Ionisation energy Questions in Hindi

(D) एक ही परमाणु से क्रमिक इलेक्ट्रॉनों को हटाने के साथ आयनन ऊर्जा बढ़ती जाती है क्योंकि प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता है।
विकल्पों की तुलना करने पर:
$A$ और $B$ क्रमशः $Ba$ और $Ca$ की प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$ को दर्शाते हैं। समूह में नीचे जाने पर $IE_1$ घटती है,इसलिए $IE_1(Ca) > IE_1(Ba)$।
$C$ और $D$ क्रमशः $Ca$ और $Mg$ के लिए प्रथम और द्वितीय आयनन ऊर्जा का योग $(IE_1 + IE_2)$ दर्शाते हैं।
आवर्त सारणी में $Mg$,$Ca$ के ऊपर स्थित है,इसलिए $IE_1(Mg) > IE_1(Ca)$ और $IE_2(Mg) > IE_2(Ca)$ होता है।
अतः,$Mg \to Mg^{2+} + 2e^-$ के लिए आवश्यक कुल ऊर्जा दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक है।

(A) आवर्त सारणी में समूह में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार में वृद्धि और परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) के कारण प्रथम आयनन एन्थैल्पी घटती है।
चूंकि $Mg, Ca, Sr$ और $Ba$ समूह $2$ (क्षारीय मृदा धातु) के तत्व हैं और समूह में उनका क्रम $Mg < Ca < Sr < Ba$ है,इसलिए उनकी प्रथम आयनन एन्थैल्पी का घटता क्रम $Mg > Ca > Sr > Ba$ होगा।

(A) क्षारीय मृदा धातुओं की प्रथम आयनन ऊर्जा क्षारीय धातुओं से अधिक होती है क्योंकि समान आवर्त में क्षारीय धातुओं की तुलना में इनका नाभिकीय आवेश अधिक और परमाणु आकार छोटा होता है।

(B) दिए गए तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$V (Z=23): [Ar] 3d^3 4s^2$
$Cr (Z=24): [Ar] 3d^5 4s^1$
$Mn (Z=25): [Ar] 3d^5 4s^2$
$Fe (Z=26): [Ar] 3d^6 4s^2$
द्वितीय आयनन एन्थैल्पी के लिए,हम $M^+$ आयन से एक इलेक्ट्रॉन निकालते हैं:
$V^+: [Ar] 3d^3 4s^1$
$Cr^+: [Ar] 3d^5$
$Mn^+: [Ar] 3d^5 4s^1$
$Fe^+: [Ar] 3d^6 4s^1$
$Cr^+$ से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना कठिन है क्योंकि इसमें स्थिर अर्ध-पूर्ण $3d^5$ विन्यास होता है। इसलिए,$Cr$ की द्वितीय आयनन एन्थैल्पी सबसे अधिक है।

(C) तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार हैं: $C (2s^2 2p^2)$,$N (2s^2 2p^3)$,$O (2s^2 2p^4)$,$F (2s^2 2p^5)$.
पहले इलेक्ट्रॉन के निष्कासन के बाद,विन्यास इस प्रकार हो जाते हैं: $C^+ (2s^2 2p^1)$,$N^+ (2s^2 2p^2)$,$O^+ (2s^2 2p^3)$,$F^+ (2s^2 2p^4)$.
द्वितीय आयनन विभव में इन धनायनों से एक इलेक्ट्रॉन निकालना शामिल है।
$O^+$ में एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $2p^3$ विन्यास होता है,जिससे इलेक्ट्रॉन निकालना सबसे कठिन होता है।
आवर्ती प्रवृत्ति और स्थिरता का पालन करते हुए,द्वितीय आयनन विभव का क्रम $O > F > N > C$ है।

(A) आयनन विभव का अर्थ है गैसीय परमाणु या आयन से एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा।
स्पीशीज की तुलना करने पर:
$Li^{+}$ $(1s^2)$ के पास एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास है ($He$ के समान)।
$Mg^{+}$ $([Ne] 3s^1)$ के $3s$ कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन है।
$Al^{+}$ $([Ne] 3s^2)$ के $3s$ कक्षक में दो इलेक्ट्रॉन हैं।
$Ne$ $(1s^2 2s^2 2p^6)$ एक उदासीन उत्कृष्ट गैस है।
इनमें से,$Li^{+}$ का प्रभावी नाभिकीय आवेश उसके आकार के सापेक्ष अधिक है और इसका $1s^2$ विन्यास बहुत स्थिर है,जिससे इलेक्ट्रॉन निकालना सबसे कठिन है।
अतः,$Li^{+}$ का आयनन विभव सबसे अधिक है।

(B) आयनन ऊर्जा $(IE)$ के लिए सामान्य प्रवृत्ति आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ती है,जिसका कारण प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि है।
हालाँकि,स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण इसमें अपवाद होते हैं।
$Be$ $(1s^2 2s^2)$ में $2s$ कक्षक पूरी तरह से भरा हुआ है,जो इसकी $IE$ को $B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ से अधिक बनाता है।
$N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ में एक स्थिर अर्ध-भरे $p$-कक्षक होते हैं,जो इसकी $IE$ को $O$ $(1s^2 2s^2 2p^4)$ से अधिक बनाता है।
अतः,सही क्रम $B < Be < C < O < N$ है।

