GSEB Solutions Class 11 Chemistry Chapter 3 તત્ત્વોનું વર્ગીકરણ અને ગુણધર્મોમાં આદિના

Gujarat Board GSEB Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 3 તત્ત્વોનું વર્ગીકરણ અને ગુણધર્મોમાં આદિના Textbook Questions and Answers.

Gujarat Board Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 3 તત્ત્વોનું વર્ગીકરણ અને ગુણધર્મોમાં આદિના

GSEB Class 11 Chemistry તત્ત્વોનું વર્ગીકરણ અને ગુણધર્મોમાં આદિના Text Book Questions and Answers

પ્રશ્ન 1.
આવર્ત કોષ્ટકમાં તત્ત્વોની ગોઠવણીનો મુખ્ય આધાર શું છે?
ઉત્તર:
તત્ત્વો અને તેનાં અસંખ્ય સંયોજનોના રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મોની સરળતા અને સામ્યતાના આધારે તત્ત્વોનું વર્ગીકરણ કરવામાં આવ્યું હતું.
આ વર્ગીકરણ અથવા ગોઠવણીનો મુખ્ય આધાર તત્ત્વનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક (Z) છે.

પ્રશ્ન 2.
મેન્ડેલીફે કયા મહત્ત્વપૂર્ણ ગુણધર્મને આધારે તેના આવર્ત કોષ્ટકમાં તત્ત્વોનું વર્ગીકરણ કર્યું? શું તે તેને દઢપણે પકડી રાખી શક્યો?
ઉત્તર:
મેન્ડેલીફે તેમના સમયમાં શોધાયેલાં તત્ત્વોના પરમાણ્વીય દળના આધારે તેના આવર્ત કોષ્ટકમાં તત્ત્વોનું વર્ગીકરણ કર્યું.
મેન્ડેલીફે આ વલણ દૃઢપણે જાળવ્યું ન હતું. તેમણે ધારેલું કે જો માપેલ પરમાણ્વીય દળ તત્ત્વને આવર્ત કોષ્ટકમાં ખોટા સ્થાને મૂકતો હોય, તો તે પરમાણ્વીય દળ ખોટું હોવું જોઈએ.

પ્રશ્ન 3.
મેન્ડેલીફના આવર્ત નિયમ અને આધુનિક આવર્ત નિયમમાં પાયાનો તફાવત શું છે?
ઉત્તર:
મેન્ડેલીફનો આવર્ત નિયમ તત્ત્વના પરમાણ્વીય ભાર (A) પર રચાયેલો છે, જ્યારે આધુનિક આવર્ત નિયમ એ તત્ત્વના પરમાણ્વીય ક્રમાંક (Z) પર રચાયેલો છે.

પ્રશ્ન 4.
ક્વૉન્ટમ આંકના આધારે સાબિત કરો કે આવર્ત કોષ્ટકના છઠ્ઠા આવર્તમાં 82 તત્ત્વો હોવાં જોઈએ.
ઉત્તર:
આઉબાઉ સિદ્ધાંત મુજબ ઇલેક્ટ્રૉન હંમેશાં શક્તિના ચડતા ક્રમ પ્રમાણે ગોઠવાય છે.

1. છઠ્ઠા આવર્તમાં ઇલેક્ટ્રૉન 6s, 4f, 5d અને 6p કક્ષકોમાં ગોઠવી શકાય.
2. આ કક્ષકોની શક્તિનો ક્રમ 6s < 4f < 5d < 6p છે.
3. આમ, કુલ ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા = 6s² + 4f¹⁴ + 5d¹⁰ + 6p⁶ = 32
   આથી છઠ્ઠા આવર્તમાં 32 તત્ત્વો ગોઠવી શકાય.

પ્રશ્ન 5.
આવર્ત અને સમૂહની દૃષ્ટિએ Z = 114વાળા તત્ત્વનું સ્થાન આવર્ત કોષ્ટકમાં ક્યાં હશે?
ઉત્તર:
પરમાણુક્રમાંક (Z) = 114 ધરાવતા તત્ત્વની ઇલેક્ટ્રૉન- રચના [Rn]5f¹⁴6d¹⁰7s²7p² છે. અહીં છેલ્લો ઇલેક્ટ્રૉન p-કક્ષકમાં દાખલ થયેલ છે. ઉપરાંત, મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક (n) 7 છે. આથી તે તત્ત્વ સાતમા આવર્તનું p-વિભાગનું તત્ત્વ છે. તેની બાહ્યતમ કક્ષામાં કુલ ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા = 10 + 2 + 2 = 14. આથી તે 14મા સમૂહનું હશે.

પ્રશ્ન 6.
આવર્ત કોષ્ટકમાં ત્રીજા આવર્ત અને 17મા સમૂહમાં આવેલા તત્ત્વનો પરમાણ્વીય ક્રમાંક લખો.
ઉત્તર:
n = 3 અને સમૂહ 17માં આવેલા તત્ત્વની ઇલેક્ટ્રૉન- રચના : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ થશે. આથી આ તત્ત્વનો પરમાણ્વીય
ક્રમાંક 17 છે.

