Types of bonding and Forces in solid Questions in Hindi

(A) सिलिकॉन डाइऑक्साइड $(SiO_2)$ एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है।
इसकी संरचना में,प्रत्येक $Si$ परमाणु $sp^3$ संकरित होता है और चार ऑक्सीजन परमाणुओं से चतुष्फलकीय रूप से जुड़ा होता है।
प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु दो सिलिकॉन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिससे एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनती है।
इसलिए,सही कथन यह है कि प्रत्येक $Si$ परमाणु चार $O$ परमाणुओं से घिरा होता है और प्रत्येक $O$ परमाणु दो $Si$ परमाणुओं से जुड़ा होता है।

(A) पानी में एक आयनिक यौगिक की विलेयता उसकी जालक ऊर्जा और जलयोजन ऊर्जा के बीच के संतुलन पर निर्भर करती है।
किसी यौगिक के घुलनशील होने के लिए,जलयोजन ऊर्जा जालक ऊर्जा से अधिक होनी चाहिए।
$Na_2SO_4$ के मामले में,आयनों की जलयोजन ऊर्जा जालक ऊर्जा को दूर करने के लिए पर्याप्त है,जिससे यह घुलनशील हो जाता है।
$BaSO_4$ के मामले में,उच्च आवेश घनत्व और आकार के कारकों के कारण जालक ऊर्जा जलयोजन ऊर्जा से काफी अधिक होती है,जिससे यह अल्प घुलनशील होता है।

(A) $PCl_5$ गैसीय अवस्था में एक सहसंयोजक अणु के रूप में मौजूद होता है।
हालाँकि,ठोस अवस्था में,यह $[PCl_4]^+ [PCl_6]^-$ के रूप में आयनिक होता है।
धनायन $[PCl_4]^+$ की ज्यामिति चतुष्फलकीय होती है,जबकि ऋणायन $[PCl_6]^-$ की ज्यामिति अष्टफलकीय होती है।

(B) सभी अणुओं में लघु-परास के लंदन परिक्षेपण बल (London dispersion forces) होते हैं,जो वान डर वाल्स बलों का एक प्रकार है।
जब अक्रिय गैसों को आयोडीन वाष्प में मिलाया जाता है,तो उनके बीच ये लघु-परास के लंदन परिक्षेपण बल मौजूद होते हैं।

(D) आंतर-आयनिक/आंतर-आणविक बलों की शक्ति इसमें शामिल आवेशों के परिमाण के सीधे समानुपाती होती है।
$1$. $Ion-ion$ अंतःक्रियाओं में पूर्ण आयनिक आवेश शामिल होते हैं,जो सबसे मजबूत होते हैं।
$2$. $Ion-dipole$ अंतःक्रियाओं में एक पूर्ण आयनिक आवेश और एक आंशिक द्विध्रुवीय आवेश होता है।
$3$. $Dipole-dipole$ अंतःक्रियाओं में केवल आंशिक आवेश होते हैं,जो इन तीनों में सबसे कमजोर होते हैं।
अतः,शक्ति का घटता क्रम $Ion-ion > Ion-dipole > Dipole-dipole$ है।
इसलिए,विकल्प $D$ सही है।

(A) $CCl_4$ एक आणविक ठोस है जो कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा एक साथ बंधा होता है,जो इसके कम गलनांक की व्याख्या करता है।
चूंकि यह तटस्थ अणुओं से बना है और इसमें मुक्त आयनों या विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉनों का अभाव है,इसलिए यह ठोस और तरल दोनों अवस्थाओं में विद्युत का कुचालक है।

(N/A) अंतर-आणविक बल परस्पर क्रिया करने वाले कणों के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण के बल होते हैं।
इन बलों में विपरीत आवेशित आयनों के बीच के स्थिर-वैद्युत बल (आयन-आयन अंतःक्रिया) और एक अणु के भीतर परमाणुओं को एक साथ रखने वाले बल (सहसंयोजक बंध) शामिल नहीं होते हैं।
वान डर वाल्स बल आकर्षक अंतर-आणविक बल हैं,जिनका नाम डच वैज्ञानिक जोहान्स वान डर वाल्स $(1837-1923)$ के सम्मान में रखा गया है,जिन्होंने इन बलों के माध्यम से वास्तविक गैसों के आदर्श व्यवहार से विचलन को समझाया था।
निम्नलिखित बलों को वान डर वाल्स बल नहीं माना जाता है:
$(i)$ आयन-द्विध्रुव बल (एक आयन और एक द्विध्रुव के बीच आकर्षण)।
$(ii)$ अंतः-आणविक बल (सहसंयोजक बंध)।
वान डर वाल्स बलों के प्रकार:
$(i)$ परिक्षेपण बल या लंदन बल: अध्रुवीय अणुओं में अस्थायी द्विध्रुवों के कारण उत्पन्न होते हैं।
$(ii)$ द्विध्रुव-द्विध्रुव बल: स्थायी द्विध्रुव वाले अणुओं के बीच मौजूद होते हैं।
$(iii)$ द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल: एक ध्रुवीय अणु और एक अध्रुवीय अणु के बीच मौजूद होते हैं।
उपयोग: ये बल पदार्थ की भौतिक अवस्थाओं,वास्तविक गैसों के आदर्श गैस नियम से विचलन और तरल तथा ठोस पदार्थों के गुणों को समझाने के लिए मौलिक हैं।

