GSEB Class 11 Chemistry Important Questions Chapter 11 p-વિભાગના તત્ત્વો

Gujarat Board GSEB Class 11 Chemistry Important Questions Chapter 11 p-વિભાગના તત્ત્વો Important Questions and Answers.

GSEB Class 11 Chemistry Important Questions Chapter 11 p-વિભાગના તત્ત્વો

પ્રશ્નોત્તર
પ્રશ્ન 1.
p-વિભાગનાં તત્ત્વોની સામાન્ય માહિતી આપો.
ઉત્તર:

સમૂહ 13 થી 18 નાં તત્ત્વો આ વિભાગનાં તત્ત્વો છે.
એક જ આવર્તમાં પરમાણુક્રમાંક વધે તેમ વિદ્યુત ઋણમયતા, આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને ઑક્સિડેશન ક્ષમતા ક્રમશઃ ઘટે છે.
એક જ સમૂહનાં તત્ત્વોમાં સામાન્ય રીતે પરમાણુક્રમાંક વધે તેમ સહસંયોજક ત્રિજ્યા, વાન્ડર વાલ્સ ત્રિજયા અને ધાત્વીય ગુણધર્મ ક્રમશઃ વધે છે.
આ વિભાગમાં રહેલા એક સમૂહમાં અધાતુ, અર્ધધાતુ અને ધાતુ તત્ત્વોનો સમાવેશ થયેલો જોવા મળે છે. પરંતુ આવર્તમાં ધાત્વીય ગુણધર્મ પરમાણુક્રમાંક વધતાં ઘટે છે. તેઓની સંયોજક્તા કોશની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના ns²np^{1 – 6} (હિલિયમ સિવાય) છે. આ તત્ત્વોની મહત્તમ ઑક્સિડેશન અવસ્થાનું મૂલ્ય તેના સમૂહના મૂલ્યમાંથી દસ બાદ (−10) કરવાથી મળે છે. સમૂહ 13 થી 16 માં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં મહત્તમ ઑક્સિડેશન અવસ્થાના મૂલ્યમાંથી બે બાદ કરતાં (-2) મળતી ઑક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતામાં વધારો થાય છે, આ વલણને નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર કહે છે.

પ્રશ્ન 2.
સમૂહ-13 નાં સમૂહનાં તત્ત્વોનું પ્રાપ્તિસ્થાન જણાવો.
ઉત્તર:

બોરોન એક વિશિષ્ટ અધાતુ છે.
ઍલ્યુમિનિયમ ધાતુ છે પણ તે બોરોન સાથે ઘણી રાસાયણિક સામ્યતા દર્શાવે છે. જ્યારે ગેલિયમ, ઇન્ડિયમ અને થેલિયમ લગભગ પૂર્ણ રીતે ધાત્વીય લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
બોરોન એક દુર્લભ તત્ત્વ છે. પૃથ્વીના પોપડામાં બોરોન કુલ દળના 0,0001% પ્રમાણમાં મળી આવે છે. તે કેલિફોર્નિયા (અમેરિકા) અને તૂર્કીમાં મળી આવે છે. ભારતમાં બોરેક્ષ પુગાખીણ (લદાખ) અને સાંભર સરોવરમાં (રાજસ્થાન) મળી આવે છે.
તે મુખ્યત્વે ઓર્થોબોરિક ઍસિડ (H₃BO₃), બોરેક્ષ (Na₂B₄O₇ · 10H₂O) અને કર્નાઇટ (Na₂B₄O₇· 4H₂O) સ્વરૂપે મળી આવે છે.
બોરોનના બે સમસ્થાનિકો ¹⁰B (19%) અને ¹¹B (81%) જોવા મળે છે.
ઍલ્યુમિનિયમ પૃથ્વીના પોપડામાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં મળી આવતી ત્રીજા નંબરની ધાતુ છે.
1. ઑક્સિજન (45.5 %)
2. સિલિકોન (27.7 %)
3. ઍલ્યુમિનિયમ (8.31 %)
બૉક્સાઇટ (Al₂O₃ · 2H₂O) અને ક્રાયોલાઇટ (Na₃AlF₆) ઍલ્યુમિનિયમની અગત્યની ખનીજો છે.
ભારતમાં ઍલ્યુમિનિયમનું ખનિજ અબરખ (માઇકા) મધ્યપ્રદેશ, કર્ણાટક, ઓરિસ્સા અને જમ્મુમાંથી મળી આવે છે.
જ્યારે ગેલિયમ (Ga), ઇન્ડિયમ (In), થેલિયમ (TI) ની ઉપસ્થિતિ ખૂબ ઓછી છે.

પ્રશ્ન 3.
બોરોન (B) સમૂહનાં તત્ત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા સમજાવો.
ઉત્તર:

આ સમૂહના તત્ત્વોમાં પરમાણુક્રમાંક વધે તેમ નવો કોશ ઉમેરાય છે. તેથી કેન્દ્ર અને બાહ્યતમ કોશના ઇલેક્ટ્રૉન વચ્ચેનું અંતર વધે છે. પરિણામે ત્રિજ્યા વધે છે.
આ જ પ્રમાણે આયનીય ત્રિજ્યા માટે પણ પરમાણુક્રમાંક વધે તેમ આયનીય ત્રિજ્યા પણ વધે છે.
Ga ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા Al ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા કરતાં ઓછી હોય છે, કારણ કે અહીં ગેલિયમની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચનામાં d-કાકી આવેલા છે. જ્યારે ઍલ્યુમિનિયમની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચનામાં d-કક્ષકો આવેલી નથી.
Ga માં રહેલા વધારાના 10d ઇલેક્ટ્રૉન બાહ્યતમ ઇલેક્ટ્રૉન માટે તેમાં વધેલા કેન્દ્રીય વીજભાર પ્રત્યે માત્ર નબળી સ્ક્રિનિંગ (આવરણ) અસર દર્શાવે છે. પરિણામે ગેલિયમની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા (135 pm) ઍલ્યુમિનિયમની પરમાણ્વીય ત્રિજયા (143 pm) કરતાં ઓછી હોય છે.
જોકે આયનીય ત્રિજ્યા માટે નિયમિત વલણ જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 4.
બોરોન સમૂહનાં તત્ત્વોની આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને વિદ્યુતઋણતા સમજાવો.
ઉત્તર:

આયનીકરણ એન્થાલ્પી : સમૂહનાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય ઉપરથી નીચે તરફ સરળતાથી ઘટતું નથી. B થી Al તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં જેવા મળતો ઘટાડો તેના કદના વધારા સાથે સંકળાયેલો હોય છે.
Al અને Ga વચ્ચે તથા In અને Tl વચ્ચેના તત્ત્વોમાં મળતી આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં જોવા મળતી અસમાનતા d અને f ઇલક્ટ્રૉનને કારણે છે. આ e^– નબળી સ્ક્રિનિંગ અસર ધરાવતા હોવાથી વધતા જતા કેન્દ્રીય વીજભારને સમૌલિન કરવા અશક્તિમાન હોય છે.
એન્થાલ્પીનો અપેક્ષિત ક્રમ : Δ_iH₁ < Δ_iH₂, < Δ_iH₃
વિદ્યુતઋણતા : સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા વિદ્યુતઋણતા પ્રથમ B થી Al સુધી ધટે છે. પછી અશતઃ વધે છે. કારણ કે તત્ત્વોના પરમાણુ કદમાં રહેલો અનિયમિત તફાવત છે.

પ્રશ્ન 5.
સમૂહ 13 નાં તત્ત્વોના ભૌતિક ગુણધર્મો જણાવો.
ઉત્તર:

બોરોન સ્વભાવે અધાત્વીય છે. તે અતિ સખત અને કાળા રંગનો ઘન પદાર્થ છે. તે અનેક અપરરૂપો સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
અતિપ્રબળ સ્ફટિકમય લેટિસને કારણે બોરોન અસામાન્ય ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે. તે સિવાયના અન્ય તત્ત્વો નીચા ગલનબિંદુ અને ઊંચી વિદ્યુતવાહકતા ધરાવતી નરમ ધાતુઓ છે.
જ્યારે ગેલિયમ અસામાન્ય નીચું ગલનબિંદુ (303 K) ધરાવે છે. જેથી તે ઉનાળા દરમિયાન પ્રવાહી અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તેનું ઊંચું ઉત્કલનબિંદુ (2676 K) તેને ઊંચા તાપમાનના માપન માટેનો ઉપયોગી પદાર્થ બનાવે છે.
સમૂહમાં બોરોનથી થેલિયમ તરફ નીચે જતાં તત્ત્વોની ઘનતા વધતી જાય છે.

પ્રશ્ન 6.
સમૂહ-13 નાં તત્ત્વોના રાસાયણિક ગુણધર્મો જણાવો.
ઉત્તર:

બોરોનના નાના કદને કારણે તેની પ્રથમ ત્રણ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો સ૨વાળો ઘણો વધુ હોય છે. જે +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થાવાળા આયનોને બનતા રોકે છે અને માત્ર સહસંયોજક સંયોજનો બનાવવા પ્રેરે છે.
આપણે B થી Al તરફ જઈએ તો Al ની પ્રથમ ત્રણ આયનીકરણ એન્થાલ્પીના સરવાળાનું મૂલ્ય ઘટે છે અને તેથી તે Al³⁺ બનાવી શકે છે. હકીકતમાં ઍલ્યુમિનિયમ ઉચ્ચ વિદ્યુત ધનમય ધાતુ છે.
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં આંતરવર્તી d અને f કક્ષકોની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે વધેલો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ns ઇલેક્ટ્રૉનને મજબૂતાઈથી બાંધી રાખે છે. આ રીતે તેઓની બંધમાં ભાગીદારી રોકાય છે. પરિણામે બંધમાં માત્ર p-કક્ષક ભાગ લે છે.
વાસ્તવમાં Ga, In અને Tl માં +1 અને +3 બંને ઑક્સિડેશન અવસ્થાઓ જોવા મળે છે. ભારે તત્ત્વોમાં +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થાનું સ્થાયીત્વ ક્રમાનુસાર વધતું જાય છે.
Al < Ga < In < Tl > થેલિયમમાં +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થા મુખ્ય છે. જ્યારે +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થા વધુ ઑક્સિડેશનકર્તાની લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. ઊર્જાના આધારે +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થાવાળા સંયોજનો +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થાની સરખામણીમાં વધુ આયનીય હોય છે.
ત્રિસંયોજક અવસ્થામાં અણુના મધ્યસ્થી પરમાણુની આસપાસ ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા 6 હોય છે. (દા.ત. BF₃ માં બોરોન) આવા ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપવાળા અણુઓ સ્થાયી ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ સ્વીકારી લૂઈસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે.
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં કદમાં વધારો થતાં લૂઈસ ઍસિડ તરીકેનું વલણ ઘટતું જાય છે.
BCl₃ એમોનિયા પાસેથી સરળતાથી અબંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ સ્વીકારીને BCl₃ · NH₃ બનાવે છે.

