Hydrogen bonding Questions in Gujarati

(B) $I.$ ખોટું: વાયુમય અવસ્થામાં,$CH_3COOH$ હાઇડ્રોજન બંધનને કારણે ડાયમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$II.$ સાચું: બેન્ઝીન જેવા અધ્રુવીય દ્રાવકોમાં એસિટિક એસિડ હાઇડ્રોજન-બંધિત ડાયમર બનાવે છે.
$III.$ ખોટું: $H_2O$ માં $CH_3OH$ કરતા વધુ વ્યાપક હાઇડ્રોજન બંધન હોય છે,જે તેને વધુ સ્નિગ્ધ બનાવે છે.
$IV.$ ખોટું: $CH_3OCH_3$ (ડાયમિથાઈલ ઈથર) ધ્રુવીય છે અને પાણીના અણુઓ સાથે હાઇડ્રોજન બંધનને કારણે પાણીમાં દ્રાવ્ય છે.
આમ,સાચો ક્રમ $F, T, F, F$ છે.

(C) $HF$ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધને કારણે રેખીય પોલિમર બનાવે છે.
$HF$ માં,એક અણુનો અત્યંત વિદ્યુતઋણ ફ્લોરિન પરમાણુ બીજા અણુના હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે $-(H-F)n-$ તરીકે દર્શાવેલ ઝિગ-ઝેગ રેખીય પોલિમરીક શૃંખલા રચાય છે.

(A) $o-$નાઈટ્રોફિનોલ આંતઃઆણ્વીય $H$-બંધ દર્શાવે છે,જે અણુઓ વચ્ચેના જોડાણને મર્યાદિત કરે છે.
$p-$નાઈટ્રોફિનોલ આંતરઆણ્વીય $H$-બંધ દર્શાવે છે,જે અણુઓના જોડાણ અને મોટા આણ્વીય સમૂહના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
$p-$નાઈટ્રોફિનોલમાં પ્રબળ આંતરઆણ્વીય બળોને કારણે,તેનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું અને $o-$નાઈટ્રોફિનોલની તુલનામાં બાષ્પ દબાણ ઓછું હોય છે.
તેથી,$o-$નાઈટ્રોફિનોલનું બાષ્પ દબાણ $p-$નાઈટ્રોફિનોલ કરતા વધારે હોય છે.

(B) હાઇડ્રોજન બંધ માટે હાઇડ્રોજન પરમાણુનું $F$,$O$ અથવા $N$ જેવા વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ સાથે સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલ હોવું જરૂરી છે.
$K_2HPO_4$ માં,$HPO_4^{2-}$ આયનમાં $OH$ સમૂહ હોય છે,જે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે.
$K_2HPO_3$ માં,બંધારણ $[HPO_3]^{2-}$ છે,જેમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુ સીધો ફોસ્ફરસ પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે ($P-H$ બંધ). $P$ ની વિદ્યુતઋણતા ઓછી હોવાથી તે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવતું નથી.
ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ અને ક્લોરલ હાઇડ્રેટ $(CCl_3CH(OH)_2)$ બંનેમાં $OH$ સમૂહ હોય છે જે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકે છે.

(D) વિકલ્પ $A$: $HCl_2^-$ એક જાણીતી સ્પીસીઝ છે જે મોટા કેટાયન દ્વારા સ્થિર થઈ શકે છે.
વિકલ્પ $B$: $NH_4F$ માં $NH_4^+$ અને $F^-$ આયનો હોય છે,જે બંને પાણી સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકે છે.
વિકલ્પ $C$: $H_2O_{(s)}$ (બરફ) નું બંધારણ ખુલ્લા પાંજરા જેવું હોય છે જેમાં મોટી ખાલી જગ્યાઓ હોય છે,જે તેનું કદ વધારે છે અને $H_2O_{(l)}$ ની સરખામણીમાં તેની ઘનતા ઘટાડે છે,જેના કારણે તે તરે છે.
વિકલ્પ $D$: એક $H_2O$ અણુમાં માત્ર એક જ $O$ પરમાણુ હોય છે; તેથી,એક જ અણુમાં બે નજીકના $O$ પરમાણુઓ વચ્ચેના અંતરનો ખ્યાલ ભૌતિક રીતે અર્થહીન છે. આમ,આ વિધાન ખોટું છે.

