Ionisation energy Questions in Hindi

(C) $Na, Mg, Al$ और $Si$ आवर्त सारणी के $3^{rd}$ आवर्त में स्थित हैं।
सामान्यतः,प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण आवर्त में प्रथम आयनन एन्थैल्पी बढ़ती है।
हालाँकि,$Mg$ $(3s^2)$ में पूर्णतः भरा हुआ $s$-कक्षक होता है,जो इसे $Al$ $(3s^2 3p^1)$ की तुलना में अधिक स्थिर बनाता है।
इसलिए,$Al$ की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $Mg$ से कम लेकिन $Na$ से अधिक होती है।
दिए गए मान: $Na = 496 \ kJ \ mol^{-1}$,$Mg = 737 \ kJ \ mol^{-1}$,$Si = 786 \ kJ \ mol^{-1}$ हैं।
$Al$ के लिए मान $496$ और $737 \ kJ \ mol^{-1}$ के बीच होना चाहिए।
अतः,सही मान $575 \ kJ \ mol^{-1}$ है।

(A) $2nd$ आवर्त के तत्वों के लिए प्रथम आयनन एन्थैल्पी का क्रम: $Li < B < Be < C < O < N < F < Ne$ है।
सामान्यतः,आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर आयनन ऊर्जा बढ़ती है।
लेकिन,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण कुछ अपवाद हैं:
$Be$ $(1s^2 2s^2)$ की आयनन एन्थैल्पी $B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ से अधिक है क्योंकि इसमें $s$-कक्षक पूर्णतः भरा हुआ है।
$N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ की आयनन एन्थैल्पी $O$ $(1s^2 2s^2 2p^4)$ से अधिक है क्योंकि इसमें $p$-उपकोश आधा भरा हुआ है।
इस क्रम $Li < B < Be < C < O < N < F < Ne$ के आधार पर:
दूसरे स्थान पर सबसे कम आयनन एन्थैल्पी $B$ की है।
दूसरे स्थान पर सबसे अधिक आयनन एन्थैल्पी $F$ की है।
अतः,$X = B$ और $Y = F$ है।

(D) कथन $(A)$ गलत है क्योंकि संबंधित आवर्तों में $15$वें समूह के तत्वों के आयनन एन्थैल्पी मान $16$वें समूह के तत्वों से अधिक होते हैं।
यह $15$वें समूह के तत्वों के अर्ध-पूरित $ns^2 np^3$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से जुड़ी अतिरिक्त स्थिरता के कारण होता है।
इसलिए,कारण $(R)$ सही है और कथन $(A)$ गलत है।

(B)

$1^{st}$ आयनन एन्थैल्पी	$1012 \ kJ \ mol^{-1}$
$2^{nd}$ आयनन एन्थैल्पी	$1907 \ kJ \ mol^{-1}$
$3^{rd}$ आयनन एन्थैल्पी	$2955 \ kJ \ mol^{-1}$
$4^{th}$ आयनन एन्थैल्पी	$4955 \ kJ \ mol^{-1}$
$5^{th}$ आयनन एन्थैल्पी	$6275 \ kJ \ mol^{-1}$
$6^{th}$ आयनन एन्थैल्पी	$21,260 \ kJ \ mol^{-1}$

आयनन एन्थैल्पी में उछाल $5^{th}$ और $6^{th}$ आयनन ऊर्जा के बीच होता है,जो दर्शाता है कि तत्व में $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। फास्फोरस $(P)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2 3p^3$ है,जिसमें $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए,$6^{th}$ इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए काफी अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है क्योंकि इसे एक स्थिर अक्रिय गैस कोर से हटाया जाता है।

(B) आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक पृथक गैसीय परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक होती है।
समूह में नीचे जाने पर आयनन विभव घटता है।
समूह में परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ कोशों की संख्या भी बढ़ती है।
अतः,सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन नाभिक से दूर होते हैं और उन्हें आसानी से निकाला जा सकता है।
इसलिए,कथन $(A)$ सही है।
पोटेशियम $(K)$ में बाहरी इलेक्ट्रॉन $4s$-कक्षक में होता है,जो सोडियम $(Na)$ के $3s$-कक्षक की तुलना में नाभिक से अधिक दूर होता है।
इसका अर्थ है कि सोडियम की तुलना में पोटेशियम के सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसलिए,सोडियम का प्रथम आयनन विभव पोटेशियम से अधिक होता है।
अतः,कथन $(B)$ भी सही है।