ત્રિસંયોજક અવસ્થામાં મોટા ભાગના સંયોજનો સહસંયોજક હોય છે, જે પાણીમાં જળવિભાજન પામે છે. દા.ત. ટ્રાયક્લોરાઇડ પાણીમાં જળવિભાજન પામીને સમચતુલકીય [M(OH)₄]^– સ્વિસીઝ બનાવે છે, જ્યાં M તત્ત્વની સંકરણ અવસ્થા sp³ હોય છે.
ઍસિડિક જલીય દ્રાવણમાં ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ અફલકીય [Al(H₂O₆]³⁺ આયન બનાવે છે. આ સંકીર્ણ આયનમાં Al ની સંકરણ અવસ્થા sp³d² હોય છે.

(i) હવા પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા :

બોરોન સ્ફટિકીય સ્વરૂપમાં અપ્રતિક્રિયાત્મક છે.
ઍલ્યુમિનિયમ તેની સપાટી પર ઑક્સાઇડનું અતિ પાતળું સ્તર બનાવે છે. જે ધાતુ પર બાદમાં થનાર હુમલા સામે રક્ષણ આપે છે.
અસ્ફટિકમય બોરોન અને ઍલ્યુમિનિયમ ધાતુને હવાની હાજરીમાં ગરમ કરતાં અનુક્રમે B₂O₃ અને Al₂ O₃ બને છે.
ઊંચા તાપમાને ડાયનાઇટ્રોજન સાથે તેઓ નાઇટ્રોજન બનાવે છે.
2E_(s) + 3O_2(g) \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) 2E₂O_3(s)
2E_(s) + N_2(g) \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) 2EN_(s) (E = તત્ત્વ)
સમૂહમાં નીચે તરફ જઈએ તેમ આ ઑક્સાઇડ સંયોજનોના સ્વભાવ બદલાતા જાય છે.
બોરોન ટ્રાયૉક્સાઇડ ઍસિડિક છે અને બેઝિક ઑક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુ બોરેટ બનાવે છે.
જયારે ઍલ્યુમિનિયમ અને ગેલિયમનાં ઑક્સાઇડ સંયોજનો ઉભયધર્મી સ્વભાવ ધરાવે છે અને ઇન્ડિયમ અને થેલિયમ ઑક્સાઇડ બેઝિક સ્વભાવ ધરાવે છે.

(ii) ઍસિડ અને આલ્કલી સંયોજનો પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા :

મધ્યમસરના તાપમાને પણ બોરોન ઍસિડ અને બેઇઝ સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી પણ ઍલ્યુમિનિયમ ખનીજ ઍસિડ અને જલીય આલ્કલીમાં ઓગળે છે અને ઉભયધર્મી લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે. ઍલ્યુમિનિયમ મંદ HCl માં ઓગળે છે અને ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
2Al_(s) + 6HCl_(aq) → 2Al_(aq)⁺ + 6Cl_(aq)^– + 3H_2(g)
પરંતુ સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડ ઍલ્યુમિનિયમ ધાતુની સપાટી પર ઑક્સાઇડનું રક્ષણાત્મક સ્તર બનાવીને તેને નિષ્ક્રિય કરી દે છે.
ઍલ્યુમિનિયમ જલીય આલ્કલી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.

(iii) હેલોજન પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા : આ તત્ત્વો હેલોજન સાથે પ્રક્રિયા કરી ટ્રાયહેલાઇડ (TlI₃ સિવાય) બનાવે છે.
2E_(s) + 3X_2(g) → 2EX_{<3(s)/sub> (X = F, Cl, Br, I)}

પ્રશ્ન 7.
બોરોનના અગત્યના વલણો અને અનિયમિત (વિસંગત) ગુણધર્મો જણાવો.
ઉત્તર:

સમૂહ-13નાં તત્ત્વોના ટ્રાયક્લોરાઇડ, બ્રોમાઇડ અને આયોડાઇડ સંયોજનો તેઓના સહસંયોજક સ્વભાવને કારણે પાણીમાં જળવિભાજન પામે છે .
જલીય માધ્યમમાં બોરોન સિવાય અન્ય તત્ત્વો સમચતુલકીય [M(OH)₄]^– અને અષ્ટલકીય [M(H₂O)₆]³⁺ સ્પિીઝ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
e^– ની ઊણપના કારણે મોનોમર સ્વરૂપના ટ્રાયહેલાઇડ સંયોજનો પ્રબળ લૂઈસ ઍસિડ તરીકે હોય છે.
બોરોન ટ્રાયલોરાઇડ NH₃ જેવા લૂઈસ બેઈઝ સાથે સરળતાથી પ્રક્રિયા કરી બોરોનની આસપાસ સંપૂર્ણ અષ્ટક રચના બનાવે છે.
બૌોનમાં d-કક્ષકોની ગેરહાજરીને કારણે Bની મહત્તમ સહસંયોજકતા 4 હોય છે, જ્યારે Al અને અન્ય તત્ત્વોમાં d- કલકોની હાજરી હોવાના કારણે તેમની મહત્તમ સહસંયોજક્તા 4 થી વધુ હોઈ શકે છે.
મોટા ભાગે ધાતુ કેલાઇડ સંયોજનો (દા.ત. AlCl₃) હેલોજન સેતુ દ્વારા ડાયમર (દા.ત. Al₂Cl₆) બનાવે છે.
આ હેલોજન સેતુવાળા અણુઓમાં ધાતુ સ્વિસીઝ હેલોજન પાસેથી ઇલેક્ટ્રૉન સ્વીકારીને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે.

પ્રશ્ન 8.
બોરેક્સના રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મો સમજાવો.
ઉત્તર:

બોરેક્સ : તે બોરોનનું મહત્ત્વનું સંયોજન છે.
અણુસૂત્ર : Na₂B₄O₇ · 10H₂O
વાસ્તવમાં તેમાં ચતુર્મેન્દ્રિય એકમો [B₄O₅(OH)₃]^2- હોય છે.
સાચું સૂત્ર : Na₂[B₄O₅5(OH)₄] · 8H₂O થાય છે.
બોરેક્સ પાણીમાં ઓગાળીને બેઝિક દ્રાવણ આપે છે.

પેટાપ્રશ્ન : બોરેક્સ મણકા કસોટી સમજાવો.
ઉત્તર:

બોરેક્સ મણકા કોટી : બોરેક્સને ગરમ કરવાથી પ્રથમ પાણીનો અણુ ગુમાવે છે અને ત્યારબાદ ફૂલે છે તેને વધુ ગરમ કરવાથી તે પારદર્શક પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે, જે કાચ જેવા ઘન પદાર્થમાં રૂપાંતર પામે છે. તેને બોરેક્સ મણકો કહે છે.

પ્રયોગશાળામાં તેની પરખ માટે આ કસોટી ઉપયોગી છે. દા.ત. જ્યારે બોરેક્સને પ્લેટિનમ તારની કડી પર CoO સાથે બુન્સેન બર્નર પર ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે વાદળી રંગનો મણકો Co(BO₂)₂ બને છે.

પ્રશ્ન 9.
H₃BO₃ (ઓર્થોબોરિક એસિડ)ના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો જણાવો.
ઉત્તર:
ભૌતિક ગુણધર્મો :

તે સફેદ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થ કે જે સ્પર્શે ચીકણા હોય છે.
તે પાણીમાં અલ્પદ્રાવ્ય અને ગરમ પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.
તે બોરોનના ઘણા સંયોજનોના જળવિભાજનથી બને છે.
તે સ્તરીય બંધારણ ધરાવે છે. જેમાં સમતલીય BO₃ એકમો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ H બંધ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો :

બોરોક્સના જલીય દ્રાવણને ઍસિડિક કરીને બનાવી શકાય છે.
Na₂B₄O₇ + 2HCl + 5H₂O → 2NaCl + 4H₃BO₃
તે નિર્બળ મોનોબેઝિક ઍસિડ છે. તે પ્રોટોનીમ ઍસિડ નથી પણ હાઇડ્રોક્સિલ આયન પાસેથી e^– મેળવીને લૂઈસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે.
B(OH)₃ + 2HOH → [B(OH)₄]^– + H₂O⁺
તેને 370 K થી ઊંચા તાપમાને ગરમ કરતાં તે (HBO₂) મેટાબોરિક ઍસિડ બનાવે છે. જે વધુ ગરમ કરતાં બોરિક ઑક્સાઇડ (B₂O₃) અને, છે.
H₃BO₃ \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) HBO₂ \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) B₂O₃

પ્રશ્ન 10.
ડાયબોરેનની બનાવટ લખી તેના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો જણાવો.
ઉત્તર:
બનાવટ :

ડાયઇથાઇલ ઇથરમાં BF₃ની LiAlH₄ સાથેની પ્રક્રિયાથી બનાવી શકાય છે.
4BF₃ + 3LiAlH₄ → 2B₂H₆ + 3LiF + 3AlF₃ > પ્રયોગશાળામાં NaBH₄ ની I₂ સાથે પ્રક્રિયાથી બનાવી શકાય છે.
I₂ + 2NaBH₄ → B₂H₆ + 2NaI + H₂
ઔદ્યોગિક સ્તરે B₂H₆ નું ઉત્પાદન BF₃ ની NaH સાથેની
પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવી શકાય છે.
2BF₃ + 6NaH \(\stackrel{450 \mathrm{~K}}{\longrightarrow}\) B₂H₆ + 6NaF

ભૌતિક ગુણધર્મો :

અતિઝેરી રંગવિહીન વાયુ છે.
તેનું ઉત્કલનબિંદુ 180 K છે.
તે હવાના સંપર્કમાં આવતા સ્વયંભૂ સળગી ઊઠે છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો :

બોરેન સંયોજનો પાણીમાં ઝડપથી જળવિભાજન પામી બોરિક ઍસિડ આપે છે.
B₂H_6(g) + 6H₂O_(l) → 2B(OH)_3(aq) + 6H_2(g)
ડાયબોરેન લૂઈસ બેઇઝ સાથે ખંડન પ્રક્રિયા કરીને બોરોન યોગશીલ નીપજ આપે છે.
B₂H₆ + 2CO → 2BH₃ · CO
ડાયબોરેન એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરી B₂H₆ · 2NH₃ બનાવે છે. જેને [BH₂(NH₃)₂]⁺ [BH₄]^– વડે દર્શાવાય. તેને વધુ ગરમ કરતાં B₃N₃H₆ (બોરેઝીન) મળે છે. તેમાં BH અને NH સમૂહો એકાંતરે આવેલા હોવાથી તેને અકાર્બનિક બેન્ઝિન કહે છે.
3B₂H₆ + 6NH₃ → 2[BH₂(NH₃)₂]⁺ [BH₄]^– \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) 2B₃N₃H₆ + 12H₂