(D) હાઇડ્રોજન બંધની પ્રબળતા તેમાં સામેલ પરમાણુઓ વચ્ચેના વિદ્યુતઋણતાના તફાવત અને વીજભાર ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
આયનો ધરાવતા હાઇડ્રોજન બંધ ($F^{-}...H-F$ જેવા) તટસ્થ હાઇડ્રોજન બંધ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધુ મજબૂત હોય છે.
$F^{-}H...F$ આંતરક્રિયામાં ફ્લોરાઇડ આયન $(F^{-})$ અને હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ અણુ $(HF)$ સામેલ છે.
આ એક ખૂબ જ મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ છે કારણ કે ફ્લોરાઇડ આયન ઉચ્ચ ઋણ વીજભાર ઘનતા ધરાવે છે અને $H-F$ બંધ અત્યંત ધ્રુવીય છે,જે ખૂબ જ મજબૂત સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ તરફ દોરી જાય છે.
તેથી,પ્રબળતાનો ક્રમ $F^{-}H...F > F^{-}H...O > O^{-}H...F > O^{-}H...O$ છે.

(D) $H_5O_2^+$ એ હાઇડ્રેટેડ પ્રોટોન છે, $[H_3O^+ \cdot H_2O]$, જે એસિડિક દ્રાવણોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$H_3O_2^-$ એ હાઇડ્રેટેડ હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન છે, $[OH^- \cdot H_2O]$, જે બેઝિક દ્રાવણોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$HF_2^-$ એ $F^-$ અને $HF$ વચ્ચે મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધન દ્વારા બનતો જાણીતો બાયફ્લોરાઇડ આયન છે.
આ તમામ આયનો યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં સ્થિર હોવાથી, સાચો જવાબ $D$ છે.

(A) હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગની મજબૂતી તેમાં સામેલ પરમાણુઓ વચ્ચેના વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
$F$ એ આવર્ત કોષ્ટકમાં સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ છે.
તેથી,$F$ અને $H$ વચ્ચે બનતો $H$-બંધ (એટલે કે $F - H - - - F$) સૌથી મજબૂત છે કારણ કે પરમાણુઓ પરના ઉચ્ચ આંશિક વીજભારને કારણે સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ મહત્તમ હોય છે.

(B) આંતરઆણ્વીય $H$-બંધનની મજબૂતી હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા અને બંધની ધ્રુવીયતા પર આધાર રાખે છે.
$CH_3NH_2$ (મિથાઈલએમાઈન),$CH_3OH$ (મિથેનોલ) અને $C_6H_5OH$ (ફિનોલ) માં $H$-બંધન જોવા મળે છે.
ફિનોલ $(C_6H_5OH)$ માં સૌથી મજબૂત આંતરઆણ્વીય $H$-બંધન હોય છે કારણ કે ઓક્સિજન પરમાણુ ફિનાઈલ રિંગ સાથે જોડાયેલ છે,જે એલિફેટિક આલ્કોહોલ અથવા એમાઈન્સની તુલનામાં ફિનોલિક હાઇડ્રોજનની એસિડિકતા વધારે છે,જેનાથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ પર વધુ આંશિક ધન વીજભાર $(\delta )$ ઉત્પન્ન થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(C) સ્નિગ્ધતા મુખ્યત્વે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન પર આધાર રાખે છે.
ડાયમિથાઈલ ઈથર $(CH_3OCH_3)$ માં હાઇડ્રોજન બંધન હોતું નથી,તેથી તેની સ્નિગ્ધતા સૌથી ઓછી છે.
મિથાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_3OH)$ માં એક $-OH$ સમૂહ છે,જે થોડા હાઇડ્રોજન બંધન માટે પરવાનગી આપે છે.
પાણી $(H_2O)$ ના અણુ દીઠ બે $-OH$ સમૂહ હોય છે,જે મિથાઈલ આલ્કોહોલ કરતા વધુ હાઇડ્રોજન બંધન બનાવે છે.
ગ્લિસરોલ $(CH_2(OH)CH(OH)CH_2OH)$ માં ત્રણ $-OH$ સમૂહ છે,જે સૌથી વધુ હાઇડ્રોજન બંધન નેટવર્ક બનાવે છે,તેથી તે સૌથી વધુ સ્નિગ્ધ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ છે: $\text{dimethyl ether} < \text{methyl alcohol} < \text{water} < \text{glycerol}$.

(C) $HF$ મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધન દર્શાવે છે.
$H$ ની સરખામણીમાં $F$ પરમાણુની ઊંચી વિદ્યુતઋણતાને કારણે,મજબૂત દ્વિધ્રુવ રચાય છે,જે મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ તરફ દોરી જાય છે.
આ મજબૂત આંતરઆણ્વિય બળોને તોડવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જેના પરિણામે હાઇડ્રોજન હેલાઇડ્સ ($HCl$,$HBr$,$HI$) માં તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ હોય છે.

