Ionisation energy Questions in Gujarati

(D) આયનીકરણ પોટેન્શિયલ એ અલગ વાયુરૂપ પરમાણુની સૌથી બહારની કક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે.
જેમ પરમાણુ ત્રિજ્યા વધે છે,તેમ કેન્દ્ર અને સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું અંતર વધે છે.
આનાથી કેન્દ્ર અને વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેના આકર્ષણ બળમાં ઘટાડો થાય છે.
પરિણામે,ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જેનો અર્થ છે કે પરમાણુ ત્રિજ્યામાં વધારો થતાં આયનીકરણ પોટેન્શિયલ ઘટે છે.

(B) આયનીકરણ ઉર્જા માટે સાચો ક્રમ $B < Be < C < O < N$ છે.
આવર્ત કોષ્ટકમાં ડાબેથી જમણે જતાં,પરમાણુ ક્રમાંકમાં વધારા સાથે,આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે વધે છે.
જોકે,ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાને કારણે બે મુખ્ય અપવાદો છે:
$(1)$ $B$ ની આયનીકરણ ઉર્જા $ < $ $Be$ ની આયનીકરણ ઉર્જા. આનું કારણ એ છે કે $Be$ $(1s^2 2s^2)$ માં સંપૂર્ણ ભરાયેલી $2s$ પેટાકોષ છે,જે $B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ માં રહેલા $2p^1$ ઇલેક્ટ્રોન કરતા વધુ સ્થિર છે.
$(2)$ $O$ ની આયનીકરણ ઉર્જા $ < $ $N$ ની આયનીકરણ ઉર્જા. નાઇટ્રોજન $(1s^2 2s^2 2p^3)$ માં અડધી ભરાયેલી $2p$ પેટાકોષ છે,જે વધુ સ્થિર છે. તેથી,$O$ $(1s^2 2s^2 2p^4)$ ની સરખામણીમાં $N$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(C) આવર્તમાં,પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે ડાબેથી જમણે વધે છે. જોકે,$O$ $(2s^2 2p^4)$ ની સરખામણીમાં $N$ $(2s^2 2p^3)$ સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $p$-ઓર્બિટલ ધરાવે છે.
આ સ્થિરતાને કારણે,$N$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $O$ કરતા વધારે હોય છે.
તેથી,પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો સાચો ક્રમ $B < C < O < N$ છે.
આમ,$B < C < N < O$ ગોઠવણી ખોટી છે.

(C) આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો અને પરમાણ્વીય કદમાં ઘટાડાને કારણે પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
જોકે,સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોન રચનાને કારણે કેટલાક અપવાદો જોવા મળે છે.
$Be$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $1s^2 2s^2$ છે,જે $B (1s^2 2s^2 2p^1)$ કરતા વધુ સ્થાયી છે.
તેથી,$Be$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $B$ કરતા વધારે છે.
આમ,આપેલા તત્વો માટે સાચો ઘટતો ક્રમ $F > N > C > Be > B$ છે.

(D) $N$ $(1s^2, 2s^2, 2p^3)$ ની પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા $O$ $(1s^2, 2s^2, 2p^4)$ કરતા વધારે છે કારણ કે $N$ પાસે સ્થાયી,અડધી ભરાયેલી $2p$ પેટાકોષ છે.
આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતા અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,ઘટે છે તે ખોટું છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને ખોટા છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે તત્વો સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વૃત્તિ ધરાવે છે.
કારણ ખોટું છે કારણ કે આયનીકરણ એન્થાલ્પી એટલે અલગ વાયુરૂપ પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે $\text{જરૂરી}$ (શોષાતી) ઉર્જા,મુક્ત થતી ઉર્જા નહીં.

(B) આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાને કારણે સામાન્ય રીતે પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
જોકે,સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોન રચનાને કારણે તેમાં વિચલનો જોવા મળે છે.
દ્વિતીય આવર્તના તત્વોની ઇલેક્ટ્રોન રચનાઓ:
$Li (2s^1)$,$Be (2s^2)$,$B (2s^2 2p^1)$,$C (2s^2 2p^2)$,$N (2s^2 2p^3)$,$O (2s^2 2p^4)$,$F (2s^2 2p^5)$,$Ne (2s^2 2p^6)$.
$Be$ ની પૂર્ણ ભરાયેલી $2s$ કક્ષકને કારણે તેની આયનીકરણ ઉર્જા $B$ કરતા વધારે છે.
$N$ ની અર્ધ-પૂર્ણ $2p$ પેટાકોષને કારણે તેની આયનીકરણ ઉર્જા $O$ કરતા વધારે છે.
સાચો ક્રમ: $Li < B < Be < C < O < N < F < Ne$ છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન નીચે મુજબ છે:
$Na = [Ne] 3s^{1}$
$Mg = [Ne] 3s^{2}$
$Al = [Ne] 3s^{2} 3p^{1}$
$Si = [Ne] 3s^{2} 3p^{2}$
આવર્તમાં સામાન્ય રીતે આયનીકરણ ઉર્જા વધે છે,પરંતુ $Mg$ માં $3s$ કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી તેની આયનીકરણ ઉર્જા $Al$ કરતા વધારે હોય છે.
મૂલ્યો:
$Na = 496 \ kJ/mol$
$Mg = 737 \ kJ/mol$
$Al = 577 \ kJ/mol$
$Si = 786 \ kJ/mol$
આમ,સાચો ક્રમ $496, 737, 577, 786$ છે.

