GSEB Solutions Class 11 Chemistry Chapter 11 p-વિભાગના તત્ત્વો

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

Gujarat Board Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 11 p-વિભાગના તત્ત્વો

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

પ્રશ્ન 1.
નીચે દર્શાવેલાં તત્ત્વોની ઑક્સિડેશન અવસ્થામાં જોવા મળતી ભિન્નતાની ભાતની (pattern) ચર્ચા કરો.
(i) B થી Tl (ii) C થી Pb
ઉત્તર:
(i) B થી Tl : સમૂહ 13 નાં તત્ત્વોની e^– રચના ns²np¹ છે. તેથી +3 સામાન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે. કેટલીકવાર B અને Al એ +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે. બાકીનાં તત્ત્વો Ga, In, Tl એ +1 અને +3 બંને ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે છે.
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ +1 અવસ્થા સ્થાયી છે. કારણ કે તે નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર ધરાવે છે. નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ વધુ ને વધુ અગ્રણી બને છે. આથી Ga (+1) અસ્થાયી છે. In (+1) સ્થાયી છે.
Tl (+1) વધુ સ્થાયી છે.
ઉપરથી નીચે +3 અવસ્થાની સ્થાયિતા ઘટે છે.

(ii) C થી Pb : સમૂહ 14 નાં તત્ત્વોની e^– રચના ns²np² છે. તેથી સામાન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થા +4 ધરાવે છે. કેટલીકવાર ઉપરથી નીચે તરફ જતા નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરના લીધે +2 અવસ્થા વધુ સામાન્ય બનતી જાય છે. C અને Si એ +4 અવસ્થા ધરાવે છે. ઉપરથી નીચે તરફ જતા નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરના લીધે +4ની સ્થાયિતા ઘટે છે અને +2ની સ્થાયિતા વધે છે.

પ્રશ્ન 2.
TlCl₃ ની સરખામણીમાં BCl₃ ની વધુ સ્થાયિતા તમે કેવી રીતે સમજાવશો ?
ઉત્તર:

• B અને Tl એ સમૂહ 13 નાં તત્ત્વો છે.
• સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા +1 સ્થાયી બને છે. આથી B ની +3 અવસ્થા એ Tl ની +3 અવસ્થા કરતા વધુ સ્થાયી છે. તેથી BCl₃ એ TlCl₃ કરતા વધુ સ્થાયી છે.

પ્રશ્ન 3.
બોરોન ટ્રાયફ્લોરાઇડ શા માટે લૂઇસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે ?
ઉત્તર:

• B ની e^– રચના ns²np² છે અને તેની બાહ્યતમ કક્ષામાં 3e^– છે માટે તે ફક્ત ત્રણ સહસંયોજક બંધ બનાવી શકે. તેથી Bની આજુબાજુ ફક્ત 6e^– માટે તે અષ્ટક અપૂર્ણ છે.
• જ્યારે B એF ના ત્રણ પરમાણુ સાથે જોડાય ત્યારે તે અષ્ટક પૂર્ણ કરતો નથી. આથી BF₃ e^–ની ઊણપ અનુભવે છે અને તે e^– ને આકર્ષે છે. તેથી તે લૂઈસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે.

પ્રશ્ન 4.
BCl₃ અને CCl₄ સંયોજનોનો વિચાર કરીએ. તેઓ પાણી સાથે કેવી રીતે વર્તશે ? તેનું વાજબીપણું ચર્ચો.
ઉત્તર:

• BCl₃ એ પાણી સાથે ઝડપથી જળવિભાજન કરી બોરિક ઍસિડ આપે છે.
  BCl₃ + 2H₂O → 3HCl + B(OH)₃
• CCl₄ માં C પાસે ખાલી કક્ષકો નથી તેથી તે પાણીના e^– ને સ્વીકારી શકતો નથી. તેથી તે મિશ્ર કરતા અલગ સ્તર બનાવે છે. CCl₄ + H₂O → પ્રક્રિયા ન થાય.

પ્રશ્ન 5.
શું બોરિક ઍસિડ પ્રોટોનીય એસિડ છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:

• બોરિક ઍસિડ એ પ્રોટીક ઍસિડ નથી.
• પ્રોટીક ઍસિડ એ તેના જલીય દ્રાવણમાં H⁺ મુક્ત કરે છે. પરંતુ બોરિક ઍસિડ એ નિર્બળ મોનોબેઝિક ઍસિડ છે. તે લૂઈસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે.
  B(OH)₃ + 2HOH → [B(OH)₄]^– + H₃O⁺
• તે OH^– તરફથી ૯ યુગ્મ સ્વીકારી લૂઈસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે.

પ્રશ્ન 6.
જ્યારે બોરિક એસિડને ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે શું થાય છે ? સમજાવો. (સ્વાધ્યાય-11,6)
ઉત્તર:
H₃BO₃ (બોરિક ઍસિડ)ને 370 K કે વધુ તાપમાને ગરમ કરતાં, તે મેટાબોરિક ઍસિડ (HBO₂)માં ફેરવાય છે. તેને વધુ ગરમ કરતાં તે બોરિક ઑક્સાઇડ (B₂O₃) માં ફેરવાય છે.

પ્રશ્ન 7.
BF₃ અને BH₄ નો આકાર વર્ણવો. સ્પસીઝમાં બોરોનનું સંકરણ દર્શાવો.
ઉત્તર:
(i) BF₃ : તેના નાના કદ અને વધુ વિદ્યુત-ઋણતાના લીધે, B એ એક કેન્દ્રીય સહસંયોજક હેલાઇડ બનાવે છે. BF₃ માં B એ sp² સંકરણ ધરાવે છે તેથી સમતલીય ત્રિકોણ ભૌમિતિક રચના ધરાવે છે.

(ii) \(\mathrm{BH}_4^{-}\) : B ની કક્ષામાં sp³ સંકરણ જોવા મળે છે. તેથી તે સમચતુલકીય રચના ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 8.
ઍલ્યુમિનિયમના ઉભયધર્મી સ્વભાવના વાજબીપણા માટે પ્રક્રિયાઓ લખો.
ઉત્તર:
ઉભયગુણધર્મી પદાર્થ એ ઍસિડ અને બેઇઝ બંનેના ગુણધર્મો ધરાવે છે. Al એ ઍસિડ અને બેઇઝ બંનેમાં દ્રાવ્ય છે. તેથી તે ઉભયગુણધર્મો છે.
2Al + 6HCl → 2Al⁺³ + 6Cl^– + 3H₂
2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na⁺ [Al(OH)₄]^– + 3H₂

પ્રશ્ન 9.
ઇલેક્ટ્રોન ઊણપવાળા સંયોજનો એટલે શું ? BCl₃ અને SiCl₄ ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપવાળી સ્પિસીઝ છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:
(i) BCl₃ : e^– ની ઊણપ ધરાવતા સંયોજન માટે BCl₃ યોગ્ય ઉદાહરણ છે. B ની બાહ્યતમ કક્ષામાં 3e^– છે તે Cl સાથે ત્રણ સહસંયોજકબંધ બનાવે ત્યારે B ની આજુબાજુ 6e^– થાય છે. તેને અષ્ટકપૂર્ણ કરવા માટે 2e^– ખૂટે છે. આથી BCl₃ એ e^– ની ઊણપ ધરાવે છે.

(ii) SiCl₄ : Si ની e^– રચના ns²np² છે. તેથી તેની બાહ્યતમ કક્ષામાં 4e^– છે. તે Cl સાથે ચાર સહસંયોજકબંધ બનાવે પછી આજુબાજુ e^– વધીને 8 થાય છે. એટલે કે અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે. આથી તે e^– ની ઊણપ ધરાવતું સંયોજન નથી.

પ્રશ્ન 10.
\(\mathrm{CO}_3^{2-}\) અને \(\mathrm{HCO}_3^{-}\) ના સસ્પંદન બંધારણો લખો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 11.
નીચેની સ્પિસીઝમાં કાર્બનની સંકરણ અવસ્થા શું છે ?
(a) \(\mathrm{CO}_3^{2-}\) (b) હીરો (C) ગ્રેફાઇટ
ઉત્તર:
(a) \(\mathrm{CO}_3^{2-}\) : \(\mathrm{CO}_3^{2-}\) માં C માં sp² સંસ્કરણ જોવા મળે છે અને તે ત્રણ ઑક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે.

(b) હીરો : હીરામાં દરેક કાર્બન ઉપર sp³ સંકરણ ધરાવે છે અને જે બીજા 4C સાથે જોડાયેલ છે.

(c) ગ્રેફાઇટ : ગ્રેફાઇટમાં દરેક કાર્બન ઉપર sp² સંકરણ ધરાવે છે અને જે ત્રણ C સાથે જોડાયેલ છે.

પ્રશ્ન 12.
હીરા અને ગ્રેફાઇટના ગુણધર્મોમાં જોવા મળતી ભિન્નતા તેઓના બંધારણોના આધારે સમજાવો.
ઉત્તર:

હીરો	ગ્રેફાઇટ
– તે સ્ફટિક લેટિસ છે.	તે સ્તરીય બંધારણ ધરાવે છે.
– તે સમચતુલકીય રચના ધરાવે છે. – C-C બંધલંબાઈ 154 pm છે.	તે ષટ્કોણીય સમતલીય રચના ધરાવે છે. CC બંધલંબાઈ 141.5pmછે.
– તે અવાહક તરીકે વર્તે છે.	તે વિદ્યુતનું વહન કરે છે.
– તેમાં વિસ્તૃત સહસંયોજક બંધને તોડવા અતિ મુશ્કેલ છે. તેથી તે પૃથ્વી પરનો સૌથી કઠિન પદાર્થ છે.	તેમાં બંધોને સહેલાઈથી તોડી શકાય છે. તેથી તે અતિ નરમ પદાર્થ છે.
– સાધનોની ધાર કાઢવા, અપઘર્ષક તરીકે, બીબાં બનાવવા ઉપયોગી છે.	ઊંચા તાપમાને ચાલતા મશીનોમાં ગ્રેફાઇટ શુષ્ક ઊંજણ તરીકે ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 13.
નીચે દર્શાવેલાં વિધાનો માટે તર્કસંગત દલીલો કરો અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ લખો,
– લૅડ (II) ક્લોરાઇડ Cl₂ સાથે પ્રક્રિયા કરી PbCl₄ બનાવે છે.
– લેડ (IV) ક્લોરાઇડ ગરમી પ્રત્યે વધુ અસ્થાયી છે.
– લેડ એક આયોડાઇડ Pbl₄ નથી બનાવતો.
ઉત્તર:
(a) Pb એ સમૂહ-14 નું તત્ત્વ છે. આથી તે +2 અને +4 બે ઑક્સિજન અવસ્થા ધરાવે છે. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ +2 ઑક્સિડેશન અવસ્થા વધુ સ્થાયી અને +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા સૌથી ઓછી સ્થાયી બને છે. કારણ કે નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર જોવા મળે છે. આથી PbCl₄ કરતા PbCl₂ એ સ્થાયી છે.
PbCl_2(s) + Cl_2(g) → PbCl_4(l)

(b) સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરના લીધે +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા અસ્થાયી બને છે. આથી PbCl₄ અસ્થાયી છે. જ્યારે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે વિઘટન થઈ PbCl₂ અને Cl₂ આપે છે.

(c) PbI₄ જાણીતો નથી આથી Pb⁺⁴ એ ઑક્સિડેશનકર્તા અને I^– એ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે. Pb⁺⁴ અને I^– નું સંયોજન અસ્થાયી છે જેમાં I^– એ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે. Pb⁺⁴ એ I^– નું I₂ માં ઑક્સિડેશન કરે છે અને Pb⁺⁴ પોતાનું Pb⁺² માં રિડક્શન કરે છે.
PbI₄ → PbI₂ + I₂

પ્રશ્ન 14.
BF₃ (130 pm) અને \(\mathrm{BF}_4^{-}\) (143 pm) માં B – F બંધની લંબાઈ શા માટે અલગ પડે છે ? કારણો જણાવો.
ઉત્તર:

• BF₃ માં B – F બંધલંબાઈ એ \(\mathrm{BF}_4^{-}\) માં B – F બંધલંબાઈ કરતા નાની છે. જેમાં BF₃ એ e^– ની ઊણપ ધરાવતું સંયોજન છે.
• B ની ખાલી p-કક્ષક, અને F ની ખાલી p-કક્ષક Pπ – Pπ બંધ બનાવે છે. જેથી e^– ની ઊણપ દૂર થાય છે. તેથી B – F માં દ્વિબંધ ધરાવતું લક્ષણ જોવા મળે છે.

• આ દ્વિબંધના લીધે BF₃ માં બંધલંબાઈ ટૂંકી જોવા મળે છે.
• જ્યારે BF₃ એ F^– આયન સાથે જોડાય ત્યારે તેનું સંકરણ sp² (BF₃) માંથી sp³(\(\mathrm{BF}_4^{-}\)) થાય છે.
• હવે \(\mathrm{BF}_4^{-}\) માં B ચાર σ બંધ બનાવે છે. દ્વિબંધ ગુમાવે છે. આથી \(\mathrm{BF}_4^{-}\) માં B – F બંધ લંબાઈ 143 pm છે.

પ્રશ્ન 15.
જો B – Cl બંધ દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ધરાવતો હોય તો BCl₃ અણુ શા માટે દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રાનું મૂલ્ય શૂન્ય ધરાવે છે ?
ઉત્તર:

• B અને Cl ની વિદ્યુતઋણતામાં તફાવત છે. આથી B – Cl બંધ ધ્રુવીય બને છે. છતાં BCl₃ અણુ અપ્રુવીય છે.
• કારણ કે BCl₃ એ સમતલીય ત્રિકોણ રચના ધરાવે છે અને તે સંમિત અણુ છે અને B – Cl ની દ્વિધ્રુવી ચાકમાત્રા પરસ્પર ૨૬ થાય છે તેથી શૂન્ય દ્વિધ્રુવી ધરાવે છે.

