॉन से टकराकर वापिस आये। लेकिन इलेक्ट्रॉन का फोटॉन से टकराने के पश्चात् वेग बदल जाता है। इसलिये इलेक्ट्रॉन की स्थिति और वेग को एक साथ ज्ञात करना संभव नहीं है।

प्रश्न 22.
क्रोमियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 4s²3d⁴ के स्थान पर 4s¹3d⁵ लिखा जाता है, क्यों?
उत्तर:
क्रोमियम का सामान्य अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] 4s²3d⁴ होना चाहिये परन्तु 3d⁴ के.यदि 4 इलेक्ट्रॉन हों तो यह 3d कक्षक अपूर्ण कक्षक के रूप में होगा तथा अस्थायित्व को दर्शाता है। यदि 4s का एक इलेक्ट्रॉन उत्तेजित होकर 3d कक्षक में चला जाता है तो 4s तथा 3d कक्षक दोनों कक्षक अर्धपूर्ण कक्षक है जो स्थायित्व को दर्शाते हैं इसलिये क्रोमियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 4s²3d⁴ के स्थान पर 4s¹3d⁵ लिखा जाता है।

प्रश्न 23.
कॉपर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 4s²3d¹ सही क्यों नहीं है?
उत्तर:
कॉपर का सामान्य अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] 4s²3d⁹ है। d कक्षक में 9 इलेक्ट्रॉन हैं जो अपूर्ण कक्षक है तथा अस्थायी है। यदि 4s का एक इलेक्ट्रॉन उत्तेजित होकर 3d कक्षक में चला जाता है तो 4s अर्धपूर्ण तथा 3d कक्षक पूर्णकक्षक है जो अधिक स्थायी है इसलिये कॉपर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 4s²3d⁹ के स्थान पर 4s¹3d¹⁰ लिखा जाता है।

प्रश्न 24.
मैक्स प्लांक का क्वाण्टम सिद्धान्त लिखिए।
उत्तर:
मैक्स प्लांक का क्वाण्टम सिद्धान्त –
1. किसी परमाणु या अणु द्वारा विकरित ऊर्जा का अवशोषण या उत्सर्जन सतत् न होकर निश्चित ऊर्जा के बण्डलों या पैकेटों से होता है जिन्हें क्वाण्टम कहते हैं।

2. प्रत्येक क्वाण्टम से सम्बद्ध ऊर्जा विकिरण की आवृत्ति के समानुपाती होती है।
Ε ∝ ν
E = hν, जहाँ h = प्लांक स्थिरांक है।

3. कोई भी अणु या परमाणु क्वाण्टम के सरल गुणांकों में ही ऊर्जा अवशोषित या उत्सर्जित करती है।

प्रश्न 25.
परमाणु के मौलिक कण क्या हैं? इनके नाम, द्रव्यमान आवेश सहित लिखिये।
उत्तर:
परमाणु तीन प्रकार के कणों से मिलकर बना है, जिन्हें मूलभूत कण या मौलिक कण कहते हैं।

प्रश्न 26.
फोटॉन किसे कहते हैं?
उत्तर:
विकरित ऊर्जा कणिकाओं को फोटॉन कहते हैं अर्थात् प्रकाश के लिये विकिरण का क्वाण्टम hν एक फोटॉन कहलाता है। ये द्रव्यमान रहित कणिकाओं के पैकेट या बण्डल होते हैं।

प्रश्न 27.
समरफील्ड के परमाणु मॉडल की प्रमुख विशेषताएँ लिखिये।
उत्तर:
समरफील्ड के परमाणु मॉडल की प्रमुख विशेषताएँ निम्नलिखित हैं –

1. इलेक्ट्रॉन वृत्तीय कक्षाओं के साथ-साथ दीर्घवृत्तीय कक्षाओं में घूमते हैं जहाँ दो त्रिज्यायें होती हैं।
2. कक्षाएँ उप कक्षाओं से मिलकर बनी होती हैं।
3. किसी कक्षा में उप-कक्षाओं की संख्या क्वाण्टम संख्या n के बराबर होती है।

प्रश्न 28.
क्वाण्टम किसे कहते हैं?
उत्तर:
मैक्स प्लांक के क्वाण्टम सिद्धांत के अनुसार किसी परमाणु या अणु से ऊर्जा का अवशोषण या उत्सर्जन सतत् रूप से न होकर सूक्ष्म पैकेट या क्वाण्टा के रूप में ऊर्जा का संचरण होता है और इस ऊर्जा के अवशोषण या उत्सर्जन 1s , का मात्रक क्वाण्टम कहलाता है।

प्रश्न 29.
ऑफबाऊ का नियम लिखिये।
उत्तर:
ऑफबाऊ एक जर्मन शब्द है जिसका अर्थ क्रमिक रचना या रचना करना है। इस नियम के अनुसार, किसी बहु – ‘इलेक्ट्रॉन वाले परमाणु के विभिन्न कक्षकों में इलेक्ट्रॉन बढ़ती हुई ऊर्जा या घटते हुये स्थायित्व के क्रम में प्रवेश करते हैं। अर्थात् इलेक्ट्रॉन पहले निम्न ऊर्जा वाले कक्षक में जाता है फिर उपयुक्त ऊर्जा स्तर द्वारा उच्च ऊर्जा स्तर वाले कक्षक में चला जाता है।

विभिन्न उपकोशों के लिये बढ़ती हुई ऊर्जा का क्रम निम्नलिखित है –
is 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p

प्रश्न 30.
जीमेन प्रभाव क्या है?
उत्तर:
जीमेन के अनुसार स्पेक्ट्रमी रेखाएँ उत्सर्जित करने वाले स्रोत पर चुम्बकीय क्षेत्र लगाने पर स्पेक्ट्रम की रेखाएँ अनेक सूक्ष्म रेखाओं में विभाजित हो जाती हैं, इस घटना को जीमेन प्रभाव कहते हैं।

प्रश्न 31.
क्लोरीन के अंतिम इलेक्ट्रॉन व अयुग्मित इलेक्ट्रॉन के लिये चारों क्वाण्टम संख्याओं के मान लिखिये।
उत्तर:

Cl₁₇, = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵
अंतिम इलेक्ट्रॉन हेतु, n = 3, l = 1, m = 0, s = –\(\frac{1}{2}\)
अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हेतु,
n = 3, l = 1, m = +1, s = +\(\frac{1}{2}\)

परमाणु की संरचना लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
पॉउली का अपवर्जन नियम उदाहरण सहित लिखिए। इसकी उपयोगिता भी लिखिए।
उत्तर:
पॉउली का अपवर्जन नियम-“किसी भी परमाणु में किन्हीं दो इलेक्ट्रॉनों की चारों क्वाण्टम संख्याएँ समान नहीं हो सकती। दूसरे शब्दों में, एक ही परमाणु के किन्हीं दो इलेक्ट्रॉनों की तीन क्वाण्टम संख्याएँ समान हो सकती हैं परन्तु चौथी चक्रण क्वाण्टम संख्या अवश्य भिन्न होगी। अर्थात् किसी भी कक्षक में विपरीत चक्रण वाले केवल दो इलेक्ट्रॉन रह सकते हैं।”
उदाहरण:

महत्व:

1. परमाणु के विभिन्न मुख्य ऊर्जा स्तरों, उप ऊर्जा स्तरों में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या और विभिन्न इलेक्ट्रॉनों की क्वाण्टम संख्याओं की गणना कर सकते हैं।
2. इस नियम से परमाणु संरचना को काफी स्पष्ट रूप से समझाया जा सकता है।

प्रश्न 2.
हुण्ड के अधिकतम बहुलता के नियम को उदाहरण सहित समझाइये।
उत्तर:
हुण्ड के नियम के अनुसार, “किसी भी उपकोश के कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों के जोड़े तब तक नहीं बनते हैं जब तक कि उस उपकोश के समस्त कक्षकों में एक-एक इलेक्ट्रॉन नहीं चला जाता है।” दूसरे शब्दों में, समान ऊर्जा के कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन तभी होता है जब आने वाले इलेक्ट्रॉन के लिये कोई रिक्त कक्षक न मिले। अर्थात् किसी भी उपकोश के कक्षक में इलेक्ट्रॉन इस प्रकार से भरते हैं कि समान चक्रण के अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिकतम हो।

प्रश्न 3.
डी-ब्रॉग्ली की संकल्पना लिखिए।
उत्तर:
डी-ब्रॉग्ली ने इलेक्ट्रॉन के तरंग स्वरूप को प्रतिपादित किया, जिसके अनुसार “प्रत्येक गतिशील सूक्ष्म कण तरंग के गुण प्रदर्शित करता है।” प्लांक के क्वाण्टम सिद्धान्त के अनुसार,
E = hν …(1)
आइन्स्टीन के द्रव्यमान ऊर्जा संबंध से,
∴ E = mc² …..(2)
समी. (1) और (2) से,
mc² = hν
⇒ mc = h\(\frac{c}{λ}\)
⇒ mc = \(\frac{h}{λ}\)
⇒ λ = \(\frac{h}{mc}\)
कण की प्रकृति तरंग जैसी है इसलिये c को v से प्रतिस्थापित किया जा सकता है। यदि m संहति वाला कण v वेग से गतिमान है तो
λ = \(\frac{h}{mv}\) …(3)
अतः λ = \(\frac{h}{p}\) [mv = p] …(4)
अतः समी. (4) से स्पष्ट है किसी गतिशील कण का तरंगदैर्घ्य उसके संवेग पर निर्भर करता है।

प्रश्न 4.
आप कैसे सिद्ध करोगे कि अतिसूक्ष्म कण जैसे इलेक्ट्रॉन द्वैती प्रकृति दर्शाते हैं?
उत्तर:
कणीय प्रकृति:
जब कोई अतिसूक्ष्म कण जैसे इलेक्ट्रॉन जिंक सल्फाइड के पर्दे पर टकराता है, तो उसका एक धब्बा बन जाता है, इस प्रकार जितने इलेक्ट्रॉन पर्दे पर टकराते हैं उतने धब्बे पर्दे पर बन जाते हैं तथा ये धब्बे स्थानीकृत होते हैं और तरंग के समान पूरे क्षेत्र में फैलते नहीं हैं।

तरंग प्रकृति:
डेविसन और जर्मर ने अपने प्रयोग में निकिल के क्रिस्टल पर इलेक्ट्रॉनों के एक किरण पुंज को भेजा और यह देखा कि ये किरणें क्रिस्टल से ठीक उस प्रकार उस कोण पर विवर्तित होती है जिस पर ब्रैग समीकरण के अनुसार प्रकाश की किरणें होती हैं।

इससे सिद्ध होता है कि इलेक्ट्रॉन कणीय एवं तरंग दोनों प्रकृति दर्शाता है, इसे पदार्थ की द्वैती प्रकृति कहते हैं।

प्रश्न 5.
कैथोड किरणों के प्रमुख गुण लिखिए।
उत्तर:
कैथोड किरणों के गुण:

1. कैथोड किरणें प्रकाश के वेग से सरल रेखा में गमन करती हैं।
2. कैथोड किरणों के मार्ग में यदि विद्युत् क्षेत्र लगाया जाये तो ये धनावेशित क्षेत्र की ओर विक्षेपित हो जाती हैं।
3. इनके मार्ग में हल्का पैडल चक्र रख दिया जाये तो वह घूमने लगता है जो किरणों में उपस्थित तीव्र गतिज ‘ऊर्जा वाले कणों के कारण होता है।
4. ये किरणें गैसों को आयनित कर देती हैं।
5. ये किरणें धातुओं जैसे, टंगस्टन से टकराकर X-किरणें उत्पन्न करती हैं।
6. ये किरणें फोटोग्राफिक प्लेट को प्रभावित करती हैं।

प्रश्न 6.
इलेक्ट्रॉन के प्रमुख गुण लिखिये।
उत्तर:
इलेक्ट्रॉन के गुण:

1. सभी गैसों में ऋण आवेश युक्त कण उपस्थित हैं जो विसर्जन नली में 10^-4 वायुमण्डलीय दाब पर गैस पर उच्च वोल्टता पर कैथोड से उत्पन्न होते हैं।
2. इलेक्ट्रॉन को _-1e⁰ से दर्शाते हैं।
3. इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान हाइड्रोजन के द्रव्यमान का \(\frac{1}{1837}\) वाँ भाग होता है तथा प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान 9.1 x 10^-28 gm या 9.1 x 10^-31 kg है।
4. प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का आवेश 1.60 x 10^-19 कूलॉम होता है।

प्रश्न 7.
ऐनोड किरणें कैसे उत्पन्न होती हैं? उसके गुण लिखिए।
उत्तर:
गोल्डस्टीन:
गोल्डस्टीन ने सन् 1886 में क्रुक्स नली में छिद्रित कैथोड लगाकर न्यून दाब पर गैस में विद्युत् विसर्जन करने पर पाया कि कैथोड किरणें निकलने के कुछ समय पश्चात् ऐनोड से अदृश्य किरणें निकलकर छिद्रित कैथोड की ओर गमन करती हैं। इन किरणों को ऐनोड किरणें या केनाल किरणें कहते हैं।

ऐनोड किरणों के गुण:

1. ऐनोड किरणें सरल रेखा में गमन करती हैं।
2. ऐनोड किरणों के मार्ग में यदि विद्युत् क्षेत्र लगाया जाये तो ये ऋण आवेशित क्षेत्र की ओर मुड़ जाती हैं।
3. ऐनोड किरणें अपने पथ में रखे हुए पैडल चक्र में यांत्रिक गति उत्पन्न करती हैं।
4. विसर्जन नली में अलग-अलग गैस ली जाये तो प्रत्येक दशा में प्राप्त ऐनोड कणों की संहति अलग-अलग होती है।

प्रश्न 8.
प्रोटॉन के लक्षण लिखिए।
उत्तर:
प्रोटॉन के लक्षण:

1. विसर्जन नली में अलग-अलग गैसें लेने पर अलग-अलग द्रव्यमान वाले धनात्मक कण मिलते हैं। हाइड्रोजन गैस से मिलने वाले धनात्मक कण प्रोटॉन कहलाते हैं। इनका द्रव्यमान सबसे कम है।
2. प्रोटॉन को ₁H¹ से दर्शाते हैं।
3. प्रोटॉन का द्रव्यमान 1.67 x 10^-24 gm या 1.67 x 10^-27 kg होता है।
4. प्रोटॉन पर आवेश 1.6 x 10^-19 कूलॉम होता है।

प्रश्न 9.
परमाणु के विभिन्न कोशों में इलेक्ट्रॉन भरे जाने की बोर-बरी व्यवस्था लिखिए।
उत्तर:
परमाणु के कोशों में इलेक्ट्रॉनों के भरे जाने की क्रमिक व्यवस्था बोर-बरी वैज्ञानिक द्वारा दी गई है –

1. किसी कक्षा n में इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिकतम 2n होगी।
2. अंतिम कक्षा में 8 और अंतिम से दूसरी कक्षा में 18 से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं होंगे।
3. अंतिम कक्षा में 2 से अधिक और अंतिम से दूसरी कक्षा में 9 से अधिक इलेक्ट्रॉन उसी समय हो सकते हैं जब पहले की कक्षायें नियमानुसार भर चुकी हों।
4. अंतिम कक्षा में 8 इलेक्ट्रॉन हो जाने पर अगली कक्षा में इलेक्ट्रॉन भरे जाते हैं।
5. यह आवश्यक नहीं कि किसी कक्षा में जब तक 2n के नियम के अनुसार इलेक्ट्रॉन पूरे न हो जाये तभी अगली कक्षा में इलेक्ट्रॉन प्रवेश करेंगे।

प्रश्न 10.
कक्षकों के स्थायित्व से क्या समझते हैं?
उत्तर:
अर्धपूर्ण एवं पूर्ण कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का वितरण सममित होता है और यह सममिति कक्षकों को अतिरिक्त स्थायित्व प्रदान करती है। किसी परमाणु के समान ऊर्जा वाले कक्षकों के मध्य इलेक्ट्रॉनों का विनिमय होता रहता है तथा इस प्रक्रम के दौरान ऊर्जा मुक्त होती है जिसके फलस्वरूप कक्षक स्थायित्व प्राप्त कर लेता है। कक्षक के अर्धपूर्ण या पूर्ण भरे होने पर इलेक्ट्रॉनों के विनिमय की सम्भावना अधिकतम रहती है। इसलिये ये कक्षक अधिक स्थायी होते हैं।

प्रश्न 11.
समस्थानिक तथा समभारिक में अंतर लिखिये।
उत्तर:
समस्थानिक तथा समभारिक में अंतर –
समस्थानिक

1. एक ही तत्व के विभिन्न परमाणु जिनके परमाणु क्रमांक समान किन्तु परमाणु भार भिन्न हैं, समस्थानिक कहलाते हैं।
2. नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की संख्या समान किन्तु न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न होती है।
3. रासायनिक गुणों में समानता होती है।
4. बाहरी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या भिन्न होती है।

समभारिक:

1. विभिन्न तत्वों के विभिन्न परमाणु जिनके परमाणु भार समान किन्तु परमाणु क्रमांक भिन्न हैं, समभारिक कहलाते हैं।
2. नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की संख्या तथा न्यूट्रॉनों की संख्या भिन्न होती है।
3. रासायनिक गुणों में भिन्नता होती है।
4. बाहरी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है।

प्रश्न 12.
बोर के परमाणु मॉडल के प्रमुख अभिगृहीत लिखिए।
उत्तर:
बोर के परमाणु मॉडल के प्रमुख अभिगृहीत निम्नलिखित हैं –

1. परमाणु एक अतिसूक्ष्म कण है, जिसके केन्द्र में नाभिक स्थित है और नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन बंद वृत्तीय कक्षाओं में चक्कर लगाते रहते हैं, जिन्हें कोश भी कहते हैं।

2. परमाणु नाभिक के चारों ओर अनेक वृत्ताकार कक्षाएँ संभव हैं किन्तु इलेक्ट्रॉन कुछ विशिष्ट कक्षाओं में ही घूम सकते हैं जिनमें घूमने से इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा में कोई हानि नहीं होती।

3. ईलेक्ट्रॉन केवल उन्हीं कक्षाओं में घूमते हैं जिनमें उनका कोणीय संवेग \(\frac{h}{2π}\) या उनका सरल गुणांक होता है। इन कक्षाओं को स्थायी कक्षक कहते हैं। यदि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान m, कक्षा की त्रिज्या r तथा इलेक्ट्रॉन का वेग v हो तो –
mvr = \(\frac{nh}{2π}\) जहाँ n = 1, 2, 3

4. इलेक्ट्रॉन सामान्यतः अपनी ऊर्जा के अनुरूप वाली कक्षा में ही चक्कर लगाता रहता है, किन्तु जब यह बाहर से ऊर्जा अवशोषित कर लेता है तो यह कूदकर उच्च ऊर्जा वाली कक्षा में चला जाता है। यहाँ 10^-8 सेकण्ड ठहरकर तुरन्त निम्न ऊर्जा वाली कक्षा में आ जाता है तथा वापस लौटते समय इलेक्ट्रॉन विद्युत् चुम्बकीय तरंगों के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करता है।

5. स्थायी कक्षाओं की ऊर्जा निश्चित होती है। इन कक्षाओं को ऊर्जा स्तर कहते हैं तथा नाभिक से बाहर की ओर इनका क्रम रहता है। इन ऊर्जा स्तरों में घूमने वाले इलेक्ट्रॉन ऊर्जा का उत्सर्जन नहीं करते।

प्रश्न 13.
कक्ष और कक्षक में अंतर लिखिए।
उत्तर:
कक्ष और कक्षक में अंतर:
कक्ष:

1. नाभिक के चारों ओर निश्चित वृत्ताकार पथ जिस पर इलेक्ट्रॉन गमन करता है कक्ष कहलाता है।
2. सभी कक्ष वृत्ताकार होते हैं।
3. कक्ष अदिशात्मक होते हैं।
4. यह इलेक्ट्रॉन की द्विविमीय गति को दर्शाता है।
5. कोश के इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 2n² होती है।

कक्षक:

1. नाभिक के चारों ओर त्रिविमीय क्षेत्र है जहाँ इलेक्ट्रॉन के पाये जाने की प्रायिकता अधिकतम होती है।
2. s कक्षक के अलावा विभिन्न कक्षकों का आकार अलग-अलग होता है।
3. s कक्षक को छोड़कर सभी दिशात्मक होते हैं।
4. यह इलेक्ट्रॉन की त्रिविमीय गति को दर्शाता है।
5. किसी कक्षक में अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं।

प्रश्न 14.
(n + 1) नियम क्या है?
उत्तर:

1. विभिन्न कक्षकों में इलेक्ट्रॉन (n + 1) नियम के अनुसार भरते हैं जहाँ n मुख्य क्वाण्टम संख्या तथा l दिगंशी क्वाण्टम संख्या है। इस नियम के अनुसार नया इलेक्ट्रॉन उस कक्षक में पहले प्रवेश करता है जिसके लिये n + 1 का मान सबसे कम होता है।
उदाहरण:
2s और 2p के लिये n + 1 के मान क्रमशः 2 और 3 हैं। अतः इलेक्ट्रॉन पहले 25 उपकोश में प्रवेश करेगा।

2. यदि दो या दो से अधिक कक्षकों के लिये n + 1 का मान समान हो तो नया आने वाला इलेक्ट्रॉन उस कक्षक में प्रवेश करता है जिसके लिये n का मान न्यूनतम होता है।
उदाहरण:
4p और 3d दोनों उपकोशों के लिये n + 1 का मान 5 है। लेकिन 3d के लिये n का मान कम है। इसलिये 3d उपकोश में इलेक्ट्रॉन पहले प्रवेश करेगा।

प्रश्न 15.
बोर सिद्धान्त के मुख्य दोष क्या हैं?
उत्तर:
बोर सिद्धान्त के मुख्य दोष निम्नलिखित हैं –

1. बोर के सिद्धान्त के द्वारा एक से अधिक इलेक्ट्रॉन वाले परमाणुओं के स्पेक्ट्रम की व्याख्या नहीं की जा सकती है।
2. बोर के सिद्धान्त के अनुसार इलेक्ट्रॉन की कक्षाओं को वृत्ताकार माना गया है जबकि कक्षाएँ दीर्घ वृत्ताकार भी होती हैं।
3. यह हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धान्त की व्याख्या नहीं करता।
4. यह इलेक्ट्रॉन की द्वैती प्रकृति का स्पष्टीकरण नहीं करता है।

प्रश्न 16.
हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता का सिद्धान्त क्या है? इसका गणितीय रूप लिखिए।
उत्तर:
इस सिद्धान्त के अनुसार इलेक्ट्रॉन जैसे गतिमान अति सूक्ष्म कण की स्थिति तथा संवेग का एक साथ सही निर्धारण करना संभव नहीं है। यदि एक को निश्चितता के साथ निर्धारित कर लिया जाये तो दूसरे का निर्धारण करना अनिश्चित हो जाता है।
गणितीय रूप:
∆x × ∆p ≥ \(\frac{h}{4π}\)
∆x × m∆v ≥ \(\frac{h}{4π}\)
जहाँ ∆x = स्थिति में अनिश्चितता
∆p = संवेग में अनिश्चितता
h = प्लांक स्थिरांक है।

इस समीकरण के अनुसार गतिशील सूक्ष्म कण की स्थिति की अनिश्चितता और संवेग की अनिश्चितता विपरीत अनुपात में होते हैं। यदि एक का मान कम हो तो दूसरे का मान अधिक होगा।

प्रश्न 17.
ऑफबाऊ सिद्धान्त के आधार पर निम्नलिखित परमाणुओं की मूल अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए –

1. निऑन (Z = 10)
2. फॉस्फोरस (Z = 15)
3. क्लोरीन (Z = 17)
4. पोटैशियम (Z = 19)

उत्तर:

1. निऑन (Z = 10) – 1s² 2s² 2p_x², 2p_y², 2p^z2
2. फॉस्फोरस (Z = 15) – 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p_x¹ 3p_y¹, 3p_z¹
3. क्लोरीन (Z = 17) – 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p_x² 3p_y² 3p_z²
4. पोटैशियम (Z = 19) – 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹.

प्रश्न 18.
निम्न इलेक्ट्रॉनिक विन्यासों में हुण्ड का नियम प्रदर्शित कीजिए –

1. ₈O⁺²
2. ₇N^-3
3. ₆C^-1

उत्तर:

प्रश्न 19.
3p_x, 4p_y तथा 5p_z कक्षक में यदि एक-एक इलेक्ट्रॉन हो तो उनके लिये चारों क्वाण्टम संख्या के मान ज्ञात कीजिए।
उत्तर:

प्रश्न 20.
क्लोरीन परमाणु के 17वें तथा Fe के 26 वें इलेक्ट्रॉन के लिये चारों क्वाण्टम संख्याओं के मान लिखिये।
उत्तर:

प्रश्न 21.
इलेक्ट्रॉन का – मान किसने ज्ञात किया तथा कैसे ज्ञात किया?
उत्तर:
इलेक्ट्रॉन के \(\frac{e}{m}\) मान का निर्धारण सर जे.जे थॉमसन द्वारा किया गया। सर थॉमसन द्वारा इलेक्ट्रॉन के आवेश (e) तथा द्रव्यमान (m) का निर्धारण करने के लिये ऐनोड से आगे पहुँचने पर सीधी रेखाओं में चलने वाली किरण पुंज का चुनाव करने के लिये किरणों को एक गोल डिस्क से गुजरने दिया जाता है। किरणों पर आरोपित चुम्बकीय क्षेत्र एवं विद्युत् क्षेत्र की दिशाएँ एक-दूसरे के लम्बरूप तथा किरणों की गति की दिशा के भी लम्बरूप होती हैं तथा किरणों के विक्षेपण को मापकर कण के आवेश (e) तथा द्रव्यमान (m) का अनुपात ज्ञात किया जाता है। \(\frac{e}{m}\) का मान 1.76 x 10⁸ कूलॉम/ग्राम प्राप्त होता है।

प्रश्न 22.
प्राकृतिक रेडियो ऐक्टिवता क्या है? समझाइये।
उत्तर:
प्रो. हेनरी बेकरल ने सन् 1898 में पाया कि यूरेनियम तथा उनके यौगिकों में एक विशिष्ट गुण होता है। इन पदार्थों से लगातार अदृश्य किरणों का उत्सर्जन होता है, जो जिंक सल्फाइड की प्लेट पर टकराकर प्रतिदीप्ति उत्पन्न करती है तथा x-किरणों की तरह फोटोग्राफिक प्लेट को प्रभावित करती है व गैसों को आयनित कर देती है तथा ये किरणें पतले धातु की चादरों को बेधने की क्षमता रखते हैं। इन किरणों को बेकरल किरणें कहा गया। मैडम क्यूरी ने इन किरणों को रेडियोएक्टिव किरणें तथा इस गुण को रेडियो ऐक्टिवता कहा। अतः “वह पदार्थ जिनमें इस प्रकार सक्रिय अदृश्य किरणों को उत्सर्जित करने का गुण होता है रेडियो ऐक्टिव पदार्थ कहलाते हैं तथा यह गुण रेडियो ऐक्टिवता कहलाता है।”

प्रश्न 23.
कोश, उपकोश व कक्षक में अंतर समझाइये।
उत्तर:
कोश:
किसी परमाणु में नाभिक के चारों ओर वह निश्चित वृत्ताकार पथ जिस,पर इलेक्ट्रॉन गमन करते हैं कक्ष या कोश कहलाते हैं। बोर के सिद्धान्त के अनुसार इलेक्ट्रॉन केवल उन्हीं कक्षाओं में गमन करते हैं जिनका कोणीय संवेग (mvr) का मान \(\frac{h}{2π}\) या उसके सरल गुणांक के बराबर होता है। इसे मुख्य क्वाण्टम संख्या द्वारा दर्शाया जाता है तथा प्रत्येक कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 2n होती है।

उपकोश:
प्रत्येक कोश में कई उप ऊर्जा स्तर या उपकोश होते हैं जिन्हें s, p, d, fद्वारा दर्शाया जाता है। किसी भी कोश में उपकोशों की संख्या 2n² के बराबर होती है। इन्हें दिगंशी क्वाण्टम संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है। विभिन्न उपकोशों के लिये के मान निश्चित हैं।

कक्षक:
नाभिक के चारों ओर वह त्रिविम क्षेत्र जहाँ इलेक्ट्रॉनों के मिलने की प्रायिकता अधिकतम होती है, कक्षक कहलाते हैं। इनका निर्धारण चुम्बकीय क्वाण्टम संख्याओं की सहायता से किया जाता है।

प्रश्न 24.
स्पष्ट कीजिये, क्यों?

1. कैथोड किरणों में उपस्थित कणों पर ऋण आवेश है।
2. कैथोड किरणें उनके मार्ग में रखे पहिये को घुमा देती है।

उत्तर:

1. यदि कैथोड किरणों को विद्युत् क्षेत्र से गुजरने दिया जाये तो कैथोड किरणें धनात्मक प्लेटों की ओर विक्षेपित होने लगती हैं जो यह दर्शाती हैं कि कैथोड किरणों में उपस्थित कणों पर ऋण आवेश उपस्थित है।

2. कैथोड किरणों के मार्ग में यदि हल्का पैडल चक्र रख दिया जाये तो वह घूमने लगता है जो यह दर्शाती है कि कैथोड किरणें उच्च गतिज ऊर्जा वाले कणों से मिलकर बनी होती हैं अर्थात् कैथोड किरणे पदार्थ कणों से मिलकर बनी हैं।

प्रश्न 25.
इलेक्ट्रॉन जैसे सूक्ष्म कण की द्वैती प्रकृति से क्या तात्पर्य है?
अथवा
एक गतिशील इलेक्ट्रॉन द्वारा कण एवं तरंग दोनों की समान प्रकृति प्रदर्शित की जाती है। कारण स्पष्ट कीजिये।
उत्तर:
इलेक्ट्रॉन एक सूक्ष्म कण है तथा इलेक्ट्रॉन की कणीय प्रकृति होने के कारण इसका विशिष्ट संवेग होता है तथा गतिशील होने के कारण तरंग के समान व्यवहार प्रदर्शित करता है, जिससे विवर्तन प्रभाव प्राप्त होता है तथा इलेक्ट्रॉन दोनों प्रभाव एक साथ दर्शाता है। अन्य सूक्ष्म कण प्रोटॉन और न्यूट्रॉन यहाँ तक परमाणु भी तीव्र गतिमान किये जाने पर द्वैती प्रकृति दर्शाता है। गतिशील कण द्वारा उत्पन्न तरंग के तरंगदैर्ध्य को डी-ब्रॉग्ली समीकरण द्वारा दर्शाया जाता है। उनके अनुसार किसी भी गतिशील कण का तरंगदैर्घ्य उसके संवेग के व्युत्क्रमानुपाती होता है तथा इसे निम्न समीकरण द्वारा दर्शाया जाता है
λ = \(\frac{h}{mv}\)
या λ = \(\frac{h}{p}\) λ ∝ \(\frac{1}{p}\) [my = p]
जहाँ 2 = अतिसूक्ष्म कण जैसे इलेक्ट्रॉन का तरंगदैर्घ्य, m = कण का द्रव्यमान, v = कण का वेग, p= कण का संवेग, h = प्लांक स्थिरांक। .