પ્રશ્ન 7.
કયા તત્ત્વનું નામ નીચે જણાવેલા જૂથ દ્વારા આપવામાં આવ્યું છે?
(i) લોરેન્સ બર્કલે લૅબોરેટરી
(ii) સીબોર્ગ જૂથ
ઉત્તર:
(i) લોરેન્સિયમ (Z = 103) : Lr
(ii) સીબોર્નિયમ (Z = 106) : Sg

પ્રશ્ન 8.
એક જ સમૂહમાં રહેલાં તત્ત્વોના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો શા માટે સમાન હોય છે?
ઉત્તર:
એક જ સમૂહમાં રહેલાં તત્ત્વોની બાહ્યતમ કક્ષાની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના સમાન હોવાથી તેમના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો સમાન હોય છે.

પ્રશ્ન 9.
આયનીય ત્રિજ્યા અને પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા અંગે તમારી સમજ શું છે?
ઉત્તર:
આયનીય ત્રિજ્યા : ધન કે ઋણ આયનમાં કેન્દ્રથી છેલ્લા ઇલેક્ટ્રૉન સુધીના અંતરને આયનીય ત્રિજ્યા કહે છે.
પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા : પરમાણુના કેન્દ્રથી સંયોજકતા કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રૉન મળવાની સંભાવના સુધીના અંતરને પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા કહે છે. ધન આયનની ત્રિજ્યા < પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા < ઋણ આયનની ત્રિજ્યા

પ્રશ્ન 10.
આવર્ત અને સમૂહમાં પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા કેવી રીતે બદલાય છે? આ બદલાવને તમે કેવી રીતે સમજાવશો?
ઉત્તર:
દરેક આવર્તમાં ડાબી બાજુથી જમણી બાજુ તરફ જતાં પરમાણ્વીય ક્રમાંક ક્રમશઃ વધે તેમ કેન્દ્રનો ધન વીજભાર વધે છે અને બીજી તરફ બાહ્ય કક્ષામાંના ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યામાં વધારો થાય છે. તેની ઇલેક્ટ્રૉન કક્ષાનો આંક (મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક – n) વધતો નહિ હોવાથી કેન્દ્રથી ઇલેક્ટ્રૉનનું અંતર ખાસ વધતું નથી. પરિણામે કેન્દ્રનો ધન વીજભાર વધવાથી ઇલેક્ટ્રૉન ઉપર કેન્દ્રનું આકર્ષણ વધે છે. જેને કારણે કક્ષાઓ સંકોચાવાથી પરમાણુત્રિજ્યામાં ઘટાડો થાય છે.

ટૂંકમાં, દરેક આવર્તમાં ડાબી બાજુથી જમણી બાજુ તરફ જતાં પરમાણુક્રમાંક વધે છે તેમ પરમાણુત્રિજ્યા ઘટે છે.

આવર્ત 2 અને 3નાં તત્ત્વોમાં જેમ પરમાણ્વીય ક્રમાંક વધે છે તેમ પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા ઘટે છે, તે કોષ્ટક પરથી જોઈ શકાય છેઃ


દરેક સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણ્વીય ક્રમાંક વધવાની સાથે મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક (n) વધતો જાય છે. તેથી સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉન, કેન્દ્રથી વધારે દૂર થતા જાય છે. પરિણામે કેન્દ્રનો ધન વીજભાર વધવા છતાં ઇલેક્ટ્રૉન પર કેન્દ્રનું આકર્ષણ ક્રમશઃ ઘટે છે. આમ, કક્ષાઓ વિસ્તરણ પામતી હોવાથી પરમાણ્વીય ત્રિજ્યામાં વધારો થાય છે.
ટૂંકમાં, દરેક સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણ્વીય ક્રમાંક જેમ વધે તેમ પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વધે છે.

સમૂહ 1 અને 17નાં તત્ત્વોમાં પરમાણ્વીય ક્રમાંક વધે છે તેમ પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા પણ વધે છે, તે નીચેના કોષ્ટક પરથી જોઈ શકાય છેઃ


નોંધવા જેવું એ છે કે અહીં ઉમદા વાયુ તત્ત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યાનો વિચાર કરવામાં આવ્યો નથી. તેઓ એકલ પરમાણુ હોવાના કારણે તેમની (અબંધિત ત્રિજ્યા) ત્રિજ્યાનું મૂલ્ય બહુ જ વધારે હોય છે. તેથી ઉમદા વાયુ તત્ત્વોની ત્રિજ્યાની સરખામણી અન્ય તત્ત્વોની સહસંયોજક ત્રિજ્યા સાથે ન કરતા તેઓની સરખામણી વાન્ ડર વાલ્સ ત્રિજ્યા સાથે કરવી જોઈએ.

પ્રશ્ન 11.
સમઇલેક્ટ્રૉનીય સ્પીસીઝ અંગે તમારી સમજ શું છે? એક એવી સ્પીસીઝનું નામ લખો કે જે નીચે જણાવેલ પરમાણુઓ કે આયનો સાથે સમઇલેક્ટ્રૉનીય હોય :
(i) F^– (ii) Ar (iii) Mg²⁺ (iv) Rb⁺
ઉત્તર:
સમઇલેક્ટ્રૉનીય સ્પીસીઝ : જુદાં જુદાં તત્ત્વોના એવા આયનો કે પરમાણુઓ જેમનો કેન્દ્રીય વીજભાર અસમાન પરંતુ ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા સમાન હોય તેવા ઘટકોને સમઇલેક્ટ્રૉનીય સ્પીસીઝ (ઘટક) કહે છે.

