Ionisation energy Questions in Hindi

(B) $1$. $Mg$ $(3s^2)$ का प्रथम आयनन विभव $(IE_1)$ $Al$ $(3s^2 3p^1)$ से अधिक है क्योंकि $s$-कक्षक पूर्णतः भरा हुआ है। कथन $A$ सही है।
$2$. $Na^+$ एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास $(1s^2 2s^2 2p^6)$ प्राप्त करता है। $Na^+$ से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए $Mg^+$ $(3s^1)$ की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अतः,$Na$ का द्वितीय आयनन विभव $(IE_2)$ $Mg$ से बहुत अधिक है। कथन $B$ गलत है।
$3$. $Na$ $([Ne] 3s^1)$ का $IE_1$,$Mg$ $([Ne] 3s^2)$ से कम है। कथन $C$ सही है।
$4$. $Mg^{2+}$ का विन्यास स्थिर उत्कृष्ट गैस जैसा होता है। $Mg^{2+}$ से तीसरा इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए $Al^{2+}$ $(3s^1)$ की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। कथन $D$ सही है।

(D) दिए गए तत्वों के लिए प्रथम आयनन एन्थैल्पी के मान हैं: $Si = 786 \ kJ \ mol^{-1}$,$P = 1012 \ kJ \ mol^{-1}$,$S = 999 \ kJ \ mol^{-1}$,और $Cl = 1256 \ kJ \ mol^{-1}$।
आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर,प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ने और परमाणु आकार घटने के कारण आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः बढ़ती है।
हालाँकि,$P$ $(3s^2 3p^3)$ में अर्ध-पूरित $p$-कक्षक विन्यास होता है,जो इसे $S$ $(3s^2 3p^4)$ की तुलना में अधिक स्थिर बनाता है,इसलिए इसकी आयनन एन्थैल्पी $S$ से अधिक होती है।
अतः,सही क्रम $Si < S < P < Cl$ है,और इसके मान $786, 999, 1012, 1256$ हैं।

(D) बोरोन $(Z=5)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^1$ है।
$3$ इलेक्ट्रॉन खोने के बाद,बोरोन हीलियम $(1s^2)$ का स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त कर लेता है।
बोरोन से तीसरा इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए स्थिर $2s^2$ कोश को तोड़ना पड़ता है,जिसके लिए अन्य सूचीबद्ध तत्वों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसलिए,बोरोन की तीसरी आयनन ऊर्जा अधिकतम होती है।

(D) दिया गया है कि $A^{+}$,$B^{2+}$,और $C^{3+}$ में शून्य इलेक्ट्रॉन हैं,इसलिए ये आयन $H^{+}$,$He^{2+}$,और $Li^{3+}$ हैं।
अतः,उदासीन परमाणु $A = H$ $(1s^1)$,$B = He$ $(1s^2)$,और $C = Li$ $(1s^2 \ 2s^1)$ हैं।
आयनीकरण ऊर्जा की तुलना करने पर:
$A_1 = IE_1(H) = 13.6 \ eV$
$B_1 = IE_1(He) = 24.6 \ eV$
$B_2 = IE_2(He) = 54.4 \ eV$
$C_1 = IE_1(Li) = 5.4 \ eV$
$C_2 = IE_2(Li) = 75.6 \ eV$
$C_3 = IE_3(Li) = 122.4 \ eV$
मानों की तुलना करने पर:
$C_3 (122.4) > C_2 (75.6) > B_2 (54.4) > B_1 (24.6) > A_1 (13.6) > C_1 (5.4)$.
विकल्पों की जाँच करने पर:
$A$. $C_3 > B_2 > A_1$ सही है।
$B$. $B_1 > A_1 > C_1$ सही है।
$C$. $C_3 > C_2 > B_2$ सही है।
$D$. $B_2 > C_3 > A_1$ गलत है।
अतः,गलत क्रम $D$ है।

(A) $Se$ $(Z=34)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^4$ है। दूसरी आयनन ऊर्जा में $Se^+$ से इलेक्ट्रॉन निकालना शामिल है। चूंकि $As$ $(Z=33)$ में स्थिर अर्ध-पूर्ण $4p^3$ विन्यास होता है,इसलिए $As^+$ से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना $Se^+$ की तुलना में कठिन है। अतः,यह कथन गलत है।
$(b)$ $C^{2+}$ में स्थिर $2s^2$ विन्यास होता है,जिससे इसकी आयनन ऊर्जा $N^{2+}$ $(2p^1)$ से अधिक हो जाती है।
$(c)$ $F^{2+}$ में स्थिर $2p^3$ अर्ध-पूर्ण विन्यास होता है,जिससे इसकी तीसरी आयनन ऊर्जा $O^{2+}$ $(2p^2)$ से अधिक हो जाती है।
$(d)$ उत्कृष्ट गैसें (Noble gases),न कि हैलोजन,अपने स्थिर अष्टक विन्यास के कारण अपने संबंधित आवर्त में उच्चतम $I.E.$ रखती हैं।