(A) $IE$ મૂલ્યો સૂચવે છે કે ધાતુ $I^{st}$ સમૂહની છે કારણ કે બીજી $IE$ ખૂબ ઊંચી છે (માત્ર એક સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે).
તેથી,ધાતુ હાઇડ્રોક્સાઇડ $MOH$ પ્રકારનું હશે.
$HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા:
$MOH + HCl \rightarrow MCl + H_{2}O$
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \; mol$ $MOH$ એ $1 \; mol$ $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$H_{2}SO_{4}$ સાથેની પ્રક્રિયા:
$MOH + \frac{1}{2} H_{2}SO_{4} \rightarrow \frac{1}{2} M_{2}SO_{4} + H_{2}O$
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$1 \; mol$ $MOH$ એ $0.5 \; mol$ $H_{2}SO_{4}$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.

(A) $Be$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $1s^{2} 2s^{2}$ છે.
$B$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $1s^{2} 2s^{2} 2p^{1}$ છે.
વિધાન $(I)$ સાચું છે: $2p$ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવો સરળ છે કારણ કે તે $2s$ કરતા ઓછી સ્થિરતા ધરાવે છે.
વિધાન $(II)$ સાચું છે: $B$ માં $2p$ ઇલેક્ટ્રોન $1s^{2} 2s^{2}$ કોર દ્વારા વધુ શીલ્ડિંગ અનુભવે છે.
વિધાન $(III)$ સાચું છે: $2s$ કક્ષક ન્યુક્લિયસની નજીક છે અને $2p$ કરતા વધુ પેનિટ્રેશન પાવર ધરાવે છે.
વિધાન $(IV)$ ખોટું છે: $B$ ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા $Be$ કરતા નાની હોય છે.
તેથી,વિધાનો $(I), (II)$ અને $(III)$ સાચા છે.

(A) $Al$ માટે પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $575 \, kJ \, mol^{-1}$ ની વધુ નજીક હશે.
ત્રીજા આવર્તમાં,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારાને કારણે સામાન્ય રીતે ડાબેથી જમણે જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
જોકે,$Mg$ $(3s^2)$ માં સંપૂર્ણ ભરાયેલી કક્ષક હોય છે,જે તેને $Al$ $(3s^2 3p^1)$ કરતા વધુ સ્થિર બનાવે છે.
તેથી,$Al$ ની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Mg$ $(737 \, kJ \, mol^{-1})$ કરતા ઓછી હોય છે.
આથી $575 \, kJ \, mol^{-1}$ એ $737 \, kJ \, mol^{-1}$ કરતા ઓછું હોવાથી,તે સાચું અનુમાન છે.

(N/A) સોડિયમ $(Na)$ ની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ કરતા ઓછી હોવાના બે મુખ્ય કારણો છે:
$1.$ $Na$ $([Ne] 3s^1)$ નું પરમાણુ કદ $Mg$ $([Ne] 3s^2)$ કરતા મોટું છે.
$2.$ $Mg$ નો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર $Na$ કરતા વધારે છે.
પરિણામે,$Mg$ માંથી પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા $Na$ કરતા વધારે હોય છે.
જો કે,$Na$ ની બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Mg$ કરતા વધારે છે. પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યા પછી,$Na^+$ સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી ઇલેક્ટ્રોન રચના $(1s^2 2s^2 2p^6)$ પ્રાપ્ત કરે છે. આ સ્થાયી રચનામાંથી બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે ખૂબ જ વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેની સામે,$Mg^+$ $([Ne] 3s^1)$ પાસે હજુ પણ $3s$-કક્ષકમાં એક ઇલેક્ટ્રોન છે. આ ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવો $Na^+$ ના સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ કોર કરતા પ્રમાણમાં સરળ છે. તેથી,$Na$ ની બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Mg$ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે.