(N/A) परमाणु और अध्रुवीय अणु विद्युत रूप से सममित होते हैं और उनमें कोई द्विध्रुव आघूर्ण (dipole moment) नहीं होता है क्योंकि उनका इलेक्ट्रॉनिक आवेश बादल सममित रूप से वितरित होता है।
हालाँकि,ऐसे परमाणुओं और अणुओं में भी क्षणिक रूप से एक द्विध्रुव विकसित हो सकता है।
मान लीजिए कि हमारे पास दो परमाणु $A$ और $B$ एक-दूसरे के निकट हैं।
प्रारंभिक अवस्था में,इलेक्ट्रॉनिक आवेश बादल का सममित वितरण होता है (चित्र $a$ देखें)।
ऐसा हो सकता है कि क्षणिक रूप से,एक परमाणु में,मान लीजिए $A$ में,इलेक्ट्रॉनिक आवेश का वितरण असममित हो जाए,अर्थात आवेश बादल एक तरफ दूसरी तरफ की तुलना में अधिक हो। यह परमाणु $A$ में एक तात्कालिक द्विध्रुव बनाता है।
परमाणु $A$ में यह तात्कालिक द्विध्रुव पड़ोसी परमाणु $B$ के इलेक्ट्रॉनिक आवेश बादल को विकृत कर देता है,जिससे उसमें एक द्विध्रुव प्रेरित हो जाता है। इसे प्रेरित द्विध्रुव कहा जाता है।
तात्कालिक द्विध्रुव और प्रेरित द्विध्रुव के बीच के अस्थायी आकर्षण बल को लंदन परिक्षेपण बल (London dispersion force) के रूप में जाना जाता है (चित्र $b$ और $c$ देखें)।

(N/A) लंदन बल: सममित परमाणुओं या अध्रुवीय अणुओं के बीच मौजूद कमजोर आकर्षण बलों को लंदन बल या परिक्षेपण बल (dispersion forces) के रूप में जाना जाता है।
आकर्षण के इस बल का प्रस्ताव सबसे पहले जर्मन भौतिक विज्ञानी फ्रिट्ज़ लंदन द्वारा दिया गया था, और इसी कारण से, दो अस्थायी द्विध्रुवों के बीच आकर्षण बल को लंदन बल कहा जाता है।
विशेषताएं:
- इस बल का दूसरा नाम परिक्षेपण बल है।
- यह सममित परमाणुओं या अध्रुवीय अणुओं के बीच मौजूद होता है, उदा., $H_2, Cl_2, P_4, CH_4, CCl_4, C_6H_6$.
- ये हमेशा आकर्षण बल होते हैं।
- अन्योन्यक्रिया ऊर्जा दो परस्पर क्रिया करने वाले कणों के बीच की दूरी की छठी घात के व्युत्क्रमानुपाती होती है, अर्थात $E \propto 1/r^6$, जहाँ $r$ दो कणों के बीच की दूरी है।
- ये बल केवल कम दूरी $(\sim 500 \ pm)$ पर महत्वपूर्ण होते हैं और इनका परिमाण कण की ध्रुवणता (polarisability) पर निर्भर करता है।

(N/A) लंदन डिस्पर्शन बल कमजोर अंतर-आणविक बल हैं जो परमाणुओं और अध्रुवीय अणुओं में इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण उत्पन्न होते हैं।
$1$. परमाणु और अध्रुवीय अणु विद्युत रूप से सममित होते हैं और इनका कोई स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण (dipole moment) नहीं होता है क्योंकि उनका इलेक्ट्रॉनिक आवेश बादल सममित रूप से वितरित होता है।
$2$. हालाँकि,ऐसे परमाणुओं और अणुओं में भी क्षणिक रूप से द्विध्रुव (dipole) विकसित हो सकता है। मान लीजिए कि हमारे पास दो परमाणु '$A$' और '$B$' एक-दूसरे के करीब हैं।
$3$. ऐसा हो सकता है कि क्षणिक रूप से,परमाणु '$A$' में इलेक्ट्रॉनिक आवेश का वितरण असममित हो जाए,जिसका अर्थ है कि आवेश बादल एक तरफ दूसरी तरफ की तुलना में अधिक केंद्रित हो। यह एक 'तात्कालिक द्विध्रुव' (instantaneous dipole) बनाता है।
$4$. परमाणु '$A$' में यह तात्कालिक द्विध्रुव एक विद्युत क्षेत्र बनाता है जो पड़ोसी परमाणु '$B$' के इलेक्ट्रॉन बादल को विकृत कर देता है,जिससे उसमें एक द्विध्रुव प्रेरित होता है। इसे 'प्रेरित द्विध्रुव' (induced dipole) कहा जाता है।
$5$. तात्कालिक द्विध्रुव और प्रेरित द्विध्रुव के बीच के आकर्षण को लंदन डिस्पर्शन बल कहा जाता है। ये बल हमेशा आकर्षक होते हैं और इनका परिमाण परमाणुओं या अणुओं की ध्रुवीयता (polarizability) पर निर्भर करता है।