(A) $o-$નાઈટ્રોફિનોલ આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધન દર્શાવે છે,જ્યારે $p-$નાઈટ્રોફિનોલ આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધન દર્શાવે છે.
આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધનને કારણે,$p-$નાઈટ્રોફિનોલના અણુઓ જોડાય છે,જેના પરિણામે $o-$નાઈટ્રોફિનોલની તુલનામાં ઉત્કલન બિંદુ $(B.P.)$ ઊંચું હોય છે.
તેથી,$o-$નાઈટ્રોફિનોલનું $B.P.$ $p-$નાઈટ્રોફિનોલ કરતા વધારે છે તે વિધાન ખોટું છે.
$SO_3$ માં,સલ્ફર ઓક્સિજન સાથે $p\pi-d\pi$ બંધ બનાવવા માટે $d-$કક્ષકોનો ઉપયોગ કરે છે.
ચક્રીય ટ્રાઈમર $S_3O_9$ માં,સલ્ફર અણુઓને જોડતા $3$ બ્રિજિંગ ઓક્સિજન પરમાણુઓ હોય છે.

(A) પદાર્થનું ઉત્કલન બિંદુ આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
$HF$ માં પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,જેના કારણે તેનું ઉત્કલન બિંદુ ઘણું ઊંચું $(293 \ K)$ હોય છે.
$NH_3$ માં પણ હાઇડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,પરંતુ તે $HF$ કરતા નબળો હોય છે કારણ કે $N$ એ $F$ કરતા ઓછો વિદ્યુતઋણ છે,પરિણામે તેનું ઉત્કલન બિંદુ ઓછું $(240 \ K)$ હોય છે.
$H_2S$ માં નોંધપાત્ર હાઇડ્રોજન બંધ હોતો નથી અને તે નબળા દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ પર આધાર રાખે છે,તેથી ત્રણેયમાં તેનું ઉત્કલન બિંદુ સૌથી ઓછું $(213 \ K)$ હોય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $HF > NH_3 > H_2S$ છે.

(A) હાઇડ્રોજન બંધની પ્રબળતા હાઇડ્રોજન સાથે જોડાયેલા પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા અને તે પરમાણુ પરના આંશિક ઋણ વીજભાર પર આધાર રાખે છે.
$HF$ માં ફ્લોરિનની વિદ્યુતઋણતા સૌથી વધુ હોવાથી તેમાં સૌથી પ્રબળ હાઇડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે.
$H_2O$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે,જેના કારણે $H_2O_2$ ની સરખામણીમાં તેના પર આંશિક ઋણ વીજભારની ઘનતા વધુ હોય છે.
$H_2S$ માં સલ્ફરની વિદ્યુતઋણતા ઓછી હોવાથી તે નોંધપાત્ર હાઇડ્રોજન બંધ બનાવતું નથી.
તેથી,પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ $HF > H_2O > H_2O_2 > H_2S$ છે.

(D) $1$. $H_2O$ અને $NH_3$ ના $m.p.$ પ્રબળ આંતરઆણ્વીય $H$-બંધનને કારણે તેમના સંબંધિત સમૂહ ($Group$ $16$ અને $Group$ $15$) માં સૌથી વધુ છે.
$2$. $Group$ $14$ ના હાઇડ્રાઇડ્સ $(CH_4, SiH_4, GeH_4, SnH_4)$ નો $b.p.$ આણ્વીય દળ વધવાની સાથે વધે છે,તેથી $CH_4$ નો $b.p.$ સૌથી ઓછો છે.
$3$. ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ આંતરઆણ્વીય $H$-બંધનને કારણે બાષ્પ અવસ્થામાં ડાયમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$4$. તેથી,બધા વિધાનો સાચા છે,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) આંતર-આણ્વીય $H$-બંધન સમાન અથવા અલગ પદાર્થોના વિવિધ અણુઓ વચ્ચે થાય છે.
$(I)$ એસિટિક એસિડ આંતર-આણ્વીય $H$-બંધન દ્વારા ડાયમર બનાવે છે.
$(II)$ $o$-નાઈટ્રોફિનોલ $-OH$ અને $-NO_2$ સમૂહોની નિકટતાને કારણે આંતઃ-આણ્વીય $H$-બંધન (chelation) દર્શાવે છે.
$(III)$ $m$-નાઈટ્રોફિનોલ આંતર-આણ્વીય $H$-બંધન દર્શાવે છે કારણ કે $-OH$ અને $-NO_2$ સમૂહો આંતઃ-આણ્વીય બંધન માટે પૂરતા નજીક નથી.
$(IV)$ બોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ ઘન અવસ્થામાં સ્તરીય બંધારણ બનાવે છે જે આંતર-આણ્વીય $H$-બંધન દ્વારા જોડાયેલું હોય છે.
આમ,$(I)$,$(III)$,અને $(IV)$ આંતર-આણ્વીય $H$-બંધન દર્શાવે છે.