(C) तत्व $P$ के लिए,$IE_1$ $(495.8)$ और $IE_2$ $(4562)$ के बीच बड़ा अंतर यह दर्शाता है कि इसमें $1$ संयोजी इलेक्ट्रॉन है,जो इसे क्षार धातु के रूप में पहचानता है।
तत्व $Q$ के लिए,$IE_2$ $(1451)$ और $IE_3$ $(7733)$ के बीच बड़ा अंतर यह दर्शाता है कि इसमें $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं,जो इसे क्षारीय मृदा धातु के रूप में पहचानता है।
तत्व $R$ के लिए,$IE_1, IE_2$ और $IE_3$ के बीच का अंतर अपेक्षाकृत कम है,जो बताता है कि इसमें $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं (जैसे,एल्युमिनियम),जो इसे $p-block$ तत्व बनाता है।
अतः,'$R$: $s-block$ तत्व' कथन गलत है।

(A) पारे $(Hg)$ की आयनन ऊर्जा बहुत अधिक होती है,जो धात्विक बंध के लिए इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी को रोकती है।
परिणामस्वरूप,पारे के परमाणुओं के बीच धात्विक बंध बहुत कमजोर होते हैं।
इन कमजोर धात्विक बंधों के कारण,पारा $0 \, ^{\circ}C$ पर द्रव अवस्था में रहता है।

(A) 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।
नाइट्रोजन में अर्ध-पूर्ण $2p$ उपकोश की अतिरिक्त स्थिरता के कारण,ऑक्सीजन की तुलना में इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसलिए,नाइट्रोजन का प्रथम आयनन विभव $(14.6 \ eV)$ ऑक्सीजन $(13.6 \ eV)$ से अधिक होता है।

(D) आवर्त सारणी में आवर्त में आयनन ऊर्जा बढ़ती है और समूह में नीचे जाने पर घटती है।
उत्कृष्ट गैसों (Noble gases) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(ns^2 np^6)$ स्थिर होने के कारण उनकी आयनन ऊर्जा अपने संबंधित आवर्त में सबसे अधिक होती है।
इसलिए,$He, Ne, Ar, Kr$ जैसे तत्व आवर्त सारणी में आयनन ऊर्जा के शिखर का प्रतिनिधित्व करते हैं।

(C) उत्कृष्ट गैसों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(ns^2 np^6)$ स्थिर होता है,जिससे उनके संयोजी कोश से इलेक्ट्रॉन निकालना बहुत कठिन होता है। इसलिए,उनकी आयनन ऊर्जा का मान बहुत उच्च होता है।

(C) $1$. $Pb$ $(I.E.)$ > $Sn$ $(I.E.)$: अक्रिय युग्म प्रभाव और $4f$ तथा $5d$ इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण के कारण,$Pb$ का प्रभावी नाभिकीय आवेश $Sn$ से अधिक होता है,जिससे इसकी $I.E.$ अधिक होती है। यह सही है।
$2$. $Na^{+}$ $(I.E.)$ > $Mg^{+}$ $(I.E.)$: $Na^{+}$ में स्थिर अक्रिय गैस विन्यास $(1s^2 2s^2 2p^6)$ होता है,जबकि $Mg^{+}$ में $3s^1$ विन्यास होता है। स्थिर अष्टक से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह सही है।
$3$. $Li^{+}$ $(I.E.)$ < $O^{+}$ $(I.E.)$: $Li^{+}$ $(1s^2)$ एक स्थिर अक्रिय गैस विन्यास है,जबकि $O^{+}$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ में अर्ध-पूर्ण $p$-कक्षक है। हालाँकि,$Li^{+}$ की $I.E.$ बहुत अधिक होती है क्योंकि इलेक्ट्रॉन $1s$ कक्षक से निकाला जाता है। अतः $Li^{+}$ $(I.E.)$ > $O^{+}$ $(I.E.)$ होता है। यह गलत है।
$4$. $Be^{+}$ $(I.E.)$ < $C^{+}$ $(I.E.)$: $Be^{+}$ $(1s^2 2s^1)$ की $I.E.$,$C^{+}$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ से कम होती है क्योंकि $C^{+}$ का प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होता है। यह सही है।

(C) $M_{(g)}$ का $M_{(g)}^{+}$ में रूपांतरण के लिए अवशोषित ऊर्जा प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$ है।
$Li, Be, B, C, N$ (आवर्त $2$) तत्वों के लिए,प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर $IE_1$ सामान्यतः बढ़ती है।
हालाँकि,स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण अपवाद होते हैं:
$Li (1s^2 2s^1) = a$
$Be (1s^2 2s^2) = b$ (पूर्णतः भरी हुई $s$-कक्षक,$B$ से अधिक)
$B (1s^2 2s^2 2p^1) = c$
$C (1s^2 2s^2 2p^2) = d$
$N (1s^2 2s^2 2p^3) = e$ (अर्ध-पूर्ण $p$-कक्षक,$O$ से अधिक)
सही क्रम $Li < B < Be < C < N$ है,जो $a < c < b < d < e$ के अनुरूप है।