(N/A) મુખ્ય સમૂહના તત્વોની આયનીકરણ એન્થાલ્પી સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટવા માટે જવાબદાર પરિબળો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ પરમાણુ કદમાં વધારો: જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ ઇલેક્ટ્રોન કક્ષાની સંખ્યા વધે છે,જેના પરિણામે પરમાણુ કદમાં ક્રમશઃ વધારો થાય છે. કેન્દ્ર અને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું અંતર વધતું હોવાથી,સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ ઘટે છે,જેથી સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાનું સરળ બને છે.
$(ii)$ શીલ્ડિંગ અસર (આવરણ અસર) માં વધારો: જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ આંતરિક ઇલેક્ટ્રોન કક્ષાઓની સંખ્યા વધે છે. આના પરિણામે આંતરિક કોર ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પરની શીલ્ડિંગ અસર વધે છે. પરિણામે,સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ઘટે છે,તેથી તેમને દૂર કરવા માટે ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(N/A) સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,પરમાણુ કદ અને શીલ્ડિંગ અસરમાં વધારાને કારણે સામાન્ય રીતે આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
આમ,સમૂહ $13$ માં નીચે તરફ જતાં,$B$ થી $Al$ સુધી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
જોકે,$Ga$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Al$ કરતા વધારે છે કારણ કે $Ga$ એ $d$-બ્લોક તત્વો પછી આવે છે.
$d$-ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી શીલ્ડિંગ અસર નબળી હોય છે,જેના કારણે $Ga$ માં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વધુ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર અનુભવે છે.
$Ga$ થી $In$ તરફ જતાં,પરમાણુ કદમાં વધારાને કારણે આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
અંતે,$In$ થી $Tl$ તરફ જતાં,આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે કારણ કે $Tl$ એ $4f$ અને $5d$ કક્ષકો પછી આવે છે.
$f$ અને $d$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને વધુ મજબૂતીથી જકડી રાખે છે.

(N/A) પરમાણુની આયનીકરણ એન્થાલ્પી તે પરમાણુમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અને પરમાણુ ક્રમાંક (પ્રોટોનની સંખ્યા) પર આધાર રાખે છે.
એક જ તત્વના આઈસોટોપ્સમાં પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોય છે.
તેથી,બંને આઈસોટોપ્સ માટે ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી અને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક પરમાણુ ભાર સમાન રહે છે.
પરિણામે,એક જ તત્વના બે આઈસોટોપ્સ માટે પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી સમાન હોય છે.

(D) નીચા મુખ્ય ક્વોન્ટમ આંક $(n)$ ધરાવતી કક્ષકોમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની નજીક હોય છે અને ઉચ્ચ $n$ મૂલ્ય ધરાવતી કક્ષકોના ઇલેક્ટ્રોન કરતા વધુ મજબૂત આકર્ષણ બળ અનુભવે છે.
તેથી,નીચા $n$ મૂલ્ય ધરાવતી કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેનાથી વિપરીત,ઉચ્ચ $n$ મૂલ્ય ધરાવતી કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો સરળ છે.
આમ,વિધાન $(d)$ ખોટું છે.

(N/A) કાર્બન ($14$ માં સમૂહનું પ્રથમ તત્વ) ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ ઊંચી $(1086 \, kJ/mol)$ છે.
તેના નાના કદને કારણે આ અપેક્ષિત છે.
જોકે,સમૂહમાં નીચે તરફ સિલિકોન સુધી જતાં,એન્થાલ્પીમાં તીવ્ર ઘટાડો $(786 \, kJ/mol)$ જોવા મળે છે.
આનું કારણ એ છે કે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં તત્વોના પરમાણ્વીય કદમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે,જે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પરના અસરકારક કેન્દ્રીય આકર્ષણને ઘટાડે છે.

(N/A) સામાન્ય રીતે,જ્યારે આપણે આવર્ત કોષ્ટકમાં ડાબેથી જમણે જઈએ છીએ,ત્યારે આયનીકરણ એન્થાલ્પીનું મૂલ્ય વધે છે.
$(i)$ $\Delta_{i}H(Be) > \Delta_{i}H(B)$: $Be$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^2 2s^2$ છે,જ્યારે $B$ ની $1s^2 2s^2 2p^1$ છે. $Be$ ની સ્થાયી પૂર્ણ ભરાયેલી $2s$ કક્ષકને કારણે તેમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો મુશ્કેલ છે.
$(ii)$ $O$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $N$ અને $F$ કરતા ઓછી છે કારણ કે $N$ માં અડધી ભરાયેલી $2p^3$ કક્ષક છે જે વધુ સ્થાયી છે,અને $F$ માં કેન્દ્રીય વીજભાર વધુ હોવાથી તે ઇલેક્ટ્રોનને મજબૂતીથી પકડી રાખે છે. $O$ માં ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણને કારણે આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઓછી હોય છે.

(N/A) આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે વધે છે. આનું કારણ એ છે કે આવર્તમાં આગળ વધતા પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા ઘટે છે અને અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જેનાથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાનું મુશ્કેલ બને છે.
જોકે,ઇલેક્ટ્રોન રચનાને કારણે કેટલાક અપવાદો જોવા મળે છે:
$1$. $Be$ $(1s^2 2s^2)$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ કરતા વધારે છે કારણ કે $Be$ માં $2s$ કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,જે વધુ સ્થાયી છે.
$2$. $N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $O$ $(1s^2 2s^2 2p^4)$ કરતા વધારે છે કારણ કે $N$ માં $2p$ પેટાકોષ અર્ધ-પૂર્ણ ભરાયેલો છે,જે વધારાની સ્થિરતા આપે છે.