(A) હાઇડ્રોજન બંધ ત્યારે રચાય છે જ્યારે હાઇડ્રોજન પરમાણુ અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુ $(F, O, N)$ સાથે સહસંયોજક રીતે જોડાયેલ હોય અને બીજા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ તરફ આકર્ષાય.
$CH_3COOH$ અને $H_2O$ ની જોડીમાં,બંને અણુઓમાં $O-H$ બંધ હોય છે,જે મજબૂત આંતરઆણ્વિય $H$-બંધ બનાવે છે.

(B) હાઇડ્રોજન હેલાઇડ્સનું ઉત્કલનબિંદુ તેમાં રહેલા આંતરઆણ્વીય બળો પર આધાર રાખે છે.
$HF$ માં પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,જેના કારણે તેનું ઉત્કલનબિંદુ ઘણું ઊંચું હોય છે.
બાકીના હાઇડ્રોજન હેલાઇડ્સ ($HCl$,$HBr$,$HI$) માટે,આણ્વીય દળ વધવાની સાથે વાન ડર વાલ્સ બળોની પ્રબળતા વધે છે,તેથી ઉત્કલનબિંદુ પણ વધે છે.
$HCl$ નું આણ્વીય દળ સૌથી ઓછું હોવાથી,તેમાં વાન ડર વાલ્સ બળો સૌથી નબળા હોય છે અને તેથી તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું હોય છે.
ઉત્કલનબિંદુનો ક્રમ: $HCl < HBr < HI < HF$ છે.

(D) સાચો જવાબ $(D)$ છે.
વિકલ્પ $(A)$ માં,$H_2O$ માં $CH_3OH$ કરતા વધુ વ્યાપક હાઇડ્રોજન બંધન હોય છે,તેથી $H_2O > CH_3OH$ સાચું છે.
વિકલ્પ $(D)$ માં,$CH_3N_3$ માં માત્ર દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ હોય છે,જ્યારે $HN_3$ માં આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે,તેથી $HN_3 > CH_3N_3$ સાચો ક્રમ છે. આમ,$CH_3N_3 > HN_3$ એ ખોટો ક્રમ છે.

(D) બરફની સ્ફટિક લેટીસમાં,દરેક પાણીનો અણુ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા અન્ય ચાર પાણીના અણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
દરેક પાણીના અણુની અંદર,$O-H$ બંધો સહસંયોજક હોય છે.
પાણીના અણુઓ વચ્ચે,આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધો અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તેથી,બરફનું બંધારણ સહસંયોજક બંધો અને આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધો બંને દ્વારા જળવાય છે.

(B) પદાર્થનું ઉત્કલન બિંદુ આંતરઆણ્વીય બળો દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થાય છે.
પાણી $(H_2O)$ માં બે $H$ પરમાણુઓ અત્યંત વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા હોવાથી વ્યાપક આંતરઆણ્વીય $H$-બંધન જોવા મળે છે,જેના પરિણામે તેનું ઉત્કલન બિંદુ $100\,^{\circ}C$ જેટલું ઊંચું હોય છે.
મિથેનોલ $(CH_3OH)$ માં પણ $H$-બંધન જોવા મળે છે,પરંતુ પાણી કરતા ઓછું કારણ કે તેમાં $H$-બંધન માટે માત્ર એક જ $H$ પરમાણુ ઉપલબ્ધ છે અને $CH_3$ સમૂહની $+I$ અસરને કારણે $O-H$ બંધની ધ્રુવીયતા ઘટે છે,પરિણામે તેનું ઉત્કલન બિંદુ $65\,^{\circ}C$ થાય છે.
ડાયમિથાઈલ ઈથર $(CH_3OCH_3)$ માં $H$-બંધનનો અભાવ છે કારણ કે તેમાં ઓક્સિજન સાથે સીધો જોડાયેલ કોઈ $H$ પરમાણુ નથી; તે માત્ર નિર્બળ દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ અને લંડન વિસર્જન બળો અનુભવે છે,જેના કારણે તેનું ઉત્કલન બિંદુ ખૂબ નીચું હોય છે.

(B) સાચો વિકલ્પ $B$ છે. બરફમાં,$H$-બંધની લંબાઈ આશરે $2.76 \ \mathring{A}$ છે,જ્યારે $O-H$ સહસંયોજક બંધની લંબાઈ આશરે $0.96 \ \mathring{A}$ છે.
$H$-બંધ એ આંતરઆણ્વિય આકર્ષણ બળો છે,જે પાણીના એક અણુની અંદર પરમાણુઓને પકડી રાખતા મજબૂત આંતરઆણ્વિય સહસંયોજક બંધો કરતા નોંધપાત્ર રીતે નબળા અને લાંબા હોય છે.