ઘટક	સમઇલેક્ટ્રૉનીય સ્પીસીઝ	ઇલેક્ટ્રૉન
(i) F–	N3-, O2-, Na+, Mg2+	10
(ii) Ar	p3-, S2-, Cl–, K+, Ca2+	18
(iii) Mg2+	N3-, O2-, F–, Na+, Al3+	10
(iv) Rb+	Br–, Kr, Sr2+	36

પ્રશ્ન 12.
નીચે જણાવેલ સ્પીસીઝ અંગે વિચાર કરો :
N^3-, O^2-, F^–, Na⁺, Mg²⁺ અને Al³⁺ (a) તેઓમાં શું સામ્યતા છે?
(b) તેઓને આયનીય ત્રિજ્યાના ચડતા ક્રમમાં ગોઠવો.
ઉત્તર:
(a) આપેલ દરેક સ્પીસીઝ સમઇલેક્ટ્રૉનીય છે.
(b) Al³⁺ < Mg²⁺ < Na⁺ < F^– < O^2- < N^3-

પ્રશ્ન 13.
ધનાયનની ત્રિજ્યા તેના જનક પરમાણુની ત્રિજ્યા કરતાં શા માટે નાની હોય છે અને ઋણ આયનની ત્રિજ્યા તેના જનક પરમાણુની ત્રિજ્યા કરતાં શા માટે મોટી હોય છે? સમજાવો.
ઉત્તર:
સામાન્ય રીતે પરમાણુ ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવીને ધન આયન અને ઇલેક્ટ્રૉન મેળવીને ઋણ આયન બનાવે છે.

આયોનિક સ્ફટિકોમાં ધન આયન અને ઋણ આયન વચ્ચેના અંતરના માપન દ્વારા આયનીય ત્રિજ્યા માપી શકાય છે.

(i) ધન આયન એ તેના જનક પરમાણુ કરતાં નાનો હોય છે, કારણ કે તેની પાસે ઓછા ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. જ્યારે તેમનો કેન્દ્રીય વીજભાર સમાન હોય છે. એટલે કે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ધન આયનમાં તેના જનક પરમાણુ કરતાં વધુ હોય છે. આથી ધન આયનનું કદ તેના જનક પરમાણુ કરતાં ઓછું હોય છે.
દા. ત., Naમાં 11 પ્રોટોન, 11 ઇલેક્ટ્રૉનને આકર્ષે છે. જ્યારે Na⁺માં 11 પ્રોટોન, 10 ઇલેક્ટ્રૉનને આકર્ષે છે. તેથી Na⁺ની આયનીય ત્રિજ્યા 95pm અને Naની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા 186pm છે.

તથા M³⁺ < M²⁺ < M¹⁺ < M

(ii) A આયનનું કદ તેના જનક પરમાણુ કરતાં મોટું હોય છે, કારણ કે તેની પાસે વધુ ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. જ્યારે તેમનો કેન્દ્રીય વીજભાર સમાન હોય છે. એટલે ઋણ આયનમાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર તેના જનક પરમાણુ કરતાં ઓછો હોય છે. આથી સત્ર આયનનું કદ તેના જનક પરમાણુ કરતાં વધુ હોય છે.

દા. ત., Fમાં 9 પ્રોટોન, 9 ઇલેક્ટ્રૉનને આકર્ષે છે, જ્યારે F^–માં 9 પ્રોટોન, 10 ઇલેક્ટ્રૉનને આકર્ષે છે. તેથી F^–ની આયનીય ત્રિજ્યા 136pm અને Fની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા 64pm છે.

જેમ ઋણ વીજભાર વધે તેમ ઋણ આયનની ત્રિજ્યા વધે, અર્થાત્ X^3- > X^2- > X^– > X

કેટલાક પરમાણુઓ અને આયનોમાં ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા સમાન જોવા મળે છે, જે સમઇલેક્ટ્રૉનીય સ્પીસીઝ (lsoelectronic species) તરીકે ઓળખાય છે. દા. ત., O^2-, F^–, Na⁺ અને Mgમાં ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા (10) સમાન છે, પણ તેમની ત્રિજ્યા જુદી જુદી છે, કારણ કે તેઓ જુદો જુદો કેન્દ્રીય વીજભાર ધરાવે છે. વધારે ધન વીજભાર ધરાવનાર ધન આયનની ત્રિજ્યા નાની હોય છે, કારણ કે તેના ઇલેક્ટ્રૉનનું કેન્દ્ર તરફ આકર્ષણ વધારે હોય છે, જ્યારે વધારે ૠત્ર વીજભાર ધરાવનાર જો આયનની ત્રિજ્યાનું મૂલ્ય વધુ હોય છે, કારણ કે ઇલેક્ટ્રૉન-ઇલેક્ટ્રૉન વચ્ચેના અપાકર્ષણની અસર કેન્દ્રીય વીજભાર કરતાં વધી જાય છે. તેથી આયનનું વિસ્તરણ થાય છે, એટલે કે આયનીય કદ વધે છે.