(D) द्वितीय आयनन एन्थैल्पी में एक यूनीपॉजिटिव आयन $(M^+)$ से एक इलेक्ट्रॉन को हटाना शामिल है। प्रथम आयनन के बाद तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$O^+: 1s^2 2s^2 2p^3$ (अर्ध-पूर्ण स्थिर विन्यास)
$N^+: 1s^2 2s^2 2p^2$
$P^+: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2$
$C^+: 1s^2 2s^2 2p^1$
इनमें से,$O^+$ का विन्यास स्थिर अर्ध-पूर्ण $2p^3$ है। इस स्थिर विन्यास से एक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए दूसरों की तुलना में काफी अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए,ऑक्सीजन की द्वितीय आयनन एन्थैल्पी सबसे अधिक है।

(A) द्वितीय आयनन एन्थैल्पी में $M^+$ आयन से एक इलेक्ट्रॉन को हटाना शामिल है। प्रथम आयनन के बाद आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$F^+: 1s^2 2s^2 2p^4$
$O^+: 1s^2 2s^2 2p^3$
$N^+: 1s^2 2s^2 2p^2$
$C^+: 1s^2 2s^2 2p^1$
$O^+$ में एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $2p^3$ विन्यास होता है,जो $F^+$ की तुलना में दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाना अधिक कठिन बना देता है। इस प्रकार,$O$ की द्वितीय आयनन एन्थैल्पी $F$ से अधिक होती है। अतः,सही घटता क्रम $O > F > N > C$ है।

(B) आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर आयनन एन्थैल्पी बढ़ती है।
हालाँकि,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास स्थिरता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
$p^3$ विन्यास एक अर्ध-पूर्ण उपकोश को दर्शाता है,जो इलेक्ट्रॉनों के सममित वितरण और उच्च विनिमय ऊर्जा के कारण अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करता है।
इसलिए,$[Ne] 3s^2 3p^3$ विन्यास वाले तत्व की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $p^2$ या $p^4$ विन्यास वाले तत्वों की तुलना में अधिक होती है।

(D) मैग्नीशियम $(Mg)$ का परमाणु क्रमांक $12$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2$ है। चूंकि $3s$ कक्षक पूरी तरह से भरा हुआ है,यह अधिक स्थिर है और इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
एल्युमीनियम $(Al)$ का परमाणु क्रमांक $13$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2 3p^1$ है। इलेक्ट्रॉन $3p$ कक्षक से निकाला जाता है,जिसे पूरी तरह से भरे हुए $3s$ कक्षक की तुलना में निकालना आसान होता है।
इसलिए,मैग्नीशियम की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $(737.7 \ kJ \cdot mol^{-1})$ एल्युमीनियम $(577.5 \ kJ \cdot mol^{-1})$ से अधिक होती है।

(C) $Be$ $(1s^2 2s^2)$ की प्रथम $IE$,$B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ से अधिक होती है क्योंकि $Be$ में एक स्थिर,पूर्णतः भरा हुआ $2s$ उपकोश होता है,जिससे इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
बहु-इलेक्ट्रॉन परमाणुओं में,नाभिक के प्रति बेहतर भेदन के कारण $2s$ कक्षक की ऊर्जा $2p$ कक्षक से कम होती है।
अतः,कथन $(A)$ सत्य है,लेकिन कारण $(R)$ असत्य है।

(D) क्रमिक आयनन ऊर्जाएँ इस प्रकार दी गई हैं: $IE_1 = 165 \ kcal$,$IE_2 = 190 \ kcal$,$IE_3 = 550 \ kcal$,और $IE_4 = 595 \ kcal$।
दूसरी $(IE_2)$ और तीसरी $(IE_3)$ आयनन ऊर्जा के बीच एक बड़ा उछाल ($190 \ kcal$ से $550 \ kcal$) है।
यह महत्वपूर्ण वृद्धि दर्शाती है कि पहले दो इलेक्ट्रॉन संयोजी कोश से हटाए जाते हैं और तीसरा इलेक्ट्रॉन एक अधिक स्थिर,आंतरिक कोश से हटाया जाता है।
इसलिए,तत्व $A$ में $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$[Ne] 3s^2$ विन्यास $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन वाले तत्व के अनुरूप है।

