Q.1 वर्ग 13 के तत्वों के गुण लिखिए।
Ans: भौतिक गुण (Physical properties)
बोराॅन (B) जालक ठोस होता है।
एल्युमिनियम (Al) धात्विक ठोस होता है।
गैलियम (Ga) द्विपरमाणुक अणु के रूप में पाया जाता है तथा
In and Tl भी धात्विक ठोस होते हैं।
परमाणु आकार (Atomic Size)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार बढ़ता है। किंतु गैलियम का आकार एल्युमिनियम से छोटा होता है क्योंकि गैलियम में संक्रमण संकुचन पाया जाता है। अतः परमाणु आकार का बढ़ता क्रम इस प्रकार होगा -
B < Ga < Al < In < Tl
आयनन ऊर्जा (Ionisation Energy)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा का मान घटता है किंतु थैलियम की आयनन ऊर्जा बोराॅन से कम तथा वर्ग के अन्य सभी धातुओं से अधिक होती है क्योंकि थैलियम में अक्रिय युग्म प्रभाव पाया जाता है अर्थात् संयोजी इलेक्ट्रॉन तथा नाभिक के मध्य आकर्षण बढ़ जाता है जिसके कारण उसे बाहर निकालने के लिए आवश्यक आयनन ऊर्जा का मान भी बढ़ जाता है।
B > Tl > Ga > Al > In
धात्विक गुण (Metalic Properties)
बोराॅन अधातु है तथा अन्य तत्व धातु होते हैं।
ऑक्सीकरण अवस्था (Oxidation state)
वर्ग 13 के तत्व सामान्यतः +3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं किंतु वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर +1 ऑक्सीकरण अवस्था स्थाई होता है।
रासायनिक गुण (Chemical Properties)
ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया
E + O2 → E2O3 (B2O3, Al2O3, Ga2O3)
नाइट्रोजन के साथ अभिक्रिया
2E + N2 → 2EN
हैलोजन के साथ अभिक्रिया
E + X → EX3 (BX3, AlX3, GAX3)
Q.2 वर्ग 14 के तत्वों के गुण लिखिए।
Ans: भौतिक गुण (Physical properties)
C, Si, Ge जालक ठोस है।
Sn, Pb धात्विक ठोस है।
परमाणु आकार (Atomic Size)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार बढ़ता है।
का क्रम इस प्रकार है -
C < Si < Ge < Sn < Pb
आयनन ऊर्जा (Ionisation Energy)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा घटता है किंतु Pb की आयनन ऊर्जा Sn से अधिक होती है क्योंकि इसमें लैंथेनाइड संकुचन पाया जाता है।
का क्रम इस प्रकार है -
C > Si > Ge > Sn < Pb Or
C > Si > Ge > Pb > Sn
धात्विक गुण (Metalic Properties)
कार्बन अधातु है।
सिलिकॉन एवं जर्मेनियम उपधातु है।
टिन एवं लेड धातु है।
ऑक्सीकरण अवस्था (Oxidation state)
इस वर्ग के तत्वों की सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था +4 होती है तथा यह +2 ऑक्सीकरण अवस्था भी प्रदर्शित करते हैं। वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर +2 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व बढ़ता है तथा +4 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व घटता है।
रासायनिक गुण (Chemical Properties)
ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया
i) E+4 + O2 → E2O4 (C2O4, Si2O4, Ge2O4, Sn2O4, Pb2O4)
ii) E+2 + O2 → EO (CO, SiO, GeO, SnO, PbO)
जल के साथ अभिक्रिया
Sn + 2H2O → SnO2 + 2H2(g)
C, Si, Ge स्थायी है।
Pb के चारों ओर ऑक्साइड परत बन जाता है।
हैलोजन के साथ अभिक्रिया
i)E + X → EX4 (SiX4, GeX4, SnX4, PbX4)
ii)E + X → EX2 ( GeX2, SnX2, PbX2)
कार्बन हैलोजन के साथ सीधे अभिक्रिया नहीं देता।
CX4 के अलावा अन्य के EX4 (लवण) जल अपघटन अभिक्रिया देते हैं।
Q.3 वर्ग 15 के तत्वों (nitrogen family) के गुण लिखिए।
Ans: भौतिक गुण (Physical properties)
परमाणु आकार (Atomic Size)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार बढ़ता है।
N < P < As < Sb < Bi