• અહીં બે B – Cl બંધની સમાન અને વિરુદ્ધ ધ્રુિવી ચાકમાત્રા એ ત્રીજા B – Cl બંધ જેટલી હોવાથી તે રદ થાય છે. આથી પરિણામી દ્વિધ્રુવી ચાકમાત્રા શૂન્ય થાય છે.

પ્રશ્ન 16.
ઍલ્યુમિનિયમ ટ્રાયફ્લોરાઇડ નિર્જળ HF માં અદ્રાવ્ય હોય છે પણ NaF ઉમેરવાથી તે દ્રાવ્ય થાય છે. મળતા દ્રાવણમાંથી વાયુમય BF₃ ને પસાર કરવાથી ઍલ્યુમિનિયમ ટ્રાયફ્લોરાઇડ અવક્ષેપિત થાય છે. કારણ આપો.
ઉત્તર:

• નિર્જળ HF એ સહસંયોજક સંયોજન છે અને તે પ્રબળ H બંધ ધરાવે છે. જેમાં તે F^– આયન આપે છે. તેથી AlF₃ એ HF માં દ્રાવ્ય થાય નહીં.
  આથી વિરુદ્ધમાં, NaF એ એક આયનીય સંયોજન છે, જે F^– આયન ધરાવે છે અને તેથી તે AlF₃ સાથે જોડાઈ દ્રાવ્ય સંકીર્ણ બનાવે છે.

• B ના નાના કદ અને વધુ વિદ્યુતઋણતાના લીધે તે સંકીર્ણ સંયોજનો બનાવવાની પ્રબળ ક્ષમતા ધરાવે છે. આથી ઉપરના દ્રાવણમાં જ્યારે BF₃ ઉમેરવામાં આવે ત્યારે AlF₃ નું અવક્ષેપન થાય છે.

પ્રશ્ન 17.
CO શા માટે ઝેરી છે ? કારણ આપો.
ઉત્તર:

• CO ની વધુ ઝેરી પ્રકૃતિ તેની હીમોગ્લોબિન સાથે સંકીર્ણ બનાવવાની ક્ષમતાના કારણે હોય છે.
• આ સંકીર્ણ ઑક્સિજન – હીમોગ્લોબિન સંકીર્ણ કરતાં 300 ગણુ વધુ સ્થાયી હોય છે. જે રક્તકણમાં રહેલા હીમોગ્લોબિન દ્વારા શરીરમાં ઑક્સિજન વહનને રોકે છે. જેને પરિણામે મૃત્યુ થાય છે.

પ્રશ્ન 18.
ગ્લોબલ વૉર્મિંગ માટે CO₂ નું વધુ પ્રમાણ કેવી રીતે જવાબદાર છે ?
ઉત્તર:

• CO₂ એ ખૂબ જ જરૂરી વાયુ છે. અશ્મિગત બળતણનું વધતું જતું દહન તથા સિમેન્ટના ઉત્પાદનમાં ચૂનાના પથ્થરના થતા વિઘટનથી વાતાવરણમાં CO₂નું પ્રમાણ વધે છે.
• તેથી વાતાવરણના તાપમાનમાં વધારો થાય છે. જે ગ્રીન હાઉસ અસરમાં વધારો કરે છે.

પ્રશ્ન 19.
ડાયબોરેન અને બોરિક ઍસિડના બંધારણો સમજાવો.
ઉત્તર:
બનાવટ :

• ડાયઇથાઇલ ઇથરમાં BF₃ની LiAlH₄ સાથેની પ્રક્રિયાથી બનાવી શકાય છે.
  4BF₃ + 3LiAlH₄ → 2B₂H₆ + 3LiF + 3AlF₃
• પ્રયોગશાળામાં NaBH₄ની 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.

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.

• 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.

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 æ 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) બને છે.

પ્રશ્ન 20.
શું થશે ? જ્યારે….
(a) બોરેક્સને સખત ગરમ કરવામાં આવે છે.
(b) બોરિક ઍસિડને પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે.
(c) ઍલ્યુમિનિયમમાં મંદ NaOH ઉમેરવામાં આવે છે.
(d) BF3 એમોનિયા સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
ઉત્તર:
(a) બોરેક્સને સખત ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે પારદર્શક મણકો બને છે. જે સોડિયમ બૅટાબોરેટ અને બોરિક એનહાઇડ્રાઇડ ધરાવે છે.

(b) બોરિક ઍસિડ એ નિર્બળ લૂઈસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે. તેથી તે પાણીમાંથી OH^– આયન સ્વીકારી દ્રાવણમાં H⁺ મુક્ત કરે છે.
H – OH + B(OH)₃ → [B(OH)₄]^– + H⁺

(c) H₂ ઉત્પન્ન થાય છે.
2Al_(s) + 2NaOH_(aq) + 6HO_(l) → 3H_2(g) + 2Na⁺ [Al(OH)₄]^–_(aq)

(d) BF₃ એ લૂઈસ ઍસિડ હોવાથી NH₃ પાસેથી e^– યુગ્મ સ્વીકારી સંકીર્ણ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 21.
નીરોની પ્રક્રિયાઓ સમજાવો
(a) ઊંચા તાપમાને કૉપરની હાજરીમાં સિલિકોનને મિસાઇલ ક્લોરાઇડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
(b) સિલિકોન ડાયૉક્સાઇડની હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
(c) C0ને ZnO સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
(d) જળયુક્ત ઍલ્યુમિનાની જલીય NaOH ના દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
ઉત્તર:
(a) મોનો, ડાય અને ટ્રાય મિથાઇલ ક્લોરો સિલેનનું મિશ્રણ અને થોડા પ્રમાણમાં ટેટ્રામિથાઇલ સિલેન બને છે.

(b) SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O
SiF₄ + 2HF → H₂SiF₆

(c) ZnO નું રિડક્શન થઈ Zn મળે છે.
ZnO + CO + Zn + CO₂

(d) ઍલ્યુમિના દ્રાવ્ય થઈ સોડિયમ મેટા ઍલ્યુમિનેટ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 22.
કારણો આપો :
(i) સાંદ્ર HNO₃ નું પરિવહન ઍલ્યુમિનિયમના પાત્રમાં કરી શકાય છે.
(ii) ગટરની બંધ નળીને ખોલવા માટે મંદ NaOH અને ઍલ્યુમિનિયમના ટુકડાનું મિશ્રણ ઉપયોગમાં લેવાય છે.
(iii) ગ્રેફાઇટ ઊંજણ તરીકે ઉપયોગી છે.
(iv) હીરાનો ઉપયોગ અપઘર્ષક તરીકે થાય છે.
(v) ઍલ્યુમિનિયમ મિશ્ર ધાતુનો ઉપયોગ વિમાન બનાવવા થાય છે.
(vi) ઍલ્યુમિનિયમના વાસણને આખી રાત પાણીમાં રાખવા જોઈએ નહીં.
(vii) ઍલ્યુમિનિયમ તારનો ઉપયોગ સંચરણ વાયર બનાવવા થાય છે.
ઉત્તર:
(i) Al એ સાંદ્ર HNO₃ સાથે પ્રક્રિયા કરી તેની સપાટી પર Al₂O₃નું પાતળું રક્ષણાત્મક કવચ બનાવે છે.
2Al_(s) + 6HNO_{3(સાંદ્ર)} → Al₂O_3(s) + 6NO_2(g) + 3H₂O_(l)
જેથી Al નિષ્ક્રિય બને છે અને તેથી Al નું પાત્ર પરિવહનમાં વાપરી શકાય.

(ii) NaOH એ Al સાથે પ્રક્રિયા કરી H₂ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. જેનું દબાણ ગટરની બંધ નળીને ખોલે છે.
2Al_(s) + 2NaOH + 2H₂O_(l) → 2NaAlO_2(aq) + 3H_2(g)

(iii) શૅફાઇટમાં સ્તરો વચ્ચેના બંધોને સહેલાઈથી તોડી શકાય છે. તેથી તે અતિ નરમ અને સરકી શકે તેવું હોય છે. આ કારણે ઊંચા તાપમાને મશીનોમાં ગ્રેફાઇટ શુષ્ક ઊંજણ તરીકે ઉપયોગી છે.

(iv) હીરો ખૂબ જ કઠિન પદાર્થ છે આથી તે અપઘર્ષક તરીકે ઉપયોગી છે.

(v) Al ની મિશ્રધાતુ ક્યુરેલ્યુમિન એ હલકી અને ક્ષારણનો પ્રતિકાર કરે તેવી મિશ્રધાતુ છે માટે તે વિમાન ઉદ્યોગમાં ઉપયોગી છે.

(vi) Al એ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને O₂ દ્રાવ્ય થઈ Al₂O₃નું પાતળું પડ રચાય છે.
2Al + O_2(g) + H₂O_(l) → Al₂O_3(s) + H_2(g)
આથી ઉત્પન્ન થતો Al⁺³એ શરીર માટે નુકસાનકારક છે માટે પીવાના પાણીને ઍલ્યુમિનિયમના પાત્રમાં રાખવું જોઈએ નહીં.

(vii) Al એ વજનથી વજનના આધારે Cu (કૉપર) કરતાં બમણી વિદ્યુતવાહકતા ધરાવે છે માટે Al તાર સંચરણ વાયર બનાવવા ઉપયોગી છે.

પ્રશ્ન 23.
કાર્બનથી સિલિકોન તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં પરિઘટનીય (phenomenal) ઘટાડો શા માટે જોવા મળે છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:
પરમાણુ કદ અને સ્ક્રિનિંગ અસરના વધારા સાથે, પરમાણુ કેન્દ્રનું સંયોજકતા e તરફ આકર્ષણબળ ઘટે છે. તેથી C થી Si તરફ જતા આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં પરિઘટનીય ઘટાડો જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 24.
તમે Al ની સરખામણીમાં Ga ની ઓછી પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા કેવી રીતે સમજાવશો ?
ઉત્તર:
અંદરની 3d કક્ષકોના e^– દ્વારા નિર્બળ સ્ક્રિનિંગ અસરના લીધે Ga ના સંયોજકતા e^– એ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ધરાવે છે. તેથી Ga ની પરમાણુ ત્રિજ્યા ઓછી છે.

પ્રશ્ન 25.
અપરરૂપો એટલે શું ? કાર્બનના બે અપરરૂપો – હીરો અને ગ્રેફાઇટના બંધારણ દોરો. આ બે અપરરૂપોના ભૌતિક ગુણધર્મો પર તેઓના બંધારણની શું અસર પડે છે ?
ઉત્તર:

• હીરો સ્ફટિકમય લેટિસ છે. તેમાં દરેક કાર્બન પરમાણુ sp³ સંકરણ ધરાવે છે અને અન્ય ચા૨ 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 દૃઢ 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 ૫૨નો સૌથી વધુ કઠિન પદાર્થ છે.
• ઉપયોગ : સાધનોની ધાર કાઢવા માટે અપઘર્ષક તરીકે, બીબાં બનાવવા, વીજળીના બલ્બમાં વપરાતા ટંગસ્ટનના પાતળા તારના ઉત્પાદનમાં પણ ઉપયોગી છે.

• 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 26.
(a) નીચેના ઑક્સાઇડ સંયોજનોને તટસ્થ, ઍસિડિક, બેઝિક અથવા ઉભયધર્મી તરીકે વર્ગીકૃત કરો :
CO, B₂O₃, SiO₂, CO₂, Al₂O₃, PbO₂, Tl₂O₃
(b) તેઓની પ્રકૃતિ દર્શાવવા માટે યોગ્ય રાસાયણિક સમીકરણો લખો.
ઉત્તર:
(a) તટસ્થ ઑક્સાઇડ : CO
ઍસિડિક ઑક્સાઇડ : B₂O₃, SiO₂, CO₂
ઉભયગુણી ઑક્સાઇડ : Al₂O₃, PbO₂
બેઝિક ઑક્સાઇડ : Tl₂O₃

(b) (i) B₂O₃, SiO₂, CO₂ ઍસિડિક ઑક્સાઇડ એ NaOH સાથે પ્રક્રિયા કરી ક્ષાર બનાવે છે.

(ii) Al₂O₃ અને PbO₂ ઉભયગુણી હોવાથી ઍસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.

(iii) Tl₂O₃ બેઝિક ઑક્સાઇડ હોવાથી ઍસિડમાં દ્રાવ્ય છે.
Tl₂O₃ + 6HCl → 2TlCl₃ + 3H₂O

પ્રશ્ન 27.
કેટલીક પ્રક્રિયાઓમાં થેલિયમ, ઍલ્યુમિનિયમ સાથે સમાનતા દર્શાવે છે, જ્યારે અન્ય કેટલીક પ્રક્રિયાઓમાં સમૂહ 1 ની ધાતુઓ સાથે સમાનતા દર્શાવે છે. આ વિધાનને કેટલાક પુરાવાઓ દ્વારા સમર્થન આપો.
ઉત્તર:

• Al ની જેમ Tl પણ +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે. TIના +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતાં સંયોજનો TlCl₃, Tl₂O₃ વગેરે.
• Alની જેમ Tl પણ અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ બનાવે છે. [AlF₆]^-3 અને [TIF₆]^-3.
• સમૂહ 1ની ધાતુઓ +1 ઑક્સિડેશન આંક ધરાવે છે. નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરના લીધે Tl પણ +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે અને તેનાં સંયોજનો Ti₂O, TlCl, TlClO₄ વગેરે.
• સમૂહ 1નાં તત્ત્વોની જેમ Tl₂O પ્રબળ બેઝિક છે.