(A) $H$ બંધની પ્રબળતા હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.
જેમ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા વધે છે,તેમ $H-X$ બંધની ધ્રુવીયતા વધે છે,જેના પરિણામે $H$ બંધ વધુ મજબૂત બને છે.
પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $F > O > N$ છે.
તેથી,$H$ બંધની પ્રબળતાનો ક્રમ $H \dots F > H \dots O > H \dots N$ છે.

(B) $o-$નાઈટ્રોફિનોલ અને $p-$નાઈટ્રોફિનોલને સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશન દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.
$o-$નાઈટ્રોફિનોલમાં,$-OH$ અને $-NO_2$ સમૂહો પાસપાસે હોવાથી,તેમાં સ્થાયી આંતઃ-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ રચાય છે. આનાથી અણુઓ વચ્ચેના આંતર-આણ્વીય બળો ઘટે છે,જે તેને વધુ બાષ્પશીલ બનાવે છે અને સરળતાથી સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશન થઈ શકે છે.
$p-$નાઈટ્રોફિનોલમાં,$-OH$ અને $-NO_2$ સમૂહો વિરુદ્ધ સ્થાને હોવાથી,આંતઃ-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ રચાતો નથી. તેના બદલે,તેમાં પ્રબળ આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ રચાય છે,જે અણુઓના જોડાણ,ઊંચા ઉત્કલન બિંદુ અને ઓછી બાષ્પશીલતા તરફ દોરી જાય છે,જેના કારણે તેનું સ્ટીમ ડિસ્ટિલેશન કરવું મુશ્કેલ છે.

(B) બરફમાં વ્યાપક હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગને કારણે અત્યંત વ્યવસ્થિત,ખુલ્લું પાંજરા જેવું માળખું હોય છે.
જ્યારે બરફ $0\,^{\circ}C$ પર પીગળે છે,ત્યારે આમાંથી કેટલાક હાઇડ્રોજન બોન્ડ તૂટી જાય છે,જેના કારણે સખત માળખું તૂટી પડે છે.
આના પરિણામે પાણીના અણુઓ એકબીજાની નજીક આવે છે,જે કદમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

(C) જ્યારે હાઇડ્રોજન પરમાણુ અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુ (જેમ કે $F, O, N$) સાથે સહસંયોજક રીતે જોડાયેલ હોય અને બીજા વિદ્યુતઋણ પરમાણુના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ તરફ આકર્ષાય ત્યારે હાઇડ્રોજન બંધ રચાય છે.
વિકલ્પ $(A)$ માં,$H_2O$ નો $H$ પરમાણુ (જે વધુ એસિડિક છે) $NH_3$ ના $N$ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ તરફ આકર્ષાય છે. આ એક સાચું નિરૂપણ છે.
વિકલ્પ $(B)$ માં,$o$-ક્લોરોફિનોલમાં $-OH$ સમૂહનો $H$ પરમાણુ $Cl$ પરમાણુ સાથે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે.
વિકલ્પ $(C)$ માં,$NH_3$ નો $H$ પરમાણુ $H_2O$ ના $O$ પરમાણુ સાથે જોડાયેલ દર્શાવેલ છે. $N$ એ $O$ કરતા ઓછો વિદ્યુતઋણ હોવાથી,$N-H$ બંધ $O-H$ બંધ કરતા ઓછો ધ્રુવીય છે. તેથી,$NH_3$ માં રહેલો $H$ પરમાણુ ઓછો એસિડિક છે અને $H_2O$ ના $H$ પરમાણુની સરખામણીમાં મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતા ઓછી ધરાવે છે. આમ,$(C)$ એ આપેલા વિકલ્પોમાંથી સૌથી ઓછું યોગ્ય નિરૂપણ છે.

(B) ઘન $HF$ માં,દરેક ફ્લોરિન પરમાણુ એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે સહસંયોજક બંધથી અને બીજા હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે હાઇડ્રોજન બંધથી જોડાયેલ હોય છે. ફ્લોરિન પરમાણુની આસપાસ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(bp)$ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(lp)$ ની ગોઠવણી સમચતુષ્ફલકીય હોય છે. આના પરિણામે એક ઝિગ-ઝેગ સાંકળ જેવી રચના બને છે જેમાં $H-F \dots H$ બંધકોણ આશરે $120^{\circ}$ હોય છે. સાચી રજૂઆત એ ઝિગ-ઝેગ સાંકળ છે જ્યાં $F$ એ $H$ સાથે સહસંયોજક રીતે જોડાયેલ છે અને સાંકળમાંના આગામી $H$ સાથે હાઇડ્રોજન બંધથી જોડાયેલ છે.