(D) आयनन ऊर्जा आमतौर पर आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ती है क्योंकि परमाणु का आकार घटता है।
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की तुलना:
$A: [Ne] 3s^2 3p^2$ (आवर्त $3$,समूह $14$)
$B: [Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3$ (आवर्त $4$,समूह $15$)
$C: [Ne] 3s^2 3p^1$ (आवर्त $3$,समूह $13$)
$D: [Ne] 3s^2 3p^3$ (आवर्त $3$,समूह $15$)
आवर्त $3$ के तत्वों का आकार आवर्त $4$ के तत्वों से छोटा होता है,इसलिए उनकी आयनन ऊर्जा अधिक होती है।
आवर्त $3$ के तत्वों में,$[Ne] 3s^2 3p^3$ विन्यास में अर्ध-पूर्ण $p$-कक्षक है,जो अधिक स्थिर है।
अतः,$[Ne] 3s^2 3p^3$ की आयनन ऊर्जा सबसे अधिक है।

(B) आयनन एन्थैल्पी वह ऊर्जा है जो एक विलगित गैसीय परमाणु से सबसे ढीले बंधे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक होती है।
जैसे-जैसे मुख्य क्वांटम संख्या $(n)$ बढ़ती है,नाभिक से संयोजी इलेक्ट्रॉन की दूरी बढ़ती है,जिससे इलेक्ट्रॉन द्वारा अनुभव किए जाने वाले प्रभावी नाभिकीय आवेश में कमी आती है।
विकल्प $B$ $(1s^2 \ 2s^2 \ 2p^5 \ 3s^1)$ एक ऐसे परमाणु को दर्शाता है जिसका संयोजी इलेक्ट्रॉन $n=3$ कोश में है,जो अन्य विकल्पों में $n=2$ कोश के इलेक्ट्रॉनों की तुलना में नाभिक से अधिक दूर है।
इसलिए,$3s$ कक्षक का इलेक्ट्रॉन सबसे कम मजबूती से बंधा होता है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी आयनन एन्थैल्पी सबसे कम होती है।

(C) प्रथम आयनन एन्थैल्पी $(IE_1)$ सामान्यतः आवर्त में प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण बढ़ती है और समूह में नीचे जाने पर परमाणु आकार और परिरक्षण प्रभाव में वृद्धि के कारण घटती है।
$1$. समान आवर्त के तत्वों की तुलना: $S$ (समूह $16$,आवर्त $3$) और $Ar$ (समूह $18$,आवर्त $3$)। $Ar$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास स्थिर अक्रिय गैस जैसा होता है,इसलिए दिए गए तत्वों में इसकी $IE_1$ सबसे अधिक है।
$2$. समान समूह के तत्वों की तुलना: $Ca$ (समूह $2$,आवर्त $4$) और $Ba$ (समूह $2$,आवर्त $6$)। चूँकि $Ba$,$Ca$ के नीचे स्थित है,इसलिए $Ba$ की $IE_1 < Ca$ होगी।
$3$. $S$ और $Se$ की तुलना: $S$ (आवर्त $3$) और $Se$ (आवर्त $4$)। चूँकि $Se$,$S$ के नीचे स्थित है,इसलिए $Se$ की $IE_1 < S$ होगी।
$4$. प्रवृत्तियों को संयोजित करने पर: $Ba < Ca < Se < S < Ar$।
अतः,सही क्रम $Ba < Ca < Se < S < Ar$ है।

(B) प्रथम आयनन प्रक्रिया इस प्रकार है: $Na \rightarrow Na^{+} + e^{-}$,जहाँ $IE = 5.1 \, eV$ है।
$Na^{+}$ की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी विपरीत प्रक्रिया को दर्शाती है: $Na^{+} + e^{-} \rightarrow Na$।
चूँकि दूसरी अभिक्रिया पहली अभिक्रिया की बिल्कुल विपरीत है,इसलिए ऊर्जा परिवर्तन परिमाण में समान लेकिन चिह्न में विपरीत होगा।
अतः,$Na^{+}$ की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी $\Delta H_{eg} = -IE = -5.1 \, eV$ होगी।

(B) प्रथम आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक विलगित गैसीय परमाणु से सबसे शिथिल रूप से बंधे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक होती है।
$K$ $(Z=19)$ और $Na$ $(Z=11)$ क्षार धातुएं (समूह $1$) हैं,जिनकी आयनन ऊर्जा अपने संबंधित आवर्त में सबसे कम होती है।
$Rb$ $(Z=37)$ भी एक क्षार धातु है जिसकी आयनन ऊर्जा अपने बड़े परमाणु आकार के कारण $K$ से भी कम होती है।
$Sc$ $(Z=21)$ एक $d$-ब्लॉक संक्रमण धातु है।
संक्रमण धातुओं की प्रथम आयनन ऊर्जा सामान्यतः समान या निकटवर्ती आवर्त की क्षार धातुओं की तुलना में अधिक होती है क्योंकि उनकी परमाणु त्रिज्या छोटी होती है और प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होता है,जो संयोजी इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से बांधे रखता है।

(A) आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण प्रथम आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः बढ़ती है।
दिए गए तत्वों में $B$ (बोरॉन,समूह $13$) की आयनन एन्थैल्पी सबसे कम है।
$P$ (फास्फोरस,समूह $15$) और $S$ (सल्फर,समूह $16$) की तुलना करने पर,$P$ की आयनन एन्थैल्पी $S$ से अधिक होती है क्योंकि $P$ में स्थिर अर्ध-पूर्ण $p$-कक्षक $(3s^2 3p^3)$ विन्यास होता है।
$F$ (फ्लोरीन,समूह $17$) का आकार छोटा और प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होने के कारण इसकी आयनन एन्थैल्पी सबसे अधिक होती है।
अतः,सही क्रम $B < S < P < F$ है।

