GSEB Solutions Class 11 Chemistry Chapter 10 s-વિભાગના તત્ત્વો

Gujarat Board GSEB Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 10 s-વિભાગના તત્ત્વો Textbook Questions and Answers.

Gujarat Board Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 10 s-વિભાગના તત્ત્વો

GSEB Class 11 Chemistry s-વિભાગના તત્ત્વો Text Book Questions and Answers

પ્રશ્ન 1.
આલ્કલી ધાતુઓનાં સામાન્ય ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો કયા છે ?
ઉત્તર:
(a) આલ્કલી ધાતુઓનાં ભૌતિક ગુણધર્મો :
(i) આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો નરમ હોય છે અને સહેલાઇથી કાપી શકાય છે. સોડિયમ ધાતુ ચપ્પા વડે સહેલાઈથી કાપી શકાય છે.
(ii) તેઓ આછા રંગનાં અને વધુ પડતા રૂપેરી સફેદ રંગના દેખાય છે.
(iii) આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોમાં ધાત્વિક બંધ નિર્બળ હોવાથી તેઓનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે.
(iv) આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો અને તેમના ક્ષાર જ્યોત કસોટીમાં લાક્ષણિક રંગ આપે છે.
(v) તેમની પર પ્રકાશ આપાત થાય છે ત્યારે તેઓ ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવીને ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર દર્શાવે છે.

(b) આલ્કલી ધાતુઓનાં રાસાયણિક ગુણધર્મો : નીચી આયનીકરણ ઊર્જાને કારણે આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાત્મક હોય છે. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા આ પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધે છે.
(i) પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને તે પ્રતિક્રિયાત્મક હાઇડ્રૉક્સાઇડ બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.
2M + 2H₂O → 2MOH + H₂

(ii) તેઓ ડાયહાઇડ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુના હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે. આ હાઇડ્રાઇડ આયોનિક ઘન પદાર્થ હોય છે અને ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે.
2M + H₂ → 2M⁺H^–

(iii) Li સિવાયના બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો હેલોજન સાથે સીધી જ પ્રક્રિયા કરીને ધાતુના હેલાઇડ બનાવે છે.
2M + Cl₂ → 2MCl (M = Na, K, Rb, Cs)

(iv) તેઓ એમોનિયાનાં દ્રાવણમાં દ્રાવ્ય થઈને ઘેરા ભૂરા રંગનું દ્વાવણ આપે છે.
M + (x + y) NH₃ → [M(NH₃)_x]⁺ + [e(NH₃)_y]^–

(v) તેઓ ઑક્સિજન સાથે જુદા-જુદા પ્રમાણમાં પ્રક્રિયા કરીને સ્થાયી ઑક્સાઇડ, પેરોક્સાઇડ અને સુપરઓક્સાઇડ બનાવે છે.
4Li + O₂ → 2Li₂O (ઑક્સાઇડ)
2Na + O₂ → Na₂O₂ (પેરોક્સાઇડ)
M + O₂ → MO₂ (સુપરઑક્સાઇડ) (M = K, Rb, Cs)

પ્રશ્ન 2.
આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓની સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મોમાં આવર્તિતાની ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:

આ તત્ત્વોની સંયોજકતા કોષની s-કક્ષકમાં બે ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. તેઓની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના ns² તરીકે દર્શાવાય છે.
આલ્કલી ધાતુઓની જેમ આ તત્ત્વોના સંયોજનો પણ આયનીય પ્રકૃતિ ધરાવે છે.

તત્ત્વ	સંજ્ઞા	ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના
બેરિલિયમ	Be	1s²2s²
મૅગ્નેશિયમ	Mg	1s² 2s²2p⁶3s²
કૅલ્શિયમ	Ca	1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²
સ્ટ્રૉન્શિયમ	Sr	1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶5s²
બેરિયમ	Ba	1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶6s² અથવા [Xe]6s²
રેડિયમ	Ra	[Rn] 7s²

પરમાણુઓના મોટા કદને કારણે આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓની આયનીકરણ એન્થાલ્પી નીચી હોય છે. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં તેમનું પરમાણ્વીય કદ વધતાં તેમની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી તેમને અનુવર્તી સમૂહ-1ની ધાતુઓ કરતાં વધારે છે. કારણ કે તેમને અનુવર્તી આલ્કલી ધાતુઓની સરખામણીમાં તેમના કદ નાના છે.
આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓની દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી તેમને અનુવર્તી આલ્કલી ધાતુઓની આયનીકરણ એન્થાલ્પી કરતાં ઓછી છે.
આલ્કલી ધાતુ આયનોની જેમ આલ્કલાઇન અર્થધાતુ આયનોની જલીયકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય સમૂહમાં નીચેની તરફ જતાં આયનીય કદ વધવાની સાથે ઘટે છે.
Be²⁺ Mg²⁺ > Ca²⁺ > Sr²⁺ > Ba²⁺
આલ્કલાઇન અર્થધાતુ આયનોની જલીયકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય આલ્કલી ધાતુ આયનોની જલીયકરણ એન્થાલ્પી કરતાં વધુ હોય છે. આલ્કલાઇન અર્થધાતુ સંયોજનો આલ્કલી ધાતુઓના સંયોજનો કરતાં વધુ પ્રમાણમાં જલીયકરણ પામેલા હોય છે.
દા.ત., MgCl₂ અને CaCl₂ અનુક્રમે MgCl₂ · 6H₂O અને CaCl₂ · 6H₂O તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. જ્યારે NaCl અને KCl જળયુક્ત હોતા નથી.

પ્રશ્ન 3.
આલ્કલી ધાતુઓ શા માટે કુદરતમાં મળતી આવતી નથી ?
ઉત્તર:
આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોની બાહ્યત્તમ કક્ષામાં એક ઇલેક્ટ્રૉન હોવાથી તેઓ સરળતાથી ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવે છે અને નીચી આયનીક૨ણ ઊર્જા ધરાવે છે. તેને કારણે તે ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાત્મક હોય છે અને તેના કારણે આલ્કલી ધાતુઓ કુદરતમાંથી મળી આવતી નથી.

પ્રશ્ન 4.
Na₂O₂માં સોડિયમનો ઑક્સિડેશન આંક શોધો.
ઉત્તર:
Na₂O₂ ને સોડિયમ પેરૉક્સાઇડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પેરૉક્સિ સંયોજનોમાં ઑક્સિજનનો ઑક્સિડેશન આંક -1 થવાથી સોડિયમનો ઑક્સિડેશન આંક +1 થશે.

પ્રશ્ન 5.
પોટેશિયમ કરતાં સોડિયમ શા માટે ઓછો પ્રતિક્રિયાત્મક છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:
આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોનાં સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણુનું કદ વધે છે અને અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ઘટે છે. આને કારણે સોડિયમની સાપેક્ષે પોટૅશિયમની બાહ્યત્તમ કક્ષાનો e^– સરળતાથી મુક્ત થાય છે. તેથી પોટૅશિયમ કરતાં સોડિયમ ઓછો પ્રતિક્રિયાત્મક છે.

પ્રશ્ન 6.
નીચે દર્શાવેલા ગુણધર્મો સંદર્ભે આલ્કલી ધાતુઓ અને આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓની સરખામણી કરો ઃ
(i) આયનીકરણ એન્થાલ્પી (ii) ઑક્સાઇડ સંયોજનોની બેઝિકતા (iii) હાઇડ્રોક્સાઇડ સંયોજનોની દ્રાવ્યતા
ઉત્તર:

આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો	આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો
(i) આયનીકરણ એન્થાલ્પી : પોતાના આવર્તમાં તે સૌથી ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે. આનું કારણ એ છે કે તેઓ સૌથી મોટું પરમાણ્વીય કદ ધરાવે છે અને એક e- સરળતાથી મુક્ત કરીને નિષ્ક્રિય વાયુઓ જેવી ઇલેક્ટ્રૉન રચના પ્રાપ્ત કરે છે.	– આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોની સાપેક્ષે આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓ નાનું કદ અને વધુ સાપેક્ષ ધન વીજભાર ધરાવે છે. આને કારણે તેમની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી તે જ આવર્તનાં આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વ કરતાં વધુ અને દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઓછી હોય છે.
(ii) ઑક્સાઇડની બેઝિકતા : આલ્કલી ધાતુની ખૂબ જ વધુ પડતી વિદ્યુતધનમયતાને કારણે તેમના ઑક્સાઇડ ખૂબ જ બેઝિક હોય છે. તેઓ આયોનિક હોય છે અને તરત જ પાણીમાં દ્રાવ્ય થઈને હાઇડ્રૉક્સાઇડ આપે છે.	– આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓનાં ઑક્સાઇડ થોડાંક બેઝિક હોય છે પરંતુ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો કરતાં ઓછા બેઝિક હોય છે. કારણ કે તેમની વિદ્યુતધનમયતા આલ્કલી ધાતુઓ કરતાં ઓછી હોય છે.
(iii) હાઇડ્રૉક્સાઇડ સંયોજનોની દ્રાવ્યતા : આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોનાં હાઇડ્રૉક્સાઇડ, આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના હાઇડ્રૉક્સાઇડ કરતાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.	– આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓનાં હાઇડ્રૉક્સાઇડ આલ્કલી ધાતુઓ કરતાં ઓછા દ્રાવ્ય હોય છે. આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓની વધુ પડતી લેટિસ ઊર્જાને કારણે આવું જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 7.
લિથિયમ કઈ રીતે મેગ્નેશિયમની રાસાયણિક વર્તણૂક સાથે સામ્યતા દર્શાવ છે ?
અથવા
લિથિયમ અને મેગ્નેશિયમ ધાતુ વચ્ચેની સામ્યતાનાં મુદ્દાઓ લખો.
અથવા
લિથિયમનાં મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથેના વિકર્ણ સંબંધની ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:

લિથિયમ અને મૅગ્નેશિયમ વચ્ચેની સામ્યતા તેઓના સરખાં કદ છે.
પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા : Li (152 pm) ; Mg (160 pm)
આયનીય ત્રિજ્યા : Li⁺ (76 pm) ; Mg²⁺ (72 pm)
તેઓની વચ્ચેની સામ્યતાના મુદ્દાઓ નીચે મુજબ છે :
(i) લિથિયમ અને મૅગ્નેશિયમ તેઓની અનુવર્તી સમૂહોના અન્ય તત્ત્વો કરતાં વધારે સખત અને હલકાં છે.
(ii) લિથિયમ અને મૅગ્નેશિયમ પાણી સાથે ધીમી પ્રક્રિયા કરે છે. તેના ઑક્સાઇડ અને હાઇડ્રૉક્સાઇડ પાણીમાં ઘણા ઓછા દ્રાવ્ય છે. તેમના હાઇડ્રૉક્સાઇડને ગરમ કરતાં વિઘટન પામે છે. લિથિયમ અને મૅગ્નેશિયમ બંને નાઇટ્રોજન સાથે સીધા સંયોજાઈ નાઇટ્રાઇડ (Li₃N અને Mg₃N₂) આપે છે.
(iii) ઑક્સાઇડ Li₂O અને MgO વધુ ઑક્સિજન સાથે સંયોજાઈ કોઈ સુપરઑક્સાઇડ આપતા નથી.
(iv) લિથિયમ અને મૅગ્નેશિયમના કાર્બોનેટને ગરમ કરતાં સહેલાઈથી વિઘટન પામે છે અને ઑક્સાઇડ તથા કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ આપે છે. લિથિયમ અને મૅગ્નેશિયમ દ્વારા ધન હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટ બનતા નથી.
(v) LiCl અને MgCl બંને ઇથેનોલમાં દ્રાવ્ય છે.
(vi) LiCl અને MgCl બંને ભેજગ્રાહી છે અને જલીય દ્રાવણમાંથી LiCl₂ · 2H₂O તથા MgCl₂ · 8H₂O તરીકે સ્ફટિકીકરણ પામે છે.

પ્રશ્ન 8.
આલ્કલી અને આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓ શા માટે રાસાયણિક રિડક્શન પદ્ધતિઓ દ્વારા મેળવી શકાતી નથી ? સમજાવો.
ઉત્તર:
રાસાયણિક રિડક્શન પ્રક્રિયામાં પ્રબળ રિડક્શનકર્તાનાં ઉપયોગ દ્વારા ધાતુનાં ઑક્સાઇડ રિડક્શન પામે છે. આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો અને આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો પોતે રિડક્શનકર્તા છે. તેમનું રિડક્શન કરવા તેમનાથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા પ્રાપ્ય નથી. તેથી તેઓ રાસાયણિક રિડક્શન પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાતા નથી.

પ્રશ્ન 9.
પ્રકાશ વિદ્યુતકોષમાં લિથિયમના સ્થાને પોટેશિયમ અને સિઝિયમનો શા માટે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ?
ઉત્તર:
Li, K અને Cs ત્રણેય આલ્કલી ધાતુ છે. પરંતુ તે પૈકી Li નું કદ નાનું હોવાથી તેમાંથી ઇલેક્ટ્રૉન મુક્ત કરવા વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે. જ્યારે K અને Cs ની આયનીકરણ ઊર્જા ઓછી હોવાથી તે સરળતાથી ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવે છે અને તેને કારણે ફોટોઇલેક્ટ્રીક સેલમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે.

પ્રશ્ન 10.
પૂરક પ્રશ્ન : જ્યારે આલ્કલી ધાતુઓને પ્રવાહી એમોનિયામાં દ્રાવ્ય કરવામાં આવે છે ત્યારે જુદા-જુદા રંગ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. આ રંગ પરિવર્તનનાં કારણો સમજાવો.
ઉત્તર:

પ્રવાહી એમોનિયામાં દ્રાવણ : આલ્કલી ધાતુઓ એમોનિયામાં ઓગળી ઘેરા વાદળી રંગનું દ્રાવણ બનાવે છે, જે વિદ્યુતવાહક છે.
M + (x + y) NH₃ → [M(NH₃)_x] + [e(NH₃)_y]^–
દ્રાવણનો વાદળી રંગ એમોનિયામય ઇલેક્ટ્રૉનના લીધે છે જે પ્રકાશના દશ્ય વિસ્તારમાં શક્તિ શોષે છે. આ દ્રાવણો અનુચુંબકીય છે તેમને મૂકી રાખતા ધીમે ધીમે ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે અને એમાઇડ બનાવે છે.
M⁺_am + e^– + NH_3(l) → MNH_2(am) + \(\frac{1}{2}\)H_2(g)
સાંદ્ર દ્રાવણોમાં વાદળી રંગ કાળા-ભૂરા રંગમાં ફેરવાય છે અને પ્રતિચુંબકીય બને છે.