આ બંધારણમાં છેડે ચાર H પરમાણુઓ અને બે B પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં છે. ઉપરાંત બે સેતુ H પરમાણુઓ સમતલની ઉપર અને નીચે આવેલા છે.
બોરોન હાઇડ્રાઇડોબોરેટ સંયોજનોની શ્રેણી બનાવે છે. જેમાં [BH₄]^– અગત્યનું છે.
Li અને Na ના ટેટ્રાહાઇડ્રાઇડોબોરેટ સંયોજનોને બોરોહાઇડ્રાઇડ સંયોજનો કહે છે.
2MH + B₂H₆ → 2M⁺ [BH₄]^–જ્યાં [M = Li, Na]
LiBH₄ અને NaBH₄ કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં રિડક્શનકર્તા તરીકે ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 11.
બોરોન તથા તેના સંયોજનોના ઉપયોગો જણાવો.
ઉત્તર:

બોરોન રેસાઓનો બુલેટપ્રૂફ જૅકેટ બનાવવામાં તથા હવાઈ જહાજ માટે હલકા પદાર્થો બનાવવામાં થાય છે.
બોરોન-10 (10B) સમસ્થાનિક ન્યુટ્રોનને અવશોષવાની વધુ ક્ષમતા ધરાવે છે. તેથી ન્યુક્લિયર ઉદ્યોગોમાં રક્ષણાત્મક આવરણ તથા નિયંત્રણ સળિયા તરીકે ઉપયોગી છે.
બોરેક્સ અને બોરિક ઍસિડનો ઉપયોગ ઉષ્માપ્રતિકારક કાચ (પાયરેક્સ), કાચનું ઊન, કાચના રેસા બનાવવામાં થાય છે.
બોરેક્સ ધાતુઓના સોલ્ડરિંગ કરવા માટે ફ્લક્સ તરીકે ઉપયોગી છે.
ઉષ્મા, લિસોટા તથા ડાઘા પ્રતિકારક માટીના વાસણો બનાવવામાં તથા ઔષધીય સાબુની બનાવટમાં ઉપયોગી છે.
H₃BO₃ નું મંદ જલીય દ્રાવણ મંદ જીવાણુનાશી તરીકે ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 12.
Al તથા તેના સંયોજનોના ઉપયોગો જણાવો.
ઉત્તર:

તે Cu, Mn, Mg, Si અને Zn સાથે મિશ્રધાતુ બનાવે છે.
Al ને પાઇપ, ટ્યૂબ, સળિયા, વાયર, પ્લેટ અને પતરામાં ઢાળી શકાય છે. તેથી તેનો ઉપયોગ પૅકિંગમાં, વાસણો, બાંધકામમાં, વિમાન અને વાહનવ્યવહારમાં થાય છે.

પ્રશ્ન 13.
B અને Al ના ભૌતિક ગુણધર્મો જણાવો.
ઉત્તર:
B ના ગુણધર્મો :

B નું ગલનબિંદુ ઊંચું, ઘનતા નીચી અને ઘણી ઓછી વિદ્યુતવાહકતા ધરાવે છે.
તે અત્યંત સખત ઉચ્ચતાપ સહી ઘન તત્ત્વ છે.

Al ના ગુણધર્મો :

તે ચાંદી જેવી ચળકતી સફેદ ધાતુ છે.
તે ઊંચી વિદ્યુત અને ઉષ્માવાહકતા ધરાવે છે.
તે વજનથી વજનના આધારે Al એ કૉપર કરતાં બમણી વાહકતા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 14.
સમૂહ 14નાં તત્ત્વોની પ્રાપ્તિ સમજાવો.
ઉત્તર:

C, Si, Ge, Sn અને Pb એ સમૂહ 14ના સભ્યો છે.
C : C પૃથ્વીના પોપડામાં વજનથી સત્તરમા ક્રમે મળી આવે છે. તે કોલસા, શૅફાઇટ, હીરા સ્વરૂપે હોય છે જ્યારે સંયોજિત અવસ્થામાં તે ધાતુ-કાર્બોનેટ, હાઇડ્રોકાર્બન અને હવામાં CO₂ સ્વરૂપે હાજર છે.
કુદરતી રીતે Cના બે સ્થાયી સમસ્થાનિકો ¹²C અને ¹³C ધરાવે છે. આ ઉપરાંત ¹⁴C પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેનો અર્ધઆયુષ્ય સમય 5770 વર્ષ છે. તેનો ઉપયોગ રેડિયોકાર્બન ડેટિંગમાં થાય છે.
Si : Si પૃથ્વીના પોપડામાં બીજા ક્રમે (27.7%) મળી આવતું તત્ત્વ છે. કુદરતમાં તે સિલિકા અને સિલૅકેટ સ્વરૂપે મળી આવે છે. તે સિરામિક, કાચ અને સિમેન્ટનું ખૂબ જ અગત્યનું ઘટક છે.
Ge : જર્મેનિયમ ખૂબ જ અલ્પ પ્રમાણમાં મળી આવે છે.
Sn : Sn (ટિન) એ કેસિટેરાઇટ (SnO₂) તરીકે મળી આવે છે.
Ph : Pb એ PbS (ગેલીના) તરીકે મળી આવે છે.

પ્રશ્ન 15.
સમૂહ 14 નાં તત્ત્વોના ભૌતિક ગુણધર્મો સમજાવો.
ઉત્તર:

e^– રચના : સમૂહ 14નાં તત્ત્વોની સંયોજકતા કોશની e^– રચના ns²np² છે.
સહસંયોજક ત્રિજ્યા : C થી Si તરફ જતા સહસંયોજક ત્રિજ્યા વધે છે, ત્યારબાદ d થી f તરફ જતાં આ વધારો ખૂબ ઓછો હોય છે. આમ, થવાનું કારણ ભારે તત્ત્વોમાં સંપૂર્ણ ભરાયેલ d અને f કક્ષકોની હાજરી છે.
આયનીકરણ એન્થાલ્પી : સામાન્ય રીતે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય ઘટે છે.
Si થી Ge તથા Ge થી Sn તરફ જતાં Δ_iH માં ઓછો ઘટાડો જોવા મળે છે તથા Sn થી Pb તરફ જતાં અલ્પ વધારો જોવા મળે છે. તેનું કારણ આંતરવર્તી તે અને f-કક્ષકોની શિલ્ડીંગ અસર અને પરમાણુના કદમાં થતો વધારો છે.
વિદ્યુતઋણતા : નાના કદના લીધે આ સમૂહનાં તત્ત્વોની વિદ્યુતઋણતા સમૂહ 14 નાં તત્ત્વોની વિદ્યુતઋણતા કરતાં વધુ છે.
Si થી Pb તરફનાં તત્ત્વોની વિદ્યુતઋણતાનું મૂલ્ય લગભગ સરખું હોય છે. સમૂહ 14નાં તત્ત્વોમાં C અને Si અધાતુ, Ge અર્ધધાતુ, જ્યારે Sn અને Pb નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતી નરમ ધાતુઓ છે.

પ્રશ્ન 16.
સમૂહ 14 નાં તત્ત્વોની ઑક્સિડેશન અવસ્થા સમજાવો.
ઉત્તર:

સમૂહ 14 નાં તત્ત્વો બાહ્યતમ કોશમાં ચાર e^– ધરાવે છે. આ તત્ત્વો સામાન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થા +4 અને +2 દર્શાવે છે.
+2 ઑક્સિડેશન અવસ્થાનું વલણ Ge < Sn < Pb ક્રમમાં વધે છે. કારણ કે સંયોજકતા કોશના ns² ઇલેક્ટ્રૉનની બંધ બનાવવામાં ભાગ લેવાની ક્ષમતા નથી.
C અને Si મુખ્યત્વે +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
Sn +2 અને +4 અવસ્થામાં સંયોજનો આપે છે અને Sn⁺² અવસ્થામાં રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
Pb ના સંયોજનો +2 ઑક્સિડેશન અવસ્થામાં સ્થાયી અને +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થામાં પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
C ચાર કરતાં વધુ સહસંયોજકતા દર્શાવી શકતું નથી પરંતુ અન્ય તત્ત્વો દર્શાવી શકે છે. કારણ કે તેમાં d-કક્ષકની હાજરી છે. આથી તેઓના હેલાઇડ સંયોજનો જળવિભાજન પામે છે અને e^– યુગ્મો સ્વીકારીને સંકીર્ણ બનાવે છે. દા.ત. \(\mathrm{SiF}_6^{-2}\), [Ge(Cl₆)]^-2 જેમાં મધ્યસ્થી પરમાણુનું સંકરણ sp³d² છે.

પ્રશ્ન 17.
સમૂહ 14 નાં તત્ત્વોની ઓક્સિજન પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા સમજાવો.
ઉત્તર:

આ સમૂહનાં બધા તત્ત્વો O₂ની હાજરીમાં ગરમ કરતાં ઑક્સાઇડ બનાવે છે. જેના બે પ્રકાર છે :
1. મોનૉક્સાઇડ (MO)
2. ડાર્યોક્સાઇડ (MO₂)
SiO માત્ર ઊંચા તાપમાને જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
ઊંચી ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા તત્ત્વના ઑક્સાઇડ સંયોજનો નીચી ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા તત્ત્વના ઑક્સાઇડ સંયોજનો કરતાં વધુ ઍસિડિક હોય છે.
ઍસિડિક ઑક્સાઇડ : CO₂, SiO₂, GeO₂
ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ : SnO₂, PbO₂
જ્યારે મોનૉક્સાઇડમાં CO, SnO, PbO તટસ્થ ઑક્સાઇડ છે. જ્યારે GeO ઍસિડિક છે.