प्रश्न 26.
बामर सूत्र क्या है? यह हाइड्रोजन वर्णक्रम की व्याख्या कैसे करता है?
उत्तर:
जे.जे. बामर के अनुसार हाइड्रोजन परमाणु के दृश्य क्षेत्र के स्पेक्ट्रम की रेखाओं की आवृत्ति को निम्नलिखित सूत्र द्वारा दर्शाया जा सकता है –

जहाँ R_H = रिडबर्ग स्थिरांक है तथा n = 3, 4, 5, 6, ……
यह रेखाओं की श्रेणी दृश्य क्षेत्र में होती है तथा बामर श्रेणी कहलाती है। इसके पश्चात् चार अन्य श्रेणियों का पता चला। पराबैंगनी क्षेत्र में लाइमन श्रेणी तथा अवरक्त क्षेत्र में पाश्चन श्रेणी, ब्रेकेट श्रेणी तथा फुण्ड श्रेणी की रेखायें प्राप्त होती हैं । इनकी व्याख्या करने के लिये बामर सूत्र को निम्न सूत्र के रूप में संशोधित किया गया।

प्रश्न 27.
परमाणु वर्णक्रम को रेखिल वर्णक्रम कहा जाता है, क्यों?
उत्तर:
इस प्रकार का स्पेक्ट्रम समस्त तत्वों के परमाणुओं द्वारा दिया जाता है। इसमें विशिष्ट रंग के अनेक श्रेणीबद्ध पतली चमकीली रेखायें होती हैं जो काली रेखाओं द्वारा पृथक् रहती हैं। प्रत्येक तत्व विशिष्ट प्रकार के रेखिल स्पेक्ट्रम देते हैं तथा ये स्पेक्ट्रम उन तत्वों की विशिष्ट पहचान होती हैं। उदाहरण-सोडियम के स्पेक्ट्रम में 5890 Å और 5896 Å तरंगदैर्घ्य पर दो स्पष्ट पीली रेखाएँ प्राप्त होती हैं।

यदि एक विसर्जन नली में कम दाब पर हाइड्रोजन गैस भरकर उसमें विद्युत् धारा प्रवाहित की जाती है तो एक लाल रंग का प्रकाश दिखाई देगा। इस प्रकार उत्सर्जित प्रकाश का स्पेक्ट्रोस्कोप की सहायता से विश्लेषण किया जाता है तो एक असतत् स्पेक्ट्रम प्राप्त होता है जिसमें चार प्रमुख रेखाएँ प्राप्त होती हैं जिन्हें H_αa, H_βg, H_γ, तथा H_δ कहते हैं । इस प्रकार का स्पेक्ट्रम जिसमें केवल रेखाएँ होती हैं, रेखिल स्पेक्ट्रम कहलाती हैं।

प्रश्न 28.
रदरफोर्ड के प्रकीर्णन प्रयोग के प्रमुख निष्कर्ष लिखिए।
उत्तर:

1. अधिकांश a कण स्वर्णपत्र के आर-पार सीधी रेखाओं में निकल जाते हैं जिससे यह निष्कर्ष निकलता है कि परमाणु का अधिकांश भाग खोखला एवं आवेशहीन होता है।

2. कुछ α कण स्वर्णपत्र से टकराने के पश्चात् विभिन्न कोणों पर विचलित हो जाते हैं क्योंकि α कण धनावेशित हैं। अतः परमाणु के भीतर एक धनावेशित केन्द्र होना चाहिये जिससे धनावेशित α कण प्रतिकर्षित होकर विभिन्न कोणों में विक्षेपित हो जाते हैं। इस भारी धनावेशित केन्द्र को नाभिक कहते हैं।

3. लगभग 20,000 में से एक α कण स्वर्णपत्र से टकराकर अपने पूर्व मार्ग में ही वापिस लौट आता है। क्योंकि परमाणु के आकार की तुलना में नाभिक बहुत छोटा एवं दृढ़ होता है। रदरफोर्ड के अनुसार परमाणु की त्रिज्या 10^-8 cm तथा नाभिक की त्रिज्या 10^-13 cm होती है।

4. नाभिक के चारों ओर खाली स्थान होता है जिनमें ऋण आवेशित इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर घूमते रहते हैं। इस गति के कारण कार्य करने वाला अपकेन्द्र बल, इलेक्ट्रॉनों तथा धनावेशित नाभिक के मध्य स्थिर वैद्युत आकर्षण बल को संतुलित करता है। इस संतुलन के कारण इलेक्ट्रॉन नाभिक में नहीं गिरते।

परमाणु की संरचना दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
बोर की त्रिज्या की गणना कीजिये।
उत्तर:
हाइड्रोजन परमाणु का एकाकी इलेक्ट्रॉन जब नाभिक के चारों ओर गमन करता है तो उस पर दो बल कार्य करते हैं।

1. नाभिक द्वारा लगाया गया आकर्षण बल = \(\frac { Ze^{ 2 } }{ r^{ 2 } } \)
2. अपकेन्द्री बल जो बाहर की ओर कार्य करता है = \(\frac { mv^{ 2 } }{ 2 } \)

जहाँ Z = परमाणु संख्या, m = इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान, v = इलेक्ट्रॉन का वेग, e = आवेश, r= परमाणु त्रिज्या।
गतिशील इलेक्ट्रॉन पर कार्यरत् अभिकेन्द्री बल एवं अपकेन्द्री बल बराबर और विपरीत दिशा में कार्य करते हैं तथा दोनों का परिमाण समान हो तो एक-दूसरे को संतुलित करते हैं और इलेक्ट्रॉन अपनी स्थिति पर घूमता रहता है।

प्रश्न 2.
प्रकाश पुंज का प्रिज्म द्वारा अवयवी घटकों में पृथक्करण किस प्रकार होता है? सचित्र वर्णन कीजिए।
उत्तर:
श्वेत प्रकाश को किसी प्रिज्म में से गुजरने दिया जाए तो उसके अवयवी विभिन्न तरंगदैर्घ्य वाली अलग-अलग रंगों वाली किरणों से विक्षेपित हो जाती हैं। यदि प्रिज्म के इस ओर फोटोग्रॉफिक प्लेट लगा दी जाये तो प्रकाश के सात रंग, सात पट्टियों के रूप में आ जाते हैं जिसे सतत् वर्णक्रम कहते हैं। इसमें एक रंग की पट्टी दूसरे रंग की पट्टी में आंशिक रूप से समायी रहती है। इनमें बैंगनी रंग का तरंगदैर्ध्य सबसे कम लेकिन अपवर्तनांक अधिकतम होने के कारण अधिक झुककर अपवर्तित होता है तथा इसकी आवृत्ति सबसे अधिक होती है। लाल रंग का तरंगदैर्ध्य अधिक किन्तु आवृत्ति सबसे कम होती है।

प्रश्न 3.
हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता सिद्धान्त समझाइये। इसका गणितीय व्यंजक लिखिए।
उत्तर:
इस सिद्धान्त के अनुसार, “इलेक्ट्रॉन जैसे सूक्ष्म और गतिशील कण की सही स्थिति और संवेग का एक साथ निर्धारण करना असंभव है।”
यदि Δ x = स्थिति में अनिश्चितता, Δ p = संवेग में अनिश्चितता हो, तो
Δx × Δp ≥ \(\frac{h}{4π}\)
⇒ Δx × mΔv ≥ \(\frac{h}{4π}\)
⇒ Δx ∝ \(\frac { 1 }{ \Delta p }\)
Δp यदि इलेक्ट्रॉन जैसे सूक्ष्म कण की स्थिति के निर्धारण की अनिश्चितता Δ x का मान कम हो तो संवेग की अनिश्चितता Δ p का मान अधिक होगा।

मान लो यदि किसी इलेक्ट्रॉन की स्थिति ज्ञात करनी हो तो यह आवश्यक है कि हम उसे देख सकें। इलेक्ट्रॉन को देखने के लिये दृश्य प्रकाश का उपयोग नहीं कर सकते हैं क्योंकि उसका तरंगदैर्घ्य 5000Å इलेक्ट्रॉन के व्यास से बहुत अधिक है। अतः इसके लिये कम तरंगदैर्घ्य वाले विकिरण X-किरण का उपयोग करते हैं। परन्तु X-किरण द्वारा इलेक्ट्रॉन की स्थिति का निर्धारण तब तक नहीं होगा जब वह इलेक्ट्रॉन से न टकराये तथा टकराकर प्रकीर्णित न हो।

X-किरण के फोटॉन के इलेक्ट्रॉन से टकराने से कॉम्पटन प्रभाव उत्पन्न होगा जिससे इलेक्ट्रॉन के वेग में अत्यधिक वृद्धि होगी। इस प्रभाव के कारण इलेक्ट्रॉन का वेग तथा संवेग अनिश्चित हो जायेगा। इलेक्ट्रॉन की सही स्थिति ज्ञात करने के लिये यदि हम और कम तरंगदैर्घ्य के विकिरण का उपयोग करें तो संवेग की अनिश्चितता का मान और बढ़ेगा।

हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धान्त का निष्कर्ष बोहर सिद्धान्त के निष्कर्ष के विपरीत है। बोर सिद्धान्त के अनुसार किसी कोश में इलेक्ट्रॉन की स्थिति एवं वेग का सही-सही निर्धारण किया जा सकता है। किन्तु हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धान्त के अनुसार इलेक्ट्रॉन की स्थिति और वेग का सही-सही निर्धारण एक साथ नहीं किया जा सकता है।

प्रश्न 4.
क्वाण्टम संख्या क्या है? क्वाण्टम संख्या कितने प्रकार की होती है ? तथा प्रत्येक से प्राप्त होने वाली जानकारी का वर्णन कीजिए।
उत्तर:
परमाणु में किसी इलेक्ट्रॉन को पूर्ण रूप से अभिव्यक्त करने के लिये जिन संख्याओं की सहायता ली जाती है उन्हें क्वाण्टम संख्या कहते हैं। क्वाण्टम संख्याएँ निम्नलिखित चार प्रकार की होती हैं –

1. मुख्य क्वाण्टम संख्या (n)
2. दिगंशी क्वाण्टम संख्या (1)
3. चुम्बकीय क्वाण्टम संख्या (m)
4. चक्रण क्वाण्टम संख्या (s)।

1. मुख्य क्वाण्टम संख्या:
इसे n से दर्शाते हैं। यह इलेक्ट्रॉन के मुख्य कोश को प्रदर्शित करती है। इसकी सहायता से नाभिक से इलेक्ट्रॉन की औसत दूरी, इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा, इलेक्ट्रॉन अभ्र के प्रभावी आयतन का निर्धारण किया जा सकता है।n का मान शून्य के अतिरिक्त कोई भी पूर्ण संख्या होती है।

2. दिगंशी क्वाण्टम संख्या:
इसे ! से दर्शाते हैं। यह उपकोशों को प्रदर्शित करता है। इससे इलेक्ट्रॉन का कोणीय संवेग, उपकोशों की आकृति, किसी कोश में उपस्थित उपकोशों की संख्या का निर्धारण करते हैं। के मान मुख्य क्वाण्टम संख्या पर निर्भर करते हैं। किसी n के लिये l के मान 0 से लेकर n – 1 तक होते हैं। l के अधिक-से-अधिक चार मान 0, 1, 2 अथवा 3 होते हैं जो क्रमशः s, p, d एवं f उपकोशों को प्रकट करते हैं।
यदि n = 1 l = 0 अर्थात् s उपकोश
n = 2 l = 0, 1 अर्थात् s व p उपकोश
n = 3 l = 0, 1, 2 अर्थात् s, p, d उपकोश
n = 4 l = 0, 1, 2, 3 अर्थात् s, p, d वf उपकोश

3. चुम्बकीय क्वाण्टम संख्या:
इसे m से दर्शाते हैं। यह परमाणु स्पेक्ट्रम के स्रोत को चुम्बकीय क्षेत्र में रखने पर प्राप्त स्पेक्ट्रमी रेखाओं के विघटन अथवा जीमन प्रभाव को दर्शाता है। यह किसी उपकोश में उपस्थित कक्षकों की संख्या को दर्शाता है। किसी l के लिये m के मान -l से +l तक होते हैं। यदि l = 0, m = 0, l = 1 तो m = -1, 0 + 1 तथा l = 2, m = -2, -1, 0, +1, +2 और l = 3 तो m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 होता है, इस प्रकार m के संपूर्ण मानों की संख्या 2l + 1 होती है।

4. चक्रण क्वाण्टम संख्या:
इसे 5 से दर्शाते हैं । कोणीय संवेग या स्पिन ऊर्जा को व्यक्त करने के लिये चक्रण क्वाण्टम संख्या s का प्रयोग किया जाता है। s के 2 मान होते हैं। दक्षिणावर्त तथा वामावर्त घूर्णन के अनुसार चक्रण क्वाण्टम संख्या के दो मान +\(\frac{1}{2}\) तथा –\(\frac{1}{2}\) होते हैं।

प्रश्न 5.
बोर का परमाणु सिद्धान्त हाइड्रोजन परमाणु के रेखिल वर्णक्रम की व्याख्या करने के किस प्रकार सहायक सिद्ध हुआ? समझाइए।
अथवा
हाइड्रोजन वर्णक्रम की विभिन्न वर्णक्रम रेखाओं से बोर मॉडल का वर्णन कीजिए।
उत्तर:
हाइड्रोजन परमाणु के रेखिल स्पेक्ट्रम में अनेक रेखाओं की पाँच श्रेणियाँ प्राप्त होती हैं। ये श्रेणियाँ अलग-अलग तरंगदैर्घ्य के क्षेत्र में होती हैं। जैसे-लाइमन श्रेणी पराबैंगनी क्षेत्र में, बामर श्रेणी दृश्य क्षेत्र में पाश्चन, ब्रेकेट एवं फुण्ड श्रेणियाँ अवरक्त क्षेत्र में होती हैं।

हाइड्रोजन परमाणु में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है, लेकिन इसके स्पेक्ट्रम में अनेक रेखाएँ प्राप्त होती हैं, बोर ने इसका स्पष्टीकरण किया। उनके अनुसार प्रत्येक परमाणु में कुछ निश्चित ऊर्जा स्तर होते हैं जिनमें अनुरूप ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन चक्कर लगाते रहते हैं। हाइड्रोजन गैस में असंख्य हाइड्रोजन परमाणु होते. हैं जिनकी सामान्य अवस्था में इलेक्ट्रॉन निम्नतर प्रथम ऊर्जा स्तर में रहता है। जब हाइड्रोजन परमाणु को बाहर से उपयुक्त ऊर्जा मिलती है तो विभिन्न परमाणु ऊर्जा का अवशोषण करके विभिन्न ऊर्जा स्तरों में चले जाते हैं।

ये इलेक्ट्रॉन उच्चतम ऊर्जा स्तर में 10^-8 सेकण्ड रहकर तुरन्त ही ऊर्जा का उत्सर्जन करके किसी भी निम्नतम ऊर्जा स्तर में आ जाता है। इस प्रक्रिया को संक्रमण कहते हैं। इस ऊर्जा का उत्सर्जन प्रकाश के फोटॉन के रूप में होता है। प्रत्येक फोटॉन की आवृत्ति तथा तरंगदैर्घ्य निश्चित होती है जिसके फलस्वरूप ही वर्णक्रम में विभिन्न रेखाएँ प्राप्त होती हैं। परमाणु की विभिन्न ऊर्जा स्तरों में सबसे अंदर की ऊर्जा स्तर n = 1 में इलेक्ट्रॉनों के वापिस आने से लाइमन श्रेणी प्राप्त होती है। इसी प्रकार जब ऊर्जा स्तर 3, 4, 5 से इलेक्ट्रॉन दूसरी कक्षा में आता है तो बामर श्रेणी प्राप्त होती है। इसी प्रकार जब इलेक्ट्रॉन विभिन्न उच्च ऊर्जा स्तरों में क्रमशः तीसरे, चौथे और पाँचवें कोश में आता है तो पाश्चन, ब्रेकेट तथा फुण्ड श्रेणी प्राप्त होती है।

माना एक इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर n₁ से जिसमें उसकी ऊर्जा E₁ है से निम्न ऊर्जा स्तर n₂ जिसमें उसकी ऊर्जा E₂ में आता है तथा प्राप्त रेखा की आवृत्ति ν हो तो।

जहाँ R_H रिडबर्ग स्थिरांक है। उपर्युक्त समीकरण की सहायता से बामर ने R के प्रायोगिक मान की गणना की। R के मान की गणना करने पर R का मान 109677.8 cm^-1 प्राप्त होता है। स्पष्ट है कि n = 1, 2, 3, 4, 5 तथा n₂ के विभिन्न मान रखने पर क्रमशः लाइमन, बामर, पाश्चन, ब्रेकेट तथा फुण्ड श्रेणियाँ प्राप्त होती हैं।

प्रश्न 6.
कक्षक s, p तथा d आकृति कैसी होती है?
उत्तर:
कक्षक का आकार:
द्विगंशी क्वाण्टम संख्या किसी ऑर्बिटल का आकार निर्धारित करती है। यदि l = 0 हो तो कक्षक कोणीय संवेग का मान शून्य होता है। अतः s आर्बिटल अदैशिक तथा गोलतः सममित होता है अर्थात् नाभिक से किसी निश्चित दूरी पर इलेक्ट्रॉन के पाये जाने की संभावना सभी दिशाओं में समान होती है। मुख्य क्वाण्टम संख्या में वृद्धि के साथ-साथ s कक्षक का आकार भी बढ़ता जाता है। यदि मुख्य क्वाण्टम संख्या का मान n है तो s कक्षक में n समकेन्द्रिक गोले होंगे तथा n के मान में वृद्धि के साथ s कक्षक की ऊर्जा में भी वृद्धि होती है तथा मुख्य क्वाण्टम संख्या का मान n होने पर नोडल तलों की संख्या n – 1 होती है।

p कक्षक का आकार:
यदि n = 2 हो तो l = 0, 1 होता है। l = 1 के लिये m के तीन मान -1, 0, +1 होते हैं। इसका अर्थ यह है कि p उपकोश में तीन कक्षक होते हैं जिन्हें P., P, तथा p. से दर्शाते हैं। इन तीनों p कक्षकों की ऊर्जाएँ समान होती हैं। परन्तु उनके दिक्विन्यास भिन्न होते हैं। P_x, P_y, P_z, कक्षक क्रमशः x, y तथा : अक्ष की दिशाओं में सममित होते हैं। p कक्षक का आकार डम्बल होता है। प्रत्येक कक्षक की दोनों पालियाँ एक तल द्वारा पृथक् होती हैं जहाँ इलेक्ट्रॉन घनत्व शून्य होता है, यह तल नोडल तल कहलाता है।

d कक्षक का आकार:
d कक्षक के लिये l = 2 होता है अतः चुम्बकीय क्वाण्टम संख्या m के पाँच विभिन्न मान -2, -1, 0, +1, +2 होते हैं। इन्हें क्रमश: d_xy, d_yz, dx_zx d_x²–_y², d_zx से दर्शाते हैं। इनके आकार अलग-अलग किन्तु ऊर्जा समान होती है। तीन कक्षक dy,dy,du के आकार समान होते हैं, परन्तु इनकी चारों पालियाँ जो उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व दर्शाती हैं xy, yz तथा zx के तल पर स्थित होती हैं। ये दोहरे डम्बल आकृति के होते हैं। d_x²–_y² कक्षक d_xy कक्षक के समान होता है लेकिन पालियाँ x – अक्ष और Y – अक्ष पर स्थित होती हैं। d_z² कक्षक की दोनों पालियाँ अक्ष Z – अक्ष पर स्थित होती हैं। इसमें उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व दर्शाने वाली रिंग होती है जो xy – तल पर स्थित रहती है।

MP Board Class 11th Chemistry Solutions

In this article, we will share MP Board Class 11th Hindi Swati Solutions गद्य Chapter 9 भोलाराम का जीव Pdf, These solutions are solved subject experts from the latest edition books.

MP Board Class 11th Hindi Swati Solutions गद्य Chapter 9 भोलाराम का जीव

भोलाराम का जीव अभ्यास

भोलाराम का जीव अति लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
यमदूत को किसने चकमा दिया था?
उत्तर:
यमदूत को भोलाराम के जीव ने चमका दिया था।

प्रश्न 2.
भोलाराम का जीव ढूँढ़ने के लिए धरती पर कौन आया?
उत्तर:
भोलाराम का जीव ढूँढ़ने यमराज के आदेश से नारद जी धरती पर आये।

प्रश्न 3.
भोलाराम की स्त्री ने नारद जी से क्या प्रार्थना की? (2015)
उत्तर:
भोलाराम की स्त्री ने नारद जी से यह प्रार्थना की कि यदि वे भोलाराम की रुकी हुई पेंशन दिलवा दें तो बच्चों का पेट कुछ दिन के लिए भर जायेगा।

प्रश्न 4.
भोलाराम के मरने का क्या कारण था?
उत्तर:
भोलाराम को अवकाश के पश्चात् पाँच वर्ष तक पेंशन प्राप्त नहीं हुई। अतः धनाभाव के कारण मृत्यु हो गयी।

भोलाराम का जीव लघु उत्तरीय प्रश्नोत्तर

प्रश्न 1.
भोलाराम की जीवात्मा कहाँ अंटकी थी, वहस्वर्गक्यों नहीं जाना चाहता था?
उत्तर:
भोलाराम की जीवात्मा उसकी पेंशन की दरख्वास्तों में अटकी हुई थी। भोलाराम का मन उन्हीं में लगा था। इसी कारण वह स्वर्ग में बिल्कुल भी जाना नहीं चाहता था।

प्रश्न 2.
साहब ने नारद जी की वीणा क्यों माँगी?
उत्तर:
साहब ने नारद जी की वीणा इसलिए माँगी क्योंकि कार्यालयों की फाइलों में रखी दरख्वास्तें तभी आगे बढ़ती हैं जबकि उन दरख्वास्तों पर वजन रखा जाता है। इसी कारण साहब ने नारद जी की वीणा को दरख्वास्तों पर वजन बढ़ाने के लिए माँग लिया।

प्रश्न 3.
“भोलाराम की दरख्वास्तें उड़ रही हैं, उन पर ‘वजन’ रखिये।” वाक्य में वजन शब्द किसकी ओर संकेत कर रहा है?
उत्तर:
भोलाराम की दरख्वास्तें उड़ रही हैं, उन पर ‘वजन’ रखिये का अर्थ वाक्य में इस बात को स्पष्ट करता है कि कुछ घूस दीजिए। क्योंकि आज के युग में जब तक कुछ रिश्वत न दो तो कार्यालयों में दरख्वास्तें आगे नहीं बढ़ी। इस प्रकार लेखक ने कार्यालयों में होने वाले भ्रष्टाचार एवं रिश्वतखोरी पर करारा व्यंग्य किया है। परसाई जी ने कहा कि यदि दरख्वास्तों पर वजन नहीं रखोगे तो उड़ जायेंगी। साधारण-सी बात द्वारा रिश्वत देने का संकेत किया है।

भोलाराम का जीव दीर्घ उत्तरीय प्रश्नोत्तर

प्रश्न 1.
भोलाराम के रिटायर होने के बाद उसे और उसके परिवार को किन परेशानियों का सामना करना पड़ा? (2010)
उत्तर:
भोलाराम के रिटायर होने के बाद उसे निम्नलिखित कठिनाइयों का सामना करना पड़ा-
(1) आर्थिक कठिनाई :
भोलाराम के रिटायर होने के पश्चात् उसे और उसके परिवार को सबसे अधिक आर्थिक कठिनाई को झेलना पड़ा। क्योंकि रिटायर होने से पूर्व भी उसके पास धन का अभाव था। रिटायर होने के बाद पाँच वर्ष तक भोलाराम को पेंशन नहीं मिली। इस कारण वह मकान मालिक को किराया भी नहीं दे सका। उसके परिवार में दो पुत्र एवं एक पुत्री थे। इन सबका पालन-पोषण करने वाला एकमात्र भोलाराम ही था। आर्थिक परेशानियों के कारण भोलाराम की मृत्यु हो गयी।

(2) कार्यालय कर्मचारियों का अमानवीय व्यवहार :
भोलाराम रिटायर होने के बाद हर पन्द्रह दिन के बाद दफ्तर में दरख्वास्त देने के लिए जाते थे। लेकिन लगातार पाँच वर्ष तक चक्कर काटने के बाद भी भोलाराम को पेंशन नहीं मिली। भोलाराम का परिवार भुखमरी के कगार पर आ खड़ा हुआ। धीरे-धीरे पेंशन न मिलने के फलस्वरूप गरीबी और भूख से व्याकुल भोलाराम मृत्यु की गोद में समा गया।

(3) पालन-पोषण की चिन्ता :
रिटायर होने के बाद पेंशन न मिलने के कारण भोलाराम को अपने परिवार की बहुत अधिक चिन्ता थी क्योंकि वह भूख से बेहाल बच्चों को नहीं देख सकता था। बच्चों के पालन-पोषण के लिए धीरे-धीरे घर के बर्तन व अन्य सामान भी बिक गये। परन्तु परिवार के पोषण की चिन्ता व मकान मालिक को किराया देने की चिन्ता ने उसे समय से पूर्व ही मौत की गोद में सुला दिया।

प्रश्न 2.
धर्मराज के अनुसार नरक की आवास समस्या किस प्रकार हल हुई?
उत्तर:
धर्मराज के अनुसार नरक की आवास समस्या इस प्रकार हल हुई। नरक में आवास की व्यवस्था करने के लिए उत्तम कारीगर आ गये थे। अनेक इस प्रकार के ठेकेदार भी थे जिन्होंने पूरे पैसे लेने के बाद बेकार इमारतें बनायी थीं।

इसके अतिरिक्त अनेक बड़े-बड़े इंजीनियर भी आये हुए थे। इन इंजीनियरों एवं ठेकेदारों ने बहुत-सा धन पंचवर्षीय योजनाओं के अन्तर्गत हड़प लिया था। इंजीनियर कभी भी काम पर नहीं गये थे। मगर इन गुणी कारीगरों, ठेकेदारों एवं इंजीनियरों ने मिलकर नरक के आवास की समस्या को चुटकियों में हल कर दिया था। क्योंकि ये सभी भवन निर्माण की कला में निपुण थे।

प्रश्न 3.
“अगर मकान मालिक वास्तव में मकान मालिक है तो उसने भोलाराम के मरते ही उसके परिवार को निकाल दिया होगा।” इस वाक्य में निहित व्यंगार्थ को स्पष्ट कीजिए।
उत्तर:
अगर मकान मालिक वास्तव में मकान मालिक है तो उसने भोलाराम के मरते ही परिवार को निकाल दिया होगा। इस वाक्य में आज के मकान मालिकों की हृदयहीनता पर कठोर प्रहार किया है।

इस कहानी के माध्यम से लेखक ने यह बताने का प्रयास किया है कि किरायेदार के पास भोजन के लिए रुपया हो अथवा न हो, वह मरे अथवा जीवित रहे। मकान मालिक को केवल किराये से मतलब है। लेखक का अभिप्राय है जब तक मकान मालिक को आशा थी कि भोलाराम की पेंशन एक न एक दिन मिल जायेगी। तब तक उसने भोलाराम के परिवार को उसमें रहने दिया।

भोलाराम के मरते ही मकान मालिक को किराये के रुपये मिलने की उम्मीद समाप्त हो गयी। अतः उसने उसके परिवार को घर से निकाल दिया।

लेखक ने मकान मालिकों पर भी व्यंग्य किया है कि उन्हें केवल रुपयों से मतलब होता है। मकान मालिक स्वयं को शासक समझते हैं और किरायेदारों पर शासन करते हैं। समय पर मकान का किराया न मिलने पर घर से बाहर सामान फिकवाने से भी नहीं चूकते हैं।

प्रश्न 4.
साहब ने भोलाराम की पेंशन में देर होने की क्या वजह बताई?
उत्तर:
छोटे बाबू ने भोलाराम की पेंशन में देर होने का प्रमुख कारण बताया कि भोलाराम ने अपनी दरख्वास्तों पर वजन नहीं रखा था। अत: वह कहीं पर उड़ गयी होंगी।

इसी कारण नारद जी सीधे बड़े साहब के पास पहँचे। वहाँ पहँचने पर बड़े साहब ने कहा, “क्या आप दफ्तरों के रीति-रिवाज नहीं जानते। असली गलती भोलाराम की थी, यह भी तो एक मन्दिर है। अत: यहाँ भी दान पुण्य करना पड़ता है लेकिन भोलाराम ने वजन नहीं रखा। अतः पेंशन मिलने में देर हो गयी।”

लेखक ने इस कहानी के माध्यम से दफ्तरों के बाबू और साहब लोगों की मानसिक दशा का विवेचन किया है। परसाई जी ने यह बताने का प्रयास किया है कि बिना चढ़ावे के कोई भी कार्य नहीं होता है।

प्रश्न 5.
लेखक ने इस व्यंग्य के माध्यम से किन अव्यवस्थाओं पर चोट की है? (2008, 12)
उत्तर:
लेखक ने अपने इस व्यंग्य के माध्यम से समाज में होने वाले भ्रष्टाचारों के विभिन्न पहलुओं पर प्रकाश डाला है। लेखक का कहना है कि आज चालाकी, झूठ, जालसाजी एवं रिश्वतखोरी का चारों ओर बोलबाला है। समाज का प्रत्येक श्रेणी का व्यक्ति इस रिश्वतखोरी एवं चालाकी के रोग से ग्रसित है। बिना इसके कोई भी काम नहीं होता है।

लेखक ने सबसे पहले कारीगरों, ठेकेसरों एवं इंजीनियरों पर व्यंग्य किया है। वे किस प्रकार रद्दी सामग्री का प्रयोग करके भवन निर्माण करते हैं। भवन निर्माण के लिए आये हुए रुपयों को किस प्रकार हड़प लेते हैं।

इसके पश्चात् सरकारी दफ्तरों की दुर्दशा का वर्णन किया है। जहाँ चपरासी से लेकर साहब तक सभी को रिश्वत चाहिए। बिना रिश्वत लिए किस प्रकार प्रार्थना-पत्र हवा में उड़ जाते हैं अर्थात् कागजों पर कार्यवाही रुक जाती है। इस बात पर लेखक ने व्यंग्य किया है। रिश्वत और घूस लेने की बात को न तो साहब खुलकर कहते हैं और न ही चपरासी।

रिश्वत लेने के साहब व चपरासियों के ऐसे सूक्ष्म संकेतात्मक शब्द होते हैं जो कि इस बात को स्पष्ट कर देते हैं कि कर्मचारी का काम कैसे होगा। इस व्यंग्य में लेखक ने रिश्वत देने के लिए ‘वजन’ शब्द का प्रयोग किया है। बिना वजन’ के कागज उड़ जायेंगे। इस प्रकार व्यंग्यपूर्ण शब्दों का प्रयोग किया है।