(D) $(a) \, H_2 \dots H_2O$: ડાયપોલ-પ્રેરિત ડાયપોલ આંતરક્રિયા (વેન ડર વાલ્સ બળ) ઉર્જા $< 8 \, kJ/mol$ છે.
$(b) \, HCl \dots HCl$: ડાયપોલ-ડાયપોલ આંતરક્રિયા (વેન ડર વાલ્સ બળ) ઉર્જા $< 8 \, kJ/mol$ છે.
$(c) \, F^{-} \dots HF$: આયન-ડાયપોલ $H$-બંધ (ખૂબ જ મજબૂત $H$-બંધ) ઉર્જા $> 42 \, kJ/mol$ છે.
$(d) \, HCN \dots NH_3$: $H$-બંધ ઉર્જા સામાન્ય રીતે $8 - 42 \, kJ/mol$ ની વચ્ચે હોય છે.

(C) $NH_3$ ના અણુઓ આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન ધરાવે છે.
આ કારણોસર,$PH_3$ ની સરખામણીમાં તેનું ઉત્કલનબિંદુ ઘણું વધારે હોય છે.

(D) સામાન્ય રીતે આણ્વીય દળ વધવાની સાથે વાન ડર વાલ્સ બળોમાં વધારો થવાથી બાષ્પાયન એન્થાલ્પી વધે છે. જોકે,$NH_3$ માં આંતરઆણ્વીય $H$-બંધન હોવાને કારણે તેની બાષ્પાયન એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય અસાધારણ રીતે ઊંચું હોય છે. તેથી,બાષ્પાયન એન્થાલ્પીનો સાચો વધતો ક્રમ $PH_3 < AsH_3 < NH_3$ છે.

(D) ઓક્સિજન પરમાણુની સરખામણીમાં સલ્ફર પરમાણુનું કદ મોટું હોવાથી $H-S$ બંધ એ $H-O$ બંધ કરતાં નબળો હોય છે.
પરિણામે,$H_2O$ ની સરખામણીમાં $H_2S$ પ્રોટોન $(H^+)$ મુક્ત કરવાની વધુ વૃત્તિ ધરાવે છે,જે તેને વધુ એસિડિક બનાવે છે.

(A) $H_2O$ એ સમૂહ $16$ ના તત્વોના હાઇડ્રાઇડ્સમાં સૌથી ઊંચું ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે કારણ કે તેમાં વ્યાપક આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે.

(D) $HF$ અણુઓ પ્રબળ આંતર-આણ્વીય $H$-બંધને કારણે જોડાયેલા હોય છે,જે અન્ય હાઇડ્રોજન હેલાઇડમાં જોવા મળતા નથી. આ જોડાણને લીધે તેનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું હોય છે,જેના કારણે $HF$ ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(C) હાઇડ્રોજન બંધ ત્યારે રચાય છે જ્યારે હાઇડ્રોજન $F$,$O$ અથવા $N$ જેવા વધુ વિદ્યુતઋણમય પરમાણુઓ સાથે સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલ હોય.
$NH_3$,$H_2O$ અને $C_2H_5OH$ માં હાઇડ્રોજન બંધ હાજર હોય છે.
આયોડિન હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવા માટે પૂરતું વિદ્યુતઋણમય નથી.
તેથી,$HI$ ના ઉત્કલનબિંદુમાં હાઇડ્રોજન બંધ કોઈ ભૂમિકા ભજવતો નથી.

(C) હાઇડ્રોજન બંધની પ્રબળતા તેમાં ભાગ લેતા પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે. $F$ એ સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ હોવાથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $F-H \dots F$ હાઇડ્રોજન બંધ સૌથી પ્રબળ છે.

(A) $HF$ પ્રવાહી તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે કારણ કે તેમાં પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ હાજર હોય છે. જ્યારે અન્ય તમામ હાઇડ્રોજન હેલાઇડ ($HCl$,$HBr$,$HI$) ઓરડાના તાપમાને વાયુ સ્વરૂપે હોય છે.

(C) હાઇડ્રોજન બંધની પ્રબળતા હાઇડ્રોજન સાથે જોડાયેલા પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.
ફ્લોરીન $(F)$ સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ હોવાથી,$H-F$ બંધ સૌથી પ્રબળ હાઇડ્રોજન બંધન દર્શાવે છે.

(C) $KF$ એ $HF$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પોટેશિયમ હાઈડ્રોજન ડાયફ્લોરાઈડ $(KHF_2)$ બનાવે છે.
ઘન અવસ્થામાં,$KHF_2$ એ આયનીય સંયોજન છે જે પોટેશિયમ આયનો $(K^{+})$ અને હાઈડ્રોજન ડાયફ્લોરાઈડ આયનો $([HF_2]^{-})$ ધરાવે છે.
$[HF_2]^{-}$ આયન એ ફ્લોરાઈડ આયન $(F^{-})$ અને હાઈડ્રોજન ફ્લોરાઈડ અણુ $(HF)$ વચ્ચેના પ્રબળ હાઈડ્રોજન બંધનને કારણે બને છે: $F^{-} \cdots H-F \rightarrow [F-H-F]^{-}$.
તેથી,આ સંયોજન $K^{+}$ અને $[HF_2]^{-}$ આયનો ધરાવે છે.

