Ionisation energy Questions in Gujarati

(C) $3^{rd}$ આયનીકરણ ઉર્જામાં $2+$ કેટાયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે.
$Li$ $(Z=3)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^2 2s^1$ છે. $3$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા અશક્ય છે કારણ કે તેમાં કુલ $3$ જ ઇલેક્ટ્રોન છે.
$Be$ $(Z=4)$ માટે: $Be^{2+}$ ની રચના $1s^2$ છે. $3^{rd}$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે સ્થાયી $1s^2$ કક્ષા તોડવી પડે,જે ખૂબ જ ઉર્જા માંગી લે છે.
$B$ $(Z=5)$ માટે: $B^{2+}$ ની રચના $1s^2 2s^1$ છે. $3^{rd}$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો પ્રમાણમાં સરળ છે કારણ કે તે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$C$ $(Z=6)$ માટે: $C^{2+}$ ની રચના $1s^2 2s^2$ છે. $3^{rd}$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે સ્થાયી $2s^2$ સબશેલ તોડવી પડે છે.
આમ,$B$ ની $3^{rd}$ આયનીકરણ ઉર્જા સૌથી ઓછી છે.

(A) બંને તત્વો માટે $2^{nd}$ અને $3^{rd}$ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વચ્ચેનો મોટો તફાવત ($A: 1757$ થી $14847$; $B: 1450$ થી $7731$) સૂચવે છે કે બંને તત્વોમાં $2$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,જે તેમને સમૂહ $2$ (આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ) માં મૂકે છે.
પરમાણુ કદ વધવાને કારણે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
તત્વ $B$ માટે આયનીકરણ એન્થાલ્પીના મૂલ્યો તત્વ $A$ કરતા ઓછા હોવાથી,તત્વ $B$ એ સમૂહ $2$ માં તત્વ $A$ ની નીચે હોવું જોઈએ.

(C) આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE)$ પરમાણુ કદ અને ઇલેક્ટ્રોનિક સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
નાનું પરમાણુ કદ ઉચ્ચ $IE$ તરફ દોરી જાય છે કારણ કે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર દ્વારા વધુ મજબૂત રીતે આકર્ષાય છે.
વધુમાં,અર્ધ-ભરાયેલી અને સંપૂર્ણ-ભરાયેલી કક્ષકો વધારાની સ્થિરતા ધરાવે છે,તેથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
આપેલ રચનાઓની સરખામણી કરતા: $[Ne]\, 3s^2\, 3p^1$,$[Ne]\, 3s^2\, 3p^2$,અને $[Ne]\, 3s^2\, 3p^3$ એ $3^{rd}$ આવર્તનાં તત્વો છે,જ્યારે $[Ar]\, 3d^{10}\, 4s^2\, 4p^3$ એ $4^{th}$ આવર્તનું તત્વ છે.
$3^{rd}$ આવર્તનાં તત્વોની પરમાણુ ત્રિજ્યા $4^{th}$ આવર્તનાં તત્વો કરતા નાની હોય છે,પરિણામે $3^{rd}$ આવર્તનાં તત્વોની $IE$ વધુ હોય છે.
$3^{rd}$ આવર્તનાં તત્વોમાં,$[Ne]\, 3s^2\, 3p^3$ માં અર્ધ-ભરાયેલી $p$-કક્ષક છે,જે વધારાની સ્થિરતા આપે છે,તેથી તેની આયનીકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે.

(D) $Na$ ના એક પરમાણુને આયનીકૃત કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા $E = \frac{IE}{N_A}$ દ્વારા મળે છે.
$E = \frac{495.5 \times 10^3 \ J \ mol^{-1}}{6.022 \times 10^{23} \ mol^{-1}} = 8.228 \times 10^{-19} \ J$.
સંબંધ $E = h\nu$ નો ઉપયોગ કરતા,આવૃત્તિ $\nu = \frac{E}{h}$ થાય.
$\nu = \frac{8.228 \times 10^{-19} \ J}{6.626 \times 10^{-34} \ J \ s} = 1.2417 \times 10^{15} \ s^{-1}$.
આમ,લઘુત્તમ આવૃત્તિ આશરે $1.24 \times 10^{15} \ s^{-1}$ છે.

(B) દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી એટલે યુનિપોઝિટિવ કેટાયન $(M^+)$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો.
કેટાયનની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$C^+ (Z=6): 1s^2 2s^2 2p^1$
$N^+ (Z=7): 1s^2 2s^2 2p^2$
$O^+ (Z=8): 1s^2 2s^2 2p^3$
$F^+ (Z=9): 1s^2 2s^2 2p^4$
આવર્તમાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાને કારણે આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
જોકે,$O^+$ પાસે સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $2p^3$ રચના છે,જે તેને $F^+$ ની તુલનામાં ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે વધુ મુશ્કેલ બનાવે છે.
આમ,દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો ક્રમ $O > F > N > C$ છે.