પ્રશ્ન 18.
સમૂહ 14 નાં તત્ત્વોની પાણી અને હેલોજન પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા જણાવો.
ઉત્તર:
પાણી પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા : C, Si, Ge, Pb ને પાણીની અસર થતી નથી. Sn પાણીની બાષ્પનું વિઘટન કરી ડાયૉક્સાઇડ અને H₂ વાયુ આપે છે.
Sn + 2H₂O SnO₂ + 2H₂

હેલોજન પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા :

આ તત્ત્વો MX₂ અને MX₄ પ્રકારના કેલાઇડ બનાવે છે.
C સિવાયના બધા જ તત્ત્વો સીધા જ હેલોજન સાથે જોડાઈને હેલાઇડ સંયોજનો બનાવે છે. મોટાભાગના MX₄ સંયોજનો સહસંયોજક પ્રકૃતિ ધરાવે છે અને આ હેલાઇડ સંયોજનોમાં મધ્યસ્થી પરમાણુ sp³ સંકરણ ધરાવે છે તેથી આકાર સમચતુલકીય છે. જેમાં SnF₄ અને PbF₄ અપવાદ છે. કારણ કે તેઓ આયનીય પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
PbI₄ અસ્તિત્વ ધરાવતો નથી કારણ કે પ્રારંભમાં Pb-I બંધ બને ત્યારે એટલી ઊર્જા ઉત્પન્ન થતી નથી જેથી 6s² ના e^– અયુગ્મિત થાય અને Pb ની બાજુબાજુ ચાર અયુગ્મિત e^– પ્રાપ્ત કરી શકે.
Ge અને Pb એ MX₂ હેલાઇડ સંયોજનો બનાવે છે.
ઉષ્મીય અને રાસાયણિક સ્થાયિતાના આધારે GeX₂ અને GeX₂ વધુ સ્થાયી છે જ્યારે PbX₄ વધુ સ્થાયી છે.
CCl₄ સિવાય અન્ય ટેટ્રાક્લોરાઇડ સહેલાઈથી જળવિભાજન પામી શકે છે. કારણ કે મધ્યસ્થ પરમાણુ પાણીના ઑક્સિજન પરમાણુના અબંધકારક e^– યુગ્મને પોતાની d-કક્ષકમાં સમાવી શકે છે.
SiCl₄ નું પાણી વડે જળવિભાજન થતાં Si પોતાની f-કક્ષકમાં ઑક્સિજનની અબંધકારક e^– યુગ્મને સ્વીકારી Si(OH)₄ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 19.
કાર્બન તેના સમૂહના અન્ય તત્ત્વો કરતા શાથી અલગ પડે છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:

અન્ય સમૂહોના પ્રથમ તત્ત્વની જેમ જ કાર્બન તત્ત્વ પણ તે જ સમૂહના અન્ય તત્ત્વો કરતાં જુદું પડે છે.
તેનું કારણ નાનું કદ, વધુ વિદ્યુતઋણતા, ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને d-કક્ષકની અપ્રાપ્યતા છે.
કાર્બનમાં માત્ર S અને P કક્ષકો જ બંધ બનાવવા માટે પ્રાપ્ય છે તેથી તેની આસપાસ માત્ર ચાર e^– યુગ્મોને સમાવી શકાય છે. આ કારણે જ કાર્બનની મહત્તમ સહસંયોજકતા ચાર હોય છે.
જ્યારે અન્ય તત્ત્વો d-કક્ષકોની હાજરીના કારણે તેઓની સહસંયોજકતામાં વધારો કરી શકે છે.
કાર્બનમાં પોતાની સાથે અથવા કદમાં નાના અને ઊંચી વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા અન્ય પરમાણુઓ સાથે pπ-pπ બહુબંધો બનાવવાની અદ્વિતીય ક્ષમતા રહેલી છે.
દા.ત., બહુબંધો : C = C, C ≡ C, C = O, C = S, C ≡ N
જ્યારે ભારે તત્ત્વો pπ-pπ બંધ બનાવી શકતા નથી. કારણ કે તેઓની પરમાણ્વીય કક્ષકો ખૂબ જ મોટી અને વિસરિત હોવાથી અસરકારક સંમિશ્રણ થતું નથી.
કાર્બન પરમાણુ અન્ય કાર્બન પરમાણુ સાથે સહસંયોજક બંધથી જોડાઈને લાંબી શૃંખલા અને વલય બનાવવાનું વલણ ધરાવે છે. આ વલણને કૅટેનેશન કહે છે.
C – C બંધ અત્યંત મજબૂત હોવાના કારણે આમ થાય છે. સમૂહમાં નીચેની તરફ જતાં પરમાણ્વીય કદ વધે છે અને વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે. જેથી કૅટેનેશનનું વલણ ઘટતું જાય છે.
કૅટેનેશનનો ક્રમ C > > Si > Ge ≈ Sn લૅડ કૅટેનેશન દર્શાવી શકતું નથી પણ કૅટેનેશનના ગુણધર્મ અને pπ-pπ બંધ નિર્માણના કારણે અપરરૂપો દર્શાવી શકે છે.

પ્રશ્ન 20.
હીરો (Diamond) સમજાવો.
ઉત્તર:

હીરો સ્ફટિકમય લેટિસ છે. તેમાં દરેક કાર્બન પરમાણુ spૐ સંકરણ ધરાવે છે અને અન્ય ચાર કાર્બન પરમાણુઓ સાથે સમચતુલકીય આકારે સંકૃત કક્ષકોની મદદથી જોડાયેલા હોય છે.
C – C બંધ લંબાઈ 154 pm હોય છે. આ બંધારણ અવકાશમાં વિસ્તાર પામે છે અને કાર્બન પરમાણુઓની દઢ ત્રિપરિમાણીય જાળીદાર રચના બનાવે છે.
આ બંધારણમાં આકૃતિમાં બતાવ્યા મુજબ સદિશીય સહસંયોજક સમગ્ર લેટિસમાં રહેલા હોય છે. આ પ્રકારના વિસ્તૃત સહસંયોજક બંધને તોડવા અતિ મુશ્કેલ છે. તેથી હીરો પૃથ્વી પરનો સૌથી વધુ કઠિન પદાર્થ છે.
ઉપયોગ : સાધનોની ધાર કાઢવા માટે અપઘર્ષક તરીકે, બીબાં બનાવવા, વીજળીના બલ્બમાં વપરાતા ટંગસ્ટનના પાતળા તારના ઉત્પાદનમાં પણ ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 21.
ગ્રેફાઇટ (Graphite) સમજાવો.
ઉત્તર:

ગ્રેફાઇટ સ્તરીય બંધારણ ધરાવે છે.
આ સ્તરો વાન્ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળને કારણે જોડાયેલા હોય છે અને બે સ્તરો વચ્ચેનું અંતર 340 pm હોય છે.
દરેક સ્તર કાર્બન પરમાણુઓના સમતલીય ષટ્કોણીય વલયોથી બનેલું હોય છે. C – C બંધ લંબાઈ 141.5 pm હોય છે.
ષટ્કોણીય વલયમાં દરેક કાર્બન પરમાણુઓ sp² સંકરણ ધરાવે છે અને પડોશના ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે ત્રણ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.
ચોથો e^– π બંધ બનાવે છે. સંપૂર્ણ સ્તર પર આ e^– વિસ્થાનીકૃત થાય છે. e^– ગતિશીલ હોય છે તેથી સમગ્ર ગ્રેફાઇટ સ્તરમાં વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન કરે છે.
ગ્રેફાઇટમાં સ્તરો વચ્ચેના બંધોને સહેલાઈથી તોડી શકાય છે. તેથી તે નરમ અને સરકી શકે તેવું હોય છે. તેના કારણે ઊંચા તાપમાને ચાલતા મશીનોમાં જ્યાં ઑઇલનો ઊંજણ પદાર્થ તરીકે ઉપયોગ થઈ શકતો નથી, ત્યાં ગ્રેફાઇટ શુષ્ક ઊંજણ પદાર્થ તરીકે ઉપયોગી બને છે.

પ્રશ્ન 22.
ફુલેરિન સંયોજનો (Fullerenes) સમજાવો.
ઉત્તર:

હિલિયમ અથવા આર્ગોન જેવા નિષ્ક્રિય વાયુઓની હાજરીમાં જ્યારે ગ્રૅફાઇટને વિદ્યુત ચાપમાં ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે ફુલેરિન સંયોજનો બને છે.
બાષ્પ સ્વરૂપના નાના Cⁿ અણુઓને સંઘનિત કરવાથી પ્રાપ્ત થતા મૅશવાળા પદાર્થમાં મુખ્યત્વે C₆₀, થોડા પ્રમાણમાં C₇₀ તથા અતિ અલ્પ પ્રમાણમાં 350 કે તેથી વધુ બેકી સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતા ફુલેરિન સંયોજનો જોવા મળે છે.
ફુલેરિન સંયોજનો એકમાત્ર કાર્બનનું શુદ્ધ સ્વરૂપ છે. કારણ કે તેઓ ‘ઝૂલતા’ બંધ સિવાયનું મૃદુ બંધારણ ધરાવે છે.
C₆₀ અણુનો આકાર સોકર બૉલ જેવો હોય છે અને તેને બકમિન્સ્ટર ફુલેરિન કહેવામાં આવે છે. (જુઓ આકૃતિ)

ફુલેરિન છ સભ્યોવાળા વીસ વલયો અને પાંચ સભ્યોવાળા બાર વલયો ધરાવે છે.
છ સભ્યવાળું વલય પાંચ કે છ સભ્યવાળા વલય સાથે સંગલિત થાય છે, પરંતુ પાંચ સભ્યવાળું વલય માત્ર છ સભ્યવાળા વલય સાથે સંગલિત થાય છે.
બધા જ કાર્બન પરમાણુઓ સમતુલ્ય હોય છે અને તેઓ sp³ સંકરણ ધરાવે છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુ સાથે ત્રણ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.
દરેક કાર્બનનો બાકીનો e^– આણ્વીય કક્ષકો પર વિસ્થાનીકૃત પામે છે. જે અણુને ઍરોમેટિક લાક્ષણિકતા આપે છે.
આ બૉલ આકારના અણુમાં 60 શિરોબિંદુઓ હોય છે અને તે દરેક સ્થાને એક કાર્બન પરમાણુ રહેલો હોય છે. આ અણુ એકલ અને દ્વિ બંને પ્રકારના બંધ ધરાવે છે.
જેમાં C – C અંતર અનુક્રમે 143.5 pm અને 138.3 pm હોય છે. આ ગોળાકાર ફુલેરિનને ટૂંકમાં બકીબૉલ પણ કહે છે.
કાર્બનનું અપરરૂપ ગ્રેફાઇટ ઉષ્માગતિશાસ્ત્ર મુજબ સૌથી વધુ સ્થાયી છે. તેથી ગ્રૅફાઇટને ΔfH^⊖ ને શૂન્ય ગણવામાં આવે છે.
હીરા તથા ફુલેરિનના C₆₀ના ΔfH^⊖નું મૂલ્ય અનુક્રમે 1.90 અને 38.1 kJ mol^-1 હોય છે.
કાર્બન બ્લેક, કૉક અને કોલસા એ ગ્રૅફાઇટ અથવા ફુલેરિનના અશુદ્ધ સ્વરૂપો છે.
હવાના મર્યાદિત જથ્થામાં હાઇડ્રોકાર્બનને બાળવાથી કાર્બન બ્લૅક મળે છે અને હવાની ગેરહાજરીમાં લાકડાં અથવા કોલસાને ગરમ કરવાથી કોલસો તથા કૉક મળે છે.