પ્રશ્ન 11.
બેરિલિયમ અને મેગ્નેશિયમ જ્યોત સાથે રંગ આપતા નથી, જ્યારે આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓ તે આપે છે. શા માટે ?
ઉત્તર:

આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોને જ્યારે ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે તેનાં ઇલેક્ટ્રૉન ઉત્તેજિત થઈને ઉપરનાં ઊર્જાસ્તરમાં જાય છે. ત્યાંથી પાછા આવતા ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. જેની આવૃત્તિ દશ્યમાન વિભાગ જેટલી હોય છે. તેને કારણે રંગ જોવા મળે છે.
Be અને Mgમાં ઇલેક્ટ્રૉન ખૂબ જ પ્રબળતાથી જકડાયેલા હોય છે. તેમને ઉત્તેજિત થવા ખૂબ જ વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે. જ્યારે તે પાછા ધરા અવસ્થામાં આવે છે, ત્યારે ઉત્સર્જિત થતી ઊર્જાની આવૃત્તિ દશ્યમાન વિભાગ જેટલી હોતી નથી. તેથી તે જ્યોત કસોટીમાં તે રંગ આપતા નથી.

પ્રશ્ન 12.
સૉલ્વે પદ્ધતિમાં થતી વિવિધ પ્રક્રિયાઓની ચર્ચા કરો.
અથવા
સોડિયમ કાર્બોનેટની બનાવટની સૉલ્વે પદ્ધતિ સમીકરણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:

સોડિયમ કાર્બોનેટ (Na₂CO₃ · 10H₂O) : સોડિયમ કાર્બોનેટને સૉલ્વેની પદ્ધતિથી બનાવવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિમાં સોડિયમ ક્લોરાઇડ, સોડિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટની ઓછી દ્રાવ્યતાના લીધે એમોનિયમ હાઇડ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરી અવક્ષેપન પામે છે.
સોડિયમ ક્લોરાઇડના સાંદ્ર દ્રાવણને એમોનિયા વડે સંતૃપ્ત કર્યા પછી તેમાંથી CO₂ વાયુ પસાર કરવામાં આવે છે. જેથી એમોનિયમ કાર્બોનેટ અને પછી એમોનિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટ બને છે.
2NH₃ + H₂O + CO₂ → (NH₄)₂CO₃
(NH₄)₂CO₃ + H₂O + CO₂ → 2NH₄HCO₃
NH₄HCO₃ + NaCl → NH₄Cl + NaHCO₃
સોડિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટને અલગ કરી ગરમ કરવાથી સોડિયમ કાર્બોનેટ બને છે.
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O
આ પ્રક્રિયામાં NH₄Cl ધરાવતા દ્રાવણમાં Ca(OH)₂ ઉમેરતાં NH₃ પુનઃ પ્રાપ્ત થાય છે અને કૅલ્શિયમ ક્લોરાઇડ ઉપનીપજ મળે છે.
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + CaCl₂ + H₂O

પ્રશ્ન 13.
પોટેશિયમ કાર્બોનેટને સૉલ્વે પદ્ધતિ દ્વારા બનાવી શકાતો નથી. શા માટે ?
ઉત્તર:
સૉલ્વેની પ્રક્રિયા દ્વારા પોટૅશિયમ કાર્બોનેટનું ઉત્પાદન થઈ શકે નહિ કારણ કે પોટૅશિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટ વધુ દ્રવ્ય છે. જેથી પોટૅશિયમ ક્લોરાઇડના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં એમોનિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટ ઉમેરવા છતાં પણ અવક્ષેપન પામતો નથી.

પ્રશ્ન 14.
Li₂CO₃ નીચા તાપમાને અને Na₂CO₃ ઊંચા તાપમાને શા માટે વિઘટન પામે છે ?
ઉત્તર:

આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં વિદ્યુતધનમય લાક્ષણિકતા વધે છે. આને કારણે આલ્કલી ધાતુના કાર્બોનેટની સ્થિરતા વધે છે. Li₂CO₃ એ ઉષ્મા સામે વધુ સ્થાયી નથી. કારણ કે તે સહસંયોજક છે. Li આયનનું કદ નાનું હોવાને કારણે તે વધુ મોટા કાર્બોનેટ આયનને ધ્રુવીય બનાવી વધુ સ્થાયી લિથિયમ ઑક્સાઇડ આપે છે.

તેથી લિથિયમ કાર્બોનેટ નીચા તાપમાને વિઘટન પામે છે. જ્યારે સોડિયમ કાર્બોનેટની સ્થિરતા વધુ છે અને સોડિયમ આયનનું કદ લિથિયમ આયન કરતાં વધુ હોવાથી તે Na₂CO₃ ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામે છે.

પ્રશ્ન 15.
આલ્કલી ધાતુઓ અને આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓના નીચે દર્શાવેલા સંયોજનોની દ્રાવ્યતા અને ઉષ્મીય સ્થાયિતાની સરખામણી કરો.
(a) નાઇટ્રેટ
(b) કાર્બોનેટ
(c) સલ્ફેટ
ઉત્તર:
(a) નાઇટ્રેટ :
(i) ઉષ્મીય સ્થાયિતા : LiNO₃ સિવાયના આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોનો નાઇટ્રેટ તેમના નાઇટ્રાઇટમાંથી ઉષ્મીય વિઘટન દ્વારા મેળવાય છે.
2KNO_3(s) → 2KNO_2(s) + O_2(g)
LiNO₃ નું વિઘટન થતાં તે ઑક્સાઇડ આપે છે.

સમૂહ-1 અને 2 માં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં નાઇટ્રેટની ઉષ્મીય સ્થિરતા વધે છે.
(ii) દ્રાવ્યતા : સમૂહ-1 અને 2 ના નાઇટ્રેટ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે.

(b) કાર્બોનેટ :
(i) ઉષ્મીય સ્થાયિતા : આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના કાર્બોનેટ ઉષ્મા પ્રત્યે સ્થાયી છે. લિથિયમ કાર્બોનેટને જ્યારે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે લિથિયમ ઑક્સાઇડમાં વિઘટિત થાય છે. આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના કાર્બોનેટ પણ ગરમ કરતાં વિઘટિત થઈ ઑક્સાઇડ અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ આપે છે.

(ii) દ્રાવ્યતા : Li₂CO₃ ના અપવાદ સિવાય બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના કાર્બોનેટ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં દ્રાવ્યતા વધે છે. આલ્કલાઈન અર્થધાતુ તત્ત્વોના કાર્બોનેટ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.

(c) સલ્ફેટ :
(i) ઉષ્મીય સ્થાયિતા : સમૂહ-1 અને 2ના ધાતુના સલ્ફેટ ઉષ્મા પ્રત્યે સ્થાયી છે.
(ii) દ્રાવ્યતા : આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોનો સલ્ફેટ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે જ્યારે આલ્કલાઈ અર્થધાતુ તત્ત્વોની સલ્ફેટમાં ભિન્નતા જોવા મળે છે.
BeSO₄ – સુદ્રાવ્ય
CaSO₄ – અલ્પદ્રાવ્ય
BaSO₄ – અદ્રાવ્ય
MgSO₄ – દ્રાવ્ય
SnSO₄ – અદ્રાવ્ય

પ્રશ્ન 16.
સોડિયમ ક્લોરાઇડથી શરૂઆત કરીને તમે નીચે દર્શાવેલા પદાર્થો કેવી રીતે બનાવશો ?
(i) સોડિયમ ધાતુ (ii) સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ (iii) સોડિયમ પેરૉક્સાઇડ (iv) સોડિયમ કાર્બોનેટ
ઉત્તર:
(i) સોડિયમ ધાતુ : સોડિયમ ક્લોરાઇડમાંથી ડાઉ પદ્ધતિ દ્વારા સોડિયમ મેળવવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિમાં પીગાળેલ NaCl (40%) અને CaCl₂ (60%) ના મિશ્રણને 1123K તાપમાને ડાઉનકોષમાં લેવામાં આવે છે.
સ્લિટનો કૅથોડ અને ગ્રૅફાઇટનો ઍનોડ ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. કૅથોડ પર સોડિયમ અને કૅલ્શિયમ મળે છે. પીગાળેલ સોડિયમને કોષની બહાર કેરોસીનમાં ભેગો કરવામાં આવે છે.

કૅથોડ : Na⁺ + e^– → Na
ઍનોડ : Cl^– → Cl + e^–
Cl + C → Cl₂

(ii) સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ (NaOH) : સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન કાસ્ટનર કેલનર કોષમાં સોડિયમ ક્લોરાઇડના વિદ્યુત વિભાજન દ્વારા કરવામાં આવે છે. તેમાં કૅથોડ તરીકે મરક્યુરી અને ઍનોડ તરીકે કાર્બનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન કૅથોડ પર મુક્ત થતી સોડિયમ ધાતુ મરક્યુરી સાથે જોડાઈને સોડિયમ સંરસ બનાવે છે જ્યારે ઍનોડ ઉપર ક્લોરિન વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
કૅથોડ :
ઍનોડ : Cl^– → \(\frac{1}{2}\)Cl₂ + e^–
આ સોડિયમ સંરસની પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
2Na-સંરસ + 2H₂O → 2NaOH + 2Hg + H₂
ગુણધર્મો : સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ સફેદ પારભાષક ઘન પદાર્થ છે. તે 591 K તાપમાને પીગળે છે. તે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી પ્રબળ આલ્કલાઇન દ્રાવણ બનાવે છે. સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ વાતાવરણમાંના CO₂ સાથે પ્રક્રિયા કરી Na₂CO₃ બનાવે છે.

(iii) સોડિયમ પેરૉક્સાઇડઃ ડાઉનકોષ દ્વારા સોડિયમ ધાતુ મેળવી તેને હવામાંના O₂ સાથે ગરમ કરતાં સોડિયમ પેરૉક્સાઇડ મળે છે.
2Na + O₂ → Na₂O₂

(iv) સોડિયમ કાર્બોનેટ :

સોડિયમ કાર્બોનેટ (Na₂CO₃ · 10H₂O) : સોડિયમ કાર્બોનેટને સૉલ્વેની પદ્ધતિથી બનાવવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિમાં સોડિયમ ક્લોરાઇડ, સોડિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટની ઓછી દ્રાવ્યતાના લીધે એમોનિયમ હાઇડ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરી અવક્ષેપન પામે છે.
સોડિયમ ક્લોરાઇડના સાંદ્ર દ્રાવણને એમોનિયા વડે સંતૃપ્ત કર્યા પછી તેમાંથી CO₂ વાયુ પસાર કરવામાં આવે છે. જેથી એમોનિયમ કાર્બોનેટ અને પછી એમોનિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટ બને છે.
2NH₃ + H₂O + CO₂ → (NH₄)₂CO₃
(NH₄)₂CO₃ + H₂O + CO₂ → 2NH₄HCO₃
NH₄HCO₃ + NaCl → NH₄Cl + NaHCO₃
સોડિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટને અલગ કરી ગરમ કરવાથી સોડિયમ કાર્બોનેટ બને છે.
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O
આ પ્રક્રિયામાં NH₄Cl ધરાવતા દ્રાવણમાં Ca(OH)₂ ઉમેરતાં NH₃ પુનઃ પ્રાપ્ત થાય છે અને કૅલ્શિયમ ક્લોરાઇડ ઉપનીપજ મળે છે.
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + CaCl₂ + H₂O

પ્રશ્ન 17.
શું થાય છે ? જ્યારે…. (i) મેગ્નેશિયમને હવામાં બાળવામાં આવે છે. (ii) કળીચૂનાને સિલિકા સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. (iii) ફોડેલા ચૂના સાથે ક્લોરિન પ્રક્રિયા કરે છે. (iv) કેલ્શિયમ નાઇટ્રેટને ગરમ કરવામાં આવે છે.
ઉત્તર:
(i) મૅગ્નેશિયમને હવામાં બાળવામાં આવે ત્યારે MgO અને Mg₃N₂ બને છે.

(ii) કળીચૂનાને સિલિકા સાથે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે સ્લૅગ બને છે.

(iii) ફોડેલ ચૂનાને ક્લોરિન સાથે પ્રક્રિયા કરતાં તે બ્લીચિંગ પાઉડર આપે છે.

(iv) કૅલ્શિયમ નાઇટ્રેટને ગરમ કરતાં તે વિટન પામી કૅલ્શિયમ ઑક્સાઇડ આપે છે.

પ્રશ્ન 18.
સોડિયમ કાર્બોનેટ (Na₂CO₃ · 10H₂O) વોશિંગ સોડાનો ઉપયોગ લખો.
ઉત્તર:
(i) તે કઠિન પાણીને નરમ બનાવવામાં, ધોબીકામમાં અને સ્વચ્છીકરણમાં ઉપયોગી છે.
(ii) તે કાચ, સાબુ, બોરેક્ષ અને કોસ્ટિક સોડા જેવા સંયોજનોના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગી છે.
(iii) તે કાગળ, રંગ અને કાપડ ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગી છે.
(iv) તે પ્રયોગશાળાના અગત્યના પ્રક્રિયક તરીકે જથ્થાત્મક અને ગુણાત્મક પૃથક્કરણમાં ઉપયોગી છે.

પૂરક પ્રશ્ન : કોસ્ટિક સોડાના ઉપયોગો વર્ણવો.
ઉત્તર:
ઉપયોગો :

સાબુ, કાગળ, કૃત્રિમ રેશમ અને અસંખ્ય રસાયણો બનાવવામાં થાય છે.
પેટ્રોલિયમના શુદ્ધીકરણ માટે સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ ઉપયોગી છે.
તેનો ઉપયોગ બૉક્સાઇટના શુદ્ધિકરણ માટે પણ થાય છે.
તેના ઉપયોગથી સુતરાઉ કાપડને સુંવાળું બનાવવામાં આવે છે.
તે પ્રયોગશાળામાં પ્રક્રિયક તરીકે પણ ઉપયોગી છે.

પૂરક પ્રશ્ન : ક્વિક લાઇમના ઉપયોગો વર્ણવો.
ઉત્તર:
ઉપયોગો :

સિમેન્ટની બનાવટમાં પ્રાથમિક પદાર્થ તરીકે તથા સૌથી સસ્તા આલ્કલી તરીકે ઉપયોગી છે.
તે કોસ્ટિક સોડામાંથી સોડિયમ કાર્બોનેટના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગી છે.
તે શર્કરાના શુદ્ધીકરણમાં તથા રંગકોના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 19.
બંધારણ દોરો : (i) BeCl₂ (બાષ્પ) (ii) BeCl₂ (ઘન)
ઉત્તર:
(i) બાષ્પ અવસ્થામાં BeCl₂ એકાકી અણુ જેવું રેખીય બંધારણ ધરાવે છે.

(ii) ઘન અવસ્થામાં BeCl₂ પૉલિમર જેવું બંધારણ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 20.
સોડિયમ અને પોટેશિયમના હાઇડ્રોક્સાઇડ અને કાર્બોનેટ સંયોજનો પાણીમાં સહેલાઈથી દ્રાવ્ય થાય છે. જ્યારે મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમના અનુવર્તી ક્ષારો પાણીમાં અલ્પદ્રાવ્ય થાય છે. સમજાવો.
ઉત્તર:
સોડિયમ અને પોટેશિયમનું પરમાણ્વીય કદ મૅગ્નેશિયમ અને કૅલ્શિયમ કરતાં વધુ છે. તેથી કૅલ્શિયમ અને મૅગ્નેશિયમ કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રૉક્સાઇડની લેટિસ ઊર્જા સોડિયમ અને પોટૅશિયમ કરતાં વધુ છે. તેથી સોડિયમ અને પોટેશિયમના કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રૉક્સાઇડ તરત જ પાણીમાં દ્રાવ્ય થાય છે જ્યારે કૅલ્શિયમ અને મૅગ્નેશિયમના કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રૉક્સાઇડ અલ્પ દ્રાવ્ય છે.