(N/A) આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા એકબીજા સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલા છે.
જ્યારે આપણે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જઈએ છીએ,ત્યારે નવી ઇલેક્ટ્રોન કક્ષાઓ ઉમેરાવાને કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વધે છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ બાહ્યતમ ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રથી વધુ અંતરે હોય છે અને આંતરિક કક્ષાઓની સંખ્યા વધે છે,જેનાથી શીલ્ડિંગ અસર (અથવા સ્ક્રીનિંગ અસર) વધુ પ્રબળ બને છે.
જોકે કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,પરંતુ વધેલા અંતર અને શીલ્ડિંગ અસરની અસર કેન્દ્રીય વીજભારના વધારા કરતા વધુ હોય છે.
પરિણામે,કેન્દ્ર અને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ ઘટે છે,જેનાથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાનું સરળ બને છે.
તેથી,સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.

મુખ્ય સમૂહના તત્વોમાં,જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ તેમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી નિયમિતપણે ઘટે છે. આ નીચેના પરિબળોને કારણે છે:
$(i)$ પરમાણુ કદ: સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,વધારાની મુખ્ય ઉર્જા કક્ષા $(n)$ ને કારણે પરમાણુ કદમાં ક્રમશઃ વધારો થાય છે.
$(ii)$ શીલ્ડિંગ અસર: આંતરિક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં વધારાને કારણે સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન પર શીલ્ડિંગ અસરમાં વધારો થાય છે.
$(iii)$ કેન્દ્રીય વીજભાર: સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જતાં,કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે.
પરમાણુ કદમાં વધારો અને શીલ્ડિંગ અસરની અસર,કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારાની અસર કરતા ઘણી વધારે હોય છે.
પરિણામે,જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ તેમ ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર સાથે ઓછો મજબૂતીથી જોડાયેલો રહે છે.
તેથી,સમૂહમાં આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં ક્રમશઃ ઘટાડો થાય છે.

(N/A) આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો ક્રમ $3^{rd} > 2^{nd} > 1^{st}$ છે.
આનું કારણ એ છે કે,જેમ એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે,તેમ બાકીના ઇલેક્ટ્રોન પર અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ઘટે છે અને કેન્દ્રીય વીજભાર અચળ રહે છે.
પરિણામે,કેન્દ્ર અને બાકીના ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું આકર્ષણ વધે છે,જેના કારણે પછીના ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(A) $Na$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ne] 3s^{1}$ છે અને $Mg$ ની $[Ne] 3s^{2}$ છે.
$Mg$ ની રચના $Na$ કરતા વધુ સ્થિર (સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી) છે.
તેથી,$Mg$ ની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Na$ કરતા વધારે છે.
$Na$ માંથી એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર થયા પછી,તે $Ne$ $(1s^{2} 2s^{2} 2p^{6})$ ની સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
બીજી તરફ,$Mg$ માટે પ્રથમ આયનીકરણ પછીની રચના $[Ne] 3s^{1}$ બને છે.
આમ,$Na^{+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $Mg^{+}$ કરતા વધુ સ્થિર છે,જેના કારણે $Na^{+}$ માંથી બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો $Mg^{+}$ કરતા ઘણો મુશ્કેલ છે.
$Na ([Ne] 3s^{1}) \longrightarrow Na^{+} ([Ne]) + e^{-}$
$Mg ([Ne] 3s^{2}) \longrightarrow Mg^{+} ([Ne] 3s^{1}) + e^{-}$
$IE_{1}(Na) < IE_{1}(Mg)$
$IE_{2}(Na) > IE_{2}(Mg)$

(N/A) 'અલગ કરેલ વાયુરૂપ પરમાણુ' $(isolated gaseous atom)$ નો અર્થ એ છે કે પરમાણુ વાયુ અવસ્થામાં અન્ય પરમાણુઓથી મુક્ત હોવો જોઈએ. આ સુનિશ્ચિત કરે છે કે માપવામાં આવેલી ઉર્જા માત્ર ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા અથવા ઉમેરવાને કારણે છે,આંતર-પરમાણુ બળો અથવા બંધ વિયોજન ઉર્જાની દખલ વગર.
'ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ' $(ground state)$ એ પરમાણુની સૌથી ઓછી ઉર્જા ધરાવતી અવસ્થા છે. આ અવસ્થામાં ગુણધર્મોને વ્યાખ્યાયિત કરવાથી સુસંગતતા જળવાય છે,કારણ કે ઉત્તેજિત અવસ્થાઓમાંથી માપન કરવાથી અલગ અને બિન-પ્રમાણિત મૂલ્યો મળે છે.

(N/A) આઈસોટોપ્સ એ એક જ તત્વના પરમાણુઓ છે જેનો પરમાણુ ક્રમાંક સમાન હોય છે પરંતુ દળ ક્રમાંક અલગ હોય છે.
તેથી,તેમની પાસે સમાન સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન અને સમાન પરમાણુ વીજભાર (પ્રોટોન) હોય છે.
આમ,તેમની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી લગભગ સમાન હશે.