પ્રશ્ન 23.
કાર્બનના ઉપયોગો જણાવો.
ઉત્તર:

ઍફાઇટના રેસાઓથી બનતો સંયુક્ત પદાર્થ ટેનિસ રૅકેટ, માછલી પકડવાનો ઠંડો, વિમાન, હોડીઓ જેવી વસ્તુઓની બનાવટમાં ઉપયોગી છે.
ગ્રેફાઇટ બૅટરીમાં વિદ્યુતધ્રુવ તરીકે તથા ઔદ્યોગિક વિદ્યુત- વિભાજનમાં ઉપયોગી છે અને ગ્રેફાઇટની બનેલી ક્રુસિબલ મંદ ઍસિડ અને આલ્કલી પ્રત્યે નિષ્ક્રિય છે.
સક્રિયકૃત કોલસો ઝેરી વાયુના અધિશોષણમાં પાણીની ગાળણ ક્રિયામાં ઉપયોગી છે.
કાર્બન બ્લૅક કાળી શાહીમાં કાળા વર્ણક તરીકે, સ્વયંસંચાલિત વાહનોના ટાયરમાં ફિલર તરીકે, ધાતુકર્મવિદ્યામાં રિડક્શનકર્તા તરીકે અને બળતણમાં ઉપયોગી છે.
હીરાનો ઉપયોગ ઘરેણામાં થાય છે. તેનું માપન કૅરેટમાં થાય છે. (1 કૅરેટ = 200 mg)

પ્રશ્ન 24.
કાર્બન મોનૉક્સાઈડની બનાવટ આપો.
ઉત્તર:
(i) કાર્બન કે તેના સંયોજનોનું મર્યાદિત પ્રમાણમાં ઑક્સિજન સાથે દહન થવાથી CO મળે છે. પેટ્રોલ કે ડીઝલનું અપૂરતું દહન થવાથી પણ CO બને છે.
C + \(\frac{1}{2}\)O₂ \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) CO

(ii) ભારે ધાતુના ઑક્સાઇડનું કાર્બન વડે રિડક્શન કરવાથી CO બને છે.
ZnO + C → Zn + CO
Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO

(iii) પ્રયોગશાળામાં ફૉર્મિક ઍસિડને H₂SO₄ સાથે 373 થી 413 K તાપમાને ગરમ કરતાં શુદ્ધ CO મળે છે. અહીં સાંદ્ર H₂SO₄ નિર્જળીકરણકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(iv) ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રે ગરમ કૉક પરથી પાણીની વરાળ 473K થી 1273 K તાપમાને પસાર કરતાં CO અને H₂ નું મિશ્રણ
(જળવાયુ) મળે છે.

જો પાણીની વરાળને બદલે હવા વાપરવામાં આવે, તો ઉત્પાદક વાયુ (CO + N₂) મળે છે.

પ્રશ્ન 25.
કાર્બન મોનોક્સાઈડના ગુણધર્મો અને ઉપયોગો સમજાવો.
ઉત્તર:
ગુણધર્મો :
(i) કાર્બન મોનૉક્સાઇડ રંગહીન, ગંધહીન, પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય વાયુ છે.

(ii) સ્વભાવે ઘણો ઝેરી છે, તે લોહીમાં હીમોગ્લોબિન સાથે પ્રક્રિયા કરી સ્થાયી સંકીર્ણ (લગભગ 300 ગણો સ્થાયી) બનાવે છે, જે રક્તકણમાં રહેલા હીમોગ્લોબિન દ્વારા 0.ના વહનની ક્ષમતા અટકાવે છે. પરિણામે તે જીવલેણ નીવડે છે.

(iii) તેના દહનથી આછા ભૂરા રંગની જ્યોત મળે છે.
CO + \(\frac{1}{2}\)O₂ → CO₂ + ઉષ્મા

(iv) રિડક્શનનો ગુણધર્મ : ઘણી ધાતુઓના ઑક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયાથી ધાતુ છૂટી પાડે છે.
ZnO_(s)(s) + CO_(g) → Zn_(s) + CO_2(g)
CuO + CO → Cu + CO₂
Fe₂O_3(s) + 3CO_(g) → 2Fe_(s) + 3CO_2(g)

(v) કાર્બોનિલ સંયોજન બનાવવાનો ગુણધર્મ : Ni, Fe, CO સાથે જોડાઈને ધાતુ કાર્બોનિલ સંકીર્ણ સંયોજનો બનાવે છે. અહીં CO લિગેન્ડ તરીકે વર્તે છે.

ઉપયોગો :
(i) કેટલીક ધાતુના ઓક્સાઇડમાંથી ધાતુના નિષ્કર્ષણ માટે CO ઉપયોગી છે. દા.ત. વાતભઠ્ઠીમાં થતી પ્રક્રિયા
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

(ii) અશુદ્ધ નિકલમાંથી શુદ્ધ નિકલ મેળવવા માટેની મોન્ડ કાર્બોનિલ પદ્ધતિમાં ઉપયોગી છે. જેના વડે ટેટ્રા કાર્બોનિલ
નિકલ બને છે.
Ni_(s) + 4CO_(g) \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) [Ni(CO)₄]_(g)

(iii)ઔદ્યૌગિકક્ષેત્રે જળવાયુ કે ઉત્પાદક વાયુ બનાવવા વપરાય છે. જે બળતણ તરીકે ઉપયોગી છે.

(iv) મિથેનોલ અને ફૉર્મિક ઍસિડની બનાવટમાં.

(v) ટેપરેકૉર્ડરમાં વપરાતી મૅગ્નેટિક ટેપ (આયર્ન કાર્બોનિલ)ની બનાવટમાં વપરાય છે.

પ્રશ્ન 26.
કાર્બન ડાયોક્સાઈડની બનાવટ અને ગુણધર્મો જણાવો.
ઉત્તર:
બનાવટ :

કાર્બન, મિથેન જેવા હાઇડ્રોકાર્બન કે COનું વધુ પ્રમાણમાં હવા દ્વારા દહન કરવાથી CO₂ મળે છે.
C_(s) + O_2(g) \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) CO_2(g)
CH_4(g) + 2O_2(g) \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) CO_2(g) + 2H₂O_(g)
પ્રયોગશાળામાં CaCO₃ ની મંદ HCl સાથેની પ્રક્રિયાથી CO₂ મળે છે.
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O
ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રે લાઇમના ઉત્પાદનમાં અને ઇથેનોલના ઉત્પાદનમાં ઉપપેદાશ તરીકે CO₂ મળે છે.

ગુણધર્મો :
(i) કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ રંગહીન, સ્વાદહીન અને હવા કરતાં 1.5 ગણો ભારે વાયુ છે.

(ii) તે ઝેરી નથી, પરંતુ પ્રાણીઓ તથા માનવોને મદદરૂપ પણ નથી. તેની વધુ પ્રમાણમાં હાજરીથી તેઓ મૃત્યુ પામે છે, કારણ કે O₂ની ઊણપ વર્તાય છે.

(iii) ઓરડાના તાપમાને તથા 50-60 વાતા. દબાણે CO₂ નું પ્રવાહીકરણ થાય છે. તેનું ઝડપથી બાષ્પીભવન કરતાં ઝડપથી પ્રસરણ પામવાને કારણે ઘન CO₂ માં ફેરવાય છે. જેને સૂકો બરફ કહે છે.

(iv) તે દહનપોષક કે દહનશીલ નથી, પરંતુ Na, K, Mg જેવી સક્રિય ધાતુઓનું દહન CO₂ ની હાજરીમાં ચાલુ રહે છે.
2Mg + CO₂ → 2MgO + C

(v) તે ભૂરા લિટમસપત્રને લાલ બનાવે છે, જે ઍસિડિક ગુણ સૂચવે છે.

(vi) પાણીમાં ઓછો દ્રાવ્ય છે, પરંતુ પાણીમાં ઓગળે ત્યારે કાર્બોનિક ઍસિડ (સોડા વૉટર H₂CO₃) બનાવે છે. આ દ્વિબેઝિક ઍસિડનું વિયોજન નીચે મુજબ થાય :
H₂CO₃ + H₂O \(\rightleftharpoons\) HCO₃^– + H₃O⁺
HCO₃^– + H₂O \(\rightleftharpoons\) CO₃^-2 + H₃O⁺

(vii) ચૂનાના નીતર્યાં પાણીમાં CO₂ વાયુ પસાર કરતાં CaCO₃ નું દૂધિયું દ્રાવણ બને છે. વધુ CO₂ પસાર કરતાં દ્રાવ્ય કૅલ્શિયમ બાયકાર્બોનેટ (કૅલ્શિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટ) બને છે અને દૂધિયો રંગ દૂર થાય છે.

(viii)લીલી વનસ્પતિમાં રહેલ ક્લોરોફિલ, સૂર્યપ્રકાશ, CO₂ અને પાણીની પ્રક્રિયાથી ગ્લુકોઝ બનાવે છે. જે પ્રકાશ- સંશ્લેષણ તરીકે ઓળખાય છે.

પ્રશ્ન 27.
કાર્બન ડાયૉક્સાઈડના ઉપયોગો જણાવો.
ઉત્તર:

ઘન CO₂ અને ઇથર, વાયુઓના પ્રવાહીકરણ માટે ઉપયોગી છે. (કારણ કે 165 Kથી નીચું તાપમાન મળે છે) તે ઝડપથી બગડતી ખાદ્યસામગ્રીને સાચવવા માટે (કોલ્ડ સ્ટોરેજમાં શીતક તરીકે) વપરાય છે.
દહનપોષક કે દહનશીલ નથી માટે અગ્નિશામક તરીકે વપરાય છે.
સોડા વૉટર અને ઠંડાંપીણાની બનાવટમાં વપરાય છે.
ધોવાના સોડા (Na₂CO₃)ના ઉત્પાદનમાં (સોલ્વે પદ્ધતિમાં)
દાઝેલાની સારવાર અને ચામડી પરના ઉઝરડાની વાઢકાપ માટે દવાખાનામાં સૂકા બરફ તરીકે વપરાય છે.
COની ઝેરી અસરનો ભોગ બનેલા દર્દીને કૃત્રિમ શ્વાસોચ્છ્વાસની પ્રક્રિયા માટે કાર્બોજન (85% O₂ + 5% CO₂) ઉપયોગી છે.
ખાંડના ઉત્પાદનમાં શેરડીના રસને શુદ્ધ કરવા ઉપયોગી છે.
લોહનો pH (7.26 to 7.42) નિયંત્રિત રાખવા માટે કાર્બોનિક ઍસિડની બફર પ્રણાલી (H₂CO₃ + HCO₃^–) માં CO₂ ઉપયોગી છે.
યુરિયા જેવા ખાતરના ઉત્પાદનમાં વધુ પ્રમાણમાં CO₂ ઉપયોગી છે.
લીલી વનસ્પતિ પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રક્રિયામાં CO₂ વાપરે છે.