સમઇલેક્ટ્રાનીય સ્પીસીઝનું કદ ∝

પ્રશ્ન 14.
આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને ઇલેક્ટ્રૉનપ્રાપ્તિ એન્થાલ્પીને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં ‘મુક્ત વાયુમય પરમાણુ’ અને ‘ધરાઅવસ્થા’ શબ્દોની સાર્થકતા શું છે? (સંકેત : તુલના માટે જરૂરિયાત)
ઉત્તર:
મુક્ત વાયુમય પરમાણુ અર્થાત્ રાસાયણિક બંધથી અન્ય કોઈ પરમાણુ સાથે સંયોજાયેલા ના હોય તેવો પરમાણુ. આથી તેમાંથી ઇલેક્ટ્રૉન મુક્ત કરવા કે દાખલ કરવા ઓછો ઊર્જાનો વિનિમય થાય. ધરાઅવસ્થા અર્થાત્ પરમાણુની શક્તિ લઘુતમ જે માત્ર સરખામણી માટે જ જરૂરી છે.

પ્રશ્ન 15.
હાઇડ્રોજન પરમાણુની ધરાઅવસ્થામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રૉનની ઊર્જા – 2.18 × 10^-18 J છે. પરમાણ્વીય હાઇડ્રોજનની આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય ૩ mol^-1 એકમમાં ગણો.
[સંકેત : ઉત્તર મેળવવા માટે મોલ સંકલ્પનાનો ઉપયોગ કરો.]
ઉત્તર:
હાઇડ્રોજન પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રૉન મુક્ત કરવા માટેની જરૂરી ઊર્જા = – (તેની ધરાઅવસ્થામાંની ઊર્જા)
= – (- 2.18 × 10^-18)
= 2.18 × 10^-18 J
હવે, પ્રતિ મોલ ઊર્જા(ફૂલ)માં
= 2.18 × 10^-18 × 6.022 × 10²³
= 13.128 × 10⁵ J mol^-1
= 1.3128 × 10⁶ J mol^-1

પ્રશ્ન 16.
દ્વિતીય આવર્તમાં તત્ત્વોની વાસ્તવિક આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો ક્રમ નીચે પ્રમાણે છે :
Li< B < Be < C < O < N < F < Ne
સમજાવો કે –
(i) Beની Δ_iH, Bથી વધારે શા માટે છે?
(ii) Oની Δ_iH, N અને Fથી ઓછી શા માટે છે?
ઉત્તર:
(i) ₄Be: 1s²2s²
₂B: 1s²2s²2p¹
ઇલેક્ટ્રૉન-રચના પરથી કહી શકાય કે Beની સંયોજકતા કક્ષામાં 2s-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી તેની સ્થિરતા પ્રમાણમાં વધુ હોય છે. જ્યારે Bમાં 2p-કક્ષકમાં માત્ર એક જ ઇલેક્ટ્રૉન હોવાથી તેની સ્થિરતા પ્રમાણમાં ઓછી છે. તેથી Beમાંથી ઇલેક્ટ્રૉન મુક્ત કરવા વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે. પરિણામે Beની Δ_iH, Bથી વધુ છે.

(ii) 7N : 1s²2s²2p³
₈O: 1s²2s²2p⁴
₉F : 1s²2s²2p⁵
આવર્તમાં ડાબી બાજુથી જમણી બાજુ તરફ જતાં પરમાણ્વીય કદના ઘટાડા સાથે Δ_iHમાં વધારો થાય છે. પરંતુ Nની Δ_iH એ Oની Δ_iH કરતાં વધુ છે, કારણ કે Nની ઇલેક્ટ્રૉન-રચનામાં 2p-કક્ષક અર્ધપૂર્ણભરાયેલી હોઈ તેની સ્થિરતા વધુ છે. આથી ઇલેક્ટ્રૉનને મુક્ત કરવા વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે. પરિણામે Oની Δ_iH₁, N અને Fથી ઓછી છે.

પ્રશ્ન 17.
તમે આ તથ્યને કેવી રીતે સમજાવશો કે સોડિયમની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય મૅગ્નેશિયમની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીના મૂલ્ય કરતાં ઓછું છે, પરંતુ સોડિયમની દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય મૅગ્નેશિયમની દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પીના મૂલ્ય કરતાં વધુ છે.
ઉત્તર:
₁₁Na : [Ne] 3s¹
₁₂Mg : [Ne] 3s²
આમ, Mgની 3s-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી તે વધુ સ્થાયી છે. આથી Δ_iH_1(Mg) > Δ_iH_1(Na) થાય.

હવે, એક ઇલેક્ટ્રૉન મુક્ત થવાથી
Na⁺ : [Ne]
Mg⁺ : [Ne] 3s¹
આમ, અહીં Na⁺ની ઇલેક્ટ્રૉન-રચના Mg⁺ની ઇલેક્ટ્રૉન-રચના કરતાં વધુ સ્થાયી થશે. તેથી Δ_iH_(Na) > Δ_iH_2(Mg).