(C) $IE$ एक आवर्त में बढ़ती है और समूह में नीचे जाने पर घटती है।
समूह $15$ के तत्वों में अर्ध-पूरित $p$-उपकोश $(ns^2 np^3)$ होता है,जो समूह $16$ के तत्वों $(ns^2 np^4)$ की तुलना में अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करता है।
दिए गए इलेक्ट्रॉनिक विन्यासों की तुलना करने पर:
विकल्प $A$ $Al$ $(3s^2 3p^1)$ है,विकल्प $B$ $S$ $(3s^2 3p^4)$ है,विकल्प $C$ $P$ $(3s^2 3p^3)$ है,और विकल्प $D$ $Ge$ $(4s^2 4p^2)$ है।
चूंकि $P$ में स्थिर अर्ध-पूरित विन्यास है,इसलिए दिए गए विकल्पों में इसकी $IE$ सबसे अधिक है।

(D) बोहर मॉडल के अनुसार,कक्षा में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा $E_n = -13.6 \times \frac{Z_{eff}^2}{n^2} \, eV$ द्वारा दी जाती है।
$Na$ $(Z=11)$ के लिए,संयोजी इलेक्ट्रॉन $3s$ कक्षक में है,इसलिए $n=3$ है।
आयनन ऊर्जा $(I.E.)$ वह ऊर्जा है जो इलेक्ट्रॉन को $n=3$ से $n=\infty$ तक ले जाने के लिए आवश्यक है,जो $n=3$ अवस्था की ऊर्जा के परिमाण के बराबर है।
$I.E. = 13.6 \times \frac{Z_{eff}^2}{n^2} \, eV$.
दिया गया है $Z_{eff} = 1.84$ और $n = 3$:
$I.E. = 13.6 \times \frac{(1.84)^2}{3^2} = 13.6 \times \frac{3.3856}{9} \approx 5.11 \, eV$.

(C) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: $Mg (Z=12): [Ne] 3s^2$,$Al (Z=13): [Ne] 3s^2 3p^1$.
$1$. प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$: $Mg$ में पूर्ण-भरे $3s$ कक्षक के कारण $IE_1(Mg) > IE_1(Al)$ होता है। अतः कथन $A$ सही है।
$2$. द्वितीय आयनन ऊर्जा $(IE_2)$: $Mg^+$ का विन्यास $[Ne] 3s^1$ है और $Al^+$ का $[Ne] 3s^2$ है। $Al^+$ से इलेक्ट्रॉन निकालना कठिन है,इसलिए $IE_2(Al) > IE_2(Mg)$। अतः कथन $B$ सही है।
$3$. तृतीय आयनन ऊर्जा $(IE_3)$: $Mg^{2+}$ का विन्यास $[Ne]$ है,जो अक्रिय गैस जैसा है,इसलिए $IE_3(Mg) > IE_3(Al)$। अतः कथन $D$ सही है।
$4$. $IE_1(Mg)$ और $IE_3(Al)$ की तुलना: $IE_3(Al) > IE_1(Mg)$ होता है। इसलिए,कथन $C$ गलत है।

(C) द्वितीय आयनन विभव $(IP_2)$ एक यूनिपॉजिटिव आयन से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा को दर्शाता है $(M^+ \rightarrow M^{2+} + e^-)$.
$1$. $Mn$ $(3d^5 4s^2)$ के लिए,$Mn^+$ है $3d^5 4s^1$। $Cr$ $(3d^5 4s^1)$ के लिए,$Cr^+$ है $3d^5$। $Cr^+$ के पास स्थिर अर्ध-पूर्ण $d$-उपकोश होने के कारण,$Cr^+$ से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना $Mn^+$ की तुलना में कठिन है। अतः,$Cr > Mn$।
$2$. $Zn$ $(3d^{10} 4s^2)$ के लिए,$Zn^+$ है $3d^{10} 4s^1$। $Cu$ $(3d^{10} 4s^1)$ के लिए,$Cu^+$ है $3d^{10}$। $Cu^+$ के पास स्थिर पूर्ण-भरे $d$-उपकोश होने के कारण,$Cu$ का $IP_2$,$Zn$ से अधिक है। अतः,$Cu > Zn$।
$3$. $Na$ $([Ne] 3s^1)$ के लिए,$Na^+$ है $[Ne]$ (स्थिर अक्रिय गैस विन्यास)। $Cu$ $([Ar] 3d^{10} 4s^1)$ के लिए,$Cu^+$ है $[Ar] 3d^{10}$। $Na^+$ के स्थिर अक्रिय गैस कोर से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए $Cu^+$ की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अतः,$Na > Cu$।
$4$. $Cr$ $([Ar] 3d^5 4s^1)$ के लिए,$Cr^+$ है $3d^5$। $K$ $([Ar] 4s^1)$ के लिए,$K^+$ है $[Ar]$। $K^+$ के पास स्थिर अक्रिय गैस विन्यास होने के कारण,$K$ का $IP_2$ बहुत अधिक है। अतः,$K > Cr$।
दिए गए विकल्पों को देखते हुए,$Na > Cu$ सही क्रम है।