પ્રશ્ન 28.
જ્યારે ધાતુ X ની સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે ત્યારે સફેદ અવક્ષેપ (A) મળે છે. જે વધુ NaOH માં દ્રાવ્ય થઈ દ્રાવ્ય સંકીર્ણ (B) બનાવે છે. સંયોજન (A) મંદ HCl માં દ્રાવ્ય થઈ સંયોજન (C) બનાવે છે. જ્યારે સંયોજન (A) ને સખત ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે (D) મળે છે. જે ધાતુના નિષ્કર્ષણમાં વપરાય છે. X, A, B, C અને D ને ઓળખો. તેઓની ઓળખના સમર્થન માટે યોગ્ય સમીકરણો લખો.
ઉત્તર:
ધાતુ x ની NaOH સાથે પ્રક્રિયા કરતાં સૌપ્રથમ સફેદ અવક્ષેપ (A) આપે છે. જે વધુ NaOH માં દ્રાવ્ય છે અને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ (B) આપે છે. તેથી ધાતુ x એ Al જ છે અને અવક્ષેપ (A) એ Al(OH)3 જ છે અને સંકીર્ણ (B) એ સોડિયમ ટેટ્રાહાઇડ્રોક્સો ઍલ્યુમિનેટ (III) છે.

પ્રશ્ન 29.
નીચે દર્શાવલા વિષે તમારી સમજ શું છે ?
(a) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર
(b) અપરરૂપતા અને
(c) કેટેનેશન
ઉત્તર:
(a) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર ઃ દરેક સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા ભારે તત્ત્વો માટે ઑક્સિડેશન અવસ્થા તેની સમૂહ ઑક્સિડેશન અવસ્થાથી બે એકમ જેટલી ઓછી અને ક્રમિક રીતે સ્થાયી બને છે. સમૂહ ઑક્સિડેશન અવસ્થાથી બે એકમ જેટલી ઓછી ઑક્સિડેશન અવસ્થાની પ્રાપ્તિને ‘નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર’ કહે છે.

(b) સમરૂપતા : જો કોઈ તત્ત્વ એક કરતા વધુ સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે કે જેના રાસાયણિક ગુણધર્મો સમાન છે. પરંતુ ભૌતિક ગુણધર્મો જુદા જુદા છે. આમ, તત્ત્વોના જુદા જુદા રૂપોને અપરરૂપ કહે છે.

(c) કૅટેનેશન : કેટલાંક તત્ત્વો પરમાણુઓ બીજા તે જ તત્ત્વના પરમાણુ સાથે મજબૂત સહસંયોજક બંધથી જોડાઈ લાંબી શૃંખલા બનાવે છે. આ ગુણધર્મને કૅટેનેશન કહે છે. દા.ત., C, Si, S

પ્રશ્ન 30.
કોઈ એક ક્ષાર X નીચે જણાવેલાં પરિણામો આપે છે :
(i) તેનું જલીય દ્રાવણ લિટમસપત્ર પ્રત્યે બેઝિક છે.
(ii) તેને સખત ગરમ કરતાં ફૂલીને કાચ જેવો ઘન પદાર્થ Y બને છે.
(iii) જ્યારે Xના ગરમ દ્રાવણમાં સાંદ્ર H₂SO₄ ને ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે કોઈ ઍસિડ Zના સફેદ સ્ફટિક મળે છે.
ઉપર દર્શાવલી બધી પ્રક્રિયાઓ માટે સમીકરણો લખો અને X, Y અને Z ને ઓળખો.
ઉત્તર:
(i) X નું જલીય દ્રાવણ લિટમસ પ્રત્યે બેઝિક છે. તેથી તે પ્રબળ બેઇઝ અને નિર્બળ ઍસિડનો ક્ષાર છે.

(ii) ક્ષાર (X) ને ગરમ કરતાં તે ફૂલીને કાચ જેવો ઘન પદાર્થ Y બનાવે છે. તેથી X એ બોરેક્ષ જ હોવો જોઈએ અને Y એ સોડિયમ મૅટાબોરેટ અને બોરિક એનહાઇડ્રાઇડનું મિશ્રણ છે.

(iii) જ્યારે X ના ગ૨મ દ્રાવણમાં સાંદ્ર H₂SO₄ ઉમેરતાં (Z) બોરિક ઍસિડના સફેદ સ્ફટિક મળે છે.

પ્રશ્ન 31.
નીચે દર્શાવલી પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત સમીકરણ લખો :
(i) BF₃ + LiH →
(ii) B₂H₆ + H₂O →
(iii) NaH + B₂H₆ →
(iv) H₃BO₃ \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\)
(v) Al + NaOH →
(vi) B₂H₆ + NH₃ →
ઉત્તર:
(i) 2BF₃ + 6LiH → B₂H₆ + 6LiF

(v) 2Al + 2NaOH+ 6H₂O → +2Na⁺[Al(OH)₄]^– + 3H₂

(vi) B₂H₆ + 2NH₃ → 2BH₃ · NH₃

પ્રશ્ન 32.
CO અને CO₂ માટે એક ઔધોગિક બનાવટ માટેની પદ્ધતિ અને એક પ્રયોગશાળામાં બનાવટ માટેની પદ્ધતિ લખો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 33.
જો સિલિકોન્સની બનાવટનો પ્રારંભિક પદાર્થ RSiCl₃ હોય તો બનનાર નીપજનું બંધારણ લખો.
ઉત્તર:

GSEB Class 11 Chemistry p-વિભાગના તત્ત્વો NCERT Exemplar Questions

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

પ્રશ્ન 1.
તાપમાનના લાંબા ગાળા માટે નીચેના પૈકી કયું તત્ત્વ પ્રવાહી-અવસ્થા ધરાવે છે અને જેનો ઉપયોગ વધુ તાપમાનના માપન માટે શક્ય છે ?
(A) B
(B) Al
(C) Ga
(D) In
જવાબ
(C) Ga
ગેલિયમ તત્ત્વમાં તેનું સ્ફટિક બંધારણ અન્ય તત્ત્વો કરતાં જુદું જોવા મળે છે. જે દર્શાવે છે કે Ga₂ અણુના બધા Ga પરમાણુ અલગ થયેલ હોય છે. આથી તેનું ગલનબિંદુ ઘણું નીચું હોય છે. આથી Ga 30° C થી 2000° C સુધીના ગાળામાં પ્રવાહી સ્વરૂપે હોય છે અને તેનો ઉપયોગ તાપમાન માપવા માટેના ઉપકરણ બનાવવામાં થાય છે.

પ્રશ્ન 2.
નીચેનામાંથી કયો લુઇસ ઍસિડ છે ?
(A) AlCl₃
(B) MgCl₂
(C) CaCl₂
(D) BaCl₂
જવાબ
(A) AlCl₃
આલ્કાઇન અર્થ ધાતુઓ આયોનિક ક્લોરાઇડ બનાવે છે. જ્યારે ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ સહસંયોજક છે. ક્લોરિન પરમાણુ સાથે ભાગીદારી કર્યા પછી પણ ઍલ્યુમિનિયમ પરમાણુનું અષ્ટક પૂર્ણ થતું નથી. તેને હજુ પણ અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે e^– ની જરૂર પડે છે.

પ્રશ્ન 3.
સંકીર્ણ ઘટકના આકારની માહિતી તેના મધ્યસ્થ પરમાણુની કક્ષકોના સંકરણના પ્રકારની મદદથી જાણી શકાય છે. [Be(OH)₄]^– માં મધ્યસ્થ પરમાણુની કક્ષકોનું સંકરણ અને તે સંકીર્ણનો આકાર અનુક્રમે …………………… છે.
(A) sp³, સમચતુલકીય
(B) sp³, સમતલીય ચોરસ
(C) sp³d², અષ્ટલકીય
(D) dsp², સમતલીય ચોરસ
જવાબ
(A) sp³, સમચતુલકીય

B પરમાણુ પાસે 4 બંધકા૨ક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ તથા 0 અબંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ છે. તેમાં sp³ સંકરણ થશે તથા તેનો આકાર ટેટ્રાહેડરલ (સમચતુલકીય) મળશે.

પ્રશ્ન 4.
નીચેનામાંથી કયો ઑક્સાઈડ સ્વભાવે ઍસિડિક છે ?
(A) B₂O₃
(B) Al₂O₃
(C) Ga₂O₃
(D) In₂O₃
જવાબ
(A) B₂O₃
ઑક્સાઇડનો ઍસિડિક સ્વભાવ સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં ઍસિડિકથી ઉભયધર્મી થઈ બેઝિક બને છે.

પ્રશ્ન 5.
સૌથી વધુ સવાઁક મધ્યસ્થ પરમાણુમાં ખાલી કક્ષકોની ઉપલબ્ધતા ઉપર આધારિત છે. \(\mathrm{FM}_6^{3-}\) માં કયો મધ્યસ્થી પરમાણુ હોઈ શકે નહીં ?
(A) B
(B) Al
(C) Ga
(D) In
જવાબ
(A) B
બધા પરમાણુ પૈકી Bનો પરમાણુક્રમાંક સૌથી ઓછો છે. બોરોનનો પ૨માણુક્રમાંક 5 છે અને તેમાં d કક્ષક ગેરહાજર હોય છે. \(\mathrm{FM}_6^{3-}\) માં M પરમાણુનો સવર્ગઆંક 6 હોય છે. બોરોન પરમાણુ મહત્તમ 4 સવર્ગઆંક બનાવી શકે છે. આથી Bએ \(\mathrm{FM}_6^{3-}\) પ્રકારનું સંકીર્ણ સંયોજન બનાવી શકશે નહીં.

પ્રશ્ન 6.
બોરિક ઍસિડ એક ઍસિડ છે, કારણ કે તેનો અણુ…..
(A) બદલી શકાય તેવો H⁺ આયન ધરાવે છે.
(B) પ્રોટોન આપે છે.
(C) પાણીમાંથી H⁺ દૂર કરીને OH^– આયન મેળવે છે.
(D) પાણીના અણુમાંના પ્રોટોન સાથે જોડાય છે.
જવાબ
(C) પાણીમાંથી H⁺ દૂર કરીને OH^– આયન મેળવે છે.

• લુઇસ ઍસિડ એવા હોય છે કે જેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે ઇલેક્ટ્રૉન અષ્ટક કરતાં ઓછા હોય અને જે ઇલેક્ટ્રૉન મેળવવાનો પ્રયત્ન કરે. બોરિક ઍસિડ મંદ અને મોનોબેઝિક ઍસિડ છે. તે H⁺ મુક્ત કરતો નથી પણ પાણીમાંથી OH^– સ્વીકારે છે અને લુઇસ ઍસિડની જેમ વર્તે છે.
  H₃BO₃ + H₂O → \(\mathrm{B}(\mathrm{OH})_4^{-}\) + H⁺
  B(OH)₃ + 2H₂O → \(\mathrm{B}(\mathrm{OH})_4^{-}\) + H₃O⁺
• H₃BO₃ ની રચના નીચે પ્રમાણે છે. જેમાં B નું અષ્ટક પૂર્ણ થતું નથી.

પ્રશ્ન 7.
કેટેનેશન એટલે, પરમાણુની ઇલેક્ટ્રૉનીય-રચના અને કદના આધારે સમાન પરમાણુઓનું જોડાણ. સમૂહ-14ના તત્ત્વોનો કેટેનેશનનો સાચો ક્રમ જણાવો :
(A) C > Si > Ge > Sn
(B) C >> Si > Ge ≈ Sn
(C) Si > C > Sn > Ge
(D) Ge > Sn > Si > C
જવાબ
(B) C >> Si > Ge ≈ Sn
પોતાના જ પરમાણુ સાથે જોડાઈ લાંબી ખુલ્લી કે બંધ સાંકળ બનવાના ગુણધર્મને કૅટેનેશન કહે છે. કૅટેનેશનનો આ ગુણધર્મ કાર્બનમાં મહત્તમ હોય છે અને સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટતો જાય છે.
C >> Si > Ge ≈ Sn > Pb
આ ગુણધર્મ માટે C – C ની ઊંચી બંધ ઊર્જા જવાબદાર છે. સમૂહમાં ઉપ૨થી નીચે જતાં કદ વધવાની સાથે વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે અને સાથે સાથે કૅટેનેશનના ગુણધર્મમાં પણ ઘટાડો થાય છે.

પ્રશ્ન 8.
સિલિકોનને સિલિકોન્સ જેવા પોલિમર બનાવવાનું પ્રબળ વલણ છે. સિલિકોન્સ પોલિમરની શૃંખલાની લંબાઈ …………………… ઉમેરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
(A) MeSiCl₃
(B) Me₂SiCl₂
(C) Me₃SiCl
(D) Me₄Si
જવાબ
(C) Me₃SiCl
સિલિકોન એ પૉલિમરની જેમ જ સિલિકોન્સ બનાવવાનો સ્વભાવ ધરાવે છે. આ સાંકળની લંબાઈને સીમિત કરવા માટે તેમાં Me₃SiCl કે જે તેના છેડા પર જોડાઈ લંબાઈ ટૂંકી કરે છે તે વપરાય છે.

પ્રશ્ન 9.
સમૂહ-13 ના તત્ત્વોની આયનીકરણ એન્થાલ્પી (Δ_iH₁ kJ mol^-1) માટેનો ક્રમ :
(A) B > Al > Ga > In > Tl
(B) B < Al < Ga < In < Tl
(C) B < Al > Ga < In > Tl
(D) B > Al < Ga > In < Tl જવાબ (D) B > Al < Ga > In < Tl
બોરોનથી ઍલ્યુમિનિયમ તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં ધારણા મુજબ કદ અને સ્ક્રીનિંગ અસ૨માં વધારો થતાં ઘટાડો થાય છે. જયારે ઍલ્યુમિનિયમથી ગેલિયમ તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં થોડો વધારો થાય છે. બંને પરમાણુમાં કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાની સાથે સ્ક્રીનિંગ અસરમાં પણ વધારો થાય છે. Ga માં સ્ક્રીનિંગ અસર નિર્બળ હોય છે. સામે કેન્દ્રનો વીજભાર વધારે વધે છે. આથી D કક્ષકોનું સંકોચન થાય છે. આથી આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.