પ્રશ્ન 21.
પૂરક પ્રશ્ન : ચૂનાના પથ્થરના ઉપયોગો વર્ણવો.
ઉત્તર:
ઉપયોગો :

તે આરસપહાણ સ્વરૂપે બાંધકામમાં ઉપયોગી છે તથા કળીચૂનાની બનાવટમાં પણ ઉપયોગી છે.
કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટ અને મૅગ્નેશિયમ કાર્બોનેટનું મિશ્રણ લોખંડ જેવી ધાતુના નિષ્કર્ષણમાં ફ્લક્સ તરીકે વપરાય છે.
ખાસ પ્રકારે અવક્ષેપિત કરેલો CaCO₃ ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા કાગળના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે.
તે ઍન્ટાસિડ તરીકે દવામાં, ટૂથપેસ્ટમાં ઘર્ષક તરીકે, ચ્યુઇંગમમાં એક ઘટક તરીકે અને સૌંદર્ય પ્રસાધનોમાં ફિલર તરીકે પણ વપરાય છે.

પૂરક પ્રશ્ન : પ્લાસ્ટર ઑફ પેરિસના ઉપયોગો વર્ણવો.
ઉત્તર:
ઉપયોગો :

પ્લાસ્ટર ઑફ પેરિસનો સૌથી વધુ ઉપયોગ બાંધકામમાં તથા પ્લાસ્ટરમાં થાય છે.
તે ફ્રેક્ચર થયેલાં હાડકાં અથવા સ્નાયુઓ પર દબાણ આવ્યું હોય ત્યારે તેને હલનચલનરહિત સ્થિર રાખવા માટે પ્લાસ્ટર કરવા ઉપયોગી છે.
તે દંતવિદ્યામાં, દાગીનાની બનાવટમાં અને પૂતળાં બનાવવાના કામમાં બીબા તૈયાર કરવામાં ઉપયોગી છે.

પૂરક પ્રશ્ન : સિમેન્ટના ઉપયોગો વર્ણવો.
ઉત્તર:
ઉપયોગો : લોખંડ અને સ્ટીલ પછીની સૌથી વધુ રાષ્ટ્રીય જરૂરિયાત સિમેન્ટ છે. તેનો ઉપયોગ કોંક્રિટમાં, અત્યંત સખત કૉંક્રિટમાં પ્લાસ્ટર કરવામાં તથા પુલ, બંધ અને ઇમારતોના બાંધકામમાં થાય છે.

પ્રશ્ન 22.
સામાન્ય રીતે લિથિયમના ક્ષારો જળયુક્ત હોય છે અને આલ્કલી આયનોના ક્ષારો નિર્જલીય હોય છે, શા માટે ?
ઉત્તર:

બધા આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોમાં લિથિયમનું કદ સૌથી નાનું છે. તેથી Li⁺ આયન અન્ય આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો કરતાં પાણીના અણુને સરળતાથી ધ્રુવીય બનાવે છે અને પરિણામે પાણીના અણુ લિથિયમ ક્ષાર સાથે સ્ફટિક જળ સ્વરૂપે જોડાય છે અને તેને પરિણામે ટ્રાયહાઇડ્રેટ લિથિયમ ક્લોરાઇડ જેવા ક્ષાર સરળતાથી મળે છે.
આયનોનું કદ વધતા તેમની ધ્રુવીભવન ક્ષમતા ઘટે છે. તેથી આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો મોટાભાગે નિર્જળ ક્ષાર બનાવે છે.

પ્રશ્ન 23.
LiF મુખ્યત્વે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે, જ્યારે LiCl પાણી ઉપરાંત એસિટોનમાં દ્રાવ્ય હોય છે. શા માટે ?
ઉત્તર:

LiF પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે. LiCl માત્ર પાણીમાં જ નહિ પણ એસિટોનમાં પણ દ્રાવ્ય છે. LiCl કરતાં LiF ની વધુ આયનિક લાક્ષણિકતાના કારણે આવું બને છે.
સંયોજન પાણીમાં દ્રાવ્યતાએ લેટિસ ઊર્જા અને જલીયકરણ ઊર્જાના સમતુલન પર આધાર રાખે છે.
ક્લોરાઇડ આયન કરતાં ફ્લોરાઇડ આયન કદમાં નાનો હોવાથી LiF ની લેટિસ ઊર્જા LiCl કરતાં વધુ હોય છે અને ફ્લોરાઇડ તથા ક્લોરાઇડ આયનની જલીયકરણ ઊર્જામાં મોટો તફાવત હોતો નથી. તેથી દ્રાવ્યતા દરમિયાન ઊર્જામાં થતો કુલ ફેરફાર LiCl માટે LiF કરતાં વધુ ઉષ્માક્ષેપક હોય છે. તેથી ઓછી લેટિસ ઊર્જા અને વધુ સહસંયોજક લક્ષણ એ LiCl ને માત્ર પાણીમાં નહિ પણ એસિટોનમાં પણ દ્રાવ્ય થવા માટે કારણભૂત છે.

પ્રશ્ન 24.
જૈવિક દ્રવમાં સોડિયમ, પોટેશિયમ, મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમની સાર્થકતા સમજાવો.
ઉત્તર:
(a) સોડિયમ : સોડિયમ આયન પ્રાથમિક રીતે રુધિર પ્લાઝમામાં જોવા મળે છે. કોષની આસપાસ ફરતા દ્રવ્યમાં પણ તે જોવા મળે છે.
ઉપયોગ :

ચેતાકોષ દ્વારા અપાતા સંકેતના વહનમાં તે ઉપયોગી છે.
તે કોષદીવાલ દ્વારા પાણીના વહનમાં ઉપયોગી છે.
શર્કરા અને એમિનો ઍસિડનું કોષમાં વહન કરવા ઉપયોગી છે.

(b) પોટૅશિયમ : પોટૅશિયમ એ કોષદ્રવ્યમાં સૌથી વધુ જોવા મળે છે. ઉપયોગ :

પોટૅશિયમ આયન ઉત્સેચકોને સક્રિય કરવા વપરાય છે.
ATP ની બનાવટમાં ગ્લુકોઝનું ઑક્સિડેશન કરવામાં તે ભાગ લે છે.
ચેતાતંતુઓના સંકેતના વહનમાં તે ઉપયોગી છે.

ચેતાતંતુઓ અને સ્નાયુઓને આરામ આપવામાં તે મદદરૂપ છે.
હાડકાંઓની બનાવટમાં અને તાકાત પૂરી પાડવામાં ઉપયોગી છે.
તે સજીવ શરીરમાં રુધિર પરિવહનને નિયંત્રિત રાખે છે.

(d) કૅલ્શિયમ : કૅલ્શિયમ શરીરમાં અલ્પમાત્રિક તત્ત્વ છે.
ઉપયોગ :

કૅલ્શિયમ રુધિરના સ્પંદનમાં મદદરૂપ છે.
જ્ઞાનતંતુમય સ્નાયુના કાર્યમાં, કોષપટલની અખંડિતામાં, હાડકાં અને દાંતની મજબૂતાઈમાં ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 25.
શું થાય છે ? જ્યારે … (i) સોડિયમ ધાતુને પાણીમાં નાખવામાં આવે છે. (ii) સોડિયમ ધાતુને હવાના વધુ
જથ્થાની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે. (iii) સોડિયમ પેરોક્સાઇડ પાણીમાં ઓગળે છે.
ઉત્તર:
(i) સોડિયમ ધાતુને જ્યારે પાણીમાં નાખવામાં આવે છે ત્યારે તે ખૂબ જ સક્રિય રીતે સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
2Na_(s) + 2H₂O_(l) → 2NaOH_(aq) + H_2(g)

(ii) હવાની હાજરીમાં સોડિયમ ઑક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરી સોડિયમ પેરૉક્સાઇડ બનાવે છે.
2Na_(g) + O_2(g) → Na₂O_2(g)

(iii) સોડિયમ પેરૉક્સાઇડ પાણીમાં ઓગાળતા તે સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન પેરૉક્સાઇડ બનાવે છે.
Na₂O_2(s) + 2H₂O_(l) → 2NaOH_(aq) + H₂O_2(aq)

પ્રશ્ન 26.
નીચે દર્શાવેલા દરેક અવલોકનો માટે તમારું સ્પષ્ટીકરણ જણાવો :
(i) જલીય દ્રાવણોમાં આલ્કલી ધાતુ આયનોની ગતિશીલતાનો
ક્રમ Li⁺ < Na⁺ < K⁺ < Rb⁺ < Cs⁺ હોય છે.
(ii) લિથિયમ એક માત્ર આલ્કલી ધાતુ છે જે સીધું નાઇટ્રાઇડ સંયોજન બનાવે છે.
(iii) M²⁺_(aq) + 2e^– → M_(s) (જ્યાં, M = Ca, Sr અને Ba) માટે E^– લગભગ અચળ છે.
ઉત્તર:
(i) સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણ્વીય કદ એ આયનીય કદ વધે છે.
Li⁺ < Na⁺ < K⁺ < Rb⁺ < Cs⁺
જેટલું આયનનું કદ નાનું તેટલી પાણીમાં દ્રાવ્યતા વધુ. પાણીમાં દ્રાવ્યતાના ઊતરતા ક્રમ મુજબ
Li⁺ > Na⁺ > K⁺ > Rb⁺ > Cs⁺
જેટલું જલીય આયનનું કદ વધુ તેટલી આયોનિક ગતિશીલતા ઓછી આથી આયોનિક ગતિશીલતાનો ચઢતો ક્રમ
Li⁺ < Na⁺ < K⁺ < Rb⁺ < Cs⁺

(ii) લિથિયમ સીધો જ નાઇટ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરી લિથિયમ નાઇટ્રાઇટ બનાવે છે જ્યારે આ સમૂહના અન્ય તત્ત્વો તે બનાવતા નથી આનું કારણ એ છે કે Li⁺ કદમાં ખૂબ જ નાનો છે આથી \(\mathrm{N}_2^{3-}\) સાથે નાઇટ્રાઇટ બનાવવા માટે સૌથી વધુ યોગ્ય છે. છૂટી પડતી લેટિસ ઊર્જા વધુ હોવાથી \(\mathrm{N}_2^{3-}\) આયન બનવા માટે જરૂરી ઊર્જા તેમાંથી મળી રહે છે.

(iii) \(\mathrm{M}_2^{2+}\)/M પ્રકારના કોઈપણ વિદ્યુત ધ્રુવનો વિદ્યુતધ્રુવ પોટેન્શિયલ ત્રણ પરિબળો પર આધાર રાખે છે.
(i) આયનીકરણ ઊર્જા
(ii) જલીયકરણ એન્થાલ્પી
(iii) બાષ્પીભવન એન્થાલ્પી
આ ત્રણેય પરિબળોની મિશ્ર અસર Ca, Sr અને Ba માટે લગભગ સમાન હોય છે. આથી તેમના E°ના મૂલ્યો અચળ હોય છે.

પ્રશ્ન 27.
સમજાવો.
(i) Na₂CO₃ નું દ્રાવણ શા માટે આલ્કલાઇન હોય છે ?
(ii) આલ્કલી ધાતુઓને તેમના સંગલિત (fused) ક્લોરાઇડ સંયોજનોના વિદ્યુતવિભાજનથી શા માટે બનાવવામાં આવે છે ?
(iii) પોટેશિયમ કરતાં સોડિયમ શા માટે વધુ ઉપયોગી છે ?
ઉત્તર:
(i) સોડિયમ કાર્બોનેટને જ્યારે પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે ત્યારે સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ અને સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ (પ્રબળ બેઇઝ) મળતું હોવાથી પરિણામી દ્રાવણ બેઝિક હોય છે. Na₂CO₃ + H₂O → NaHCO₃ + NaOH

(ii) આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો પ્રબળ રિડક્શનકર્તા હોવાથી તેમનો ઑક્સાઇડમાંથી રાસાયણિક રિડક્શન દ્વારા આલ્કલી ધાતુ બનાવી શક્ય નથી. વિનિમય પ્રક્રિયા દ્વારા પણ તેઓ બનાવવા શક્ય નથી કારણ કે આ તત્ત્વો પ્રબળ વિદ્યુત ધનમય છે. તેમના જલીય દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજન કરીને પણ ધાતુ મેળવી શકાતી નથી. કારણ કે મળતી ધાતુ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. આ બધી મુશ્કેલીઓને કારણે તેમના ક્લોરાઇડના પિગલિત દ્રાવણમાંથી તે મેળવવામાં આવે છે.

(iii) રુધિર પ્લાઝમા અને કોષની આસપાસ આવેલ અવકાશીય પ્રવાહીમાં સોડિયમ આયન મુખ્યત્વે પ્રાપ્ત થાય છે. પોટેન્શિયલ આયન કોષદ્રવ્યમાં વચ્ચે રહેલા હોય છે. સોડિયમ આયન ચેતાકોષના સંકેત વહનમાં, કોષદીવાલની વચ્ચે પાણીના પ્રવાહને ફરતું રાખવા તથા શર્કરા અને એમિનો ઍસિડના વહનમાં ઉપયોગી છે. તેથી પોટેશિયમ કરતાં સોડિયમ વધુ ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 28.
નીચે દર્શાવેલા સંયોજનો વચ્ચે થતી પ્રક્રિયા માટેના સમતોલિત સમીકરણો લખો :
(i) Na₂O₂ અને પાણી
(ii) KO₂ અને પાણી
(iii) Na₂O અને CO₂
ઉત્તર:
(i) Na₂O₂, અને પાણી :
2Na₂O_2(s) + 2H₂O(l) → 4NaOH_(s) → + O_2(aq)

(ii) KO₂ અને પાણી :
2KO_2(s) + 2H₂O_(l)→ 2KOH_(aq) + H₂O_2(aq) + O_2(g)

(iii) Na₂O અને CO₂ : Na₂O_(s) + CO_2(g) → Na₂CO₃

પ્રશ્ન 29.
નીચે દર્શાવલા અવલોકનોને તમે કેવી રીતે સમજાવશો ?
(i) BeO પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે પણ BeSO₄ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે.
(ii) BaO પાણીમાં દ્રાવ્ય છે પણ BaSO₄ અદ્રાવ્ય છે.
(iii) Kl કરતાં Lil ઇથેનોલમાં વધુ દ્રાવ્ય છે.
ઉત્તર:
(i) BeO પાણીમાં લગભગ અદ્રાવ્ય છે જ્યારે BeSO₄ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે. Be² એ ઊંચી ધ્રુવીભવન ક્ષમતા ધરાવતો નાનો ધન આયન છે જ્યારે O^-2 નાનો ઋણ આયન છે. તેથી BeO બનતી વખતે છૂટી પડતી લેટિસ ઊર્જા ખૂબ જ ઊંચી હોય છે. જ્યારે તેને પાણીમાં દ્રાવ્ય કરવામાં આવે ત્યારે છૂટી પડતી જલીયકરણ ઊર્જા તે ઊંચી લેટિસ ઊર્જાને ઉપરવટ થવા માટે પૂરતી નથી. જ્યારે બીજી બાજુ Be²⁺ આયન સરળતાથી \(\mathrm{SO}_4^{2-}\) આયનનું ધ્રુવીભવન કરે છે અને અસ્થાયી BeSO₄ બનાવે છે. જેને લેટાઇસ ઊર્જા વધુ ન હોવાથી સરળતાથી પાણીમાં દ્રાવ્ય થાય છે.