(A) આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે. જોકે,નાઈટ્રોજન $(N)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $2p^3$ $(1s^2, 2s^2, 2p^3)$ છે.
આ વધારાની સ્થિરતાને કારણે,કાર્બન અને ઓક્સિજન જેવા તેના પડોશી તત્વોની સરખામણીમાં નાઈટ્રોજનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(D) દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી એટલે યુનિપોઝિટિવ આયનમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા $(M^+ \rightarrow M^{2+} + e^-)$.
આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના:
$C^+: 1s^2 2s^2 2p^1$
$N^+: 1s^2 2s^2 2p^2$
$O^+: 1s^2 2s^2 2p^3$
$F^+: 1s^2 2s^2 2p^4$
$O^+$ અર્ધ-પૂર્ણ $2p$ સબશેલ $(2p^3)$ ધરાવે છે,જે ખૂબ જ સ્થાયી છે.
તેથી,$O^+$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા $F^+$ કરતા વધારે છે.
આવર્ત કોષ્ટકમાં ડાબેથી જમણે જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે,પરંતુ $O^+$ ની સ્થિરતાને કારણે,સાચો ક્રમ $O > F > N > C$ છે.

(D) બેરિલિયમ $(Be)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $4$ છે અને બોરોન $(B)$ નો $5$ છે.
$B$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $Be$ કરતા વધારે હોવાથી,તેનો કેન્દ્રીય વીજભાર વધારે હોય છે.
$Be$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^2 2s^2$ (પૂર્ણ ભરાયેલી $s$-કક્ષક) છે,જ્યારે $B$ ની $1s^2 2s^2 2p^1$ છે.
$Be$ માં સ્થાયી પૂર્ણ ભરાયેલી $2s$-કક્ષકને કારણે,$B$ ની સરખામણીમાં ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેથી,$Be$ પાસે બોરોન કરતા ઓછો કેન્દ્રીય વીજભાર અને વધારે પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી હોય છે.

(B) વાયુરૂપ પરમાણુ અથવા આયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જાને આયનીકરણ ઉર્જા કહેવામાં આવે છે.
ક્રમિક આયનીકરણ ઉર્જા હંમેશા વધે છે કારણ કે જેમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે તેમ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જેનાથી આગામી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાનું મુશ્કેલ બને છે.
એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ માટે,ક્રમિક આયનીકરણ ઉર્જા $IE_1 < IE_2 < IE_3$ છે.
- $IE_1$: $Al_{(g)} \longrightarrow Al^{+}_{(g)} + e^-$
- $IE_2$: $Al^{+}_{(g)} \longrightarrow Al^{2+}_{(g)} + e^-$
- $IE_3$: $Al^{2+}_{(g)} \longrightarrow Al^{3+}_{(g)} + e^-$
આમ,$IE_3$ માં સૌથી વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(A) જો ઓક્સિડેશન પામતી સ્પીસીઝની આયનીકરણ ઉર્જા,રિડક્શન પામતી સ્પીસીઝની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી કરતા વધારે હોય,તો પ્રક્રિયા બિન-સ્વયંભૂ હોય છે.
વિકલ્પ $A$ માં,$Cl$ ની સરખામણીમાં $F$ ની આયનીકરણ ઉર્જા $(1681 \ kJ/mol)$ ઘણી વધારે છે,જે $F$ માંથી $Cl^+$ માં ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાનાંતર અશક્ય બનાવે છે.
ફ્લોરિનની વિદ્યુતઋણતા સૌથી વધુ છે અને તેની આયનીકરણ ઉર્જા પણ ખૂબ ઊંચી છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને $F^+_{(g)}$ બનાવવાની વૃત્તિ ધરાવતું નથી.

(B) દ્વિતીય આયનીકરણ ઉર્જા $(IE_{2})$ એટલે એક સંયોજક કેટાયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા. $O^{+}$ ની અર્ધ-પૂર્ણ $2p^{3}$ ઇલેક્ટ્રોન રચનાને કારણે તેની સ્થિરતા વધુ હોય છે,તેથી તેની $IE_{2}$ એ $F^{+}$ કરતા વધારે હોય છે. સાચો ક્રમ $C < N < F < O$ છે.

(C) દ્વિતીય આયનીકરણ ઉર્જા $(IE_2)$ એ વાયુ અવસ્થામાં $1+$ કેટાયનમાંથી $e^-$ દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે: $A^{+}_{(g)} \rightarrow A^{2+} + e^-$.
$IE_2$ પરમાણુ કદ,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર અને ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
$N, O, F, Ne$ તત્વોના $1+$ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી નીચે મુજબ છે:
$N^{+} (2s^2 2p^2)$,$O^{+} (2s^2 2p^3)$,$F^{+} (2s^2 2p^4)$,$Ne^{+} (2s^2 2p^5)$.
જેમ આપણે $N$ થી $Ne$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે અને આયનનું કદ ઘટે છે,જે સામાન્ય રીતે $IE_2$ માં વધારો કરે છે.
જોકે,$O^{+}$ પાસે સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $2p^3$ ગોઠવણી છે,જે તેને $F^{+}$ $(2p^4)$ ની તુલનામાં ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે વધુ મુશ્કેલ બનાવે છે.
તેથી,$IE_2$ નો સાચો ક્રમ $Ne > O > F > N$ છે.

(B) પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IP)$ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના અને અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર પર આધાર રાખે છે.
$1$. $Mn$ $(3d^5 4s^2)$,$Zn$ $(3d^{10} 4s^2)$ અને $Ga$ $(3d^{10} 4s^2 4p^1)$ ની સરખામણી કરતા:
- $Mn$ ની $d^5$ રચના સ્થાયી છે.
- $Zn$ ની $d^{10}$ રચના વધુ સ્થાયી છે.
- $Ga$ માંથી $p^1$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો સરળ છે.
- આમ,$Mn > Zn > Ga$ એ સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત ક્રમ છે.