(N/A) द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल वे आकर्षण बल हैं जो ध्रुवीय अणुओं (जिनमें स्थायी द्विध्रुव होता है) और अध्रुवीय अणुओं (जिनमें स्थायी द्विध्रुव नहीं होता) के बीच कार्य करते हैं।
निर्माण: जब स्थायी द्विध्रुव वाला एक ध्रुवीय अणु किसी अध्रुवीय अणु के पास आता है,तो यह अध्रुवीय अणु के इलेक्ट्रॉनिक क्लाउड को विकृत कर देता है। इससे पहले से तटस्थ अध्रुवीय अणु में एक द्विध्रुव प्रेरित हो जाता है।
कार्यप्रणाली: ध्रुवीय अणु का स्थायी द्विध्रुव अपने इलेक्ट्रॉनिक क्लाउड को विकृत करके विद्युत रूप से तटस्थ अणु पर द्विध्रुव प्रेरित करता है। परिणामस्वरूप,अध्रुवीय अणु में ध्रुवीयता विकसित हो जाती है,जिससे ध्रुवीय अणु $(AB)$ और प्रेरित द्विध्रुव अणु $(X_2)$ के बीच आकर्षण बल उत्पन्न होते हैं।
विशेषताएं:
- अन्योन्यक्रिया ऊर्जा $1/r^6$ के समानुपाती होती है,जहाँ $r$ दो अणुओं के बीच की दूरी है।
- प्रेरित द्विध्रुव आघूर्ण,स्थायी द्विध्रुव के द्विध्रुव आघूर्ण और विद्युत रूप से तटस्थ अणु की ध्रुवणता (polarisability) पर निर्भर करता है।
- उच्च ध्रुवणता आकर्षण अन्योन्यक्रियाओं की शक्ति को बढ़ाती है।
- ऐसी प्रणालियों में,परिक्षेपण बलों (dispersion forces) और द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव अन्योन्यक्रियाओं का संचयी प्रभाव मौजूद होता है।

(N/A) द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल वे आकर्षण बल हैं जो एक ध्रुवीय अणु (जिसमें स्थायी द्विध्रुव होता है) और एक अध्रुवीय अणु के बीच उत्पन्न होते हैं।
जब एक ध्रुवीय अणु एक अध्रुवीय अणु के करीब आता है,तो ध्रुवीय अणु का विद्युत क्षेत्र अध्रुवीय अणु के इलेक्ट्रॉन बादल को विकृत कर देता है।
यह विकृति अध्रुवीय अणु में आवेश का अस्थायी पृथक्करण पैदा करती है,जिससे एक प्रेरित द्विध्रुव बनता है।
ध्रुवीय अणु के स्थायी द्विध्रुव और अध्रुवीय अणु के प्रेरित द्विध्रुव के बीच की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप जो आकर्षण बल उत्पन्न होता है,उसे द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल कहा जाता है।
इस परस्पर क्रिया की प्रबलता ध्रुवीय अणु के द्विध्रुव आघूर्ण और अध्रुवीय अणु की ध्रुवणता पर निर्भर करती है।

(N/A) द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल तब उत्पन्न होते हैं जब कोई ध्रुवीय अणु (जिसमें स्थायी द्विध्रुव हो) किसी अध्रुवीय अणु के पास आता है।
ध्रुवीय अणु का स्थायी द्विध्रुव,अध्रुवीय अणु के इलेक्ट्रॉन बादल को विकृत करके उसमें द्विध्रुव प्रेरित करता है। इससे पहले से अध्रुवीय अणु में एक अस्थायी द्विध्रुव बन जाता है।
विशेषताएँ:
$1$. ये बल एक स्थायी द्विध्रुव और एक प्रेरित द्विध्रुव के बीच परस्पर क्रिया के कारण उत्पन्न होते हैं।
$2$. इन बलों की शक्ति स्थायी द्विध्रुव की शक्ति (द्विध्रुव आघूर्ण) और अध्रुवीय अणु की ध्रुवणता पर निर्भर करती है।
$3$. परस्पर क्रिया ऊर्जा $1/r^6$ के समानुपाती होती है,जहाँ $r$ दोनों अणुओं के बीच की दूरी है।
$4$. ये बल आमतौर पर द्विध्रुव-द्विध्रुव बलों की तुलना में कमजोर होते हैं लेकिन लंदन परिक्षेपण बलों से अधिक मजबूत होते हैं।