आयनन ऊर्जा (Ionisation Energy)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा का मान घटता है क्योंकि कोशों की संख्या बढ़ने से संयोजी इलेक्ट्रॉन एवं नाभिक के मध्य आकर्षण कम हो जाता है। अतः इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अतः आयनन ऊर्जा घटती है।
धात्विक गुण (Metalic Properties)
N तथा P अधातु है।
As एवं Sb उपधातु होते हैं।
Bi धातु होता है।
ऑक्सीकरण अवस्था (Oxidation state)
इस वर्ग के तत्वों का सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था +3, +5 होता है।
केवल नाइट्रोजन ही -3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर +5 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व घटता है तथा +3 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व बढ़ता है।
क्वथनांक (35) N < P < Bi < Sb < As
गलनांक (45) N < P < As < Bi < Sb
रासायनिक गुण (Chemical Properties)
हाइड्रोजन के साथ अभिक्रिया
E + H2 → EH3 (NH3, PH3, AsH3, SbH3, BiH3)
स्थायित्व का क्रम (NH3 > PH3 > AsH3 > SbH3 > BiH3)
क्षारीयता का क्रम (NH3 > PH3 > AsH3 > SbH3 > BiH3)
अपचायक (NH3 < BPH3 < BAsH3 < BSbH3 < BiH3)
ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया
i) E+5 + O2 → E2O5 (N2O5, P2O5, As2O5, Sb2O5, Bi2O5)
ii) E+3 + O2 → E2O3 (N2O3, P2O3, As2O3, Sb2O3, Bi2O3)
N2O5, P2O5, N2O3, P2O3 - अम्लीय
As2O5, Sb2O5, As2O3, Sb2O3 - उभयधर्मी
Bi2O5), Bi2O3 - क्षारीय
हैलोजन के साथ अभिक्रिया
i) E + X → EX5 (NX5, PX5, AsX5, SbX5, BiX5)
ii) E + X → EX3 (NX3, PX3, AsX3, SbX3, BiX3)
स्थायित्व का क्रम
BiX5 < BiX3
SbX5 > BiX5
Q.4 वर्ग 16 के तत्वों (nitrogen family) के गुण लिखिए।
Ans: भौतिक गुण (Physical properties)
परमाणु आकार (Atomic Size)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार बढ़ता है।
O < S < Se < Te < Po
आयनन ऊर्जा (Ionisation Energy)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा घटता है।
O > S > Se > Te > Po
इलेक्ट्रॉन बंधुता (Electron Affinity)
ऑक्सीजन की इलेक्ट्रॉन बंधुता वर्ग के सभी तत्वों के इलेक्ट्रॉन बंधुता से कम होती है।
S > Se > Te > Po > O
धात्विक गुण (Metalic Properties)
O, S, Se अधातु होते हैं।
Te, Po उपधातु होते हैं।
ऑक्सीकरण अवस्था (Oxidation state)
इस वर्ग की सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था +4, +6 होती है। वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर +6 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व घटता है तथा +4 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व बढ़ता है। Oxygen -2 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।
रासायनिक गुण (Chemical Properties)
हाइड्रोजन के साथ अभिक्रिया
E + H2 → H2E (H2O, H2S, H2Se, H2Te, H2Po)
स्थायित्व - H2O > H2S > H2Se > H2Te > H2Po
अम्लीय गुण - H2O < H2S < H2Se < H2Te < H2Po
अपचायक गुण - H2O < H2S < H2Se < H2Te < H2Po
हैलोजन के साथ अभिक्रिया
E + X → EX2 / EX4 / EX6
EF6 is most stable like (SF6, SeF6)
स्थायित्व (Stability) : ECl6 < EF6 (SCl6 < SF6)
Q.5 वर्ग 17 के तत्वों (nitrogen family) के गुण लिखिए।
Ans: भौतिक गुण (Physical properties)
परमाणु आकार (Atomic Size)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार बढ़ता है।
F < Cl < Br < I < At
आयनन ऊर्जा (Ionisation Energy)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर आयनन ऊर्जा घटता है।
F > Cl > Br > I > At
धात्विक गुण (Metalic Properties)
F, Cl, Br, I अधातु (nonmetal) होते हैं।
At उपधातु (metalloid) होता है।