પ્રશ્ન 18.
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જઈએ તેમ મુખ્ય સમૂહનાં તત્ત્વોમાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય કયાં પરિબળોને કારણે ઘટે છે?
ઉત્તર:
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં _iH ઘટે છે. જે બે પરિબળ પર આધાર રાખે છે :

1. પરમાણ્વીય કદ : સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણ્વીય ક્રમાંકના વધારા સાથે મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક વધે. આથી પરમાણ્વીય કદમાં વધારો થતાં _iનું મૂલ્ય ઘટે.
2. સ્ક્રીનિંગ અસર : મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક ∝ સ્ક્રીનિંગ અસર ∝ \(\)\frac{1}{\Delta_{\mathrm{i}} \mathrm{H}}\(\)

પ્રશ્ન 19.
સમૂહ 18નાં તત્ત્વોની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય નીચે મુજબ છે :

સામાન્ય વલણથી જોવા મળતા આ વિચલનને તમે કેવી રીતે સમજાવશો?
ઉત્તર:
બોરોન સમૂહ(13 સમૂહ)નાં તત્ત્વોની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો ક્રમ B > Tl > Ga > Al > In છે.
(1) Alની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી Bની આયનીકરણ એન્થાલ્પી કરતાં ઓછી છે, કારણ કે Alમાં ઇલેક્ટ્રૉન નવો સંયોજકતા કોશ (n) ઉમેરાય છે. તેથી તેનું પરમાણ્વીય કદ વધે. પરિણામે સ્ક્રીનિંગ અસર પણ વધે છે. જેને પરિણામે સૌથી બહારની કક્ષકના e^– નું કેન્દ્ર તરફનું આકર્ષણ ઘટે છે. આથી Δ_iHનો ક્રમ B > Al છે.

(2) Gaની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી Alની સરખામણીમાં થોડીક જ વધારે છે, કારણ કે Gaમાં નવી સંયોજકતા કોશ (કક્ષા) ઉમેરાય છે. વળી, 3d-કક્ષકો સ્ક્રીનિંગ અસર ઘટાડે છે. તેથી Gaમાં ઇલેક્ટ્રૉનનું કેન્દ્ર તરફી આકર્ષણ બળ વધે છે અને તેથી પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી થોડી જ વધુ છે.

(3) તે જ રીતે In 4d-કક્ષકો ધરાવે છે. જે સ્ક્રીનિંગ અસરની તીવ્રતામાં ઘટાડો કરે છે. તેથી કેન્દ્રીય વીજભારમાં 18 એકમ (49 – 31 = 18)નો ઘટાડો થાય છે, જે સ્ક્રીનિંગ અસરને ઉપરવટ (Overweight) જાય છે. આને પરિણામે સૌથી બહારની કક્ષકના ઇલેક્ટ્રૉનનું કેન્દ્ર તરફનું આકર્ષણ Gaની સરખામણીમાં ઘટે છે. તેથી Inની Δ_iH₁ Ga કરતાં ઓછી છે.

(4) TIની Δ_iH₁, In કરતાં વધુ છે, કારણ કે Tlમાં કેન્દ્રીય ભાર વધે છે. (81 – 49 32 એકમ) અને 4f અને 5d કક્ષકોની હાજરીને કારણે સ્ક્રીનિંગ અસરની સક્રિયતામાં થતા ઘટાડાને કેન્દ્રનો વીજભાર વટાવી જાય છે. પરિણામે બાહ્યતમ કોષના ઇલેક્ટ્રૉનનું કેન્દ્ર તરફ આકર્ષણ બળ વધે છે. આથી પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી છે, જે Tlની વધુ છે.

પ્રશ્ન 20.
નીચે દર્શાવેલાં તત્ત્વોની જોડમાંથી કયું તત્ત્વ વધુ ઋણ ઇલેક્ટ્રૉનપ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી ધરાવે છે?
(i) O અથવા F (ii) F અથવા Cl
ઉત્તર:
(i) Fની Δ_egH વધુ ઋણ હશે, કારણ કે Fને નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી ઇલેક્ટ્રૉન-રચના મેળવવા માટે એક જ ઇલેક્ટ્રૉનની જરૂર છે.
(ii) Clની Δ_egH વધુ ઋણ હશે, કારણ કે 2p-કક્ષક કરતાં 3p-કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રૉનનું અપાકર્ષણ ઓછું હશે.

પ્રશ્ન 21.
ઑક્સિજનની દ્વિતીય ઇલેક્ટ્રૉનપ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી તેની પ્રથમ ઇલેક્ટ્રૉનપ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી કરતાં ધન હશે કે ઋણ હશે કે ઓછી ઋણ હશે તે અંગે તમારી અપેક્ષા શું છે? તમારા ઉત્તરનું વાજબીપણું ચર્ચો.
ઉત્તર:
જ્યા૨ે ઑક્સિજન પરમાણુમાં એક e^– દાખલ થઈ O^– આયન બને ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે. તેથી ઑક્સિજનની Δ_eg ઋણ છે.
O(g) + e^– → O^–(g) Δ_egH^⊖ = -141 kJ mol^-1
પરંતુ જ્યારે બીજો e^– દાખલ થઈ O^2- આયન બને ત્યારે e^– – e^– વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે ઊર્જાનું શોષણ થાય છે. આથી ઑક્સિજનની Δ_egH₂ ધન છે.
O^–(g) + e^– → O^2-(g) Δ_egH = + 780 kJ mol^-1

પ્રશ્ન 22.
ઇલેક્ટ્રૉનપ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી અને વિદ્યુતઋણતા વચ્ચે પાયાનો તફાવત શું છે?
ઉત્તર:
ઇલેક્ટ્રૉનપ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી એ વાયુરૂપ તટસ્થ પરમાણુની ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષવાની વૃત્તિ છે. જ્યારે વિદ્યુતઋણતા એ રાસાયણિક સંયોજનમાં સહસંયોજક બંધના ઇલેક્ટ્રૉન-યુગ્મને પોતાની તરફ આકર્ષિત ક૨વાની પરમાણુની ક્ષમતાનું ગુણાત્મક માપન છે.