(C) દરેક વિકલ્પનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$: $He$ $(1s^2)$ નો $I$ $IP$ $2372 \ kJ/mol$ છે. $Li$ $(1s^2 2s^1 \rightarrow 1s^2)$ નો $II$ $IP$ $7298 \ kJ/mol$ છે. તેથી,$Li$ નો $II$ $IP > He$ નો $I$ $IP$. વિકલ્પ $A$ ખોટો છે.
$B$: $Mg$ $([Ne] 3s^2 \rightarrow [Ne] 3s^1)$ નો $II$ $IP$ એ સ્થિર $3s^1$ કોન્ફિગરેશનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ કરે છે. $Na$ $([Ne] 3s^1 \rightarrow [Ne])$ નો $II$ $IP$ એ સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ કોન્ફિગરેશન $([Ne])$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ કરે છે. તેથી,$Na$ નો $II$ $IP > Mg$ નો $II$ $IP$. વિકલ્પ $B$ ખોટો છે.
$C$: $Al$ $([Ne] 3s^2 3p^1 \rightarrow [Ne] 3s^2)$ નો $III$ $IP$ એ સ્થિર $3s^2$ કોન્ફિગરેશનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ કરે છે. $Mg$ $([Ne] 3s^2 \rightarrow [Ne] 3s^1)$ નો $III$ $IP$ એ સ્થિર $3s^2$ કોન્ફિગરેશનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ કરે છે,પરંતુ $Mg$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $Al$ કરતા ઓછો છે. $Al$ નો અસરકારક પરમાણુ ભાર વધારે હોવાથી,$Al$ નો $III$ $IP$ એ $Mg$ ના $III$ $IP$ કરતા વધારે છે. વિકલ્પ $C$ સાચો છે.

(A) કોન્ફિગરેશન $Y = [Ne] \, 3s^2 \, 3p^6$ એ સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ (આર્ગોન) જેવી રચના દર્શાવે છે. સ્થાયી રચનામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે ખૂબ જ ઉચ્ચ ઉર્જા (આયનીકરણ ઉર્જા) ની જરૂર પડે છે.
$X = [Ne] \, 3s^2 \, 3p^5$ એ હેલોજન જેવી રચના છે અને $Z = [Ne] \, 3s^2 \, 3p^4$ એ ચાલકોજન જેવી રચના છે.
$1$. $Y \to X$ રૂપાંતરણમાં સ્થાયી અષ્ટકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે,જે અત્યંત ઉષ્માશોષક છે.
$2$. $X \to Z$ રૂપાંતરણમાં $Y$ ની તુલનામાં ઓછી સ્થાયી રચનામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે,તેથી ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેથી,$Y \to X$ માટે જરૂરી ઉર્જા $X \to Z$ કરતા ઘણી વધારે છે.
વિકલ્પ $A$ સાચો છે.

(D) સમૂહ $11$ ના તત્વો માટે પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જાના મૂલ્યો નીચે મુજબ છે: $Cu$ $(745 \ kJ \ mol^{-1})$,$Ag$ $(731 \ kJ \ mol^{-1})$,અને $Au$ $(890 \ kJ \ mol^{-1})$.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$1$. $Cu$ થી $Ag$ તરફ જતાં,આયનીકરણ ઉર્જા ઘટે છે $(745 \rightarrow 731)$.
$2$. $Ag$ થી $Au$ તરફ જતાં,$4f$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસર (લેન્થેનોઇડ સંકોચન) ને કારણે આયનીકરણ ઉર્જા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે $(731 \rightarrow 890)$.
$3$. $Au$ થી $Cu$ તરફ જતાં,આયનીકરણ ઉર્જા ઘટે છે $(890 \rightarrow 745)$.
તેથી,સાચી આકૃતિ $Cu$ થી $Ag$ માં ઘટાડો,$Ag$ થી $Au$ માં વધારો અને $Au$ થી $Cu$ માં ઘટાડો દર્શાવે છે.

(D) તત્વનો ધાત્વીય કે અધાત્વીય ગુણધર્મ તેની ક્રમિક આયનીકરણ ઉર્જા વચ્ચેના તફાવત દ્વારા જાણી શકાય છે.
તત્વ $A$ માટે: $IE_2$ અને $IE_1$ વચ્ચેનો તફાવત $2650 - 400 = 2250 \ kJ/mol$ છે. આ મોટો તફાવત સૂચવે છે કે $A$ એ આલ્કલી ધાતુ (સમૂહ $1$) છે.
તત્વ $B$ માટે: $IE_2$ અને $IE_1$ વચ્ચેનો તફાવત $1070 - 550 = 520 \ kJ/mol$ છે. આ નાનો તફાવત સૂચવે છે કે $B$ એ આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ (સમૂહ $2$) છે.
તત્વ $C$ માટે: $IE_1$ નું મૂલ્ય $1150 \ kJ/mol$ છે,જે $A$ અને $B$ કરતા ઘણું વધારે છે. ઉચ્ચ આયનીકરણ ઉર્જા એ અધાતુઓનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે.
તેથી,તત્વ $C$ એ અધાતુ છે.