(B) आयनन विभव $(I.P.)$ आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ता है और समूह में ऊपर से नीचे जाने पर घटता है।
दिए गए तत्वों में,$He$ (हीलियम) आवर्त सारणी में सबसे ऊपर स्थित एक उत्कृष्ट गैस है।
इसका परमाणु आकार सबसे छोटा होता है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(1s^2)$ स्थिर होता है,जिससे इलेक्ट्रॉन को निकालना अत्यंत कठिन होता है।
इसलिए,आवर्त सारणी के सभी तत्वों में $He$ का $I.P.$ मान सबसे अधिक होता है।

(C) प्रत्येक विकल्प का विश्लेषण करते हैं:
$A$. $N > O$: नाइट्रोजन में अर्ध-भरित $p$-कक्षक होता है,जिससे इसका $I.P.$ ऑक्सीजन से अधिक होता है। यह सही है।
$B$. $Zr < Hf$: लैंथेनाइड संकुचन के कारण,$Hf$ का $I.P.$ $Zr$ से अधिक होता है। यह सही है।
$C$. $Na > K$: समूह में नीचे जाने पर $I.P.$ घटता है। $Na > K$ सही है,लेकिन इसका मुख्य कारण आकार में वृद्धि है,न कि केवल $Z_{eff}$। यह गलत मिलान है।
$D$. $Al < Ga$: $d$-इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण प्रभाव के कारण $Ga$ का $I.P.$ $Al$ से अधिक होता है। यह सही है।
अतः,विकल्प $C$ गलत मिलान है।

(A) नाइट्रोजन ($N$,$Z=7$) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^3$ है।
स्थायी अर्ध-पूर्ण $2p$ उपकोश के कारण,इसकी आयनन एन्थैल्पी अधिक होती है।
ऑक्सीजन ($O$,$Z=8$) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^4$ है।
ऑक्सीजन के $2p^4$ विन्यास की तुलना में नाइट्रोजन के अधिक स्थायी $2p^3$ विन्यास से इलेक्ट्रॉन निकालने के कारण,नाइट्रोजन की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $(14.6 \ eV)$ ऑक्सीजन $(13.6 \ eV)$ से अधिक होती है।

(B) प्रथम आयनन एन्थैल्पी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के स्थायित्व और प्रभावी नाभिकीय आवेश पर निर्भर करती है।
$ns^2 np^6$ एक उत्कृष्ट गैस विन्यास को दर्शाता है,जो अत्यधिक स्थिर है और इसकी आयनन एन्थैल्पी सबसे अधिक होती है।
$ns^2 np^3$ एक अर्ध-पूरित p-कक्षक को दर्शाता है,जो अतिरिक्त स्थिर होता है।
$ns^2 np^4$ और $ns^2 np^5$ की तुलना करने पर,$ns^2 np^4$ विन्यास में प्रभावी नाभिकीय आवेश कम होता है और यह अर्ध-पूरित या पूर्ण-पूरित अवस्थाओं की तुलना में कम स्थिर होता है,जिससे इसमें से इलेक्ट्रॉन निकालना आसान हो जाता है।

(A) पहली आयनन एन्थैल्पी $(IE_1)$ एक उदासीन परमाणु से पहले इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा है।
पहले इलेक्ट्रॉन को हटाने के बाद,शेष इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं क्योंकि प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है जबकि इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम हो जाती है।
इसके अतिरिक्त,बना हुआ धनायन उदासीन परमाणु से छोटा होता है,जो नाभिक और शेष इलेक्ट्रॉनों के बीच स्थिरवैद्युत आकर्षण बल को बढ़ाता है।
इसलिए,दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जिससे दूसरी आयनन एन्थैल्पी $(IE_2)$ हमेशा पहली $(IE_1)$ से अधिक होती है।

(B) प्रथम आयनन एन्थैल्पी वह ऊर्जा है जो एक विलगित गैसीय परमाणु से सबसे ढीले बंधे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक होती है।
उत्कृष्ट गैसें,जैसे $He$,का संयोजी कोश पूर्णतः भरा होता है ($He$ के लिए $1s^2$),जो उन्हें अत्यधिक स्थिर बनाता है।
इस स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और उच्च प्रभावी नाभिकीय आवेश के कारण,$He$ से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए अन्य सूचीबद्ध तत्वों ($Be$,$Li$,$Fe$) की तुलना में सबसे अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

(D) प्रथम आयनन एन्थैल्पी $(IE_1)$ सामान्यतः आवर्त में बढ़ती है,लेकिन स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (पूर्णतः भरी हुई या अर्ध-पूर्ण भरी हुई कक्षक) के कारण अपवाद होते हैं।
$(i) \ Li < B < Be < C$: सही क्रम $Li < B < Be < C$ है। $Be$ $(1s^2 2s^2)$ की $IE_1$,$B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ से अधिक है क्योंकि $2s$ कक्षक पूर्णतः भरी हुई है। अतः,यह कथन सही है।
$(ii) \ O < N < F$: सही क्रम $O < N < F$ है। $N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ की $IE_1$,$O$ $(1s^2 2s^2 2p^4)$ से अधिक है क्योंकि $2p$ उपकोश अर्ध-पूर्ण भरी हुई है। अतः,यह कथन सही है।
$(iii) \ Be < N < Ne$: $Be$ $(IE_1 \approx 899 \ kJ/mol)$,$N$ $(IE_1 \approx 1402 \ kJ/mol)$,और $Ne$ $(IE_1 \approx 2080 \ kJ/mol)$। $Be < N < Ne$ क्रम सही है।
अतः,तीनों कथन सही हैं।