(B) आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक पृथक गैसीय परमाणु से सबसे ढीले बंधे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक होती है।
$A$. $[Ne] 3s^2 3p^1$ (एल्युमीनियम): $p$-कक्षक में एक इलेक्ट्रॉन है,जिसे हटाना अपेक्षाकृत आसान है।
$B$. $[Ne] 3s^2 3p^3$ (फास्फोरस): इसमें अर्ध-भरे $p$-कक्षक $(p^3)$ हैं,जो अत्यधिक स्थिर होते हैं,जिससे इलेक्ट्रॉन को हटाना कठिन होता है।
$C$. $[Ne] 3s^2 3p^2$ (सिलिकॉन): इसमें आंशिक रूप से भरे $p$-कक्षक हैं,जिन्हें $p^3$ की तुलना में हटाना आसान है।
$D$. $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3$ (आर्सेनिक): इसमें भी अर्ध-भरे $p$-कक्षक $(4p^3)$ हैं,लेकिन चूंकि यह $4^{th}$ कोश में है,इसलिए इलेक्ट्रॉन फास्फोरस के $3p$ इलेक्ट्रॉन की तुलना में नाभिक से अधिक दूर है।
$B$ और $D$ की तुलना करने पर,$3p$ इलेक्ट्रॉन छोटे परमाणु आकार के कारण $4p$ इलेक्ट्रॉन की तुलना में नाभिक की ओर अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं। इसलिए,$[Ne] 3s^2 3p^3$ की आयनन ऊर्जा $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3$ से अधिक है।

(A) आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण आयनन ऊर्जा $(I.E.)$ सामान्यतः बढ़ती है।
$2^{nd}$ आवर्त के तत्वों $(Li, Be, B, C, N, O, F, Ne)$ के लिए,$1^{st}$ $I.E.$ का मान $Ne$ (अक्रिय गैस) के लिए सबसे अधिक होता है।
$2^{nd}$ $I.E.$ एक-धनात्मक आयन $(M^+)$ से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा को दर्शाता है।
$Ne$ के लिए,$1^{st}$ $I.E.$ बहुत अधिक है,और $2^{nd}$ $I.E.$ और भी अधिक है क्योंकि इलेक्ट्रॉन को एक स्थिर अष्टक विन्यास से निकाला जा रहा है।
$1^{st}$ और $2^{nd}$ $I.E.$ के योग की तुलना करने पर,$Ne$ का मान सबसे अधिक होता है क्योंकि इसकी दोनों आयनन ऊर्जाएं उसी आवर्त के अन्य तत्वों की तुलना में काफी अधिक हैं।

(D) परमाणु से किसी कण को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा उस कण की परमाणु में बंधन ऊर्जा पर निर्भर करती है।
$1$. $\alpha$ कण,प्रोटॉन और न्यूट्रॉन नाभिक के भीतर स्थित होते हैं और प्रबल नाभिकीय बलों द्वारा बंधे होते हैं,जिन्हें हटाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
$2$. इलेक्ट्रॉन नाभिक के बाहर स्थित होता है और नाभिक के साथ स्थिर वैद्युत आकर्षण बलों द्वारा बंधा होता है।
$3$. इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा (आयनन ऊर्जा) नाभिक से न्यूक्लियॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में काफी कम होती है।
इसलिए,एक इलेक्ट्रॉन को सबसे कम ऊर्जा परिवर्तन के साथ हटाया जा सकता है।

(C) आवर्त सारणी में समूह में नीचे जाने पर आयनन विभव $(I.P.)$ घटता है।
इसका कारण परमाणु आकार में वृद्धि है,जो नाभिक और संयोजी इलेक्ट्रॉनों के बीच आकर्षण बल को कम कर देता है।
इसके अलावा,परिरक्षण या स्क्रीनिंग प्रभाव बढ़ता है,जो आयनन विभव को और कम कर देता है।
चूंकि पोटेशियम $(K)$ समूह $1$ में सोडियम $(Na)$ के नीचे स्थित है,इसलिए इसका $I.P.$ $5.48 \ eV$ से कम होना चाहिए।
पोटेशियम के $I.P.$ का प्रायोगिक मान लगभग $4.34 \ eV$ है।

(A) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार हैं: $K (Z=19): [Ar] 4s^1$,$Ca (Z=20): [Ar] 4s^2$,$Ba (Z=56): [Xe] 6s^2$.
प्रथम आयनन के बाद,विन्यास इस प्रकार हो जाते हैं: $K^+: [Ar]$,$Ca^+: [Ar] 4s^1$,$Ba^+: [Xe] 6s^1$.
द्वितीय आयनन विभव में इन आयनों से एक इलेक्ट्रॉन निकालना शामिल है।
$K^+$ के लिए,इलेक्ट्रॉन को स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास $([Ar])$ से निकाला जाता है,जिसके लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
$Ca^+$ और $Ba^+$ के लिए,दूसरा इलेक्ट्रॉन $ns^1$ कक्षक से निकाला जाता है।
$Ca^+$ और $Ba^+$ की तुलना करने पर,$Ca$ समूह में $Ba$ से ऊपर है,इसलिए $Ca^+$ का आकार छोटा और प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होता है,जिससे इसका द्वितीय $IP$,$Ba^+$ से अधिक होता है।
अतः,सही क्रम $K > Ca > Ba$ है।

(A) क्षार धातु का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^1$ होता है। पहले इलेक्ट्रॉन को हटाने के बाद (प्रथम आयनन ऊर्जा),यह एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास (अष्टक) प्राप्त कर लेता है। इसलिए,दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है (द्वितीय आयनन ऊर्जा)।
इसके विपरीत,क्षारीय मृदा धातु का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^2$ होता है। पहले इलेक्ट्रॉन को हटाने के बाद,यह $ns^1$ विन्यास प्राप्त कर लेता है। क्षार धातु की तुलना में क्षारीय मृदा धातु से दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाना अपेक्षाकृत आसान होता है क्योंकि इसमें स्थिर उत्कृष्ट गैस कोर को तोड़ने की आवश्यकता नहीं होती है।
अतः,समान आवर्त की क्षार धातु की द्वितीय आयनन ऊर्जा $(X)$,क्षारीय मृदा धातु $(Y)$ की तुलना में काफी अधिक होती है।
इसलिए,सही संबंध $X > Y$ है।