Ga થી In તરફ જતા આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં થોડો વધારો થાય છે. કેમ કે 4d કક્ષકમાં ભરાયેલા 10 ઇલેક્ટ્રૉનને કા૨ણે સ્ક્રીનિંગ અસરમાં વધારો થાય છે, જે કેન્દ્રના વધતા વીજભારની અસરને વટાવી જાય છે.

In થી Tl તરફ જતા ફરીથી આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં વધારો થાય છે. કારણ કે 4f કક્ષકમાં 14 ઇલેક્ટ્રૉન ભરાયેલા હોય છે. આથી સ્ક્રીનિંગ અસરમાં વધારો થાય છે, સાથે કેન્દ્રના ધન વીજભારમાં પણ વધારો થાય છે. આથી આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.

પ્રશ્ન 10.
ડાયબોરેનના બંધારણમાં….
(A) બધા જ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં અને બોરોન પરમાણુઓ તે સમતલને લંબ ગોઠવાયેલા હોય છે.
(B) 2 બોરોન પરમાણુઓ અને ચાર છેડાના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં અને બે સેતુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ તેના લંબ સમતલમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
(C) 4 સેતુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અને બોરોન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં અને બે છેડાના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ આ સમતલને લંબરૂપે ગોઠવાયેલા છે.
(D) બધા જ પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોય છે.
જવાબ
(B) 2 બોરોન પરમાણુઓ અને ચાર છેડાના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં અને બે સેતુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ તેના લંબ સમતલમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
બોરોનની સામાન્ય સંયોજકતા ત્રણ હોય છે. આ પ્રમાણે તે BH₃ પ્રકારનો હાઇડ્રાઇડ બનાવે પણ તે ખૂબ અસ્થાયી હોય છે. કારણ કે BH₃ માં બોરોન પરમાણુનું અષ્ટક પૂર્ણ થતું નથી. આથી તે B₂H₆ અણુ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. બોરોનનો સૌથી સાદો હાઇડ્રાઇડ B₂H₆ છે જે ડાયબોરેન તરીકે જાણીતો છે.

આકૃતિમાં જોઈ શકાય છે કે બોરોન પરમાણુને સાદું સહસંયોજક બંધારણ બનાવવા માટે છ (6) ઇલેક્ટ્રૉનની જરૂર હોય છે. જ્યારે ડાયબોરેનમાં કુલ 12 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે : ત્રણ ઇલેક્ટ્રૉન બોરોનના એક પરમાણુના અને એક ઇલેક્ટ્રૉન હાઇડ્રોજન પરમાણુનાં. આમ, બોરોનના કુલ 6 ઇલેક્ટ્રૉન અને હાઇડ્રોજન ના કુલ 6 ઇલેક્ટ્રૉન.

છેડા પરના 4 હાઇડ્રોજન પરમાણુ તથા બોરોનના બે પરમાણુઓ એક સમતલમાં હોય છે. સમતલની ઉપર તેમજ નીચે એક એક જોડાણકર્તા હાઇડ્રોજન હોય છે. આથી દરેક બોરોન પરમાણુ ત્રણ ઇલેક્ટ્રૉન હોવા છતાં 4 બંધ બનાવે છે. છેડા પરના B – H બંધ સામાન્ય હોય છે. પણ જોડાણકર્તા B – H બંધ અલગ હોય છે.

દરેક જોડાણકર્તા હાઇડ્રોજન બે બોરોન પ૨માણુ સાથે બે ઇલેક્ટ્રૉન વડે જોડાય છે. આવા બંધને ત્રણ કેન્દ્રવાળો બંધ અથવા વધારે કેન્દ્રવાળો બંધ અથવા બનાના (કેળું) બંધ પણ કહેવાય છે.

પ્રશ્ન 11.
બોરોનનું સંયોજન X એ NH₃ સાથે પ્રક્રિયા કરી સંયોજન Y બનાવે છે, જેને અકાર્બનિક બેન્ઝિન કહે છે. સંયોજન Xએ BF₃ ની લિથિયમ ઍલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ સાથેની પ્રક્રિયાથી બને છે, તો સંયોજન X અને Y ના અણુસૂત્ર નીચેના પૈકી કયા હશે ?
(A) B₂H₆, B₃N₃H₆
(B) B₂O₃, B₃N₂H₆
(C) BF₃, B₃N₃H₆
(D) B₃N₃H₆, B₂H₆
જવાબ
(A) B₂H₆, B₃N₃H₆
(i) એમોનિયા વાયુની ડાયબોરેન સાથે પ્રક્રિયા કરતા શરૂઆતમાં B₂H₆ · 2NH₃ મળે છે. જે ત્યારબાદ [BH₂(NH₃)₂] + [BH₄] સાથે ગરમ કરતા બોરેઝીન B₃N₃H₆ મળે છે. જે બોરેઝોલ તરીકે પણ જાણીતું છે.

બોરેઝોલમાં પણ બેન્ઝિનની જેમ જ સસ્પંદન જોવા મળે છે. આથી તેને અકાર્બનિક બેન્ઝિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(ii) ડાયબોરેનને બનાવવા માટે BF3 નું રિડક્શન લિથિયમ ઍલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ વડે ડાયઇથાઇલ ઈથરની હાજરીમાં કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 12.
ક્વાર્ટ્સનો વધુ પ્રમાણમાં ઉપયોગ દાબવિદ્યુત સ્ફટિક તરીકે થાય છે. તે …………………. ધરાવે છે.
(A) Pb
(B) Si
(C) Ti
(D) Sn
જવાબ
(B) Si
ક્વાર્ટ્ઝ, ક્રિસ્ટોબેલાઇટ અને ટ્રાયડાઇમાઇટ એ સિલિકાના સ્ફટિકમય અપરરૂપો છે. તેઓ યોગ્ય તાપમાને એકબીજામાં પરિવર્તનીય છે અને ક્વાર્ટ્સનો મુખ્ય ઉપયોગ દાબ-વિદ્યુત પદાર્થ તરીકે થાય છે.

પ્રશ્ન 13.
સામાન્ય રીતે સૌથી વધુ ઉપયોગી રિડક્શનકર્તા …………………… છે.
(A) AlCl₃
(B) PbCl₂
(C) SnCl₄
(D) SnCl₂
જવાબ
(D) SnCl₂
રિડક્શનકર્તા પદાર્થ તેને કહે છે કે જે બીજા પદાર્થનું રિડક્શન કરે અને તેનું ઑક્સિડેશન થાય.
SnCl₂માં Sn ની ઑક્સિડેશન અવસ્થા +2 હોવાથી તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
SnCl₂ + 2FeCl₃ → 2FeCl₂ + SnCl₄
SnCl₂ + 2CuCl₂ → 2CuCl₂ + SnCl₄

પ્રશ્ન 14.
સૂકો બરફ ………… છે.
(A) ઘન NH₃
(B) ઘન SO₂
(C) ઘન CO₂
(D) ઘન N₂
જવાબ
(C) ઘન CO₂
CO₂ વાયુને ઊંચા દબાણે ઠંડો કરતા સૂકો બરફ મળે છે.

પ્રશ્ન 15.
સિમેન્ટ ઇમારતો બાંધવાની અગત્યની સામગ્રી છે. જે ઘણા તત્ત્વોના ઑક્સાઇડનું મિશ્રણ છે. કેલ્શિયમ, આયર્ન અને સલ્ફર ઉપરાંત બીજા કયા સમૂહ/સમૂહોના ઑક્સાઇડ આ
મિશ્રણમાં હાજર હોય છે ?
(A) સમૂહ-2
(B) સમૂહ-2, 13, 14
(C) સમૂહ-2 અને 13
(D) સમૂહ-2 અને 14
જવાબ
(B) સમૂહ-2, 13, 14
સિમેન્ટ એ કળીચૂનાના સમૃદ્ધ તત્ત્વોના મિશ્રણથી બનાવવામાં આવે છે. જેમાં CaOની સાથે માટી કે જેમાં સિલિકા SiO₂ હોય છે તે તથા ઍલ્યુમિનિયમ, લોખંડ અને મૅગ્નેશિયમના પણ ઑક્સાઇડ આવેલા હોય છે. પોર્ટલૅન્ડ સિમેન્ટમાં તત્ત્વોનું ટકાવાર પ્રમાણ આ પ્રમાણે હોય છે :
(i) CaO (50 – 60%)
(ii) SiO₂ (20 – 25%)
(iii) Al₂O₃ (5 – 10%)
(iv) Fe₂O₃ (1 – 2%)
(v) SO₂ (1 – 2%)
(vi) MgO (2 – 3%)
સિમેન્ટમાં સમૂહ-2 (Ca), સમૂહ-13(Al) અને સમૂહ-14(Si) ના ઑક્સાઇડ આવેલા છે.

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

પ્રશ્ન 1.
A1 ની સાપેક્ષમાં Gaની ઓછી પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા માટેનાં કારણો ………………. છે.
(A) d અને f કક્ષકોની નબળી આચ્છાદન અસર
(B) કેન્દ્રીય વિજભારમાં વધારો
(C) ઊંચી કક્ષકોની હાજરી
(D) વધુ પરમાણુ-ક્રમાંક
જવાબ
((A) d અને f કક્ષકોની નબળી આચ્છાદન અસર , (B) કેન્દ્રીય વિજભારમાં વધારો)
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ એટલે કે Al થી Ga તરફ જતાં ત્રિજ્યામાં ઘટાડો થાય છે (અપવાદ). કારણ કે તેના માટે બે પરિબળ મુખ્યત્વે જવાબદાર છે. એક d-કક્ષકોની નિર્બળ સ્ક્રીનિંગ અસર અને બીજું કેન્દ્રનો વધતો વીજભાર. આને કારણે ધારણા મુજબ ત્રિજ્યામાં વધારો જોવા મળતો નથી.

પ્રશ્ન 2.
CO₂ નો આકાર રેખીય હોવાનાં કારણો …………….. છે.
(A) કાર્બનનું sp³ સંકરણ
(B) કાર્બનનું sp સંકરણ
(C) કાર્બન અને ઑક્સિજન વચ્ચેનો рπ – pπ બંધ
(D) કાર્બનનું sp² સંકરણ
જવાબ
((B) કાર્બનનું sp સંકરણ, (C) કાર્બન અને ઑક્સિજન વચ્ચેનો рπ – pπ બંધ)
સિગ્મા (σ) બંધ s – s કક્ષકના સંમિશ્રણથી, s – p કક્ષકના સંમિશ્રણથી અને p – p કક્ષકના સંમિશ્રણથી બને છે. જ્યારે પાઈ (π) બંધ p – p કક્ષકના સંમિશ્રણથી બને છે.
CO₂ નું બંધારણ નીચે મુજબનું છે :

અહીં 2 સિગ્મા (σ) બંધ અને 2 પાઈ (π) બંધ આવેલા છે. CO₂ માં sp પ્રકારનું સંકરણ થાય છે આથી તેનો આકાર રેખીય છે.

પ્રશ્ન 3.
ઓગ્નોસિલિકોન્સના પૉલિમરાઈઝેશન દરમિયાન Me₃SiClનો ઉપયોગ થાય છે કારણ કે,
(A) ઓગેનોસિલિકોન્સ પૉલિમરની શૃંખલાની લંબાઈ Me₃SiCl ઉમેરવાથી નિયંત્રિત થઈ શકે છે.
(B) સિલિકોન્સ પૉલિમરનો અંતિમ છેડો Me₃SiCl થી બ્લૉક થાય છે.
(C) Me₃SiCl પૉલિમરની ગુણવત્તા અને નીપજમાં વધારો કરે છે.
(D) પૉલિમરાઈઝેશન દરમિયાન Me₃SiCl ઉદ્દીપક તરીકે વર્તે છે.
જવાબ
((A) ઓગેનોસિલિકોન્સ પૉલિમરની શૃંખલાની લંબાઈ Me₃SiCl ઉમેરવાથી નિયંત્રિત થઈ શકે છે., (B) સિલિકોન્સ પૉલિમરનો અંતિમ છેડો Me₃SiCl થી બ્લૉક થાય છે.)
પૉલિમરની શૃંખલાની લંબાઈમાં નિયંત્રણ કરવા માટે (CH₃)₃SiCl ઉમેરવામાં આવે છે. જે છેડા ઉપર જોડાઈ શૃંખલા આગળ વધતી અટકાવે છે.

પ્રશ્ન 4.
નીચેનામાંથી કયાં વિધાનો સાચાં છે ?
(A) ફુલેરિન ઝૂલતા બંધ ધરાવે છે.
(B) ફુલેરિન પિંજર જેવો અણુ છે.
(C) ગ્રેફાઇટ કાર્બનનું ઉષ્મીય રીતે સૌથી સ્થાયી અપરરૂપ છે.
(D) બ્રૅફાઇટ લીસું અને કઠિન છે તેથી તેનો ઉપયોગ મશીનમાં શુષ્ક ઊંજણ તરીકે થાય છે.
જવાબ
((B) ફુલેરિન પિંજર જેવો અણુ છે., (C) ગ્રેફાઇટ કાર્બનનું ઉષ્મીય રીતે સૌથી સ્થાયી અપરરૂપ છે. )
ફુલેરિન એ ચોક્કસ કાર્બન ધરાવતું પિંજરમય બંધારણ છે. તેનો C₆₀ સમસ્થાનિક વધારે જાણીતો છે. તેનું બંધારણ ગોળાકાર ફૂટબોલ જેવું હોય છે. આ ગોળાકાર બંધારણ 20 ષટ્કોણ અને 12 પંચકોણના મિશ્રણથી બને છે. શૅફાઇટ એ કાર્બનનું સૌથી સ્થાયી અપરરૂપ છે. તે હીરા અને ફુલેરિન કરતાં વધારે સ્થાયી હોય છે.