(B) બાષ્પશીલતા એ આંતરઆણ્વીય બળોની મજબૂતીના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. $p-\text{nitrophenol}$ માં પ્રબળ આંતરઆણ્વીય $H$-બંધન જોવા મળે છે,જેના કારણે તેનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું અને બાષ્પશીલતા ઓછી હોય છે.
$2$. $o-\text{nitrophenol}$ માં આંતરઆણ્વીય (intramolecular) $H$-બંધન થાય છે,જે આંતરઆણ્વીય આકર્ષણને ઘટાડે છે,તેથી તે વધુ બાષ્પશીલ છે.
તેથી,બાષ્પશીલતાનો સાચો ક્રમ $p-\text{nitrophenol} < o-\text{nitrophenol}$ છે.

(B) $HF$ આંતરઆણ્વીય $H$-બંધનને કારણે રેખીય પોલિમરિક બંધારણ બનાવે છે.
આ બંધારણમાં,દરેક $F$ પરમાણુ એક $H$ પરમાણુ સાથે સહસંયોજક બંધથી અને બીજા $H$ પરમાણુ સાથે હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે,જેના પરિણામે ઝિગ-ઝેગ સાંકળ જેવું બંધારણ બને છે.
$H_2O$ એ $H$-બંધનને કારણે ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક બંધારણ બનાવે છે.
$NH_3$ પિરામિડલ બંધારણ બનાવે છે અને તે રેખીય પોલિમર બનાવતું નથી.
$HCl$ માં નોંધપાત્ર $H$-બંધન જોવા મળતું નથી.

(A) સમૂહ $16$ ના તત્વોના હાઇડ્રાઇડ્સના ઉત્કલનબિંદુઓ આણ્વીય દળ અને આંતરઆણ્વીય બળો બંને પર આધાર રાખે છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં $O$ થી $Te$ તરફ નીચે જઈએ છીએ,તેમ આણ્વીય દળ વધે છે,જે વાન ડર વાલ્સ બળોમાં વધારો કરે છે,જેનાથી સામાન્ય રીતે ઉત્કલનબિંદુ વધે છે.
જોકે,$H_2O$ ના અણુઓ મજબૂત આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જે અન્ય હાઇડ્રાઇડ્સ ($H_2S$,$H_2Se$,$H_2Te$) માં ગેરહાજર હોય છે.
આ મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધનને કારણે,શ્રેણીના અન્ય હાઇડ્રાઇડ્સની તુલનામાં $H_2O$ નું ઉત્કલનબિંદુ અસાધારણ રીતે ઊંચું હોય છે.

(A) આંતરઆણ્વીય બળોની પ્રબળતા આંતરક્રિયાના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે.
$HF^{-} \dots H_2O$ એ આયન-દ્વિધ્રુવ આંતરક્રિયા દર્શાવે છે,જે દ્વિધ્રુવ-પ્રેરિત દ્વિધ્રુવ અથવા લંડન વિસર્જન બળો કરતા ઘણી વધારે પ્રબળ હોય છે.
$HF^{-} \dots Cl_2$ અને $H_2O \dots Cl_2$ એ દ્વિધ્રુવ-પ્રેરિત દ્વિધ્રુવ આંતરક્રિયાઓ છે.
$Cl_2 \dots Cl_2$ એ લંડન વિસર્જન બળ (પ્રેરિત દ્વિધ્રુવ-પ્રેરિત દ્વિધ્રુવ) છે,જે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી નબળું છે.
તેથી,આયન-દ્વિધ્રુવ આંતરક્રિયા $HF^{-} \dots H_2O$ સૌથી પ્રબળ છે.

(D) $KHF_2$ માં,આયન $[F-H-F]^-$ છે,જેમાં બે ફ્લોરાઇડ આયનો વચ્ચે મજબૂત સમપ્રમાણ હાઇડ્રોજન બંધ હોય છે.
$KH_2PO_4$ માં,ફોસ્ફેટ એકમો આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જે પોલિમરિક બંધારણ બનાવે છે.
$KH_2PO_2$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ સીધો બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,અને તેમાં હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવા માટે કોઈ એસિડિક પ્રોટોન ઉપલબ્ધ નથી.
તેથી,$(A)$ અને $(B)$ બંને હાઇડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે.