सरकारी दफ्फरों में फैली अव्यवस्था, भ्रष्टाचार एवं घूसखोरी का वर्णन किया है। उन्होंने यह भी बताया जो कर्मचारी अपने जीवन के बहुमूल्य क्षण सरकारी सेवा में लगाते हैं। उनको रिटायर होने के बाद किस प्रकार पेंशन के लिए दफ्तरों के चक्कर काटने पड़ते हैं।

दफ्तरों के चक्कर काटने के उपरान्त भी धन का चढ़ावा न चढ़ाने पर व्यक्ति को भूखे मरने की नौबत आ जाती है। इस प्रकार सरकारी दफ्तरों की दशा का ऐसा वर्णन किया है जो पाठक के सम्मुख दफ्तरों की अव्यवस्था एवं अनियमितता का परिचायक है। लेखक ने मानव की आधुनिकता पर भी प्रहार किया है और बताया है कि आज के युग में कोई साधु-सन्तों को भी नहीं पूजता है। वे साधुओं की भी अवहेलना करते हैं।

परसाई जी ने समाज की कुत्सित मनोवृत्ति को उजागर किया है। सामाजिक विसंगतियों तथा मानसिक दुर्बलता, राजनीति व रिश्वतखोरी एवं लालफीताशाही पर तीखा व्यंग्य किया है।

प्रश्न 6.
इन गद्यांशों की संदर्भ एवं प्रसंगों सहित व्याख्या कीजिए
(1) आप हैं बैरागी …………….. करना पड़ता है।
(2) धर्मराज क्रोध ………… इन्द्रजाल हो गया।
उत्तर:
(1) सन्दर्भ :
पूर्ववत्।

प्रसंग :
उपर्युक्त कथन पेंशन दफ्तर के साहब का नारद जी के प्रति है। वे उनको दान-पुण्य के विषय में समझा रहे हैं। साहब नारद जी को पेंशन के कागजों पर वजन रखने के लिए कहते हैं।

व्याख्या :
प्रस्तुत गद्यांश में नारद जी को पेंशन कार्यालय के साहब सरकारी कार्यालयों की गतिविधियों से परिचित करवा रहे हैं। जब नारद जी को साहब की बात समझ में नहीं आयी तो उन्होंने कहा कि भोलाराम ने जो गलती की वह आप न करें। यदि आप मेरा कहा मान लेंगे तो आपका कार्य पूर्ण हो जायेगा। आप इस कार्यालय को देवालय समझेंगे तभी आपको सफलता मिलेगी। जिस प्रकार ईश्वर से सम्पर्क करने के लिए व्यक्ति को मन्दिर के पुजारी के समक्ष दान-दक्षिणा देनी पड़ती है। उसी प्रकार इस कार्यालय में भी आपको अधिकारी से सहयोग करने के लिए भोलाराम की दरख्वास्तों पर ‘वजन’ रखना होगा, क्योंकि बिना वजन के दरख्वास्तें उड़ रही हैं। आपको यह बात मैं केवल इस कारण बता रहा हूँ कि आप भोलाराम के प्रियजन हैं। इसी कारण इन दरख्वास्तों पर वजन रख दें। जिससे कि भोलाराम द्वारा की गयी गलती सुधर जाय। इस प्रकार नारद जी से रिश्वत देने के लिए व्यंग्य में कहा है।

(2) सन्दर्भ :
प्रस्तुत गद्यांश हमारी पाठ्य-पुस्तक के ‘भोलाराम का जीव’ नामक व्यंग्य से लिया गया है। इसके लेखक सुप्रसिद्ध व्यंग्यकार हरिशंकर परसाई’ हैं।

प्रसंग :
प्रस्तुत गद्यांश में बताया है कि भोलाराम की मृत्यु हुए पाँच दिन हो गये। लेकिन वह अभी तक धर्मराज के पास नहीं पहुँचा। अतः धर्मराज दूत के प्रति क्रोध व्यक्त कर रहे हैं।

व्याख्या :
गद्यांश में भोलाराम के जीव के विषय में बताया है कि वह किस प्रकार यमदूत को चकमा दे गया। धर्मराज ने क्रोधित होते हुए दूत से कहा अरे बेवकूफ ! तू निरन्तर कई वर्षों से जीवों को लाने का कार्य कर रहा है। इस कार्य को करते-करते तू वृद्ध हो गया है। लेकिन तुझसे एक साधारण से वृद्ध व्यक्ति को नहीं लाया गया और वह जीव तुझे धोखा देकर कहाँ लोप हो गया।

दूत ने नतमस्तक होकर धर्मराज से कहा-महाराज, मैंने अपने कार्य में तनिक भी असावधानी नहीं की थी। मैं प्रत्येक कार्य को भली प्रकार करता हूँ। इस कार्य को करने की मेरी आदत भी है। मेरे हाथों से कभी भी कोई भी अच्छे-से-अच्छा वकील भी नहीं मुक्त हो पाया है। लेकिन इस समय तो कोई मायावी चमत्कार ही हो गया है। क्योंकि मेरी सावधानी के बाद भी भोलाराम का जीव अदृश्य हो गया।

प्रश्न 7.
इन पंक्तियों का पल्लवन कीजिए-
(1) साधुओं की बात कौन मानता है?
उत्तर:
उपर्युक्त कथन नारद जी का भोलाराम की पत्नी के प्रति है। जब नारद जी भोलाराम की पत्नी से मिलने गये तब उसकी पत्नी के मन में यह आशा जागृत हुई कि नारद जी सिद्ध पुरुष हैं अतः कार्यालय के कर्मचारी उनकी बात को नहीं टालेंगे। परन्तु उसकी बात को सुनकर नारद जी बोले कि साधुओं की बात कौन मानता है ? कहने का तात्पर्य है कि आधुनिक युग में मनुष्य साधुओं को न तो सम्मान देते हैं, न ही उनके कोप भाजन से भयभीत होकर कोई कार्य करना चाहते हैं। प्राचीन युग में मनुष्य साधु-सन्तों का मान-सम्मान करते थे तथा उनकी आज्ञा का पालन करना कर्त्तव्य मानते थे।

(2) गरीबी भी एक बीमारी है। (2008)
उत्तर:
प्रस्तुत वाक्य भोलाराम की पत्नी का है जब नारद जी भोलाराम की पेंशन के विषय में उससे मिलने जाते हैं। उस समय नारद जी भोलाराम की पत्नी से पूछते हैं कि, “भोलाराम को क्या बीमारी थी?” इस पर भोलाराम की पत्नी कहती है, “मैं आपको किस प्रकार बताऊँ भोलाराम को गरीबी की बीमारी थी।”

अर्थात् भोलाराम की सबसे बड़ी बीमारी उसकी निर्धनता थी, क्योंकि भोलाराम के पास जीवन-यापन के लिए रुपया न था। पेंशन लेने के लिए लगातार कार्यालय के चक्कर लगाते-लगाते थक गया था। उसे हर पल चिन्ता सताती थी कि परिवार का भरण-पोषण किस प्रकार होगा? घर में जितने बर्तन व आभूषण थे सब एक-एक करके बिक गये थे। अतएव भोलाराम अपनी गरीबी की बीमारी से ग्रसित होकर काल के गाल में समा गया।
“चिता हम उसे कहते हैं जो मुर्दे को जलाती है।
बड़ी है इसलिए चिन्ता जो जीते को जलाती है।”

(3) साधु-सन्तों की वीणा से तो और भी अच्छे स्वर निकलते हैं।
उत्तर:
यह कथन पेंशन से सम्बन्धित कार्यालय के साहब का है। जब नारद जी को साहब ने भोलाराम की दरख्वास्त पर ‘वजन’ रखने को कहा तो नारद जी उसका अभिप्राय समझ न पाये। तब साहब ने नारद जी की चापलूसी की और समझाया कि इस वीणा को वे उसे दे दें। क्योंकि उनकी पुत्री गायन-वादन में निपुण है। साहब ने साधु-सन्तों की प्रशंसा भी की जिससे नारद जी अपनी वीणा को साहब को दे दें।

वीणा हथियाने के लिए ही साहब ने इस प्रकार नारद जी से कहा कि साधु-सन्त वीणा का रख-रखाव जानते हैं। इसके अतिरिक्त इसका प्रयोग उत्तम संगीत के लिए करते हैं। अतः इस वीणा के स्वर भी अच्छे होंगे।
अच्छी संगति में वस्तु पर अच्छा ही प्रभाव पड़ता है। ऐसा लेखक ने साहब के माध्यम से कहलवाने का प्रयास किया है।

भोलाराम का जीव भाषा अध्ययन

प्रश्न 1.
निम्नलिखित शब्दों के लिए मानक शब्द लिखिए-
ओवरसियर, गुमसुम, इंकमटैक्स, हाजिरी, दफ्तर, आखिर, इमारत, बकाया, काफी, रिटायर।
उत्तर:

प्रश्न 2.
निम्नलिखित मुहावरों को अपने वाक्यों में प्रयोग कीजिए।
उत्तर:
(1) चमका देना
वाक्य प्रयोग-अपराधी पुलिस को चकमा देकर भाग गये।

(2) चंगुल से छूटना
वाक्य प्रयोग-रोहन का आतंकवादियों के चंगुल से छूटना आसान नहीं है।

(3) उड़ा देना
वाक्य प्रयोग-गुरुजनों की शिक्षा को हँसी में उड़ा देना उचित नहीं है।

(4) पैसा हड़पना
वाक्य प्रयोग-अपहरणकर्ता ने पैसा हड़पने के बाद भी व्यापारी को मार ही डाला।

(5) वजन रखना
वाक्य प्रयोग-प्रत्येक विभाग के कर्मचारी वजन रखवाकर ही काम करना चाहते हैं।

प्रश्न 3.
इस पाठ में से योजक चिह्न वाले विशेषण क्रिया के द्विरुक्ति शब्द छाँटकर लिखिए।
उत्तर:

प्रश्न 4.
निम्नलिखित वाक्यों के शुद्ध रूप लिखिए
(क) धोखा नहीं खाई थी आज तक मैंने।
(ख) रास्ता मैं कट जाता है डिब्बे के डिब्बे मालगाड़ी के।
(ग) आ गई उम्र तुम्हारी रिटायर होने की।
(घ) फाइल लाओ केस की भोलाराम बड़े बाबू से।
उत्तर:
(क) मैंने आज तक धोखा नहीं खाया था।
(ख) मालगाड़ी के डिब्बे के डिब्बे रास्ते में कट जाते हैं।
(ग) तुम्हारी भी रिटायर होने की उम्र आ गई।
(घ) बड़े बाबू से भोलाराम के केस की फाइल लाओ।

प्रश्न 5.
निम्नलिखित अनुच्छेद में पूर्ण विराम, निर्देशक चिह्न तथा अवतरण चिह्न आदि का यथास्थान प्रयोग कीजिए-
बाबू हँसा आप साधु हैं आपको दुनियादारी समझ में नहीं आती दरख्वास्तें पेपरवेट से नहीं दबती खैर आप इस कमरे में बैठे बाबू से मिलिए।
उत्तर:
बाबू हँसा-“आप साधु हैं, आपको दुनियादारी समझ में नहीं आती। दरख्वास्तें ‘पेपरवेट’ से नहीं दबतीं। खैर, आप इस कमरे में बैठे बाबू से मिलिए।”

भोलाराम का जीव पाठ का सारांश

हरिशंकर परसाई एक महान् व्यंग्यकार के रूप में हिन्दी जगत् में सुविख्यात हैं। उनके द्वारा लिखित प्रस्तुत पाठ भोलाराम का जीव’ वर्तमान भ्रष्टाचार पर एक करारा व्यंग्य है। पौराणिक प्रतीकों के माध्यम से भोलाराम नामक सेवानिवृत्त एक साधारण व्यक्ति की सेवानिवृत्ति के पश्चात् आने वाली समस्याओं का व्यंग्यात्मक आंकलन है। भोलाराम की जीवात्मा मृत्यु के पश्चात् भी पेंशन सम्बन्धी कार्यों में अटकी हुई है।

व्यंग्य में घूसखोरी एवं प्रशासकीय अव्यवस्था के प्रति करारा प्रहार किया गया है। प्रस्तुत व्यंग्य का उद्देश्य किसी के हृदय को दुखाने का नहीं अपितु कर्त्तव्यपरायणता एवं दूसरों के दुःखों के प्रति संवेदना जागृत करना है।

भोलाराम का जीव कठिन शब्दार्थ

असंख्य = अनेक। लापता = गायब। कुरूप = बदसूरत। चकमा = धोखा। सावधानी = ध्यान से। गुमसुम = चुपचाप। दिलचस्प = रोचक। दरख्वास्त = प्रार्थना-पत्र। कोशिश = प्रयास, प्रयत्न। कुटिल = क्रूर। असल में वास्तव में। ऑर्डर = आदेश। दफ्तरों = कार्यालयों। हाजिर = उपस्थित। तीव्र = तेज। वायु-तरंग = हवा की लहरें। चंगुल = फन्दा, बन्धन में फंसा। अभ्यस्थ = अभ्यस्त। इन्द्रजाल = जादू । व्यंग = चुभने वाली हँसी। विकट = भयानक। छान डाला = खोज डाला, ढूँढ़ डाला। टैक्स = कर। बकाया = शेष। क्रन्दन = रुदन। संसार छोड़ना = मृत्यु को प्राप्त होना।

भोलाराम का जीव संदर्भ-प्रसंग सहित व्याख्या

1. धर्मराज क्रोध से बोले-“मूर्ख ! जीवों को लाते-लाते बूढ़ा हो गया, फिर भी एक मामूली बूढ़े आदमी के जीव ने तुझे चकमा दे दिया।”
दूत ने सिर झुकाकर कहा, “महाराज, मेरी सावधानी में बिल्कुल कसर नहीं थी। मेरे इन अभ्यस्थ हाथों से अच्छे-अच्छे वकील भी नहीं छूट सके। पर इस बार तो कोई इन्द्रजाल ही हो गया।”

सन्दर्भ :
प्रस्तुत गद्यांश हमारी पाठ्य-पुस्तक के ‘भोलाराम का जीव’ नामक व्यंग्य से लिया गया है। इसके लेखक सुप्रसिद्ध व्यंग्यकार हरिशंकर परसाई’ हैं।

प्रसंग :
प्रस्तुत गद्यांश में बताया है कि भोलाराम की मृत्यु हुए पाँच दिन हो गये। लेकिन वह अभी तक धर्मराज के पास नहीं पहुँचा। अतः धर्मराज दूत के प्रति क्रोध व्यक्त कर रहे हैं।

व्याख्या :
गद्यांश में भोलाराम के जीव के विषय में बताया है कि वह किस प्रकार यमदूत को चकमा दे गया। धर्मराज ने क्रोधित होते हुए दूत से कहा अरे बेवकूफ ! तू निरन्तर कई वर्षों से जीवों को लाने का कार्य कर रहा है। इस कार्य को करते-करते तू वृद्ध हो गया है। लेकिन तुझसे एक साधारण से वृद्ध व्यक्ति को नहीं लाया गया और वह जीव तुझे धोखा देकर कहाँ लोप हो गया।

दूत ने नतमस्तक होकर धर्मराज से कहा-महाराज, मैंने अपने कार्य में तनिक भी असावधानी नहीं की थी। मैं प्रत्येक कार्य को भली प्रकार करता हूँ। इस कार्य को करने की मेरी आदत भी है। मेरे हाथों से कभी भी कोई भी अच्छे-से-अच्छा वकील भी नहीं मुक्त हो पाया है। लेकिन इस समय तो कोई मायावी चमत्कार ही हो गया है। क्योंकि मेरी सावधानी के बाद भी भोलाराम का जीव अदृश्य हो गया।

विशेष :

1. शैली व्यंग्यपूर्ण है। भाषा सरस व सरल है।
2. लेखक ने धर्मराज के क्रियाकलाप का परिचय दिया है।

2. “वह समस्या तों हल हो गई, पर एक विकट उलझन आ गई है। भोलाराम नाम के एक आदमी की पाँच दिन पहले मृत्यु हुई। इसने सारा ब्रह्माण्ड छान डाला, पर वह कहीं नहीं मिला। अगर ऐसा होने लगा, तो पाप-पुण्य का भेद ही मिट जायेगा।”

सन्दर्भ :
पूर्ववत्।

प्रसंग :
प्रस्तुत गद्यांश में लेखक ने धर्मराज की चिन्ता के बारे में बताया है कि भोलाराम का जीव मृत्यु के उपरान्त कहीं भी नहीं मिला।

व्याख्या :
प्रस्तुत गद्यांश में बताया है कि धर्मराज की नरक आवास की चिन्ता तो समाप्त हो गई, क्योंकि धर्मराज ने उस समस्या का समाधान योग्य कारीगर एवं इंजीनियरों द्वारा करवा लिया था, लेकिन अब धर्मराज के सम्मुख एक विकराल समस्या उत्पन्न हो गयी है। यमदूत के पास से भोलाराम का जीव निकलकर गायब हो गया। उसने सम्पूर्ण ब्रह्माण्ड में खोज लिया लेकिन वह मिल ही नहीं रहा है, जबकि उसकी मृत्यु को केवल पाँच ही दिन हुए थे। इस बात का हमें कदापि दुःख नहीं है कि भोलाराम का जीव गायब हो गया। हमें तो इस बात का दुःख है यदि इस प्रकार मृत्यु के उपरान्त जीव गायब होने लगे तो पाप-पुण्य का अन्तर समाप्त हो जायेगा, क्योंकि ऐसा कहा जाता है कि व्यक्ति को अपने कर्मानुसार ही स्वर्ग और नरक में जाना पड़ता है। इसी कारण व्यक्ति संसार में बुरे कर्म करते समय अवश्य भयभीत रहता है कि उसे ईश्वर के दरबार में जाने के उपरान्त वहाँ अपने कर्मों का हिसाब देना पड़ेगा। इसीलिए भोलाराम का जीव गायब होने पर धर्मराज की चिन्ता बढ़ गयी थी।

विशेष :

1. लेखक ने इस कहानी के माध्यम से बताया है कि व्यक्ति को अपने कर्मानुसार फल भुगतना पड़ता है।
2. यह उक्ति सत्य है-
   जो जस करहिं, सो तस फल चाखा।
3. भाषा सरल, व्यंग्यपूर्ण एवं मुहावरेदार है। जैसे-ब्रह्माण्ड छानना।
4. लेखक ने मानव को सत्कर्म करने की शिक्षा दी है।

3. क्या बताऊँ? गरीबी की बीमारी थी पाँच साल हो गये, पेंशन पर बैठे, पर पेंशन अभी तक नहीं मिली। हर दस पन्द्रह दिन में एक दरख्वास्त देते थे, पर वहाँ से यही जवाब मिलता, “विचार हो रहा है।” इन पाँच सालों में सब गहने बेचकर हम लोग खा गये। फिर बर्तन बिके। अब कुछ नहीं बचा था। फाके होने लगे थे। चिन्ता में घुलते-घुलते और भूखे मरते-मरते उन्होंने दम तोड़ दिया।” (2009, 17)

सन्दर्भ :
पूर्ववत्। प्रसंग-भोलाराम की पत्नी नारद को अपने पति की बीमारी के विषय में बताती है।

व्याख्या :
भोलाराम की बीमारी के विषय में उसकी पत्नी कहती है कि उन्हें गरीबी की बीमारी थी। वे पाँच साल पहले नौकरी पूरी करके पेंशन पर गये थे किन्तु आज तक पेंशन नहीं मिली है। वे पेंशन पाने की कोशिश में लगे रहते थे। दस-पन्द्रह दिन बाद पेंशन के लिए दरख्वास्त लिखते थे। वहाँ पता लगता था कि अभी पेंशन देने पर विचार किया जा रहा है। गरीबी के कारण पेंशन के अभाव में हमने अपने सभी गहने बेचकर अपना पेट भरा। इसके बाद घर के बर्तन बेचकर काम चलाया। अब घर में कुछ नहीं बचा था। भूखे पेट रहने लगे थे। पेंशन की चिन्ता और पेट की भूख से परेशान रहते हुए वे इस संसार से चल बसे।।

विशेष :

1. सरकारी अधिकारियों के अमानवीय व्यवहार के घातक परिणाम का चित्रण किया गया है।
2. सरल, सुबोध तथा व्यंग्यात्मक शैली को अपनाया है।
3. व्यावहारिक खड़ी बोली का प्रयोग हुआ है।

4. “आप हैं बैरागी ! दफ्तरों के रीति-रिवाज नहीं जानते। असल में भोलाराम ने गलती की। भई यह भी एक मन्दिर है। यहाँ भी दान-पुण्य करना पड़ता है। आप भोलाराम के आत्मीय मालूम होते हैं। भोलाराम की दरख्वास्तें उड़ रही हैं, उन पर वजन रखिए।” (2008)

सन्दर्भ :
पूर्ववत्।

प्रसंग :
उपर्युक्त कथन पेंशन दफ्तर के साहब का नारद जी के प्रति है। वे उनको दान-पुण्य के विषय में समझा रहे हैं। साहब नारद जी को पेंशन के कागजों पर वजन रखने के लिए कहते हैं।

व्याख्या :
प्रस्तुत गद्यांश में नारद जी को पेंशन कार्यालय के साहब सरकारी कार्यालयों की गतिविधियों से परिचित करवा रहे हैं। जब नारद जी को साहब की बात समझ में नहीं आयी तो उन्होंने कहा कि भोलाराम ने जो गलती की वह आप न करें। यदि आप मेरा कहा मान लेंगे तो आपका कार्य पूर्ण हो जायेगा। आप इस कार्यालय को देवालय समझेंगे तभी आपको सफलता मिलेगी। जिस प्रकार ईश्वर से सम्पर्क करने के लिए व्यक्ति को मन्दिर के पुजारी के समक्ष दान-दक्षिणा देनी पड़ती है।

उसी प्रकार इस कार्यालय में भी आपको अधिकारी से सहयोग करने के लिए भोलाराम की दरख्वास्तों पर ‘वजन’ रखना होगा, क्योंकि बिना वजन के दरख्वास्तें उड़ रही हैं। आपको यह बात मैं केवल इस कारण बता रहा हूँ कि आप भोलाराम के प्रियजन हैं। इसी कारण इन दरख्वास्तों पर वजन रख दें। जिससे कि भोलाराम द्वारा की गयी गलती सुधर जाय। इस प्रकार नारद जी से रिश्वत देने के लिए व्यंग्य में कहा है।

विशेष :

1. भाषा शैली व्यंग्य प्रधान है। उर्दू शब्दों का प्रयोग है; जैसे-दफ्तर, असल, दरख्वास्तें आदि।
2. लेखक ने कार्यालय के साहब पर व्यंग्य किया है।

5. साहब ने कुटिल मुस्कान के साथ कहा, “मगर वजन चाहिए। आप समझे नहीं। जैसे आपकी यह सुन्दर वीणा है, इसका भी वजन भोलाराम की दरख्वास्त पर रखा जा सकता है। मेरी लड़की गाना-बजाना सीखती हैं। यह मैं उसे दूंगा। साधु सन्तों की वीणा से तो और अच्छे स्वर निकलते हैं।”

सन्दर्भ :
पूर्ववत्।

प्रसंग :
नारद जी जब भोलाराम की पेंशन के सन्दर्भ में साहब के दफ्तर में प्रविष्ट हो जाते हैं तो वे नारद जी को भोलाराम की दरख्वास्त पर वजन रखने को कहते हैं।

व्याख्या :
जब नारद जी भोलाराम की पेंशन के विषय में जानने के लिए कार्यालय में साहब के पास जाते हैं, तब साहब क्रूरता से मुस्करा कर नारद जी से कहते हैं। इस दरख्वास्त पर वजन रखिये। ‘वजन’ का अभिप्राय न समझने पर साहब उदाहरण के लिए कहते हैं आपकी यह वीणा बहुत ही खूबसूरत है। इसके अतिरिक्त आपके पास और कुछ है भी नहीं। अतः बिना वजन के भोलाराम की दरख्वास्त पर कार्यवाही प्रारम्भ नहीं होगी। वजन के रूप में नारद जी को अपनी वीणा गँवानी पड़ी।

ऐसा इस कारण हुआ क्योंकि साहब की लड़की को गायन-वादन का शौक था। अतः साहब ने वीणा को उपयोगी समझकर नारद जी से वजन स्वरूप माँग ली। इसके अतिरिक्त साहब ने यह भी कहा कि यह वीणा मैं अपनी पुत्री को उपहार स्वरूप दे दूँगा। उन्होंने नारद जी की वीणा की भी प्रशंसा की और कहा कि साधु और महात्माओं की वीणा के स्वर वास्तव में, बहुत अच्छे निकलते हैं। यह कहकर साहब ने साधु-सन्तों की प्रशंसा की है।

विशेष :

1. लेखक ने रिश्वत के लिए व्यंग्य में संकेतात्मक शब्द ‘वजन’ का प्रयोग किया
2. उर्दू शब्दों का प्रयोग है; जैसे-वजन, दरख्वास्त।
3. शैली व्यंग्यात्मक है।

In this article, we will share MP Board Class 11th Chemistry Solutions Chapter 3 तत्त्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तिता Pdf, These solutions are solved subject experts from the latest edition books.

MP Board Class 11th Chemistry Solutions Chapter 3 तत्त्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तिता

तत्त्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तिता NCERT अभ्यास प्रश्न

प्रश्न 1.
आवर्त तालिका में व्यवस्था का भौतिक आधार क्या है?
उत्तर:
आवर्त तालिका में तत्वों को इस तरह वर्गीकृत किया गया है कि समान गुणधर्म वाले तत्व समान समूह में स्थित रहे। चूँकि तत्वों के गुण उनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर निर्भर करते हैं अतः एक समूह के तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान होता है।

प्रश्न 2.
मेण्डलीव ने किस महत्वपूर्ण गुणधर्म को अपनी आवर्त तालिका में तत्वों के वर्गीकरण का आधार बनाया। क्या वे उस पर दृढ़ रह पाए?
उत्तर:
मेण्डलीव के अनुसार, तत्वों के भौतिक एवं रासायनिक गुण उनके परमाणु भारों के आवर्ती फलन होते हैं। मेण्डलीफ ने समान गुणधर्मों के आधार पर रखते हुए कुछ रिक्त स्थान छोड़ दिये थे, जिनकी खोज की भविष्यवाणी की थी जो बाद में खोजे भी गये। मेण्डलीव ने कई तत्वों को उनके भौतिक एवं रासायनिक गुणों के आधार पर आवर्त तालिका में उचित स्थान दिया किन्तु वे परमाणु भारों के आधार पर वर्गीकरण का पूर्णतया पालन नहीं कर सके।

प्रश्न 3.
मेण्डलीव के आवर्त नियम और आधुनिक आवर्त नियम में मौलिक अंतर क्या है?
उत्तर:
मेण्डलीव के आवर्त नियम के अनुसार तत्वों के गुणधर्म उनके परमाणु भारों के आवर्ती फलन होते हैं। जबकि आधुनिक आवर्त नियम के अनुसार तत्वों के गुणधर्म उनके परमाणु क्रमांकों के आवर्ती फलन होते हैं।

प्रश्न 4.
क्वाण्टम संख्याओं के आधार पर यह सिद्ध कीजिए कि आवर्त तालिका के छठवें आवर्त में 32 तत्व होने चाहिए।
उत्तर:
दीर्घ आवर्त सारणी में प्रत्येक आवर्त एक नये मुख्य ऊर्जा (n) के भरने से प्रारंभ होता है। छठवें आवर्त हेतु n = 6 इस आवर्त में इलेक्ट्रॉन 6s, 4f, 5d तथा 6p में प्रवेश करते हैं। इन उपकोशों में कुल 16 (1 + 7 + 5 + 3) कक्षक होते हैं। पाउली के अपवर्जन सिद्धान्त के अनुसार प्रत्येक कक्षक में अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। अतः 16 कक्षकों में केवल 32 इलेक्ट्रॉन आ सकते हैं। इसलिए, छठे आवर्त में 32 तत्व होने चाहिए।

प्रश्न 5.
आवर्त और वर्ग के पदों में यह बताइए कि Z = 114 कहाँ स्थित होगा?
उत्तर:
परमाणु क्रमांक 114 वाले तत्व का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ₈₆[Rn] 5f¹⁴6d¹⁹, 7s²6p² है। अतः 7वें आवर्त (n = 7) एवं 14वें समूह (10 + 2 + 2) का सदस्य होगा।

प्रश्न 6.
उस तत्व का परमाणु क्रमांक लिखिए, जो आवर्त तालिका में तीसरे आवर्त और 17वें वर्ग में स्थित होता है।
उत्तर:
17वें वर्ग के सदस्य के लिए ns²np² विन्यास होगा। तीसरे आवर्त के लिए यही विन्यास 3s²3p⁵ होगा। अतः तत्व का परमाणु क्रमांक = 10 + 2 + 5 = 17 होगा।

प्रश्न 7.
कौन-से तत्व का नाम निम्नलिखित द्वारा दिया गया है –

1. लॉरेन्स बर्कले प्रयोगशाला द्वारा
2. सी-बोर्ग समूह द्वारा।

उत्तर:

1. लॉरेन्स बर्कले प्रयोगशाला द्वारा दिया गया नाम लॉरेन्सियम (Z = 103) एवं बर्केलियम (Z = 97) है।
2. सी-बोर्ग समूह द्वारा दिया गया नाम, सीबोर्गियम (Z = 106) है।

प्रश्न 8.
एक ही वर्ग में उपस्थित तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुणधर्म समान क्यों होते हैं?
उत्तर:
एक ही वर्ग के तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुणधर्म समान होते हैं क्योंकि इनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (अन्तिम कक्ष) के एक जैसे होते हैं।

प्रश्न 9.
‘परमाणु त्रिज्या’ और ‘आयनिक त्रिज्या’ से आप क्या समझते हैं?
उत्तर:
परमाणु त्रिज्या:
परमाणु त्रिज्या से तात्पर्य परमाणु के आकार से होता है। इसको X- किरणों या अन्य स्पैक्ट्रोस्कोपिक विधियों से नापा जा सकता है। अधातुओं के लिए इसे सहसंयोजक त्रिज्या भी कहते हैं तथा धातु तत्वों के लिए इसे धात्विक त्रिज्या कहते हैं। सहसंयोजक त्रिज्या किसी तत्व के एक अणु में सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़े दो परमाणुओं के नाभिकों के बीच की दूरी के आधे भाग को सहसंयोजक त्रिज्या कहते हैं। उदाहरण के लिए क्लोरीन अणु के लिए बंध दूरी का मान 198 pm है। अतः इस मान का आधा, 99 pm क्लोरीन परमाणु त्रिज्या या सहसंयोजक त्रिज्या होगी।

आयनिक त्रिज्या:
आयनिक त्रिज्या से तात्पर्य आयन (धनायन या ऋणायन) के आकार से है इसको आयनिक क्रिस्टल में धनायन तथा ऋणायन के बीच की दूरी मापकर नाप सकते हैं। एक धनायन सदैव अपने जनक परमाणु से आकार में छोटा होता है क्योंकि एक या अधिक इलेक्ट्रॉन निकल जाने पर प्रभावी नाभिकीय आवेश का मान बढ़ जाता है। ऋणायन सदैव अपने जनक परमाणु से बड़ा होता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने के फलस्वरूप प्रभावी नाभिकीय आवेश का मान घट जाता है। उदाहरण के लिए, Na⁺ आयन (95 pm) की आयनिक त्रिज्या, Na परमाणु (186 pm) की परमाणु त्रिज्या से कम होती है जबकि F आयन (136 pm) की आयनिक त्रिज्या परमाणु (72 pm) की परमाणु त्रिज्या से अधिक होती है।

प्रश्न 10.
किसी वर्ग या आवर्त में परमाणु त्रिज्या किस प्रकार परिवर्तित होती है? इस परिवर्तन की व्याख्या आप किस प्रकार करेंगे?
उत्तर:
किसी आवर्त में बायें से दायें जाने पर परमाणु त्रिज्या का मान घटता है क्योंकि एक ही आवर्त में संयोजी कोश समान होते हैं किन्तु दायीं ओर जाने से परमाणु क्रमांक बढ़ने से प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ते जाता है जिससे बाह्यतम इलेक्ट्रॉनों का नाभिक से आकर्षण बढ़ता है एवं परमाणु त्रिज्या कम होती जाती है। किसी वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु त्रिज्या बढ़ती है क्योंकि नीचे जाने पर वर्ग में कोशों की संख्या बढ़ती जाती है। जिससे परमाणु के आकार या त्रिज्या में वृद्धि होती जाती है।

प्रश्न 11.
समइलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज़ से आप क्या समझते हैं? एक ऐसी स्पीशीज़ का नाम लिखिए, जो निम्नलिखित परमाणुओं या आयनों के साथ समइलेक्ट्रॉनिक होगी –

1. F^–
2. Ar
3. Mg²⁺
4. Rb⁺

उत्तर:
समइलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज़ में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है किन्तु नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या (आवेश) भिन्न-भिन्न होती है।

1. F^– में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 9 + 1 = 10 होती है। अत:F के समइलेक्ट्रॉनिक धनायन, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺ तथा ऋणायन N^3-, O^2- होते हैं।
2. Ar में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 18 है। अतः इसके समइलेक्ट्रॉनिक आयन S^2-, Cl^–, K⁺ एवं Ca²⁺ होंगे।
3. Mg²⁺ में 10 इलेक्ट्रॉन हैं इसके समइलेक्ट्रॉनिक आयन उत्तर (i) में दिये गये हैं।
4. Rb⁺ में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 37 – 1 = 36 है अतः इसके समइलेक्ट्रॉनिक आयन Br^–, Kr एवं Sr²⁺ होंगे।

प्रश्न 12.
निम्नलिखित स्पीशीज़ पर विचार कीजिए – N^3-, O^2-, F^–, Na⁺, Mg²⁺ और Al³⁺.