પ્રશ્ન 5.
આકૃતિના આધારે નીચેનામાંથી કયા વિધાનો સાચાં છે ?

(A) બે સેતુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અને બે બોરોન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં ગોઠવાયેલા છે.
(B) છ B – H બંધમાંથી બે B – H બંધ, ત્રણ કેન્દ્ર બે ઇલેક્ટ્રૉન બંધથી વર્ણવી શકાય.
(C) છ B – H બંધમાંથી ચાર B – H બંધ, ત્રણ કેન્દ્ર બે ઇલેક્ટ્રૉન બંધથી વર્ણવી શકાય.
(D) ચાર અંતિમ B – H બે ઇલેક્ટ્રૉન – બંધને બે કેન્દ્ર નિયમિત બંધ હોય છે.
જવાબ
(A, B, D)
બોરેનનું બંધારણ ઘણું જ રસપ્રદ છે. તે અન્ય હાઇડ્રાઇડ કરતાં અલગ પડે છે. કેમ કે બોરોન હાઇડ્રાઇડમાં ઇલેક્ટ્રૉનની ઊણપ હોય છે. ડાયબોરેનમાં કુલ 14 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. જે પૈકી દરેક બોરોનના ત્રણ અને હાઇડ્રોજનના કુલ છ એમ કુલ 12 ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. તેનું બંધારણ નીચે મુજબ હોય છે :

બે જોડાણકર્તા H પરમાણુ એવા સમતલમાં છે. જે બાકી રહેલા પરમાણુ ધરાવતા સમતલને લંબ છે અને તે બે B પરમાણુ વચ્ચેના પરિભ્રમણને અટકાવે છે. B – H બંધની બંધલંબાઈ એ એવા બંધને મળતી આવે છે કે જેમાં ઇલેક્ટ્રૉનની ઊણપ ન હોય. આપણે એવું ધારીએ છીએ કે આ બંધ સામાન્ય સહસંયોજક બંધ જ હોય છે કે જેમાં બે ઇલેક્ટ્રૉન બે પરમાણુ વચ્ચે વહેંચાયેલા હોય. આપણે આવા બંધને બે ઇલેક્ટ્રૉન-બે કેન્દ્ર બંધ કહે છે.

સામાન્યપણે કહી શકાય કે આ બંધ અસામાન્ય છે. કે બે જોડતા બંધમાં માત્ર એક જ ઇલેક્ટ્રૉન એક બોરોનનો અને એક જ ઇલેક્ટ્રૉન હાઇડ્રોજનનો એમ કુલ ચાર ઇલેક્ટ્રૉન આવેલા છે.

આમ આણ્વીય કક્ષકવાદ પ્રમાણે કહી શકાય કે દરેક B પરમાણુ sp³ બંધ માટે ચાર sp³ સંકર કક્ષકો ધરાવે છે. દરેક B પાસે રહેલા 4 કક્ષકો પૈકી અંક કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રૉન હોતા નથી. જે ત્રૂટક રેખા વડે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.

છેડા પર રહેલા ચાર B – H બંધ સામાન્ય છે. તેમાં બે કેન્દ્ર વચ્ચે બે ઇલેક્ટ્રૉન આવેલા છે. જ્યારે બે જોડાણ બંધ વિશિષ્ટ છે. જેમાં ત્રણ કેન્દ્ર અને બે ઇલેક્ટ્રૉન આવેલા છે. આથી તેમને જોડાણ (સેતુ) બંધ અથવા બનાના (કેળું) બંધ તરીકે ઓળખાય છે.

પ્રશ્ન 6.
નીચેનામાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું સાચું સસ્પંદન બંધારણ ઓળખો :
(A) O – C ≡ O
(B) O = C = O
(C) ^–O ≡ C – O⁺
(D) ^–O – C = O⁺
જવાબ
((B) O = C = O, (D) ^–O – C = O⁺)
CO₂ ના સસ્પંદન બંધારણ નીચે મુજબ છે :
O = C = O ↔ ⁺O = C – O^– ↔ ^–O – C ↔ O⁺

III. ટૂંક જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
BCl₃ · NH₃ અને AlCl₃ દ્વિઅણુ (ડાયમર)નું બંધારણ દોરો.
ઉત્તર:

• BCl₃ માં 3³⁺ નું કદ ઘણું નાનું હોય છે. આથી BCl₃ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે. છતાં પણ B પરમાણુનું અષ્ટક પૂર્ણ થતું નથી. જ્યારે NH₃ માં નાઇટ્રોજન પાસે અબંધકા૨ક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ આવેલું હોય છે. આથી નાઇટ્રોજન આ ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ બોરેનને આપી તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે.
• આમ BCl₃ એ લુઇસ ઍસિડ તરીકે તથા NH₃ લુઇસ બેઈઝ તરીકે વર્તે છે.
  H₃N: + BCl₃ → H₃N → BCl₃
• AlCl₃ દ્વિઆણ્વીય હોય છે. તેનું બંધારણ નીચે મુજબ હોય છે :

પ્રશ્ન 2.
પાણીમાં બોરિક ઍસિડનો સ્વભાવ લુઇસ ઍસિડ તરીકે સમજાવો.
ઉત્તર:
ઑર્થોબોરિક ઍસિડ ઠંડા પાણીમાં ઓછા દ્રાવ્ય હોય છે. પરંતુ ગરમ પાણીમાં સુદ્રાવ્ય હોય છે. તે મોનોબેઝિક ઍસિડ છે. તે H⁺ આયન મુક્ત કરતો નથી. પણ OH^– આયન સ્વીકારે છે અને લુઇસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે.
H₃BO₃ + H₂O → \(\mathrm{B}(\mathrm{OH})_4^{-}[latex] + H⁺
HBO નું બંધારણ :
અહીં બોરોન પરમાણુનું અષ્ટક પૂર્ણ થતું નથી. પાણીમાં રહેલાં ઑક્સિજન પાસે બંધમાં ભાગ લીધા વગરના ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ રહેલા હોય છે. આથી બોરિક ઍસિડ પ્રોટોન (H⁺) ગુમાવવાની જગ્યાએ પાણીમાંથી OH^– મેળવી [latex]\mathrm{B}(\mathrm{OH})_4^{-}[latex] બનાવી અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે.
આમ જે તત્ત્વ ઇલેક્ટ્રૉન મેળવે તેને લુઇસ ઍસિડ કહીએ તે મુજબ બોરિક ઍસિડ પણ લુઇસ ઍસિડ છે.

પ્રશ્ન 3.
હાઇડ્રોજનબંધ ધરાવતું બોરિક ઍસિડનું બંધારણ દોરો. કો ઘટક પાણીમાં હાજર છે ? આ ઘટકમાં બોરોનનું સંકરણ કયું છે ?
ઉત્તર:

અહીં દરેક H પરમાણુ બે ઑક્સિજન પરમાણુ વચ્ચે સેતુ બને છે. બોરિક ઍસિડ જ્યારે પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે ત્યારે તે લુઇસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે અને  [latex]\mathrm{B}(\mathrm{OH})_4^{-}\) બનાવે છે.
H₃BO₃ + H₂ → \(\mathrm{B}(\mathrm{OH})_4^{-}\) + H⁺
\(\mathrm{B}(\mathrm{OH})_4^{-}\) માં થતું સંકરણ sp³ છે.

પ્રશ્ન 4.
શા માટે નીચે આપેલાં સંયોજનો લુઇસ એસિડ તરીકે વર્તે છે તે સમજાવો :
(A) BCl₃
(B) AlCl₃
ઉત્તર:
BCl₃ અને AlCl₃ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ (B અને Cl) પાસે માત્ર છ ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. આમ, ઇલેક્ટ્રૉનની અછત ધરાવતા અણુઓ ઇલેક્ટ્રૉન સ્વીકારવાની વૃત્તિ ધરાવતા હોય છે. આથી તેને લુઇસ ઍસિડ કહે છે. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતા કદ વધતા ઇલેક્ટ્રૉન સ્વીકારવાની વૃત્તિમાં ઘટાડો થાય છે.

પ્રશ્ન 5.
નીચે આપેલાં વિધાનોનાં કારણો આપો :
(A) CCl₄ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે, જ્યારે SiCl₄નું સરળતાથી જળવિભાજન થાય છે.
(B) સિલિકોનની સરખામણીમાં કાર્બનમાં કેટેનેશન વલણ પ્રબળ છે.
ઉત્તર:
(A) CCl₄ એ સહસંયોજક બંધ ધરાવતું સંયોજન છે. જ્યારે પાણી (H₂O) એ ધ્રુવીય સંયોજન છે. CCl₄ એ H₂O સાથે H બંધ બનાવી શકતો નથી. આથી તે પાણી સાથે પ્રક્રિયા આપી શકતો નથી. આથી d-કક્ષકની ગેરહાજરીને કારણે CCl₄ પાણી સાથે જોડાઈ શકતો નથી. જ્યારે SiCl₄ નું સહેલાઈથી જળવિભાજન થાય છે.

(B) કાર્બન પરમાણુ પાસે કાર્બન-કાર્બન બંધ બનાવી લાંબી શૃંખલામાં જોડાઈ શકવાનો વિશિષ્ટ ગુણધર્મ હોય છે. આ ગુણધર્મને “કૅટેનેશન” કહે છે. આ ગુણધર્મ પાછળનું કારણ કાર્બન-કાર્બન વચ્ચે બનતો મજબૂત બંધ છે.

સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં કદ વધવાની સાથે વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે. આથી “કૅટેનેશન” ગુણધર્મમાં પણ ઘટાડો થાય છે માટે કાર્બન પરમાણુ પાસે સિલિકોન કરતાં વધારે પ્રબળતા કૅટેનેશન માટેની હોય છે.

પ્રશ્ન 6.
નીચેનાં વિધાનો સમજાવો :
(a) CO₂ વાયુ છે જ્યારે SiO₂ ઘન છે.
(b) સિલિકોન \(\mathrm{SiF}_6^{2-}\) આયન બનાવે છે જ્યારે તેને અનુરૂપ કાર્બનનું ફ્લોરો સંયોજન જાણીતું નથી.
ઉત્તર:
(a) CO₂ એ રેખીય છે. તેની ચુંબકીય ચાકમાત્રાનું મૂલ્ય શૂન્ય મળે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે CO₂ અણુમાં નીચે મુજબ સસ્પંદન થાય છે.
O = C = O ↔ ^–O – C ≡ O⁺ ↔ O⁺ ≡ C – O^–
CO₂ અણુઓ નિર્બળ વાન્-ડર-વાલ્સ બળ હેઠળ જકડાયેલા હોય છે. આથી તે વાયુ સ્વરૂપે હોય છે. જ્યારે SiO₂ માં વધારે વિદ્યુતઋણતાના તફાવતના કારણે Si – O બંધને આયનીય બંધ ગણવામાં આવે છે.

આથી સિલિકાનું ત્રિપરમાણ્વીય જાળીદાર રચના પ્રબળ અને મજબૂત બંધથી જોડાયેલ હોય છે. જેમાં એક સિલિકોન ચતુલકીય રીતે ચાર ઑક્સિજન સાથે જોડાયેલ હોય છે અને એક ઑક્સિજન સહસંયોજક રીતે બે સિલિકોન સાથે જોડાય છે.

આમ SiO₂ એકાકી અણુ સ્વરૂપે મળતો નથી. તે હંમેશાં અષ્ટફલકીય રીતે જોડાયેલ ઘન સ્વરૂપે જ મળે છે.

(b) Si પરમાણુ પાસે ખાલી 3d કક્ષક હોવાથી તે ફ્લોરિન પરમાણુ પાસેથી ઇલેક્ટ્રૉન સ્વીકારી શકે છે. આથી તે \(\mathrm{SiF}_6^{2-}\) આયન બનાવી શકે છે. જ્યારે કાર્બન પરમાણુ પાસે માત્ર 2p² કક્ષક જ ખાલી હોય છે. આથી તે 4 થી વધારે સંયોજકતા દર્શાવી શકશે નહીં. આથી \(\mathrm{CF}_6^{2-}\) શક્ય નથી.

પ્રશ્ન 7.
પરમાણ્વીયક્રમાંક વધતાં સમૂહ-13માં +1 અને સમૂહ-14માં +2 ઑક્સિડેશન-અવસ્થા વધુ ને વધુ સ્થાયી બને છે.’ સમજાવો.
ઉત્તર:
સમૂહ-13, 14, 15 અને 16 માં નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરના કારણે કહી શકાય કે સમૂહની સ્થાયી સંયોજકતા સમૂહની મહત્તમ સંયોજકતાના મૂલ્યમાંથી 2 બાદ કરતા મળે છે. આથી સમૂહ-13 ની સંયોજકતા +3 છે. તેની સ્થાયી સંયોજકતા +1 પણ મળે છે. બોરોનના નાના કદના કારણે તે મહત્તમ B^{+3/sup> સંયોજકતા ધરાવે છે. તેમાં તેનો ઑક્સિડેશન આંક +3 છે.}

Tl માટે અને Ga માટે +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થા વધારે જોવા મળે છે. જે નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે હોય છે.

નવો દાખલ થતો ઇલેક્ટ્રૉન ns કક્ષકની જગ્યાએ (n – 1)d કક્ષકમાં જાય છે. જે કેન્દ્રની વધારે નજીક હોય છે. આથી આકર્ષણ વધે છે. આથી S કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રૉન બંધ બનાવવા માટે હાજર હોતા નથી. જેને નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર પણ કહી શકાય. ns કક્ષકની બંધમાં ભાગ લેવા માટેની ક્ષમતામાં થતા ઘટાડાને નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર કહે છે. નિષ્ક્રિય

યુગ્મ અસ૨ n નું મૂલ્ય 4 કરતાં વધારે હોય ત્યારે વધારે જોવા મળે છે અને n ના વધતા મૂલ્ય સાથે વધે છે.