(ii) BaO પાણીમાં દ્રાવ્ય છે પણ BaSO₄ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે. Ba²⁺ મોટો ધન આયન છે અને O^2- નાનો ઋણ આયન છે. તેથી પરિણામે BaO અસ્થાયી છે. આને કારણે BaO બને ત્યારે છૂટી પડતી લેટિસ ઊર્જા વધુ હોતી નથી. તેથી તે જલીયકરણ ઊર્જા દ્વારા સરળતાથી ઉપરવટ થાય છે તેથી BaO પાણીમાં દ્રાવ્ય છે. જ્યારે BaSO₄ માં Ba²⁺ અને \(\mathrm{SO}_4^{2-}\) બંને આયનોના કદ વધુ હોવાથી તેમની લેટિસ ઊર્જા વધુ હોય છે તેથી તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.

(iii) KI કરતાં LiI ઇથેનોલમાં વધુ દ્રાવ્ય છે. નાના કદને કારણે લિથિયમ આયનની ધ્રુવીભવન ક્ષમતા પોટૅશિયમ આયન કરતાં વધુ છે. તેથી તે K⁺ આયનની સાપેક્ષે I^– ના વિદ્યુતવાદળનું ધ્રુવીભવન વધુ પ્રમાણમાં કરે છે. તેથી KI કરતાં LiI માં વધુ સહસંયોજક લક્ષણ જોવા મળે છે તેથી LiI ઇથેનોલમાં દ્રાવ્ય છે.

પ્રશ્ન 30.
કઈ આલ્કલી ધાતુનું ગલનબિંદુ સૌથી નીચું છે ?
(a) Na (b) K (c) Rb (d) Cs
ઉત્તર:
આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણુ કદ વધે છે અને તેથી તેમની બંધન ઊર્જા ઘટે છે. આથી ઉપરના આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોમાં Csનું કદ સૌથી વધુ હોવાથી તેનું ગલનબિંદુ સૌથી નીચું છે.

પ્રશ્ન 31.
નીચેના પૈકી કઈ આલ્કલી ધાતુ જળયુક્ત ક્ષારો આપે છે ?
(a) Li (b) Na (c) K (d) Cs
ઉત્તર:
જેમ આયનનું કદ ઓછું તેમ તે ઝડપથી પાણીનું શોષણ કરે બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોમાં લિથિયમનું કદ સૌથી નાનું, ઘનતા સૌથી વધુ અને ધ્રુવીભવન ક્ષમતા સૌથી વધુ હોવાથી પ્રબળતાથી પાણીના અણુને આકર્ષીને LiCl · 2H₂O બનાવે છે.

પ્રશ્ન 32.
નીચેના પૈકી કયું આલ્કલાઇન અર્થધાતુ કાર્બોનેટ સંયોજન ઉષ્મીય રીતે સૌથી વધુ સ્થાયી છે ? (સ્વાધ્યાય-10.32)
(a) MgCO₃ (b) CaCO₃ (c) SrCO₃ (d) BaCO₃
ઉત્તર:
કાર્બોનેટમાં રહેલા ધન આયનના કદ વધવાની સાથે તેમની ઉષ્મીય સ્થાયિતા પણ વધે છે. Mg < Ca < Sr < Ba હોવાથી તેમના કાર્બોનેટની ઉષ્મીય સ્થાયિતા
MgCO₃ < CaCO₃ < SrCO₃ < BaCO₃

GSEB Class 11 Chemistry s-વિભાગના તત્ત્વો NCERT Exemplar Questions

I. બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (પ્રકાર – I)
નીચેના પ્રશ્નોમાં એક જ વિકલ્પ સાચો છે.

પ્રશ્ન 1.
આલ્કલી ધાતુઓ નીચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે. જો ઓરડાનું તાપમાન 30° C સુધી વધે, તો નીચેનાં પૈકી કઈ આલ્કલી ધાતુ પીગળવાની આશા રાખી શકાય ?
(A) Na
(B) K
(C) Rb
(D) CS
જવાબ
(D) Cs

તેની વધુ મોટી પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા અને બાહ્યતમ કક્ષકમાં ખાલી જગ્યાની સાપેક્ષે તેમાં એક જ ઇલેક્ટ્રૉન પ્રતિ ધાતુ પરમાણુને કારણે આલ્કલી ધાતુને તેની સ્ફટિક જાળી રચનામાં જકડી રાખતી ઊર્જા ઘણી ઓછી હોય છે.
આલ્કલી ધાતુઓનાં ઉત્કલનબિંદુ અને ગલનબિંદુ નીચાં હોય છે. Li થી Cs તરફ જતા તેમની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વધવાની સાથે સંયોગીકરણ બળ ઘટે છે અને તેથી તેમના ગલનબિંદુ ઘટે છે. Csનું ગલનબિંદુ = 302 K એટલે કે 29°C

પ્રશ્ન 2.
આલ્કલી ધાતુઓ પાણી સાથે ઉગ્ર પ્રક્રિયા કરી હાઇડ્રોક્સાઇડ અને ડાયહાઇડ્રોજન બનાવે છે. નીચેની આલ્કલી ધાતુઓ પૈકી કઈ પાણી સાથે ઉગ્ર પ્રક્રિયા કરશે નહિ ?
(A) Li
(B) Na
(C) K
(D) CS
જવાબ
(A) Li

ખૂબ જ વધુ ઊંચી જલીય એન્થાલ્પીને કારણે Liનો રિડક્શન પોટૅન્શિયલ સૌથી વધુ ઋણ હોય છે. તેથી Liની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક હોય છે. પણ Li પાણી સાથે સૌમ્ય રીતે જોડાય છે. જ્યારે Na અને K પ્રબળતાથી જોડાય છે.
આની સમજૂતી રાસાયણિક ગતિકી દ્વારા આપી શકાય છે. પરંતુ ઉષ્માગતિશાસ્ત્ર વડે આપી શકાતી નથી. Li સાથે મહત્તમ ઊર્જા સંકળાયેલી છે પરંતુ ગલન બાષ્પાયન અને આયનીકરણમાં વધુ ઊર્જા વપરાય છે અને તેને પ્રરિણામે પ્રક્રિયા ખૂબ જ ધીમે થાય છે.
Na અને Kના ગલનબિંદુ ખૂબ જ નીચાં હોય છે.

પ્રશ્ન 3.
ધાતુની રિડક્શનકર્તા તરીકે ક્ષમતા વિવિધ પરિબળો પર આધાર રાખે છે. કયું પરિબળ Liને જલીય દ્રાવણમાં પ્રબળતમ્ રિડક્શનર્તા બનાવે છે તે સૂચવો :
(A) ઊર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી
(B) આયનીકરણ એન્થાલ્પી
(C) જલીયકરણ એન્થાલ્પી
(D) ઇલેક્ટ્રૉનપ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી જવાબ
(C) જલીયકરણ એન્થાલ્પી
પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ (E°_RP) એ કોઈ પણ તત્ત્વની જલીય દ્રાવણમાં e^– મુક્ત કરવાની વૃત્તિનું માપ છે. E°_RP નું મૂલ્ય જેટલું વધુ ઋણ તેટલી ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવવાની વૃત્તિ વધુ.
E°_RP નીચેનાં પરિબળો પર આધાર રાખે છે :
(i) ઊર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી
(ii) આયનીકરણ એન્થાલ્પી
(iii) જલીયકરણ એન્થાલ્પી

આથી જલીય માધ્યમમાં આલ્કલી ધાતુઓની પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ Na < K < Rb < Cs < Li
બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોમાં લિથિયમનું E°_RP મૂલ્ય સૌથી ઓછું (−3.04 V) હોય છે.
Li માંથી Li⁺_(aq) બનવાની પ્રક્રિયા નીચેના તબક્કાઓમાં થાય છે :

આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોની ઊર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી લગભગ સમાન હોય છે. Liની IE₁ કિંમત ઉષ્માશોષક અને મહત્તમ છે. જ્યારે Li⁺ની જલીયકરણ એન્થાલ્પી ઉષ્માક્ષેપક અને મહત્તમ હોય છે.
અતિ નાનો Li⁺ આયનનો સૌથી વધુ ઉષ્માક્ષેપક તબક્કો (iii) તેને પ્રબળ રિડક્શનકર્તા બનાવે છે.

પ્રશ્ન 4.
ધાતુ કાર્બોનેટને ગરમ કરતાં વિઘટન પામી ધાતુ ઑક્સાઇડ તથા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ આપે છે. નીચેનાં ધાતુ કાર્બોનેટ પૈકી કયું સૌથી વધુ ઉષ્મીય સ્થાયી છે :
(A) MgCO₃
(B) CaCO₃
(C) SrCO₃
(D) BaCO₃
જવાબ
(D) BaCO₃

પરિણમતા ઑક્સાઇડ આયનના ખૂબ જ નાના કદના કારણે BaCO3 ઉષ્મીય રીતે સૌથી વધુ સ્થાયી છે.
પરમાણ્વીય ક્રમાંક અને ધાતુ આયનનું કદ વધવાની સાથે ધાતુ આયનની ઉષ્મીય સ્થાયિતા ઘટે છે અને કાર્બોનેટ આયનની સ્થાયિતા વધે છે. (BaCO₃ની સ્થાયિતા મહત્તમ હોય છે.)
તેથી ધન આયનનાં કદમાં થતો વધારો ઑક્સાઇડની સ્થિરતા ઘટાડે છે અને તેથી BaCO₃ જેવા ભારે કાર્બોનેટનું વિઘટન થવાની તરફેણ કરતું નથી.

પ્રશ્ન 5.
નીચેના કાર્બોનેટ પૈકી કયું હવામાં અસ્થાયી છે અને તેનું વિઘટન અટકાવવા CO₂ના વાતાવરણમાં રાખવામાં આવે છે :
(A) BeCO₃
(B) MgCO₃
(C) CaCO₃
(D) BaCO₃
જવાબ
(A) BeCO₃

BeCO₃ એક હદ સુધી અસ્થાયી છે. તે માત્ર CO₂નાં વાતાવરણમાં જ સ્થાયી છે. નવા બનતા ઑક્સાઇડની સ્થાયિતા કાર્બોનેટ કરતાં વધુ હોવાથી BeCO₃ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
BeCO₃ \(\rightleftharpoons\) BeO + CO₂
ધ્રુવીયકરણ પામી શકે તેવા મોટા કાર્બોનેટ આયન ૫૨ નાના Be²⁺ આયનની પ્રબળ ધ્રુવીય અસરને કારણે BeCO₃ અસ્થાયી છે.
નાના ધન આયનની નાના ઑક્સાઇડ આયન સાથેની લેટિસ ઊર્જા દ્વારા ઑક્સાઇડ આયન વધુ પડતી સ્થિરતા મેળવે છે.

પ્રશ્ન 6.
ધાતુઓ બેઝિક હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે. નીચેના ધાતુ હાઇડ્રોક્સાઇડ પૈકી કયું સૌથી ઓછું બેઝિક છે ?
(A) Mg(OH)₂
(B) Ca(OH)₂
(C) Sr(OH)₂
(D) Ba(OH)₂
જવાબ
(A) Mg(OH)₂

બધા જ આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓ હાઇડ્રૉક્સાઇડ બનાવે છે.
Be થી Ba તરફ જતા આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોનાં હાઇડ્રૉક્સાઇડની દ્રાવ્યતા વધે છે.
Be(OH)₂ અને Mg(OH)₂ મહદઅંશે અદ્રાવ્ય છે.
આલ્કલાઇન અર્થધાતુતત્ત્વોનાં હાઇડ્રૉક્સાઇડનો બેઝિક ગુણધર્મ હાઇડ્રૉક્સાઇડની પાણીમાં દ્રાવ્યતા પર આધાર રાખે છે. જેટલી વધુ દ્રાવ્યતા તેટલી બેઝિકતા વધુ.
હાઇડ્રૉક્સાઇડની દ્રાવ્યતા લેટિસ ઊર્જા અને જલીયકરણ ઊર્જા પર પણ આધાર રાખે છે.
ΔΗ_{દ્રાવણ} = ΔH_{લેટિસ ઊર્જા} + ΔH_{જલીયકરણ ઊર્જા}
આ સમૂહના તત્ત્વોની જલીયકરણ એન્થાલ્પી લગભગ સમાન રહે છે. જ્યારે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા લેટિસ એન્થાલ્પી ઘટે છે અને ΔΗ_{દ્રાવણ} નું મૂલ્ય વધુ ઋણ થાય છે.
જેમ ΔΗ_{દ્રાવણ} નું મૂલ્ય વધુ ઋણ તેમ સંયોજનની દ્રાવ્યતા વધુ.
તેથી Be(OH)₂ અને Mg(OH)₂ ની ΔΗ_{દ્રાવણ} ની કિંમત ઓછી હોવાથી તેઓ ઓછા બેઝિક છે.

પ્રશ્ન 7.
સમૂહ-2ના કેટલાક ધાતુ હેલાઇડ સહસંયોજક તથા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય હોય છે. નીચેનાં પૈકી ઇથેનોલમાં દ્રાવ્ય ધાતુ હેલાઇડ છે :
(A) BeCl₂
(B) MgCl₂
(C) CaCl₂
(D) SrCl₂
જવાબ
(A) BeCl₂
ઇથેનોલ કાર્બનિક પદાર્થ છે કે જેની સહસંયોજક લાક્ષણિકતા દ્વાવ્ય થવાની છે. ઇથેનોલમાં દ્રાવ્ય થવા માટે અન્ય સંયોજન પાસે વધુ સહસંયોજક લાક્ષણિકતા હોવી જોઈએ. બેરિલિયમ હેલાઇડ પાસે તેના નાના કદ અને વધુ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારના કારણે સહસંયોજક લાક્ષણિકતા છે. તેની ઉપરના ક્લોરાઇડ પૈકી BeCl₂ સૌથી વધુ સહસંયોજક છે.