(N/A) $Na$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ne] 3s^1$ છે અને $Mg$ ની $[Ne] 3s^2$ છે.
$Na$ ની બાહ્યતમ કક્ષામાં માત્ર એક જ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,$Mg$ (જેની પાસે સ્થાયી $3s^2$ રચના છે) કરતા $Na$ માંથી પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો સરળ છે. તેથી,$Na$ ની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Mg$ કરતા ઓછી છે.
પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર થયા પછી,$Na^+$ એ $Ne$ $(1s^2 2s^2 2p^6)$ જેવી સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે. $Na^+$ માંથી બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે આ સ્થાયી અષ્ટક તોડવું પડે છે,જે ખૂબ મુશ્કેલ છે.
તેની સામે,$Mg^+$ ની રચના $[Ne] 3s^1$ છે. $Mg^+$ માંથી બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો સરળ છે કારણ કે તે $Ne$ જેવી સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ રચના પ્રાપ્ત કરે છે. તેથી,$Na$ ની બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Mg$ કરતા ઘણી વધારે છે.

(N/A) આવર્ત કોષ્ટકમાં ડાબેથી જમણે જતાં સામાન્ય રીતે પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે,જેનું મુખ્ય કારણ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો અને પરમાણ્વીય ત્રિજ્યામાં ઘટાડો છે.
જોકે,આ વલણમાં કેટલાક વિચલનો જોવા મળે છે:
$1$. $Be$ $(1s^2 2s^2)$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ કરતા વધારે છે. કારણ કે $Be$ માં $2s$ કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,જે વધુ સ્થાયી છે,તેથી તેમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે $B$ ના $2p$ ઇલેક્ટ્રોન કરતા વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
$2$. $N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $O$ $(1s^2 2s^2 2p^4)$ કરતા વધારે છે. કારણ કે $N$ માં $2p$ ઉપકોષ અર્ધ-પૂર્ણ ભરાયેલી છે,જે વધારાની સ્થિરતા આપે છે. $O$ માં,એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાથી તે વધુ સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $p$-કક્ષક રચના પ્રાપ્ત કરે છે,તેથી $N$ ની સરખામણીમાં $O$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો સરળ છે.

(N/A) આયનીકરણ એન્થાલ્પી: એક અલગ વાયુરૂપ પરમાણુમાંથી સૌથી વધુ ઢીલી રીતે બંધાયેલા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરીને તેને વાયુરૂપ કેટાયનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જરૂરી લઘુત્તમ ઉર્જાને તેની આયનીકરણ એન્થાલ્પી કહેવામાં આવે છે. તેને $\Delta_{i}H$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
આયનીકરણ એન્થાલ્પીને અસર કરતા પરિબળો:
$(i)$ કેન્દ્રીય વીજભાર: જેમ કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,તેમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે. કારણ કે કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાથી,બાહ્ય કક્ષાના ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર દ્વારા વધુ મજબૂતીથી બંધાયેલા હોય છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
$(ii)$ પરમાણુ કદ અથવા ત્રિજ્યા: જેમ પરમાણુનું કદ વધે છે,તેમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે. પરમાણુ ત્રિજ્યા વધવાથી બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન અને કેન્દ્ર વચ્ચેનું અંતર વધે છે,અને આકર્ષણ બળ ઘટે છે. પરિણામે,ઇલેક્ટ્રોન ઓછા મજબૂતીથી પકડાયેલા હોય છે અને તેને દૂર કરવા માટે ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
$(iii)$ ઇલેક્ટ્રોનની પેનિટ્રેશન અસર: જેમ ઇલેક્ટ્રોનની પેનિટ્રેશન અસર વધે છે,તેમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે. બહુ-ઇલેક્ટ્રોન પરમાણુઓમાં,$s$-ઓર્બિટલના ઇલેક્ટ્રોનની કેન્દ્રની નજીક હોવાની સંભાવના મહત્તમ હોય છે,જે $p$,$d$,અને $f$ ઓર્બિટલ માટે ઘટતી જાય છે.

(N/A) કાર્બન (સમૂહ $14$ નું પ્રથમ તત્વ) ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ ઊંચી $(1086 \ kJ/mol)$ છે. તેના નાના કદને કારણે આ અપેક્ષિત છે.
જોકે,સમૂહમાં નીચે તરફ સિલિકોન સુધી જતાં,આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં તીવ્ર ઘટાડો $(786 \ kJ/mol)$ જોવા મળે છે.
આ નોંધપાત્ર ઘટાડો મુખ્યત્વે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં તત્વોના પરમાણ્વીય કદમાં થતા વધારાને કારણે છે,જે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન પરના અસરકારક કેન્દ્રીય આકર્ષણને ઘટાડે છે.