(D) एक अभिक्रिया स्वतःस्फूर्त रूप से आगे बढ़ती है यदि उत्पाद प्रजातियों की आयनन ऊर्जा अभिकारक प्रजातियों की तुलना में कम हो।
विकल्प $(D)$ में,$Kr + He^{+} \to Kr^{+} + He$,$Kr$ की आयनन ऊर्जा $(13.99 \ eV)$ $He$ की आयनन ऊर्जा $(24.58 \ eV)$ से काफी कम है।
चूंकि $He^{+}$ की इलेक्ट्रॉन बंधुता (या आयनन विभव) $Kr$ से अधिक है,इसलिए इलेक्ट्रॉन $Kr$ से $He^{+}$ में स्थानांतरित होगा,जिससे $Kr^{+}$ और $He$ बनेंगे।
अतः,यह अभिक्रिया स्वतःस्फूर्त है।

(B) उच्चतम योग निर्धारित करने के लिए,हम आयनन ऊर्जा $(IE)$ का मूल्यांकन करते हैं:
$1$. $He$ की $IE_1$ बहुत अधिक है $(2372 \ kJ/mol)$।
$2$. $Li$ की $IE_2$ बहुत अधिक है $(7298 \ kJ/mol)$ क्योंकि इसमें एक स्थिर $1s^2$ विन्यास से इलेक्ट्रॉन को हटाना शामिल है।
$3$. $Mg$ की $IE_3$ भी बहुत अधिक है $(7733 \ kJ/mol)$ क्योंकि इसमें एक स्थिर $2p^6$ विन्यास से इलेक्ट्रॉन को हटाना शामिल है।
सेटों की तुलना करने पर:
सेट $A$: $IE_1(He) + IE_2(Li) + IE_2(Ca) = 10815 \ kJ/mol$।
सेट $B$: $IE_1(He) + IE_2(Li) + IE_3(Mg) = 17403 \ kJ/mol$।
सेट $C$: $IE_1(Li) + IE_1(He) + IE_1(K) = 3311 \ kJ/mol$।
सेट $D$: $IE_2(Na) + IE_2(Ba) + IE_2(Sr) = 6591 \ kJ/mol$।
अतः,सेट $B$ का योग सबसे अधिक है।

(A) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार हैं:
$Pd (46): [Kr] \, 4d^{10} 5s^{0}$
$Ag (47): [Kr] \, 4d^{10} 5s^{1}$
$Rb (37): [Kr] \, 5s^{1}$
$Y (39): [Kr] \, 4d^{1} 5s^{2}$
आयनन ऊर्जा इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के स्थायित्व और प्रभावी नाभिकीय आवेश पर निर्भर करती है।
$Pd$ में पूर्णतः भरा हुआ $4d^{10}$ उपकोश है और $5s$ कक्षक में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं है,जो इसे अत्यधिक स्थिर बनाता है।
$Pd$ के स्थिर $4d^{10}$ विन्यास से इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए दूसरों की तुलना में सबसे अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जहाँ इलेक्ट्रॉन $5s$ या $4d$ कक्षकों से हटाए जाते हैं जिनमें कम स्थायित्व या कम प्रभावी नाभिकीय आवेश होता है।
इसलिए,$Pd$ की प्रथम आयनन ऊर्जा अधिकतम है।

(B) द्वितीय आयनन ऊर्जा $(IE_2)$ का अर्थ है एक-धनावेशित आयन से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा।
$1$. $Te$ $(5s^2 5p^4)$ और $Sb$ $(5s^2 5p^3)$ के लिए: $Te$ की $IE_2$,$Sb$ से अधिक है।
$2$. $In$ $(5s^2 5p^1)$ और $Sr$ $(5s^2)$ के लिए: $Sr^+$ का विन्यास अधिक स्थिर $(s^1)$ होता है,इसलिए $Sr > In$ होता है। अतः,$In > Sr$ गलत तुलना है।

(D) अणु की प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$ आमतौर पर उसके घटक परमाणु की तुलना में अधिक होती है क्योंकि सहसंयोजक बंध के निर्माण के कारण अणु में इलेक्ट्रॉन अधिक मजबूती से बंधे होते हैं।
$F_2$,$O_2$ और $N_2$ के लिए,बंध वियोजन ऊर्जा और आणविक कक्षकों की स्थिरता के कारण,अलग-अलग परमाणुओं ($F$,$O$ और $N$) की तुलना में इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसलिए,दिए गए सभी युग्मों के लिए,अणु का $IE_1$ मान उसके संबंधित परमाणु से अधिक है।

(A) Triad-$I$ $[N^{3-}, O^{2-}, Na^{+}]$ के लिए: ये $10$ इलेक्ट्रॉनों वाली आइसोइलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज हैं। जैसे-जैसे परमाणु क्रमांक $(Z)$ बढ़ता है,$IP$ बढ़ता है। $Z$ के मान $N=7, O=8, Na=11$ हैं। अतः,$IP$ का क्रम $N^{3-} < O^{2-} < Na^{+}$ है। सबसे कम $IP$ वाली स्पीशीज $N^{3-}$ है।
Triad-$II$ $[N^{+}, C^{+}, O^{+}]$ के लिए: ये एक ही आवर्त के तत्वों के आयन हैं। आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर $IP$ सामान्यतः बढ़ता है। $Z$ का क्रम $C(6) < N(7) < O(8)$ है। अतः,$IP$ का क्रम $C^{+} < N^{+} < O^{+}$ है। सबसे अधिक $IP$ वाली स्पीशीज $O^{+}$ है।