પ્રશ્ન 8.
આલ્કલી ધાતુઓની આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો ઘટતો ક્રમ છે :
(A) Na > Li > K > Rb
(B) Rb < Na < K < Li (C) Li > Na > K > Rb
(D) K < Li < Na < Rb જવાબ (C) Li > Na > K > Rb

સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં (Li થી Cs) આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય ઘટે છે. પરમાણુનું કદ વધવાથી સંયોજકતા કોશના ઇલેક્ટ્રૉન ઓછી પ્રબળતાથી જકડાયેલા હોય છે.
Li થી Cs તરફ જતાં વધતી જતી સ્ક્રીનિંગ અસર ઇલેક્ટ્રૉન દૂર થવાની પ્રક્રિયાને વધુ સરળ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 9.
ધાતુ હેલાઇડની દ્રાવ્યતા તેમના સ્વભાવ, લેટિસ એન્થાલ્પી તથા તેમનાં આયનોની જલીયકરણ એન્થાલ્પી પર આધારિત છે. આલ્કલી ધાતુઓના ફ્લોરાઇડ પૈકી LiFની પાણીમાં દ્રાવ્યતા સૌથી ઓછી હોવાનું કારણ છે :
(A) લિથિયમ ફ્લોરાઇડનો આયનીય સ્વભાવ
(B) ઊંચી લેટિસ એન્થાલ્પી
(C) લિથિયમ આયનની ઊંચી જલીયકરણ એન્થાલ્પી
(D) લિથિયમ પરમાણુની નીચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી
જવાબ
(B) ઊંચી લેટિસ એન્થાલ્પી

આલ્કલી ધાતુ હેલાઇડની પાણીમાં દ્રાવ્યતા લેટિસ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પી ઉપર આધાર રાખે છે. ઓછી લેટિસ એન્થાલ્પી અને વધુ જલીયકરણ એન્થાલ્પી દ્રાવ્ય થવાની તરફેણ કરે છે.
બધાં જ ફ્લોરાઇડમાં દ્રાવ્યતાનો ક્રમ LiF < NaF < KF < RbF < CsF છે. LiFની ઓછી દ્રાવ્યતા તેની વધુ પડતી લેટિસ ઊર્જાના કારણે છે. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં લેટિસ ઊર્જા ઘટતાં દ્રાવ્યતા વધે છે. LiF સિવાયના લિથિયમના અન્ય હેલાઇડ પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે.

પ્રશ્ન 10.
ઉભયગુણી હાઇડ્રોક્સાઇડ આલ્કલી તેમજ ઍસિડ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. નીચેના સમૂહ-2ના ધાતુ હાઇડ્રોક્સાઇડ પૈકી કયું સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડમાં દ્રાવ્ય છે ?
(A) Be(OH)₂
(B) Mg(OH)₂
(C) Ca(OH)₂
(D) Ba(OH)₂
જવાબ
(A) Be(OH)₂

આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના હાઇડ્રૉક્સાઇડની પાણીમાં દ્રાવ્યતા Beથી Ba તરફ જતાં વધે છે. Be(OH)₂ અને Mg(OH)₂ લગભગ અદ્રાવ્ય હોય છે. ઊંચી જલીયકરણ એન્થાલ્પી અને ઊંચી લેટિસ ઊર્જાને કારણે Be(OH)₂ પાણીમાં દ્રાવ્ય નથી.
Be(OH)₂ એ એક ઉભયગુણધર્મી હાઇડ્રૉક્સાઇડ છે . Be(OH)₂ ઍસિડ સાથે તટસ્થ બનીને ક્ષાર આપે છે.
Be(OH)₂ + 2HCl → BeCl₂ + 2H₂O
NaOH સાથે પ્રક્રિયા કરીને Be(OH), બેરિલેટ સંયોજન બનાવે છે.
Be(OH)₂ + 2NaOH → Na₂BeO₂ + 2H₂O

પ્રશ્ન 11.
સોડિયમ કાર્બોનેટના સંશ્લેષણમાં, એમોનિયાની પુનઃપ્રાપ્તિ NH₄CIની Ca(OH)₂ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં મળતી આડ-નીપજ છે :
(A) CaCl₂
(B) NaCl
(C) NaOH
(D) NaHCO₃
જવાબ
(A) CaCl₂

સોડિયમ કાર્બોનેટ સૉલ્વે એમોનિયા સોડા પદ્ધતિ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. પ્રક્રિયાનાં સમીકરણો નીચે મુજબ છે :

પ્રશ્ન 12.
જ્યારે પ્રવાહી એમોનિયામાં સોડિયમ ઓગાળવામાં આવે ત્યારે, ઘેરા વાદળી રંગનું દ્રાવણ પ્રાપ્ત થાય છે. દ્રાવણના રંગનું કારણ છે :
(A) એમોનિયાકૃત ઇલેક્ટ્રૉન
(B) સોડિયમ આયન
(C) સોડિયમ એમાઇડ
(D) એમોનિયાકૃત સોડિયમ આયન
જવાબ
(A) એમોનિયાકૃત ઇલેક્ટ્રૉન

બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો પ્રવાહી NH₃માં દ્રાવ્ય થઈને ઘેરો ભૂરો રંગ આપે છે.

જયારે આ દ્રાવણ પર પ્રકાશ આપાત થાય છે ત્યારે એમોનિયાયુક્ત ઇલેક્ટ્રૉન લાલ તરંગલંબાઈનું શોષણ કરીને ઊંચા ઊર્જા સ્તરમાં જાય છે અને વાદળી રંગના પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે.

પ્રશ્ન 13.
સિમેન્ટમાં જિપ્સમ ઉમેરવાથી….
(A) સિમેન્ટનો સેટિંગ-સમય ઘટે છે.
(B) સિમેન્ટનો સેટિંગ-સમય વધે છે.
(C) સિમેન્ટનો રંગ ઝાંખો પડે છે.
(D) ચળકાટયુક્ત સપાટી પ્રાપ્ત થાય છે.
જવાબ
(B) સિમેન્ટનો સેટિંગ-સમય વધે છે.

લાઇમસ્ટૉન, ચિનાઈ માટી અને જિપ્સમ એ સિમેન્ટના મુખ્ય ઘટકો છે. સિમેન્ટ એ કૅલ્શિયમ ઍલ્યુમિનેટ અને સિલિકેટ ધરાવતો રાખોડી રંગનો ભારે પાઉડર છે.
સિમેન્ટનો સેટિંગ સમય વધારવા તેમાં જિપ્સમ (CaSO₄ · 5H₂O) ઉમેરવામાં આવે છે. સિમેન્ટનું જામવું તે એક ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે અને તેમાં કૅલ્શિયમ ઍલ્યુમિનેટ અને સિલિકેટની જલીયકરણ પ્રક્રિયા સંકળાયેલી છે.

પ્રશ્ન 14.
‘મૃત બળેલું પ્લાસ્ટર’ એટલે….
(A) CaSO₄
(B) CaSO₄ · \(\frac{1}{2}\)H₂O
(C) CaSO₄ · 2H₂O
(D) CaSO₄ · 2H₂O
જવાબ
(A) CaSO₄

જિપ્સમને 200°C તાપમાને ગરમ કરીને પ્લાસ્ટર ઑફ પેરિસ બનાવવામાં આવે છે.

પ્લાસ્ટર ઑફ પેરિસને 120°C તાપમાને ગરમ કરતા નિર્જળ કૅલ્શિયમ સલ્ફેટ એટલે કે મૃત બળેલું પ્લાસ્ટર બને છે. જેને સેટિંગ ગુણધર્મ ન હોવાથી તે પાણીનું શોષણ ખૂબ જ ધીમે કરે છે.

પ્રશ્ન 15.
ફોડેલા ચૂનાનું પાણીમાં આલંબન ઓળખાય છે :
(A) ચૂનાનું પાણી
(B) કળીચૂનો
(C) દૂધિયો ચૂનો
(D) ફોડેલા ચૂનાનું જલીય દ્રાવણ
જવાબ
(C) દૂધિયો ચૂનો

CaOમાં પાણી ઉમેરવાથી કૅલ્શિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ બનાવવામાં આવે છે.
CaO_(s) + H₂O_(l) → Ca(OH)_2(s)
તે સફેદ અસ્ફટિકમય પાઉડર છે. તે પાણીમાં અલ્પદ્રાવ્ય છે. તે ફોડેલા ચૂનાનું પાણીમાં કલિલમય દ્રાવણ બનાવે છે. જેને દૂધિયો ચૂનો ‘મિલ્ક ઑફ લાઇમ’ કહે છે અને કલિલ પાત્રમાં નીચે જમા થયા બાદ જે પારદર્શી દ્રાવણ મળે તેને ચૂનાનું પાણી ‘લાઇમ વૉટર’ કહે છે.

પ્રશ્ન 16.
નીચેનાં તત્ત્વો પૈકી કયું ડાયહાઇડ્રોજન સાથે પ્રત્યક્ષ ગરમ કરવાથી હાઇડ્રાઇડ બનાવતું નથી ?
(A) Be
(B) Mg
(C) Sr
(D) Ba
જવાબ
(A) Be

Be સિવાયના બધા જ આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોને H₂ સાથે સીધા જ ગરમ કરતાં BeH₂ બને છે.
H₂ સાથેની સીધી જ પ્રક્રિયા દ્વારા Be બનાવી શકાતું નથી. તે BeCl₂ની LiAlH₄ સાથેની પ્રક્રિયાથી બનાવવામાં આવે છે.
2BeCl₂ + LiAlH₄ → 2BeH₂ + LiCl + AlCl₃

પ્રશ્ન 17.
સોડાએશનું સૂત્ર છે :
(A) Na₂CO₃ · 10H₂O
(B) Na₂CO₃ · 2H₂O
(C) Na₂CO₃ · H₂O
(D) Na₂>CO₃
જવાબ
(D) Na₂CO₃
ધોવાના સોડાને ગરમ કરતાં તેનું સ્ફટિકજળ ઊડી જાય છે. લગભગ 373 K તાપમાને તે સંપૂર્ણ નિર્જળ બને છે અને સફેદ પાઉડર મળે છે. જેને સોડાએશ કહે છે.

પ્રશ્ન 18.
ગરમ કરતાં ઈંટ જેવી લાલ જ્યોત તથા વિઘટન પામી ઑક્સિજન અને કથ્થઇ રંગનો વાયુ આપતો પદાર્થ કયો છે ?
(A) મૅગ્નેશિયમ નાઇટ્રેટ
(B) કૅલ્શિયમ નાઇટ્રેટ
(C) બેરિયમ નાઇટ્રેટ
(D) સ્ટ્રૉન્શિયમ નાઇટ્રેટ
જવાબ
(B) કૅલ્શિયમ નાઇટ્રેટ
કૅલ્શિયમ ઈંટ જેવા લાલ રંગની જ્યોત આપે છે. કૅલ્શિયમ નાઇટ્રેટને ગરમ કરતા તે કૅલ્શિયમ ઑક્સાઇડમાં વિઘટિત થાય છે તથા NO₂ અને O₂નું મિશ્રણ મળે છે.
2Ca(NO₃)₂ → 2CaO + NO₂ + O₂ NO₂ બદામી રંગનો વાયુ છે.

પ્રશ્ન 19.
Ca(OH)₂ માટે નીચેનાં વિધાનો પૈકી કયું સાચું છે ?
(A) તે બ્લીચિંગ પાઉડરની બનાવટમાં વપરાય છે.
(B) તે આછા વાદળી રંગનો ઘન છે.
(C) તે ચેપનાશક ગુણધર્મ ધરાવતું નથી.
(D) તે સિમેન્ટના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે.
જવાબ
(A) તે બ્લીચિંગ પાઉડરની બનાવટમાં વપરાય છે.
કૅલ્શિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ એ બ્લીચિંગ પાઉડરની બનાવટમાં વપરાય છે.

પ્રશ્ન 20.
રાસાયણિક પદાર્થ A ધોવાના સોડાની બનાવટમાં એમોનિયાની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે વપરાય છે. જ્યારે Aના જલીય દ્રાવણમાં CO₂ પસાર કરવામાં આવે ત્યારે દ્રાવણ દૂધિયું બને છે. તે ચેપનાશક સ્વભાવને લીધે મકાન ધોળવામાં વપરાય છે. Aનું રાસાયણિક સૂત્ર શું છે ?
(A) Ca(HCO₃)₂
(B) CaO
(C) Ca(OH)₂
(D) CaCO₃
જવાબ
(C) Ca(OH)₂

સૉલ્વે એમોનિયા સોડા પદ્ધતિ દ્વારા એમોનિયા મેળવવા Ca(OH)₂ ઉપયોગી છે.
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂O
Ca(OH)₂માંથી CO₂ પસાર કરતા CaCO₃ બનવાથી આ દ્રાવણ દૂધિયા રંગનું બને છે.
Ca(OH)₂ CO₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O Ca(OH)₂ સફેદ રંગકામમાં ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 21.
કેલ્શિયમ, બેરિયમ અને સ્ટ્રોન્શિયમનાં હેલાઇડનાં હાઇડ્રેટ સંયોજનો દા.ત., CaCl₂ · 6H₂O, BaCl₂ · 2H₂O, SrCl₂ · 2H₂Oનું નિર્જલીકરણ ગરમ કરીને કરી શકાય છે. આ પદાર્થોને હવામાં રાખી મૂકતા ભેજવાળા (ભીના) થઈ જાય છે. નીચેનાં વિધાનો પૈકી કયું આ હેલાઇડ સંયોજનો માટે સાચું છે ?
(A) નિર્જલીકરણકર્તા તરીકે વર્તે છે.
(B) હવામાંથી ભેજનું શોષણ કરી શકે છે.
(C) કૅલ્શિયમથી બેરિયમ તરફ જતાં હાઇડ્રેટ બનાવવાની વૃત્તિ ઘટે છે.
(D) ઉપરનાં બધાં જ
જવાબ
(D) ઉપરનાં બધાં જ
આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના ક્લોરાઇડ સરળ સંયોજનો છે. તેમના ભેજશોષકકર્તાનાં ગુણધર્મને કારણે તે હવામાંથી ભેજનું શોષણ કરવા નિર્જલીકરણકારક તરીકે ઉપયોગી છે. Mg થી Baની હદમાં જલીયકરણ ઘટે છે. એટલે કે MgCl₂ · 6H₂O, CaCl₂ · 6H₂O, BaCl₂ · 2H₂O, SrCl₂ · 2H₂O

II. બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (પ્રકાર – II)
નીચેના પ્રશ્નોમાં બે કે વધારે વિકલ્પો સાચાં હોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 1.
ધાત્વીય તત્ત્વોનું વર્ણન તેમના પ્રમાણિત વિધુતધ્રુવ પોટેન્શિયલ, ગલન એન્થાલ્પી, પરમાણ્વીય કદ ઇત્યાદિ દ્વારા કરવામાં આવે છે. નીચેના પૈકી કયા ગુણધર્મો દ્વારા આલ્કલી ધાતુઓનું લાક્ષણિકીકરણ કરવામાં આવે છે ?
(A) ઊંચું ઉત્કલનબિંદુ
(B) ઊંચો ઋણ પ્રમાણિત વિદ્યુતધ્રુવ પોટેન્શિયલ
(C) ઊંચી ઘનતા
(D) મોટું પરમાણ્વીય કદ
જવાબ
((B) ઊંચો ઋણ પ્રમાણિત વિદ્યુતધ્રુવ પોટેન્શિયલ, (D) મોટું પરમાણ્વીય કદ)

આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો પોતાના આવર્તના પ્રથમ સભ્ય છે. પોતાના આવર્તમાં તે સૌથી મોટી પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા તેના અસરકારક કેન્દ્રીય ધન વીજભારને કારણે ધરાવે છે.
તેમની ઘનતા ઓછી હોય છે કારણ કે તેમનું કદ મોટું અને દળ તેમના આવર્તમાં ઓછું હોય છે.
આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોને ચપ્પા વડે કાપી શકાય તેટલા પોચા હોય છે. એટલે કે ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે.
ns’ ઇલેક્ટ્રૉન રચનાને કારણે તેઓ સરળતાથી એક e^– દૂર કરે છે અને તેથી વધુ ઋણ પ્રમાણિત વિદ્યુતધ્રુવ પોટૅન્શિયલ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 2.
સોડિયમનાં કેટલાક સંયોજનો ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગી છે. નીચેનામાંથી કયાં સંયોજનો કાપડ ઉદ્યોગમાં વપરાય છે ?
(A) Na₂CO₃
(B) NaHCO₃
(C) NaOH
(D) NaCl
જવાબ
((A) Na₂CO₃, (C) NaOH )

NaOH એ રેયૉનના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે.
Na₂CO₃ એ કપડાં ધોવા માટેના પાઉડરના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 3.
નીચે પૈકીનાં કયાં સંયોજનો પાણીમાં ઝડપથી ઓગળે છે ?
(A) BeSO₄
(B) MgSO₄
(C) BaSO₄
(D) SrSO₄
જવાબ
((A) BeSO₄, (B) MgSO₄)

આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોની પાણીમાં દ્રાવ્યતા Be થી Ba તરફ જતા ઘટે છે.
BeSO₄ સુદ્રાવ્ય છે જ્યારે BaSO₄ અદ્રાવ્ય છે.
BeSO₄ થી BaSO₄ તરફ જતા ઘટતી જતી દ્રાવ્યતા Be²⁺ થી Ba²⁺ની જલીયકરણ એન્થાલ્પી દ્વારા સમજાવી શકાય છે.
BeSO₄ અને MgSO₄ની જલીયકરણ એન્થાલ્પી તેમની લેટિસ એન્થાલ્પી કરતાં વધુ છે. તેથી તેઓ સુદ્રાવ્ય છે.