(A) આયનીકરણ ઉર્જા એટલે તેની ભૂમિ અવસ્થામાં રહેલા અલગ વાયુરૂપ પરમાણુમાંથી સૌથી વધુ ઢીલી રીતે બંધાયેલા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી લઘુત્તમ ઉર્જા.
ગાણિતિક રીતે,તે આ મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે: $X(g) + \text{Energy} \rightarrow X^+(g) + e^-$.

(N/A) કોઈપણ સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી નિયમિતપણે ઘટે છે.
આ વલણને નીચેના પરિબળો દ્વારા સમજાવી શકાય છે:
$(i)$ પરમાણ્વીય કદ: ઉપરથી નીચે તરફ જતાં,દરેક ક્રમિક તત્વ પર નવા મુખ્ય ઉર્જા કોષના ઉમેરાને કારણે પરમાણ્વીય કદ વધે છે. આનાથી સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન અને ન્યુક્લિયસ વચ્ચેનું અંતર વધે છે,આકર્ષણ બળ ઘટે છે,આમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
$(ii)$ શીલ્ડિંગ અસર: નવા કોષોના ઉમેરા સાથે,શીલ્ડિંગ અસર વધે છે,જે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અનુભવાતા અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જને ઘટાડે છે,જેના પરિણામે આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં ઘટાડો થાય છે.
$(iii)$ ન્યુક્લિયર ચાર્જ: જોકે પરમાણુ ક્રમાંક સાથે ન્યુક્લિયર ચાર્જ વધે છે,પરંતુ પરમાણ્વીય કદમાં વધારો અને સ્ક્રીનિંગ અસરની સંયુક્ત અસર ન્યુક્લિયર ચાર્જમાં વધારાની અસરને સરભર કરી દે છે. પરિણામે,સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસ દ્વારા ઓછા મજબૂતીથી પકડાયેલા હોય છે અને સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
સરખામણી: સમૂહ-$1$ ના તત્વો (આલ્કલી ધાતુઓ) તેમના સંબંધિત આવર્તમાં સૌથી ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે કારણ કે તેમનું પરમાણ્વીય કદ સૌથી મોટું હોય છે. સમૂહ-$17$ ના તત્વો (હેલોજન) તેમના નાના પરમાણ્વીય કદ અને ઉચ્ચ અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જને કારણે તેમના સંબંધિત આવર્તમાં સૌથી વધુ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે.

(N/A) તત્વોની ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વૃત્તિના જથ્થાત્મક માપને આયનીકરણ એન્થાલ્પી વડે દર્શાવાય છે.
"ધરાવસ્થામાં રહેલા મુક્ત વાયુમય તટસ્થ પરમાણુ $(X)$ માંથી એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જાને આયનીકરણ એન્થાલ્પી કહે છે."
$X_{(g)} + \Delta_{i}H = X_{(g)}^{+} + e^{-}$
જ્યાં $\Delta_{i}H$ એ પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી છે.
આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો $SI$ એકમ $kJ \ mol^{-1}$ અથવા $J \ mol^{-1}$ છે.

(B) દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી એટલે અલગ કરેલા વાયુરૂપ આયનમાંથી બીજો સૌથી નિર્બળ રીતે જોડાયેલો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા.
તેને નીચેની પ્રક્રિયા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે: $M^+(g) \rightarrow M^{2+}(g) + e^-$.

(A) કોઈપણ તત્વ માટે,ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા ક્રમશઃ વધે છે કારણ કે જેમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે તેમ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે.
તેથી,ક્રમ $IE_1 < IE_2 < IE_3 < \dots$ છે.
આનું કારણ એ છે કે પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર થયા પછી,બાકીના ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર દ્વારા વધુ મજબૂતીથી આકર્ષાય છે,જેનાથી પછીના ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવાનું મુશ્કેલ બને છે.

(C) પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી એ તટસ્થ પરમાણુમાંથી પ્રથમ ઈલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે.
પ્રથમ ઈલેક્ટ્રોન દૂર થયા પછી,બાકીના ઈલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર દ્વારા વધુ મજબૂતીથી આકર્ષાય છે કારણ કે પ્રતિ ઈલેક્ટ્રોન અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે.
પરિણામે,બીજા અને ત્રીજા ઈલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે નોંધપાત્ર રીતે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જે $1^{st} < 2^{nd} < 3^{rd}$ ક્રમ તરફ દોરી જાય છે.

(A) કોઈપણ આવર્તમાં,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો અને પરમાણુ કદમાં ઘટાડાને કારણે ડાબેથી જમણે જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
ઉમદા વાયુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $ns^2 np^6$ સ્થાયી હોવાથી તેમની આયનીકરણ એન્થાલ્પી મહત્તમ હોય છે.
આલ્કલી ધાતુઓનું પરમાણુ કદ સૌથી મોટું અને અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર સૌથી ઓછો હોવાથી તેમની આયનીકરણ એન્થાલ્પી લઘુતમ હોય છે.