(C) नाइट्रोजन $(N)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^3$ है,जो एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $p$-कक्षक विन्यास है।
ऑक्सीजन $(O)$ का विन्यास $1s^2 2s^2 2p^4$ है।
यद्यपि ऑक्सीजन का प्रभावी नाभिकीय आवेश नाइट्रोजन से अधिक है,लेकिन ऑक्सीजन के $2p^4$ विन्यास में समान $p$-कक्षक में दो इलेक्ट्रॉनों के बीच अधिक अंतर-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण होता है।
यह प्रतिकर्षण नाइट्रोजन के स्थिर अर्ध-पूर्ण विन्यास की तुलना में ऑक्सीजन से इलेक्ट्रॉन निकालना आसान बनाता है,जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन की प्रथम आयनन ऊर्जा कम होती है।

(A) नाइट्रोजन $(N)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^3$ है,जिसमें अर्ध-पूरित $p$-कक्षक होता है।
यह अर्ध-पूरित $p$-कक्षक विन्यास अत्यधिक स्थिर होता है।
इसलिए,ऑक्सीजन के $2p^4$ विन्यास की तुलना में नाइट्रोजन के स्थिर अर्ध-पूरित $p$-कक्षक से एक इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

(D) $Be$ और $B$ के प्रथम आयनन विभव $(eV)$ क्रमशः $9.32 \ eV$ और $8.29 \ eV$ हैं।
सामान्यतः,आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर आयनन विभव बढ़ता है।
हालांकि,$Be$ $(Z=4)$ और $B$ $(Z=5)$ के मामले में,$Be$ का आयनन विभव $B$ से अधिक होता है क्योंकि $Be$ में पूर्णतः भरी हुई $2s$ कक्षक $(1s^2 2s^2)$ होती है,जो बोरॉन के $2p^1$ इलेक्ट्रॉन की तुलना में अधिक स्थिर होती है।
अतः,विकल्प $D$ सही है.

(C) क्रमिक आयनन ऊर्जाएँ $IE_1 = 191 \ kcal$,$IE_2 = 578 \ kcal$,$IE_3 = 872 \ kcal$,और $IE_4 = 5962 \ kcal$ हैं।
तीसरी और चौथी आयनन ऊर्जा के बीच एक बड़ा अंतर देखा जा सकता है $(IE_4 - IE_3 = 5962 - 872 = 5090 \ kcal)$।
यह इंगित करता है कि पहले तीन इलेक्ट्रॉन संयोजी कोश से हटाए जाते हैं,जबकि चौथा इलेक्ट्रॉन एक स्थिर आंतरिक कोश से हटाया जाता है।
इसलिए,तत्व में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।

(A) जैसे-जैसे हम आवर्त में आगे बढ़ते हैं,नाभिकीय आवेश बढ़ता है और परमाणु आकार घटता है,इसलिए आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः बढ़ती है।
$Al$ $(3s^{2} 3p^{1})$ के लिए,इलेक्ट्रॉन को आंशिक रूप से भरे हुए $3p$ कक्षक से निकाला जाता है।
$Mg$ $(3s^{2})$ के लिए,इलेक्ट्रॉन को एक स्थिर,पूर्ण रूप से भरे हुए $3s$ कक्षक से निकाला जाता है।
स्थिर,पूर्ण रूप से भरे हुए कक्षक से इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आंशिक रूप से भरे हुए कक्षक की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
अतः,$Mg$ की आयनन एन्थैल्पी $Al$ से अधिक होती है।
इसलिए,प्रथम आयनन एन्थैल्पी का सही क्रम है: $Na < Mg > Al < Si$।

(C) तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$C (Z=6): 1s^2 2s^2 2p^2$
$N (Z=7): 1s^2 2s^2 2p^3$
$O (Z=8): 1s^2 2s^2 2p^4$
$F (Z=9): 1s^2 2s^2 2p^5$
द्वितीय आयनन ऊर्जा के लिए,हम एक इलेक्ट्रॉन हटाकर $M^+$ आयन बनाते हैं:
$C^+: 1s^2 2s^2 2p^1$
$N^+: 1s^2 2s^2 2p^2$
$O^+: 1s^2 2s^2 2p^3$ (अर्ध-पूर्ण $p$-कक्षक,अत्यधिक स्थिर)
$F^+: 1s^2 2s^2 2p^4$
$O^+$ के स्थिर अर्ध-पूर्ण $2p^3$ विन्यास के कारण,इसकी द्वितीय आयनन ऊर्जा सबसे अधिक है।
शेष की तुलना करने पर,$F^+$ का प्रभावी नाभिकीय आवेश $N^+$ से अधिक है,और $N^+$ का $C^+$ से अधिक है।
अतः,सही क्रम $O > F > N > C$ है।

(B) सामान्य प्रवृत्ति यह है कि प्रभावी नाभिकीय आवेश $(Z_{eff})$ में वृद्धि के कारण एक आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर आयनन ऊर्जा बढ़ती है।
हालाँकि,स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण कुछ अपवाद होते हैं।
$Mg$ $([Ne] 3s^2)$ और $Al$ $([Ne] 3s^2 3p^1)$ युग्म के लिए,$Mg$ की आयनन ऊर्जा $Al$ से अधिक होती है क्योंकि $Mg$ में पूर्णतः भरा हुआ $s$-कक्षक होता है,जो अधिक स्थिर होता है।
इसलिए,$Mg, Al$ युग्म के लिए यह कथन सही नहीं है।