(B) $N$ $(Z=7)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^3$ है।
इसमें एक स्थिर अर्ध-पूर्ण भरी हुई $p$-कक्षक विन्यास है।
$O$ $(Z=8)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^4$ है।
$N$ के स्थिर अर्ध-पूर्ण भरे हुए $2p^3$ कक्षक से एक इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए $O$ के $2p^4$ कक्षक से इलेक्ट्रॉन निकालने की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसलिए,$O$ की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $N$ से कम है।

(C) प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः बढ़ती है।
हालाँकि,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास का स्थायित्व एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
विकल्प $A$ $([Ne]\, 3s^2\, 3p^3)$ अर्ध-पूर्ण $p$-कक्षक को दर्शाता है,जो अत्यधिक स्थिर है।
विकल्प $D$ $([Ne]\, 3s^2)$ पूर्ण-भरे $s$-कक्षक को दर्शाता है।
समान आवर्त ($3$रा आवर्त) के तत्वों की तुलना करने पर: $3s^2$ (मैग्नीशियम),$3s^2\, 3p^3$ (फास्फोरस),$3s^2\, 3p^4$ (सल्फर),और $3s^2\, 3p^5$ (क्लोरीन)।
क्लोरीन $(3s^2\, 3p^5)$ का प्रभावी नाभिकीय आवेश सबसे अधिक है,जिससे इलेक्ट्रॉन निकालना सबसे कठिन होता है।
अतः,$[Ne]\, 3s^2\, 3p^5$ की आयनन एन्थैल्पी सबसे अधिक है।

(B) क्रमिक आयनन ऊर्जा के मान इस प्रकार हैं: $\Delta _iH_1 = 7.5 \ eV$,$\Delta _iH_2 = 25.6 \ eV$,$\Delta _iH_3 = 48.6 \ eV$,और $\Delta _iH_4 = 170.6 \ eV$।
आयनन ऊर्जा में बड़ा उछाल एक स्थिर कोश से इलेक्ट्रॉन के निष्कासन को दर्शाता है।
यहाँ $\Delta _iH_3$ $(48.6 \ eV)$ से $\Delta _iH_4$ $(170.6 \ eV)$ के बीच का अंतर बहुत अधिक है,जो यह बताता है कि परमाणु में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$1s^2 \ 2s^2 \ 2p^6 \ 3s^2 \ 3p^1$ (एल्युमीनियम,$Z=13$) में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।
अतः,सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 \ 2s^2 \ 2p^6 \ 3s^2 \ 3p^1$ है।

(B) $Mg \to Mg^{2+} + 2e^-$ प्रक्रिया के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन प्रथम और द्वितीय आयनन एन्थैल्पी का योग है।
दिया गया है:
$\Delta_iH_1 = 178 \, kcal \, mol^{-1}$
$\Delta_iH_2 = 348 \, kcal \, mol^{-1}$
कुल एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta H = \Delta_iH_1 + \Delta_iH_2$
$\Delta H = 178 + 348 = 526 \, kcal \, mol^{-1}$
चूंकि आयनन एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है,इसलिए मान धनात्मक होगा।

(C) आयनन एन्थैल्पी $(IE)$ वह ऊर्जा है जो गैसीय परमाणु या आयन से एक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक होती है।
$(i)$ धनावेशित आयन $(Be^{+})$ से इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए उदासीन परमाणु $(Be)$ की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है क्योंकि आयन में प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होता है। अतः,$IE(Be^{+}) > IE(Be)$ सही है।
$(ii)$ उपरोक्त तर्क के आधार पर $Be > Be^{+}$ गलत है।
$(iii)$ आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर,$IE$ सामान्यतः बढ़ती है। चूंकि $C$,$Be$ के दाईं ओर है,इसलिए $IE(C) > IE(Be)$ सही है।
$(iv)$ $B$ की $IE$,$Be$ से कम होती है क्योंकि $Be$ का $2s^{2}$ विन्यास पूर्णतः भरा हुआ और स्थिर होता है। अतः,$IE(B) < IE(Be)$ सही है,जिससे $B > Be$ गलत हो जाता है।
इसलिए,सही कथन $(i)$ और $(iii)$ हैं।

(D) जब किसी इलेक्ट्रॉन को एक स्थिर,उत्कृष्ट गैस (noble gas) जैसे विन्यास या पूरी तरह से भरे हुए कोश से निकाला जाता है,तो आयनन ऊर्जा काफी बढ़ जाती है।
विकल्प $D$ के लिए,विन्यास $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2$ (मैग्नीशियम,$Z=12$) है।
पहली आयनन ऊर्जा एक $3s$ इलेक्ट्रॉन को हटाती है।
दूसरी आयनन ऊर्जा दूसरे $3s$ इलेक्ट्रॉन को हटाती है।
दो इलेक्ट्रॉन निकालने के बाद,विन्यास $1s^2\, 2s^2\, 2p^6$ हो जाता है,जो कि नियॉन का स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास है।
इसलिए,तीसरे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जिससे दूसरी और तीसरी आयनन ऊर्जा के बीच बड़ा अंतर होता है।