1. इनमें क्या समानता है?
2. इन्हें आयनी त्रिज्या के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए।

उत्तर:

1. सभी आयन समइलेक्ट्रॉनिक हैं।
2. समइलेक्ट्रॉनिक आयनों में परमाणु संख्या वृद्धि के साथ-साथ नाभिकीय आवेश बढ़ता जाता है एवं आयनिक त्रिज्या में कमी होती जाती है। अतः समइलेक्ट्रॉनिक आयनों की त्रिज्या का बढ़ता हुआ क्रम निम्न होगा

Al³⁺ < Mg²⁺ < Na⁺ < F^– < O^2- < N^3-

प्रश्न 13.
धनायन अपने जनक परमाणुओं से छोटे क्यों होते हैं और ऋणायनों की त्रिज्या उनके जनक परमाणुओं की त्रिज्या से अधिक क्यों होती है? व्याख्या कीजिए।
उत्तर:
उदासीन परमाणु से इलेक्ट्रॉन त्यागने पर धनायन बनते हैं। धनायन बनते ही प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि हो जाती है जिससे संयोजी कोश के इलेक्ट्रॉनों पर नाभिक से लगने वाले बल में वृद्धि हो जाती है और धनायन का आकार अपने जनक परमाणु से छोटा हो जाता है। किन्तु ऋणायनों के बनने में परमाणु अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है जिससे प्रभावी नाभिकीय आवेश में कमी आती है और ऋणायन की त्रिज्या जनक परमाणुओं से बढ़ जाती है।

प्रश्न 14.
आयनन एन्थैल्पी और इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी को परिभाषित करने में विलगित गैसीय परमाणु तथा ‘आद्य अवस्था’ पदों की सार्थकता क्या है?
उत्तर:
आयनन एन्थैल्पी, यह विलगित गैसीय परमाणु (X) से बाह्यतम इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा होती है।

X_(g) → X_(g)⁺ + e^–

वह बल जिससे इलेक्ट्रॉन नाभिक के प्रति आकर्षित होता है, अणु में उपस्थित अन्य परमाणुओं अथवा पड़ोस में स्थित अन्य परमाणुओं से भी प्रभावित होता है। अतः आयनन एन्थैल्पी सदैव गैसीय अवस्था में ज्ञात की जाती है क्योंकि गैसीय अवस्था में अन्तराण्विक स्थान अधिकतम होता है तथा अन्तराण्विक आकर्षण बल न्यूनतम होता है। पुनः आयनन एन्थैल्पी कम दाब पर मापी जाती है, क्योंकि मात्र एक परमाणु को विलगित करना संभव नहीं है परन्तु दाब कम करके अन्तराण्विक आकर्षण बल को कम किया जा सकता है। इनके कारण ही आयनन एन्थैल्पी की परिभाषा में, आद्य अवस्था में विलगित गैसीय परमाणु पद जोड़ा गया है।

इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी यह आद्य अवस्था में किसी विलगित गैसीय परमाणु (X) द्वारा एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण कर एनायन (X) बनाने में निर्मुक्त ऊर्जा की मात्रा है।

X_(g) + e^– → X_(g)^–

परमाणु की सबसे स्थायी अवस्था आद्य अवस्था होती है। यदि विलगित गैसीय परमाणु उत्तेजित अवस्था में हो तो एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने पर तुलनात्मक रूप से कम ऊर्जा निर्मुक्त होगी। अतः गैसीय परमाणुओं की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी सदैव आद्य अवस्था में मापी जाती है। अतः ‘आद्य अवस्था’ तथा ‘विलगित गैसीय अणु’ इलेक्ट्रॉन लब्धि एंन्थैल्पी की परिभाषा में अवश्य सम्मिलित किए जाने चाहिए।

प्रश्न 15.
हाइड्रोजन परमाणु में आद्य अवस्था में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा – 2.18 x 10^-18 J है। परमाणविक हाइड्रोजन की आयनन एन्थैल्पी J mol^-1 के पदों में परिकलित कीजिए।
हल:
आयनन एन्थैल्पी = – (आद्य अवस्था में ऊर्जा)
= – (-2.18 x 10^-18) J प्रति परमाणु
= 2.18 x 10^-18 x 6.023 x 10²³
= 1.312 x 10⁶ J mol^-1

प्रश्न 16.
द्वितीय आवर्त के तत्वों में वास्तविक आयनन एन्थैल्पी का क्रम इस प्रकार है – Li < B < Be < C < O < N < F < Ne. व्याख्या कीजिए कि –

1. Be की ∆_iH, B से अधिक क्यों है?
2. O की ∆_iH, N और F से कम क्यों है?

उत्तर:
1. दिये गये क्रम में Be की ∆_iH, B से ज्यादा है क्योंकि ₄Be = 1s², 2s² में से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए ,B = 15-2522p’ की तुलना में ज्यादा ऊर्जा लगेगी, क्योंकि Be का 252 कक्षक पूर्ण भरा होने एवं नाभिक से ज्यादा निकट होने के कारण, नाभिक से अतिरिक्त आकर्षण रखता है।

2. O की आयनन एन्थैल्पी (∆_iH) का मान N और F से कम होगा चूँकि किसी आवर्त में बायें से दायें जाने पर परमाणु आकार में कमी होने के साथ-साथ आयनन एन्थैल्पी का मान बढ़ता है। O की ∆_iH, F से कम होगी किन्तु ₇N = 1s²2s²2p³ में p – कक्षक पूर्णतया अर्धपूरित रहता है और अतिरिक्त स्थायित्व दर्शाता है। अतः O की ∆_iH, N से भी कम होती है।

प्रश्न 17.
आप इस तथ्य की व्याख्या किस प्रकार करेंगे कि सोडियम की प्रथम आयनन एन्थैल्पी मैग्नीशियम की प्रथम आयनन एन्थैल्पी से कम है, किन्तु इसकी द्वितीय आयनन एन्थैल्पी मैग्नीशियम की द्वितीय आयनन एन्थैल्पी से अधिक है?
उत्तर:
Na का प्रभावी नाभिकीय आवेश Mg से कम होता है। अत: Na की प्रथम आयनन एन्थैल्पी का मान Mg से कम होता है किन्तु एक इलेक्ट्रॉन निकलने के पश्चात् Na⁺ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास अक्रिय गैस का विन्यास हो जाता है। अत: Na की द्वितीय आयनन एन्थैल्पी का मान Mg की द्वितीय आयनन एन्थैल्पी से ज्यादा होता है।

प्रश्न 18.
मुख्य समूह तत्वों में आयनन एन्थैल्पी के किसी समूह में नीचे की ओर कम होने के कौनसे कारक हैं?
उत्तर:
आयनन एन्थैल्पी का मान किसी समूह में ऊपर से नीचे जाने पर कम होता है, जिसके निम्न दो कारण हैं –

1. समूह में ऊपर से नीचे जाने पर मुख्य क्वाण्टम संख्या n का मान (कक्षों की संख्या) बढ़ने के कारण परमाणु का आकार बढ़ता है। अतः संयोजी इलेक्ट्रॉनों पर नाभिक का आकर्षण कम होता है, जिससे इलेक्ट्रॉन मुक्त करने के लिए क्रमशः कम ऊर्जा की आवश्यकता होगी और आयनन एन्थैल्पी का मान कम होता जाता है।

2. समूह में नीचे जाने पर संयोजी इलेक्ट्रॉनों पर परिरक्षण प्रभाव बढ़ता है, जिससे भी आयनन एन्थैल्पी में कमी आती है।

प्रश्न 19.
वर्ग 13 के तत्वों की प्रथम आयनन एन्थैल्पी के मान (kJ mol^-1) में इस प्रकार हैं –

सामान्य से इस विचलन की प्रवृत्ति की व्याख्या आप किस प्रकार करेंगे?
उत्तर:
Ga एवं TI की प्रथम आयनन एन्थैल्पी (∆_iH) का मान असामान्य रूप से क्रमशः Al एवं In से ज्यादा होता है, क्योंकि Ga के 3d – कक्षक के संयोजी इलेक्ट्रॉन एवं T के 4f – कक्षक के इलेक्ट्रॉनों पर 5 एवं pकक्षकों के इलेक्ट्रॉनों की तुलना में कम परिरक्षण प्रभाव होता है। अतः इनकी ∆_iH कुछ ज्यादा होती है।

प्रश्न 20.
तत्वों के निम्नलिखित युग्मों में किस तत्व की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी अधिक ऋणात्मक होगी –

1. O या F
2. F या Cl.

उत्तर:

1. ऑक्सीजन तथा फ्लुओरीन दोनों द्वितीय आवर्त में स्थित है। किसी आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर, इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी का मान सामान्यतः अधिक ऋणात्मक होता जाता है। ऑक्सीजन से फ्लुओरीन की ओर जाने पर, परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ-साथ प्रभावी नाभिकीय आवेश का मान बढ़ता है तथा परमाणु का आकार घटता है, इसके कारण आने वाले इलेक्ट्रॉन के लिए, नाभिक के प्रति आकर्षण बल बढ़ता है। यही कारण है कि फ्लुओरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी, ऑक्सीजन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी की अपेक्षा अधिक होती है। पुनः एक फ्लुओरीन इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके स्थायी विन्यास प्राप्त कर लेता है।

अतः फ्लुओरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी (-328 kJ mol^-1), ऑक्सीजन (-141 kJ mol^-1) से बहुत अधिक ऋणात्मक होती है।

2. किसी वर्ग में नीचे की ओर जाने पर, इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी की ऋणात्मकता क्रमशः घटती जाती है। परन्तु क्लोरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी (-349 kJ mol^-1), फ्लुओरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी (-328 kJ mol^-1) की अपेक्षा अधिक ऋणात्मक होती है। यह फ्लुओरीन के छोटे आकार के कारण होता है। 3p कक्षक (Cl) की अपेक्षा 2p कक्षक (F) में इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण अधिक होता है। अतः बाहर से आने वाला इलेक्ट्रॉन क्लोरीन की अपेक्षा फ्लुओरीन में अधिक प्रतिकर्षण अनुभव करता है। इसी कारण फ्लुओरीन की तुलना में क्लोरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी अधिक ऋणात्मक होती है।

प्रश्न 21.
आप क्या सोचते हैं कि O की द्वितीय इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी प्रथम इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी के समान धनात्मक, अधिक ऋणात्मक या कम ऋणात्मक होगी? अपने उत्तर की पुष्टि कीजिए।
उत्तर:
ऑक्सीजन परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन जुड़ने पर O^– आयन बनता है, जिससे ऊर्जा मुक्त होती है अर्थात् इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी ऋणात्मक होती है, किन्तु जब O^– आयन पर कोई इलेक्ट्रॉन जुड़कर O^2-आयन बनाता है तो आने वाला इलेक्ट्रॉन 0 आयन से प्रतिकर्षण अनुभव करता है एवं द्वितीय इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी धनात्मक होती है

O_(g) + e _(g)^– → O_(g)^– ∆_egH₁ = -141 kJ mol^-1

Or_(g)^– + e_(g)^2- → O_(g)^2-, ∆_egH₂ = +780 kJ mol^-1

प्रश्न 22.
इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी और इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक में क्या मल अंतर है?
उत्तर:
इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी किसी विलगित गैसीय परमाणु द्वारा एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके गैसीय ऋणायन बनाने की प्रवृत्ति है, जबकि किसी तत्व की इलेक्ट्रॉन ऋणात्मकता उस तत्व के परमाणु द्वारा सहसंयोजक बंध के साझे के इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करने की प्रवृत्ति होती है।

प्रश्न 23.
सभी नाइट्रोजन यौगिकों में N की विद्युत् ऋणात्मकता पाऊलिंग पैमाने पर 3.0 है। आप इस कथन पर अपनी क्या प्रतिक्रिया देंगे?
उत्तर:
किसी भी तत्व की विद्युत् ऋणात्मकता स्थिर नहीं होती है। यह उस तत्व के साथ जुड़े अन्य तत्व से प्रभावित होती है अर्थात् सभी नाइट्रोजन यौगिकों में N की विद्युत् ऋणात्मकता पाऊलिंग पैमाने पर 3.0 होती है। अत: यह कथन सत्य नहीं है।

प्रश्न 24.
उस सिद्धांत का वर्णन कीजिए, जो परमाणु की त्रिज्या से संबंधित होता है –

1. जब वह इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है।
2. जब वह इलेक्ट्रॉन का त्याग करता है।

उत्तर:
परमाणु त्रिज्या का मान प्रभावी नाभिकीय आवेश पर निर्भर करता है।

1. इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने से प्रभावी नाभिकीय आवेश कम होता जाता है। अतः परमाणु त्रिज्या में वृद्धि होती है।
2. इलेक्ट्रॉन त्यागने पर प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता जाता है, जिससे परमाणु त्रिज्या कम होती जाती है।

प्रश्न 25.
किसी तत्व के दो समस्थानिकों की प्रथम आयनन एन्थैल्पी समान होगी या भिन्न? आप क्या मानते हैं? अपने उत्तर की पुष्टि कीजिए।
उत्तर:
किसी तत्व के दो समस्थानिकों की प्रथम आयनन एन्थैल्पी समान होगी क्योंकि इनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और प्रभावी नाभिकीय आवेश में कोई अन्तर नहीं होता है। इनमें केवल न्यूट्रॉनों की संख्या में अन्तर होता है जिसका आयनन एन्थैल्पी पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

प्रश्न 26.
धातुओं और अधातुओं में मुख्य अंतर क्या है?
उत्तर:
धातुएँ कमरे के ताप पर सामान्यतया ठोस होती हैं (मर्करी इसका अपवाद है, गैलियम और सीज़ियम के गलनांक भी बहुत कम क्रमश: 303 K और 302 K हैं)। धातुओं के गलनांक व क्वथनांक उच्च होते हैं तथा ये ताप तथा विद्युत् के सुचालक, आघातवर्ध्य तथा तन्य होते हैं। जबकि अधातु आवर्त सारणी में दायीं ओर स्थित होते हैं। दीर्घ आवर्त सारणी में धात्विक गुण (उसकी इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की क्षमता) किसी वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर बढ़ती है तथा आवर्त में बायें से दायें जाने पर कम होती है। अधातु कमरे के ताप पर ठोस व गैस होती है। इनके गलनांक व क्वथनांक कम, ताप तथा विद्युत् के अल्प चालक तथा आघातवर्ध्य व तन्य नहीं होते हैं।

प्रश्न 27.
आवर्त तालिका का उपयोग करते हुए निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए –

1. उस तत्व का नाम बताइए, जिसके बाह्य उपकोश में पाँच इलेक्ट्रॉन उपस्थित हों।
2. उस तत्व का नाम बताइए, जिसकी प्रवृत्ति दो इलेक्ट्रॉनों को त्यागने की हो।
3. उस तत्व का नाम बताइए, जिसकी प्रवृत्ति दो इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की हो।
4. उस वर्ग का नाम बताइए, जिसमें सामान्य ताप पर धातु, अधातु, द्रव और गैस उपस्थित हों।

उत्तर:

1. समूह 17 (हैलोजन परिवार, F, Cl, Br, I एवं At) के सभी तत्वों का ns.np इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है। अत: इनके बाह्यतम उपकोश np में पाँच इलेक्ट्रॉन होते हैं।
2. द्वितीय समूह के तत्व Mg, Ca, Sr, Ba एवं Ra में दो इलेक्ट्रॉन त्यागने की प्रवृत्ति होती है।
3. 16 वें समूह के तत्व O, S, Se आदि में दो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की प्रवृत्ति होती है।
4. प्रथम समूह में H अधातु एवं गैस हैं जबकि Li, Na, K, Rb ठोस धातुएँ हैं एवं Cs एक द्रव धातु (m.p. 28°C) है।

प्रश्न 28.
प्रथम वर्ग के तत्वों के लिए अभिक्रियाशीलता का बढ़ता हुआ क्रम इस प्रकार है –
Li < Na < K < Rb < Cs; जबकि वर्ग 17 के तत्वों में क्रम F > Cl > Br > I है। इसकी व्याख्या कीजिए।
उत्तर:
प्रथम समूह के तत्वों की क्रियाशीलता उनके इलेक्ट्रॉन त्यागने की प्रवृत्ति पर निर्भर करती है चूँकि इस समूह में ऊपर से नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा का मान कम होता है। अतः तत्वों की क्रियाशीलता का क्रम Li < Na < K < Rb < Cs होगा। जबकि 17वें समूह के हैलोजनों के लिए क्रियाशीलता उनके इलेक्ट्रॉन ग्रहण कर ऋणायन बनाने की क्षमता पर निर्भर करता है। अत: 17वें समूह के तत्वों की क्रियाशीलता का क्रम F > Cl > Br > I होगा। F की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी Cl से कम है किन्तु इसके बन्ध की वियोजन ऊर्जा कम होने के कारण यह Cl से ज्यादा क्रियाशील है।

प्रश्न 29.
s, p, d और f-ब्लॉक के तत्वों का सामान्य बाह्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए।
उत्तर:

• s – ब्लॉक के तत्व – ns^1-2 (n = 2 से 7)
• p – ब्लॉक के तत्व – ns²np^1-6 (n = 2 से 7)
• d – ब्लॉक के तत्व – (n – 1)d^1-10 ns^0-2 (n = 3 से 7)
• f – ब्लॉक के तत्व – (n – 2)f^1-14 (n – 1) d^0-1 ns² (n = 6 से 7)

प्रश्न 30.
तत्व, जिसका बाह्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्न है, का स्थान आवर्त तालिका में बताइए –

(i) ns²np⁴ जिसके लिए n = 3 है।
(ii) (n – 1) d²ns², जब n = 4 है तथा
(iii) (n – 2)f⁷ (n – 1) d¹ns², जब n = 6 है।

उत्तर:

प्रश्न 31.
कुछ तत्वों की प्रथम ∆_iH₁ और द्वितीय ∆_iH₁ आयनन एन्थैल्पी (kJ mol_-1 में) और इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी (∆_egH) (kJ mol^-1 में) निम्नलिखित हैं –

ऊपर दिए गए तत्वों में से कौन-सी –

1. सबसे कम अभिक्रियाशील धातु है?
2. सबसे अधिक अभिक्रियाशील धातु है?
3. सबसे अधिक अभिक्रियाशील अधातु है?
4. सबसे कम अभिक्रियाशील अधातु है?
5. ऐसी धातु है, जो स्थायी द्विअंगी हैलाइड (binary halide), जिनका सूत्र MX₂ (X = हैलोजन) है, बनाता है।
6. ऐसी धातु, जो मुख्यतः MX (X = हैलोजन) वाले स्थायी सहसंयोजी हैलाइड बनाती है।

उत्तर:
1. सबसे कम अभिक्रियाशील धातु तत्व V है क्योंकि इसकी प्रथम आयनन एन्थैल्पी अधिकतम एवं इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी धनात्मक है।

2. सबसे अधिक अभिक्रियाशील धातु तत्व II है क्योंकि इसकी प्रथम आयनन एन्थैल्पी न्यूनतम तथा इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी कम ऋणात्मक है।

3. सबसे अधिक अभिक्रियाशील अधातु तत्व III है क्योंकि इसकी प्रथम आयनन एन्थैल्पी उच्च है तथा इलेक्ट्रॉन लब्धि अधिक ऋणात्मक है।

4. सबसे कम अभिक्रियाशील अधातु तत्व IV है क्योंकि इसकी प्रथम आयनन एन्थैल्पी कम है किन्तु इलेक्ट्रॉन लब्धि अधिक ऋणात्मक है।

5. ऐसी धातु जो स्थायी द्विअंगी हैलाइड (सूत्र MX,) बनाने वाली धातु तत्व VI होगी जो कि एक क्षारीय मृदा धातु होगी जिसकी प्रथम एवं द्वितीय आयनन एन्थैल्पी के मान में ज्यादा अंतर नहीं है।

6. ऐसी धातु जो MX सूत्र वाले स्थायी सहसंयोजी हैलाइड बनाती है तत्व I होगी जो कि एक क्षारीय धातु होगी, जिसकी प्रथम आयनन एन्थैल्पी कम तथा द्वितीय आयनन एन्थैल्पी उच्च होती है। साथ ही इसकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी कम ऋणात्मक होती है। यह तत्व Li जैसा होगा।

प्रश्न 32.
तत्वों के निम्नलिखित युग्मों के संयोजन से बने स्थायी द्विअंगी यौगिकों के सूत्रों की प्रगुक्ति कीजिए –

1. लीथियम और ऑक्सीजन
2. मैग्नीशियम और नाइट्रोजन
3. ऐल्युमिनियम और आयोडीन
4. सिलिकॉन और ऑक्सीजन
5. फॉस्फोरस और फ्लुओरीन
6. ल्यूटेसियम (71वाँ तत्व) और फ्लु ओरीन।

उत्तर:

1. Li₂O
2. Mg₃N₂
3. AlI₅
4. SiO₂
5. PF₃ या PF₅
6. LuF₃.

प्रश्न 33.
आधुनिक आवर्त सारणी में आवर्त निम्नलिखित में से किसे व्यक्त करता है –
(a) परमाणु संख्या
(b) परमाणु द्रव्यमान
(c) मुख्य क्वांटम संख्या
(d) दिगंशी क्वांटम संख्या।
उत्तर:
(c) मुख्य क्वांटम संख्या

प्रश्न 34.
आधुनिक आवर्त तालिका के लिए निम्नलिखित के संदर्भ में कौन-सा कथन सही नहीं है –
(a) p-ब्लॉक में 6 स्तंभ है, क्योंकिp-कोश के सभी कक्षक भरने के लिए अधिकतम 6 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।
(b) d-ब्लॉक में 8 स्तंभ है, क्योंकि d-उपकोश के कक्षक भरने के लिए अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।
(c) प्रत्येक ब्लॉक में स्तंभों की संख्या उस उपकोश में भरे जा सकने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है।
(d) तत्व के इलेक्ट्रॉन विन्यास को भरते समय अंतिम भरे जाने वाले इलेक्ट्रॉन का उपकोश उसके दिगंशी क्वाण्टम संख्या को प्रदर्शित करता है।
उत्तर:
(b) d-ब्लॉक में 8 स्तंभ है, क्योंकि d-उपकोश के कक्षक भरने के लिए अधिकतम 8 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है।

प्रश्न 35.
ऐसा कारक, जो संयोजकता इलेक्ट्रॉन को प्रभावित करता है, उस तत्व की रासायनिक प्रवृत्ति को भी प्रभावित करता है। निम्नलिखित में से कौन-सा कारक संयोजकता कोश को प्रभावित नहीं करता- .
(a) संयोजक मुख्य क्वाण्टम संख्या (n)
(b) नाभिकीय आवेश (Z)
(c) नाभिकीय द्रव्यमान
(d) क्रोड इलेक्ट्रॉनों की संख्या।
उत्तर:
(c) नाभिकीय द्रव्यमान

प्रश्न 36.
समइलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज़ F^–, Ne और Na⁺ का आकार इनमें से किससे प्रभावित होता –
(a) नाभिकीय आवेश (Z)
(b) मुख्य क्वाण्टम संख्या (n)
(c) बाह्य कक्षकों में इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन अन्योन्य क्रिया
(d) ऊपर दिए गए कारणों में से कोई भी नहीं, क्योंकि उनका आकार समान है।
उत्तर:
(a) नाभिकीय आवेश (Z)

प्रश्न 37.
आयनन एन्थैल्पी के संदर्भ में निम्नलिखित में से कौन-सा कथन गलत है –
(a) प्रत्येक उत्तरोत्तर इलेक्ट्रॉन से आयनन एन्थैल्पी बढ़ती है।
(b) क्रोड उत्कृष्ट गैस के विन्यास से जब इलेक्ट्रॉन को निकाला जाता है, तब आयनन एन्थैल्पी का मान अत्यधिक होता है।
(c) आयनन एन्थैल्पी के मान में अत्यधिक तीव्र वृद्धि संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के विलोपन को व्यक्त करता है।
(d) कमn मान वाले कक्षकों से अधिक n मान वाले कक्षकों की तुलना में इलेक्ट्रॉनों को आसानी से निकाला जा सकता है।
उत्तर:
(d) कमn मान वाले कक्षकों से अधिक n मान वाले कक्षकों की तुलना में इलेक्ट्रॉनों को आसानी से निकाला जा सकता है।

प्रश्न 38.
B, AI, Mg, K तत्वों के लिए धात्विक अभिलक्षण का सही क्रम इनमें से कौन-सा है –
(a) B > Al > Mg > K
(b) Al > Mg > B > K
(c) Mg > Al > K > B
(d) K > Mg > Al > B
उत्तर:
(d) K > Mg > Al > B

प्रश्न 39.
तत्वों B, C, N, F और Si के लिए अधातु अभिलक्षण का सही क्रम इनमें से कौन-सा
(a) B > C > Si > N > F
(b) Si > C > B > N > F
(c) F > N > C > B > Si
(d) F > N > C > Si > B
उत्तर:
(c) F > N > C > B > Si

प्रश्न 40.
तत्वों F, CI, O और N तथा ऑक्सीकरण गुणधर्मों के आधार पर उनकी रासायनिक अभिक्रियाशीलता का निम्नलिखित में से कौन-से तत्वों में है –
(a) F > Cl > O > N
(b) F > O > Cl > N
(c) Cl > F > O > N
(d) O > F > N > Cl
उत्तर:
(b) F > O > Cl > N

तत्त्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तिता अन्य महत्वपूर्ण प्रश्न

तत्त्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तिता वस्तुनिष्ठ प्रश्न

प्रश्न 1.
सही विकल्प चुनकर लिखिए –

प्रश्न 1.
इन तत्वों में से किसका आयनन विभव सर्वाधिक होगा –
(a) Na
(b) Mg
(c) C
(d) F
उत्तर:
(d) F

प्रश्न 2.
इन तत्वों में से कौन-सा तत्व सबसे अधिक ऋण-विद्युती है –
(a) ऑक्सीजन
(b) क्लोरीन
(c) नाइट्रोजन
(d) फ्लुओरीन
उत्तर:
(d) फ्लुओरीन

प्रश्न 3.
आवर्त-सारणी के किसी आवर्त में परमाणु द्रव्यमान बढ़ने के साथ-साथ –
(a) धन-विद्युती गुण में वृद्धि होती है
(b) ऋण-विद्युती गुण में वृद्धि होती है
(c) रासायनिक सक्रियता में वृद्धि होती है
(d) रासायनिक सक्रियता में कमी होती है।
उत्तर:
(b) ऋण-विद्युती गुण में वृद्धि होती है

प्रश्न 4.
निम्नलिखित में से किसकी आयनिक त्रिज्या सबसे अधिक है –
(a) K⁺
(b) O^-2
(c) B²⁺
(d) C^–
उत्तर:
(b) O^-2

प्रश्न 5.
निम्नलिखित इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं में किसी निष्क्रिय गैस के अन्तिम कक्ष की इलेक्ट्रॉनिक संरचना कौन-सी है –
(a) s²p³
(b) s²p⁴
(c) s²p⁵
(d) s²p⁶
उत्तर:
(d) s²p⁶

प्रश्न 6.
निम्न में किसका आकार सबसे छोटा होगा –
(a) Al
(b) Al⁺¹
(c)Al⁺²
(d) Al⁺³
उत्तर:
(d) Al⁺³

प्रश्न 7.
निम्नलिखित में से कौन-सा प्रबल अपचायक है –
(a) F^–
(b) Cl^–
(c) Br^–
(d) I^–
उत्तर:
(d) I^–

प्रश्न 8.
निम्न में से किसका आयनन विभव सर्वोच्च है –
(a) Ca
(b) Ba
(c) Sr
(d) Mg
उत्तर:
(d) Mg

प्रश्न 9.
एक तत्व जिसका परमाणु-क्रमांक 20 है, आवर्त-सारणी के किस समूह में रखा जायेगा –
(a) 4
(b)3
(c) 2
(d) 1
उत्तर:
(c) 2

प्रश्न 10.
तत्वों का आयनन विभव आवर्त-सारणी के वर्ग में –
(a) परमाणु आमाप के साथ बढ़ता है
(b) परमाणु आमाप के साथ घटता है
(c) स्थिर रहता है
(d) अनियमित रूप से बदलता है
उत्तर:
(b) परमाणु आमाप के साथ घटता है

प्रश्न 2.
रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए –

1. उत्कृष्ट गैसों की इलेक्ट्रॉन बन्धुता …………… होती है।
2. द्वितीय समूह में Be तथा Mg की इलेक्ट्रॉन बन्धुता ……….. है।
3. आवर्त में बायें से दायें जाने पर सामान्यतः आयनन ऊर्जा में ………………. होता है।
4. किसी भी तत्व के द्वितीय आयनन विभव का मान सदैव इसके प्रथम आयनन विभव से ……… होता है।
5. सर्वाधिक विद्युतऋणीय तत्व आवर्त सारणी के ………………. समूह में स्थित हैं।
6. Li एवं Mg तथा Be और Al के गुणों में समानता का पाया जाना ……….. सम्बन्ध के कारण होता है।
7. आधुनिक आवर्त सारिणी में कुल ……………. खाने (कॉलम) हैं तथा कुल ………… आवर्त हैं।
8. नाभिकीय आवेश में वृद्धि होने पर आवर्त में परमाणविक त्रिज्या ……………….. है।
9. क्लोरीन की इलेक्ट्रॉन बन्धुता फ्लुओरीन से ………. होती है।
10. डोबेराइनर ने बताया कि अगर तत्वों को उनके परमाणु भार के बढ़ते क्रम में रखा जाये तो प्रत्येक ……………. तत्व पहले तत्वों के समान गुण प्रदर्शित करता है।

उत्तर:

1. शून्य
2. शून्य
3. वृद्धि
4. अधिक
5. VII A
6. विकर्ण
7. 18, 7
8. घटती
9. अधिक
10. आठवाँ।

प्रश्न 3.
उचित संबंध जोडिए –

उत्तर:

1. (d)
2. (c)
3. (b)
4. (a).