(B) ધાતુ ગુણધર્મ એ આયનીકરણ પોટેન્શિયલ $(IP)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઓછા $IP$ મૂલ્ય ધરાવતા તત્વો સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,જે વધુ ધાતુ ગુણધર્મ દર્શાવે છે.
આપેલા મૂલ્યોની સરખામણી કરતા:
$P = 17 \ eV$
$Q = 2 \ eV$
$R = 10 \ eV$
$S = 13 \ eV$
$Q$ નું $IP$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું $(2 \ eV)$ હોવાથી,તે સૌથી વધુ ધાતુ ગુણધર્મ ધરાવે છે.

(B) $Na$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ne] 3s^1$ છે.
એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કર્યા પછી,તે $Ne$ $(1s^2 2s^2 2p^6)$ ની સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે ખૂબ જ ઊર્જાની જરૂર પડે છે કારણ કે તેમાં $Ne$ કોરની સ્થિર અષ્ટક રચના તોડવી પડે છે.
તેથી,$Na$ ની દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ જ ઊંચી હોય છે,જે $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાને અશક્ય બનાવે છે.
આમ,વિકલ્પ $B$ સાચો છે.

(C) $He^{+}$ અને $H$ બંને હાઇડ્રોજન જેવા સ્પીસીઝ છે જેમાં માત્ર એક જ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
આયનીકરણ પોટેન્શિયલ $(I.P.)$ એ હાઇડ્રોજન જેવા સ્પીસીઝ માટે પરમાણુ ક્રમાંકના વર્ગ $(Z^2)$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$H$ પરમાણુ માટે,$Z = 1$.
$He^{+}$ આયન માટે,$Z = 2$.
$Z_{He^{+}} > Z_{H}$ હોવાથી,$He^{+}$ માં ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર $H$ કરતા વધારે હોય છે.
તેથી,$I.P. (He^{+}) > I.P. (H)$.

(C) આપેલ ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$Cr: [Ar] \, 3d^5 \, 4s^1$
$V: [Ar] \, 3d^3 \, 4s^2$
$Mn: [Ar] \, 3d^5 \, 4s^2$
$Fe: [Ar] \, 3d^6 \, 4s^2$
ત્રીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી શોધવા માટે,આપણે પહેલા બે ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરીએ છીએ:
$Mn$ માટે,બે ઇલેક્ટ્રોન દૂર કર્યા પછી $(Mn^{2+})$ ની રચના $[Ar] \, 3d^5$ છે. આ અર્ધ-ભરાયેલી સ્થિર $d$-ઓર્બિટલ રચના છે.
આ સ્થિર $3d^5$ રચનામાંથી ત્રીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે ખૂબ જ ઊંચી ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Mn$ ની ત્રીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે.

(B) બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં અનુરૂપ એક-ધન આયનો: $Li^{+}$,$Be^{+}$,અને $B^{+}$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે.
તેમની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$Li^{+} (Z=3): 1s^{2}$
$Be^{+} (Z=4): 1s^{2} 2s^{1}$
$B^{+} (Z=5): 1s^{2} 2s^{2}$
$Li^{+}$ માટે,ઇલેક્ટ્રોન $1s$ કક્ષકમાંથી દૂર થાય છે,જે કેન્દ્રની ખૂબ નજીક અને અત્યંત સ્થાયી છે,તેથી તેને દૂર કરવા માટે સૌથી વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે.
$B^{+}$ માટે,ઇલેક્ટ્રોન $2s^{2}$ પેટાકોષમાંથી દૂર થાય છે,જે સંપૂર્ણ ભરાયેલી સ્થાયી રચના છે,તેથી તેને $Be^{+}$ કરતા વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે.
$Be^{+}$ માટે,ઇલેક્ટ્રોન $2s^{1}$ કક્ષકમાંથી દૂર થાય છે,જે પ્રમાણમાં સરળ છે કારણ કે તે $1s^{2} 2s^{0}$ જેવી સ્થાયી રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
તેથી,બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો સાચો ક્રમ $Li > B > Be$ છે.

(C) $Be$ $(Z=4)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^2 2s^2$ છે,જે સંપૂર્ણ ભરાયેલી $2s$ પેટાકોષ દર્શાવે છે,જે વધારાની સ્થિરતા આપે છે.
$B$ $(Z=5)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^2 2s^2 2p^1$ છે.
$B$ માં,સૌથી બહારનો ઇલેક્ટ્રોન $2p$ કક્ષકમાં છે,જે $2s^2$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા શીલ્ડ થયેલ છે અને $Be$ ના $2s$ ઇલેક્ટ્રોન કરતા કેન્દ્રથી વધુ દૂર છે.
તેથી,$Be$ ના $2s$ ઇલેક્ટ્રોન કરતા $B$ માંથી $2p$ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવો સરળ છે,જેના પરિણામે $Be$ ની તુલનામાં $B$ ની આયનીકરણ ઉર્જા ઓછી હોય છે.

(C) આપેલ આયનીકરણ ઉર્જા $(I.E.)$ મૂલ્યો $I.E._1 = 284 \ kJ \ mol^{-1}$,$I.E._2 = 412 \ kJ \ mol^{-1}$,$I.E._3 = 656 \ kJ \ mol^{-1}$ અને $I.E._4 = 3210 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
ક્રમિક તફાવતની ગણતરી કરતા:
$I.E._2 - I.E._1 = 412 - 284 = 128 \ kJ \ mol^{-1}$
$I.E._3 - I.E._2 = 656 - 412 = 244 \ kJ \ mol^{-1}$
$I.E._4 - I.E._3 = 3210 - 656 = 2554 \ kJ \ mol^{-1}$
ત્રીજી અને ચોથી આયનીકરણ ઉર્જા વચ્ચે ઉર્જામાં ખૂબ મોટો ઉછાળો $(2554 \ kJ \ mol^{-1})$ જોવા મળે છે,જે દર્શાવે છે કે ચોથો ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર,નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી કોર રચનામાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.
તેથી,તત્વમાં $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.