(B) आयनन ऊर्जा के मान इस प्रकार दिए गए हैं: $IP_1 = 7.1 \ eV$,$IP_2 = 14.3 \ eV$,$IP_3 = 34.5 \ eV$,$IP_4 = 46.8 \ eV$,और $IP_5 = 162.2 \ eV$।
तत्व की पहचान करने के लिए,हम क्रमिक आयनन ऊर्जा मानों में सबसे बड़ा उछाल (jump) देखते हैं।
$IP_4$ $(46.8 \ eV)$ से $IP_5$ $(162.2 \ eV)$ तक का उछाल बहुत बड़ा है,जो यह दर्शाता है कि $5^{th}$ इलेक्ट्रॉन को एक स्थिर,अक्रिय गैस जैसी आंतरिक कोश विन्यास से निकाला जा रहा है।
इसका अर्थ है कि तत्व में $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$Si$ (सिलिकॉन) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2 3p^2$ है,जिसमें $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
अतः,वह तत्व $Si$ है।

(B) आयनन विभव $(IP)$ सामान्यतः आवर्त सारणी में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ता है और समूह में ऊपर से नीचे जाने पर घटता है।
तत्वों $B$ (बोरॉन,समूह $13$,आवर्त $2$),$Li$ (लिथियम,समूह $1$,आवर्त $2$),और $K$ (पोटेशियम,समूह $1$,आवर्त $4$) की तुलना करने पर:
$1$. $B$ आवर्त $2$ और समूह $13$ में है,इसलिए इसका $IP$,$Li$ (समूह $1$,आवर्त $2$) से अधिक है।
$2$. $Li$ आवर्त $2$ में है और $K$ आवर्त $4$ में है (दोनों समूह $1$ में हैं),इसलिए $Li$ का $IP$,$K$ से अधिक है।
अतः,सही क्रम $B > Li > K$ है।

(C) क्षार धातुओं का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^1$ होता है।
इनकी प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$ कम होती है क्योंकि एकल संयोजी इलेक्ट्रॉन को हटाने से एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त होता है।
हालाँकि,दूसरी आयनन ऊर्जा $(IE_2)$ काफी अधिक होती है क्योंकि इसमें एक स्थिर,पूर्ण रूप से भरी हुई आंतरिक कक्षा (उत्कृष्ट गैस कोर) से इलेक्ट्रॉन को हटाना शामिल होता है।
विकल्पों की तुलना करने पर:
$X: IE_2/IE_1 = 1.1$
$Y: IE_2/IE_1 = 1.26$
$Z: IE_2/IE_1 = 2.56$
$M: IE_2/IE_1 = 1.25$
विकल्प $Z$ में $IE_1$ और $IE_2$ के बीच एक बड़ा उछाल दिखाई देता है,जो क्षार धातु की विशेषता है।

(C) क्रमिक आयनन एन्थैल्पी के मान इस प्रकार दिए गए हैं: $\Delta_i H_1 = 899 \ kJ/mol$,$\Delta_i H_2 = 1757 \ kJ/mol$,$\Delta_i H_3 = 14847 \ kJ/mol$ और $\Delta_i H_4 = 17948 \ kJ/mol$
हम दूसरी और तीसरी आयनन एन्थैल्पी ($\Delta_i H_2$ से $\Delta_i H_3$) के बीच ऊर्जा में बहुत बड़ा उछाल देखते हैं।
यह इंगित करता है कि तत्व के सबसे बाहरी कोश में $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं,क्योंकि तीसरा इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए एक स्थिर अक्रिय गैस विन्यास को तोड़ना पड़ता है।
$2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन वाले तत्व समूह $2$ में आते हैं,जो क्षारीय मृदा धातु समूह है।

(A) आवर्त सारणी में समूह में नीचे जाने पर परमाणु क्रमांक बढ़ता है।
$1$. नई कक्षाओं के जुड़ने के कारण परमाणु त्रिज्या बढ़ती है।
$2$. आयनन ऊर्जा घटती है क्योंकि संयोजी इलेक्ट्रॉन नाभिक से दूर होते हैं और अधिक परिरक्षण प्रभाव महसूस करते हैं।
$3$. विद्युतऋणात्मकता घटती है क्योंकि नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के बीच आकर्षण कम हो जाता है।
$4$. सामान्यतः इलेक्ट्रॉन बंधुता घटती है क्योंकि परमाणु का आकार बढ़ने से इलेक्ट्रॉन जोड़ना कठिन हो जाता है।
अतः,'आयनन ऊर्जा बढ़ती है' कथन गलत है।