પ્રશ્ન 28.
સિલિકોન ડાયૉક્સાઇડ (સિલિકા) સમજાવો.
ઉત્તર:

સિલિકા ક્વાર્ટ્ઝ, ક્રિસ્ટોબેલાઇટ અને ટ્રાઇડાયમાઇટ સ્વરૂપે મળી આવે છે.
SiO₂ સહસંયોજક, ત્રિપરિમાણીય જાળીદાર ઘન પદાર્થ છે. જેમાં દરેક Si પરમાણુ સમચતુલકીય રીતે 4 ઑક્સિજન પરમાણુ સાથે આકૃતિમાં બતાવ્યા મુજબ સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલ હોય છે.
દરેક ઑક્સિજન પરમાણુ બે સિલિકોન પરમાણુ સાથે સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલ રહે છે. જેમાં Si અને ઑક્સિજન પરમાણુઓ એકાંતરે ક્રમમાં આઠ સભ્યોનું વલય બનાવે છે.

SiO₂ તેના સામાન્ય સ્વરૂપમાં Si – O બંધની ઘણી વધારે એન્થાલ્પીના કારણે અક્રિયાશીલ હોય છે.
તે ઊંચા તાપામાને હેલોજન, ડાયહાઇડ્રોજન અને ઍસિડ તથા ધાતુનો પ્રતિકાર કરે છે.
SiO₂ એ HF અને NaOH સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₂ + H₂O
Si0₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

પ્રશ્ન 29.
સિલિકોન્સની બનાવટ અને ગુણધર્મો દર્શાવો.
ઉત્તર:

સિલિકોન્સ પુનરાવર્તિત એકમ ધરાવે છે. તેના ઉત્પાદન માટેનો પ્રારંભિક પદાર્થ આલ્કાઇલ અથવા એરાઇલ
વિસ્થાપિત સિલિકોન ક્લોરાઇડ (R_nSiCl_{(4 – n)}) છે.
જ્યાં, R = આલ્કાઇલ અથવા એરાઇલ સમૂહ
જ્યારે CH₃Cl એ Si સાથે 570 K તાપમાને Cu ઉદ્દીપકની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરે છે. ત્યારે જુદા જુદા પ્રકારના મિથાઇલ વિસ્થાપિત ક્લોરાસિલેન (MeSiCl₃, Me₂SiCl₂, Me₃SiCl₂) તથા થોડા પ્રમાણમાં Me₄ Si બને છે.
ડાયમિથાઇલ ડાયક્લોરોસિલેનના [(CH₃)₂SiCl₂] જળવિભાજન બાદ સંઘનન પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા સરળ શૃંખલાવાળી પૉલિમર નીપજ મળે છે.

(CH₃)₃ SiCl ને ઉમેરવાથી પૉલિમરનો છેડો બંધ થતા પૉલિમર શૃંખલાની લંબાઈને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.

સિલિકોનની આજુબાજુ અવીય આલ્કાઇલ સમૂહો ગોઠવાયેલા હોવાથી તે જળઅપાકર્ષી પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
તેઓ ઊંચી ઉષ્મીય સ્થાયિતા, ઊંચી પરાવૈદ્યુત પ્રબળતા તથા રસાયણો અને ઑક્સિડેશન પ્રત્યે પ્રતિરોધકતા દર્શાવે છે.

પ્રશ્ન 30.
સિલિકોનના ઉપયોગો જણાવો.
ઉત્તર:
સિમેન્ટ, ગ્રીઝ, વિદ્યુતરોધક અને કાપડ માટે જલસહકારક તરીકે ઉપયોગી છે. શારીરિક શસ્ત્રક્રિયાના સાધનો તથા સૌંદર્ય પ્રસાધનો બનાવવાના પ્લાન્ટમાં પણ ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 31.
સિલિકેટ સંયોજનની માહિતી આપો.
ઉત્તર:

ફેલ્ડસ્પાર, ઝીઓલાઇટ, માઇકા, ઍસ્બેસ્ટોસ એ સિલિકેટ ખનીજો છે. તેનો બંધારણીય એકમ \(\mathrm{SiO}_4^{4-}\) છે. (જુઓ આકૃતિ) જેમાં Si પરમાણુ ચાર ઑક્સિજન પરમાણુ સાથે સમચતુલકીય રીતે ગોઠવાયેલો છે.
સિલિકેટ સંયોજનોમાં Si એ 1, 2, 3, 4 અથવા 4 ઑક્સિજન પરમાણુની ભાગીદારી દ્વારા ખૂણાએથી જોડાય છે.
જ્યારે સિલિકેટ એકમો એકબીજા સાથે જોડાય ત્યારે શૃંખલા, વલય, સ્તર અથવા ત્રિપરિમાણીય બંધારણ બનાવે છે. જો બધા ચારેય ખૂણા અન્ય સમચતુલકીય એકમો સાથે સહભાગી થાય તો ત્રિપરિમાણીય જાળીદાર રચના બને છે.
કાચ અને સિમેન્ટ અગત્યના માનવસર્જિત સિલિકેટ છે.

પ્રશ્ન 32.
ઝિયોલાઇટ સંયોજનો સમજાવો.
ઉત્તર:

SiO₂ની ત્રિપરિમાણીય જાળીદાર રચનામાં જો થોડા Si પરમાણુઓનું વિસ્થાપન Al પરમાણુ દ્વારા કરવામાં આવે તો મળતા એકંદર બંધારણને ઍલ્યુમિનો સિલિકેટ કહે છે. જે ઋણવીજભાર ધરાવે છે. ધનાયનો જેવા કે Na⁺, K⁺, Ca⁺² ઋણ વીજભારને સમતોલિત કરે છે. ફેલ્ડસ્પાર અને ઝિયોલાઇટ એ તેના ઉદાહરણ છે.
ઉપયોગો : તે પેટ્રોરસાયણ ઉદ્યોગમાં હાઇડ્રોકાર્બનના ભંજન અને સમઘટકીકરણ ઉદ્દીપક તરીકે બહોળા પ્રમાણમાં વપરાય છે. દા.ત. ZSM-5 આલ્કોહોલને સીધું ગેસોલીનમાં ફેરવવા વપરાય છે. જળયુક્ત ઝિયોલાઇટ સંયોજનો કઠિન પાણીને નરમ બનાવવામાં આયન વિનિમયકર્તા તરીકે ઉપયોગી છે.

હેતુલક્ષી પ્રશ્નોત્તર
ટૂંકમાં ઉત્તર આપો.

પ્રશ્ન 1.
કયા સમૂહને p-વિભાગનાં તત્વો કહે છે ?
ઉત્તર:
p-વિભાગનાં તત્ત્વો છે. સમૂહમાં ગોઠવાયેલાં હોય છે. આવર્તકોષ્ટકમાં સમૂહ 13 થી 18 p-વિભાગનાં તત્ત્વો છે.

પ્રશ્ન 2.
સમૂહ 13 નાં તત્ત્વોનાં નામ જણાવો.
ઉત્તર:
બોરોન (B), ઍલ્યુમિનિયમ (Al), ગેલિયમ (Ga), ઇન્ડિયમ (In) અને થેલિયમ (T) છે. આ સમૂહની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોન રચના ns²np¹ છે.

પ્રશ્ન 3.
સમૂહ-13 નાં તત્ત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યાનો ચઢતો ક્રમ લખો.
ઉત્તર:
સમૂહ-13 નાં તત્ત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યાનો ચઢતો ક્રમ : B < Al > Ga < In < Tl.

પ્રશ્ન 4.
ગેલિયમની ઑક્સિડેશન અવસ્થા જણાવો.
ઉત્તર:
ગૅલિયમ તત્ત્વ +1 અને +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 5.
સમૂહ-13 નાં કાં તત્ત્વોના હાઇડ્રાઇડ બહુલક સ્વરૂપે જોવા મળે છે ?
ઉત્તર:
સમૂહ-13 નાં તત્ત્વોમાં B સિવાયનાં તત્ત્વો Al, Ga, In ના હાઇડ્રાઇડ બહુલક સ્વરૂપે જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 6.
સમૂહ-13 નાં ક્યાં તત્ત્વોના હાઈડ્રૉક્સાઈડ ઉભયગુણી છે ?
ઉત્તર:
Al (ઍલ્યુમિનિયમ) અને Ga (ગેલિયમ)ના હાઇડ્રૉક્સાઇડ તથા ઑક્સાઇડ ઉભયગુણી છે.

પ્રશ્ન 7.
ડાયબોરેનનું બંધારણ દોરો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 8.
ઍલ્યુમિનિયમની મંદ HCl સાથેની પ્રક્રિયાનું સમીકરણ આપો.
ઉત્તર:
Al, મંદ HCl માં દ્રાવ્ય થઈ ધીમા વેગથી H₂ ઉત્પન્ન કરે છે.
2Al + 6HCl + 12H₂O → 2(Al(H₂O)₆Cl₃ + 3H₂

પ્રશ્ન 9.
કેટેનેશન એટલે શું ?
ઉત્તર:

કાર્બન પરમાણુ પોતાના જેવા જ બીજા પરમાણુ સાથે, એક બંધ, દ્વિ-બંધ કે ત્રિબંધથી જોડાવાનો વિશિષ્ટ ગુણ ધરાવે છે. જેને કૅટેનેશન કહે છે.
કૅટેનેશનના ગુણધર્મને કારણે કાર્બન પરમાણુ C = C, C ≡ C, C – O, C = O, C – N, C ≡ N બંધ ધરાવતાં સંયોજનો બનાવી શકે છે.
અથવા
કાર્બન પરમાણુ બીજા કાર્બન પરમાણુ સાથે સહસંયોજક બંધથી જોડાઈને કાર્બનની શૃંખલા કે ચક્રીય રચના બનાવે છે. કાર્બનના આ વલણને કૅટેનેશન કહે છે.

પ્રશ્ન 10.
શુદ્ધ CO ની બનાવટ માટેનું સમીકરણ લખો.
ઉત્તર:
પ્રયોગશાળામાં કે નાના પાયે શુદ્ધ COના ઉત્પાદન માટે ફૉર્મિક ઍસિડ (HCOOH) ને સાંદ્ર H₂SO₄ સાથે 373 K થી 413 K તાપમાને ગરમ કરતાં CO મળે છે.

પ્રશ્ન 11.
સિલિકાજેલનો ઉપયોગ જણાવો.
ઉત્તર:
સિલિકાર્જલનું નિર્જળીકરણ કરવામાં આવે તો તેનો ઉપયોગ મોટા પાયા પર ક્રોમેટોગ્રાફી, અન્ય પદાર્થની સુકવણી માટે ભેજશોષક તરીકે ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 12.
ઍલ્યુમિનો સિલિકેટમાં કયા આયનો આવેલા હોય છે ?
ઉત્તર:
SiO₂ માં Si⁴⁺ નું Al³⁺ દ્વારા આંશિક વિસ્થાપન કરવાથી ઍલ્યુમિનો સિલિકેટ (ફેલ્ડસ્પાર) બને છે.