(N/A) वैन डर वाल्स बलों को मुख्य रूप से निम्नलिखित प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:
$1$. लंदन परिक्षेपण बल
$2$. द्विध्रुव-द्विध्रुव बल
$3$. द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल
द्विध्रुव-द्विध्रुव बलों की व्याख्या:
द्विध्रुव-द्विध्रुव बल स्थायी द्विध्रुव वाले अणुओं के बीच कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए,$HCl$,$HF$,$CO$,$NO$,और $NH_{3}$ ये बल प्रदर्शित करते हैं।
द्विध्रुव के सिरे "आंशिक आवेश" रखते हैं जिन्हें ग्रीक अक्षर डेल्टा $(\delta)$ द्वारा दर्शाया जाता है। ये आंशिक आवेश हमेशा इकाई इलेक्ट्रॉनिक आवेश $(1.6 \times 10^{-19} \ C)$ से कम होते हैं।
रचना: पड़ोसी ध्रुवीय अणु एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। चित्र $(a)$ हाइड्रोजन क्लोराइड द्विध्रुव में इलेक्ट्रॉन क्लाउड का वितरण दिखाता है,और चित्र $(b)$ दो $HCl$ अणुओं के बीच द्विध्रुव-द्विध्रुव परस्पर क्रिया को दर्शाता है।
विशेषताएं:
- यह परस्पर क्रिया लंदन बलों से मजबूत है लेकिन आयन-आयन परस्पर क्रिया से कमजोर है क्योंकि इसमें केवल आंशिक आवेश शामिल होते हैं।
- द्विध्रुवों के बीच की दूरी बढ़ने पर आकर्षण बल कम हो जाता है।
- परस्पर क्रिया ऊर्जा ध्रुवीय अणुओं के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
- स्थिर ध्रुवीय अणुओं (ठोसों में) के बीच द्विध्रुव-द्विध्रुव परस्पर क्रिया ऊर्जा $1/r^{3}$ के समानुपाती होती है और घूर्णन करने वाले ध्रुवीय अणुओं के लिए यह $1/r^{6}$ के समानुपाती होती है,जहाँ $r$ अणुओं के बीच की दूरी है।
- नोट: ध्रुवीय अणु लंदन बल भी प्रदर्शित करते हैं; इस प्रकार,कुल अंतर-आणविक बल द्विध्रुव-द्विध्रुव और लंदन बलों का योग है:
$\text{कुल आकर्षण} = \text{द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण} + \text{लंदन आकर्षण बल}$

(N/A) $(i)$ $BeCl_2$ (ठोस) की संरचना:
$BeCl_2$ ठोस अवस्था में एक बहुलक (polymeric) श्रृंखला संरचना के रूप में मौजूद होता है,जहाँ प्रत्येक $Be$ परमाणु $sp^3$ संकरित होता है और क्लोरीन सेतु (chlorine bridges) के माध्यम से चार $Cl$ परमाणुओं से जुड़ा होता है।
$(ii)$ $BeCl_2$ (वाष्प) की संरचना:
वाष्प अवस्था में उच्च तापमान (लगभग $1200 \ K$) पर,$BeCl_2$ एक रैखिक संरचना वाले मोनोमर के रूप में मौजूद होता है,जहाँ $Be$ का संकरण $sp$ होता है।

(N/A) हीरे में एक कठोर,त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना होती है जहाँ प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़ा होता है। मजबूत $C-C$ सहसंयोजक बंधों के इस व्यापक नेटवर्क को तोड़ने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जिसके परिणामस्वरूप इसका गलनांक बहुत उच्च होता है।

(N/A) $(i)$ लंदन परिक्षेपण बल (वैन डर वाल्स बलों का एक प्रकार)।
$(ii)$ लंदन परिक्षेपण बल (वैन डर वाल्स बलों का एक प्रकार)।
$(iii)$ आयन-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया।
$(iv)$ द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया।
$(v)$ द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया।

(C) हीरे की संरचना में,प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है।
प्रत्येक कार्बन परमाणु $4$ अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़ा होता है,जो एक त्रि-आयामी चतुष्फलकीय नेटवर्क बनाता है।
इसलिए,हीरे में कार्बन की समन्वय संख्या $4$ है।

(N/A) एक आयनिक ठोस की जालक एन्थैल्पी को उस ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक मोल ठोस आयनिक यौगिक को उसके गैसीय घटक आयनों में पूरी तरह से अलग करने के लिए आवश्यक होती है।
उदाहरण: $NaCl$ की जालक एन्थैल्पी $788 \ kJ \ mol^{-1}$ है। इसका अर्थ है कि एक मोल ठोस $NaCl$ को एक मोल $Na_{(g)}^{+}$ और एक मोल $Cl_{(g)}^{-}$ आयनों में अनंत दूरी तक अलग करने के लिए $788 \ kJ$ ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