(D) $Mg$ $(Z=12)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2$ है,जो एक स्थिर और पूर्णतः भरा हुआ कक्षक विन्यास है।
$Al$ $(Z=13)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2 3p^1$ है।
$Mg$ से एक इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए स्थिर $3s$ उपकोश को तोड़ना पड़ता है,जिसके लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
$Al$ में,इलेक्ट्रॉन $3p$ कक्षक से निकाला जाता है,जो $3s$ इलेक्ट्रॉनों द्वारा परिरक्षित (shielded) होता है और पूर्णतः भरे हुए $3s$ उपकोश की तुलना में कम स्थिर होता है।
इसलिए,$Mg$ के स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण $Al$ की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $Mg$ से कम होती है।

(D) $Na$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^1$ है और $Mg$ का $[Ne] 3s^2$ है।
प्रथम आयनन एन्थैल्पी $(I)$ के लिए,$Mg$ में पूर्ण भरा हुआ $s$-कक्षक होता है,इसलिए $I(Mg) > I(Na)$।
द्वितीय आयनन एन्थैल्पी $(II)$ के लिए,$Na^+$ का विन्यास $[Ne]$ (स्थायी अक्रिय गैस विन्यास) होता है,जिससे दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना बहुत कठिन होता है।
इसके विपरीत,$Mg^+$ का विन्यास $[Ne] 3s^1$ होता है,जिससे दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना अपेक्षाकृत आसान होता है।
इसलिए,$II(Na) > II(Mg)$।

(B) तत्व $X (Z=19)$,$Y (Z=37)$ और $Z (Z=55)$ आवर्त सारणी के समूह $1$ (क्षार धातुएं) के तत्व हैं।
समूह में ऊपर से नीचे जाने पर,परमाणु आकार बढ़ता है और आयनन विभव $(IE)$ घटता है।
अतः,आयनन विभव का क्रम $X > Y > Z$ होगा।
इस प्रकार,$Y$ का आयनन विभव $X$ और $Z$ के बीच में है।

(A) आयनन ऊर्जा $(IE)$ का मिलान करने के लिए,हम संयोजी इलेक्ट्रॉनों और सभी संयोजी इलेक्ट्रॉनों को हटाने के बाद ऊर्जा में आने वाले उछाल को देखते हैं:
$1$. $H$ $(1s^1)$: केवल $1$ इलेक्ट्रॉन,इसलिए $IE_1 = 1312 \ kJ \ mol^{-1}$ ($A$ से मेल खाता है)।
$2$. $Li$ $(1s^2 2s^1)$: $1$ संयोजी इलेक्ट्रॉन,$IE_1$ के बाद बड़ा उछाल। $IE_1=520, IE_2=7300$ ($B$ से मेल खाता है)।
$3$. $Be$ $(1s^2 2s^2)$: $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन,$IE_2$ के बाद बड़ा उछाल। $IE_1=899, IE_2=1757, IE_3=14848$ ($C$ से मेल खाता है)।
$4$. $B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$: $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन,$IE_3$ के बाद बड़ा उछाल। $IE_1=801, IE_2=2427, IE_3=3660$ ($D$ से मेल खाता है)।
अतः,सही मिलान $A-1, B-2, C-3, D-4$ है।

(D) दूसरी आयनन विभव $(IE_2)$ का अर्थ है एक धनायन से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा $(M^+ \rightarrow M^{2+} + e^-)$.
तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
$C (Z=6): 1s^2 2s^2 2p^2 \rightarrow C^+: 1s^2 2s^2 2p^1$
$N (Z=7): 1s^2 2s^2 2p^3 \rightarrow N^+: 1s^2 2s^2 2p^2$
$O (Z=8): 1s^2 2s^2 2p^4 \rightarrow O^+: 1s^2 2s^2 2p^3$
$F (Z=9): 1s^2 2s^2 2p^5 \rightarrow F^+: 1s^2 2s^2 2p^4$
आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ने के कारण आयनन विभव बढ़ता है।
दिए गए विकल्पों में $F$ का प्रभावी नाभिकीय आवेश सबसे अधिक है,इसलिए इसकी दूसरी आयनन विभव सबसे अधिक होगी।

(A) एक समूह में,परमाणु आकार में वृद्धि और परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) के कारण आयनन विभव $(I.P.)$ आमतौर पर ऊपर से नीचे जाने पर घटता है।
हालाँकि,ग्राफ एक अनियमित प्रवृत्ति $(A > B < C > D < E)$ दिखाता है।
$I.P.$ मानों का यह विशिष्ट ज़िग-ज़ैग पैटर्न समूह $13$ के तत्वों (जैसे,$B, Al, Ga, In, Tl$) की विशेषता है।
समूह $13$ में,$d$-इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण के कारण $I.P.$ $B$ से $Al$ तक घटता है,फिर $Al$ से $Ga$ तक बढ़ता है,$Ga$ से $In$ तक घटता है और $f$-इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण के कारण $In$ से $Tl$ तक बढ़ता है।
इसलिए,यह समूह $13$ है।