(B) $Na, Mg, Al$ અને $Si$ ની પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા $(I.E.)$ નો ક્રમ $Na < Al < Mg < Si$ છે.
સામાન્ય રીતે,આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાને કારણે આયનીકરણ ઉર્જા વધે છે.
જોકે,$Mg$ ની $I.E.$,$Al$ કરતા વધારે છે કારણ કે $Mg$ ની બાહ્યતમ કક્ષામાં સંપૂર્ણ ભરાયેલી $3s^{2}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે.
$Al$ ની બાહ્યતમ કક્ષાની રચના $3s^{2} 3p^{1}$ છે.
$Mg$ ની સ્થાયી $3s^{2}$ કક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા કરતા $Al$ ના $p$ કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(A) $s-$ઓર્બિટલના ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની નજીક હોય છે અને $p, d,$ અને $f$ ઓર્બિટલની તુલનામાં વધુ અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ અનુભવે છે.
પેનિટ્રેશન ઇફેક્ટને કારણે,$s-$ઓર્બિટલ ન્યુક્લિયસ દ્વારા વધુ મજબૂતીથી પકડાયેલી હોય છે,જેના કારણે તેમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો મુશ્કેલ બને છે.
તેથી,$s-$ઓર્બિટલ માટે આયનીકરણ ઉર્જા સૌથી વધુ હોય છે.

(D) આપેલા તમામ આયનો ($K^{+}$,$Cl^{-}$,$Ca^{2+}$,$S^{2-}$) $18$ ઇલેક્ટ્રોન સાથે આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક છે.
આયનીકરણ ઉર્જા એ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર અને આયન પરના ચોખ્ખા વીજભાર પર આધાર રાખે છે.
ઋણ વીજભારિત સ્પીસીઝમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો એ તટસ્થ અથવા ધન વીજભારિત સ્પીસીઝ કરતા સરળ છે,કારણ કે તેમાં ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું અપાકર્ષણ વધારે હોય છે અને અસરકારક કેન્દ્રીય આકર્ષણ ઓછું હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$S^{2-}$ પાસે સૌથી વધુ ઋણ વીજભાર છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાનું સૌથી સરળ બનાવે છે.
તેથી,$S^{2-}$ ની આયનીકરણ ઉર્જા સૌથી ઓછી છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) આયનીકરણ ઉર્જા $(IE)$ સામાન્ય રીતે આવર્તમાં વધે છે.
અર્ધ-ભરાયેલી અથવા સંપૂર્ણ ભરાયેલી પેટા-કોષો ધરાવતા તત્વો વધારાની સ્થિરતા ધરાવે છે,જેના પરિણામે $IE$ ના મૂલ્યો ઊંચા હોય છે.
આપેલ વિકલ્પોની સરખામણી કરતા:
વિકલ્પ $B$ $([Ne] \, 3s^{2} \, 3p^{3})$ એ $P$ (સમૂહ $15$,અર્ધ-ભરાયેલી $p$-પેટાકોષ) છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં $IE$ ઘટે છે,તેથી $P$ ($3^{rd}$ આવર્ત) ની $IE$ એ $As$ ($4^{th}$ આવર્ત) કરતા વધારે છે.
તેથી,સૌથી વધુ $IE$ ધરાવતું તત્વ $[Ne] \, 3s^{2} \, 3p^{3}$ છે.

(C) $Li$,$Na$,અને $K$ એ એક જ સમૂહના તત્વો છે,એટલે કે સમૂહ-$1$ (આલ્કલી ધાતુઓ).
સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ પોટેન્શિયલ $(I.P.)$ નું મૂલ્ય ઘટે છે.
તેથી,$Na$ નું $I.P.$ મૂલ્ય $Li$ $(5.4 \ eV)$ કરતા ઓછું અને $K$ $(4.3 \ eV)$ કરતા વધારે હશે.
$I.P.$ નો ક્રમ: $Li > Na > K$.
આમ,$Na$ માટેનું મૂલ્ય $5.4 \ eV$ અને $4.3 \ eV$ ની વચ્ચે હશે,જે આશરે $4.9 \ eV$ છે.

(C) બીજી અને ત્રીજી આયનીકરણ ઉર્જા વચ્ચેનો તફાવત ત્યારે સૌથી વધુ હોય છે જ્યારે ત્રીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે સ્થાયી પૂર્ણ ભરાયેલી કક્ષા કે પેટા-કક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો પડે.
$2$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કર્યા પછીની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ તપાસતા:
$C$ વિકલ્પમાં,તત્વ $Mg$ ($12$ ઇલેક્ટ્રોન) છે. $2$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કર્યા પછી તે નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી સ્થાયી રચના $(1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6)$ પ્રાપ્ત કરે છે. આ સ્થાયી અષ્ટકમાંથી $3^{rd}$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે ઘણી વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(A) જે પરમાણુઓ અથવા આયનો સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ધરાવે છે તેમની આયનીકરણ ઉર્જા વધારે હોય છે.
યુનિપોઝિટિવ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$B^{+} \rightarrow 1s^2 2s^2$
$Be^{+} \rightarrow 1s^2 2s^1$
$Mg^{+} \rightarrow [Ne] 3s^1$
$Al^{+} \rightarrow [Ne] 3s^2$
$B^{+}$ માં,ઇલેક્ટ્રોન સંપૂર્ણ ભરાયેલી $2s$-સબશેલમાંથી દૂર કરવાનો હોય છે,જે ખૂબ જ સ્થાયી છે અને વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
આમ,બોરોનની બીજી આયનીકરણ ઉર્જા મહત્તમ છે.