પ્રશ્ન 4.
ઝિયોલાઇટ, સોડિયમ ઍલ્યુમિનિયમ સિલિકેટનો હાયડ્રેટ છે જેની કઠિન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે ત્યારે, નીચે પૈકી કયા આયન/આયનો સાથે સોડિયમ આયનોનો વિનિમય થાય છે ?
(A) H⁺ આયનો
(B) Mg²⁺ આયનો
(C) Ca²⁺ આયનો
(D) \(\mathrm{SO}_4^{2-}\) – આયનો
જવાબ
((B) Mg²⁺ આયનો, (C) Ca²⁺ આયનો)
કઠિન પાણીને નરમ બનાવવા ઝિયોલાઇટ પદ્ધતિ ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેમાં સોડિયમ ઝિયોલાઇટ અથવા સોડિયમ
ઍલ્યુમિનો સિલિકેટ (Na₂Al₂SiO₃ · x H₂O) ઉપયોગી છે. તેની પાસે કઠિન પાણીમાં રહેલા Ca²⁺ અને Mg²⁺ ને Na⁺ વડે વિસ્થાપિત કરવાનો વિશિષ્ટ ગુણધર્મ રહેલો છે.

પ્રશ્ન 5.
નીચેનામાંથી આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓના હેલાઇડનું સાચું સૂત્ર ઓળખો :
(A) BaCl₂ · 2H₂O
(B) BaCl₂ · 4H₂O
(C) CaCl₂ · 6H₂O
(D) SrCl · 4H₂O
જવાબ
((A) BaCl₂ · 2H₂O, (C) CaCl₂ · 6H₂O)
આલ્કલાઇન અધાતુ તત્ત્વોના ક્લોરાઇડ જુદા જુદા પ્રમાણમાં જલીયકરણ પામે છે અને જલીયકરણનું આ પ્રમાણ Mg થી Ba તરફ જતા ઘટે છે. દા.ત., MgCl₂ · 6H₂O, CaCl₂ · 6H₂O, BaCl₂ · 2H₂O, SrCl₂ · 2H₂O

પ્રશ્ન 6.
નીચેનામાંથી સાચાં વિધાનો પસંદ કરો :
(A) બેરિલિયમની સપાટી પર ઑક્સાઇડનું આવરણ હોવાથી તે ઍસિડ વડે ઝડપથી અસર પામતું નથી.
(B) Be²⁺ની જલીયકરણ એન્થાલ્પી તેની લેટિસ એન્થાલ્પી કરતાં વધારે હોવાથી બેરિલિયમ સલ્ફેટ પાણીમાં ઝડપથી ઓગળે છે.
(C) બેરિલિયમ ચાર કરતાં વધુ સવર્ગ આંક દર્શાવે છે.
(D) બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ સ્વભાવે સંપૂર્ણ ઍસિડિક છે.
જવાબ
((A) બેરિલિયમની સપાટી પર ઑક્સાઇડનું આવરણ હોવાથી તે ઍસિડ વડે ઝડપથી અસર પામતું નથી., (B) Be²⁺ની જલીયકરણ એન્થાલ્પી તેની લેટિસ એન્થાલ્પી કરતાં વધારે હોવાથી બેરિલિયમ સલ્ફેટ પાણીમાં ઝડપથી ઓગળે છે.)

વિકર્ણ સંબંધને કારણે બેરિલિયમ એ ઍલ્યુમિનિયમને મળતો આવે છે. તે ધાતુની સપાટી પર ખૂબ જ સ્થાયી ઑક્સાઇડનું સ્તર બનાવે છે.
ઊંચી જલીયકરણ એન્થાલ્પીને કારણે બેરિલિયમ સલ્ફેટ પાણીમાં સુદ્રાવ્ય છે. બેરિલિયમનો સવર્ણાંક ચાર કરતાં વધુ હોતો નથી.
Al₂O₂ ની જેમ BeO પણ ઉભયગુણધર્મી છે.
નોંધ : બેરિલિયમનું વિસંગત વર્તન એ મુખ્યત્વે તેના નાના કદ અને ઊંચી વિદ્યુતઋણતાને કારણે છે. આ બે ગુણધર્મો Be²⁺ ની ધ્રુવીભવન ક્ષમતાને એટલી વધારે છે કે જેથી તે Al³⁺ ની ધ્રુવીભવન ક્ષમતા જેટલી થાય. તેથી Be અને Al વચ્ચે વિકર્ણ સંબંધ જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 7.
લિથિયમની અનિયમિત વર્તણૂક માટે નીચેનાં પૈકી કયાં કારણો સાચાં છે ?
(A) તેના પરમાણુનું અપવાદરૂપ નાનું કદ
(B) તેની ઊંચી ધ્રુવીયભવન શક્તિ
(C) તેની જલીયકરણની માત્રા ઊંચી છે
(D) અપવાદરૂપ નીચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી
જવાબ
((A) તેના પરમાણુનું અપવાદરૂપ નાનું કદ, (B) તેની ઊંચી ધ્રુવીયભવન શક્તિ)

લિથિયમ આલ્કલી ધાતુઓના લાક્ષણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. સાથે સાથે તે કેટલાક ગુણધર્મોમાં આલ્કલી ધાતુઓથી અલગ પણ છે.
લિથિયમના વિસંગત ગુણધર્મો તેના અને તેના ધન આયનના અતિ સૂક્ષ્મ કદને કારણે જોવા મળે છે.
અતિ નાના કદ અને ઊંચા કેન્દ્રીય વીજભારને કારણે અન્ય ઋણ આયનો પર લિથિયમની ધ્રૂવીયતાની અસ૨ અન્ય આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો કરતાં વધુ છે.

III. ટૂંક જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
જલીય દ્રાવણમાં લિથિયમની રિડક્શનકર્તા તરીકેની પ્રબળતાનો અહેવાલ તમે કેવી રીતે આપશો ?
ઉત્તર:

જલીય દ્રાવણમાં લિથિયમની પ્રબળ રિડક્શન ક્ષમતા તેના વિદ્યુતધ્રુવ પોટૅન્શિયલ દ્વારા સમજી શકાય છે. વિદ્યુતધ્રુવ પોટૅન્શિયલનું માપન એ જલીય દ્રાવણમાં તત્ત્વની ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવવાની ક્ષમતા છે. તે મુખ્યત્વે નીચેના ત્રણ પરિબળો પર આધાર રાખે છે :

નાના આયનીય કદને કારણે લિથિયમ ઊંચી જલીયકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે.
બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોમાં લિથિયમની આયનીકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ હોય છે. પરંતુ જલીયકરણ એન્થાલ્પી મુખ્યત્વે આયનીકરણ એન્થાલ્પી કરતાં વધુ છે.
તેથી તેની ઊંચી જલીયકરણ એન્થાલ્પીને કારણે જલીય દ્રાવણમાં લિથિયમની રિડક્શન ક્ષમતા સૌથી વધુ છે.

પ્રશ્ન 2.
આલ્કલી ધાતુઓને હવામાં ગરમ કરતાં તે જુદાં-જુદાં ઑક્સાઇડ બનાવે છે. Li, Na અને K દ્વારા બનતા ઑક્સાઇડ જણાવો.
ઉત્તર:

સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા પરમાણ્વીય કદ વધવાની સાથે ઑક્સિજન સાથેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા પણ વધે છે. તેથી લિથિયમ માત્ર લિથિયમ ઑક્સાઇડ બનાવે છે. સોડિયમ મુખ્યત્વે સોડિયમ પેરૉક્સાઇડ Na₂O₂ની સાથે થોડા પ્રમાણમાં સોડિયમ ઑક્સાઇડ બનાવે છે. જ્યારે પોટૅશિયમ માત્ર પોટૅશિયમ સુપરઑક્સાઇડ (KO₂) બનાવે છે.

સુપરઑક્સાઇડ \(\mathrm{O}_2^{-}\) આયન માત્ર મોટા કદનાં ધન આયન K, Rb, Cs સાથે જ સ્થાયી છે.

પ્રશ્ન 3.
નીચેની પ્રક્રિયાઓ પૂર્ણ કરો :
(i) \(\mathrm{O}_2^{2-}\) + H₂O →
(ii) O₂ + H₂O →
ઉત્તર:
\(\mathrm{O}_2^{2-}\) → પેરૉક્સાઇડ આયન
O₂ → સુપરઑક્સાઇડ આયન
(i) પેરૉક્સાઇડ આયન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી હાઇડ્રોજન પેરૉક્સાઇડ (H₂O₂) બનાવે છે.

(ii) સુપરઑક્સાઇડ આયન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી H₂O₂ અને O₂ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 4.
લિથિયમના કેટલાક ગુણધર્મો મેગ્નેશિયમ જેવા છે. આવા બે ગુણધર્મો જણાવો તથા આ સામ્યતાનાં કારણો આપો.
ઉત્તર:

લિથિયમ મૅગ્નેશિયમ સાથે સામ્યતા ધરાવે છે. કારણ કે તેના વીજભાર અને કદનો ગુણોત્તર Mg જેટલો છે. તેથી Liની Mg સાથેની આ સામ્યતા વિકર્ણ સંબંધ તરીકે ઓળખાય છે.
સામાન્ય રીતે આવર્તનીય ગુણધર્મો તેમના સમૂહનાં અન્ય તત્ત્વો સાથે ચઢતા કે ઊતરતા ક્રમમાં હોય છે અને સાથે વિકર્ણ દિશામાં રહેલા તત્ત્વ સાથે તેનાથી વિરુદ્ધ હોય છે.

નીચેની લાક્ષણિકતાઓ જોવા મળે છે :
(1) સહસંયોજક લાક્ષણિકતાને કારણે Li અને Mgના ક્લોરાઇડ આલ્કોહૉલ અને પિરિડીનમાં દ્રાવ્ય હોય છે.
(2) લિથિયમ અને મૅગ્નેશિયમના કાર્બોનેટને ગરમ કરતા તે વિઘટન પામીને CO₂ આપે છે.
Li₂CO₃ → Li₂O + CO₂
MgCO₃ → MgO + CO₂

પ્રશ્ન 5.
ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ તથા પાણીમાં દ્રાવ્ય સલ્ફેટ બનાવતા સમૂહ-2ના તત્ત્વનું નામ આપો.
ઉત્તર:

સમૂહ-2નું બેરિલિયમ એ ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ અને જલદ્રાવ્ય સલ્ફેટ બનાવે છે.
બેરિલિયમ BeO સૂત્ર ધરાવતો ઑક્સાઇડ બનાવે છે. અન્ય આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોનાં ઑક્સાઇડ બેઝિક છે જ્યારે BeO ઉભયગુણી છે. તે ઍસિડ અને બેઇઝ બંનેની જેમ વર્તે
છે.
Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O
Al₂O₃ + 6 HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
બેરિલિયમનો સલ્ફેટ એ સફેદ ઘન પદાર્થ છે જે જલીય ક્ષાર સ્વરૂપે સ્ફટિકીકરણ પામે છે. (BeSO₄ · 4 H₂O). પોતાના સમૂહમાં સૌથી વધુ જલીયકરણ ઊર્જાને કા૨ણે BeSO₄ પાણીમાં સુદ્રાવ્ય છે. (નાનું કદ) BeSO₄ ની જલીયકરણ એન્થાલ્પી તેની લેટિસ એન્થાલ્પી કરતાં વધુ છે. તેથી તે તરત જ દ્રાવ્ય થાય છે.

પ્રશ્ન 6.
નીચેનાં વલણોની ચર્ચા કરો :
(i) સમૂહ-2નાં તત્ત્વોનાં કાર્બોનેટની ઉષ્મીય સ્થિરતા
(ii) સમૂહ-2નાં તત્ત્વોનાં ઓક્સાઇડનો સ્વભાવ અને દ્રાવ્યતા.
ઉત્તર:
(i) બધા જ આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો કાર્બોનેટ બનાવે છે. ઉષ્મા આપતા આ બધા જ કાર્બોનેટનું વિઘટન થઈ તે ધાતુનાં ઑક્સાઇડ અને CO₂ આપે છે.

સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા એટલે કે Be થી Ba તરફ જતાં તેના કાર્બોનેટની સ્થિરતા વધે છે.
BeCO₃ < MgCO₃ < CaCO₃ < SrCO₃ < BaCO₃
BeCO₃ અસ્થાયી છે અને વધુમાં તે માત્ર CO₂ યુક્ત વાતાવરણમાં જ સ્થાયી છે. બંધ પાત્રમાં પ્રક્રિયા કરતા આ કાર્બોનેટ તેમના વિઘટનની પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
BeCO₃ \(\rightleftharpoons\) BeO + CO₂
તેથી બનતા ઑક્સાઇડની સ્થિરતા જેટલી વધુ તેમના કાર્બોનેટની સ્થિરતા તેટલી ઓછી હશે.
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા ઑક્સાઇડની સ્થાયિતા ઘટે છે. એટલે કે વધુ સ્થાયી BeO એ અસ્થાયી BeCO₃ બનાવે છે.