ऑक्सीकरण अवस्था (Oxidation state)
फ्लोरीन -1 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शाता है।
वर्ग के अन्य तत्व +1, +3, +5, +7 ऑक्सीकरण अवस्थाएं भी प्रदर्शित करते हैं।
इलेक्ट्रॉन बंधुता (Electron affinity)
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर इलेक्ट्रॉन बंधुता का मान घटता है किंतु क्लोरीन की इलेक्ट्रॉन बंधुता फ्लोरीन से अधिक होती है।
इलेक्ट्रॉन बंधुता का क्रम -
Cl > F> Br > I
ऋणविद्युता (Electronegativity)
17वें वर्ग में फ्लोरीन प्रबल विद्युत ऋणी तत्व है।
वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर विद्युत ऋणता का मान घटता है क्योंकि कक्षकों की संख्या बढ़ती है जिसे साझे के इलेक्ट्रॉन को अपनी ओर आकर्षित करने की प्रवृत्ति घटती है, फलस्वरुप ऋणविद्युता घटती है।
17वें वर्ग के अन्य तत्वों की विद्युत ऋणता फ्लोरीन से कम होती है।
17वें वर्ग में ऋणविद्युता का बढ़ता क्रम -
I < Br < Cl < F
बंध वियोजन ऊर्जा (Binding energy)
Cl2 > Br2 > F2 > I2
कारण : F2 का परमाणु आकार छोटा होता है जिसके कारण इनके लोन पेयर्स के मध्य प्रतिकर्षण होता है। अतः इसके आबंध को तोड़ने के लिए अत्यंत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
I2 का आकार बड़ा होता है जिसके कारण इसके मध्य बंध बहुत दुर्बल होता है। अतः यह आसानी से टूट जाता है।
रासायनिक गुण (Chemical Properties)
हाइड्रोजन के साथ अभिक्रिया
X + H → HX (HF, HCl, HBr, HI)
अम्लीयता - HF < HCl < HBr < HI
स्थायित्व - HF > HCl > HBr > HI
अपचायक गुण - HF < HCl < HBr < HI
ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया
E + O → OE2/O2E2/EO2/E2O6/E2O5
F - OF2, O2F2
Cl - OCl2, ClO2, Cl2O6, Cl2O7
Br - Br2O, BrO2, BrO3
I - I2O4, I2O5, I2O7
Q.6 अंतर हैलोजन यौगिक किसे कहते हैं? यह कितने प्रकार के होते हैं? उदाहरण देकर समझाइए।
Ans: अंतर हैलोजन यौगिक : दो हैलोजन परमाणुओं से मिलकर बना द्विअंगी यौगिक अंतर हैलोजन यौगिक कहलाता है।
अंतर हैलोजन यौगिक निम्नलिखित प्रकार के होते हैं -
AX प्रकार - ClF इसमें Cl, sp³ संकरित होता है।
AX3 प्रकार - ClF3 इसमें Cl, sp³d संकरित होता है।
AX5 प्रकार - IF5 इसमें I, sp³d² संकरित होता है।
AX7 प्रकार - IF7 इसमें I, sp³d³ संकरित होता है।
अंतर हैलोजन यौगिक के गुण
सहसंयोजी प्रकृति का होता है।
प्रतिचुंबकीय होता है।
वाष्पशील ठोस, द्रव या गैस (ClF) होता है।
सामान्य हैलोजन से अधिक क्रियाशील होता है।
अंतर हैलोजन यौगिक में जिस हैलोजन का परमाणु आकार बड़ा होता है वह केंद्रीय धातु (Central atom) होता है।
Q.7 PCl5 पाया जाता है पर NCl5 नहीं। क्यों?
Ans: फास्फोरस के पास रिक्त d कक्षक होते हैं जिसके कारण यह पांच बंध (5 bonds) बना सकता है और इस प्रकार PCl5 बनता है परंतु नाइट्रोजन में रिक्त d कक्षक नहीं पाया जाता इसलिए यह पांच बंध (5 bonds) नहीं बना सकता और इसलिए NCl5 नहीं बनता है।
Q.8 नाइट्रोजन का असामान्य गुण लिखिए।
Ans: नाइट्रोजन का असामान्य गुण :-
यह छोटे आकार का होता है।
इसमें d कक्षक अनुपस्थित होता है जबकि वर्ग के अन्य तत्वों में d कक्षक पाया जाता है।
इसकी विद्युत ऋणात्मकता अधिक होती है।
यह द्विपरमाणुक अणु के रूप में पाया जाता है अर्थात् N2 में त्रिबंध (triple bond) पाया जाता है।
इसमें केवल pπ-pπ bond ही बन सकता है pπ-dπ bond नहीं बनता।
N2 छोटे आकार का होता है तथा यह गैस होता है। जबकि फास्फोरस P4 के रूप में पाया जाता है तथा यह ठोस होता है।
इसकी बंध एंथैल्पी अधिक होती है।
Q.9 फैजान का नियम क्या है? लिखिए। इसके द्वारा आयनिक यौगिक में उपस्थित सह-संयोजी प्रकृति को किस प्रकार समझाया जा सकता है?