(C) कथन $(A)$: बोरॉन $(Z=5)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[He] 2s^2 2p^1$ है। प्रथम आयनन ($IE_1$ या $\Delta_i H_1$) में,इलेक्ट्रॉन $2p^1$ कक्षक से निकाला जाता है।
बेरिलियम $(Z=4)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[He] 2s^2$ है। इलेक्ट्रॉन पूर्णतः भरे हुए $2s^2$ कक्षक से निकाला जाता है,जो अधिक स्थिर है और इसके लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
अतः,कथन सही है।
कारण $(R)$: $s$-कक्षक गोलाकार होता है और नाभिक के करीब होता है,जो $2p$ इलेक्ट्रॉन को नाभिकीय आवेश से बेहतर परिरक्षण प्रदान करता है। परिणामस्वरूप,बोरॉन में $2p$ इलेक्ट्रॉन,बेरिलियम के $2s$ इलेक्ट्रॉनों की तुलना में कम प्रभावी नाभिकीय आवेश का अनुभव करता है,जिससे इसे निकालना आसान हो जाता है।
इसलिए,कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(B) द्वितीय आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो गैसीय अवस्था में $M^{+}$ धनायन से एक इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक होती है: $X^{+}_{(g)} \rightarrow X^{2+}_{(g)} + e^{-}$.
दिए गए तत्वों के लिए,$M^{+}$ आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$Li^{+} (1s^2)$ - स्थिर अक्रिय गैस विन्यास।
$Be^{+} (1s^2 2s^1)$
$B^{+} (1s^2 2s^2)$
$C^{+} (1s^2 2s^2 2p^1)$
$Li$ की द्वितीय आयनन ऊर्जा सबसे अधिक है क्योंकि इलेक्ट्रॉन एक स्थिर $1s^2$ कोर से निकाला जाता है।
$Be^{+}, B^{+},$ और $C^{+}$ की तुलना करने पर,$B^{+}$ से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए स्थिर $2s^2$ विन्यास को तोड़ना पड़ता है,जिससे इसकी $IE_2$ का मान $C^{+}$ से अधिक हो जाता है।
अतः,सही क्रम $Li > B > C > Be$ है।
इसलिए,सही विकल्प $B$ है।

(D) $1 \ mol$ $Mg$ परमाणुओं को $Mg^{2+}$ आयनों में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक कुल आयनन ऊर्जा प्रथम और द्वितीय आयनन ऊर्जा का योग है: $IE_{total} = IE_1 + IE_2 = 740 \ kJ/mol + 1450 \ kJ/mol = 2190 \ kJ/mol$.
$4.8 \ g$ $Mg$ (परमाणु द्रव्यमान $= 24 \ g/mol$) में मोलों की संख्या इस प्रकार है: $n = \frac{4.8 \ g}{24 \ g/mol} = 0.2 \ mol$.
$0.2 \ mol$ $Mg$ के लिए आवश्यक कुल ऊर्जा: $E = n \times IE_{total} = 0.2 \ mol \times 2190 \ kJ/mol = 438 \ kJ$.
अतः,आवश्यक ऊर्जा $438 \ kJ$ है।
इसलिए,सही विकल्प $(D)$ है।

(C) आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर,प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण प्रथम आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः बढ़ती है।
हालांकि,स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण कुछ अपवाद होते हैं।
$Li$ $(1s^2, 2s^1)$ की आयनन एन्थैल्पी सबसे कम होती है।
$Be$ $(1s^2, 2s^2)$ में पूर्णतः भरी हुई $2s$ उपकोश होती है,जो $B$ $(1s^2, 2s^2, 2p^1)$ के $2p^1$ विन्यास की तुलना में अधिक स्थिर है।
इसलिए,$Be$ की आयनन एन्थैल्पी $B$ से अधिक होती है।
इन तत्वों में $C$ $(1s^2, 2s^2, 2p^2)$ की आयनन एन्थैल्पी सबसे अधिक है।
अतः सही घटता क्रम $C > Be > B > Li$ है।
इसलिए,विकल्प $(C)$ सही है।

(C) प्रथम आयनन एन्थैल्पी $(IE_1)$ $520 \ kJ \ mol^{-1}$ है,जो अपेक्षाकृत कम है,यह दर्शाता है कि पहला इलेक्ट्रॉन संयोजी कोश से आसानी से निकल जाता है।
द्वितीय आयनन एन्थैल्पी $(IE_2)$ $7300 \ kJ \ mol^{-1}$ है,जो $IE_1$ की तुलना में काफी अधिक है।
आयनन ऊर्जा में यह बड़ा उछाल दर्शाता है कि पहले इलेक्ट्रॉन के निकलने के बाद,दूसरा इलेक्ट्रॉन एक स्थिर,अक्रिय गैस कोर विन्यास से निकाला जा रहा है।
इसलिए,तत्व के सबसे बाहरी कोश में केवल एक इलेक्ट्रॉन होना चाहिए।
दिए गए विकल्पों में से,$1 s^2 2 s^2 2 p^6 3 s^1$ (जो सोडियम,$Na$ है) में $3s$ कक्षक में एक संयोजी इलेक्ट्रॉन है।
इस इलेक्ट्रॉन को हटाने से एक स्थिर $2p^6$ विन्यास प्राप्त होता है,जो उच्च $IE_2$ मान की व्याख्या करता है।