जालक एन्थैल्पी (Lattice Enthalpy): किसी आयनिक यौगिक की जालक एन्थैल्पी वह एन्थैल्पी परिवर्तन है जो तब होता है जब एक मोल आयनिक यौगिक गैसीय अवस्था में अपने आयनों में वियोजित हो जाता है।
$Na^{+}Cl_{(s)}^{-} \rightarrow Na_{(g)}^{+} + Cl_{(g)}^{-}; \Delta_{\text{lattice}}H^{\ominus} = +788 \ kJ \ mol^{-1}$
$NaCl$ के निर्माण के विभिन्न चरणों और उनकी संबंधित एन्थैल्पी को Born-Haber चक्र द्वारा नीचे समझाया गया है:
$(1)$ सोडियम का ऊर्ध्वपातन: $Na_{(s)} \rightarrow Na_{(g)}; \Delta_{\text{sub}}H^{\ominus} = 108.4 \ kJ \ mol^{-1}$
$(2)$ आयनन एन्थैल्पी: $Na_{(g)} \rightarrow Na_{(g)}^{+} + e_{(g)}^{-}; \Delta_{\text{i}}H^{\ominus} = 496 \ kJ \ mol^{-1}$
$(3)$ क्लोरीन का वियोजन: $\frac{1}{2} Cl_{2(g)} \rightarrow Cl_{(g)}; \frac{1}{2} \Delta_{\text{bond}}H^{\ominus} = 121 \ kJ \ mol^{-1}$
$(4)$ इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी: $Cl_{(g)} + e^{-} \rightarrow Cl_{(g)}^{-}; \Delta_{\text{eg}}H^{\ominus} = -348.6 \ kJ \ mol^{-1}$
$(5)$ जालक एन्थैल्पी: $Na_{(g)}^{+} + Cl_{(g)}^{-} \rightarrow Na^{+}Cl_{(s)}^{-}; \Delta_{U}H^{\ominus} = ?$
$(6)$ $NaCl$ की संभवन एन्थैल्पी: $Na_{(s)} + \frac{1}{2} Cl_{2(g)} \rightarrow NaCl_{(s)}; \Delta_{\text{f}}H^{\ominus} = -411.2 \ kJ \ mol^{-1}$
हेस के नियम का उपयोग करते हुए:
$\Delta_{\text{f}}H^{\ominus} = \Delta_{\text{sub}}H^{\ominus} + \Delta_{\text{i}}H^{\ominus} + \frac{1}{2} \Delta_{\text{bond}}H^{\ominus} + \Delta_{\text{eg}}H^{\ominus} + \Delta_{U}H^{\ominus}$
जालक एन्थैल्पी के लिए गणना करने पर,मान $+788 \ kJ \ mol^{-1}$ प्राप्त होता है।

(A) एक आयनिक यौगिक की जालक एन्थैल्पी वह एन्थैल्पी परिवर्तन है जो तब होता है जब एक मोल आयनिक यौगिक गैसीय अवस्था में अपने आयनों में वियोजित होता है। अभिक्रिया के लिए:
$NaCl_{(s)} \rightarrow Na_{(g)}^{+} + Cl_{(g)}^{-}$; $\Delta_{lattice} H^{\ominus} = +788 \ kJ \ mol^{-1}$
चूंकि जालक एन्थैल्पी को प्रयोग द्वारा सीधे निर्धारित करना असंभव है,इसलिए हम $Born-Haber$ चक्र नामक एन्थैल्पी आरेख का निर्माण करके एक अप्रत्यक्ष विधि का उपयोग करते हैं।
हम निम्नलिखित चरणों का पालन करके $NaCl_{(s)}$ की जालक एन्थैल्पी की गणना करते हैं:
$(I)$ $Na_{(s)} \rightarrow Na_{(g)}$; सोडियम धातु का ऊर्ध्वपातन,$\Delta_{sub} H^{\ominus} = 108.4 \ kJ \ mol^{-1}$
$(II)$ $Na_{(g)} \rightarrow Na_{(g)}^{+} + e_{(g)}^{-}$; सोडियम परमाणुओं का आयनीकरण,$\Delta_{i} H^{\ominus} = 496 \ kJ \ mol^{-1}$
$(III)$ $\frac{1}{2} Cl_{2(g)} \rightarrow Cl_{(g)}$; क्लोरीन का वियोजन,$\frac{1}{2} \Delta_{bond} H^{\ominus} = 121 \ kJ \ mol^{-1}$
$(IV)$ $Cl_{(g)} + e_{(g)}^{-} \rightarrow Cl_{(g)}^{-}$; क्लोरीन परमाणुओं द्वारा इलेक्ट्रॉन ग्रहण करना,$\Delta_{eg} H^{\ominus} = -348.6 \ kJ \ mol^{-1}$
हेस के नियम के अनुसार,अपने तत्वों से $NaCl_{(s)}$ के निर्माण के लिए कुल एन्थैल्पी परिवर्तन इन व्यक्तिगत चरणों का योग है,जो हमें जालक एन्थैल्पी ज्ञात करने की अनुमति देता है।

(N/A) $(i)$ वाष्प अवस्था में,$BeCl_2$ एक रैखिक संरचना वाले मोनोमर के रूप में मौजूद होता है: $Cl-Be-Cl$।
$(ii)$ ठोस अवस्था में,$BeCl_2$ एक बहुलक (पॉलिमरिक) श्रृंखला संरचना के रूप में मौजूद होता है जहाँ $Be$ परमाणु क्लोरीन पुलों (bridges) द्वारा जुड़े होते हैं।

(N/A) ग्रेफाइट की संरचना परतदार होती है जहाँ विभिन्न परतें कमजोर वान डर वाल्स बलों द्वारा जुड़ी होती हैं। ये परतें एक-दूसरे पर आसानी से फिसल सकती हैं,जिससे ग्रेफाइट नरम और चिकना हो जाता है। इस गुण के कारण,इसका उपयोग स्नेहक के रूप में किया जाता है।

(C) $(i)$ लंदन परिक्षेपण बल: ये बल सार्वभौमिक हैं और सभी परमाणुओं और अणुओं के बीच मौजूद होते हैं।
$(ii)$ द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल: ये बल इसलिए उत्पन्न होते हैं क्योंकि $HCl$ एक ध्रुवीय अणु है जिसमें स्थायी द्विध्रुव होता है,जबकि $H_2$ एक अध्रुवीय अणु है। $HCl$ का स्थायी द्विध्रुव $H_2$ अणु में द्विध्रुव को प्रेरित करता है।