આમ, સમૂહ-14 માં 4 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન આવેલ હોવાથી તે +4 કે −4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા આપી શકે છે.

Ge, Sn અને Pb +2 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે. કારણ કે તેમાં નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર જોવા મળે છે. Sn⁺² અને Pb²⁺ સ્વભાવે આયનીય હોય છે. +2 સંયોજકતાનું વલણ સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે.

પ્રશ્ન 8.
કાર્બન અને સિલિકોન બંને સમૂહ-14ના તત્ત્વો છે, પરંતુ બંનેના ડાયઑક્સાઈડ (એટલે કે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને સિલિકોન ડાયૉક્સાઇડ)ની તત્ત્વયોગમિતિયતા સમાન હોવા છતાં તેના બંધારણ જુદાં-જુદાં છે. ટીપ્પણી કરો.
ઉત્તર:
સમૂહ-14 ના બધા જ ડાયૉક્સાઇડ MO₂ પ્રકારના બને છે. પરંતુ CO₂ નું બંધારણ રેખીય હોય છે. જેથી તેની ચુંબકીય ચાકમાત્રા શૂન્ય થાય છે. બંને ઑક્સિજન પરમાણુ કાર્બન સાથે દ્વિબંધ બનાવે છે અને C નું sp પ્રકારનું સંકરણ થાય છે.

પરંતુ C – O ની બંધલંબાઈ 1.15A° છે. જે C = O ની બંધલંબાઈ કરતાં ઓછી છે. જે દર્શાવે છે કે CO₂ માં સસ્પંદન થતું હોવું જોઈએ. જે નીચે પ્રમાણે છે :
O = C = O ↔ O^– – C ≡ O⁺ ↔ O⁺ ≡ C – O^–
પણ સિલિકાનું બંધારણ CO₂ કરતાં અલગ હોય છે. Si – O બંધ આયનીય બંધ છે. કારણ કે Si અને O ની વિદ્યુતઋણતામાં તફાવત જોવા મળે છે. આથી સિલિકાનું બંધારણ ત્રિપરિમાણીય હોય છે અને તેના સિલિકોન સમચતુલકીય રીતે બીજા 4 ઑક્સિજન સાથે જોડાયેલ હોય છે તથા દરેક ઑક્સિજન બે સિલિકોન સાથે જોડાય છે.

ક્યારેય પણ સિલિકા એકાકી અણુ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવી શકતા નથી. પણ તે મોટા અણુ તરીકે જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. સિલિકાના ગલનબિંદુ ઘણા ઊંચા હોય છે.

પ્રશ્ન 9.
જો સિલિકોન ડાયોક્સાઇડના ત્રિપરિમાણીય જાળીદાર બંધારણમાંથી થોડા સિલિકોન પરમાણુને ત્રિસંયોજક પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપિત કરતાં, આખા બંધારણમાં કયા પ્રકારનો વીજભાર થશે ?
ઉત્તર:

• SiO₂ નો આકાર નીચે પ્રમાણે છે :

• આ રચનામાં જ્યારે સિલિકોન પરમાણુ ત્રિસંયોજકતાવાળા પરમાણુ વડે સ્થાનાંતર પામે ત્યારે આશરે એક ધનભારમાં વધારો થાય છે. આ ધનભારનો વધારો સ્ફટિકને સુવાહક બનાવે છે.

• સામાન્ય રીતે સ્ફટિકમય પદાર્થ વિદ્યુતીય રીતે તટસ્થ હોય છે. આ સ્ફટિક પણ વિદ્યુતીય રીતે તટસ્થ થવા પ્રયત્ન કરે છે.
• B પાસે પડોશમાં રહેલા પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રૉન આવે છે અને છિદ્રો આ રીતે પુરાય છે. આમ ઇલેક્ટ્રૉન અને છિદ્રો સતત સ્ફટિકમાં ખસતા રહે છે. તે ઇલેક્ટ્રૉનની વિરુદ્ધ દિશામાં ખસતા રહે છે.
• હવે આ સ્ફટિકને વિદ્યુતક્ષેત્રમાં રાખતા ઇલેક્ટ્રૉન ધનભારની દિશામાં ખસે છે. પરંતુ છિદ્રો એ ઋણભારની દિશામાં ખસે છે. આવા અર્ધવાહકોને p- પ્રકારના અર્ધવાહકો કહેવાય છે.

પ્રશ્ન 10.
જ્યારે BCl₃ની પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે ત્યારે જળવિભાજન પામી [B(OH)₄]^– બનાવે છે, જ્યારે AlCl₃ માત્ર જલીય ઍસિડિક દ્રાવણમાં [Al(H₂O)₆]³⁺ આયન બનાવે છે. આ ઘટક આયનમાં બોરોન અને એલ્યુમિનિયમનું સંકરણ કર્યું છે તે સમજાવો.
ઉત્તર:
મોટાભાગના ત્રિસંયોજક પરમાણુ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી જળવિભાજન પામે છે. દા.ત., BCl₃ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી [latex]\mathrm{B}(\mathrm{OH})_4^{-}[/latex] આપે છે. આમાં બોરોનના પરમાણુનું sp³ પ્રકારનું સંકરણ થાય છે.
BCl + 3H₂O → B(OH)₃ + 3HCl
B(OH)₃ + H₂O → [B(OH)₄]^– + H⁺
જ્યારે AlCl₃ ના ઍસિડિક કરેલા દ્રાવણની પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતા [Al(H₂O)₆]³⁺ આયન મળે છે. આ સંકીર્ણ સંયોજનમાં Al ની 3d કક્ષક પણ સંકરણમાં ભાગ લે છે અને સંકરણ પામે છે. આ સંયોજનમાં Al નું સંકરણ sp³d² પ્રકારનું થાય છે.

પ્રશ્ન 11.
ઍલ્યુમિનિયમ ખનીજ એસિડમાં અને જલીય બેઈઝમાં ઓગળે છે. જે તેનો ઉભયગુણધર્મી સ્વભાવ દર્શાવ છે. એલ્યુમિનિયમના ટુકડાને ટેસ્ટટ્યૂબમાં મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ અથવા સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરતા અને ટેસ્ટટ્યૂબના મુખ પાસે સળગતી દીવાસળી લઈ જતાં, પોપ અવાજ હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન થવાનો નિર્દેશ કરે છે. આ પ્રમાણે પ્રક્રિયા સાંદ્ર નાઈટ્રિક ઍસિડ સાથે કરતા કોઈ પ્રકારની પ્રક્રિયા આપશે નહિ. કારણ સમજાવો.
ઉત્તર:

• Al એ ઍસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા આપી H₂ વાયુ મુક્ત કરે છે. જે અવાજ સાથે સળગે છે.
  2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
  2Al + NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂
• પણ જ્યારે Al ની સાંદ્ર HNO₃ સાથે પ્રક્રિયા કરાવવામાં આવે ત્યારે તે Al₂O₃ નું નિષ્ક્રિય પડ બનાવે છે. જેથી આગળ પ્રક્રિયા થતી નથી.
  2Al + 6HNO₃ → Al₂O₃ + 6NO₂ + 3H₂O

પ્રશ્ન 12.
નીચેનાં વિધાનો સમજાવો :
(a) ઍલ્યુમિનિયમ કરતાં ગેલિયમની આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધુ છે.
(b) બોરોન B³⁺ આયન દર્શાવતો નથી.
(c) ઍલ્યુમિનિયમ [AlF₆]^3- આયન બનાવે, પરંતુ બોરોન [BF₆]^3- આયન બનાવતો નથી.
(d) PbX₂ કરતાં PbX₄ વધુ સ્થાયી છે.
(e) Pb⁴⁺ ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે, જ્યારે Sn²⁺ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
(f) ફ્લોરિન કરતાં ક્લોરિનની ઇલેક્ટ્રોનપ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી વધુ ઋણ હોય છે.
(g) Tl(NO₃) ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
(h) કાર્બન કેટેનેશનનો ગુણધર્મ દર્શાવે છે પરંતુ લૅડ દર્શાવતું નથી.
(i) BF₃નું જળવિભાજન થતું નથી.
(j) શા માટે સિલિકોન ગ્રેફાઇટ જેવું બંધારણ ધરાવતો નથી જ્યારે કાર્બન ધરાવ છે ?
ઉત્તર:
(a) ગેલિયમ પરમાણુમાં ઉમેરાતો ઇલેક્ટ્રૉન 3d કક્ષકમાં જાય છે. જેના પર નિર્બળ સ્ક્રીનિંગ અસર લાગે છે. પણ કેન્દ્રમાં થતો વીજભારનો વધારો અસરકારક હોય છે. આથી Ga ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી Al કરતાં વધારે હોય છે.

(b) B પરમાણુનું કદ ઘણું નાનું હોય છે. નાના કદના કારણે એની પ્રાથમિક, દ્વિતીયક અને તૃતીયક એમ ત્રણે આયનીકરણ એન્થાલ્પીના મૂલ્ય ઊંચા હોય છે. આથી તે B+3 આયન આપી શકતો નથી. તે સામાન્ય રીતે સહસંયોજક સંયોજનો જ બનાવે છે.

(c) Al એ [AlF₆]^3- આયન બનાવી શકે છે. કારણ કે તેમાં ખાલી d કક્ષક હાજર હોય છે. આથી તે 4 તેમજ 6 સવર્ગઆંકવાળા સંયોજનો બનાવી શકે છે. આ સંકીર્ણમાં Al નું sp³d² સંકરણ થાય છે.
જ્યારે બોરોન એ [BF₆]^3- આયન બનાવી શકશે નહીં. કારણ કે તેનામાં ખાલી d કક્ષક હોતી નથી. આથી તેનો સવર્ગઆંક 4 સુધી સીમિત થઈ જાય છે. આમ B એ [BF₄]^– બનાવી શકે છે. જેમાં તેનો સવર્ગઆંક 4 હોય છે. પણ [BF₆]^– બનાવી શકશે નહીં.

(d) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે Pb ની +2 ઑક્સિડેશન અવસ્થા +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા કરતાં વધારે સ્થાયી છે. આથી PbX₂ એ PbX₄ કરતાં વધારે સ્થાયી છે.

(e) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે +2 આયન બનવાની ક્ષમતા સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં વધતી જાય છે. આથી Pb²⁺ એ Pb⁴⁺ કરતાં વધારે સ્થાયી છે. આથી Pb⁴⁺ એ ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે. જ્યારે Sn²⁺ એSn⁴⁺ કરતાં ઓછો સ્થાયી છે. આથી Sn²⁺ એ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
Sn²⁺ → Sn⁴⁺ + 2e^–
Pb⁴⁺ + 2e^– → Pb²⁺

(f) ઇલેક્ટ્રૉન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય Cl નું F કરતાં વધારે ઋણ છે. કારણ કે જ્યારે F માં ઇલેક્ટ્રૉન ઉમેરાય છે ત્યારે તે n = 2 કક્ષામાં ઉમેરાય છે અને તેનું કદ નાનું હોવાથી ઇલેક્ટ્રૉન-ઇલેક્ટ્રૉન વચ્ચેનું અપાકર્ષણ વધારે થાય છે. જ્યારે Cl માં ઉમેરાતો ઇલેક્ટ્રૉન n = 3 ધરાવતી કક્ષામાં ઉમેરાય છે. જેનું કદ મોટું હોવાથી ત્યાં ઇલેક્ટ્રૉન-ઇલેક્ટ્રૉન વચ્ચે અપાકર્ષણ ઓછું થાય છે.

(g) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે Tl ની +1 ઑક્સિડેશન અવસ્થા +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થા કરતાં વધારે સ્થાયી છે. આથી Tl(NO₃)₃ એ ઑક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(h) ‘કૅટેનેશન’ ગુણધર્મ પરમાણુના કદ પર આધાર રાખે છે. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતા કદ વધતા વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે. આથી કૅટેનેશનનો ગુણધર્મ ઘટે છે. આમ C એ Pb કરતાં કદમાં ઘણો નાનો હોવાથી C માં કૅટેનેશન જોવા મળે છે. જ્યારે Pb માં કૅટેનેશન જોવા મળતું નથી.

(i) બીજા બોરોન હેલાઈડની જેમ BF₆ જળવિભાજન પામતો નથી. કારણ કે તે બોરિક ઍસિડ બનાવે છે તથા ફ્લોરો બોરિક ઍસિડ બનાવે છે.
BF₃ + 3H₂O → H₃BO₃ + 3HF × 4
H₂BO₃ + 4HF → H⁺[BF₄]^– + 3H₂O + 3
4BF₃ + 3H₂O → H₃BO₃ + 3[BF₄]^– + 3H⁺

(j) ગ્રેફાઇટમાં કાર્બનનું સંકરણ sp² પ્રકારનું હોય છે. કાર્બન તેના નાના કદ અને ઊંચી વિદ્યુતઋણતાના કારણે સમૂહ-14 ના અન્ય તત્ત્વો કરતાં પ્રબળ Pπ – Pπ બંધ બનાવે છે. જ્યારે સિલિકોનનું કદ મોટું હોવાથી તેની વિદ્યુતઋણતા ઓછી હોય છે. આથી તે Pπ – Pπ પ્રકારના બંધ બનાવી શકતું નથી.
આથી Si એ શૅફાઇટ જેવા બંધારણ આપી શકશે નહીં.