પ્રશ્ન 13.
ZSM-5 નો ઉપયોગ લખો.
ઉત્તર:
ઝિયોલાઇટનો એક અગત્યનો ઉદ્દીપક ZMS-5 છે તે પેટ્રોરસાયણમાં વપરાય છે. તે આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ કરીને સીધું જ ગેસોલીન (પેટ્રોલ)માં ફેરવે છે.

પ્રશ્ન 14.
સિલિકોન્સનું સામાન્ય અને પ્રમાણસૂચક સૂત્ર લખો.
ઉત્તર:

સિલિકોન્સનું સામાન્ય સૂત્ર (R₂SiO)_n છે. જયાં, R = મિથાઇલ અથવા ફિનાઇલ સમૂહ છે.
સિલિકોન્સનું પ્રમાણ સૂચક સૂત્ર R₂SiO છે. (જે કીટોન જેવું હોવાથી તેને સિલિકોન્સ કહે છે.)

પ્રશ્ન 15.
જળવાયુ અને ઉત્પાદકવાયુની બનાવટનું સમીકરણ લખો.
ઉત્તર:
ગરમ લાલ થયેલ કૉક ઉપરથી પાણીની વરાળ પસાર કરતાં જળવાયુ મળે છે.

લાલ તપાવેલ કૉક પરથી પાણીની વરાળને બદલે હવા વાપરવાથી CO અને N₂નું મિશ્રણ મળે છે. જે ઉત્પાદક વાયુ
તરીકે જાણીતું છે.

પ્રશ્ન 16.
બોરેક્સ મણકાની બનાવટનું સમીકરણ લખો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 17.
Al₂Cl₆ નું બંધારણ દોરી, AlCl₃ ના ઉપયોગ લખો.
અથવા
AlCl₃ નું વાયુ અવસ્થાનું બંધારણ આપો.

ઉપયોગ : AlCl₃ પ્રબળ લૂઇસ ઍસિડ હોવાથી ફિડલ ક્રાફટ આલ્કાઇલેશન અને એસાઇલેશન પ્રક્રિયામાં તેમજ ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં ઉદ્દીપક તરીકે વર્તે છે.

પ્રશ્ન 18.
બોરોનના સમસ્થાનિકો જણાવો.
ઉત્તર:
B ના બે સમસ્થાનિકો ¹⁰B (19%) અને ¹¹B (81 %) છે.

પ્રશ્ન 19.
સમૂહ 13 ના કાં તત્ત્વોમાં +1 અને +3 બંને ઑક્સિડેશન અવસ્થા જોવા મળે છે ?
ઉત્તર:
Ga, In, Tl

પ્રશ્ન 20.
Alની જલીય આલ્કલી સાથેની પ્રક્રિયા લખો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 21.
જલીય માધ્યમમાં સમૂહ 13ના B સિવાયનાં તત્ત્વો કયા સમયનુષ્કલકીય અને અષ્ટલકીય સંકીર્ણ બનાવે છે ?
ઉત્તર:
સમચતુલકીય સ્પિસીઝ → [m(OH)₂]^–
અષ્ટલકીય સ્પિસીઝ → [m(H₂O)₄]⁺³

પ્રશ્ન 22.
બોરિક ઍસિડમાં BO₃ એકમો કયા બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે ?
ઉત્તર:
H બંધ

પ્રશ્ન 23.
પ્રયોગશાળામાં ડાયબોરેનની બનાવટ માટેની અનુકૂળ પદ્ધતિ લખો.
ઉત્તર:
2NaBH₄ + I₂ → B₂H₆ + 2NaI + H₂

પ્રશ્ન 24.
ઔધોગિક સ્તરે ડાયબોરેનના ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા લખો.
ઉત્તર:
2BF₃ + 6NaH \(\stackrel{450 \mathrm{~K}}{\longrightarrow}\) B₂H₆ + 6NaF

પ્રશ્ન 25.
અકાર્બનિક બેનિન (B₃N₃H₆)ની બનાવટનું સમીકરણ લખો.
ઉત્તર:
3B₂H₆ + 6NH₃ → 2[BH₂(NH₃)₂]⁺ [BH₄]^–\(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) 2B₃N₃H₆ + 12H₂

પ્રશ્ન 26.
LiBH₄ અને NaBH₄ નો ઉપયોગ લખો.
ઉત્તર:

LiBH₄ અને NaBH₄ કાનિક સંશ્લેષણમાં રિડક્શનકર્તા તરીકે ઉપયોગી છે.
અન્ય ધાતુ બોરોહાઇડ્રાઇડની બનાવટ માટે પ્રારંભિક પદાર્થ તરીકે ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 27.
બોરેક્સનો ઉપયોગ લખો.
ઉત્તર:

ધાતુઓના સોલ્ડરિંગ કરવા માટે ફ્લક્સ તરીકે
ઉષ્મા, લિસોટા અને ડાઘા પ્રતિકારક માટીના વાસણો બનાવવામાં ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 28.
Al એ કઈ ધાતુ કરતાં બમણી વાહકતા ધરાવે છે ?
ઉત્તર:
Al એ Cu ધાતુ કરતાં બમણી વાહકતા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 29.
ઍસિડનું મંદ જલીય દ્રાવણ મંદ જીવાણુનાશી તરીકે …………………… વર્તે છે.
ઉત્તર:
ઓર્થોબોરિક ઍસિડ

પ્રશ્ન 30.
Al એ બીજી કઈ ધાતુઓ સાથે મિશ્રધાતુ બનાવે છે ?
ઉત્તર:
Cu, Mn, Mg, Si અને Zn

પ્રશ્ન 31.
¹⁴C નો અર્ધઆયુષ્ય સમય ………………….. છે.
ઉત્તર:
5770 વર્ષ

પ્રશ્ન 32.
કાર્બનનો ………………….. સમસ્થાનિક રેડિયોકાર્બન ડેટિંગમાં વપરાય છે.
ઉત્તર:
¹⁴C

પ્રશ્ન 33.
સિરામિક, કાચ અને સિમેન્ટનો અગત્યનો ઘટક ………………….. છે.
ઉત્તર:
Si

પ્રશ્ન 34.
ટિન અને લેંડ કઈ ખનીજ તરીકે મળી આવે છે ?
ઉત્તર:

ટિન મુખ્યત્વે કેસિટરાઇટ (SnO₂) તરીકે
લેંડ મુખ્યત્વે ગેલીના (Pbs) તરીકે મળી આવે છે.

પ્રશ્ન 35.
અતિશુદ્ધ સ્વરૂપના જર્મેનિયમ અને સિલિકોનનો ઉપયોગ જણાવો.
ઉત્તર:
ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને અર્ધવાહક બનાવવામાં ઉપયોગી થાય છે.

પ્રશ્ન 36.
SiF₆^-2 [Sn(OH)₆]^-2માં મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ જણાવો.
ઉત્તર:
sp³d²

પ્રશ્ન 37.
CO₂ માં સસ્પંદન સૂત્રો દોરો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 38.
SiCl₄ ના જળવિભાજનને અંતે ……………………. ઍસિડ બને છે.
ઉત્તર:
Si(OH)₄ સિલિસિક એસિડ

પ્રશ્ન 39.
સમૂહ 14નાં તત્ત્વોનો કેટેનેશનનો ક્રમ લખો.
ઉત્તર:
કૅટનેશનનો ક્રમ C >> Si > Ge ≈ Sn, Pb એ કેટનેશન દર્શાવી શકતું નથી.

પ્રશ્ન 40.
C એ કાં તત્ત્વો સાથે p-p બંને બનાવી શકે છે ?
ઉત્તર:
C એ પોતાની સાથે તથા કદમાં નાના અને ઊંચી વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા અન્ય પરમાણુઓ સાથે pπ-pπ બહુબંધ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 41.
કુલેરિનની શોધ કરનાર વૈજ્ઞાનિકનું નામ જણાવો.
ઉત્તર:
એચ. ડબલ્યુ ક્રોટો, ઇ.સ્મોલે અને આર.એફ કર્લ વૈજ્ઞાનિકોએ ફુલેરિન તરીકે જાણીતા કાર્બનના ત્રીજા સ્વરૂપની શોધ કરી.

પ્રશ્ન 42.
હીરાનો ઉપયોગ જણાવો.
ઉત્તર:
હીરો કઠિન પદાર્થ હોવાથી સાધનોની ધાર કાઢવા, આકર્ષક તરીકે, બીબા બનાવવા અને વીજળીના બલ્બમાં ટંગસ્ટનના પાતળા તારના ઉત્પાદનમાં થાય છે.

પ્રશ્ન 43.
ફુલેસ્તિમાં C – C એક બંધ અને દ્વિબંધ વચ્ચેનું અંતર જણાવો.
ઉત્તર:
ફુલેરિનમાં C – C અંતર અનુક્રમે 143.5 pm અને 138.3 pm હોય છે.

પ્રશ્ન 44.
CO₂ નો ઉપયોગ જણાવો.
ઉત્તર:

યુરીયાના ઉત્પાદનમાં વધુ પ્રમાણમાં CO₂ નો ઉપયોગ થાય છે.
નરમ પીણાંને કાર્બોનેટયુક્ત કરવા માટે CO₂ નો ઉપયોગ થાય છે.
અગ્નિશામક તરીકે ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 45.
ઉત્પાદક વાયુની બનાવટનું સમીકરણ લખો.
2C_(s) + O_2(g) + 4N_2(g) \(\stackrel{1273 \mathrm{~K}}{\longrightarrow}\) 2CO_(g) + 4N_2(g)

પ્રશ્ન 46.
જળવાયુ (સાંશ્લેષિત વાયુ)ની બનાવટનું સમીકરણ લખો,
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 47.
બફર પ્રણાલી રુધિરની pH ને …………………. ની વચ્ચે નિયંત્રિત રાખવામાં મદદ કરે છે.
ઉત્તર:
7.26 થી 7.42

પ્રશ્ન 48.
સૂકો બરફ કેવી રીતે મેળવાય છે ? ઉપયોગ જણાવો.
ઉત્તર:

પ્રવાહીકૃત CO₂નું ઝડપથી વિસ્તરણ કરવાથી કાર્બન ડાયૉક્સાઇડને થન સ્વરૂપે સૂકા બરફ તરીકે મેળવી શકાય છે.
સૂકો બરફ આઇસક્રીમ અને બરફ આચ્છાદિત ખાદ્ય પદાર્થ માટે પ્રશતક તરીકે ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 49.
સિલિકા કયા કયા સ્વરૂપે જોવા મળે છે ?
ઉત્તર:
ક્વાર્ટ્ઝ, ક્રિસ્ટીબેલાઇટ અને ટ્રાઇડાયમાઇ

પ્રશ્ન 50.
ક્વાર્ટ્ઝનો મુખ્ય ઉપયોગ જણાવો.
ઉત્તર:
દાબ-વિદ્યુત પદાર્થ તરીકે અને તેનાથી અતિ ચોકસાઈવાળી ઘડિયાળ, આધુનિક રેડિયો અને ટેલિવિઝન પ્રસારણ તથા ગતિશીલ રેડિયો પ્રત્યાયનનો વિકાસ કરવામાં ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 51.
સિલિકોન્સના ઉત્પાદન માટેનો પ્રારંભિક પદાર્થ જણાવો.
ઉત્તર:
સિલિકોન્સના ઉત્પાદન માટેનો પ્રારંભિક પદાર્થ આલ્કાઇલ અથવા એરાઇલ વિસ્થાપિત સિલિકોન ક્લોરાઇડ (Rnsicl (4 – n)) છે.