(C) આયનીકરણ ઉર્જા એ વાયુરૂપ પરમાણુ અથવા આયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે.
જ્યારે ચોથો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવામાં આવે છે,ત્યારે પરમાણુ સ્થિર ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી (જેમ કે નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી ગોઠવણી) પ્રાપ્ત કરે છે.
પાંચમો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે આ સ્થિર ગોઠવણીને તોડવી પડે છે,જેના માટે ઘણી વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેથી,$4^{th}$ અને $5^{th}$ આયનીકરણ ઉર્જા વચ્ચેનો મોટો તફાવત સૂચવે છે કે પરમાણુમાં $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.

(B) પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા એટલે કે તેની ભૂમિ અવસ્થામાં રહેલા અલગ વાયુરૂપ પરમાણુમાંથી સૌથી ઢીલી રીતે બંધાયેલા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા.
કેલ્શિયમ $(Ca)$ માટે,આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે:
$Ca_{(g)} \to Ca^{+}_{(g)} + e^-$
તેથી,આ પ્રક્રિયા માટેનું $\Delta H^o$ મૂલ્ય $Ca$ ની પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જાને અનુરૂપ છે.

(A) પરમાણુ $(M)$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી એ તેની વાયુ અવસ્થામાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે: $M(g) \rightarrow M^+(g) + e^-$.
તેનાથી વિપરીત,અનુરૂપ કેશન $(M^+)$ ની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી એ ઉર્જાનો ફેરફાર છે જ્યારે કેશનમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરવામાં આવે છે: $M^+(g) + e^- \rightarrow M(g)$.
ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,તટસ્થ પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા,પરિણામી કેશનમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરતી વખતે મુક્ત થતી ઉર્જાના મૂલ્ય જેટલી જ હોય છે.
તેથી,પરમાણુની આયનીકરણ એન્થાલ્પી તેના કેશનની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી (મૂલ્યની દ્રષ્ટિએ) બરાબર હોય છે.

(B) દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી એટલે એક-ધન આયન $(M^+)$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા.
$1$. વિકલ્પ $A$ $(Mg)$ માટે: $Mg^+ (1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^1) \rightarrow Mg^{2+} + e^-$. ઇલેક્ટ્રોન $3s$ કક્ષકમાંથી દૂર થાય છે.
$2$. વિકલ્પ $B$ $(Na)$ માટે: $Na^+ (1s^2, 2s^2, 2p^6) \rightarrow Na^{2+} + e^-$. ઇલેક્ટ્રોન સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના $(2p^6)$ માંથી દૂર થાય છે,જેના માટે ખૂબ જ ઉચ્ચ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
$3$. વિકલ્પ $C$ $(Ne)$ માટે: $Ne^+ (1s^2, 2s^2, 2p^5) \rightarrow Ne^{2+} + e^-$. ઇલેક્ટ્રોન $2p$ કક્ષકમાંથી દૂર થાય છે.
$4$. વિકલ્પ $D$ $(F)$ માટે: $F^+ (1s^2, 2s^2, 2p^4) \rightarrow F^{2+} + e^-$. ઇલેક્ટ્રોન $2p$ કક્ષકમાંથી દૂર થાય છે.
આમ,$Na^+$ ની સ્થાયી અષ્ટક રચનામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે સૌથી વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(C) ક્રમિક આયનીકરણ એન્થાલ્પીઓ નીચે મુજબ છે: $IE_1 = 940$,$IE_2 = 2080$,$IE_3 = 3090$,$IE_4 = 4140$,$IE_5 = 7030$,$IE_6 = 7870$,$IE_7 = 16000$,$IE_8 = 19500 \, kJ \, mol^{-1}$.
આયનીકરણ ઉર્જામાં તફાવત જોતા:
$IE_7 - IE_6 = 8130 \, kJ \, mol^{-1}$ નો મોટો ઉછાળો જોવા મળે છે.
આ દર્શાવે છે કે $6^{th}$ અને $7^{th}$ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વચ્ચે મોટો તફાવત છે,જેનો અર્થ છે કે બાહ્યતમ કક્ષામાં $6$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી,આ તત્વ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $16$ માં આવે છે.