પ્રશ્ન 23.
નાઇટ્રોજનનાં બધાં સંયોજનોમાં નાઇટ્રોજનની વિદ્યુતઋણતા પાઉલિંગ માપક્રમ મુજબ 3.0 હોય છે. આ વિધાન અંગે તમે શું પ્રતિક્રિયા આપશો?
ઉત્તર:
નાઇટ્રોજનનાં બધાં સંયોજનોમાં નાઇટ્રોજનની વિદ્યુતઋણતા પાઉલિંગ માપક્રમ મુજબ 3.0 હોય તેવું શક્ય નથી. કારણ કે કોઈ પણ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતાનું મૂલ્ય નિયત હોતું નથી.

1. વિદ્યુતઋણતા એ સંકરણનો પ્રકાર, તત્ત્વની ઑક્સિડેશન અવસ્થા અને તેની સાથે જોડાયેલા પરમાણુ પર આધાર રાખે છે.
2. દા. ત., નાઇટ્રોજનનાં સંયોજનોમાં Nની વિદ્યુતઋણતા NO₂ > NO > N₂O

પ્રશ્ન 24.
પરમાણુની ત્રિજ્યા સાથે સંકળાયેલા સિદ્ધાંતોની ચર્ચા કરો :
(a) જ્યારે પરમાણુ ઇલેક્ટ્રૉન પ્રાપ્ત કરે છે.
(b) જ્યારે પરમાણુ ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવે છે.
ઉત્તર:
(a) જ્યારે પરમાણુ ઇલેક્ટ્રૉન પ્રાપ્ત કરે ત્યારે ઋણ આયન બને છે. જેથી આયનીય ત્રિજ્યા પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા કરતાં વધે છે, કારણ કે ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા વધવાથી અપાકર્ષણ થશે. આથી ઇલેક્ટ્રૉનનું કેન્દ્રથી અંતર વધે અને અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ઘટે છે.
Δ_egનું મૂલ્ય ઋણ બને.

(b) જ્યારે પરમાણુ ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવે ત્યારે ધન આયન બને છે. જેથી આયનીય ત્રિજ્યા પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા કરતાં ઘટે છે, કારણ કે અહીં, અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે.
Δ_iHનું મૂલ્ય વધે.

પ્રશ્ન 25.
કોઈ તત્ત્વનાં બે સમસ્થાનિકોની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય સમાન હશે કે જુદું જુદું, તે અંગે તમારી અપેક્ષા શું છે? તમારા ઉત્તરનું વાજબીપણું ચર્ચો.
ઉત્તર:
એક જ તત્ત્વનાં બે સમસ્થાનિકોના પરમાણ્વીય ક્રમાંક સમાન હોવાથી ઇલેક્ટ્રૉન-રચના પણ સમાન જ થાય. આથી પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય સમાન હોય.

પ્રશ્ન 26.
ધાતુઓ અને અધાતુઓ વચ્ચે મુખ્ય તફાવત શું છે?
ઉત્તર:
ધાતુઓ અને અધાતુઓ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત વિદ્યુત- ઋણતાનો છે.
ધાતુ તત્ત્વોની વિદ્યુતઋણતા ઓછી, જ્યારે અધાતુ તત્ત્વોની વિદ્યુતઋણતા વધુ હોય છે.

પ્રશ્ન 27.
આવર્ત કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરીને નીચેના પ્રશ્નોના ઉત્તર આપો ઃ
(a) બાહ્યતમ પેટાકોશમાં પાંચ ઇલેક્ટ્રૉન હોય તેવા તત્ત્વનું નામ જણાવો.
(b) બે ઇલેક્ટ્રૉન ગુમાવવાનું વલણ ધરાવતા તત્ત્વનું નામ જણાવો.
(c) બે ઇલેક્ટ્રૉન પ્રાપ્ત કરવાનું વલણ ધરાવતા તત્ત્વનું નામ જણાવો.
(d) ધાતુ, અધાતુ તથા ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી તેમજ વાયુ સ્વરૂપનાં તત્ત્વો ધરાવનાર સમૂહનું નામ જણાવો.
ઉત્તર:
(a) F, Cl, Br, I, At (હેલોજન સમૂહ)
(b) Mg, Ca, Sr, Ba (આલ્કાઇન અર્થધાતુ તત્ત્વો)
(c) ઑક્સિજન (O), સલ્ફર (S), સેલેનિયમ (Se) (ચાલ્કોજન)
(d) હેલોજન સમૂહ

પ્રશ્ન 28.
“પ્રથમ સમૂહનાં તત્ત્વો માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ચડતો ક્રમ Li < Na < K < Rb < Cs છે, જ્યારે સત્તરમા સમૂહનાં તત્ત્વો માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ચડતો ક્રમ F > Cl > Br > I છે” સમજાવો.
ઉત્તર:
પ્રથમ સમૂહનાં તત્ત્વોની બાહ્યતમ કક્ષાની ઇલેક્ટ્રૉન-રચના ns¹ છે. આ તત્ત્વો માટે Δ_iHનું મૂલ્ય ઉપરથી નીચે તરફ જતાં ઘટે. તેથી પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ચડતો ક્રમ Li < Na < K < Rb < Cs છે.