(N/A) આયનીકરણ એન્થાલ્પીના વલણોને સમજવા માટે ધ્યાનમાં લેવાતી બાબતો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ઈલેક્ટ્રોનનું કેન્દ્ર તરફનું આકર્ષણ (અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર).
$(ii)$ ઈલેક્ટ્રોન-ઈલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું અપાકર્ષણ (શીલ્ડિંગ અસર અથવા સ્ક્રીનિંગ અસર).

(D) આયનીકરણ એન્થાલ્પી નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$1$. પરમાણ્વીય કદ: જેમ પરમાણ્વીય કદ વધે તેમ કેન્દ્ર અને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું અંતર વધે છે,જેનાથી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
$2$. કેન્દ્રીય વીજભાર: જેમ કેન્દ્રીય વીજભાર વધે તેમ કેન્દ્ર અને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું આકર્ષણ વધે છે,જેનાથી આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
$3$. સ્ક્રીનિંગ અસર: અંદરની કક્ષાના ઇલેક્ટ્રોન સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને કેન્દ્રીય વીજભારથી સુરક્ષિત કરે છે,જે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ઘટાડે છે અને આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટાડે છે.
$4$. ઇલેક્ટ્રોનીય રચના: સ્થાયી રચના ધરાવતા પરમાણુઓ (જેમ કે પૂર્ણ ભરાયેલી કે અર્ધ-પૂર્ણ ભરાયેલી પેટા-કક્ષકો) ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધારે હોય છે.

(A) આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે આવર્તમાં ડાબેથી જમણે વધે છે અને સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ ઘટે છે.
$(i)$ $Ne > Ar$ (સમૂહમાં નીચે જતાં કદ વધે છે,તેથી $IE$ ઘટે છે).
$(ii)$ $F > Cl$ (સમૂહમાં નીચે જતાં કદ વધે છે,તેથી $IE$ ઘટે છે).
$(iii)$ $F > O$ (આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,તેથી $IE$ વધે છે).
$(iv)$ $N > O$ ($N$ ની અર્ધ-પૂર્ણ $2p^3$ ઇલેક્ટ્રોન રચના સ્થાયી હોવાથી તેની $IE$ $O$ કરતા વધારે છે).
$(v)$ $Na > K$ (સમૂહમાં નીચે જતાં કદ વધે છે,તેથી $IE$ ઘટે છે).
$(vi)$ $Cl > S$ (આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,તેથી $IE$ વધે છે).
$(vii)$ $Kr > Xe$ (સમૂહમાં નીચે જતાં કદ વધે છે,તેથી $IE$ ઘટે છે).
$(viii)$ $P > S$ ($P$ ની અર્ધ-પૂર્ણ $3p^3$ ઇલેક્ટ્રોન રચના સ્થાયી હોવાથી તેની $IE$ $S$ કરતા વધારે છે).

(A) સાચું મૂલ્ય $800 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
બીજા આવર્તમાં,આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Li$ થી $Ne$ તરફ વધે છે,પરંતુ કેટલાક અપવાદો છે.
ખાસ કરીને,$Be$ $(1s^2 2s^2)$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ કરતા વધારે હોય છે કારણ કે $Be$ માં સંપૂર્ણ ભરાયેલી $2s$ કક્ષક હોય છે.
તેથી,આ તત્વો માટે પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો ક્રમ $Li < B < Be < C$ છે.
$B$ નું મૂલ્ય $Be$ $(899 \ kJ \ mol^{-1})$ કરતા ઓછું હોવું જોઈએ,તેથી $800 \ kJ \ mol^{-1}$ એ યોગ્ય મૂલ્ય છે.

(A) સાચું મૂલ્ય $1310 \, kJ \, mol^{-1}$ છે.
આવર્ત કોષ્ટકમાં,સામાન્ય રીતે ડાબેથી જમણે જતાં પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
પરંતુ,નાઈટ્રોજન $(1s^2 2s^2 2p^3)$ ની સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $2p$ કક્ષકને કારણે,તેની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઓક્સિજન $(1s^2 2s^2 2p^4)$ કરતા વધારે હોય છે.
તેથી,ઓક્સિજનની આયનીકરણ એન્થાલ્પી નાઈટ્રોજન $(1402 \, kJ \, mol^{-1})$ કરતા ઓછી હોવી જોઈએ.
આમ,$1310 \, kJ \, mol^{-1}$ એ સાચું મૂલ્ય છે.

(B) પ્રક્રિયા $(i) X_{(g)} \to X^+_{(g)} + e^-$ એ પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી દર્શાવે છે,જે તટસ્થ વાયુરૂપ પરમાણુમાંથી પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે.
પ્રક્રિયા $(ii) X^+_{(g)} \to X^{2+}_{(g)} + e^-$ એ દ્વિતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પી દર્શાવે છે,જે એક-ધન વાયુરૂપ આયનમાંથી બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા છે.