(A) બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_2)$ એ યુનિપોઝિટિવ આયન $(M^+)$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે.
કેશન $(M^+)$ માં તટસ્થ પરમાણુ $(M)$ કરતા ઓછા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે પરંતુ કેન્દ્રીય વીજભાર સમાન હોય છે,તેથી બાકીના ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર દ્વારા વધુ મજબૂતીથી આકર્ષાય છે.
વધુમાં,કેશનનું કદ તેના અનુરૂપ તટસ્થ પરમાણુ કરતા નાનું હોય છે.
તેથી,પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોનની તુલનામાં બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(D) ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા આયનીકરણ ઉર્જામાં થતા વધારા (jump) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આપેલ છે: $E_1 = 7 \ eV$,$E_2 = 12.5 \ eV$,અને $E_3 = 42.5 \ eV$.
$E_2$ થી $E_3$ વચ્ચેનો તફાવત $42.5 - 12.5 = 30 \ eV$ છે,જે $E_1$ થી $E_2$ વચ્ચેના તફાવત $(5.5 \ eV)$ કરતા ઘણો વધારે છે.
આયનીકરણ ઉર્જામાં મોટો ઉછાળો સૂચવે છે કે બે ઇલેક્ટ્રોન દૂર કર્યા પછી તત્વ નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોન રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
તેથી,તત્વ બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને સ્થાયી રચના પ્રાપ્ત કરે છે,જે $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાને સૌથી વધુ સ્થાયી બનાવે છે.
આમ,$D$ સાચો જવાબ છે.

(D) કોઈ તત્વની બીજી અને ત્રીજી આયનીકરણ ઉર્જાના મૂલ્યો વચ્ચે અચાનક મોટો ઉછાળો એ સૂચવે છે કે તત્વની બાહ્યતમ કક્ષામાં $2$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$1s^2, 2s^2 2p^6, 3s^2$ રચના માટે,તત્વ પાસે $3s$ કક્ષકમાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
પ્રથમ બે ઇલેક્ટ્રોન દૂર થયા પછી,રચના $1s^2, 2s^2 2p^6$ બને છે,જે $Ne$ (નિયોન) ની સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના છે.
આ રચના અત્યંત સ્થિર હોવાથી,ત્રીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે ઘણી વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જેના પરિણામે બીજી અને ત્રીજી આયનીકરણ ઉર્જા વચ્ચે મોટો તફાવત જોવા મળે છે.

(B) આપેલા તત્વોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$Ne: [He] 2s^2 2p^6$
$He: 1s^2$
$Be: 1s^2 2s^2$
$N: [He] 2s^2 2p^3$
આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(I.P.)$ આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતા વધે છે અને સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતા ઘટે છે.
આપેલા તત્વોમાં,$He$ સૌથી નાનું પરમાણુ છે અને તેનો ઇલેક્ટ્રોન $1s$ કક્ષકમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે,જે કેન્દ્રની સૌથી નજીક છે.
ઉચ્ચ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર અને $1s$ ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રની નજીક હોવાને કારણે,$He$ નું $I.P.$ મૂલ્ય આવર્ત કોષ્ટકના તમામ તત્વોમાં સૌથી વધુ છે.

(B) એનાયનની આયનીકરણ ઉર્જા અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર અને આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણ પર આધાર રાખે છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં $O^{-}$ થી $Te^{-}$ તરફ નીચે જઈએ છીએ,તેમ પરમાણુનું કદ વધે છે,જે આયનીકરણ ઉર્જા ઘટાડે છે.
જોકે,$O^{-}$ માટે,ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા નાના $2p$ ઓર્બિટલમાં કેન્દ્રિત હોય છે,જે નોંધપાત્ર આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણ તરફ દોરી જાય છે.
આનાથી $S^{-}$ ની તુલનામાં $O^{-}$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનું સરળ બને છે.
આમ,$S^{-}$ ની આયનીકરણ ઉર્જા $O^{-}$ કરતા વધારે છે.
તેથી,આ સ્પીસીઝમાં આયનીકરણ ઉર્જાનો ક્રમ $S^{-} > Se^{-} > Te^{-} > O^{-}$ છે.

(C) દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_2)$ એ યુનિપોઝિટિવ આયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા દર્શાવે છે $(M^+ \rightarrow M^{2+} + e^-)$.
સંબંધિત યુનિપોઝિટિવ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$N^+: 1s^2 2s^2 2p^2$
$O^+: 1s^2 2s^2 2p^3$
$F^+: 1s^2 2s^2 2p^4$
$Ne^+: 1s^2 2s^2 2p^5$
જેમ આપણે $N^+$ થી $Ne^+$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જે સામાન્ય રીતે $IE_2$ માં વધારો કરે છે.
આમ,સાચો ક્રમ $Ne > O > F > N$ છે.

(C) ખૂબ ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને શૂન્ય ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી ધરાવતું તત્વ નિષ્ક્રિય વાયુ છે.
નિષ્ક્રિય વાયુઓ સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ($ns^2 np^6$,$He$ સિવાય જે $1s^2$ છે) ધરાવે છે,જેના કારણે ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો અત્યંત મુશ્કેલ છે (ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી).
વધુમાં,તેમની સંયોજકતા કક્ષા સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી,તેઓ વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારવાની વૃત્તિ ધરાવતા નથી,પરિણામે તેમની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી શૂન્ય હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$He$ એક નિષ્ક્રિય વાયુ છે.

(C) $X$ ના $1 \ mol$ માટે આયનીકરણ ઉર્જા $720 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
$X$ નું આપેલ દળ = $110 \ mg = 0.110 \ g$.
$X$ નો પરમાણુભાર = $7 \ g \ mol^{-1}$.
$X$ ના મોલ = $\frac{\text{દળ}}{\text{પરમાણુભાર}} = \frac{0.110 \ g}{7 \ g \ mol^{-1}} \approx 0.01571 \ mol$.
જરૂરી ઉર્જા = $\text{મોલ} \times \Delta H = 0.01571 \ mol \times 720 \ kJ \ mol^{-1} \approx 11.31 \ kJ$.