(D) अंतराण्विक (वान डर वाल्स) बल सभी प्रकार के आणविक पदार्थों में उपस्थित होते हैं:
$1$. अध्रुवीय अणु: उदा. $He, Ne, H_2, Cl_2, Br_2$।
$2$. ध्रुवीय अणु: उदा. $HCl, HF, CO, NO$।
$3$. अध्रुवीय और ध्रुवीय अणुओं के बीच (प्रेरित द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया)।

(C) $(i)$ जैसे-जैसे कणों के बीच की दूरी बढ़ती है,लंदन परिक्षेपण बल कम हो जाते हैं।
$(ii)$ इन बलों का परिमाण कणों की ध्रुवणता (polarizability) पर निर्भर करता है।

(N/A) अणुओं के बीच अन्योन्य क्रिया ऊर्जा $(V)$ दूरी $(r)$ पर इस प्रकार निर्भर करती है:
$(i)$ लंदन परिक्षेपण बलों के लिए,$V \propto \frac{1}{r^{6}}$.
$(ii)$ स्थिर द्विध्रुव-द्विध्रुव बलों के लिए,$V \propto \frac{1}{r^{3}}$.
$(iii)$ द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बलों के लिए,$V \propto \frac{1}{r^{6}}$.

(N/A) अंतर-आणविक बलों का वर्गीकरण इस प्रकार है:
$1$. लंदन परिक्षेपण बल: ये $O_2-O_2$ और $CH_4-CH_4$ जैसे अध्रुवीय अणुओं में पाए जाते हैं।
$2$. द्विध्रुव-द्विध्रुव बल: ये $CO$,$NO$,$HF-HF$,और $H_2O-H_2O$ जैसे ध्रुवीय अणुओं में पाए जाते हैं।
$3$. हाइड्रोजन बंधन (द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया का एक विशेष प्रकार): यह $HF-HF$ और $H_2O-H_2O$ में मौजूद होता है।
$4$. द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल: ये एक ध्रुवीय और एक अध्रुवीय अणु के बीच पाए जाते हैं,जैसे $HF-H_2$।

(N/A) जब दो अणुओं को एक-दूसरे के करीब लाया जाता है,तो इलेक्ट्रॉन बादलों और दो अणुओं के नाभिक के बीच प्रतिकर्षण बल प्रभावी हो जाते हैं।
जैसे-जैसे अणुओं को अलग करने वाली दूरी कम होती है,प्रतिकर्षण बलों का परिमाण बहुत तेजी से बढ़ता है।
यही कारण है कि ठोस और तरल पदार्थों को संपीड़ित करना कठिन होता है।

(A) दिए गए बलों की अन्योन्य क्रिया ऊर्जा इस प्रकार है:
$1$. लंदन बल (परिक्षेपण बल): $1$ से $10 \ kJ \ mol^{-1}$
$2$. द्विध्रुव-द्विध्रुव बल: $1$ से $3 \ kcal \ mol^{-1}$
$3$. हाइड्रोजन बंध: $10$ से $40 \ kJ \ mol^{-1}$
$4$. सहसंयोजक बंध: $50$ से $100 \ kcal \ mol^{-1}$
इन मानों की तुलना करने पर,अन्योन्य क्रिया ऊर्जा का बढ़ता क्रम है:
$London \ forces < Dipole-dipole \ forces < Hydrogen \ bond < Covalent \ bond$

(B) अंतःक्रिया ऊर्जा $(E)$ कणों के बीच की दूरी $(r)$ पर इस प्रकार निर्भर करती है:
$1$. आयन-आयन अंतःक्रिया: $E \propto \frac{1}{r}$
$2$. द्विध्रुव-द्विध्रुव अंतःक्रिया: $E \propto \frac{1}{r^{3}}$
$3$. लंदन परिक्षेपण बल: $E \propto \frac{1}{r^{6}}$
अतः,सही मिलान $I-a, II-c, III-d$ है।

(B) ठोस अवस्था में,$PCl_{5}$ एक आयनिक ठोस के रूप में मौजूद होता है जो $[PCl_{4}]^{+}$ और $[PCl_{6}]^{-}$ आयनों से बना होता है।
$[PCl_{4}]^{+}$ धनायन $sp^{3}$ संकरण के साथ चतुष्फलकीय ज्यामिति रखता है।
$[PCl_{6}]^{-}$ ऋणायन $sp^{3}d^{2}$ संकरण के साथ अष्टफलकीय ज्यामिति रखता है।

(A) आयनिक यौगिकों का गलनांक $(M.P.)$ उनकी जालक ऊर्जा $(L.E.)$ के सीधे समानुपाती होता है।
जालक ऊर्जा आयनों के आवेश और उनके बीच की दूरी पर निर्भर करती है $(L.E. \propto \frac{q_1 q_2}{r_+ + r_-})$।
$LiF$ और $LiCl$ युग्म के लिए,$LiF$ में $Cl^-$ की तुलना में छोटा ऋणायन $(F^-)$ होता है,जिसके परिणामस्वरूप अंतर-आयनिक दूरी कम और जालक ऊर्जा अधिक होती है,इसलिए $LiF > LiCl$।
$MgO$ और $NaCl$ युग्म के लिए,$MgO$ में $Mg^{2+}$ और $O^{2-}$ आयन (आवेश $\pm 2$) होते हैं,जबकि $NaCl$ में $Na^+$ और $Cl^-$ आयन (आवेश $\pm 1$) होते हैं। $MgO$ में उच्च आवेश के कारण जालक ऊर्जा काफी अधिक होती है,इसलिए $MgO > NaCl$।
अतः,सही क्रम $LiF > LiCl$ और $MgO > NaCl$ है।