(C) $2^{nd}$ आयनन विभव उस ऊर्जा के अनुरूप है जो एक यूनिपॉजिटिव आयन $(M^+)$ से एक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक है।
यूनिपॉजिटिव आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$C^+ (1s^2 2s^2 2p^1)$
$N^+ (1s^2 2s^2 2p^2)$
$O^+ (1s^2 2s^2 2p^3)$
$F^+ (1s^2 2s^2 2p^4)$
$O^+$ में एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $2p^3$ विन्यास होता है,जिससे दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाना बहुत कठिन हो जाता है,जिसके परिणामस्वरूप इसका $2^{nd}$ आयनन विभव सबसे अधिक होता है।
अन्य की तुलना में,$F^+$ का प्रभावी परमाणु आवेश $N^+$ से अधिक है,और $N^+$ का $C^+$ से अधिक है।
अतः,सही क्रम $O > F > N > C$ है।

(B) तत्वों के संयोजी कोश का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$B: 2s^2 2p^1$
$C: 2s^2 2p^2$
$N: 2s^2 2p^3$
$O: 2s^2 2p^4$
आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर आयनन विभव सामान्यतः बढ़ता है।
हालाँकि,$N$ में अर्ध-पूरित $p$-कक्षक $(2p^3)$ विन्यास होता है,जो अधिक स्थायी है,इसलिए $O$ $(2p^4)$ की तुलना में इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
अतः,प्रथम आयनन विभव का क्रम $B < C < O < N$ है।
इसलिए,$N$ का प्रथम आयनन विभव अधिकतम है।

(B) प्रथम आयनन के बाद बनने वाली स्पीशीज का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
$Li^+: 1s^2$ (स्थिर अक्रिय गैस विन्यास)
$Be^+: 1s^2 2s^1$
$B^+: 1s^2 2s^2$ (स्थिर पूर्णतः भरी हुई $2s$ उपकोश)
द्वितीय इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए:
$Li^+$ के लिए,हमें स्थिर $1s^2$ कोश से इलेक्ट्रॉन हटाना होगा,जिसके लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
$B^+$ के लिए,हमें स्थिर $2s^2$ उपकोश से इलेक्ट्रॉन हटाना होगा।
$Be^+$ के लिए,हम $2s^1$ कक्षक से इलेक्ट्रॉन हटाते हैं,जो $B^+$ की तुलना में आसान है।
इसलिए,द्वितीय आयनन विभव का क्रम $Li > B > Be$ है।

(D) $Be$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2$ है। पूर्णतः भरे हुए $2s$ कक्षक के कारण,$Be$ की आयनन ऊर्जा बहुत अधिक होती है।
$1$. $Be$ और $B$: $Be$ $(1s^2 2s^2)$ की $IP$,$B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ से अधिक है क्योंकि पूर्णतः भरे हुए $s$-कक्षक से इलेक्ट्रॉन निकालना $p$-कक्षक की तुलना में कठिन है।
$2$. $Be$ और $Mg$: $Be$ दूसरे आवर्त में है और $Mg$ तीसरे आवर्त में है। समूह में नीचे जाने पर $IP$ घटती है,इसलिए $IP$ of $Be > Mg$.
$3$. $Be$ और $Li$: $Be$ $(1s^2 2s^2)$ की $IP$,$Li$ $(1s^2 2s^1)$ से अधिक है क्योंकि इसका प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक है।
$4$. $Be$ और $Al$: $Be$ दूसरे आवर्त में है और $Al$ तीसरे आवर्त में है। $Be$ की $IP$ $Al$ से अधिक है।
$5$. $Be$ और $K$: $K$ चौथे आवर्त की क्षार धातु है जिसकी $IP$ बहुत कम है। अतः,$IP$ of $Be > K$.
इसलिए,$Be$ की $IP$ दिए गए सभी तत्वों $(a, b, c, d, e)$ से अधिक है।

(B) विकल्प $B$ में दी गई व्यवस्था उसके सामने दर्शाए गए गुणधर्म के अनुसार सही नहीं है।
प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$ के बढ़ने का सही क्रम $B < C < O < N$ है।
$N$ की आयनन ऊर्जा $O$ से अधिक होती है। इसका कारण यह है कि $N$ $(2s^2 2p^3)$ में अर्ध-पूरित $p$-कक्षक विन्यास होता है,जो अधिक स्थायी होता है,इसलिए इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए $O$ $(2s^2 2p^4)$ की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

(B) $Mg$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2$ है और $Na$ का $[Ne] 3s^1$ है।
एक इलेक्ट्रॉन निकालने के बाद,$Mg^+$ का विन्यास $[Ne] 3s^1$ हो जाता है और $Na^+$ का $[Ne] 2s^2 2p^6$ (स्थायी अक्रिय गैस विन्यास) हो जाता है।
चूंकि $Na^+$ का विन्यास स्थायी अक्रिय गैस जैसा है,इसलिए इससे दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना अत्यंत कठिन है।
अतः,$Na$ की द्वितीय आयनन ऊर्जा $Mg$ की तुलना में बहुत अधिक है।
इस प्रकार,यह कथन कि $Mg$ की द्वितीय आयनन ऊर्जा $Na$ से अधिक है,गलत है।