(A) બેરિલિયમ ($Be$,$Z=4$) ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $1s^{2} 2s^{2}$ છે. પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં $2s$ કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે.
બોરોન ($B$,$Z=5$) ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $1s^{2} 2s^{2} 2p^{1}$ છે. પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં $2p$ કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન અનુક્રમે $2s$ અને $2p$ માંથી દૂર થાય છે.

(B) ઓક્સિજન $(Z=8)$ માં,ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $1s^2 2s^2 2p^4$ છે.
નાઇટ્રોજન $(Z=7)$ માં,ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $1s^2 2s^2 2p^3$ છે.
ઓક્સિજનમાં,$2p^4$ રચનાને કારણે એક $2p$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થવાથી ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું અપાકર્ષણ વધારે હોય છે.
આ વધેલા અપાકર્ષણને લીધે નાઇટ્રોજનની સરખામણીમાં ઓક્સિજનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો સરળ બને છે,પરિણામે ઓક્સિજનની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી નાઇટ્રોજન કરતા ઓછી હોય છે.

(N/A) હાઇડ્રોજન અને સોડિયમ બંનેની સંયોજકતા કક્ષામાં એક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. જોકે,હાઇડ્રોજનનું કદ સોડિયમ કરતા ઘણું નાનું હોય છે. પરિણામે,હાઇડ્રોજનમાં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રની વધુ નજીક હોય છે અને તે પ્રબળ સ્થિર વિદ્યુત આકર્ષણ બળ અનુભવે છે. તેથી,હાઇડ્રોજનની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(1312 \ kJ \ mol^{-1})$ એ સોડિયમ $(496 \ kJ \ mol^{-1})$ કરતા ઘણી વધારે હોય છે.

(B) ક્રમિક આયનીકરણ એન્થાલ્પી $IE_1 = 800 \ kJ \ mol^{-1}$,$IE_2 = 2427 \ kJ \ mol^{-1}$,$IE_3 = 3658 \ kJ \ mol^{-1}$,$IE_4 = 25024 \ kJ \ mol^{-1}$,અને $IE_5 = 32824 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં મોટો ઉછાળો સ્થાયી,નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી આંતરિક કક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર થવાનું સૂચવે છે.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,આપણે $IE_3$ અને $IE_4$ વચ્ચે નોંધપાત્ર વધારો $(25024 - 3658 = 21366 \ kJ \ mol^{-1})$ જોઈએ છીએ.
આ સૂચવે છે કે પ્રથમ $3$ ઇલેક્ટ્રોન સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,અને $4^{th}$ ઇલેક્ટ્રોન સ્થાયી આંતરિક કક્ષામાંથી દૂર થાય છે.
તેથી,તત્વમાં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $3$ છે.

(D) કોઈપણ તત્વની પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા $(IE_1)$ એટલે પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા,અને દ્વિતીય આયનીકરણ ઉર્જા $(IE_2)$ એટલે બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા.
પોટેશિયમ $(K)$ જેવા આલ્કલી ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 4s^1$ છે.
પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન દૂર થયા પછી,તે આર્ગોન $([Ar])$ જેવી સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે આ સ્થાયી અષ્ટક તોડવું પડે છે,જેના માટે ખૂબ જ ઊંચી ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેથી,આલ્કલી ધાતુઓ માટે $IE_2$ અને $IE_1$ વચ્ચેનો તફાવત અન્ય તત્વોની સરખામણીમાં ઘણો વધારે હોય છે.

(A) તત્વ $X$ માટે,$IE_1$ $(495 \ kJ/mol)$ થી $IE_2$ $(4563 \ kJ/mol)$ સુધીનો કૂદકો ખૂબ મોટો છે,જે દર્શાવે છે કે બીજો ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ કોર (noble gas core) માંથી દૂર થાય છે. આ $Na$ $([Ne] 3s^1)$ ને અનુરૂપ છે.
તત્વ $Y$ માટે,$IE_1$ $(731 \ kJ/mol)$ અને $IE_2$ $(1450 \ kJ/mol)$ ના મૂલ્યો પ્રમાણમાં નજીક છે,જે $Mg$ $([Ne] 3s^2)$ જેવા આલ્કલાઇન અર્થ મેટલની લાક્ષણિકતા છે,જ્યાં ત્રીજા ઇલેક્ટ્રોનની તુલનામાં બંને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન સરળતાથી દૂર થાય છે.
તેથી,$X=Na$ અને $Y=Mg$.

(C) $3^{rd}$ આવર્તના તત્વોની પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા $(IE_1)$ નો ક્રમ: $Na < Al < Mg < Si < S < P < Cl < Ar$ છે.
મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ ની $IE_1$ એ $Na$ $(Z)$ કરતા વધારે છે પરંતુ $Cl$ અને $Ar$ ($X$ અને $Y$) કરતા ઓછી છે.
તેથી,$X$ અને $Y$ એ $Ar$ અને $Cl$ છે,અને $Z$ એ $Na$ છે.