સમૂહ 17નાં તત્ત્વોની બાહ્યતમ કક્ષાની ઇલેક્ટ્રૉન-રચના ns²np⁵ છે. આ તત્ત્વો ઇલેક્ટ્રૉન મેળવવાની વૃત્તિ ધરાવે છે. આ વૃત્તિ ઇલેક્ટ્રૉડ પોર્ટેન્શિયલ પર આધાર રાખે છે.
F(+2.87 V) >Cl (+1.36 V) > Br (1.08 V) > I (+0.53 V).
આથી પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ F > Cl > Br > I છે.

પ્રશ્ન 29.
s,p, d, f વિભાગનાં તત્ત્વોની બાહ્યતમ કક્ષાની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના લખો.
ઉત્તર:

વિભાગ	બાહ્યતમ કક્ષાની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના
S	ns1 અથવા ns2 (n = 2થી 7)
p	ns2np1થી ns2np6 (n = 2થી 6)
d	(n – 1) d1 – 10 ns0 – 2 (n = 4થી 7)
f	(n-2) f0 – 14 (n – 1)d0 – 1ns2 (n = 6થી 7)

પ્રશ્ન 30.
નીચે જણાવેલ બાહ્યતમ ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના ધરાવતા તત્ત્વનું આવર્ત કોષ્ટકમાં સ્થાન જણાવો :
(i) ns²np⁴ જ્યાં, n = 3
(ii) (n – 1)d²ns² જ્યાં, n = 4
(iii) (n – 2)f⁷ (n – 1)d¹ns² જ્યાં, n = 6
ઉત્તર:

ક્રમ	સમૂહ	આવર્ત	તત્ત્વની સંજ્ઞા
(i)	16	3	S
(ii)	4	4	Ti
(iii)	3	6	Gd

પ્રશ્ન 31.
કેટલાંક તત્ત્વોની પ્રથમ (Δ_iH₁) અને દ્વિતીય (Δ_iH₂) આયનીકરણ એન્થાલ્પીનાં મૂલ્યો (kJ mol^-1માં) અને ઇલેક્ટ્રૉન- પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી(Δ_egH)નાં મૂલ્યો (kJ mol^-1માં) નીચે આપેલાં છે :

તત્ત્વ	ΔiH1	ΔiH2	ΔegH
I	520	7300	– 60
II	419	3051	– 48
III	1681	3374	– 328
IV	1008	1846	– 295
V	2372	5251	+ 48
VI	738	1451	– 40

ઉપર જણાવેલાં તત્ત્વો પૈકી કયું તત્ત્વ
(a) સૌથી ઓછું પ્રતિક્રિયાત્મક તત્ત્વ છે?
(b) સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક ધાતુ તત્ત્વ છે?
(c) સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક અધાતુ તત્ત્વ છે ?
(d) સૌથી ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મક અધાતુ તત્ત્વ છે ?
(e) સ્થાયી દ્વિઅંગી (binary) હેલાઇડ સંયોજન કે જેનું સૂત્ર MX₂ (X = હેલોજન) છે, તેને બનાવનાર ધાતુ છે?
(f) મુખ્યત્વે સ્થાયી સહસંયોજક હેલાઇડ સંયોજન કે જેનું સૂત્ર MX (x = હેલોજન) છે, તેને બનાવનાર ધાતુ છે?
ઉત્તર:

(a)	V	(He)
(b)	II	(K)
(c)	III	(F)
(d)	IV	(I)
(e)	VI	(Mg)
(f)	I	(Li)

પ્રશ્ન 32.
નીચે જણાવેલાં તત્ત્વોની જોડીઓના જોડાણથી બનતાં દ્વિઅંગી સંયોજનોના સૂત્રનું અનુમાન કરોઃ
(a) લિથિયમ અને ઑક્સિજન
(b) મૅગ્નેશિયમ અને નાઇટ્રોજન
(c) ઍલ્યુમિનિયમ અને આયોડિન
(d) સિલિકોન અને ઑક્સિજન
(e) ફૉસ્ફરસ અને ફ્લોરિન
(f) 71મું તત્ત્વ અને ફ્લોરિન
ઉત્તર:
(a) Li₂O
(b) Mg₃N₂
(c) AlI₃
(d) SiO₂
(e) PF₃ અથવા PF₅
(f) LuF₃

નીચેના પ્રત્યેક પ્રશ્ન માટે આપેલા વિકલ્પોમાંથી યોગ્ય વિકલ્પ પસંદ કરી ઉત્તર લખો : [પ્રશ્ન (33)થી (40)]