प्रश्न 4.
एक शब्द/वाक्य में उत्तर दीजिए –

1. एका सिलिकॉन का दूसरा नाम है।
2. N^-3 एवं O^-2 दोनों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है। अतः इन्हें क्या कहा जायेगा?
3. Al की कौन-सी ऑक्सीकारक अवस्था सबसे अधिक स्थायी होगी?
4. एक तत्व का परमाणु क्रमांक 16 है, बताइये वह आवर्त सारणी के किस वर्ग में उपस्थित है?
5. आधुनिक आवर्त सारणी के प्रथम आवर्त में कितने तत्व हैं?

उत्तर:

1. जर्मेनियम
2. समइलेक्ट्रॉनिक
3. + 3
4. 6 वें
5. दो।

तत्त्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तिता अति लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
मेण्डलीफ का आवर्त नियम क्या है?
उत्तर:
मेण्डलीफ का आवर्त नियम-“तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुण उनके परमाणु द्रव्यमान के आवर्ती फलन होते हैं।” अर्थात् तत्वों को उनके परमाणु द्रव्यमानों के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित करने पर एक निश्चित अंतराल के बाद उनके गुणों में पुनरावृत्ति होती है।

प्रश्न 2.
आधुनिक आवर्त नियम क्या है?
उत्तर:
आधुनिक आवर्त नियम-“तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुण उनके परमाणु क्रमांक के आवर्ती फलन होते हैं।” इस नियम के आधार पर जब तत्वों को उनके बढ़ते हुये परमाणु क्रमांक के क्रम में रखने पर इनके गुणों में क्रमिक परिवर्तन होता है और एक निश्चित अंतराल के बाद समान गुणों वाले तत्वों की पुनरावृत्ति होती है।

प्रश्न 3.
उस नियम का उल्लेख कीजिये जिसके आधार पर मेण्डलीफ ने तत्वों का वर्गीकरण किया। इस नियम में अब क्या संशोधन हुए हैं?
उत्तर:
वह नियम जिसके आधार पर मेण्डलीफ ने तत्वों का वर्गीकरण किया, मेण्डलीफ का आवर्त नियम कहलाता है। इस नियम के अनुसार-“तत्वों के भौतिक एवं रासायनिक गुण उनके परमाणु द्रव्यमानों के आवर्ती फलन होते हैं।” इस नियम को अब संशोधित किया गया है तथा इसे आधुनिक आवर्त नियम कहते हैं। इस नियम के अनुसार-“तत्वों के भौतिक एवं रासायनिक गुण उनके परमाणु क्रमांक के आवर्ती फलन होते हैं।”

प्रश्न 4.
डोबेराइनर का त्रिक नियम क्या है?
उत्तर:
यह नियम सर्वप्रथम डोबेराइनर ने दिया था। इस नियमानुसार तत्वों में समान गुणों वाले तत्वों के केन्द्रीय तत्व का परमाणु भार अन्य दो तत्वों के परमाणु भार का औसत भार होता है।
Li₇ Na₂₃ K₃₉ अर्थात् \(\frac{39+7}{2}\) = 23

प्रश्न 5.
न्यूलैण्ड का अष्टक नियम समझाइये।
उत्तर:
न्यूलैण्ड का अष्टक नियम-यह नियम न्यूलैण्ड ने दिया था। इस नियमानुसार तत्वों को उनके परमाणु भार के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित करने पर आने वाले आठवें तत्व का गुण प्रथम तत्व के गुण के समान होता है। यह संगीत के सात सुरों पर आधारित था जिसमें आठवें से पुनरावृत्ति होती है।

प्रश्न 6.
धनायन अपने जनक परमाणुओं से छोटे क्यों होते हैं और ऋणायनों की त्रिज्या जनक परमाणुओं की त्रिज्या से अधिक क्यों होती है? व्याख्या कीजिए।
उत्तर:
धनायन सदैव अपने जनक परमाणुओं से छोटे होते हैं क्योंकि एक या दो इलेक्ट्रॉनों को त्यागने के कारण, प्रभावी नाभिकीय आवेश का मान बढ़ जाता है। इसके कारण संयोजी इलेक्ट्रॉनों पर नाभिक का आकर्षण बल बढ़ जाता है जिससे आयनिक त्रिज्या घट जाती है। दूसरी ओर ऋणायन सदैव अपने जनक परमाणुओं से बड़े होते हैं क्योंकि एक या दो इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करने के कारण प्रभावी नाभिकीय आवेश का मान घट जाता है जिससे संयोजी इलेक्ट्रॉनों का नाभिक से आकर्षण बल घट जाता है। इसी कारण आयनिक त्रिज्या घट जाती है।

प्रश्न 7.
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी में कितने आवर्त तथा कितने वर्ग हैं? प्रत्येक आवर्त में तत्वों की संख्या कितनी है?
उत्तर:
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी में 7 आवर्त तथा 9 वर्ग हैं। प्रथम आवर्त में 2 तत्व, द्वितीय तथा तृतीय आवर्त में 8-8 तत्व, चौथे और पाँचवें आवर्त में 18-18 तत्व हैं, छठवें आवर्त में 32 तत्व हैं । सातवाँ आवर्त अपूर्ण है। इनमें परमाणु क्रमांक 90 से 103 तक के तत्व जिन्हें एक्टिनाइड कहते हैं भी सम्मिलित हैं।

प्रश्न 8.
प्रत्येक आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर क्या परिवर्तन होता है?
उत्तर:
प्रत्येक आवर्त में बाँये से दाँये चलने पर आयनन विभव, इलेक्ट्रॉन बंधुता बढ़ती है। लेकिन धात्विक प्रकृति, ऑक्साइडों की क्षारीयता, परमाणु त्रिज्या घटती है।

प्रश्न 9.
किसी समूह में ऊपर से नीचे आने पर क्या परिवर्तन होता है?
उत्तर:
किसी समूह में ऊपर से नीचे आने पर परमाणु त्रिज्या, आयनिक त्रिज्या बढ़ती है लेकिन आयनन ऊर्जा, ऋणविद्युतता, इलेक्ट्रॉन बंधुता, गलनांक में कमी आती है।

प्रश्न 10.
आधुनिक आवर्त सारणी तथा मेण्डलीफ की आवर्त सारणी की तुलना कीजिए।
उत्तर:
आधुनिक आवर्त सारणी और मेण्डलीफ आवर्त सारणी की तुलना:

आधुनिक आवर्त सारणी:

1. आधुनिक आवर्त सारणी में तत्वों को परमाणु क्रमांक के बढ़ते क्रम में रखा गया है।
2. इसमें तत्वों को 18 वर्गों में रखा गया है।
3. इसमें धातु और अधातु तत्वों को पृथक् रखा गया है।

मेण्डलीफ आवर्त सारणी:

1. मेण्डलीफ आवर्त सारणी में तत्वों को परमाणु भार के बढ़ते क्रम में रखा गया है।
2. इसमें तत्वों को 9 वर्ग और 7 उप-वर्गों में रखा गया है।
3. इसमें धातु और अधातु को पृथक् नहीं रखा गया है।

प्रश्न 11.
विकर्ण संबंध किसे कहते हैं? उदाहरण देकर स्पष्ट कीजिए।
उत्तर:
द्वितीय आवर्त के तत्व तृतीय आवर्त के अगले वर्ग के तत्वों से गुणों में समानता दर्शाते हैं। अर्थात् द्वितीय एवं तृतीय आवर्त में एक-दूसरे के विकर्णतः उपस्थित तत्वों के गुणों में समानता होती है। इसे विकर्ण संबंध कहते हैं।
उदाहरण:
वर्ग                      I           II            III            IV
द्वितीय आवर्त        Li         Be           B             C
तृतीय आवर्त         Na        Mg        Al             Si

प्रश्न 12.
सभी नाइट्रोजन यौगिकों में N की विद्युत् ऋणात्मकता पाउलिंग पैमाने पर 3.0 है। आप इस कथन पर अपनी क्या प्रतिक्रिया देंगे?
उत्तर:
सभी नाइट्रोजन यौगिकों में N की विद्युत् ऋणात्मकता पाउलिंग पैमाने पर 3.0 है। यह कथन असत्य है क्योंकि, किसी भी तत्व की विद्युत् ऋणात्मकता नियत नहीं होती है। जिन अन्य तत्वों पर यह बंधित होता है, उनका प्रभाव भी इसके मान पर पड़ता है। तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था तथा संकर कक्षक के s- व्यवहार का प्रतिशत बढ़ने पर भी इसका मान बढ़ता है।

प्रश्न 13.
सहसंयोजक त्रिज्या किसे कहते हैं?
उत्तर:
किसी तत्व के अणु में एकल सहसंयोजक बंध द्वारा आबंधित दो. परमाणुओं के नाभिकों के केन्द्र के बीच की दूरी का आधा उस तत्व के परमाणु की सहसंयोजक त्रिज्या सहसंयोजक त्रिज्या कहलाती है।

प्रश्न 14.
वाण्डर वाल्स त्रिज्या किसे कहते हैं?
उत्तर:
ठोस अवस्था में किसी तत्व के दो निकटतम अणुओं के परमाणुओं के केन्द्रों के बीच की दूरी का आधा उस तत्व के परमाणु की वाण्डर वाल्स त्रिज्या कहलाती है। वाण्डर वाल्स त्रिज्या का मान सह-संयोजक त्रिज्या से अधिक होता है।

प्रश्न 15.
प्रारूपी तत्व से क्या समझते हो?
उत्तर:
ऐसे तत्व जो अपने वर्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं, प्रारूपी तत्व कहलाते हैं। इनमें केवल एक बाह्य कोश अपूर्ण होता है तथा अंदर का कोश नियमानुसार पूर्ण रूप से भरा होता है। द्वितीय तथा तृतीय आवर्त के तत्व प्रारूपी तत्व कहलाते हैं।
उदाहरण: C, N, O इत्यादि।

प्रश्न 16.
किसी तत्व के दो समस्थानिकों की प्रथम आयनन एन्थैल्पी समान होगी या भिन्न? आप क्या मानते हैं? अपने उत्तर से पुष्टि कीजिए।
उत्तर:
किसी तत्व के दो समस्थानिकों की प्रथम आयनन एन्थैल्पी समान होनी चाहिए क्योंकि इसका मान इलेक्ट्रॉनिक विन्यास तथा प्रभावी नाभिकीय आवेश पर निर्भर करता है। किसी तत्व के समस्थानिकों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान होता है जिसके कारण नाभिकीय आवेश भी समान होता है।

प्रश्न 17.
नाइट्रोजन का आयनन विभव ऑक्सीजन से अधिक है, क्यों?
उत्तर:
नाइट्रोजन तथा ऑक्सीजन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्न हैं –
N₇ = 1s² 2s² 2p³
O₈ = 1s² 2s² 2p³
कोई भी उपकोश यदि पूर्ण उपकोश या अर्धपूर्ण उपकोश हो तो स्थायी होता है। नाइट्रोजन का p उपकोश अर्धपूर्ण उपकोश है जबकि ऑक्सीजन का p उपकोश अपूर्ण उपकोश है। अर्थात् नाइट्रोजन का p उपकोश ऑक्सीजन के p उपकोश से अधिक स्थायी है। इसलिये N परमाणु में से एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिये अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिये नाइट्रोजन का आयनन विभव उच्च होता है।

प्रश्न 18.
अक्रिय गैसों के आयनन विभव उच्च होते हैं, क्यों?
उत्तर:
पूर्ण उपकोश तथा अष्टक पूर्ण होने की वजह से अक्रिय गैसों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास सबसे अधिक स्थायी होता है। इसलिये बाहरी कोश से इलेक्ट्रॉन हेतु अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती हैं।

प्रश्न 19.
हैलोजन तत्वों की इलेक्ट्रॉन बंधुता उच्च होती है, क्यों?
उत्तर:
हैलोजन तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns²np⁵ होता है तथा इन्हें स्थायी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्राप्त करने हेतु एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। अत: ये आसानी से एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके स्थायी हैलाइड आयन बनाते हैं। इसलिये हैलोजनों की इलेक्ट्रॉन बंधुता उच्च होती है।

प्रश्न 20.
F और Cl में किसकी इलेक्ट्रॉन बंधुता उच्च होती है, और क्यों?
उत्तर:
F की इलेक्ट्रॉन बंधुता Cl से कम होती है क्योंकि F के छोटे आकार के कारण इसके 2p कक्षकों के इलेक्ट्रॉनों में प्रतिकर्षण अधिक होता है। इसलिये योगशील इलेक्ट्रॉन परमाणु को अतिरिक्त स्थायित्व प्रदान नहीं कर पाता।

प्रश्न 21.
उत्कृष्ट गैसों की इलेक्ट्रॉन बंधुता शून्य होती है, क्यों?
उत्तर:
उत्कृष्ट गैसों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास स्थायी होता है, क्योंकि इनके संयोजी कोश पूर्णतः भरे होते हैं तथा सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं, जिसके कारण आने वाले इलेक्ट्रॉन के प्रति कोई बंधुता नहीं होती है। इसलिये अक्रिय गैसों की इलेक्ट्रॉन बंधुता शून्य होती है।

प्रश्न 22.
परमाणु त्रिज्या तथा आयनिक त्रिज्या में अंतर स्पष्ट कीजिए।
उत्तर:
परमाणु त्रिज्या तथा आयनिक त्रिज्या में अंतर –
परमाणु त्रिज्या

1. उदासीन परमाणु के नाभिक से बाहरी कोश तक की दूरी परमाणु त्रिज्या कहलाती है।
2. परमाणु त्रिज्या धनायन की आयनिक त्रिज्या से अधिक होती है।

आयनिक त्रिज्या

1. उदासीन परमाणु से बने आयन के नाभिक से बाहरी कोश तक की दूरी आयनिक त्रिज्या कहलाती है।
2. धनायन की त्रिज्या परमाणु त्रिज्या से कम लेकिन ऋणायन की आयनिक त्रिज्या परमाणु त्रिज्या से अधिक होती है।

प्रश्न 23.
किसी तत्व के द्वितीय आयनन विभव का मान प्रथम आयनन विभव से अधिक होता है। क्यों?
उत्तर:
किसी परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन निकल जाने से शेष परमाणु धन आवेशित होते हैं तथा धनायन का आयनिक त्रिज्या परमाणु त्रिज्या से कम होती है जिसके फलस्वरूप संयोजी कोश के इलेक्ट्रॉन तथा नाभिक के बीच आकर्षण बल बढ़ जाता है, जिसके कारण बाहरी कोश से द्वितीय इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिये ज्यादा ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिये द्वितीय आयनन विभव का मान प्रथम आयनन विभव से उच्च होता है।

प्रश्न 24.
धन आयन की आयनिक त्रिज्या परमाणु त्रिज्या से कम होती है। क्यों? अथवा, धनायन का आकार संगत परमाणु से कम होता है। क्यों?
उत्तर::
जब कोई परमाणु एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन त्यागता है तो धनायन बनता है। इस प्रक्रिया में नाभिक में उपस्थित प्रोट्रॉनों की संख्या व नाभिक पर उपस्थित नाभिकीय आवेश तो वही रहता है परन्तु बाहरी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या में कमी आती है। जिसके फलस्वरूप प्रति इलेक्ट्रॉन कार्य कर रहे नाभिकीय आकर्षण बल में वृद्धि होती है और बाहरी कोश नाभिक की ओर दृढ़ता से आकर्षित होता है। इसलिये धन आयन का आकार संगत परमाण से कम होता है।

प्रश्न 25.
ऋण आयन की आयनिक त्रिज्या परमाण त्रिज्या से अधिक होती है। क्यों ? अथवा, ऋण आयन का आकार संगत परमाणु से बड़ा होता है। क्यों?
उत्तर:
जब कोई परमाणु एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है तो ऋणायन बनता है। इस प्रक्रिया में नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की संख्या व नाभिक पर उपस्थित नाभिकीय आवेश तो वही रहता है परन्तु बाहरी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि होती है। जिसके फलस्वरूप प्रति इलेक्ट्रॉन कार्य कर रहे नाभिकीय आकर्षण बल में कमी आती है। जिसके कारण ऋण आयन का आकार संगत परमाणु से बढ़ जाता है।

प्रश्न 26.
Be और N की इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान शून्य के निकट होता है। क्यों ?
उत्तर:
Be का 2s उपकोश पूर्ण उपकोश होने के कारण अधिक स्थायी होता है, और वह किसी अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को 5 उपकोश में प्रवेश करने नहीं देता, इसी प्रकार N के p उपकोश अर्धपूर्ण होने के कारण अधिक स्थायी होता है और अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को ग्रहण नहीं करता। इसलिये Be तथा N की इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान शून्य के करीब होता है।

प्रश्न 27. Mg⁺² आयन का आकार O^-2 से छोटा होता है, जबकि दोनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान होता है। समझाइये।
उत्तर:
Mg⁺² आयन तथा O^-2 आयन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान है। दोनों के संयोजी कोश में आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं। परन्तु Mg⁺² आयन में नाभिकीय आवेश + 12 होता है जबकि O^-2 आयन में नाभिकीय आवेश +8 है। इसलिये Mg⁺² में बाहरी कोश के इलेक्ट्रॉनों पर नाभिकीय आवेश O^-2 की तुलना में अधिक होता है इसलिये Mg⁺² आयन का आकार O^-2 से छोटा होता है।

प्रश्न 28.
Al का प्रथम आयनन विभव Mg से कम होता है। क्यों?
उत्तर:
A तथा Mg का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्न हैं –
Al₁₃ – 1s²2 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
Mg₁₂ – 1s² 2s² 2p⁶ 3s²
कोई भी उपकोश यदि पूर्ण तथा अर्धपूर्ण उपकोश है, तो परमाणु अधिक स्थायी होता है। AI में p उपकोश अपूर्ण उपकोश है जबकि Mg का s उपकोश पूर्ण उपकोश है। अर्थात् AI का उपकोश Mg के उपकोश से कम स्थायी है। इसलिये Al परमाणु में से एक इलेक्ट्रॉन निकालने के लिये Mg की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है इसलिये AI की आयनन ऊर्जा Mg से कम है।

प्रश्न 29.
परिरक्षण प्रभाव से आप क्या समझते हैं?
उत्तर:
इलेक्ट्रॉनों पर समान ऋण आवेश होता है तथा ये एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और यह प्रतिकर्षण बल नाभिक द्वारा बाहरी कोश पर लग रहे आकर्षण बल को कम कर देता है, जिसके कारण संयोजी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा दृढ़ता से बँधे नहीं रहते हैं। इस प्रकार बाह्यतम कोश तथा नाभिक के बीच उपस्थित इलेक्ट्रॉन द्वारा नाभिकीय आकर्षण में डाले गये बाधा को परिरक्षण प्रभाव कहते हैं, जिसके कारण बाहरी कोश का इलेक्ट्रॉन ढीला बँधा रहता है।

तत्त्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तिता लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
फ्लुओरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी, क्लोरीन की अपेक्षा कम ऋणात्मक होती है। कारण स्पष्ट कीजिए।
उत्तर:
फ्लुओरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी (इलेक्ट्रॉन बंधुता) क्लोरीन की अपेक्षा कम ऋणात्मक होती है क्योंकि जब एक इलेक्ट्रॉन F (फ्लुओरीन) में प्रवेश करता है तो वह छोटे (n = 2) ऊर्जा स्तर में प्रवेश करता है जहाँ उस पर इस ऊर्जा स्तर में उपस्थित अन्य इलेक्ट्रॉनों का प्रतिकर्षण बल लगता है। CL में प्रवेश करने वाला इलेक्ट्रॉन बड़े (n = 3) ऊर्जा स्तर में प्रवेश करता है जहाँ उस पर उपस्थित अन्य इलेक्ट्रॉनों का बहुत कम प्रतिकर्षण लगता है।

प्रश्न 2.
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी से दीर्घ आवर्त सारणी श्रेष्ठ है, क्यों?
उत्तर:

1. आवर्त सारणी का दीर्घ रूप परमाणु क्रमांक पर आधारित है जो परमाणु का अधिक मूलभूत गुण है।
2. प्रत्येक तत्व की स्थिति उसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के आधार पर सुनिश्चित की गयी है।
3. यह विभिन्न तत्वों के रासायनिक गुणों की समानताओं, असमानताओं तथा उन गुणों में क्रमिक परिवर्तन को अधिक स्पष्ट रूप से दर्शाता है।
4. इसमें तत्वों का वर्गीकरण अधिक वैज्ञानिक एवं तर्कसंगत आधार पर किया गया है।

प्रश्न 3.
आधुनिक आवर्त सारणी की प्रमुख विशेषताएँ लिखिए।
उत्तर:

1. यह आवर्त सारणी तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर आधारित है।
2. इसमें धातु और अधातु को पृथक् रखा गया है।
3. संक्रमण तत्वों को सामान्य तत्वों से पृथक् कर दिया गया है।
4. तत्वों को इलेक्ट्रॉन भरने के आधार पर समस्त तत्वों को s, p, d एवं ब्लॉक में विभाजित किया गया है।
5. दुर्लभ मृदा तत्वों को उपयुक्त स्थान पर मुख्य आवर्त सारणी के बाहर नीचे रखा गया है।

प्रश्न 4.
किसी तत्व का परमाणु क्रमांक 17 है। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास देते हुये आवर्त सारणी में इसका स्थान निश्चित कीजिये।
उत्तर:
परमाणु क्रमांक 17 वाले तत्व का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ = 2, 8,7

1. इसके बाह्यतम कोश की इलेक्ट्रॉनिक संरचना 3523p है अतः यह p ब्लॉक का तत्व है।

2. समूह:
यदि एक कोश अपूर्ण है तो बाहरी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉन उस तत्व के समूह को दर्शाते हैं इसलिये 7 वें समूह का तत्व है।

3. उपसमूह:
यदि अंतिम इलेक्ट्रॉन s या p उपकोश में प्रवेश करता है तो वह तत्व A उपसमूह का होता है।

4. आवर्त:
कोशों की संख्या आवर्त को दर्शाती है। यह तत्व तीसरे आवर्त का सदस्य है।
समूह = 7
उपसमूह = A
आवर्त = 3

प्रश्न 5.
एक तत्व का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ है, इसे आवर्त सारणी के किस समूह और आवर्त में रखा जायेगा और क्यों?
उत्तर:
समूह:
यदि किसी तत्व के बाहरी कोश में आठ इलेक्ट्रॉन हैं अर्थात् अष्टक पूर्ण है तो वह तत्व शून्य समूह अर्थात् 18 वर्ग का सदस्य होगा।

आवर्त:
कुल कोशों की संख्या आवर्त को दर्शाती है। दिये गये तत्व का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ अर्थात् 2, 8, 8 है। इसलिये तत्व शून्य समूह का सदस्य है तथा तीसरे आवर्त में व्यवस्थित है।

प्रश्न 6.
‘सभी संक्रमण तत्वd-ब्लॉक के तत्व हैं परन्तु सभी d – ब्लॉक के तत्व संक्रमण तत्व नहीं है।’ व्याख्या कीजिए।
उत्तर:
जिन तत्वों के अन्तिम इलेक्ट्रॉन d – कक्षक में प्रवेश करते हैं, d – ब्लॉक के तत्व अथवा संक्रमण तत्व कहलाते हैं। इन तत्वों का सामान्य बाह्यतम इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (n – 1) d^-10 ns^0-2 होता है। Zn, Cd तथा Hg का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (n – 1)dions होता है परन्तु ये संक्रमण तत्वों की विशेषताएँ नहीं दर्शाते हैं। इन तत्वों की आद्य अवस्था तथा सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था में, d- कक्षक पूर्णतया भरे हुए होते हैं। अतः इन्हें संक्रमण तत्व नहीं माना जा सकता है। अत: गुणों के आधार पर सभी संक्रमण तत्व, d – ब्लॉक के तत्व हैं तथा इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के आधार पर सभी d – ब्लॉक के तत्व संक्रमण तत्व नहीं हैं।

प्रश्न 7.
निम्नलिखित जोड़ों में से किसकी आयनन ऊर्जा का मान कम है और क्यों –

1. Cl या F
2. Cl या S
3. K या Ar
4. Kr या Xe.

उत्तर:

1. Cl और F में क्लोरीन की आयनन ऊर्जा कम है क्योंकि Cl का आकार F से बड़ा है।

2. Cl और S में S की आयनन ऊर्जा कम है क्योंकि दोनों में कोशों की संख्या समान है लेकिन S में क्लोरीन की तुलना में नाभिकीय आवेश कम है इसलिये S का आकार CI से बड़ा है।

3. K तथा Ar में K की आयनन ऊर्जा कम है। पोटैशियम के संयोजी कोश में 1 इलेक्ट्रॉन है जिसे वह सरलता से दान कर K⁺ आयन बना सकता है जबकि Ar में अष्टक पूर्ण होने की वजह से स्थायी है तथा इलेक्ट्रॉन निकालने के लिये ज्यादा ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

4. Kr तथा Xe में Xe की आयनन ऊर्जा कम है क्योंकि Xe का आकार Kr से बड़ा है।

प्रश्न 8.
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के आधार पर तत्व कितने प्रकार के होते हैं ? प्रत्येक के उदाहरण दीजिये।
अथवा
इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्था के आधार पर तत्वों के विभिन्न प्रकारों का वर्णन कीजिये।
उत्तर:
इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्था के आधार पर तत्व –

1. सक्रिय गैस:
इन्हें आवर्त सारणी में 18 वें वर्ग में रखा गया है। इनके बाहरी कोश में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास स्थायी होता है। इनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns²np⁶ है (हीलियम को छोड़कर, ns²)।
उदाहरण: Ne, Ar.

2. प्रतिनिधि तत्व:
इनके बाहरी कोश अपूर्ण होते हैं। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास करने पर अंतिम इलेक्ट्रॉन s या p उपकोश में प्रवेश करता है। इसलिये इसके अंतर्गत 5 ब्लॉक तत्व तथा p ब्लॉक तत्व आते हैं। इनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns¹ से ns²2p⁵ तक होता है।

• s ब्लॉक तत्व – Na, Mg
• p ब्लॉक तत्व – Cl, S.

3. संक्रमण तत्व:
इनके बाहरी दो कक्ष अपूर्ण होते हैं। समूह क्रमांक 3 से 12 तक के तत्व जो आवर्त सारणी के मध्य में स्थित हैं, संक्रमण तत्व कहलाते हैं। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास करने पर अंतिम इलेक्ट्रॉन d उपकोश में प्रवेश करता है। इनके बाहरी कोश का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns²(n – 1)d^1-10 होता है। उदाहरण: Cr, Mn.

4. अंतर संक्रमण तत्व:
इनके बाहरी तीन कोश अपूर्ण होते हैं। इसके अंतर्गत लैन्थेनाइड तथा एक्टिनाइड आते हैं। ये आवर्त सारणी के नीचे स्थित हैं। अंतिम इलेक्ट्रॉन F उपकोश में प्रवेश करता है। इनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns²(n – 2)f^1-14 होता है।
उदाहरण: Ce, Th.