પ્રશ્ન 13.
નીચે આપેલી પ્રક્રિયામાં A, X અને Z સંયોજનો ઓળખો :
A + 2HCl + 5H₂O → 2NaCl + X

ઉત્તર:

પ્રશ્ન 14.
નીચે આપેલાં રાસાયણિક સમીકરણો પૂર્ણ કરો :
Z + 3LiAlH₄ → X + 3LiF + 3AlF₃
X + 6H₂O → Y + 6H₂
3X + 30₂ \(\stackrel{\Delta}{\longrightarrow}\) B₂O₃ + 3H₂O
ઉત્તર:

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

પ્રશ્ન 1.
કોલમ – Iમાં આપેલી સ્વિસીઝને કૉલમ – IIમાં આપેલી લાક્ષણિકતા સાથે જોડો :

કોલમ – I	કૉલમ – II
(A) \(\mathbf{B F}_4^{-}\)	(1) મધ્યસ્થ પરમાણુની ઑક્સિડેશન-અવસ્થા +4 છે.
(B) AlCl3	(2) પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા
(C) SnO	(3) લુઇસ એસિડ
(D) PbO2	(4) ફરીથી ઑક્સિડાઇઝ કરી શકાય
	(5) સમચતુલકીય આકાર

ઉત્તર:
(A – 5), (B – 3), (C – 4), (D – 1, 2)
(A) \(\mathbf{B F}_4^{-}\) – માં sp³ સંકરણ થાય છે તથા તેનો આકાર સમચતુલકીય છે.
(B) AlCl₃ – માં Al નું અષ્ટક પૂર્ણ થતું નથી. આથી તે લુઇસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે.
(C) SnO – Sn પરમાણુ +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા પણ દર્શાવે છે. આથી તેનું ઑક્સિડાઇઝ થઈ શકે છે.
(D) PbO₂ – PbO₂ માં Pb નો ઑક્સિડેશન આંક +4 છે. આથી નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે +4 એ +2 કરતાં ઓછી સ્થાયી છે. આમ તે પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.

પ્રશ્ન 2.
કૉલમ – Iમાં આપેલ સ્પિસીઝને કૉલમ – IIમાં આપેલ ગુણધર્મો સાથે જોડો :

કોલમ – I	કૉલમ – II
(A) ડાયબોરેન	(1) ધાતુઓના ઝારણકામ માટે ફ્લક્સ તરીકે ઉપયોગી
(B) ગેલિયમ	(2) સિલિકાનું સ્ફટિકમય સ્વરૂપ
(C) બોરેક્સ સિલિકેટ	(૩) બનાના બંધ
(D) ઍલ્યુમિનો	(4) નીચું ગલનબિંદુ, ઊંચું ઉત્કલનબિંદુ, ઊંચા તાપમાનના માપન માટે
(E) ક્વાર્ટ્ઝ	(5) પેટ્રોરસાયણ ઉધોગમાં ઉદ્દીપક તરીકે

ઉત્તર:
(A – 3), (B – 4), (C – 1), (D – 5), (E – 2)
(A) BH₃ એ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે. આથી તે B₂H₆ ડાયબોરેન બનાવે છે અને તેમાં બનાના (કેળા) જેવા આકારના બંધ હોય છે.
(B) ગેલિયમનું ગલનબિંદુ નીચું તેમજ ઉત્કલનબિંદુ ખૂબ જ ઊંચું હોવાથી તે ઊંચું તાપમાન માપવા વપરાય છે.
(C) બોરેક્સનો ઉપયોગ લક્સ તરીકે ધાતુના જોડાણ કાર્યમાં થાય છે.
(D) ઍલ્યુમિનો સિલિકેટ સંયોજનો પેટ્રોરસાયણ ઉદ્યોગમાં ઉદ્દીપક તરીકે વપરાય છે.
(E) ક્વાર્ટ્ઝ એ સિલિકાનું સ્ફટિકમય અપરરૂપ છે.

પ્રશ્ન 3.
કોલમ – Iમાં આપેલ સ્પિસીઝને કૉલમ – IIમાં આપેલ સંકરણ સાથે જોડો :

કૉલમ – I	કૉલમ – II
(A) [B(OH4)]– માં બોરોન	(1) sp2
(B) [Al(H2O)6]3+ માં ઍલ્યુમિનિયમ	(2) sp3
(C) B2H6 માં બોરોન	(3) sp3d2
(D) બમિન્સ્ટરકુલેરીનમાં કાર્બન
(E) \(\mathrm{SiO}_4^{4-}\)માં સિલિકોન
(F) [GeCl6]2- માં જર્મેનિયમ

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

કૉલમ – I	કૉલમ – II
(A) [B(OH4)]– માં બોરોન	(2) sp3
(B) [Al(H2O)6]3+ માં ઍલ્યુમિનિયમ	(3) sp3d2
(C) B2H6 માં બોરોન	(2) sp3
(D) બમિન્સ્ટરકુલેરીનમાં કાર્બન	(1) sp2
(E) \(\mathrm{SiO}_4^{4-}\)માં સિલિકોન	(2) sp3
(F) [GeCl6]2- માં જર્મેનિયમ	3) sp3d2

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 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 ખોટું છે પરંતુ R સાચું છે.

પ્રશ્ન 1.
વિધાન (A) : જો સિલિકોન ડાયૉક્સાઇડના ત્રિપરિમાણ્વીય જાળીદાર રચનામાં થોડા સિલિકોન પરમાણુઓ, એલ્યુમિનિયમ પરમાણુઓ દ્વારા વિસ્થાપિત થતાં આખા
બંધારણનો ઋણભાર બદલાશે.
કારણ (R) : ઍલ્યુમિનિયમ ત્રિસંયોજક છે, જ્યારે સિલિકોન ચતુઃસંયોજક છે.
જવાબ
(D) A ખોટું છે પરંતુ R સાચું છે.
Al એ ત્રિસંયોજક છે. જ્યારે સિલિકોનની સંયોજકતા ચાર છે. જો Al એ Si ને વિસ્થાપિત કરે ત્યારે સમગ્ર બંધારણ SiO₂ નું વિદ્યુતીય રીતે નિષ્ક્રિય થાય છે. તેના પર કોઈ ભાર ઉદ્ભવતો નથી.

પ્રશ્ન 2.
વિધાન (A) : સિલિકોન્સ પાણી પ્રત્યે અપાકર્ષણનો ગુણ ધરાવે છે.
કારણ (R) : સિલિકોન્સ ઓર્ગેનોસિલિકોન પૉલિમર છે, જે (- R₂SiO-) પુનરાવર્તિત એકમ ધરાવે છે.
જવાબ
(B) A અને R બંને સાચાં છે, પરંતુ R એ Aની સાચી સમજૂતી નથી.
સિલિકોન્સ એ ઓર્ગેનોસિલિકોન પૉલિમર વર્ગનું સંયોજન છે. જેમાં R₂SiO પ્રકારના અણુનું પુનરાવર્તન થાય છે. આ દર્શાવે છે કે સિલિકોન્સમાં Si ની આસપાસ અધ્રુવીય આલ્કાઈલ સમૂહ આવેલાં છે. જે પાણી પ્રત્યે અપાકર્ષણ અનુભવે છે તે જોડાયેલા હોય છે. તેના ઘણા ઉપયોગો હોય છે. તે ખાસ પાણી અવરોધક કાપડ બનાવવા વપરાય છે.

VI. દીર્ઘ જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
સમૂહ-13 અને સમૂહ-14ના તત્ત્વો માટે નીચે આપેલા ગુણધર્મોના સામાન્ય વલણો વર્ણવો :
(A) પરમાણ્વીય કદ
(D) ઑક્સિડેશન-અવસ્થા
(B) આયનીકરણ એન્થાલ્પી
(E) હેલાઈડનો સ્વભાવ
(C) ધાત્વીય ગુણ
ઉત્તર:
સમૂહ-13 માટે
(A) પરમાણુનું કદ : સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં દરેક પરમાણુમાં નવો કોષ ઉમેરાય છે અને તેમાં નવો ઇલેક્ટ્રૉન ઉમેરાય છે. આથી પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વધે છે. છતાં પણ તેમાં કોઈકવાર અપવાદ જોવા મળે છે.
Ga ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા Al ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા કરતાં નાની છે. જેનું કારણ વધારાના 3d કક્ષકોમાં આવેલા 10 ઇલેક્ટ્રૉન છે. જેના કારણે બાહ્યતમ કક્ષાના ઇલેક્ટ્રૉન પર નિર્બળ સ્ક્રીનિંગ અસર ઉદ્ભવે છે.

(B) આયનીકરણ એન્થાલ્પી : આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં ઘટે છે. B થી Al તરફ જતાં કદમાં વધારો થતા આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં ઘટાડો થાય છે.
આ વર્તણૂકમાં આગળ જતાં વર્તન બદલાય છે. A થી Ga અને In થી Tl તરફ જતાં નિર્બળ સ્ક્રીનિંગ અસરના કારણે તથા ઢ અને f કક્ષકમાં આવતા ઇલેક્ટ્રૉન પર કેન્દ્રના વધારાના ભારના કારણે આ વર્તણૂક જોવા મળે છે.

(C) ધાત્વીય લાક્ષણિકતા : બોરોન પરમાણુ અર્ધધાતુ છે. કારણ કે તેની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘણી ઊંચી છે. B થી Al તરફ જતા કદ વધવાના કારણે ધાત્વિક ગુણમાં વધારો થાય છે. Al થી Tl તરફ જતા નિર્બળ સ્ક્રીનિંગ અસરના કારણે આ ગુણધર્મમાં ઘટાડો થાય છે.

(D) ઑક્સિડેશન અવસ્થા : સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થાયિતા ઘટતી જાય છે. જ્યારે +1 ઑક્સિડેશનની સ્થાયિતા વધતી જાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો +1 ઑક્સિડેશનની સ્થાયિતાનો વધતો જતો ક્રમ Al < Ga < In < Tl અને In, Ga અને Tl માં +1 અને +3 બંને ઑક્સિડેશન અવસ્થા મળે છે.

(E) હેલાઈડનો સ્વભાવ : આ સમૂહનાં તત્ત્વો હેલોજન સાથે પ્રક્રિયા કરી ટ્રાયહેલાઈડ આપે છે. (અપવાદ : TlI₃)
2E_(s) + 3X_2(g) → 2EX_3(s) [X = F, Cl, Br, I] બોરોનના હેલાઈડમાં ઇલેક્ટ્રૉનની ઊણપ હોય છે અને તે લુઇસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે. લુઇસ ઍસિડ તરીકેની લાક્ષણિકતા નીચેના ક્રમમાં ઘટે છે.
BI₃ > BBr₃ > BCl₃ > BF₃

સમૂહ-14 માટે
(A) પરમાણુનું કદ : C થી Si તરફ જતાં પરમાણુની સહસંયોજક ત્રિજ્યામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. ત્યારબાદ Si થી Pb તરફ જતાં તેમાં ઓછો વધારો થાય છે. આમ થવાનું કારણ d અને f કક્ષકો છે. જે સંપૂર્ણપણે ભરાયેલી છે.

(B) આયનીકરણ એન્થાલ્પી : સમૂહ-14 ના પરમાણુની પ્રાથમિક આયનીકરણ એન્થાલ્પી સમૂહ-13 નાં તત્ત્વોની પ્રાથમિક આયનીકરણ એન્થાલ્પી કરતાં વધારે હોય છે. આનું કારણ અંદરની ભરાયેલી કક્ષકોના ઇલેક્ટ્રૉનની અસર છે. સામાન્ય રીતે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે. Si થી Ge અને Ge થી Sn તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં થોડો ઘટાડો જોવા મળે છે. એના માટે ત અને f કક્ષકો પૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી તેની લીધે ઉદ્ભવતી નિર્બળ સ્ક્રીનિંગ અસ૨ જવાબદાર છે.

(C) ધાત્વીય લાક્ષણિકતા : સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં ધાત્વીય ગુણધર્મમાં વધારો થાય છે. C અધાતુ છે જ્યારે Si અને Ge અર્ધધાતુ છે. જ્યારે Sb અને Pb ધાતુ છે.

(D) ઑક્સિડેશન અવસ્થા : સમૂહ-14ના તત્ત્વો તેની બાહ્યતમ કક્ષામાં 4 ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે. આ સમૂહનાં તત્ત્વોની સામાન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થા +4 અને +2 હોય છે. કાર્બનની ઋણ ઑક્સિડેશન અવસ્થા પણ હોય છે. આ ચાર આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય ઘણું વધારે હોવાથી +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા પરમાણુ સહસંયોજક બંધ બનાવી શકે છે. ભારે ધાતુઓમાં +2 ઑક્સિડેશન અવસ્થાનું વલણ Ge < Sn < Pd જતાં ઘટે છે. જે નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરના કારણે હોય છે.

(E) હેલાઈડનો સ્વભાવ : આ સમૂહનાં તત્ત્વો MX₂ તથા MX₄ પ્રકારના હેલાઈડ બનાવે છે, સિવાય કે કાર્બન, બધા જ તત્ત્વો હેલોજન સાથે સીધી જ પ્રક્રિયા કરે છે અને હેલાઈડ બનાવે છે. મોટાભાગના બધા જ MX₄ પ્રકારના સંયોજન sp³ સંકરણ ધરાવે છે અને તેમનો આકાર સમચતુલકીય હોય છે. જયારે SnF₄ અને PbF₄ સ્વભાવે આયનીય હોય છે. સમૂહના Ge થી Pb સુધીના ભારે તત્ત્વો MX₂ પ્રકારના હેલાઈડ બનાવે છે. આ હેલાઈડની સ્થાયિતા નીચે તરફ જતાં વધતી જાય છે.

પ્રશ્ન 2.
નીચેના અવલોકનો માટેનાં કારણો જણાવો :
(A) AlCl₃ લુઇસ ઍસિડ છે.
(B) ક્લોરિન કરતાં ફ્લોરિનની વિદ્યુતઋણતા વધુ હોવા છતાં BF₃ BCI₃ કરતાં નિર્બળ લુઇસ ઍસિડ છે.
(C) SnO₂ કરતાં PbO₂ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
(D) થેલિયમની ઑક્સિડેશન-અવસ્થા +3 કરતાં +1 વધુ સ્થાયી છે.
ઉત્તર:
(A) AlCl₃ માં Al પરમાણુ પાસે સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર છ ઇલેક્ટ્રૉન આવેલા હોય છે. આથી તેમાં ઇલેક્ટ્રૉનની ઊણપ હોવાથી તે ઇલેક્ટ્રૉન મેળવવા પ્રયત્ન કરે છે. આથી તેને લુઇસ ઍસિડ કહે છે.