(A) $1^{st}$ आयनन विभव $(IP)$ के रुझान इस प्रकार हैं:
$1$. $Al$ $(13)$ और $Ga$ $(31)$ के लिए,$d$-इलेक्ट्रॉनों के दुर्बल परिरक्षण प्रभाव के कारण $Ga$ का $IP$,$Al$ से अधिक होता है,इसलिए $Al < Ga$ सही है।
$2$. $P$ $(15)$ और $S$ $(16)$ के लिए,$P$ का अर्ध-पूर्ण $p$-कक्षक विन्यास $(3s^2 3p^3)$ इसे $S$ $(3s^2 3p^4)$ की तुलना में अधिक स्थिर बनाता है। अतः $P > S$ सही है।
$3$. $Cu$ और $Zn$ के लिए,$Zn$ का पूर्ण भरा हुआ $d^{10}s^2$ विन्यास इसे $Cu$ से अधिक $IP$ देता है। अतः $Cu < Zn$ सही है।
$4$. $Zr$ और $Hf$ के लिए,लैंथेनाइड संकुचन के कारण $Hf$ का $IP$,$Zr$ से अधिक होता है। अतः $Zr < Hf$ सही है।
इस प्रकार,$Al > Ga$ गलत क्रम है।

(C) यह ग्राफ $3^{rd}$ आवर्त के तत्वों के लिए परमाणु क्रमांक के सापेक्ष प्रथम आयनन ऊर्जा $(I.E.)$ में परिवर्तन को दर्शाता है।
क्षार धातुओं की प्रथम आयनन ऊर्जा अपने संबंधित आवर्तों में सबसे कम होती है क्योंकि एक इलेक्ट्रॉन खोने के बाद वे एक स्थिर अक्रिय गैस विन्यास प्राप्त कर लेती हैं।
$3^{rd}$ आवर्त में,क्षार धातु सोडियम ($Na$,परमाणु क्रमांक $11$) है।
ग्राफ को देखने पर,बिंदु $S$ उस तत्व को दर्शाता है जिसकी प्रथम आयनन ऊर्जा सबसे कम है,जो $3^{rd}$ आवर्त की क्षार धातु के अनुरूप है।

(B) $2$रे आवर्त के तत्व सामान्यतः बाएं से दाएं जाने पर आयनन एन्थैल्पी में वृद्धि दर्शाते हैं।
हालाँकि,नाइट्रोजन $(N)$ का प्रथम आयनन एन्थैल्पी मान ऑक्सीजन $(O)$ से अधिक होता है क्योंकि इसका $p$-ऑर्बिटल विन्यास अर्ध-पूरित $(2s^{2} 2p^{3})$ और स्थिर होता है।
दिए गए मानों $(8.3, 11.3, 14.5, 13.6)$ में से,$14.5 \ eV$ का मान नाइट्रोजन के लिए है क्योंकि यह ऑक्सीजन पर गिरावट से पहले प्रवृत्ति में उच्चतम बिंदु है।
अतः,नाइट्रोजन की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $14.5 \ eV$ है।

(B) अंतर $(IP_2 - IP_1)$ पहले की तुलना में दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा से संबंधित है।
$Mg$ $(Z=12)$ के लिए,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2$ है।
$IP_1$ में स्थिर $3s^2$ कक्षक से इलेक्ट्रॉन हटता है,जबकि $IP_2$ में $3s^1$ कक्षक से इलेक्ट्रॉन हटता है।
$Al$ $(Z=13)$ के लिए,विन्यास $[Ne] 3s^2 3p^1$ है।
$IP_1$ में $3p^1$ इलेक्ट्रॉन हटता है और $IP_2$ में $3s^2$ इलेक्ट्रॉन हटता है।
सामान्य तौर पर,$(IP_2 - IP_1)$ का अंतर तब काफी अधिक होता है जब दूसरा इलेक्ट्रॉन अधिक स्थिर या आंतरिक कोश से हटाया जाता है।
$Mg$ के लिए,$(IP_2 - IP_1)$ लगभग $7.39 \ eV$ है,जो $< 11 \ eV$ है।
$Al$ के लिए,$(IP_2 - IP_1)$ लगभग $12.84 \ eV$ है,जो $> 11 \ eV$ है।
अतः,यह शर्त $Mg$ के लिए सही है।

(A) $3^{rd}$ आयनन ऊर्जा में $M^{2+}$ आयन से इलेक्ट्रॉन को निकालना शामिल है। $B, C, N$ और $O$ के लिए $M^{2+}$ आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$B^{2+} (Z=5): 1s^2 2s^1$
$C^{2+} (Z=6): 1s^2 2s^2$
$N^{2+} (Z=7): 1s^2 2s^2 2p^1$
$O^{2+} (Z=8): 1s^2 2s^2 2p^2$
$C^{2+}$ में पूर्णतः भरी हुई $2s^2$ उपकोश होती है,जिससे इसकी आयनन ऊर्जा अधिक होती है। सही क्रम $O > N > C > B$ है।

(D) आयनन एन्थैल्पी नाभिक से इलेक्ट्रॉन की दूरी पर निर्भर करती है।
कम मुख्य क्वांटम संख्या $(n)$ वाले कक्षक नाभिक के करीब होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप नाभिक और इलेक्ट्रॉन के बीच मजबूत स्थिरवैद्युत आकर्षण होता है।
इसलिए,कम $n$ मान वाले कक्षक से इलेक्ट्रॉन को हटाना अधिक ऊर्जा की मांग करता है और यह कठिन है,आसान नहीं।
अतः,विकल्प $D$ में दिया गया कथन गलत है।