(A) આંતરઆણ્વીય બળોની પ્રબળતા આંતરક્રિયાના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે.
$HF \dots H_2O$ માં હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે,જે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી પ્રબળ દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આંતરક્રિયા છે.
$HF \dots Cl_2$ અને $H_2O \dots Cl_2$ માં દ્વિધ્રુવ-પ્રેરિત દ્વિધ્રુવ આંતરક્રિયા છે.
$Cl_2 \dots Cl_2$ માં લંડન વિસર્જન બળો છે,જે સૌથી નબળા છે.
તેથી,$HF$ અને $H_2O$ વચ્ચેનો હાઇડ્રોજન બંધ સૌથી પ્રબળ છે.

(A) આંતર-આણ્વીય (Intramolecular) હાઇડ્રોજન બંધન એક જ અણુની અંદર જોવા મળે છે,જે સામાન્ય રીતે સ્થાયી વલય રચના (chelation) બનાવે છે.
$1$. $o$-ફ્લોરોફિનોલમાં $-OH$ સમૂહ અને $F$ પરમાણુ વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે.
$2$. સેલિસિલલ્ડિહાઇડમાં $-OH$ સમૂહ અને $-CHO$ સમૂહ વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે.
$3$. ક્લોરલ હાઇડ્રેટ $(CCl_3CH(OH)_2)$ માં બે હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહો વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે.
$4$. યુરિયા $(NH_2CONH_2)$ માં આંતર-આણ્વીય (Intermolecular) હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે,જેમાં હાઇડ્રોજન બંધો અલગ-અલગ અણુઓ વચ્ચે રચાય છે. તેથી,તેમાં આંતર-આણ્વીય (Intramolecular) હાઇડ્રોજન બંધન હોતું નથી.

(C) આ સંયોજનોનું ઉત્કલનબિંદુ મુખ્યત્વે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધની પ્રબળતા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$H_2O$ નું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ છે કારણ કે દરેક અણુ $4$ સુધી હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકે છે,જે એક મજબૂત ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક બનાવે છે.
$HF$ નું ઉત્કલનબિંદુ ત્યારબાદ આવે છે,કારણ કે તેમાં મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ હોય છે,જોકે તે $H_2O$ કરતા અણુ દીઠ ઓછા બંધ બનાવે છે.
$NH_3$ નું ઉત્કલનબિંદુ $HF$ કરતા ઓછું છે કારણ કે $N$ અને $H$ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત ઓછો છે,જેનાથી હાઇડ્રોજન બંધ નબળા બને છે.
$HCl$ માં નોંધપાત્ર હાઇડ્રોજન બંધ હોતા નથી અને તે દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ પર આધાર રાખે છે,પરિણામે આપેલા સંયોજનોમાં તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.
તેથી,ઘટતો ક્રમ $II > III > IV > I$ છે.

(B) હાઈડ્રોજન બંધ એવા સંયોજનોમાં રચાય છે જેમાં $H$ પરમાણુઓ $F$,$O$ અથવા $N$ જેવા અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા હોય છે.
$HCl$ માં,ક્લોરિન પરમાણુ હાઈડ્રોજન બંધ બનાવવા માટે પૂરતો વિદ્યુતઋણ નથી.
તેથી,$HCl$ હાઈડ્રોજન બંધ દર્શાવતું નથી.

(A) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ આંતરઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધને કારણે બાષ્પ અવસ્થામાં અને અધ્રુવીય દ્રાવકોમાં ડાયમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
એસિટિક એસિડના બે અણુઓ ચક્રીય ડાયમર બંધારણ બનાવવા માટે બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.
$o$-નાઈટ્રોફિનોલ આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે,જે ડાયમરાઈઝેશનને અટકાવે છે.
$AlCl_3$ એ હાઈડ્રોજન બંધને કારણે નહીં,પરંતુ સવર્ગ સહસંયોજક બંધને કારણે ડાયમર $(Al_2Cl_6)$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(B) આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ સમાન અથવા અલગ પદાર્થોના વિવિધ અણુઓ વચ્ચે જોવા મળે છે.
$H_2O$,$HF$,અને $CH_3COOH$ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે.
$o$-નાઇટ્રોફિનોલ આંતઃઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે,જેમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુ એક જ અણુમાં રહેલા ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે બંધાયેલો હોય છે,જે છ-સભ્યની સ્થાયી રીંગ બનાવે છે.

(A) બાષ્પશીલતા એ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ અને ઉત્કલન બિંદુના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$o$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ (સેલિસિલિક એસિડ) માં આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ જોવા મળે છે,જે અન્ય વિકલ્પોની તુલનામાં તેના આંતરઆણ્વીય જોડાણને ઘટાડે છે.
નબળા આંતરઆણ્વીય બળોને કારણે,$o$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડનું ઉત્કલન બિંદુ સૌથી ઓછું હોય છે અને તેથી આપેલા સંયોજનોમાં તેની બાષ્પશીલતા મહત્તમ હોય છે.