प्रश्न 9.
s – ब्लॉक तत्व किसे कहते हैं? इनके मुख्य गुण लिखिये।
उत्तर:
इनमें इलेक्ट्रॉनिक विन्यास करने पर अंतिम इलेक्ट्रॉन 5 उपकोश में प्रवेश करता है तथा केवल बाहरी कोश अपूर्ण होता है। बाहरी कोश के 5 उपकोश में 1 या 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं तथा इनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns^1-2 होता है।
s – ब्लॉक तत्वों के सामान्य गुण:

1. इन तत्वों के बाह्य कोश में 1 या 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
2. इनके बाहरी कोश का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns^1-2 है।
3. हाइड्रोजन को छोड़कर अन्य सभी तत्व धातु हैं। प्रथम समूह के तत्व क्षारीय तत्व तथा द्वितीय समूह के तत्व क्षारीय मृदा तत्व कहलाते हैं।
4. इनकी ऑक्सीकरण संख्या +1 या +2 होती है।
5. ये प्रबल आयनिक यौगिक बनाते हैं।
6. इनके ऑक्साइड क्षारीय होते हैं।
7. ये प्रबल अपचायक हैं।
8. ये जटिल आयन नहीं बनाते हैं।
9. जल तथा अम्ल से क्रिया कराने पर हाइड्रोजनं विस्थापित करते हैं।

प्रश्न 10.
p ब्लॉक तत्व किसे कहते हैं? इनके मुख्य लक्षण लिखिये।
उत्तर:
यदि इलेक्ट्रॉनिक विन्यास करने पर अंतिम इलेक्ट्रॉन p उपकोश में प्रवेश करता है तो उसे p ब्लॉक तत्व कहते हैं। बाह्यतम कोश के 5 उपकोश में 2 तथा p उपकोश में 1 से 6 इलेक्ट्रॉन होते हैं। इनके संयोजी कोश का विन्यास      ns²np^1-6 होता है।

p ब्लॉक तत्वों के सामान्य गुण:

1. अंतिम इलेक्ट्रॉन p उपकोश में प्रवेश करता है।
2. इनके संयोजी कोश का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns²np^1-6 होता है।
3. ये प्रायः अधातु तथा उपधातु हैं। कुछ भारी तत्व धातु भी होते हैं।
4. प्रायः इनकी निश्चित संयोजकता होती है किन्तु कुछ तत्व परिवर्ती संयोजकता भी दर्शाते हैं।
5. ये आपस में सहसंयोजी यौगिक बनाते हैं परन्तु 5 ब्लॉक तत्वों के साथ आयनिक यौगिक बनाते हैं।
6. ये प्रायः जटिल ऋण आयन बनाते हैं। जैसे – CO₃^-2, SO₄^-2, Na₃^-1-1.
7. इनके ऑक्साइड प्रायः अम्लीय होते हैं। कुछ ऑक्साइड जैसे – PbO, Al₂O₃, इत्यादि उभयधर्मी भी होते हैं।

प्रश्न 11.
एक तत्व का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² है इसका परमाणु भार 40 है। इसके नाभिक में न्यूट्रॉनों की संख्या बताइये। तत्व का नाम व आवर्त सारणी में स्थिति बताइये।
उत्तर:

• तत्व का परमाणु भार – 40
• तत्व का परमाणु क्रमांक – 20
• इलेक्ट्रॉनों की संख्या – 20
• प्रोटॉनों की संख्या – 20
• न्यूट्रॉनों की संख्या – परमाणु भार – प्रोटॉनों की संख्या
  40 – 20 = 20
• इलेक्ट्रॉनिक विन्यास – 2, 8, 8, 2
• समूह – 2
• उपसमूह – A
• आवर्त – 4

अतः यह तत्व 2A समूह में चौथे आवर्त में स्थित है।

प्रश्न 12.
किसी तत्व की विद्युत् ऋणात्मक से क्या समझते हो ? इलेक्ट्रॉन बंधुता से यह किस प्रकार भिन्न है ? आवर्त सारणी में विद्युत् ऋणात्मकता किस प्रकार बदलती है?
उत्तर:
विद्युत् ऋणात्मकता:
किसी यौगिक में दो परमाणुओं के मध्य स्थित साझे के इलेक्ट्रॉन जोड़े को अपनी ओर आकर्षित करने की क्षमता को परमाणु की विद्युत् ऋणात्मकता या ऋणविद्युता कहते हैं।

इलेक्ट्रॉन बंधुता:
किसी परमाणु की गैसीय अवस्था में बाहरी कोश में एक इलेक्ट्रॉन के प्रवेश करने पर मुक्त होने वाली ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन बंधुता कहते हैं। दूसरे शब्दों में, किसी परमाणु द्वारा बाह्यतम कोश में इलेक्ट्रॉन को बाँधकर रखने की क्षमता को इलेक्ट्रॉन बंधुता कहते हैं। किसी भी तत्व की प्रथम इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान ऋणात्मक होता है क्योंकि यह प्रक्रिया ऊष्माक्षेपी है। जबकि द्वितीय इलेक्ट्रॉन बंधुता में ऊर्जा का अवशोषण होता है। क्योंकि ऋणआवेशित आयन आने वाले अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को प्रतिकर्षित करता है।

अंतर:
इलेक्ट्रॉन बंधुता अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को बाँधने का गुण है। जबकि ऋणविद्युतता अणु में किसी परमाणु द्वारा इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करने की क्षमता है।

आवर्तिता:
किसी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर परमाणु आकार में कमी तथा नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण ऋणविद्युतता बढ़ती है। समूह में ऊपर से नीचे आने पर परमाणु आकार में वृद्धि के साथ ऋणविद्युतता घटती है।

प्रश्न 13.
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी के उपयोग लिखिए।
उत्तर:
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी की उपयोगिता

1. तत्वों के अध्ययन में सहायक:
आवर्त सारणी में वर्गों के समान गुण वाले तत्व तथा आवर्त में तत्वों के गुणों में क्रमिक परिवर्तन होता है। एक वर्ग के सामान्य गुणों की जानकारी होने पर उस वर्ग के सभी तत्वों के सामान्य गुणों को बताया जा सकता है।

2. नये तत्वों की खोज में सहायक:
मेण्डलीफ ने मूल आवर्त सारणी में अज्ञात तत्वों के लिये खाली स्थान छोड़ दिये थे किन्तु इन स्थान पर होने वाले तत्वों की उसने पहले ही भविष्यवाणी कर दी थी। बाद में जब इन तत्वों की खोज हुई थी तो इन तत्वों के गुण लगभग वही पाये गये जिनके मेण्डलीफ ने पहले ही भविष्यवाणी की थी। स्कैण्डियम, गैलियम, जर्मेनियम तत्वों की खोज मेण्डलीफ की भविष्यवाणी के आधार पर हुई।

3. अनेक तत्वों के परमाणु द्रव्यमान ज्ञात करने में:
किसी तत्व की आवर्त सारणी में स्थिति के आधार पर उसकी संयोजकता ज्ञात की जा सकती है। संयोजकता को उस तत्व के सही तुल्यांकी द्रव्यमान से गुणा करने से तत्व का सही परमाणु द्रव्यमान ज्ञात कर सकते हैं।

परमाणु द्रव्यमान = तुल्यांकी द्रव्यमान x संयोजकता

4. अनुसंधान में सहायक:
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी के अवलोकन मात्र से किसी तत्व का दूसरे तत्व के प्रति व्यवहार का अनुमान लगाया जा सकता है। यह ज्ञान तथा जानकारी अनेक अनुसंधान में सहायक है।

प्रश्न 14.
संक्रमण तत्व किन तत्वों को कहते हैं? संक्रमण तत्वों के सामान्य लक्षणों पर प्रकाश डालिए।
उत्तर:
संक्रमण तत्व:
आधुनिक आवर्त सारणी में 5 ब्लॉक तथा p ब्लॉक तत्वों के मध्य स्थित तत्वों को संक्रमण तत्व कहते हैं या जिन तत्वों अथवा उनके आयनों में आंशिक भरे d कक्षक होते हैं, संक्रमण तत्व कहलाते हैं। इनमें अंतिम इलेक्ट्रॉन उपान्तय कक्ष के d कक्षक में प्रवेश करता है। इसलिये इन्हें d ब्लॉक तत्व कहते हैं। इनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns²(n – 1)d^1-10 होता है। इसके अंतर्गत III B से II B तक के वर्ग आते हैं।

संक्रमण तत्वों के सामान्य गुण:

1. इनके बाह्यकोश के 2 कोश अपूर्ण होते हैं।
2. इनकी प्रकृति धात्विक होती है।
3. ये परिवर्ती ऑक्सीकरण संख्या दर्शाते हैं।
4. ये रंगीन आयन बनाते हैं।
5. ये संकुल लवण बनाते हैं।
6. ये अच्छे उत्प्रेरक होते हैं।
7. ये सरलता से मिश्रधातु बनाते हैं।
8. ये सामान्यतः अनुचुम्बकीय होते हैं।
9. सरलता से अन्तराली यौगिकों का निर्माण करते हैं।
10. ये रासायनिक रूप से कम क्रियाशील होते हैं।

प्रश्न 15.
अंतर संक्रमण तत्व किसे कहते हैं? अंतर संक्रमण तत्वों के सामान्य गुण लिखिए।
उत्तर:
इन तत्वों के तीन बाहरी कक्ष अपूर्ण होते हैं। इन तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास करने पर अंतिम इलेक्ट्रॉन भीतर की ओर तीसरी कक्ष के उपकोश में प्रवेश करता है। इसलिये इन्हें fब्लॉक तत्व भी कहते हैं। लैन्थेनाइड्स तथा एक्टीनाइड्स तत्वों की दोनों श्रेणियाँ वर्ग 3 तथा वर्ग 4 को जोड़ने वाले तत्व हैं इसलिये इन्हें अंतर संक्रमण तत्व कहते हैं तथा इनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns²(n – 2) f^1-14 होता है।

लैन्थेनाइड्स:
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास करने पर अंतिम इलेक्ट्रॉन 4f उपकोश में प्रवेश करता है।

एक्टिनाइड्स:
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास करने पर अंतिम इलेक्ट्रॉन 5f उपकोश में प्रवेश करता है।

अंतर संक्रमण तत्वों के सामान्य गुण:

1. इनके (n – 2) कोश के उपकोश में इलेक्ट्रॉन प्रवेश करता है।
2. परिवर्ती संयोजकता दर्शाते हैं।
3. ये सभी धात्विक प्रकृति दर्शाते हैं।
4. इनके आयन प्रायः रंगीन होते हैं।
5. संकुल आयन बनाने की प्रवृत्ति होती है।
6. विद्युत् संयोजी यौगिक बनाते हैं।

प्रश्न 16.
आधुनिक आवर्त नियम क्या है? इस नियम के आधार पर बनी आवर्त सारणी का संक्षिप्त वर्णन कीजिए।
उत्तर:
आधुनिक आवर्त नियम- यह नियम मोसले ने प्रस्तुत किया था। इस नियम के अनुसार, “तत्वों के भौतिक एवं रासायनिक गुण परमाणु संख्या के आवर्ती फलन होते हैं।”
इस सारणी में सात क्षैतिज और 18 ऊर्ध्वाधर खाने हैं। 7 क्षैतिज खाने आवर्त तथा 18 ऊर्ध्वाधर खाने उपवर्ग को दर्शाते हैं।

आवर्त:

1. प्रत्येक आवर्त में तत्व परमाणु क्रमांक के बढ़ते क्रम के आधार पर व्यवस्थित हैं।
2. प्रत्येक आवर्त का क्रमांक उस तत्व के बाहरी कोश की मुख्य क्वाण्टम संख्या को दर्शाता है।
3. प्रथम आवर्त को छोड़कर अन्य सभी आवर्त क्षार धातु से प्रारम्भ होकर अक्रिय गैस पर समाप्त होते हैं।
4. प्रथम आवर्त में 2 तत्व हैं इसे अति लघु आवर्त कहते हैं।

दूसरे तथा तीसरा आवर्त लघु आवर्त हैं इनमें क्रमशः 8-8 तत्व हैं। चौथा, पाँचवाँ आवर्त दीर्घ आवर्त हैं। इनमें क्रमशः 18-18 तत्व हैं । छठवाँ आवर्त अति दीर्घ आवर्त है इसमें 32 तत्व हैं। सातवाँ आवर्त अपूर्ण है।

वर्ग:

1. आवर्त सारणी में 18 ऊर्ध्वाधर खाने होते हैं, जो 1 से 18 वर्गों को प्रदर्शित करते हैं।
2. प्रत्येक वर्ग में सभी तत्वों के बाह्यतम कोश का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान होता है।
3. इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के आधार पर तत्वों को चार समुदाय में वर्गीकृत किया गया है –
   • 5 ब्लॉक
   • p ब्लॉक तत्व
   • d ब्लॉक तत्व,
   • f ब्लॉक तत्व।

प्रश्न 17.
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी तथा आधुनिक आवर्त सारणी की तुलना कीजिए।
उत्तर:
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी और आधुनिक आवर्त सारणी की तुलना –

मेण्डलीफ की आवर्त सारणी:

1. इस आवर्त सारणी में तत्वों को बढ़ते हुये परमाणु द्रव्यमान के आधार पर व्यवस्थित किया गया है।
2. मेण्डलीफ की आवर्त सारणी में कुल 9 ऊर्ध्वाधर खाने हैं जिन्हें वर्ग कहते हैं।
3. मेण्डलीफ की आवर्त सारणी में शून्य समूह में अक्रिय गैसें हैं।
4. मेण्डलीफ की आवर्त सारणी में भिन्न गुणों वाले तत्वों को एक ही वर्ग में रखा गया है।
5. मेण्डलीफ की आवर्त सारणी में प्रत्येक समस्थानिक को अलग-अलग स्थान मिलना चाहिये। लेकिन समस्थानिकों के लिये कोई स्थान नहीं है।

आधुनिक आवर्त सारणी:

1. इस आवर्त सारणी में तत्वों को बढ़ते हुये परमाणु क्रमांक के आधार पर व्यवस्थित किया गया है।
2. आधुनिक आवर्त सारणी में कुल 18 ऊर्ध्वाधर खाने हैं जिन्हें वर्ग कहते हैं।
3. आधुनिक आवर्त सारणी में प्रत्येक आवर्त के अंत को बाद में जोड़ा गया है।
4. आधुनिक आवर्त सारणी में असमान गुण वाले तत्वों को अलग-अलग रखा गया है।
5. सभी तत्वों के समस्थानिकों का परमाणु क्रमांक क्रमांक एक ही होता है। इसलिये समस्थानिकों को अलग-अलग स्थान देने की आवश्यकता नहीं है।

प्रश्न 18.
आवर्त सारणी में परमाणु के आकार में किस प्रकार परिवर्तन होता है? समझाइये।
उत्तर:
किसी परमाणु में परमाणु के नाभिक से उसके बाह्यतम कोश तक की दूरी परमाणु त्रिज्या कहलाती है।

आवर्त:
किसी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर कोशों की संख्या तो समान रहती है लेकिन परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ बाहरी कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉन की संख्या में वृद्धि होती है तथा प्रभावी नाभिकीय आवेश भी बढ़ जाता है। इस प्रकार नाभिकीय आवेश के बढ़ने से नाभिक तथा बाहरी कोश के बीच आकर्षण बल बढ़ने के कारण त्रिज्या में कमी आती है अतः आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर परमाणु त्रिज्या में कमी आती है।

वर्ग में:
किसी वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु के आकार में वृद्धि होती है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन नये कोश में प्रवेश करता है तथा कोशों की संख्या में भी वृद्धि होती है तथा नाभिकीय आवेश भी बढ़ता है। लेकिन नये कोश का प्रभाव नाभिक की आकर्षण से अधिक होता है।

तत्त्वों का वर्गीकरण एवं गुणधर्मों में आवर्तिता दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1.
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी के प्रमुख दोष क्या हैं ? इन्हें आधुनिक आवर्त सारणी में किस प्रकार दूर किया जा सकता है?
उत्तर:
मेण्डलीफ की आवर्त सारणी के मुख्य दोष निम्नलिखित हैं –

1. हाइड्रोजन का स्थान निश्चित नहीं है।
2. अनेक तत्व परमाणु भार के बढ़ते क्रम में नहीं हैं, कुछ भारी तत्वों को हल्के तत्वों से पहले रखा गया है।
3. समस्थानिकों को एक ही स्थान पर रखा गया है।
4. असमान गुण वाले तत्वों को एक ही वर्ग में एक साथ रखा गया है।
5. समान गुण वाले तत्वों को अलग-अलग स्थान पर रखा गया है।
6. आठवें वर्ग में तत्वों की स्थिति अनुपयुक्त है।
7. अक्रिय गैसों को स्थान नहीं दिया गया था।

आधुनिक आवर्त सारणी में तत्वों को बढ़ते हुये परमाणु क्रमांक के क्रम में रखा गया है जिसके कारण मेण्डलीफ आवर्त सारणी के अधिकांश दोष दूर हो गये हैं।

1. अधिक परमाणु द्रव्यमान वाले तत्व का कम परमाणु द्रव्यमान वाले तत्व के पहले रखा जाना:
आधुनिक आवर्त सारणी में इन्हें परमाणु संख्या के क्रम में रखा गया है जिससे परमाणु द्रव्यमान के आधार पर रखने से जो दोष उत्पन्न हो गये थे वह दूर हो गये। जैसे-Ar परमाणु संख्या 18 को पोटैशियम परमाणु संख्या 19 होने से कोई विसंगति नहीं है।

2. समस्थानिकों का स्थान:
किसी तत्व के सभी समस्थानिकों का परमाणु क्रमांक एक ही होता है। इसलिये समस्थानिकों के लिये अलग-अलग स्थान देने की आवश्यकता नहीं है।

3. असमान गुण वाले तत्वों को एक ही स्थान पर रखा गया है:
आधुनिक आवर्त सारणी में असमान गुण वाले तत्वों को अलग-अलग रखा गया है। जैसे-उपवर्ग IA के Li, Na, K को वर्ग A में तथा उपवर्ग IB के Cu, Ag, Au को वर्ग II में रखा गया है।

4. अक्रिय गैसों का स्थान:
आधुनिक आवर्त सारणी में अक्रिय गैसों को प्रबल वैद्युत् ऋणात्मक तत्वों (वर्ग 17) और प्रबल वैद्युत् धनात्मक तत्वों (वर्ग 1) के बीच में रखा गया है जो सेतु जैसा कार्य करते हैं।

प्रश्न 2.
आयनन ऊर्जा से क्या समझते हो? आयनन ऊर्जा को प्रभावित करने वाले कारकों को समझाइए।
उत्तर:
आयनन ऊर्जा-किसी तत्व के गैसीय अवस्था में एक विलगित परमाणु से बाह्यतम इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिये आवश्यक ऊर्जा को आयनन ऊर्जा कहते हैं।

Me_(g) + ऊर्जा → M_(g)⁺ + इलेक्ट्रॉन
Me_(g) – इलेक्ट्रॉन → Me_(g)⁺ + आयनन ऊर्जा

मात्रक:
आयनन ऊर्जा का मात्रक kJ/mol है।

आयनन ऊर्जा को प्रभावित करने वाले कारक:

1. परमाणु या आयन का आकार:
परमाणु या आयन का आकार जितना अधिक होगा नाभिक और बाह्य कोश के इलेक्ट्रॉनों के बीच उतना ही कम प्रभावी आकर्षण बल कार्य करता है जिसके कारण इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिये कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अतः आयनन ऊर्जा के मान में कमी आती है।

2. नाभिकीय आवेश:
नाभिकीय आवेश में वृद्धि होने से आयनन ऊर्जा के मान में वृद्धि होती है क्योंकि इलेक्ट्रॉन और इलेक्ट्रॉन के बीच उच्च स्थिर वैद्युत आकर्षण बल होने के कारण इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिये ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

3. परिरक्षण प्रभाव:
परिरक्षण प्रभाव जितना अधिक होता है आयनन विभव का मान उतना कम होता है।

4. पूर्ण एवं अर्धपूर्ण कक्षक:
पूर्ण तथा अर्धपूर्ण उपकक्ष अपेक्षाकृत अधिक स्थायी होते हैं। इस स्थिति में इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिये अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अतः इस प्रकार के परमाणुओं की आयनन ऊर्जा अधिक होती है।

5. बाह्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
जिन तत्वों का अष्टक पूर्ण होता है अर्थात् संयोजी कोश में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं वे तत्व अत्यधिक स्थायी होते हैं । अतः इनके संयोजी कोश से इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिये अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

6. आवर्तिता:
(i) वर्ग में आवर्तिता:
किसी भी वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर परमाणु त्रिज्या में वृद्धि होती है जिसके कारण संयोजी कोश से इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिये कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अत: वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर आयनन ऊर्जा में कमी आती है।

(ii) आवर्त में आवर्तिता:
किसी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर नाभिकीय आवेश में वृद्धि एवं परमाणु त्रिज्या में कमी के कारण संयोजी कोश से किसी इलेक्ट्रॉन को निष्कासित करने हेतु अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अर्थात् आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर आयनन ऊर्जा का मान बढ़ता है।

प्रश्न 3.
इलेक्ट्रॉन बन्धुता से क्या समझते हो? इसके प्रभावकारी कारकों का उल्लेख कीजिए।
उत्तर:
उत्तेजित अवस्था में किसी परमाणु या अणु या आयन के इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की प्रवृत्ति को इलेक्ट्रॉन बंधुता कहते हैं । अर्थात् किसी विलगित एवं उदासीन परमाणु को ऋण आयन में बदलने पर प्राप्त ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन बंधुता कहते हैं।

इस प्रकार किसी उदासीन विलगित परमाणु में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन के प्रवेश करने से ऊर्जा मुक्त होती है अतः इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान धनात्मक होता है। परन्तु इस ऋण आयन में और अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन का समावेश करने के लिये अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अतः इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान ऋणात्मक होता है।
Ag_(g) + इलेक्ट्रॉन → A_(g)^– + ऊर्जा
A_(g)^– + इलेक्ट्रॉन → A_(g)^-2-2 ऊर्जा

मात्रक:
इलेक्ट्रॉन बंधुता का मात्रक kJ/mol है।

इलेक्ट्रॉन बंधुता को प्रभावित करने वाले कारक:

1. परमाणु या आयन का आकार:
परमाणु या आयन का आकार बढ़ने से बाह्यकोश तथा नाभिक के बीच दूरी बढ़ती है। जिसके कारण नाभिक तथा ग्रहण होने वाले इलेक्ट्रॉन के बीच आकर्षण बल में कमी आती है, जिसके कारण इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान घटता है।

2. प्रभावी नाभिकीय आवेश:
प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि करने से नाभिक तथा ग्रहण होने वाले इलेक्ट्रॉन के बीच आकर्षण बढ़ता है, जिसके कारण इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान बढ़ता है।

3. बाह्य कोश का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
जिन तत्वों का अष्टक पूर्ण होता है। अर्थात् संयोजी कोश में आठ इलेक्ट्रॉन हैं तो तत्वों के अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने की प्रवृत्ति शून्य होती है इसलिये ऐसे तत्वों की इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान शून्य होता है।

4. अर्धपूर्ण तथा पूर्ण कक्षक:
पूर्ण तथा अर्धपूर्ण कक्षक अधिक स्थायी होते हैं तथा इस अवस्था में यह अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को सरलता से ग्रहण नहीं करते हैं इसलिये ऐसे तत्वों की इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान शून्य होता है।

5. आवर्तिता:
(i) आवर्त में आवर्तिता:
किसी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान सामान्यतः बढ़ता है क्योंकि नाभिकीय आवेश बढ़ता है तथा परमाणु का आकार घटता है । इसके फलस्वरूप ग्रहण करने वाले इलेक्ट्रॉन पर नाभिक का आकर्षण बढ़ता है।

(ii) वर्ग में आवर्तिता:
किसी भी वर्ग में ऊपर से नीचे आने पर परमाणु त्रिज्या में वृद्धि के कारण आने वाले इलेक्ट्रॉन तथा नाभिक के बीच आकर्षण बल में कमी आती है, जिसके कारण इलेक्ट्रॉन बंधुता में कमी आती है।

प्रश्न 4.
आवर्त सारणी के किसी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर तत्वों के निम्न गुणों में होने वाले परिवर्तन को समझाइये –

1. परमाणु त्रिज्या
2. ऋणविद्युतता
3. आयनन ऊर्जा
4. धात्विक लक्षण
5. संयोजकता।

उत्तर:
1. परमाणु त्रिज्या:
किसी भी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की संख्या में वृद्धि के कारण नाभिक आवेश में वृद्धि होती है। लेकिन आने वाले इलेक्ट्रॉन समान कोश में प्रवेश करते हैं जिसके कारण बाहरी कोश नाभिक की ओर दृढ़ता से आकर्षित रहता है, जिसके कारण परमाणु त्रिज्या में कमी आती है।

2. ऋणविद्युतता:
किसी भी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर नाभिकीय आवेश में वृद्धि तथा परमाणु त्रिज्या में कमी आती है जिसके कारण ऋणविद्युतता में वृद्धि होती है।

3. आयनन ऊर्जा:
किसी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान सामान्यतः बढ़ता है। क्योंकि नाभिकीय आवेश बढ़ता है तथा परमाणु का आकार घटता है जिसके कारण ग्रहण करने वाले इलेक्ट्रॉन पर नाभिक का आकर्षण बढ़ता है। .

4. धात्विक लक्षण:
किसी भी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर परमाणु त्रिज्या में कमी तथा नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण आयनन ऊर्जा में वृद्धि होती है जिसके कारण संयोजी कोश के इलेक्ट्रॉन नाभिक के साथ दृढ़ता से जुड़े रहते हैं जिसके फलस्वरूप उसके इलेक्ट्रॉन दान करने की प्रवृत्ति में कमी आती है। इसलिये किसी भी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर धात्विक लक्षण में कमी आती है।

5. संयोजकता:
किसी भी आवर्त में बाँये से दाँये जाने पर ऑक्सीजन के सापेक्ष संयोजकता 1 से 7 तक बढ़ती है लेकिन हाइड्रोजन के प्रति संयोजकता 1 से 4 तक बढ़ती है फिर घटती है।

MP Board Class 11th Chemistry Solutions

MP Board Class 11th Chemistry Important Questions Chapter 14 Environmental Chemistry

Environmental Chemistry Important Questions

Environmental Chemistry Objective Type Questions

Question 1.
Choose the correct answer:

Question 1.
Source of non – pollution energy:
(a) Fossil fuel
(b) Sun
(c) Gasoline
(d) Nuclear energy
Answer:
(b) Sun

Question 2.
Which radiations manufacture O₃:
(a) Ultra – violet
(b) Visible
(c) Infra – red
(d) Radio waves
Answer:
(a) Ultra – violet

Question 3.
Which radiations provide Green house effect:
(a) Infra – red
(b) Visible
(c) Ultra – violet
(d) X – rays
Answer:
(c) Ultra – violet

Question 4.
PAN is responsible for:
(a) Depletion of ozone layer
(b) For smog
(c) For Acid rain
(d) Poisonous food
Answer:
(b) For smog

Question 5.
Which is not an air pollutant:
(a) H₂
(b) H₂S
(c) NO₂
(d) O₃
Answer:
(a) H₂

Question 6.
Air pollutant released from jet aeroplanes in the form of an air pollutant:
(a) Photochemical oxidant
(b) Photochemical reductant
(c) Aerosol
(d) Physical pollutant
Answer:
(c) Aerosol

Question 7.
Is not present in Acid rain:
(a) H₂SO₄
(b) HNO₃
(c) H₂SO₃
(d) CH₃COOH
Answer:
(d) CH₃COOH

Question 8.
Is responsible for disease of lungs:
(a) O₂
(b) N₂
(c) CO₂
(d) SO₂
Answer:
(d) SO₂

Question 9.
O₃ is manufactured in:
(a) Troposphere
(b) Stratosphere
(c) Mesosphere
(d) Thermosphere
Answer:
(b) Stratosphere

Question 10.
For acid rain ‘sink’ is:
(a) Leaves
(b) Reservoir
(c) Lime stone
(d) CO₂
Answer:
(c) Lime stone

Question 11.
Primary pollutant is:
(a) SO₃
(b) NO₂
(c) N₂O
(d) NO
Answer:
(d) NO

Question 12.
Most dangerous is:
(a) Smoke
(b) Dust
(c) Smog
(d) NO
Answer:
(c) Smog

Question 2.
Fill in the blanks:

1. The air pollutant released by jet aeroplanes in the form of fluro carbon is …………………………..
2. D.D.T. is …………………….. poisonous pollutant as compared to B.H.C.
3. O₃ is formed in the ……………………… level of atmosphere.
4. A definite tolerable level of pollutants in the environment is expressed by …………………………….
5. Maximum air pollutants are present in …………………………….. level of the atmosphere.
6. Ozone layer prevent us from …………………………….. rays.
7. Oxides of …………………………. and …………………………….. cause acid rain.
8. …………………………… is the main cause of ozone layer depletion.
9. ………………………….. gas is responsible for Green house effect.
10. Substance produces pollution is known as ……………………………..
11. ……………………………… is responsible for lung diseases.
12. SO₂ pollutant is responsible for the disease of ……………………………..

Answer:

1. Aerosol
2. More
3. Stratosphere
4. T.L.V.
5. Troposphere
6. Ultra – violet
7. Nitrogen, sulphur
8. C.F.C
9. CO₂
10. Pollutant
11. Photochemical smog
12. Asthma

Question 3.
Answer in one word/sentence:

1. Name the person who started Chipko Aandolan for the conservation of forest?
2. Region of the atmosphere where living beings exist is known as?
3. What is the name of compound responsible for hole in ozone layer?
4. What is smoke containing fog known as?
5. What is rain water containing small amount of sulphuric acid and nitric acid known as?
6. Which chemistry produces environment friendly chemicals having minimum contribution in pollution?
7. What is decrease in density of ozone gas due to chlorofluorocarbon compound in atmosphere known as?
8. What is the maximum quantity of pollutant having no effect on receptor known as?
9. When do we celebrate World Environment Day?
10. What is PAN?
11. Name the largest sink of earth?
12. When does Bhopal Gas Tragedy occured?
13. Name the disease due to water pollution?

Answer:

1. Sunderlal Bahuguna
2. Troposphere
3. Chlorofluorocarbon
4. Smog
5. Acid rain
6. Green chemistry
7. Ozone hole
8. Threshold limit value
9. 5th June
10. Peroxyacetyl nitrite/ photochemical smog
11. Ocean
12. Midnight of 2nd and 3rd December 1984
13. Jaundice, Diarrhoea

Question 4.
Match the following:
[I]

Answer:

1. (e)
2. (c)
3. (b)
4. (d)
5. (a)

[II]

Answer:

1. (c)
2. (d)
3. (a)
4. (b)
5. (e)

[III]

Answer:

1. (b)
2. (a)
3. (d)
4. (c)

Environmental Chemistry Very Short Answer Type Questions

Question 1.
Write the definition of pollutants?
Answer:
Such substances whose amount in the environment increases more than required and cause harmful effect on human, animal and plant kingdom are called pollutants. Like: CO, CO₂, NO, NO₂, SO₂ etc.

Question 2.
Write names of two air pollutants?
Answer:
SO₂, SO₃.

Question 3.
Name two pollutants which depletes ozone layer?
Answer:

1. Cycle of nitric oxide (NO) and
2. C.F.C. (Chlorofluoro carbon), in which C.F.C. is main.

Question 4.
Ozone is found in?
Answer:
Stratosphere.

Question 5.
Write the two health problems caused by SO₂?
Answer:

1. SO₂ affects the respiratory canal and lungs due to which various health diseases are caused like cancer.
2. Acid rain caused due to SO₂ produces boils on the skin.

Question 6.
What is Acid rain?
Answer:
Various gaseous pollutant present in the atmosphere like SO₂, SO₃, NO₂, NO dissolve in rain drop.
These drops fall with rain and are called acid rain.
SO₂ + H₂O → ₂HSO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄.

Question 7.
Name any two green house gases?
Answer:
C.F.C. and CO₂.

Question 8.
What is P.A.N.?
Answer:
It is peroxy acyl nitrate which is a photochemical smog.

Question 9.
What is C.F.C.?
Answer:
It is chlorofluoro carbon which is the main cause of depletion of ozone layer.

Question 10.
What is green chemistry?
Answer:
A technique to check pollution in which such chemical reactions are suggested which do not cause pollution and if pollution spreads then it can be destroyed. This is called green chemistry.

Question 11.
What is TLV?
Answer:
A definite value of pollutants can be tolerated. This is expressed by TLV. TLV means ‘Threshold Limit Value’.

Question 12.
What are particulate pollutants?
Answer:
The pollutants mixed up with air in liquid or solid state in such a manner that the remain suspended for a long time is called particulates.

Question 13.
What is specimasion?
Answer:
Many pollutants can be made from element. The method of determining which of the product is more dangerous is called specimasion.

Question 14.
What is sink?
Answer:
Sink is that in which the substance totally gets consumed and then also there is no effect on sink.

Question 15.
Name the biggest sink of the earth?
Answer:
The biggest sink of the earth is the sea.