(C) समूह में नीचे जाने पर परमाणु आकार बढ़ने के कारण आयनन विभव $(IP)$ घटता है।
उत्कृष्ट गैसों के लिए $IP$ मान हैं: $He (2372 \ kJ/mol)$,$Ne (2080 \ kJ/mol)$,$Ar (1520 \ kJ/mol)$,$Kr (1351 \ kJ/mol)$,$Xe (1170 \ kJ/mol)$।
अनुपात की गणना:
$A) He/Ne = 2372/2080 \approx 1.14$
$B) Ne/Ar = 2080/1520 \approx 1.37$
$C) He/Xe = 2372/1170 \approx 2.03$
$D) Kr/Xe = 1351/1170 \approx 1.15$
उच्चतम अनुपात $He : Xe$ युग्म के लिए प्राप्त होता है।

(B) क्रमिक आयनन ऊर्जाएँ $IE_1 = 20 \ eV, IE_2 = 45 \ eV, IE_3 = 150 \ eV, IE_4 = 900 \ eV, IE_5 = 1800 \ eV$ हैं।
$IE_3$ और $IE_4$ के बीच आयनन ऊर्जा में एक बड़ा उछाल $(900 - 150 = 750 \ eV)$ है।
यह इंगित करता है कि चौथा इलेक्ट्रॉन एक स्थिर अक्रिय गैस कोर (noble gas core) से निकाला जा रहा है,जिसका अर्थ है कि तत्व $(A)$ में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।
इसलिए,$(A)$ की स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है।
अतः,$(A)$ के हैलाइड का सूत्र $AX_3$ है।

(A) दी गई प्रजातियाँ $S^{2-}$,$Cl^{-}$,$Ar$,और $K^{+}$ आइसोइलेक्ट्रॉनिक हैं,जिसका अर्थ है कि उन सभी में $18$ इलेक्ट्रॉन हैं।
आइसोइलेक्ट्रॉनिक प्रजातियों के लिए,इलेक्ट्रॉन खोने की आसानी (आयनन ऊर्जा) परमाणु क्रमांक (प्रोटॉन की संख्या) पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे परमाणु क्रमांक बढ़ता है,नाभिक और संयोजी इलेक्ट्रॉनों के बीच आकर्षण बढ़ता है,जिससे इलेक्ट्रॉन को हटाना कठिन हो जाता है।
परमाणु क्रमांक इस प्रकार हैं: $S^{2-} (Z=16)$,$Cl^{-} (Z=17)$,$Ar (Z=18)$,और $K^{+} (Z=19)$।
चूंकि $S^{2-}$ का परमाणु क्रमांक सबसे कम $(Z=16)$ है,इसलिए इसके इलेक्ट्रॉनों पर पकड़ सबसे कमजोर है,जिससे यह सबसे आसानी से इलेक्ट्रॉन खो देता है।

(B) आयन की स्थिरता उस ऑक्सीकरण अवस्था तक पहुँचने के लिए आवश्यक ऊर्जा पर निर्भर करती है। आयनन ऊर्जा $(IE)$ का कम योग यह दर्शाता है कि संबंधित आयन अधिक स्थिर है।
$P^{2+}$ और $Q^{2+}$ के लिए: $IE_1 + IE_2$ का योग $P$ के लिए $2.45 \ kJ/mol$ और $Q$ के लिए $2.85 \ kJ/mol$ है। चूंकि $2.45 < 2.85$,इसलिए $P^{2+}$,$Q^{2+}$ से अधिक स्थिर है। अतः कथन $(A)$ सही है।
$P^{4+}$ और $Q^{4+}$ के लिए: $IE_1 + IE_2 + IE_3 + IE_4$ का योग $P$ के लिए $(2.45 + 8.82) = 11.27 \ kJ/mol$ और $Q$ के लिए $(2.85 + 6.11) = 8.96 \ kJ/mol$ है। चूंकि $8.96 < 11.27$,इसलिए $Q^{4+}$,$P^{4+}$ से अधिक स्थिर है।
इसलिए,कथन $(B)$ ($P^{4+}$,$Q^{4+}$ से अधिक स्थिर है) गलत है,और कथन $(C)$ ($P^{4+}$,$Q^{4+}$ से कम स्थिर है) सही है।
प्रश्न में गलत कथन पूछा गया है। केवल $(B)$ गलत है।

(C) क्षार धातुओं की प्रथम आयनन ऊर्जा $(I.E.)$ अपने संबंधित आवर्त में सबसे कम होती है।
दिए गए ग्राफ में,बिंदु $S$ और $Q$ क्षार धातुओं को दर्शाते हैं क्योंकि वे $I.E.$ का न्यूनतम मान प्रदर्शित करते हैं।
चूंकि ग्राफ परमाणु क्रमांक के सापेक्ष $I.E.$ को दर्शाता है,इसलिए बिंदु $S$,परमाणु क्रमांक अक्ष पर $Q$ से पहले आता है।
अतः,$S$ दिए गए विकल्पों में सबसे कम परमाणु क्रमांक वाली क्षार धातु है।

(B) धात्विक गुण आयनन विभव $(IP)$ के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
जिन तत्वों का $IP$ मान कम होता है,वे आसानी से इलेक्ट्रॉन खो देते हैं और उच्च धात्विक गुण प्रदर्शित करते हैं।
दिए गए मानों की तुलना करने पर: $P = 17 \ eV$,$Q = 2 \ eV$,$R = 10 \ eV$,$S = 13 \ eV$ है।
तत्व $Q$ का $IP$ मान सबसे कम $(2 \ eV)$ है,इसलिए इसमें सबसे अधिक धात्विक गुण है।