(ii) બધા જ આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો MO સૂત્ર ધરાવતા ઑક્સાઇડ બનાવે છે. ઊંચી લેટિસ ઊર્જાને કારણે આ ઑક્સાઇડ ખૂબ જ સ્થાયી છે અને આથી તેનો ઉપયોગ ઉષ્માનો પ્રતિકાર કરતા પદાર્થ તરીકે થાય છે.

BeO (મુખ્યત્વે સહસંયોજક) સિવાયના બધા જ ઑક્સાઇડ આયનીય છે અને તેમના ધન આયનનું કદ વધતા તેમની લેટિસ ઊર્જા ઘટે છે.
તેમના ઑક્સાઇડ બેઝિક છે અને આ બેઝિક ગુણધર્મ BeO થી BaO તરફ જતા વધે છે. (આયનીય ગુણધર્મ વધવાને કારણે)

BeO ઉભય ગુણધર્મી છે તેથી ઍસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરી ક્ષાર આપે છે.
આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોનાં ઑક્સાઇડ (BeO અને MgO સિવાયનાં) પાણીમાં દ્રાવ્ય છે અને હાઇડ્રૉક્સાઇડ બનાવે છે તથા વિપુલ પ્રમાણમાં ઊર્જા છૂટી પાડે છે. BeO અને MgO ની વધુ લેટિસ ઊર્જાને કારણે તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.

પ્રશ્ન 7.
BeSO₄ અને MgSO₄ પાણીમાં ઝડપથી દ્રાવ્ય થાય છે. જ્યારે CaSO₄, SrSO₄ અને BaSO₄ અદ્રાવ્ય છે. શા માટે?
ઉત્તર:

પ્રમાણમાં ખૂબ જ મોટા સલ્ફેટ આયનને કારણે આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના સલ્ફેટની લેટિસ ઊર્જા લગભગ અચળ હોય છે. તેથી તેમની દ્રાવ્યતા જલીયકરણ એન્થાલ્પી પર આધાર રાખે છે. જે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા ઘટે છે.
Be²⁺ અને Mg²⁺ની વધુ પડતી જલીયકરણ એન્થાલ્પી તેમની લેટિસ એન્થાલ્પીની ઉપરવટ હોવાથી તેમના સલ્ફેટ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે.
જ્યારે Ca²⁺, Sr²⁺ની જલીયકરણ એન્થાલ્પી, લેટિસ એન્થાલ્પીથી વધુ ન હોવાથી તેઓ પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.

પ્રશ્ન 7.
આલ્કલી ધાતુઓનાં બધાં જ સંયોજનો પાણીમાં સહેલાઈથી દ્રાવ્ય છે, પણ લિથિયમનાં સંયોજનો કાર્બનિક દ્રાવકોમાં વધુ દ્રાવ્ય છે. સમજાવો.
ઉત્તર:

બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોમાં Li⁺ નું સૌથી નાનું કદ અને તેની ઊંચી ધ્રુવીભવન ક્ષમતા એ બે મુખ્ય પરિબળ તેની સહસંયોજક લાક્ષણિકતા માટે જવાબદાર છે (ફજાનનો નિયમ).
અન્ય આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોનાં સંયોજનો આયનીય હોય છે અને પાણીમાં સુદ્રાવ્ય હોય છે.
લિથિયમનાં સંયોજનો સાપેક્ષે સહસંયોજક હોવાથી તેઓ આલ્કોહૉલ અને બીજા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં વધુ દ્રાવ્ય થાય છે.

પ્રશ્ન 8.
સોલ્વે પ્રક્રિયામાં (NH₄)₂CO₃ ના દ્રાવણ સાથે સોડિયમ ક્લોરાઇડની પ્રક્રિયાથી આપણે સીધું જ સોડિયમ કાર્બોનેટ મેળવી શકીએ ? સમજાવો.
ઉત્તર:
ના. (NH₄)₂ CO₃ એ NaCl સાથે નીચે મુજબ પ્રક્રિયા કરે છે :
(NH₄)₂CO₃ + 2NaCl \(\rightleftharpoons\) Na₂CO₃ + 2NH₄Cl

કારણ કે મળતી નીપજ Na₂CO₃ અને NH₄Cl બંને ખૂબ જ દ્રાવ્ય હોય છે. સંતુલન પુરોગામી દિશામાં આગળ જશે નહીં.
તેથી સોલ્વે પ્રક્રિયામાં (NH₄)₂ CO₃ અને NaCl ની સીધી જ પ્રક્રિયા દ્વારા Na₂CO₃ મેળવી શકાતું નથી.

પ્રશ્ન 9.
\(\mathrm{O}_2^{-}\) આયનનું લુઈસ બંધારણ લખો અને પ્રત્યેક ઑક્સિજન પરમાણુની ઑક્સિડેશન અવસ્થા શોધો. આ આયનમાં ઑક્સિજનની સરેરાશ ઑક્સિડેશન અવસ્થા કેટલી છે ?
ઉત્તર:
\(\mathrm{O}_2^{-}\) આયનનું લુઈસ બંધારણ : ઑક્સિજન પરમાણુ કે જેની પાસે વીજભાર નથી તેની પાસે છ e^– છે. આથી તેનો ઑક્સિડેશન આંક શૂન્ય છે. પણ ઑક્સિજન કે જે −1 વીજભાર ધરાવે છે તેની પાસે 7e^– છે. તેથી તેનો ઑક્સિડેશન આંક -1 છે. તેથી પ્રત્યેક ઑક્સિજન પરમાણુનો સરેરાશ ઑક્સિડેશન આંક = – \(\frac{1}{2}\)
\(\mathrm{O}_2^{-}\) = 2x = – 1 ∴ x = – \(\frac{1}{2}\)

પ્રશ્ન 10.
જ્યોત કસોટીમાં બેરિલિયમ અને મેગ્નેશિયમ શા માટે જ્યોતને રંગ આપતા નથી ?
ઉત્તર:

બધા જ આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો (Be અને Mg સિવાય) બન્સેન જ્યોતમાં લાક્ષણિક રંગની જ્યોત આપે છે. ઇલેક્ટ્રૉન ઉત્તેજિત થવા અને સંક્રમણ પામવા જુદી જુદી ઊર્જાની જરૂર પડે છે અને તેને અનુરૂપ જુદા જુદા રંગ પ્રાપ્ત થાય છે.
Be અને Mg તેમના નાના કદને કારણે તેમના ઇલેક્ટ્રૉનને ખૂબ જ પ્રબળતાથી જકડી રાખે છે. (તેમના ઊંચા અસરકારક કેન્દ્રીય ધન વીજભારને કારણે). તેથી તેમને ઉત્તેજિત કરવા માટે ખૂબ જ વધુ પ્રમાણમાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે. તે ઊર્જા જ્યોત દ્વારા પૂરી પાડી શકાતી નથી. આથી તેઓ જ્યોત કસોટીમાં રંગ આપતા નથી.

પ્રશ્ન 11.
વાયુ તેમજ ઘન અવસ્થામાં BeCl₂ અણુનું બંધારણ કયું છે ?
ઉત્તર:

બેરિલિયમ ક્લોરાઇડ ઘન અને વાયુ અવસ્થામાં જુદા જુદા બંધારણ ધરાવે છે.
ઘન અવસ્થામાં BeCl₂ એક પૉલિમર શૃંખલા જેવું બંધારણ ધરાવે છે. જેમાં પ્રત્યેક Be બીજા ચાર Cl સાથે જોડાય છે. જેમાં બે Cl સહસંયોજક બંધથી જ્યારે બીજા બે Cl સવર્ગ સહસંયોજક બંધથી જોડાય છે અને બનતું પરિણામી સેતુરૂપ બંધારણ લાંબી શૃંખલા ધરાવે છે.

બાષ્પ અવસ્થામાં 1200 K તાપમાને તે મોનોમર સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. જેની દ્વિધ્રુવી ચાકમાત્રા શૂન્ય હોય છે. પરંતુ 1200 K થી નીચા તાપમાને તે દ્વિઅણુ સ્વરૂપે બાષ્પ
અવસ્થામાં હોય છે.

IV. જોડકાં પ્રકારના પ્રશ્નો
નીચેના કેટલાંક પ્રશ્નોમાં ડાબી બાજુની કોલમનો એક વિકલ્પ જમણી બાજુની કોલમના એક અથવા એકથી વધુ વિકલ્પો સાથે સંલગ્ન હોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 1.
કૉલમ – Iમાં આપેલાં તત્ત્વોને કૉલમ – IIમાં દર્શાવેલા ગુણધર્મો સાથે જોડો :

કોલમ – I	કોલમ – II
(A) Li	(1) અદ્રાવ્ય સલ્ફેટ
(B) Na	(2) પ્રબળતમ્ મોનોઍસિડિક બેઇઝ
(C) Ca	(3) આલ્કલી ધાતુઓમાં સૌથી ઋણ E^⊖ મૂલ્ય
(D) Ba	(4) અદ્રાવ્ય ઓકઝેલેટ
	(5) બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનીય-રચના 6s<sup>2</sup>

ઉત્તર:
(A – 3), (B – 2), (C – 4), (D – 1, 5)
(A) Li – બધાં જ આલ્કલી ધાતુઓમાં સૌથી વધુ ઋણ E^– મૂલ્ય (વધુ પડતી જલીયકરણ ઊર્જાને કારણે પરિમાણી E^– નું મૂલ્ય વધુ ઋણ બને.)
(B) Na – પ્રબળ મોનોઍસિડિક બેઇઝ (આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓ કરતાં વધુ ઍસિડિક છે. LiOH સહસંયોજક લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.)
(C) Ca – અદ્રાવ્ય ઓકઝેલેટ (કૅલ્શિયમ ઓકઝેલેટ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.)
(D) Ba – અદ્રાવ્ય સલ્ફેટ (ધન આયનનું કદ વધે તેમ જલીયકરણ ઊર્જા ઘટે છે.) બાહ્યતમ e^– રચના 6s².

પ્રશ્ન 2.
કોલમ – Iમાં આપેલાં સંયોજનો કૉલમ-IIમાં આપેલા તેમના ઉપયોગો સાથે જોડો :

કોલમ – I	કોલમ – II
(A) CaCO₃	(1) દંતચિકિત્સા, આભૂષણો
(B) Ca(OH)₂	(2) કોસ્ટિક સોડામાંથી સોડિયમ કાર્બોનેટનું ઉત્પાદન
(C) CaO	(3) ઉચ્ચ ગુણવત્તાયુક્ત કાગળોનું ઉત્પાદન
(D) CaSO₄	(4) દીવાલો ધોળવામાં

ઉત્તર:
(A – 3), (B – 4), (C – 2), (D – 1)
(A) CaCO₃ – ઉચ્ચ કક્ષાના કાગળની બનાવટમાં
(B) Ca(OH)₂ – સફેદ રંગકામમાં ઉપયોગી.
(C) CaO – કોસ્ટિક સોડામાંથી સોડિયમ કાર્બોનેટની બનાવટમાં
(D) CaSO₄ – દંતવિદ્યા અને ઘરેણાં બનાવવાના કામમાં

પ્રશ્ન 3.
કૉલમ – Iમાં આપેલાં તત્ત્વોને કૉલમ – IIમાં તેમના વડે મળતા જ્યોતના રંગ સાથે જોડો :

કોલમ – I	કોલમ – II
(A) Cs	(1) સફરજન જેવો લીલો
(B) Na	(2) જાંબલી
(C) K	(3) ઈંટ જેવો લાલ
(D) Ca	(4) પીળો
(E) Sr	(5) કિરમજી લાલ
(F) Ba	(6) વાદળી

ઉત્તર:
(A – 6), (B – 4), (C – 2), (D – 3), (E – 5), (F – 1)

જ્યોત કસોટીમાં લાક્ષણિક રંગ ધરાવતાં તત્ત્વો નીચે મુજબ છે :
(A) Cs → વાદળી
(B) Na → પીળો
(C) K → જાંબલી
(D) Ca → ઈંટ જેવો લાલ
(E) Sr → કિરમજી લાલ
(F) Ba → સફરજન જેવો લીલો
સંયોજનમાં રહેલા ધાતુના e^– ના હલનચલન દ્વારા જ્યોતમાં રંગ પ્રાપ્ત થાય છે. e^– ના આ હલનચલન (ઉત્તેજન અને સંક્રમણ) માટે ઊર્જા જરૂરી છે.
દરેક પરમાણુની ભૂમિગત અવસ્થા અને ઉત્તેજિત અવસ્થા વચ્ચે શક્તિ ગૅપ હોય છે. તેથી દરેક હલનચલન સાથે ચોક્કસ માત્રામાં ઉત્સર્જિત થતી પ્રકાશ ઊર્જા સંકળાયેલી હોય છે અને તે દરેક એક ચોક્કસ રંગ ધરાવે છે. ભૂમિગત અવસ્થા અને ઉત્તેજિત અવસ્થા વચ્ચે શક્તિ ગૅપ વધે છે તેમ તરંગલંબાઈ ઘટે છે અને તેના કારણે રંગ જોવા મળે છે.

V. વિધાન અને કારણ પ્રકારના પ્રશ્નો
નીચેના પ્રશ્નોમાં વિધાન (A) અને ત્યાર પછી કારણ (R) આપેલું છે. દરેક પ્રશ્ન માટે નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો.

(A) A અને R બંને સાચાં છે અને R એ Aની સાચી સમજૂતી છે.
(B) A અને R બંને સાચાં છે, પરંતુ R એ Aની સાચી સમજૂતી નથી.
(C) A અને R બંને ખોટાં છે.
(D) A સાચું નથી પણ R સાચું છે.

પ્રશ્ન 1.
વિધાન (A) : લિથિયમના કાર્બોનેટને ગરમ કરતા સહેલાઇથી વિઘટન પામી લિથિયમ ઑક્સાઇડ અને CO₂ બનાવે છે.
કારણ (R) : લિથિયમનું કદ ઘણું નાનું હોવાથી મોટા કાર્બોનેટ આયનનું ધ્રુવીભવન કરી વધુ સ્થાયી Li₂O અને CO₂ બનાવે છે.
જવાબ
(A) A અને R બંને સાચાં છે અને R એ Aની સાચી સમજૂતી છે.
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં કાર્બોનેટની ઉષ્મીય સ્થાયિતા વધે છે તેથી Li₂CO₃ ઓછો સ્થાયી છે. Li⁺ના નાના કદને કારણે વધુ પ્રબળ ધ્રુવીભવન ક્ષમતા \(\mathrm{CO}_3^{2-}\) ના વિદ્યુતવાદળને વિકૃત બનાવે છે. Li₂CO₃ કરતાં Li₂Oની ઊંચી લેટિસ ઊર્જા પણ Li₂CO₃ના વિઘટનની તરફેણ કરે છે.

પ્રશ્ન 2.
વિધાન (A) : બેરિલિયમ કાર્બોનેટને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના વાતાવરણમાં રાખવામાં આવે છે.
કારણ (R) : બેરિલિયમ કાર્બોનેટ અસ્થાયી છે અને વિઘટન પામી બેરિલિયમ ઑક્સાઇડ તથા કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ આપે છે.
જવાબ
(A) A અને R બંને સાચાં છે અને R એ Aની સાચી સમજૂતી છે.
Be²⁺ના નાના કદ અને ઊંચી ધ્રુવીભવન ક્ષમતાને કારણે BeCO₃ કરતાં BeO વધુ સ્થાયી છે. BeCO₃ અસ્થાયી અને BeO વધુ સ્થાયી હોવાથી BeCO₃ ને CO₂ના વાતાવરણમાં રાખવામાં આવે છે. તેથી પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા થાય છે અને BeCO₃ની સ્થાયિતા વધે છે.