Question 16.
What is green house effect?
Answer:
The heating of atmosphere due to absorption of infrared radiation by carbon dioxide and other gases is called green house effect.

Question 17.
Explain the mechanism of acid rain?
Answer:
All pollutant gases spread as pollutant particles in the form of smoke by the burning of fossil fuels and other fuels. Due to high temperature of industries and other engines, oxides of nitrogen spread in the atmosphere by the combination of N₂ and O₂. These gases mix in rain drops form acid and then fall on the earth as acid rain drops. This is called acid rain.

Question 18.
The gas which gets leak in 1984 in Bhopal is?
Answer:
CH₃ – N = C = O Methyl isocyanate.

Question 19.
What is the main component for the depletion of ozone layer?
Answer:
Chlorofluorocarbon.

Question 20.
Name the person who started “Chipko Andolan” for forest conservation?
Answer:
Sunderlal Bahuguna.

Question 21.
Write the name of disease caused by water pollution?
Answer:
Cholera, Typhoid, Joindiss etc.

Question 22.
Name the medicinal plant which is helpful in controlling pollution and useful in skin diseases?
Answer:
Neem (Azaderecta indica).

Question 23.
Which gas is responsible for green house effect?
Answer:
Carbon dioxide (CO₂).

Question 24.
What is the main sink of CO pollutant?
Answer:
Biological molecules present in soil.

Question 25.
Write the name of four methods useful in Green chemistry?
Answer:

1. Use of sunlight
2. Micro oven
3. Micro waves
4. Sound waves
5. Use of enzyme.

Question 26.
Which pollutant is responsible for smog?
Answer:
PAN (Peroxy acyl nitrate).

Question 27.
What is sink for acid rain?
Answer:
Lime stone (Marble).

Question 28.
Which sphere is present near to earth?
Answer:
Troposphere.

Question 29.
Full form of B.H.C. is?
Answer:
Benzene Hexa chloride.

Question 30.
Which light is responsible for skin cancer?
Answer:
Ultra – violet light (UV – light).

Question 31.
What is responsible for lung diseases?
Answer:
Sulphur dioxide (SO₂).

Question 32.
What is the main source of emmision of CO?
Answer:
Vehicles.

Question 33.
Oxides of which elements are responsible for acid rain?
Answer:
Oxides of nitrogen and sulphur.

Question 34.
Maximum pollution occurs in which sphere?
Answers:
Troposphere.

Question 35.
What is the main constituent for ozone depletion?
Answer:
C.F.C. (Chlorofluoro carbon).

Question 36.
Which radiation give green house effect?
Answer:
Infrared radiations (IR).

Question 37.
The formation of ozone takes place where in the atmosphere?
Answer:
Stratosphere.

Environmental Chemistry Short Answer Type Questions – I

Question 1.
Define Green Chemistry?
Answer:
Green chemistry is the branch of science in which study of effects of chemicals (like : Origin, transportation, reactions etc.) on environment is studied.

Question 2.
Explain Tropospheric pollution?
Answer:
Tropospheric pollution occurs due to unwanted solids and gas particles present in the air. The pollution occurs due to following two substances:

1. Gaseous air pollutants:
They are sulphur, nitrogen and CO₂, H₂S, hydrocarbon, ozone and other oxidising agents.

2. Particulates:
They are dust, fog, smoke etc.

Question 3.
Which gases are responsible for green house effect?
Answer:
Main gases are CO₂, methane, water vapour, nitrous oxide, chlorofluoro carbon (CFC) and ozone.

Question 4.
What do you mean by BOD (Biochemical oxygen demand)?
Answer:
The total amount of oxygen consumed by microorganism in decomposing the wastes present in a certain volume of a sample of water.

Question 5.
Due to green house effect temperature of the earth is increasing? Which substances are responsible for it?
Answer:
Green house gases like CO, methane, nitrous oxide, ozone and chlorofluoro carbons are responsible for green house effect.

Question 6.
Ozone is a toxic gas and is a strong oxidizing agent even then its presence in the stratosphere is very important Explain what would happen if ozone from this region completely removed?
Answer:
The ozone layer acts as a protective umbrella and does not allow the harmful UV radiations to reach the earth’s surface.(MPBoardSolutions.com) If ozone is completely removed from the stratosphere, the UV radiations will fall directly on the humans, causing skin cancer and on the plants affecting plant proteins.

Question 7.
What are the sources of dissolved oxygen in water?
Answer:

1. Photosynthesis
2. Natural aeration
3. Artificial aeration.

Question 8.
Dissolved Oxygen in water is very important for aquatic life. What processes are responsible for the reduction of dissolved oxygen in water?
Answer:
Dissolve oxygen is essential for sustaining animal and plant life in any aquatic system. The wastes such as domestic, industrial and biodegradable organic compounds are oxygen demanding wastes. These are decomposed by the bacterial population which in turn decreases the oxygen from water.

Question 9.
What are Biodegradable and non – biodegradable pollutants?
Answer:

• Biodegradable pollutants: They can be degrade by microorganisms.
• Example: Sewage, dungs of animals, fruits and vegetable peels etc.
• Non – biodegradable pollutants: They cannot degrade by microorganisms.
• Example: Mercury, Lead, DDT, glass, plastic etc.

Question 10.
What is pollution?
Answer:
Environmental pollution is the effect of undesirable changes in our surroundings that have harmful effects on plants, animals and human beings.

Question 11.
What is pollutant?
Answer:
A substance present in the environment in greater proportion than its natural abundance and resulting into harmful effects, is called a pollutant.

Question 12.
What are contaminants?
Answer:
Some substances which are not present in the environment, but are released in the environment as a result of chemical activities lead to pollution. Such substances are called contaminants. Example: Methyl isocyanate gas (CH₃NCO).

Question 13.
Write the chemical name of the gases depleting ozone?
Answer:
Nitric oxide, atmospheric oxygen and chlorofluoro carbon are responsible.

Question 14.
Which are green house gases?
Answer:
CO₂, ozone and water vapours are green house gases. They have the tendency to absorb IR radiations.

Question 15.
What is polluted air?
Answer:
If some underisable substances get added in the air which affects the health of the organisms, then such air is called polluted air.

Question 16.
Why there is ozone depletion over Antarctica?
Answer:
In the stratosphere compounds formed are converted back into chlorine free radical which deplete ozone layer.

Question 17.
What is the importance of BOD measurement of any water sample?
Answer:
BOD is the measurement of pollution caused by organic biodegradable substances in water sample. The less value of BOD tells that less amount of organic effluent is present in water.

Question 18.
Oxidation of sulphur dioxide into sulphur trioxide in the absence of a catalyst is a slow process but this oxidation occurs easily in the atmosphere. Explain how does this happen. Give chemical reaction for the conversion of SO₂ into SO₃
Answer:
The oxidation of sulphur dioxide into sulphur trioxide can occur both photochemically or non – photochemically. In the near ultraviolet region, the SO₂ molecules react with ozone photochemically.
SO₂ + O₃ \(\underrightarrow { h\nu } \) SO₃ + O₂
2SO₂ + O₂ \(\underrightarrow { h\nu } \) 2SO₃
Non – photochemically, SO₂ may be oxidised by molecular oxygen in presence of dust and soot particles.
2SO₂ + O₂ \(\underrightarrow { Particulates } \) 2SO₃

Question 19.
How is ozone formed in stratosphere?
Answer:
Ozone in the stratosphere is a product of (UV) radiations acting on dioxygen (O₂) molecules. The (UV) radiations split apart molecular oxygen into free oxygen (O) atoms. These oxygen atoms combine with the molecular oxygen to form ozone.

Question 20.
What is chlorosis?
Answer:
Chlorophyll in plants is formed slowly. This is due to presence of SO. This pollution is called chlorosis.

Question 21.
What is Metathesis?
Answer:
Metathesis is the name of that science, in which the study of application of chemical methods for general persons is studied.

Question 22.
What are primary and secondary air pollutants?
Answer:
Primary air pollutants are those which remain as such after their formulation e.g. NO, while secondary pollutants are formed as a result of chemical interaction between primary air pollutants. Example: PAN.

Question 23.
What is photochemical smog?
Answer:
Photochemical smog:
It is formed by photochemical reactions involving solar radiations. The principal constituents are O₃, NO₂ and some photochemical oxidants. It is also called Los Angeles smog.

Question 24.
What is acid rain?
Answer:
Acid rain:
It is the rain water containing sulphuric acid, nitric acid and small amount of hydrochloric acid which are formed from the oxides of sulphur and nitrogen present in the air as pollutants and has a pH of 4 – 5.
CO₂ + H₂O → H₂CO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Question 25.
When CO₂ is called harmful gas?
Answer:
Normal amount of CO₂ in atmosphere is not harmful. Whereas organisms and plants prepare their food with the help of it. But, when the amount of CO₂ increases due to various process then it alters the environmental balance and become harmful.

Question 26.
What is the role of CO₂ in the “Green house effect”?
Answer:
Water vapours are present only near the earth atmosphere but ozone found very far from the earth and CO₂ is found everywhere in the atmosphere. (MPBoardSolutions.com) So for green house effect, CO₂ is more responsible because CO₂ has the tendency to absorb IR radiations. Due to this green house effect produced.

Question 27.
Why acid rain is harmful for Tajmahai?
Answer:
Tajmahai is made up of marbles (CaCO₃). Acid rain contains H₂SO₄ in dilute state. It reacts with marble of Tajmahai and make it discoloured and lustreless.

Question 28.
What is Fly ash pollution?
Answer:
The smaller ash particles are formed when fossil fuel is burnt. Gases produced during burning take the ash particles and pollute the atmosphere. The pollution is called fly ash pollution.

Question 29.
What is contaminated water? Name of diseases occurs due to it?
Answer:
The water which contains dissolved organic matters and salts and micro – organisms is called contaminated water.
Diseases are:

1. Diarrhoea
2. Typhoid
3. Skin diseases etc.

Question 30.
What is Global warming?
Answer:
This increase in average temperature of global air due to increased green house effect is called ‘global warming’.

Question 31.
What is Ionosphere?
Answer:
It is also 40 km thick layer at an altitude of 50 km from the earth surface. It is also called mesosphere. Various ionic reactions taking place in ionosphere is:
O₂ + \(\overset { \bullet }{ O } \) → O₂⁺ + O
O⁺ + N₂ → NO⁺ + N
N₂⁺ + O₂ → N₂ + O₂⁺

Environmental Chemistry Short Answer Type Questions – II

Question 1.
How is the poisonous effect of CO produced on man and animals?
Answer:
CO has poisonous effect on man and plants.
1. It combines with haemoglobin of the blood more strongly than oxygen.
CO + Hb → CO – Hb (Carboxy haemoglobin).

As a result of this amount of haemoglobin available in the blood for the transport of oxygen to the body cells decreases. The normal metabolism is thus, impaired due to less O₂ level. This will cause suffocation and will ultimately lead to death. (MPBoardSolutions.com) Carbon monoxide if present in air can cause mental impairment, respiratory problems, muscular weakness and dizziness.

2. A high concentration of CO (100 ppm or more) will harmfully affect the plants causing leaf drop; reduction of leaf size and premature aging etc.

Question 2.
Write the harmful effects of SO₂ (Sulphur dioxide)?
Answer:
Harmful effects of SO₂ are:

1. SO, affects respiratory tract producing nose, eye and lung irritation. It has been reported that lower concentration of SO₂ causes respiratory weakness.
If present at a concentration of only 2.5 ppm in the environment, then also it leads to dangerous diseases like bronchitis and lung cancer etc.

2. SO₃ produce harmful effect on buildings made of marble and lime stones (CaCO₃). The gas released from Mathura oil refinery is harmful for the Tajmahal.

3. High concentration of SO₂, leads to stiffness of flower buds which eventually fall off from plants.

4. Air polluted by oxides of sulphur enhances the corrosion of metals like copper, zinc, iron etc.

Question 3.
Write the harmful effects of nitrogen dioxide?
Answer:
Nitrogen dioxide is harmful and poisonous. It produces the following harmful effects:

1. It reacts with the ozone present in the atmosphere and decreases its density.
2. Oxides of nitrogen are responsible for the production of photochemical smog.
3. Oxides of nitrogen cause harmful effects on textile fibres like nylon, rayon, cotton fibres etc. NO2 causes cracks in rubber.
4. Increase in concentration of NO₂ in the atmosphere is harmful for plants. It leads to leaf spotting, retards photosynthetic activity, retards plant growth etc.
5. NO₂ creates problems in human respiration and leads to bronchitis.

Question 4.
A farmer was using pesticides on his farm. He used the product of his farm as food for rearing fishes. He was told that fishes were not fit for human consumption because large amount of pesticides had accumulated in the tissues of Fishes. Explain, how did this happen?
Answer:
Pesticides are organic compounds which are used to protect plants from pests. These are mild poisons. These pesticides stick to the plants and also flow into lakes along with the rain water. (MPBoardSolutions.com) Rearing fishes when consume these plants as their food the poisonous pesticides accumulate in the tissues of fishes. Thus, these fishes are not fit for human consumption.

Question 5.
For dry cleaning, in the place of tetrachloroethene, liquefied carbon dioxide with suitable detergent is an alternative solvent. What type of harm to the environment will be prevented by stopping use of tetrachloroethane? Will use of liquefied carbon dioxide with detergent be completely safe from the point of view of pollution? Explain?
Answer:
1. Tetrachloroethene (Cl₂C = CCl₂) is suspected to be carcinogenic and contaminates the ground water. This harmful effect will be prevented by using liquefied CO₂ along with suitable detergent.

2. Use of liquefied CO₂ along with detergent will not be completely safe because detergents also cause pollution as most of the detergents are non – biodegradable. Also, liquefied CO₂ will ultimately enter into the atmosphere and contribute to the green house effect.

Question 6.
What are the harmful effect of Green house effect?
Answer:
Though green house effect was beneficial in maintaining a livable temperature on earth. But excessive CO₂ in the atmosphere due to deforestation and large scale burning of fossil fuel has disturbed the natural balance in favour of higher green house effect. This has led to an increase in average temperature of the earth from 0.3 to 0.6°C over the past century. This increase in average temperature of global air due to increased green house effect is called ‘Global warming’.

The atmospheric CO₂ level is expected to become double sometimes between 2050 – 2150 with a corresponding increase in global temperature from 1 to 3°C. Besides CO₂, other green house gases are methane, water vapour, nitrous oxides, CFCs (Chlorofluorocarbons) and ozone. Methane is produced naturally when vegetation is burnt, digested or rotted in the absence of oxygen. (MPBoardSolutions.com) Large amount of methane are released in paddy fields, coal mines, from rotting garbage dumps and by fossil fuels.

CFCs are man made industrial chemicals used in air conditioning etc. CFCs are also damaging the ozone layer. Nitrous oxide occurs naturally in the environment. In recent years, their quantities have increased significantly due to use of chemicals, fertilizers and the burning of fossil fuels.

Harmful Effects of Global Warming:

• There will be rise in sea level due to increased rate of melting of glaciers. Sea level may rise by 0.5 to 1.5 m during the next 50 to 100 years if present rise in CO₂ continues. This will result in flood and loss of soil particularly in coastal areas.
• Higher global temperature is likely to effect the whole ecosystem by disturbing the life cycle of certain micro and macro organisms.
• Higher temperature is likely to increase incidence of infectious diseases such as malaria, dengue, yellow fever and sleeping sickness.

Question 7.
Write the reasons of water pollution?
Answer:
The sources of water pollution are as follows:

1. Organic pollutants like manure wastes from food processing, rags, paper discards etc.
2. Industrial wastes.
3. Detergents and Fertilizers: The detergents are best available mode for the growth of bacteria.
4. Pollution of water takes place through acids.

Question 8.
How is artificial green house prepared?
Answer:
Synthetic green house:
In nature, coating of CO₂ is forming green house, but synthetic green house can be synthesized by studying its mechanism.

Actually the transparent glass roof and wall of the glass house allow sun rays to pass through and strike the surface of the house. The reflected radiation is of longer wavelength than the incident radiation. A significant portion of reflected radiation absorbed by glass. (MPBoardSolutions.com) As radiation of longer wavelength (Infrared radiation) generates heat, this causes rise in temperature inside the glass house. An effect similar to one in glass house is responsible for keeping the earth’s surface warmer.

Question 9.
For your agricultural field or garden you have developed a compost producing pit Discuss the process in the light of bad odour, flies and recycling of wastes for a good produce?
Answer:
The compost is very useful for agriculture as a fertilizer. But the compost pro-ducing pits may give bad odour and flies. Therefore, the compost producing pit should be set up at a suitable place or in a bin to protect ourselves from bad odour and flies. It must be kept covered so that flies cannot enter into it and there is not much a bad odour.

Question 10.
How house effluents can be used as manure?
Answer:
Waste Management of Household waste:
All the solid household waste should be put in the household garbage box/bin. This should be then put into the community bins so that the municipal workers can take it in their vehicles to the disposable site. Here, the garbage is separated into biodegradable and non – biodegradable materials. (MPBoardSolutions.com) The biodegradable waste is deposited in the land fills. With the passage of time, it is converted into manure compost. Remember that if the waste is not collected in the garbage bins, it may find its way to sewers and some may to eaten up by the cattle.

The non – biodegradable waste like polythene bags, metal scrap, etc. choke the sewers. The polythene bags, if swallowed by cattle, can result into their death. The best way to manage domestic waste is to keep two garbage bins, one for the biodegradable (Non – recyclable) and the other for non – biodegradable (Recyclable) which can be sold to the vendor/dealer.

Question 11.
What do you mean by green chemistry? How will it help in decrease environmental pollutions?
Answer:
By green chemistry we mean a strategy to design chemical process which neither use toxic chemicals nor release the same to the atmosphere. It also means to develop methods of using raw materials more efficiently and generating less wastes.

The creative and innovative skills of green chemistry has developed many new environmental friendly processes, analytical tools, reaction conditions and catalysts etc. A few of these achievement may be listed as follows:

1. Development of new method to improve the yield of ibuprofen upto 99%.
2. Chlorofluorocarbon used as blowing agents for polystyrene foam (Thermocol) sheets have been replaced by CO2.
3. A new technique of catalytic dehydrogenation of ‘diethanolamine’ produces an environment friendly herbicide. This process has avoided the use of highly toxic cyanide and formaldehyde.
4. Organotin: A common antifouling compound used by sea marines has been replaced by a rapidly degradable compound called ‘sea nine’.

Question 12.
Carbon monoxide gas is more dangerous than carbon dioxide gas. Why?
Answer:
Carbon monoxide is highly poisonous in nature. It combines readily with haemoglobin (It has more affinity than oxygen). Due to the formation of carboxyhaemoglobin, the quantity of oxygen to the body cell get reduced i.e. (MPBoardSolutions.com) CO reduces the oxygen carrying capacity of the blood and this leads to oxygen starvation (Anoxia). The deficiency of oxygen produces headache, dizziness, choking cardiac and pulmonary complications leading to paralysis and death. CO₂ does not combine with haemoglobin. However, it is a green house gas and helps in global warming. Hence, it is less dangerous pollutant.

Question 13.
What would have happened if the green house gases were totally missing in the earth’s atmosphere? Discuss?
Answer:
The solar energy radiate back from earth surface is absorbed by the green house gases (i.e. CO₂, CH₄, O₃, CFC and water vapour) present near the earth surface. Thus, they heat up the atmosphere near the earth’? surface and keep it warm. (MPBoardSolutions.com) As a result, they keep the temperature of the earth constant and help in the growth of plants and existence of life on the earth. If there were no green house gases, there would have no vegetation and life on the earth.

Question 14.
Statues and monuments in India are affected by acid rain. How?
Answer:
Statues and monuments are generally made of marble (Taj Mahal). The acid rain contains H₂SO₄ which attacks the marble.
CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂
As a result, the monuments (Taj mahal) are being slowly corroded and the marble is getting discoloured and lustreless.

Question 15.
What are the harmful effect of water pollution? How they can be controlled?
Answer:
The harmful effects of water pollution are:

1. Due to intake of polluted water many diseases like typhoid, dysentry etc. occur.
2. Due to effluents the amount of dissolved oxygen in water decreases.
3. Due to presence of soap and detergent effluents the water become poisonous for fishes.

Control of water pollution:
We have seen that the two sources of water pollution are: Sewage and industrial wastes. They should be removed from water before it is put to use.

Treatment of sewage:
1. Sewage must be churned by machines so that the large pieces may break into smaller ones and may get mixed thoroughly. The churned sewage is passed into a tank with a gentle slope. Heavier particles settle and the water flowing down is relatively pure.

2. Water must be sterilized with the help of chlorination. It kills microbes of sewage fungus as well as some pathogens, spores or cytes. Chlorination is very essential particularly in rainy season.

3. Treatment of water with alum, lime etc, also helps in its purifications.

Treatment of industrial wastes:
The treatment of industrial waste depends upon the nature of the pollutants present. In order to ascertain it, the pH of the medium is first determined and the wastes is then neutralised with the help of suitable acid or alkalis. (MPBoardSolutions.com) The chemical substances present in the industrial wastes dissolve in water can be precipitated by suitable chemical reaction and removed later on from water quite recently. Photocatalysed and ion – exchanges have been developed for the treatment of industrial wastes.

Question 16.
What is soil pollution? Write down methods of prevention of soil pollution?
Answer:
Soil pollution:
Change in physical and chemical property of soil due to humans and natural cause is known as soil pollution.
Soil pollution can be prevented by the following methods:

1. Solid and unusable substances like iron, copper, glass, polythene, etc. should not be hurried under soil.
2. Banning cutting of forest and uncontrolled grazing. Crop cycle to be adopted. Suitable arrangement for irrigation to be made. Control on flood and appropriate use of chemical fertilizers and insecticides.
3. Minimum use of chemical fertilizers, insecticides and pesticides.
4. Special attention on recycling of solid waste on melting.
5. Emphasis on the use of cow – dung and human excreta as bio – gas.
6. Biological insecticides to be used.
7. Using closed mines for disposal off waste.
8. Methods of soil erosion to be checked.
9. Soil management to be adopted.
10. Encouraging the use of biofertilizers.

Question 17.
Write the effects of depletion of ozone layer?
Answer:
Sunlight contains ultraviolet radiations and ozone layer present in the atmosphere prevents ultraviolet radiation to reach the earth surface. Continuous depletion of ozone layer cannot prevent ultraviolet radiations from reaching the earth surface and following disadvantages will occur.

1. Intensity of sunlight will increase and temperature of the environment will become intolerable.
2. Increase in skin diseases.
3. Skin cancer becomes common.
4. Immune system will turn weak.
5. Germination and development of seed slows down.

MP Board Class 11 Chemistry Important Questions

MP Board Class 11th Chemistry Important Questions Chapter 10 s – Block Elements

s – Block Elements Important Questions

s – Block Elements Objective Type Questions

Question 1.
Choose the correct answer:

Question 1.
Plaster of Paris is :
(a) (CaSO₄)₂.H₂O
(b) CaSO₄.2H₂O
(c) CaSO₄.H₂O
(d) CaSO₄
Answer:
(a) (CaSO₄)₂.H₂O

Question 2.
Lowest melting point compound:
(a) LiCl
(b)NaCl
(c) KCl
(d) RbCl
Answer:
(a) LiCl

Question 3.
Active constituent of Bleaching powder:
(a) CaOCl₂
(b) Ca(OCl)Cl
(c) Ca(O₂Cl₂)
(d) CaCl₂O₂
Answer:
(b) Ca(OCl)Cl

Question 4.
Hydration energy of Mg²⁺ ion will be more than:
(a) Al³⁺
(b) Na⁺
(c) Be²⁺
(d) Mg³⁺
Answer:
(b) Na⁺

Question 5.
Which magnetic property is present in alkaline earth metals:
(a) Diamagnetic
(b) Paramagnetic
(c) Ferro – magnetic
(d) Anti – magnetic
Answer:
(a) Diamagnetic

Question 6.
Solubility of which sulphate is the least:
(a) BaSO₄
(b) MgSO₄
(c) SrSO₄
(d) CaSO₄
Answer:
(a) BaSO₄

Question 7.
Compounds of which element are mainly covalent:
(a) Ba
(b) Sr
(c) Ca
(d) Be
Answer:
(d) Be

Question 8.
Important ore of magnesium is:
(a) Malachite
(b) Kaesiterite
(c) Camallite
(d) Galena.
Answer:
(c) Camallite

Question 2.
Fill in the blanks:

1. Radius of Ca²⁺ ion is less than K⁺ because of ……………………………
2. On heating Rb(ICl₂) decomposes to form ………………………….. and ………………………….
3. Be(OH)₂ is soluble in both acid and base because it is of ……………………… nature.
4. Lithium resembles ………………………… element of group 2.
5. Sodium metal gives blue colour in liquid ammonial this is because of ………………………………
6. Potassium forms three oxides ………………………. and …………………………..

Answer:

1. High positive charge
2. RbCl, ICI
3. Amphoteric
4. Mg
5. e^–(NH₃)₂
6. K₂O, K₂O₂, KO₂

Question 3.
Answer in one word/sentence:

1. Sodium metals are kept in kerosene oil. Why?
2. What is lithopone?
3. Which element is present in teeth and bones?
4. What is Caustic soda?
5. What is Sorrel cement?
6. Write formula of Plaster of Paris?

Answer:

1. Highly reactive
2. BaSO₄ and ZnS
3. Calcium
4. NaOH
5. Mixture of MgCl₂ and MgO
6. (CaSO₄)2H₂O

s – Block Elements Very Short Answer Type Questions

Question 1.
Arrange the alkali metals in the increasing order of their reactivity?
Answer:
The reactivity of alkali metals increases from top to bottom.
Be < Mg < Ca < Sr < Ba < Ra.

Question 2.
Write the name of two ores of lithium with formula?
Answer:
Ores of lithium are:

1. Spodumene LiAl(SiO₃)₂
2. Lepidolite Li₂Al₂(SiO₃)₃.F(OH)₂.

Question 3.
Write the name of two ores of magnesium?
Answer:

1. Camolite
2. Dolomite.

Question 4.
Why alkali metals are kept in kerosene oil?
Answer:
Due to high reactivity.

Question 5.
What is the formula of global salt?
Answer:
Na₂SO₄.10H₂O.

Question 6.
What is Lithophone?
Answer:
BaSO₄ + ZnS.

Question 7.
What is the formula of hydrolite?
Answer:
CaH₂.

Question 8.
Carnolite is ore of which metal?
Answer:
Magnesium (Mg).

Question 9.
Which alkali metal show radioactivity?
Answer:
Radium.

Question 10.
Which compound is useful in purification of air in aircrafts?
Answer:
Potassium superoxide.

Question 11.
Name one mineral in which Ca and Mg both are present?
Answer:
Name: Dolomite, Formula: MgCO₃.CaCO₃.

Question 12.
Which flux is used for the removal of acidic impurities in metallic processes?
Answer:

1. Limestone CaCO₃
2. Magnesite MgCO₃.

Question 13.
Formula of Nitrolium is?
Answer:
CaCN₂ and C.

Question 14.
Which forms curtain of smoke?
Answer:
SiCl₄.

Question 15.
What is used to join the fractured bone and make statues?
Answer:
Plaster of paris.

Question 16.
What is the order of stability of carbonates of alkali metals?
Answer:
BeCO₃ < MgCO₃ < CaCO₃ < SrCO₃.

Question 17.
Write the configuration of alkali metals?
Answer:
ns^1-2.

Question 18.
What is the formation of Apsum and Gypsum salt?
Answer:
Magnesium sulphate (MgSO₄.2H₂O) and Calcium sulphate (CaSO₄.2H₂O).

s – Block Elements Short Answer Type Questions – I

Question 1.
Why alkali metal do not found in free state?
Answer:
Alkali metals are highly reactive and electropositive because the value of ionization energy is very low due to larger size thus alkali metals easily donate electron and form positive ion. (MPBoardSolutions.com) These positive ion easily combine with oxygen, moisture and other electronegative element present in nature and form ionic compound.

Question 2.
Explain, why sodium is less reactive than potassium?
Answer:
The ionization enthalpy of sodium is higher than that of potassium. Therefore, sodium lose electron less readily as compared to potassium. Hence, sodium is less reactive than potassium.

Question 3.
Potassium carbonate cannot be prepared by Solvay process. Why?
Answer:
Potassium carbonate cannot be prepared by Solvay process because potassium bicarbonate being more soluble than sodium bicarbonate and does not get precipitated when CO₂ is passed through a concentrated solution of KCl with NH₃.

Question 4.
Why is Li₂CO₃ decomposed at a lower temperature whereas Na₂CO₃ at higher temperature?
Answer:
Lithium is less electropositive than sodium and therefore, carbonates of lithium is less stable than that of sodium. Li₂CO₃ is not so stable to heat and therefore, decomposes at lower temperature. (MPBoardSolutions.com) This is because lithium being veiy small in size polarizes a large. CO₃^2- ion leading to the formation of Li₂O and CO₂. On the other hand, Na₂CO₃ is very stable and decomposes at higher.

Question 5.
I – A and II – A group is called s – block elements. Why?
Answer:
I – A and II – A group elements have their electronic configuration of ns¹ and ns². So the last electron fill in 5 – block so the I – A and II – A group is called 5 – block elements.

Question 6.
What is Soral cement and write its uses?
Answer:
When MgCl₂ solution reacts with MgO and product is formed as MgCl₂.2MgO. nH₂O. It is a white paste and called as Soral cement.
Uses:

1. It is used to fill the teeth cavity.
2. They use in porcelain in point.

Question 7.
Find the oxidation state (O.S.) of Na in Na₂O₂?
Answer:
Let the O.S. of Na in Na₂O₂ = x
One peroxide bond (Na – O – O) is present in Na₂O₂ where the O.S. of O = -1

So, in Na₂O₂ the O.S. of Na = +1.

Question 8.
How calcium sulphate is prepared? Write its uses?
Answer:
In the lab, calcium sulphate is formed by Ca oxide, carbonate, chloride. They react with dil. H₂SO₄ to form calcium sulphate.
CaO + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂
Ca(OH)₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2H₂O
CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2HCl
CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂

Question 9.
What is Gypsum? How plaster of Paris is formed by gypsum?
Answer:
Calcium sulphate CaSO₄.2H₂O is called gypsum. Gypsum is heated at 120° – 130°C and 3 parts of water molecule are released and plaster of Paris is formed.

The plaster of Paris again absorb the water molecule and again get converted to calcium sulphate (Gypsum).

Question 10.
Why during the formation of quick lime the temperature of furnance is not kept more than 1000°C? Explain with equation?
Answer:
During the formation of quick, lime the temperature is maintained at 1000°C because at high temperature the clay present as impurity in the limestone combines with lime producing fusible silicate which fill the pores of lime. Due to this reason slaking of lime become very difficult.
1000°C.
CaO + SiO₂ \(\underrightarrow { 1000^{ \circ }C } \) CaSiO_3.

Question 11.
Why sodium kept in kerosene oil?
Answer:
Alkali metals are very reactive specially against electronegative elements like oxygen, moisture and CO₂. These are oxidized quickly from oxide and hydroxide due to their reactivity. Sodium is kept in kerosene oil to prevent oxidation on exposure to air.
4Na + O₂ → 2Na₂O
2Na + H₂O → Na₂O + H₂
Na₂O + H₂O → 2NaOH.