(D) બીજી આયનીકરણ ઉર્જા $(IE_2)$ એટલે વાયુરૂપ એક-ધન આયનમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરીને વાયુરૂપ દ્વિ-ધન આયન બનાવવા માટે જરૂરી ઉર્જા.
આ પ્રક્રિયા સમીકરણ $(4)$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે: $M^{+}_{(g)} \to M^{2+}_{(g)} + e^-$.
આપેલા સમીકરણો પરથી,આપણે સમીકરણ $(4)$ ને આ રીતે લખી શકીએ:
$(4) = (5) - (3)$
જ્યાં $(5)$ એ $M_{(g)} \to M^{2+}_{(g)} + 2e^-$ છે અને $(3)$ એ $M_{(g)} \to M^{+}_{(g)} + e^-$ છે.
તેથી,બીજી આયનીકરણ ઉર્જા $(5) - (3)$ દ્વારા ગણી શકાય છે.

(D) તટસ્થ પરમાણુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
${}_{6}C: 1s^2 2s^2 2p^2$
${}_{7}N: 1s^2 2s^2 2p^3$
${}_{8}O: 1s^2 2s^2 2p^4$
${}_{9}F: 1s^2 2s^2 2p^5$
દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_2)$ શોધવા માટે,આપણે યુનિપોઝિટિવ આયનો $(M^+)$ ની રચના જોઈએ છીએ:
$C^+: 1s^2 2s^2 2p^1$
$N^+: 1s^2 2s^2 2p^2$
$O^+: 1s^2 2s^2 2p^3$
$F^+: 1s^2 2s^2 2p^4$
$O^+$ માં અર્ધ-પૂર્ણ $2p$ સબશેલ $(2p^3)$ છે,જે વધારાની સ્થિરતા આપે છે,તેથી તેની $IE_2$ સૌથી વધુ છે.
બાકીના આયનોની સરખામણી કરતા,$F^+$ નો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર $N^+$ કરતા વધારે છે,અને $N^+$ નો $C^+$ કરતા વધારે છે.
તેથી,દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો સાચો ક્રમ $O > F > N > C$ છે.

(B) આયનીકરણ ઉર્જા એટલે તટસ્થ પરમાણુ અથવા આયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા.
$1$. તટસ્થ પરમાણુઓની આયનીકરણ ઉર્જા તેમના અનુરૂપ ઋણ આયનો કરતા વધારે હોય છે કારણ કે ઋણ વીજભારિત સ્પીસીઝમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો સરળ છે. તેથી,$F > F^{-}$ અને $Cl > Cl^{-}$.
$2$. તટસ્થ પરમાણુઓની સરખામણી કરતા,$F$ નું કદ $Cl$ કરતા નાનું છે,તેથી $F$ માં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર સાથે વધુ મજબૂતીથી જોડાયેલા હોય છે,જેથી $F > Cl$.
$3$. ઋણ આયનોની સરખામણી કરતા,$F^{-}$ નું કદ $Cl^{-}$ કરતા નાનું છે,તેથી $F^{-} > Cl^{-}$.
આમ,આયનીકરણ ઉર્જાનો સાચો ક્રમ $F > Cl > Cl^{-} > F^{-}$ છે.

(B) ચાલો વિધાનોનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$. $S$ $(3s^2 3p^4)$ ની બીજી આયનીકરણ ઉર્જા $Cl$ $(3s^2 3p^5)$ કરતા વધારે છે કારણ કે એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કર્યા પછી,$S^+$ સ્થિર અર્ધ-ભરાયેલી $p^3$ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
$B$. $P$ $(3s^2 3p^3)$ ની ત્રીજી આયનીકરણ ઉર્જા વાસ્તવમાં $Al$ $(3s^2 3p^1)$ કરતા ઓછી છે કારણ કે $Al^{2+}$ પાસે સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના $([Ne] 3s^1)$ હોય છે,જેના કારણે ત્રીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો ખૂબ મુશ્કેલ છે. તેથી,આ વિધાન ખોટું છે.
$C$. $Al$ અને $Ga$ ની પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા સમાન છે કારણ કે $Ga$ માં $d$-ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસર (લેન્થેનોઇડ સંકોચન અસર) જોવા મળે છે.
$D$. $B$ $(2s^2 2p^1)$ ની બીજી આયનીકરણ ઉર્જા $C$ $(2s^2 2p^2)$ કરતા વધારે છે કારણ કે $B$ માં બીજો ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર $2s^2$ કક્ષકમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.

(D) આવર્ત કોષ્ટકમાં સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણુ કદમાં વધારો અને શીલ્ડિંગ અસરને કારણે પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા ઘટે છે.
કાર્બન $(C)$,સિલિકોન $(Si)$,ટીન $(Sn)$ અને લેડ $(Pb)$ સમૂહ $14$ ના તત્વો છે.
આમાં,$Sn$ અને $Pb$ એ $C$ અને $Si$ કરતા સમૂહમાં નીચે છે.
જોકે,$Pb$ માં $d$ અને $f$ કક્ષકોની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જે $Pb$ ની આયનીકરણ ઉર્જાને $Sn$ કરતા વધારે બનાવે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $Sn$ $(Tin)$ ની પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા સૌથી ઓછી છે.