પ્રશ્ન 33.
આધુનિક આવર્ત કોષ્ટકમાં આવર્ત કયા મૂલ્યનું સૂચન કરે છે?
(a) પરમાણ્વીય ક્રમાંક
(b) પરમાણ્વીય દળ
(c) મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક
(d) કોણીય વેગમાન ક્વૉન્ટમ આંક
ઉત્તર:
(c) મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક

પ્રશ્ન 34.
આધુનિક આવર્ત કોષ્ટક માટે નીચેનાં પૈકી કયું વિધાન ખોટું છે?
(a) p-વિભાગમાં 6 સ્તંભો છે, કારણ કે p-કોશની બધી કક્ષકો ભરાવા માટે મહત્તમ 6 ઇલેક્ટ્રૉન જરૂરી બને છે.
(b) d-વિભાગમાં 8 સ્તંભો છે, કારણ કે ત-પેટાકોશની બધી કક્ષકો ભરાવા માટે મહત્તમ 8 ઇલેક્ટ્રૉન જરૂરી બને છે.
(c) પ્રત્યેક વિભાગમાં સ્તંભોની સંખ્યા, તે પેટાકોશમાં ભરાઈ શકે તેટલા ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા જેટલી હોય છે.
(d) વિભાગ, તત્ત્વની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના બનતા સમયે, અંતમાં ભરાનાર ઇલેક્ટ્રૉનની પેટાકોશના કોણીય વેગમાન ક્વૉન્ટમ આંકનું મૂલ્ય દર્શાવે છે.
ઉત્તર:
(b) d-વિભાગમાં 8 સ્તંભો છે, કારણ કે ત-પેટાકોશની બધી કક્ષકો ભરાવા માટે મહત્તમ 8 ઇલેક્ટ્રૉન જરૂરી બને છે.

પ્રશ્ન 35.
જે પરિબળ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉનને અસર કરે છે તે તત્ત્વના રસાયણવિજ્ઞાનને પણ અસર કરે છે. નીચેનાં પૈકી કયું પરિબળ સંયોજકતા કોશને અસર કરતું નથી?
(a) સંયોજકતા મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક (n)
(b) કેન્દ્રીય વીજભાર (Z_eff)
(c) કેન્દ્રીય દળ
(d) અંતર્ભાગના (core) ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા
ઉત્તર:
(c) કેન્દ્રીય દળ

પ્રશ્ન 36.
સમઇલેક્ટ્રૉનીય સ્પીસીઝ F^–, Ne અને Na⁺ના કદ શેનાથી અસર પામે છે?
(a) કેન્દ્રીય વીજભાર (Z_eff)
(b) સંયોજકતા : મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક (n)
(c) બાહ્યતમ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રૉન-ઇલેક્ટ્રૉન પારસ્પરિક ક્રિયા
(d) ઉપર જણાવેલાં પરિબળો પૈકી એક પણ નહિ, કારણ કે તેઓના કદ સમાન છે.
ઉત્તર:
(a) કેન્દ્રીય વીજભાર (Z_eff)

પ્રશ્ન 37.
આયનીકરણ એન્થાલ્પી સંદર્ભે નીચેનાં પૈકી કયું વિધાન ખોટું છે?
(a) ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યામાં ક્રમશઃ વધારો થતા આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
(b) ઉમદા વાયુ તત્ત્વની ઇલેક્ટ્રૉનીય રચનામાંથી ઇલેક્ટ્રૉન દૂર કરવામાં આવે છે ત્યારે આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય મહત્તમ હોય છે.
(c) આયનીકરણ એન્થાલ્પીના મૂલ્યમાં એકદમ વધારો, સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રૉનનું દૂર થવાનું સૂચવે છે.
(d) nના નીચા મૂલ્યવાળી કક્ષકમાંથી nના ઊંચા મૂલ્યવાળી કક્ષક કરતાં સરળતાથી ઇલેક્ટ્રૉન દૂર કરી શકાય છે.
ઉત્તર:
(a) ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યામાં ક્રમશઃ વધારો થતા આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.

પ્રશ્ન 38.
B, Al, Mg અને Kના ધાત્વીય ગુણધર્મ માટે નીચેના
પૈકી ક્યો ક્રમ સાચો છે?
(a) B > Al > Mg > K
(b) Al > Mg > B > K
(c) Mg > Al > K> B
(d) K > Mg > Al > B
ઉત્તર:
(d) K > Mg > Al > B

પ્રશ્ન 39.
B, C, N, F અને Siના અધાત્વીય ગુણધર્મ માટે નીચેના પૈકી ક્યો ક્રમ સાચો છે?
(a) B > C > Si > N > F
(b) Si > C > B > N > F
(c) F > N > C > B > Si
(d) F > N > C > Si > B
ઉત્તર:
(c) F > N > C > B > Si

પ્રશ્ન 40.
E, Cl, O અને Nના ઑક્સિડેશન ગુણધર્મના સંદર્ભમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાત્મકતા માટે નીચેના પૈકી કયો ક્રમ સાચો છે?
(a) F > Cl > 0 > N
(b) F > O > Cl > N
(c) Cl > F > 0 > N
(d) O > F > N > Cl
ઉત્તર:
(b) F > O > Cl > N