(B) BF₃ માં B પાસે એક ખાલી 2p કક્ષક હોય છે અને F પાસે એક 2p કક્ષક ભરાયેલી હોય છે. બંને કક્ષકો એકસમાન ઊર્જા ધરાવે છે. આથી તેઓ એકબીજા સાથે સંમિશ્રણ પામી Pπ – Pπ બંધ બનાવી શકે છે. આ પ્રકારના બંધને પાછળથી બનતો બંધ કહે છે.

જ્યારે આ પ્રકારનો બંધ BCl₃ માં જોવા મળતો નથી.
કારણ કે તેમાં B ની 2p અને Cl ની 3p કક્ષકો વચ્ચે સંમિશ્રણ થઈ શકતું નથી. આથી ઇલેક્ટ્રૉનની ઊણપ BCl₃ માં BF₃
કરતાં વધારે હોય છે. આથી BF₃ નિર્બળ લુઇસ ઍસિડ છે.

(C) PbO₂ તેમજ SnO₂ માં લૅડ તેમજ ટીન બંને +4 ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે પણ પ્રબળ નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે Pb²⁺ આયન Sn²⁺ આયન કરતાં વધારે સ્થાયી હોય છે. આથી PbO₄ આયન સહેલાઈથી Pb⁺² માં રૂપાંતર પામે છે. જ્યારે Sn⁴⁺ સહેલાઈથી Sn⁺² માં રૂપાંતર પામતા નથી. આથી PbO₂ વધારે પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે.

(D) Tl⁺ એ Tl³⁺ કરતાં નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરના કારણે વધારે સ્થાયી છે.

પ્રશ્ન 3.
બોરેક્સના જલીય દ્રાવણને જ્યારે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ વડે ઍસિડિક બનાવવામાં આવે ત્યારે સફેદ સ્ફટિકમય ઘન બને છે, જે સ્પર્શે સાબુ જેવો હોય છે. શું આ ઘન પદાર્થ સ્વભાવમાં ઍસિડિક અથવા બેઝિક છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:
જ્યારે બોરેક્સના જલીય દ્રાવણને HCl વડે ઍસિડિક કરવામાં આવે ત્યારે બોરિક ઍસિડ મળે છે.

બોરિક ઍસિડ એ સફેદ સ્ફટિકમય પદાર્થ છે. જેને અડતાં સાબુ જેવો લાગે છે. કેમકે તેનું બંધારણ સમતલીય અને સ્તરીય હોય છે. બોરિક ઍસિડ એ મંદ મોનોબેઝિક ઍસિડ છે. તે પ્રોટોનિક ઍસિડ નથી. પણ તે લુઇસ ઍસિડ છે. કેમકે તે OH^– આયન પાસેથી ઇલેક્ટ્રૉન મેળવે છે.
B(OH)₃ + 2HOH → [B(OH)₄]^– + H₃O⁺

પ્રશ્ન 4.
સંયોજનની ત્રણ જોડ નીચે આપેલી છે. આપેલ જોડમાંથી સમૂહ-13ના તત્ત્વોની ઓક્સિડેશન-અવસ્થામાંથી સ્થાયી ઑક્સિડેશન-અવસ્થા ધરાવતું સંયોજન ઓળખો. તમારી પસંદગીનું કારણ આપો. બંધનો સ્વભાવ પણ જણાવો.
(A) TlCl₃, TlCl (B) AlCl₃, AlCl (C) InCl₃, InCl
ઉત્તર:
(A) TlC એ TlCl₃ કરતાં વધારે સ્થાયી છે. જે નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે થાય છે. TlCl₃ એ ઓછું સ્થાયી છે અને તેનો સ્વભાવ સહસંયોજક છે. જ્યારે TlCl વધારે સ્થાયી છે અને આયનીય સ્વભાવ ધરાવે છે.

(B) d-કક્ષકોની ગેરહાજરીને કારણે Al એ નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર દર્શાવતું નથી. આથી તેની સૌથી સ્થાયી ઑક્સિડેશન અવસ્થા +3 છે. આથી AlCl₃ એ AlCl કરતાં વધારે સ્થાયી છે. આ ગુણધર્મ ઘન અથવા વાયુ એમ બંને અવસ્થામાં જોવા મળે છે. AlCl₃ સહસંયોજક છે. પણ પાણીમાં તેનું આયનીકરણ થઈ Al³⁺ અને Cl^– આયન છૂટા પડે છે.

(C) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે ઈન્ડિયમ +1 અને +3 બંને ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે. પણ બંનેમાં +1 કરતાં +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થા વધારે સ્થાયી છે. બીજા શબ્દોમાં InCl એ InCl₃ કરતાં વધારે સ્થાયી છે.
3 InCl → 2 In_(s) + In_(aq)³⁺ + 3Cl_(aq)^–

પ્રશ્ન 5.
BCl₃ મોનોમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જ્યારે AlCl₃ હેલોજન સેતુની મદદથી ડાયમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કારણ આપો. AlCl₃ના ડાયમરનું બંધારણ પણ સમજાવો.
ઉત્તર:
બોરોન હેલાઈડ દ્વિઅણુ બનાવતો નથી. કારણ કે બોરોન પરમાણુનું કદ નાનું હોય છે. આથી તે મોટા કદના ચાર હેલોજન સાથે જોડાઈ શકતો નથી. AlCl₃ એ દ્વિઅણુ બનાવે છે. કારણ કે તેની ખાલી પડેલી 3p કક્ષક સવર્ગ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે અને આ રીતે Al નું અષ્ટક પૂર્ણ થાય છે.

પ્રશ્ન 6.
બોરોન ફ્લોરાઈડ BF₃ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે, પરંતુ બોરોનનો હાઇડ્રાઇડ BH₃ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવતો નથી. કારણ આપો. તે કયા સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે ? તેનું બંધારણ સમજાવો.
ઉત્તર:
pπ – pπ પ્રકારના પાછળના બંધ (Back bond) ના કારણે તથા F પાસેના બંધમાં ભાગ લીધા વગરના ઇલેક્ટ્રૉન B ને મળે છે. આ કારણે B પાસે ઇલેક્ટ્રૉનની ઊણપ પૂર્ણ થાય છે અને B ની સ્થાયિતા વધે છે. આથી BH₃ એ દ્વિઅણુ તરીકે અસ્તિત્વમાં હોય છે.

H પરમાણુ પાસે બંધમાં ભાગ લીધા વગરના ઇલેક્ટ્રૉનની જોડી હોતી નથી. આથી B પાસે ઇલેક્ટ્રૉનની ઊણપ વર્તાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો આથી BH₃ એકાકી અણુ મળતો નથી. તે દ્વિઅણુ રૂપે જોડાઈ B₂H₆ બનાવે છે.

B₂H₆ માં 4 છેડા પરના હાઇડ્રોજન અને બે B પરમાણુ એક જ સમતલમાં હોય છે. જ્યારે બે સેતુ બંધ ધરાવતા H અલગ સમતલમાં હોય છે. આ રચનામાં છેડા પરના 4- સાદા B – H બંધ હોય છે. જ્યારે વચ્ચે બે સેતુ બંધ (B – H – B) પ્રકારના હોય છે.

પ્રશ્ન 7.
(A) સિલિકોન્સ શું છે ? સિલિકોન્સના ઉપયોગો જણાવો.
(B) બોરેન શું છે ? ડાયબોરેનની બનાવટ માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ આપો.
ઉત્તર:
(A) સિલિકોન્સ એ ઓર્ગેનોસિલિકોન પ્રકારના પૉલિમર છે. તેમાં R₂SiO પુનરાવર્તિત એકમ હોય છે. તે રેખીય, શાખીય અથવા મિશ્રબંધિત પણ હોય છે.
SiCl₄ ના આલ્કાઇલ અથવા એરાઇલ સમૂહના જળ વિભાજનથી મળે છે. તે RSiCl₃, R₂SiCl₂ અને R₃SiCl પ્રકારના મળે છે.

ઉપયોગો : તેનો ઉપયોગ જોડાણમાં, ઊંજણ તરીકે, વિદ્યુતના અવાહકોમાં તથા પાણી અવરોધક કાપડ બનાવવામાં થાય છે. તેમજ સૌંદર્ય પ્રસાધનના ઉદ્યોગો તેમજ ચિકિત્સાનાં સાધનો બનાવવામાં પણ થાય છે.

(B) બોરોન ઘણા બધા પ્રકારના હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે. તેના સામાન્ય સૂત્ર BnHn + 4 અને BnHn + 6 છે. તે બોરોન તરીકે જાણીતા છે. આ બંને શ્રેણીના જાણીતા સૂત્ર B₂H₆ અને B₄H₁₀.
ડાયબોરેનની બનાવટ : બોરોન ટ્રાયફ્લોરાઇડની LiAlH₄ સાથે ડાયઇથાઇલ ઈથરની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરતા મળે છે.
4BF₃ + 3LiAlH₄ → 2B₂H₆ + 3LiF + 3AlF₃
ઔદ્યોગિક રીતે B₂H₆ બનાવવા BF₃ ની પ્રક્રિયા NaH સાથે કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 8.
બોરોનનું સંયોજન (A) NMe₃ સાથે પ્રક્રિયા કરી નીપજ (B) આપે છે, જે જળવિભાજન પામી સંયોજન (C) અને હાઇડ્રૉજન વાયુ આપે છે. સંયોજન (C) એક ઍસિડ છે. સંયોજનો A, B અને C ને ઓળખો. તેમને સાંકળતી પ્રક્રિયાનું સમીકરણ આપો.
ઉત્તર:
સંયોજન (A) કે જે બોરોનનું બનેલું છે અને NMe₃ સાથે પ્રક્રિયા કરતાં નીપજ (B) આપે છે. તે પાક્કું લુઇસ ઍસિડ હોવું જોઈએ. નીપજ (B) ની જળવિભાજન પ્રક્રિયા કરતા ઍસિડ (C) અને H₂ મળે છે. આથી પ્રક્રિયક A ડાયબોરેન જ (B₂H₆) હોવો જોઈએ અને (C) એ બોરિક ઍસિડ જ હોવો જોઈએ.

પ્રશ્ન 9.
સમૂહ-13 નું અધાતુ તત્ત્વ ખૂબ જ સખત અને કાળા રંગનું છે અને બુલેટપ્રૂફ જેકેટ બનાવવા ઉપયોગી છે. તે ઘણાં અપરરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને અનિયમિત રીતે ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે. તેનો ટ્રાયફ્લોરાઇડ એમોનિયા સાથે લુઇસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે. આ તત્ત્વ મહત્તમ ચાર સહસંયોજકતા ધરાવે છે. તત્ત્વને ઓળખો અને તેના ટ્રાયફ્લોરાઇડની એમોનિયા સાથેની પ્રક્રિયા લખો. સમજાવો કે તેનો ટ્રાયફ્લોરાઇડ શા માટે લુઇસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે.
ઉત્તર:
સમૂહ-13 માં એક જ અધાતુ તત્ત્વ આવેલું છે અને તે બોરોન છે અને તે ખૂબ જ મજબૂત તત્ત્વ છે. આથી તેનો ઉપયોગ બુલેટપ્રૂફ જૅકેટ બનાવવામાં થાય છે. તેના ઘણા બધા અપરરૂપો મળે છે અને તેનું ઉત્કલનબિંદુ ઘણું ઊંચું હોય છે. વળી બોરોન પરમાણુ પાસે માત્ર S અને P કક્ષકો જ છે. પણ ત કક્ષકો હોતી નથી. બોરોનની સંયોજકતા 4 હોય છે.

ત્રણ સંયોજકતાવાળા મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે માત્ર છ જ ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. BF₃ માં પણ આવું જ હોય છે. આવા ઇલેક્ટ્રૉનની જરૂરિયાતવાળા સંયોજનો ઇલેક્ટ્રૉન સ્વીકારવાની વૃત્તિ ધરાવતા હોય છે અને તેઓ લુઇસ ઍસિડ તરીકે વર્તે છે. BF₃ સહેલાઈથી NH₃ પાસેથી ઇલેક્ટ્રૉન મેળવે છે.

BF₃ + \(\ddot{\mathrm{NH}_3}\) → F₃B ← NH₃

પ્રશ્ન 10.
ચાર સંયોજકતા ધરાવતું તત્ત્વ ઓક્સિજન સાથે મોનોક્સાઇડ અને ડાયૉક્સાઇડ બનાવે છે, જ્યારે ગરમ તત્ત્વ (1273 K) ઉપરથી હવા પસાર કરવામાં આવે ત્યારે ઉત્પાદક વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે. તત્ત્વનો મોનોક્સાઇડ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને તે ફેરિક ઑક્સાઈડનું આયર્નમાં રિડક્શન કરે છે. તત્ત્વને ઓળખો અને તેના મોનૉક્સાઇડ અને ડાયોક્સાઇડનું સૂત્ર લખો. ઉત્પાદક વાયુની બનાવટની અને મોનોક્સાઇડ સાથે ફેરિક ઑક્સાઈડની ડિક્શનની પ્રક્રિયાનાં સમીકરણો લખો.
ઉત્તર:

• ઉત્પાદન વાયુ એ CO અને N₂ વાયુનું મિશ્રણ છે. આથી તે ચતુર્થ સંયોજક તત્ત્વ કાર્બન હશે. તેના મોનૉક્સાઇડ અને ડાયૉક્સાઇડ અનુક્રમે CO અને CO₂ હશે. (અનુક્રમે)

• કાર્બન મોનૉક્સાઇડ એ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને તે ફેરિક ઑક્સાઈડનું લોખંડમાં રૂપાંતર કરે છે.