પ્રશ્ન 52.
સિલિકેટ સંયોજનોનો બંધારણીય એકમ અને તેના ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર:
બંધારન્નીય એકમ = SiO₄^-4
ઉદાહરણ : ફેલ્ડસ્સાર, ઝીઓલાઇટ, માઇકા, ઍસ્બેસ્ટોસ.

પ્રશ્ન 53.
માનવનિર્મિત સિલિકેટ ………………….. છે.
ઉત્તર:
કાચ અને સિમેન્ટ

પ્રશ્ન 54.
આલ્કોહોલને સીધું જ ગેસોલીનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે વપરાય છે.
ઉત્તર:
ZSM – 5

પ્રશ્ન 55.
જળયુક્ત ઝીઓલાઇટનો ઉપયોગ જણાવો.
ઉત્તર:
કઠિન પાણીને નરમ બનાવવામાં આયન વિનિમયકર્તા તરીકે ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 56.
ઍલ્યુમિનો સિલિકેટ એટલે શું ? તેના વીજભારને સમતોલિત કરવા કયા આયનો વપરાય છે ?
ઉત્તર:

SiO₂ ની ત્રિપરિમાણીય જાળીદાર રચનામાં જે થોડા સિલિકોન પરમાણુઓનું વિસ્થાપન Al પરમાણુઓ દ્વારા કરવામાં આવે તો મળતા એકંદર બંધારણને ઍલ્યુમિનો સિલિકેટ કહે છે.
જે ઋણભારિત છે. તે Na⁺, K⁺, Ca⁺² જેવા ધન આયનો વડે વીજભારને સમતોલિત કરે છે.

પ્રશ્ન 57.
સિલિકેટ એકમો એકબીજા સાથે જોડાઈ કયા બંધારણ બનાવે છે ?
ઉત્તર:
સિલિકેટ એકમો એકબીજા સાથે જોડાઈને શૃંખલા, વલય, સ્તર તથા ત્રિપરિમાબ્રીય બંધારણ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 58.
સિલિકાના અસ્ફટિકમય સ્વરૂપ ……………………. નો ઉપયોગ ગાળણ પ્લાન્ટમાં થાય છે.
ઉત્તર:
કિસેલગુર

વિધાન સાચું છે કે ખોટું તે જણાવો

(1) કુલેરિન છ સભ્યોવાળા બાર વલયો અને પાંચ સભ્યોવાળા વીસ વલયો ધરાવે છે.
ઉત્તર:
ખોટું વિધાન

(2) મોનૉક્સાઇડના CO તટસ્થ છે. જ્યારે ડાયૉક્સાઇડમાં CO₂ ઍસિડિક છે.
ઉત્તર:
સાચું વિધાન

(3) બોરોન રેસાઓનો ઉપયોગ હવાઈ જહાજ માટે હલકા સંયુક્ત પદાર્થો બનાવવામાં થાય છે.
ઉત્તર:
સાચું વિધાન

(4) બોરેક્સને pt તારની કડી ઉપર CaO સાથે બુસૈન બર્નર પર ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે પીળા રંગનો મણકો Co(Bo₂)₂
બને છે.
ઉત્તર:
ખોટું વિધાન : (વાદળી રંગનો મણકો બને.)

(5) ઇન્ડિયમ અને શૈલિયમ ઑક્સાઇડ બેઝિક સ્વભાવ ધરાવે છે.
ઉત્તર:
સાચું વિધાન

(6) C, Si અધાતુ, જર્મેનિયમ, ટિન અને લેડ ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓ છે.
ઉત્તર:
ખોટું વિધાન
C અને SI → અધાતુ
જર્મેનિયમ → ઉપધાતુ
ટિન, લેંડ → નીચા ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુ

વિધાન અને કારણ પ્રકારના પ્રશ્નો

નીરોના પ્રશ્નો (A) અને (R) એમ બે પ્રકારનાં વાક્યો ધરાવે છે. આ પ્રશ્નોના ઉત્તર આપતી વખતે આપેલા ચાર વિકલ્પોમાંથી યોગ્ય વિકલ્પ પસંદ કરો.
(A) વિધાન (A) અને કારણ (R) બંને સાચાં છે. (R) એ વિધાન (A)ની સાચી સમજૂતી આપે છે.
(B) વિધાન (A) અને (R) બંને સાચાં છે, પરંતુ (R) એ (A)ની સાચી સમજૂતી આપતું નથી.
(C) વિધાન (A) સાચું હોય પરંતુ કારણ (R) ખોટું છે.
(D) વિધાન (A) અને કારણ (R) બંને ખોટાં છે.

પ્રશ્ન 1.
વિધાન (A) : ઓરડાના તાપમાને CO₂ વાયુ છે પરંતુ SiO₂ ધન છે.
કારણ (R) : CO₂ એ C = 0 બંધ ધરાવે છે, પરંતુ SiO₂ માં SI = 0 બંધ આવેલ નથી.
જવાબ
(B) વિધાન (A) અને (R) બંને સાચાં છે, પરંતુ (R) એ (A)ની સાચી સમજૂતી આપતું નથી.

પ્રશ્ન 2.
વિધાન (A) : હીરો જાળીદાર રચના ધરાવતો કઠિન ઘન પદાર્થ છે.
કારણ (R) : હીરામાં બધા જ C પરમાણુ sp³ સંકરણ ધરાવે છે.
જવાબ
(A) વિધાન (A) અને કારણ (R) બંને સાચાં છે. (R) એ વિધાન (A)ની સાચી સમજૂતી આપે છે.

પ્રશ્ન 3.
વિધાન (A) : બોરેક્ષ મણકા કસોટી AI(III) માટે યોગ્ય નથી.
કારણ (R) : Al₂O₃ એ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.
જવાબ
(B) વિધાન (A) અને (R) બંને સાચાં છે, પરંતુ (R) એ (A)ની સાચી સમજૂતી આપતું નથી.

પ્રશ્ન 4.
વિધાન (A) : B(OH)₃ એસિડિક છે. જ્યારે In(OH)₃ બેઝિક છે.
કારણ (R) : B(OH)₂ એ મજબૂત H – બંધથી જોડાઈ : જાળીદાર રસના બનાવે છે.
જવાબ
(C) વિધાન (A) સાચું હોય પરંતુ કારણ (R) ખોટું છે.

પ્રશ્ન 5.
વિધાન (A) : CO એ ખૂબ જ ઝેરી છે.
કારણ (R) : CO એ હીમોગ્લોબિન સાથે ક્તકણોમાં સ્થાયી સંકીર્ણ બનાવે છે.
જવાબ
(A) વિધાન (A) અને કારણ (R) બંને સાચાં છે. (R) એ વિધાન (A)ની સાચી સમજૂતી આપે છે.

પ્રશ્ન 6.
વિધાન (A) : ગ્રેફાઈટ એ વિધુત અને ઉષ્માના સુવાહકો છે.
કારણ (R) : ગ્રેફાઇટમાં બધા જ \(\overline{\boldsymbol{e}}\) એ C – C પ્રકારે ગોઠવાઈ σ બંધ બનાવે છે.
જવાબ
(C) વિધાન (A) સાચું હોય પરંતુ કારણ (R) ખોટું છે.

પ્રશ્ન 7.
વિધાન (A) : Cσ – oકુલેરિત એ કાર્બનનું અપરરૂપ છે.
કારણ (R) : Cσ – oકુલેસ્બિમાં પાંચ કાર્બન ધરાવતું વલણ દરેક વલયની આજુબાજુ ગોઠવાય છે.
જવાબ
(B) વિધાન (A) અને (R) બંને સાચાં છે, પરંતુ (R) એ (A)ની સાચી સમજૂતી આપતું નથી.

જોડકાં જોડો

પ્રશ્ન 1.
કૉલમ – I ને કૉલમ – II ના યોગ્ય વિક્લ્પ સાથે જોડો.

કૉલમ – I	કૉલમ – II
(A) B⁺³ → (BiO)⁺	(P) ઉષ્મા
(B) [AlO₂]^– → Al(OH)₃	(Q) જળવિભાજન
(C) SiO₄^-4 → Si₂O₇^-6	(R) ઍસિડિકરણ
(D) (B₄O₇)^-2 → [B(OH)₃]	(S) પાણી વડે મંદન

ઉત્તર:
(A – Q), (B – S), (C – R, P), (D – Q, R)

કૉલમ – I	કૉલમ – II
(A) B⁺³ → (BiO)⁺	(Q) જળવિભાજન
(B) [AlO₂]^– → Al(OH)₃	(S) પાણી વડે મંદન
(C) SiO₄^-4 → Si₂O₇^-6	(R) ઍસિડિકરણ, (P) ઉષ્મા
(D) (B₄O₇)^-2 → [B(OH)₃]	(Q) જળવિભાજન, (R) ઍસિડિકરણ

પ્રશ્ન 2.
જોડકાં જોડો :

સંયોજકો	સ્વભાવ
(i) PbO₂	(a) ઍસિડિક
(ii) SPO₂	(b) બેઝિક
(iii) GeO₂	(c) (કુંભયગુણી

ઉત્તર:
(i – c), (ii – a), (iii – a)

સંયોજકો	સ્વભાવ
(i) PbO₂	(c) (કુંભયગુણી
(ii) SPO₂	(a) ઍસિડિક
(iii) GeO₂	(a) ઍસિડિક

પ્રશ્ન 3.
જોડકાં જોડો

સપરરૂપ	ΔfH^⊖
(i) ગ્રેફાઇટ	(a) 38.1 KJ/mol
(ii) હીરો	(b) શૂન્ય
(iii) કુલેનિ	(c) 1.90 KJ/mol

ઉત્તર:
(i – b), (ii – c), (iii – a)

સપરરૂપ	ΔfH^⊖
(i) ગ્રેફાઇટ	(b) શૂન્ય
(ii) હીરો	(c) 1.90 KJ/mol
(iii) કુલેનિ	(a) 38.1 KJ/mol

GSEB Class 11 Chemistry Important Questions Chapter 11 p-વિભાગના તત્ત્વો

Leave a Comment Cancel Reply