Question 12.
Write the formula of lime water. What happens when CO₂ passes through it?
Answer:
The formula of lime water is Ca(OH)₂. Due to the flow of the CO₂ gas in Ca(OH)₂ it becomes milky due to formation of a white precipitate of calcium carbonate. (MPBoardSolutions.com) On passing excess of CO₂, milkyness disappears and calcium bicarbonate is formed which is soluble in water.
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂.

Question 13.
Why K₂CO₃ is not prepared by Solvay method?
Answer:
Potassium carbonate cannot be prepared by Solvay method because the potassium salt analogous to NaHCO₃ is KHCO₃ which is much soluble and hence, cannot be obtained by crystallization.

Question 14.
Which metal is used in photochemical cell and why?
Answer:
In photochemical cell potassium and caesium metals are used, as their ionization energy is very low.

Question 15.
Why the extraction of sodium from sodium chloride cannot be done by general reducing agents?
Answer:
Sodium is a strong reducing agent. In electrochemical series, it is present at top position. Due to new availability of strong reducing agent than sodium, it cannot be reduced by normal reducing agents. It can only be reduced by electrolytes.

Question 16.
Why Li and Be have the tendency to form covalent compounds? Explain?
Answer:
Due to small size of Li and Be atoms and their high ionization energy, the electrons of the valence shell are firmly bound to their nuclei. The polarizing power of their ions is also high due to high charge density, hence Li and Be form covalent compounds.

Question 17.
Write the Lewis structure of O^–₂ ion and write the O.N. of each O atom. In this ion what is the average oxidation state of O?
Answer:
Lewis structure of O^–₂ ion =
Oxygen without charge have 6 electrons. So, its O.S. = 0, but oxygen with -1 oxidation state have 7 electrons so its O.S. = —1.
Oxidation state of each oxygen atom = \(\frac{-1}{2}\)
O₂^– = 2x = -1
x = \(\frac{-1}{2}\)

Question 18.
In Solvay’s process, can be obtain sodium carbonate by direct reaction of ammonium carbonate and sodium chloride?
Answer:
No, because the reaction between ammonium carbonate and NaCl.
(NH₄)₂CO₃ + 2NaCl ⇄ Na₂CO₃ + 2NH₄Cl
As the products obtained are highly soluble the equilibrium will not shift to,yards forward direction. This is the reason why NaCO₃ cannot be prepared by reaction of (NH₄)₂CO₃ and NaCl in Solvay’s process.

Question 19.
AH compounds of alkali metals are easily soluble in water but lithium compounds are more soluble in organic solvents? Explain?
Answer:
The size of LT ion is small and thus, it has high polarizing power. This brings covalent character in lithium compounds. Due to covalent character, Li compounds are soluble in organic solvents.

Question 20.
Why are potassium and caesium rather than lithium used n photoelectric cells?
Answer:
Potassium and caesium have much lower ionization enthalpy than that of lithium. Therefore, these metals on exposure to light, easily emit elec arm but lithium does nN. Therefore, K and Cs rather than Li are used in photoelectric cells.

Question 21.
Beryllium chloride (BeCl₂) produces smoke when kept in air. Why?
Answer:
Normally air contains moisture, thus beryllium halide hydrolyses in water and releases HCl due to which it produces smoke in air.
BeCl₂ + 2H₄O → Be(OH)₂ + 2HCl.

Question 22.
On moving downward in the first group the hardness of the elements increases. Why?
Answer:
In the first group on moving downwards along with the increase in size cf the elements their density also increases and the force of attraction between its atoms increases due to which there is an increase in their hardness.

s – Block Elements Short Answer Type Questions – II

Question 1.
Why s – block and p – block elements are called representative elements?
Answer:
The elements present in the s and p-block are called normal or representative elements.

1. The elements of group 1 and 2 constitute the s – block of the periodic table. These are known as s – block elements because the last electron in them enters the s – orbital of the valence shell.
2. The elements of p group of the periodic table these are known as p – block elements because the last electron in them enters the p-orbital of the valence shell.

Question 2.
Why alkaline metals are strong or reducing agents?
Answer:
Due to less ionization energy of alkali metals. They have tendency to loose electron (Get oxidized) and form positive ion (M⁺) also alkali metals have negative value of standard reduction potential. (MPBoardSolutions.com) Therefore, alkali metals are good reducing agent.

Question 3.
Why are BeSO₄ and MgSO₄ readily soluble in water while CaSO₄, SrSO₂ and BaSO₄ are insoluble?
Answer:
The hydration energy of SO₄ of alkaline earth metals decreases down the group. The high hydration energy of Be²⁺ and Mg²⁺ diminishes the lattice energy due to this their SO₂ are soluble in water. But in case of Ca²⁺, Sr²⁺ and Ba²⁺ the hydration energy is low due to this the SO₄ are insoluble in water.

Question 4.
Why the reducing power of lithium is high in solution?
Answer:
Electrode potential is a measure of the tendency of an element to loose electron in aqueous solution. It may depend on the following three factors:

With the small size of its ion, Li has the highest hydration enthalpy. However, ionization enthalpy of Li is highest among alkali metals but hydration (MPBoardSolutions.com) enthalpy predominates over I.P. Therefore, Li is the strongest reducing agent in aqueous solution.

Question 5.
Explain, why can alkali and alkaline earth metals not be obtained by chemical reduction method?
Answer:
The s – block elements themselves are good reducing agents therefore, reducing agent better than s – block elements are not available. Therefore, the chlorides, oxides etc. of s – block elements cannot be reduced to obtain metal.

Question 6.
Explain why alkaline metals form M⁺ cation not M⁺² type of cation?
Answer:
There is one electron in the valence shell of alkali metals. The ionization energy is very low due to bigger size. So they can easily donate electron and can form M⁺ cation. (MPBoardSolutions.com) In the M⁺ state the electronic configuration becomes similar to nobel gases and stable so in this state they become unreactive and the ionization energy become high. So they did not form M²⁺ ion.

Question 7.
In alkali metals, which metal is strongest reducing agent. Why?
Answer:
The reducing character increases from sodium to caesium. However, lithium is the strongest reducing agent among all the alkali metals. Inspite of its highest I.P. This is because of extensive hydration of Li⁺ ions and large amount of energy released during hydration more than compensates the higher I.P. value of Lithium.

Question 8.
Why alkali metals are not found in free state in nature? Or, Why alkali metals always form ionic compounds?
Answer:
Due to bigger size of alkali metals, the ionization energy is very low. So they can easily donate electron and form positive ion. So due to positively charge and highly reactive nature they combine with the (MPBoardSolutions.com) electronegative elements in the nature like moisture, CO₂ etc. and form ionic compounds. Therefore, they cannot be found in free state in nature.

Question 9.
Why alkali metal give flame test?
Answer:
The ionization energy of alkali metal is very low. When these elements or their compounds are heated in Bunsen flame electron present in valency shell absorb energy and easily goes to higher energy level. When these excited electron comes to ground state they emit energy in the form of radiation in visible region and give characteristic colour to flame.

Question 10.
Why Be and Mg do not give flame test?
Answer:
Beryllium and Magnesium atoms in comparison to other alkaline earth metals are comparatively smaller and their ionization energy are very high. (MPBoardSolutions.com) Hence, the energy of the flame is not sufficient to excite their electrons to higher energy levels. These elements therefore do not give any colour in Bunsen flame temperature.

Question 11.
When an alkali metal dissolves in liquid ammonia, the solution acquires different colours? Explain the reason for this type colour change?
Answer:
All alkali metals dissolve in liquid ammonia giving highly conducting deep blue solutions.
M + (x + y )NH₃ M⁺ (NH₃) → x + e^– (NH₃ )_y
When ordinary light falls on these ammoniated electrons. They get excited and jump to higher energy levels by absorbing energy corresponding to red region of the visible light. (MPBoardSolutions.com) As a result transmitted light is blue which imparts blue colour to the solution. However, when the concentration increases the ammoniated metal ion may get bound by free electrons and colour becomes copper bronze.

Question 12.
Why Be and Mg do not give flame test but other metals give? Why?
Answer:
Except beryllium and magnesium all the alkaline earth metals impart characteristic colours to Bunsen flame. Due to small size of Be and Mg atom, the energy required to excite the valency electrons is very high which is not obtained in Bunsen flame. That is why Be and Mg do not impart any colour to flame.

Question 13.
Give two uses of each:

1. Caustic soda
2. Sodium carbonate
3. Quick lime.

Answer:
1. Uses of Caustic soda:

• In soap and paper industry.
• For mercerization of cotton thread.

2. Uses of Sodium carbonate:

• Washing soda is used for washing clothes.
• Removes permanent hardness of water.

3. Uses of Quick lime:

• For making statues, floor, buildings in the form of marble.
• For manufacture of lime, cement, glass and washing soda.

Question 14.
Alkali metals form blue coloured solution when dissolved in ammonia, which is a strong electrolyte. Give reason with equation?
Answer:
Alkali metals dissolve in liquor ammonia to form deep blue coloured solution of high electrical conductivity.
M + (x+y) NH₃ → [M(NH₃)_x] + [e(NH₃)_y]^–
The blue colour of the solution is due to ammoniated electrons positive ion and electrons are responsible for the conductivity.

Question 15.
Na is alkaline or Na₂O? Clarify the statement?
Answer:
Monoxide of all alkali metals are alkaline and form strongly alkaline solution in water.

Na₂O is alkaline because it reacts with water to form NaOH. Na also react with water to form NaOH but it first forms Na₂O and then NaOH, thus Na₂O us alkaline not Na.
4Na + 2H₂O → 2Na₂O + 2H₂
Na₂O + H₂O → 2NaOH

Question 16.
Compare Alkali metals and Alkaline earth metals on the basis of following points:

1. Reaction of heat on carbonate
2. Reaction with nitrogen
3. Solubility of sulphates in water.

Answer:
Comparison of Alkali metals and Alkaline earth metals:

Question 17.
Hydroxides and Carbonates of (Sodium and Potassium) Alkali metals are completely soluble in water whereas that of (Magnesium and Calcium) Alkaline earth metals are partially soluble?
Answer:
All alkali metal carbonates are soluble in water because the value of their Lattice energy is less than their hydration energy.
Lattice energy < Hydration energy (Compound soluble)
Alkaline earth metal carbonates are insoluble because the value of their Lattice energy is more than their hydration energy.
Lattice energy < Hydration energy (Compound insoluble)
∆H_solution = ∆H_{Hydrogen energy} + ∆H_{Lattice energy}

Question 18.
Why are lithium salts commonly hydrated and those of the other alkali ions usually anhydrous?
Answer:
Because of smallest size among alkali metals, Li⁺ can polarize water molecule more easily than the other alkali metal ions and hence get attached to lithium salts as water of crystallization.

Question 19.
Why is LiF almost soluble in water whereas LiCI soluble not only in water but also in acetone?
Answer:
To make compound water soluble, its lattice energy should be low and hydration energy should be high. Lattice energy of LiCl is less than that of LiF. The difference in these two energies for LiCl and LiF is 31 and 14 kJ/mol respectively. (MPBoardSolutions.com) The difference is larger for LiCl, which is soluble in water. Moreover, lattice energy of LiF is much higher than that of LiCl. It makes LiF sparingly soluble in water. Moreover, LiCl is largely covalent, so it is soluble in organic solvent such as acetone.

Question 20.
If the alkali metals are kept open in the air, after sometime the metallic brightness is lost. Why?
Answer:
On exposure to moist air alkali metals soon get covered with a thick crust of their oxide, hydroxides and carbonate hence, their surface get tarnished. For this reason these metals are stored under kerosene and which prevents them from coming in contact with air and moisture.
4M + O₂ → 2M₂O
M₂O + H₂O → 2MOH
2MOH + CO₂ → M₂CO₃ + H₂O
Here, M is any alkali metal.

Question 21.
Among LiCl and RbCl which will ionize more. Why?
Answer:
Among LiCI and RbCl, RbCl is more reactive because LiCl is slightly covalent in nature due to which it is soluble in organic solvent like pyridine and alcohol.

Question 22.
Among alkali metals and alkaline earth metals whose carbonates are soluble in water? Or, The carbonates of alkali metals are souble in water but that of alkaline metals are insoluble?
Answer:
Carbonates of alkali metals are soluble in water because its hydration energy is greater than lattice energy. Whereas alkaline earth metals are smaller in size and have high density, so its hydration energy is lower than lattice energy. So the carbonates of alkaline earth metals are insoluble in water.

Question 23.
Give the differences between the 8eCl₂ and other chlorides of alkaline earth metals?
Answer:
1. Anhydrous halide are deliquescent and they absorb moisture or water forming hydrated salt.
Example: MgCl₂.6H₂O, CaCl₂.6H₂O, BaCl₂.2H₂O, etc.

2. BeCl₂ fumes on hydrolysis in moist air.
BeCl₂ + 2H₂O → Be(OH)₂ + 2HCl

3. BeCl₂ has different structure in solid and in vapour state. In solid state, it exists as polymeric chain in which each Be atom is surrounded by four chlorine atom. Two of the chlorine atom are covalently bonded while, other two are bonded through co – ordinate bond. In vapour state, at a temperature above 1200 K it has linear monomeric structure with zero dipole moment. Below 1200 K it exist as a dimer.

4. Except BeCl₂ and MgCl₂ other metal chloride give characteristic colour to the flame.

5. Anhydrous CaCl₂ has strong affinity for water therefore, it is used as dehydrating agent.

Question 24.
Why solubility of BaSO₄ is less than CaSO₄?
Answer:
The solubility of sulphates decreases from top to bottom as lattice energy is same. But as we move top to bottom the atomic size increases and hydration energy decreases so solubility decreases.

Question 25.
Why ionization energy of Be is more than B?

These orbitals of Be is full – filled so this element is stable but orbitals of B is not full – filled (Completely), so this element is not stable.

Question 26.
How sodium carbonate is formed by soda process? Write its principle?
Answer:
Solvay method or Ammonia soda process: It has replaced Le – Blanck process and is most commonly employed.
Principle:
In this process, concentrated solution of sodium chloride (Brine) is saturated with NH₃ to form ammoniacal sodium chloride. On passing CO₂ gas to this solution, ammonium bicarbonate is formed which reacts with sodium chloride and forms sodium bicarbonate.

Question 27.
How will you prepare

1. Sodium bicarbonate
2. Sodium hydroxide
3. Sodium silicate from sodium carbonate?

Answer:
1. In sodium carbonate (Aqueous solution) pass CO₂ gas and sodium bicarbonate is formed (White precipitate).
Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ → 2NaHCO₃

2. Sodium carbonate is boiled with limewater then sodium hydroxide is formed.
Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → 2Na0H + CaCO₃

3. Sodium carbonate is treated with silica to form sodium silicate.

Question 28.
What is Baking soda? Write its method of preparation, properties and uses?
Answer:
Sodium Bicarbonate (NaHCO₃):
It is also known as sodium hydrogen carbonate or baking soda.

Method of preparation:
Sodium bicarbonate is obtained as an intermediate in the manufacture of sodium carbonate by Solvay’s process. It can be also obtained by passing carbon dioxide through aqueous solution of sodium carbonate.
Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ → 2NaHCO₃

Physical property:
It is a white, crystalline solid, slightly soluble in water.

Chemical properties:
1. Effect of heat:
When heated to 373 K it decomposes into Na₂CO₃ and CO₂ is set free.

2. Action of water:
Sodium bicarbonate hydrolyses when dissolved in water. Its aqueous solution is alkaline.

Uses:

1. As a source of carbon dioxide in fire extinguisher.
2. It acts as mild antiseptic for skin infection.
3. As a component of baking powder.
4. As a digestive powder to remove acidity of stomach.

Question 29.
Describe the Le – Blanck method of preparation of sodium carbonate with chemical equation? How Solvay method is better than this?
Answer:
Le – BIanck method:
Sodium chloride when heated with cone. H₂SO₄ produces sulphates and HCl gas. Mixture of sodium sulphate, calcium carbonate and coke on heating provide sodium carbonate and calcium sulphide. This mixture is called blanck ash. (MPBoardSolutions.com) Now in this mixture water is added and filtered. Gas is removed as residue while sodium carbonate being soluble goes into filtrate. Evaporation of filtrate provide solid sodium carbonate.
2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl
Na₂SO₄ + 4C → Na₂S + 4CO
Na₂S + CaCO₃ → Na₂CO₃ + CaS

Advantages of Solvay method:

1. It is cheap
2. Pure Na₂CO₃ is formed
3. No harmful smoke is obtained
4. In the middle of reaction NaHCO₃ is formed which is a useful compound.

s – Block Elements Long Answer Type Questions – I

Question 1.
Describe the manufacture of caustic soda by Nelson cell on the following point: Labelled diagram, Chemical reactions.

Answer:
It consists of perforated steel tube Graphite anode lined inside with asbestos act as cathode. It is fitted with NaCl solution (brine) and is suspended in the steel tank. Here asbestos lining separates cathode from anode.

One passing current electrolysis of NaCl takes place. (MPBoardSolutions.com) Chlorine is liberated at anode and escapes out. Sodium ions passed through asbestos and is liberated at cathode they reacts with steam for caustic soda.


At anode:

At cathode:
2Na⁺ + 2e^– → 2Na (Reduction)
2Na + 2H²O → 2NaOH + H₂

Question 2.
Ions of an element of group 1 participate in the transmission of nerve signals and transport of sugars and amino acids into ceils. This element imparts yellow colour to the flame in flame test and forms an oxide and a peroxide with oxygen. Identify the element and write chemical reaction to show the formation of its peroxide. Why does the element impart colour to the flame?
Answer:
The element is sodium. This imparts yellow colour to the flame. Na⁺ ions participate in the transmission of nerve signals and transport of sugars and amino acids to cell. It forms a monoxide (Na₂O) and a peroxide (Na₂O₂).

The reason for flame colouration is, ionisation energy of Na is low. (MPBoardSolutions.com) Therefore, when Na metal or its salts is heated in Bunsen flame, its valence shell electron is excited to higher energy levels by absorption of energy. When the excited electron returns to the ground state, it emits extra energy in the yellow region of electromagnetic spectrum. Therefore, Na imparts yellow colour to the flame.

Question 3.
Write the diagonal relationship between Be and Al?
Answer:
Diagonal relationship between Beryllium and Aluminium:
Beryllium resembles aluminium of group 3 in the following properties:

1. Both beryllium and aluminium form covalent compounds.
2. Both metals are passive towards reaction with concentrated HN03, because they are covered with a layer of oxide on their surface.
3. Both the metals are of weak electropositive nature.
4. Both do not form hydride quickly.
5. Carbides of both the metals react with water to form methane.

Be₂C + 2H₂O → 2BeO + CH₄
Al₄C₃ + 6H₂O → 2AlCl₃ + 3CH₄

6. Oxides of both are soluble in water and form hydroxides which are amphoteric in nature and react with acid and base to form salt.

BeO + 2HCl → BeCl₂ + H₂O
Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
BeO + 2NaOH → Na₂BeO₂ + H₂O
Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

7. Both Be and Al do not give colour to the flame.

Question 4.
When water is added to compound (A) of calcium, solution of compound (B) is formed. When carbon dioxide is passed into the solution, it turns milky due to the formation of compound (C). (MPBoardSolutions.com) If excess of carbon dioxide is passed into the solution milkiness disappears due to the formation of compound (D). Identify the compounds A, B, C and D. Explain why the milkyness disappears in the last step?
Answer:
The compound (A) is quick lime, CaO. This combines with water and forms calcium hydroxides Ca(OH)₂.

When CO₂ is passed through the solution having Ca(OH)₂, the solution turns milky due to formation of calcium carbonate, CaCO₃.

When excess of CO₂ is passed into milky solution the milkiness disappears due to formation of calcium bicarbonate Ca(HCO₃)₂ which is soluble.

Question 5.
How is lithium different from other members of its group?
Answer:
Anomalous behaviour of Lithium:
Properties of lithium are different than other members of the group due to the following reasons:

1. Size of lithium atom and ion is very small.
2. Due to small size, polarizing power of lithium ion is high, due to w hich compounds possess covalent character.
3. In comparison to other alkali metals its electropositive nature is less and ionization energy is high.

Lithium differ from alkali metals of group I due to following properties:

1. 1. Lithium is comparatively harder than the other alkali metals.
   2. Melting and boiling point of lithium is comparatively high.
   3. Lithium reacts with oxygen to form only normal oxide (Li₂G), whereas other metals form peroxide (M₂O₂) and superoxide (MO₂).
   4. Lithium hydride (LiH) is more stable as compared to hydrides of other metals.
   5. Lithium hydroxide (LiOH) is a weak base and is partially soluble in water, but hydroxides of other metals of the group are more soluble in water.
   6. Lithium forms nitride (Li₃N) with nitrogen, whereas other metals of the group do not form nitride.
   7. Lithium nitrate when heated decomposes to nitrogen dioxide and oxygen.

4LiNO₃ \(\underrightarrow { \Delta } \) 2Li₂O + 4NO₂ + O₂

Whereas sodium nitrate and potassium nitrate when heated strongly form corresponding nitrate with the release of oxygen.

2NaNO₃ \(\underrightarrow { \Delta } \) 2NaNO₂ + O₂

Question 6.
What happens when:

1. Magnesium is burnt in air –
2. Quick lime is heated with silica –
3. Chlorine reacts with slaked lime –
4. Calcium nitrate is heated?

Answer:

s – Block Elements Long Answer Type Questions – II

Question 1.
How is sodium carbonate manufactured by Solvay process?
Answer:
Principle:
In this process, first concentrated solution of sodium chloride (Brine) is saturated with NH₃ to form ammanica sodium chloride.(MPBoardSolutions.com) On passing CO₂ gas to this, ammonium bicarbonate is formed which reacts with sodium chloride and forms sodium bicarbonate. Precipitate of sodium bicarbonate is filter ed which on calcination gives sodium carbonate.
NH₃ + CO₂ + H₂O → NH₄HCO₃
NH₄CO₃ + 2NaCl → NaHCO₃ + NH₄Cl
Na₂HCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

CO₂ formed is used agiain for carbonation NH₄Cl formed on treatment with slaked lime gives NH₃ which is used for saturation of brine.
2NH₄CL + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2H₂O + 2NH₃

The various steps and reactions involved are given below:

1. Saturating tank:
In this tank brine (NaCl) is saturated with ammonia. NaCl solution is introduced from the top while ammonia is introduced from bottom so that ammonium brine is formed and which collects at bottom. Calcium and magnesium salts are present as impurity in sodium chloride solution. They get precipitated as hydroxides by ammonium hydroxide.

2. Filter:
Ammonical brine is filtered to removed the precipitated hydroxides of calcium and magnesium.

3. Cooler:
The filtrate is cooled by passing through condenser. Cooling is necessary because when ammonia dissolves in brine a lot of heat is produced.

4. Carbonating tower:
The cold solution of brine saturated with ammonia is introduced into the carbonating tank from top. Carbonating tower is fitted with a number of compound diaphragms each made of a horizontal iron plate. Following reactions take place here:
2NH₃ + CO₂ + H₂O → (NH₄)₂CO₃
(NH₄)₂CO₃ + 2NaCl → Na₂CO₃ + 2NH₄Cl
Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ → 2NaHCO₃

5. Vacuum filter:
The precipitated sodium bicarbonate along with solution of traces of ammonium carbonate and ammonium chloride is passed through rotatory vacuum filter at the bottom of tower where sodium bicarbonate separates leaving behind mother liquor containing ammonium chloride.

6. Limekiln:
Here limestone is burnt to produce quick lime and carbon dioxide.
CaCO₃ \({ \underrightarrow { \Delta } }\) CaO + CO₂
Formed CaO reacts with water to form slaked lime.
CaO + H₂O → Ca(OH)₂

7. Ammonia recovery tower:
The mother liquor obtained from rotatory filter pump containing ammonium chloride is introduced into the ammonia recovery tank from the top part while the milk of lime is introduced from the top of lower part and steam is introduced into the tower from the bottom, ammonium chloride reacts with milk of lime to produce ammonia.
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂O
Sodium bicarbonate obtained from rotatory filters is ignited in a specially constructed cylindrical vessels when sodium carbonate is formed and CO₂ evolved is collected and used again.
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

Question 2.
What happens when:

1. Reaction of NaOH with Zn or A1
2. Reaction of NaOH with S
3. Reaction of NaOH with halogen
4. Reaction of NaOH with metal oxides
5. Reaction of NaOH with metal salts.

Answer:
1. Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂
2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

2. 4S + 6NaOH → Na₂S₂O₃ + 2Na₂S + 3H₂O Hypo
8S + 2Na₂S → 2Na₂S₅

3. 2NaOH + Cl₂ → NaCl + NaCIO + H₂O
(Cold) Sodium hypochlorate
6NaOH + 3Cl₂ → 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O
(Warm)

4. ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O

5. CuSO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂
3NaOH + FeCl₃ → Fe(OH)₃ + 3NaCl
2NaOH + 2 AgNO₃ → Ag₂O + 2NaNO₃ + H₂O.

Question 3.
How Lithium show similarity with Magnesium?
Answer:
In the periodic table some elements differ from elements of the same period but show diagonal similarity with elements of next period.
Example:
Elements of second period show similarities with elements of third period. Like Lithium (second) period with magnesium (third period), Beryllium with A1 and Boron shows similarity with Si.

The relationship between Li and Mg:

1. The Li atomic radius is 1.34 Å and atomic radius of Mg is 1.36 Å .
2. The polar capacity of Li and Mg is equal.
3. Li and Mg is harder elements.
4. The Li and Mg is electronegativity is equal to (1.0 and 1.2).
5. The melting and boiling point of Li and Mg is very high.
6. Li and Mg reacts with N₂ and they form nitrite.
7. Li and Mg reacts with O₂ and they form monoxide.
8. Li and Mg reacts with water to release of hydrogen gas.
9. Li and Mg carbonate is heated and release CO₂ gas.
10. LiOH and Mg(OH)₂ is the weak basicity.

Question 4.
Write the formation of calcium oxide and write its properties and uses?
Answer:
Manufacture:
Commercially, calcium oxide is manufactured by heating limestone.

This process is exothermic and reversible. In order to get good yield of lime, carbon dioxide is to be removed from time to time. (MPBoardSolutions.com) The temperature of the reaction should not exceed 900°C because at higher temperature lime and clay reacts to form fusible silicate.

Furnace used for the manufacture of lime contain two fire boxes, one each on each side. Lime stone is added from the top. It decomposes on reach¬ing down. CO₂ produced is collected and stored in cylinders in liquid state. Lime farmed gets collected at the bottom of the furnace.
Physical properties:

1. It is a white solid.
2. Its melting point is high i.e., 2870K.
3. It is highly stable and it does not decompose in oxy-hydrogen flame but produces a brilliant white light called lime light.

Chemical properties:
1. It reacts with moist air absorbing CO₂ to form Ca(OH)₂ and CaCO₃
CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (Slaked lime)
CaO + CO₂ → CaCO₃ (Lime stone)

2. When heated with ammonium salt, ammonia gas evolved.
2NH₄Cl + CaO → CaCl₂ + H₂O + 2NH₃

3. When heated with coke at high temperature, calcium carbide is produced.

4. It forms calcium chloride when chlorine gas is passed over hot and dry calcium oxide.
2CaO + 2Cl₂ → 2CaCl₂ + O₂

5. Calcium oxide is a strong basic oxide. It reacts with acid to form salt and water while, with acidic oxide it forms respective salt.
CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O
CaO + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O
CaO + CO₂ → CaCO₃ (Calcium carbonate)
CaO + SiO₂ → CaSiO₃ (Calcium silicate)
CaO + SO₂ → CaSO₃ (Calcium sulphite)
3CaO + P₂O₅ → Ca₃(PO₄)₂ (Calcium phosphate)

6. It forms slaked lime when dissolved in water. It is an exothermic reaction.
CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 15,000 cal.

Uses:

1. For making basic lining in furnaces.
2. For drying alcohol and gases.
3. Lime water is used as laboratory reagent and in medicine.
4. For purification of coal gas and in paper industry.
5. As flux in metallurgical process.
6. For producing lime light.
7. For manufacture of ammonia, sodalime, calcium carbide, cement and glass.

Question 5.
Differentiate between Alkali metals and Alkaline earth metals?
Answer:
Differences between Alkali metals and Alkaline earth metals:
Alkali metals:

1. They show +1 oxidation state.
2. Their hydroxides are strong bases.
3. Their carabonate, sulphate and phosphate compounds of alkaline earth plate are soluble in water.
4. Their ionisation energy is comparatively less.
5. They are melleable, ductile and lustrous.

Alkaline earth metals:

1. These show +2 oxidation state.
2. Their hydroxides are comparatively weaker bases.
3. These compounds of alkaline earth metals are insoluble in water.
4. Their ionization energy is high.
5. These are comparatively less.

Question 6.
Explain the Castner – Kellner cell with diagram to obtained sodium hydroxide?
Answer:
Castner – Kellner Cell:
It consists of rectangular iron tank which is fitted with three slate portion which do not touch the bottom but fit into grooves at bottom. The bottom of cell is covered with mercury and this is brought into circulation with the help of an eccentric wheel. (MPBoardSolutions.com) The outer compartmentA is filled with brine and inner Graphite compartment B with caustic soda solution. Two slot graphite electrode project from the ceiling of the outer compartment of the vessel and act anode. The iron cathode consisting of several rods is filled in middle compartment.

There are exit pipes fitted in compartment and for removal of hydrogen in central compartment. On passing current sodium chloride (brine) solution is electrolyzed in the two outer compartment. Chlorine is liberated at anode. (MPBoardSolutions.com) Sodium amalgam formed is pushed by the help of eccentric wheel into the central compartment. In the central compartment B when caustic soda is electrolyzed OH^– move to the mercury layer which act as anode and after discharge react with the sodium of Na – Hg to form caustic soda with the release of H₂ gas. Simultaneously an equivalent amount of sodium liberated at cathode reacts with water to produce more caustic soda.
2Na – Hg + 2H²O → 2NaOH + 2Hg + H₂↑

The mercury obtained can again be used in the cell. Caustic soda solution is evaporated to obtain solid caustic soda which is fused and cast into flakes or sticks.
Cell reactions are as follows:

1. In outer compartments:
Ionization:
2 NaCl ⇄ 2Na⁺ + 2Cl^–; (Ionization)

At cathode:
2Na⁺ + 2e^– → 2Na (Reduction)
2Na + xHg → Hg_xNa₂ (Sodium amalgam)

At anode:
2Cl^– → 2Cl + 2e^–; (Oxidation)
2Cl → Cl^2-

2. In central compartment:
Ionization:
NaOH ⇄ Na⁺ + OH^–; (Ionization)

At cathode:
2Na – Hg + 2H₂0 2NaOH + 2Hg + H₂
Na⁺ + e^– → Na, (Reduction)
2Na +2H₂O 2NaOH + H_2(g)

At anode:
2OH^– → 20H + 2e^–, (Oxidation)
Hg_xNa₂ + 20H → 2NaOH + xHg

MP Board Class 11 Chemistry Important Questions