(B) $Mg$ $([Ne] 3s^2)$ की प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$,$Al$ $([Ne] 3s^2 3p^1)$ से अधिक है क्योंकि $Mg$ में पूर्णतः भरे हुए $s$-ऑर्बिटल का स्थायित्व होता है। अतः,$(Al)_{IE_1} < (Mg)_{IE_1}$ सही है।
$IE_2$ के लिए,$Na$ $([Ne] 3s^1)$ अपना दूसरा इलेक्ट्रॉन स्थिर $2p^6$ विन्यास से खोता है,जबकि $Mg$ $([Ne] 3s^2)$ अपना दूसरा इलेक्ट्रॉन $3s^1$ ऑर्बिटल से खोता है। अतः,$(Na)_{IE_2} > (Mg)_{IE_2}$ होता है। इसलिए,$(Mg)_{IE_2} > (Na)_{IE_2}$ संबंध गलत है।
$(Na)_{IE_1} < (Mg)_{IE_1}$ सही है क्योंकि $Mg$ का विन्यास अधिक स्थिर है।
$(Mg)_{IE_3} > (Al)_{IE_3}$ सही है क्योंकि $Mg^{2+}$ में उत्कृष्ट गैस जैसा स्थिर विन्यास होता है,जिससे तीसरा इलेक्ट्रॉन निकालना बहुत कठिन होता है।

(B) सामान्यतः,आवर्त सारणी में एक आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर प्रथम आयनन ऊर्जा बढ़ती है।
उत्कृष्ट गैसों (rare gases) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(ns^2 np^6)$ स्थिर होता है,जिससे उनके संयोजी कोश से इलेक्ट्रॉन निकालना बहुत कठिन होता है।
इसलिए,उनकी प्रथम आयनन ऊर्जा अपने संबंधित आवर्त में सबसे अधिक होती है।
परिणामस्वरूप,प्रथम आयनन ऊर्जा बनाम परमाणु क्रमांक के आलेख में शिखर उत्कृष्ट गैसों द्वारा अधिकृत होते हैं।

(D) उत्कृष्ट गैसें (Noble gases) अपने संबंधित आवर्त में उच्चतम $I.E.$ रखती हैं,हैलोजन नहीं। अतः,यह कथन गलत है।

(C) प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$ वह ऊर्जा है जो एक विलगित गैसीय परमाणु से सबसे शिथिल बंधे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक होती है।
क्षार धातुओं की अपने संबंधित आवर्त में प्रथम आयनन ऊर्जा सबसे कम होती है क्योंकि उनके पास एक स्थिर उत्कृष्ट गैस कोर और $ns^1$ कक्षक में एक संयोजी इलेक्ट्रॉन होता है।
दिए गए विकल्पों में,$1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^1$ सोडियम का विन्यास है,जो एक क्षार धातु है,इसलिए इसकी आयनन ऊर्जा सबसे कम है।

(C) आयनन ऊर्जा $(IE)$ वह ऊर्जा है जो गैसीय परमाणु या आयन से एक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक होती है।
क्रमिक आयनन ऊर्जा काफी बढ़ जाती है क्योंकि धनात्मक आयन से इलेक्ट्रॉन निकालना कठिन होता जाता है।
विकल्प $A$ और $B$ क्रमशः $Ba$ और $Ca$ की प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$ को दर्शाते हैं।
विकल्प $C$ $Ca$ की द्वितीय आयनन ऊर्जा $(IE_2)$ को दर्शाता है,जो $IE_1$ से काफी अधिक होती है।
विकल्प $D$ $Mg$ से दो इलेक्ट्रॉनों को हटाने के लिए कुल ऊर्जा $(IE_1 + IE_2)$ को दर्शाता है।
प्रक्रियाओं की तुलना करने पर,$Ca^+(g) \to Ca^{2+}(g) + e^-$ प्रक्रिया में सबसे अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

(A) समूह में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार में वृद्धि और परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) के कारण प्रथम आयनन ऊर्जा घटती है।
क्षारीय मृदा धातुओं (समूह $2$) के लिए,ऊपर से नीचे का क्रम $Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra$ है।
अतः,प्रथम आयनन ऊर्जा का घटता क्रम $Mg > Ca > Sr > Ba$ होगा।
इस प्रकार,सही विकल्प $A$ है।

(A) क्षारीय मृदा धातुओं $(Group \ 2)$ की प्रथम आयनन ऊर्जा क्षारीय धातुओं $(Group \ 1)$ से अधिक होती है क्योंकि समान आवर्त में क्षारीय मृदा धातुओं का परमाणु आकार छोटा और नाभिकीय आवेश अधिक होता है।
अधिक नाभिकीय आवेश के कारण,संयोजी इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं,जिससे इलेक्ट्रॉन को निकालना कठिन हो जाता है,जिसके परिणामस्वरूप आयनन ऊर्जा अधिक होती है।