(A) ठोस अवस्था में,$BeCl_2$ एक बहुलक (polymeric) चेन संरचना के रूप में मौजूद होता है जहाँ प्रत्येक $Be$ परमाणु $sp^3$ संकरित होता है और चार $Cl$ परमाणुओं से बंधा होता है।
वाष्प अवस्था में,उच्च तापमान $(1200 \ K)$ पर,$BeCl_2$ एक मोनोमेरिक रैखिक अणु के रूप में मौजूद होता है,जबकि कम तापमान $(1000 \ K)$ पर,यह एक डाइमेरिक संरचना $(Be_2Cl_4)$ के रूप में मौजूद होता है।

(D)
$25^{\circ} C$ पर जल द्वारा जल-अपघटित न होने वाला अणु $SF_{6}$ है। इसका कारण यह है कि यह गतिकीय रूप से स्थिर है,त्रिविम बाधा के कारण $S$ पर आक्रमण असंभव है और $S$ परमाणु $6$ $F$ परमाणुओं द्वारा समन्वय रूप से संतृप्त है।
अन्य अणुओं की जल-अपघटन अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
$AlCl_{3} + 3H_{2}O \longrightarrow Al(OH)_{3} + 3HCl$
$SiCl_{4} + 2H_{2}O \longrightarrow 4HCl + SiO_{2}$
$BF_{3} + 3H_{2}O \longrightarrow H_{3}BO_{3} + 3HF$

(B) ठोस अवस्था में $BeCl_2$ एक पॉलीमर के रूप में होता है।
वाष्प अवस्था में यह क्लोरो-ब्रिज्ड डाइमर $(Be_2Cl_4)$ बनाता है।
बहुत उच्च तापमान ($1200 \ K$ से ऊपर) पर यह मोनोमर के रूप में होता है।

(A) ध्रुवीय आणविक ठोस उन अणुओं से बने होते हैं जो द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण बलों द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।
$SO_2$ की ज्यामिति बेंट होती है और इसमें नेट द्विध्रुव आघूर्ण होता है,जिससे यह ध्रुवीय है।
$NH_3$ की ज्यामिति त्रिकोणीय पिरामिडल होती है और इसमें नेट द्विध्रुव आघूर्ण होता है,जिससे यह ध्रुवीय है।
अतः,$SO_{2(s)}$ और $NH_{3(s)}$ का युग्म ध्रुवीय आणविक ठोस का प्रतिनिधित्व करता है।

(D) अंतराआण्विक बल परस्पर क्रिया करने वाले अणुओं के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण के बल होते हैं।
$A$. द्विध्रुव-द्विध्रुव बल,$B$. द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल,$C$. हाइड्रोजन आबंधन,और $E$. परिक्षेपण बल अंतराआण्विक बलों के प्रकार हैं।
$D$. सहसंयोजक आबंधन एक अंतःआण्विक बल (intramolecular force) है जो एक अणु के भीतर परमाणुओं को एक साथ रखता है,न कि अणुओं के बीच।
अतः,$A, B, C,$ और $E$ सही हैं।

(C) आयनिक ठोस के घुलने के लिए बॉर्न-हेबर चक्र के अनुसार,विलयन की ऊष्मा $(\Delta H_{sol})$ जालक ऊर्जा $(L.E.)$ और घटक आयनों की जलयोजन ऊर्जा $(H.E.)$ का योग होती है।
$\Delta H_{sol} = L.E. + (H.E.)_{K^{+}} + (H.E.)_{Cl^{-}}$
दिया गया है:
$L.E. = -z \ kJ / mol$
$(H.E.)_{K^{+}} = -x \ kJ / mol$
$(H.E.)_{Cl^{-}} = -y \ kJ / mol$
जालक को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा $+z$ है।
अतः,$\Delta H_{sol} = z + (-x) + (-y) = z - (x + y)$.

(A) ठोस अवस्था में,$PCl_5$ स्वतः-आयनीकरण प्रक्रिया के कारण एक आयनिक यौगिक के रूप में मौजूद होता है।
इसकी ठोस संरचना में एक चतुष्फलकीय $[PCl_4]^{+}$ धनायन और एक अष्टफलकीय $[PCl_6]^{-}$ ऋणायन होता है।
यह अभिक्रिया इस प्रकार है: $2 PCl_{5(s)} \rightleftharpoons [PCl_4]^{+}[PCl_6]^{-}_{(s)}$.