VI. દીર્ઘ જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
મોટા પરમાણુ કદ, નીચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી, અચલાયમાન +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થા તથા ઑક્સો ક્ષારની દ્રાવ્યતા s-વિભાગના તત્ત્વોની લાક્ષણિકતા છે. આ લાક્ષણોના સંદર્ભમાં તેમના ઑક્સાઇડ, હેલાઇડ અને ઑક્સો ક્ષારના સ્વભાવનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર:

ઓછી આયનીકરણ ઊર્જા અને મોટા પરમાણુ કદને કારણે તે તરત જ ધનાયન બનાવે છે અને તેના સંયોજનો આયોનીય હોય છે.
ઑક્સાઇડ : +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થાને કારણે આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો M₂O સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા ઑક્સાઇડ બનાવે છે. માત્ર Liને હવામાં ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે સામાન્ય ઑક્સાઇડ Li₂O બનાવે છે. બીજાં તત્ત્વો પેરૉક્સાઇડ અને સુપરઑક્સાઇડ બનાવે છે.
આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડ પ્રબળ બેઇઝ અને પાણીમાં સુદ્રાવ્ય હોય છે. ઊંચા આયનીય લક્ષણને કારણે Li₂O થી Cr₂O તરફ જતા તેનો બેઝિક ગુણધર્મ વધે છે.
હેલાઇડ : લિથિયમ હેલાઇડ સિવાયના અન્ય બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોનાં હેલાઇડ આયનીય છે. Li⁺ આયનની ઊંચી ધ્રુવીભવન ક્ષમતાને કા૨ણે લિથિયમ હેંલાઇડ સહસંયોજક છે.
+1 ઑક્સિડેશન અવસ્થાને કારણે આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડનું સામાન્ય સૂત્ર Mx છે. નીચી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે આયનીય હેલાઇડ બને છે.
ઑક્સો ક્ષાર : બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો M₂CO₃ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા ઘન કાર્બોનેટ બનાવે છે.
Li⁺ આયન અસ્થાયી છે અને વિઘટિત થતો નથી તેથી તેની ઊંચી ધ્રુવીભવન ક્ષમતાને કારણે Li₂CO₃ અસ્થાયી છે જ્યારે અન્ય કાર્બોનેટ સ્થાયી છે.
બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો (Li સિવાય) બાયકાર્બોનેટ MHCO₃ બનાવે છે. બધા જ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો MNO₃ સૂત્ર ધરાવતા નાઇટ્રેટ બનાવે છે. તેઓ રંગવિહીન પાણીમાં દ્રાવ્ય અને વિદ્યુત વાહક સંયોજનો છે.

પ્રશ્ન 2.
નીચેની લાક્ષણિકતાઓના સંદર્ભમાં આલ્કલી ધાતુઓ અને આલ્કલાઇન અર્થધાતુઓનો તુલનાત્મક અહેવાલ રજૂ કરો :
(a) આયનીય / સહસંયોજક સંયોજનો બનાવવાની વૃત્તિ
(b) ઑક્સાઇડનો સ્વભાવ તથા તેમની પાણીમાં દ્રાવ્યતા
(c) ઑક્સો ક્ષાર બનાવવા
(d) ઑક્સો ક્ષારની દ્રાવ્યતા
(e) ઑક્સો ક્ષારની ઉષ્મીય સ્થિરતા
ઉત્તર:
(a) આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો મુખ્યત્વે આયનીય સંયોજનો બનાવે છે પરંતુ વધુ પડતા કેન્દ્રીય વીજભાર અને નાના કદને કારણે તે અનુવર્તી આલ્કલી ધાતુ કરતાં ઓછા આયનીય હોય છે.

(b) આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડ અનુવર્તી આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડની સાપેક્ષે ઓછા બેઝિક હોય છે. આ ઑક્સાઇડ પાણીમાં દ્રાવ્ય થઈને બેઝિક હાઇડ્રૉક્સાઇડ બનાવે છે અને ખૂબ જ મોટી માત્રામાં ઉષ્મા મુક્ત કરે છે. આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના હાઇડ્રૉક્સાઇડ આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના હાઇડ્રૉક્સાઇડ કરતાં ઓછા બેઝિક અને ઓછા સ્થાયી હોય છે.

(c) આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોની જેમ આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો પણ ઑક્સો ઍસિડ બનાવે છે. વધુ પડતા કેન્દ્રીય વીજભાર અને નાના કદને કારણે આલ્કલાઇન અર્થાતુ કરતાં તેને અનુવર્તી આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સો ઍસિડ વધુ ઝડપથી અને સ્થાયી બને છે.

(d) આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડની દ્રાવ્યતા આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સાઇડ કરતાં વધુ હોય છે. કારણ કે આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વો નાનું કદ અને વધુ જલીય ઊર્જા ધરાવે છે. CaCO₃ જેવા ક્ષાર પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.

(e) આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો કરતાં આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના ઑક્સો ક્ષાર ઉષ્મીય રીતે વધુ સ્થાયી છે. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા વિદ્યુતધનમયતા વધે છે અને આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના કાર્બોનેટ અને બાહ્ય કાર્બોનેટની સ્થિરતા વધે છે. જ્યારે આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વોના કાર્બોનેટ ઉષ્માની હાજરીમાં વિઘટન પામીને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ અને ઑક્સિજન આપે છે.

પ્રશ્ન 3.
સમૂહ-Iની ધાતુને જ્યારે પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગાળવામાં આવી ત્યારે નીચે મુજબ અવલોકનો મળ્યાં :
(a) શરૂઆતમાં વાદળી રંગનું દ્રાવણ મળ્યું.
(b) દ્રાવણને સાંદ્ર બનાવતા વાદળી રંગનું કાંસા (Bronze) જેવા રંગમાં પરિવર્તન થયું.
દ્રાવણના વાદળી રંગનો અહેવાલ તમે કેવી રીતે આપશો ? દ્રાવણને થોડોક સમય રાખી મૂકતાં બનતી નીપજનું નામ આપો.
ઉત્તર:
(a) આલ્કલી ધાતુને જ્યારે પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગાળવામાં આવે છે ત્યારે નીચેની પ્રક્રિયા થાય છે :
M + (x + y) NH₃ → [M(NH₃)_x]⁺ + [(NH₃)_y]^–e દ્રાવણનો વાદળી રંગ એમોનિયાયુક્ત e^– ને કારણે જોવા મળે છે. જે દૃશ્યમાન વિભાગમાંથી પ્રકાશનું શોષણ કરે છે અને ભૂરો રંગ દર્શાવે છે.

(b) દ્રાવણમાં ધાતુ આયન આયનના ઝૂમખા બનવાને કારણે સાંદ્ર દ્રાવણમાં ભૂરો રંગ કાંસ્ય રંગમાં ફેરવાય છે. વાદળી રંગના દ્રાવણને થોડો સમય મૂકી રાખવાથી તે ધીમે ધીમે H₂ વાયુ મુક્ત કરે છે અને એમાઇડ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 4.
આલ્કલી ધાતુઓના પેરોક્સાઇડ તથા સુપરઑક્સાઇડની સ્થિરતા સમૂહમાં નીચે જતાં વધે છે. કારણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:

ધાતુ આયનનું કદ વધતા પેરૉક્સાઇડ અને સુપરઑક્સાઇડની સ્થાયિતા વધે છે. એટલે કે
KO₂ < RbO₂ < CsO₂
આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વોના જુદા જુદા ઑક્સાઇડ બનાવવા માટે ઑક્સિજન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા પ્રત્યેક આલ્કલી ધાતુના ધન આયનની આસપાસ રહેલા પ્રબળ ધન ક્ષેત્રને કારણે છે. Li⁺ આયન ખૂબ જ નાનો છે. તે O^-2 આયનને આગળ O₂ સાથે પ્રક્રિયા કરવા દેતો નથી. Na⁺ એ Li કરતાં મોટો છે. તેનું ધનભારીય ક્ષેત્ર Li⁺ કરતાં નિર્બળ છે. તે O^2- નું \(\mathrm{O}_2^{2-}\) માં રૂપાંતર રોકી શકતો નથી.
મોટા કદનાં K⁺, Rb⁺ અને Cs⁺ એ \(\mathrm{O}_2^{2-}\) ને O₂ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સુપરઑક્સાઇડ \(\mathrm{O}_2^{-}\) આયન બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.

વધુમાં લેટિસ ઊર્જા દ્વારા મોટા ધન આયન વડે મોટા ઋણ આયનની સ્થાયિતાને કારણે ધાતુ આયનનું કદ વધતા તેના પેરૉક્સાઇડ અને સુપરઑક્સાઇડની સ્થિરતા વધે છે.

પ્રશ્ન 5.
કેલ્શિયમના સંયોજન (A)માં પાણી ઉમેરતાં, સંયોજન (B)નું દ્રાવણ બને છે. આ દ્રાવણમાં કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ પસાર કરતાં, તે સંયોજન (C) બનવાને લીધે દૂધિયું બને છે. જો દ્રાવણમાં વધુ પ્રમાણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પસાર કરવામાં આવે, તો સંયોજન (D) બનવાને લીધે દૂધિયાપણું દૂર થાય છે. સંયોજનો A, B, C અને Dને ઓળખો. અંતિમ તબક્કામાં દૂધિયાપણું કેમ દૂર થાય છે તે સમજાવો.
ઉત્તર:

CO₂ પસાર કરવાથી દ્રાવણમાં દૂધિયો રંગ મળે છે તે દર્શાવે છે કે સંયોજન B એ Ca(OH)₂ છે અને સંયોજન C એ CaCO₃ છે. સંયોજન A માં પાણી ઉમેરવાથી સંયોજન B મળતું હોવાથી સંયોજન Aએ CaO છે.
પ્રક્રિયા સમીકરણો નીચે મુજબ છે :

પ્રશ્ન 6.
લિથિયમ હાઇડ્રાઇડનો ઉપયોગ અન્ય ઉપયોગી હાઇડ્રાઇડ સંયોજનોની બનાવટમાં થઈ શકે છે. તે પૈકીનો એક બેરિલિયમ હાઇડ્રાઇડ છે. લિથિયમ હાઇડ્રાઇડથી શરૂ કરીને બેરિલિયમ હાઇડ્રાઇડની બનાવટનો માર્ગ સૂચવો. પ્રક્રિયામાં સંકળાયેલાં રાસાયણિક સમીકરણો લખો.
ઉત્તર:
LiAlH₄ જેવા આલ્કલી ધાતુ તત્ત્વના હાઇડ્રાઇડ વડે રિડક્શન પ્રક્રિયા દ્વારા અન્ય હેલાઇડમાંથી BeH₂ બનાવી શકાય છે.
8LiH + Al₂Cl₆ → 2LiAlH₄ + 6LiCl
2BeCl₂ + LiAlH₄ → 2BeH₂ + LiCl + AlCl₃

પ્રશ્ન 7.
સમૂહ-2નું એક તત્ત્વ સહસંયોજક ઑક્સાઇડ બનાવે છે જે સ્વભાવે ઉભયગુણી છે અને પાણીમાં ઓગળીને ઉભયગુણી હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે. આ તત્ત્વ ઓળખો તથા આ તત્ત્વના હાઇડ્રોક્સાઇડની આલ્કલી તેમજ ઍસિડ સાથેની પ્રક્રિયાનાં સમીકરણો લખો.
ઉત્તર:

આલ્કલાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો ઑક્સિજનની હાજરીમાં બળીને મોનૉક્સાઇડ MO બનાવે છે. BeO સંપૂર્ણ સહસંયોજક છે જ્યારે અન્ય ઑક્સાઇડ સ્વભાવે આયનીય છે.
BeO ઉભયગુણધર્મી છે જ્યારે અન્ય ઑક્સાઇડ સ્વભાવે બેઝિક છે અને પાણી સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા અલ્પદ્રાવ્ય હાઇડ્રૉક્સાઇડ આપે છે.
BeO ઉભયગુણધર્મી છે અને તે ઍસિડ અને બેઇઝ બંને સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા ક્ષાર આપે છે.

Be(OH)₂ ઉભયગુણધર્મી ઑક્સાઇડ છે. તે ઍસિડ અને બેઇઝ બંનેમાં દ્રાવ્ય થાય છે.
આલ્કલીમાં દ્રાવ્ય થઈને તે ટેટ્રાહાઇડ્રૉક્સાઇડ બેરીલેટ (Z^–) આયન આપે છે. NaOH સાથે…

ઍસિડ સાથે તે બેરિલિયમ ક્ષાર બનાવે છે.

પ્રશ્ન 8.
સમૂહ-1ના તત્ત્વોનાં આયનો ચેતા સંકેતોના પ્રસરણ તથા કોષોમાં શર્કરા અને એમિનો ઍસિડના વહનમાં લે છે. જ્યોત કસોટીમાં આ તત્ત્વ જ્યોતને પીળો રંગ બક્ષે છે તથા ઑક્સિજન સાથે ઑક્સાઇડ તેમજ પેરોક્સાઇડ બનાવે છે. આ તત્ત્વ ઓળખો અને તેના પેરોક્સાઇડની બનાવટનું રાસાયણિક સમીકરણ લખો. શા માટે આ તત્ત્વ જ્યોતને રંગ બક્ષે છે ?
ઉત્તર:

જ્યોત કસોટીમાં પીળા રંગની જ્યોત એ દર્શાવે છે કે આ આલ્કલી ધાતુ સોડિયમ જ હોય. તે ઑક્સિજન સાથેની પ્રક્રિયાથી Na₂O₂ અને Na₂Oનું મિશ્રણ આપે છે.

સોડિયમની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ જ ઓછી છે જ્યારે સોડિયમ ધાતુ અથવા તેના ક્ષારને બન્સેન જયોતમાં સળગાવવામાં આવે છે, ત્યારે બાહ્યતમ કક્ષાનો e- જ્યોતની ઊર્જાને કારણે ઉત્તેજિત અવસ્થા પ્રાપ્ત કરે છે. તે પોતાની મૂળ અવસ્થાએ પાછો આવે ત્યારે શોષેલી ઊર્જા પ્રકાશ સ્વરૂપે ઉત્સર્જિત કરે છે અને શોષેલા પ્રકાશના રંગને અનુલક્ષીને તે રંગ દર્શાવે છે.

તેથી સોડિયમ જ્યોત કસોટીમાં પીળો રંગ દર્શાવે છે.

Gujarat Board Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 10 s-વિભાગના તત્ત્વો

GSEB Class 11 Chemistry s-વિભાગના તત્ત્વો Text Book Questions and Answers

GSEB Class 11 Chemistry s-વિભાગના તત્ત્વો NCERT Exemplar Questions

Leave a Comment Cancel Reply