(D) जालक ऊर्जा धनायन और ऋणायन के बीच की अंतर-आयनिक दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
जैसे-जैसे ऋणायन का आकार $F^-$ से $I^-$ तक बढ़ता है,अंतर-आयनिक दूरी बढ़ती जाती है।
इसलिए,ऋणायन का आकार बढ़ने पर जालक ऊर्जा कम हो जाती है।
जालक ऊर्जा का क्रम $LiF > LiCl > LiBr > LiI$ है।
अतः,$LiI$ की जालक ऊर्जा न्यूनतम है।

(D) एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया वह है जो ऊर्जा छोड़ती है,जिसके परिणामस्वरूप एन्थैल्पी परिवर्तन ऋणात्मक $(\Delta H < 0)$ होता है।
$A$. सल्फर में दो इलेक्ट्रॉनों का योग इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण के कारण कुल मिलाकर ऊष्माशोषी है।
$B$. नाइट्रोजन में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ना ऊष्माशोषी है क्योंकि नाइट्रोजन में अर्ध-भरी हुई $2p$ उपकोश होती है।
$C$. आयनन ऊर्जा हमेशा ऊष्माशोषी होती है क्योंकि इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
$D$. गैसीय आयनों से आयनिक जालक का निर्माण $(Na^+_{(g)} + Cl^-_{(g)} \rightarrow NaCl_{(s)})$ अत्यधिक ऊष्माक्षेपी है,क्योंकि यह जालक ऊर्जा छोड़ता है।

(C) बेंजीन $(C_6H_6)$ एक अध्रुवीय अणु है जिसका कोई स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण नहीं होता है।
अमोनिया $(NH_3)$ एक ध्रुवीय अणु है जिसमें स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण होता है।
जब कोई ध्रुवीय अणु किसी अध्रुवीय अणु के करीब आता है,तो यह उसके इलेक्ट्रॉन क्लाउड को विकृत करके अध्रुवीय अणु में द्विध्रुव प्रेरित करता है।
इसलिए,एक स्थायी द्विध्रुव $(NH_3)$ और एक प्रेरित द्विध्रुव (बेंजीन) के बीच की परस्पर क्रिया को द्विध्रुव - प्रेरित द्विध्रुव आकर्षण के रूप में जाना जाता है।

(D) एक धात्विक ठोस में,धातु के परमाणु अपने संयोजी इलेक्ट्रॉनों को खोकर गतिशील इलेक्ट्रॉनों का एक समुद्र बनाते हैं। इन धनावेशित धातु आयनों (cations) और आसपास के विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉनों के बीच के स्थिर वैद्युत आकर्षण बल को धात्विक बंध कहा जाता है।

(C) डाइनाइट्रोजन $(N_2)$ एक अध्रुवीय समनाभिकीय द्विपरमाणुक अणु है।
अध्रुवीय अणुओं में,केवल लंदन परिक्षेपण बल (जिसे प्रेरित द्विध्रुव $-$ प्रेरित द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया के रूप में भी जाना जाता है) मौजूद होते हैं।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) सही उत्तर $B$ (आयन-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया) है।
मैग्नीशियम क्लोराइड $(MgCl_2)$ पानी में $Mg^{2+}$ और $Cl^-$ आयनों में वियोजित हो जाता है।
पानी $(H_2O)$ एक ध्रुवीय अणु है जिसमें ऑक्सीजन परमाणु पर आंशिक ऋण आवेश और हाइड्रोजन परमाणुओं पर आंशिक धन आवेश होता है।
$Mg^{2+}$ आयन और पानी के अणु के ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद आंशिक ऋण आवेश के बीच की अन्योन्यक्रिया को आयन-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया कहा जाता है।
यह एक आयन और एक ध्रुवीय अणु के बीच का आकर्षण बल है।

(B) लंदन परिक्षेपण बल अणु के सतह क्षेत्र के सीधे आनुपातिक होते हैं।
आइसोमर्स के लिए,शाखाओं (branching) में वृद्धि के साथ लंदन बलों की शक्ति कम हो जाती है क्योंकि अणु अधिक गोलाकार हो जाता है,जिससे अंतर-आणविक संपर्क के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र कम हो जाता है।
$n$-पेंटेन एक सीधी श्रृंखला वाला आइसोमर है जिसका सतह क्षेत्र दिए गए पेंटेन आइसोमर्स में सबसे अधिक है,जिसके कारण इसमें सबसे मजबूत लंदन बल होते हैं।
$neo$-पेंटेन सबसे अधिक शाखित है और इसका सतह क्षेत्र सबसे कम है,जिसके परिणामस्वरूप इसमें सबसे कमजोर लंदन बल होते हैं।

(A) ध्रुवीय और अध्रुवीय अणुओं के बीच द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया (Dipole-induced dipole interaction) होती है।
जब कोई ध्रुवीय अणु किसी अध्रुवीय अणु के पास आता है,तो वह अध्रुवीय अणु के इलेक्ट्रॉन क्लाउड को विकृत कर देता है,जिससे उसमें एक अस्थायी द्विध्रुव प्रेरित हो जाता है।
इसके परिणामस्वरूप जो आकर्षण बल उत्पन्न होता है,उसे द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया कहा जाता है।

(C) शुष्क बर्फ ठोस $CO_2$ है।
ठोस $CO_2$ में,घटक कण $CO_2$ अणु होते हैं जो कमजोर वान डर वाल्स बलों द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।
इसलिए,इसे आण्विक ठोस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(C) आणविक क्रिस्टल उन अणुओं से बने होते हैं जो विभिन्न अंतर-आणविक आकर्षण बलों जैसे कि लंदन डिस्पर्शन बल,द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया,या हाइड्रोजन बंध द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।