(A) और $f$ कक्षकों के दुर्बल परिरक्षण प्रभाव (poor shielding effect) के कारण समूह-$13$ के तत्वों की प्रथम आयनन एन्थैल्पी में समूह में नीचे जाने पर नियमित कमी नहीं होती है।
प्रेक्षित क्रम $B > Tl > Ga > Al > In$ है।
बोरॉन $(B)$ अपने छोटे आकार के कारण उच्चतम मान रखता है।
थैलियम $(Tl)$ में लैंथेनाइड संकुचन के कारण प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है,जिससे इसकी आयनन एन्थैल्पी इंडियम $(In)$ और एल्युमिनियम $(Al)$ से अधिक हो जाती है।

(A) तत्व $A, B$ और $C$ समूह $1$ (क्षार धातुएं) के तत्व हैं,जिनका विन्यास $[He] 2s^1$ $(Li)$,$[Ne] 3s^1$ $(Na)$ और $[Ar] 4s^1$ $(K)$ है।
समूह में ऊपर से नीचे जाने पर,नई कोश जुड़ने के कारण परमाणु का आकार बढ़ता है।
परमाणु का आकार बढ़ने से संयोजी इलेक्ट्रॉन पर प्रभावी नाभिकीय आकर्षण कम हो जाता है।
इसलिए,संयोजी इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा (प्रथम आयनन विभव) समूह में नीचे जाने पर घटती है।
अतः,आयनन विभव का सही क्रम $A > B > C$ है।

(B) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार हैं:
$_{10}Ne = 1s^2 2s^2 2p^6$
$_{11}Na = 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$
$_{12}Mg = 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$
$1$. उच्चतम प्रथम आयनन एन्थैल्पी: $Ne$ की प्रथम आयनन एन्थैल्पी सबसे अधिक है क्योंकि यह एक उत्कृष्ट गैस है और इसका संयोजी कोश पूर्णतः भरा $(2s^2 2p^6)$ होता है।
$2$. न्यूनतम द्वितीय आयनन एन्थैल्पी: द्वितीय आयनन एन्थैल्पी में एक धनात्मक आयन से इलेक्ट्रॉन निकालना शामिल है।
$Na^+$ के लिए,विन्यास $1s^2 2s^2 2p^6$ (स्थायी उत्कृष्ट गैस विन्यास) हो जाता है,जिससे द्वितीय आयनन एन्थैल्पी बहुत अधिक हो जाती है।
$Mg^+$ के लिए,विन्यास $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$ है। $Mg^+$ से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालने पर स्थायी $Mg^{2+}$ आयन $(1s^2 2s^2 2p^6)$ प्राप्त होता है,जो ऊर्जा की दृष्टि से अनुकूल है। अतः,दिए गए तत्वों में $Mg$ की द्वितीय आयनन एन्थैल्पी सबसे कम है।

(A) $He, Li^{+}$,और $Be^{2+}$ आइसोइलेक्ट्रॉनिक प्रजातियाँ हैं,जिनमें से प्रत्येक में $2$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
आइसोइलेक्ट्रॉनिक प्रजातियों के लिए,जैसे-जैसे परमाणु क्रमांक $(Z)$ बढ़ता है,आयनन एन्थैल्पी बढ़ती है।
परमाणु क्रमांक हैं: $He = 2, Li = 3, Be = 4$।
चूंकि सभी के लिए इलेक्ट्रॉनों की संख्या $(e)$ समान $(2)$ है,इसलिए प्रभावी परमाणु आवेश $He < Li^{+} < Be^{2+}$ के क्रम में बढ़ता है।
अतः,आयनन एन्थैल्पी का सही क्रम $He < Li^{+} < Be^{2+}$ है।

(C) धनायन (cation) निर्माण में एक उदासीन परमाणु से इलेक्ट्रॉन का निष्कासन शामिल है। $M \rightarrow M^+ + e^-$.
इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा को आयनन ऊर्जा कहा जाता है।
इसलिए,कम आयनन विभव (या आयनन ऊर्जा) होने से परमाणु के लिए इलेक्ट्रॉन खोना और धनायन बनाना आसान हो जाता है।

(C) आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण प्रथम आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः बढ़ती है।
हालांकि,स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण कुछ अपवाद होते हैं।
दूसरे आवर्त में $(Li, Be, B, C, N, O, F, Ne)$:
$1$. $Be$ $(1s^2 2s^2)$ की आयनन एन्थैल्पी $B$ $(1s^2 2s^2 2p^1)$ से अधिक है क्योंकि $2s$ कक्षक पूर्णतः भरा हुआ है।
$2$. $N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ की आयनन एन्थैल्पी $O$ $(1s^2 2s^2 2p^4)$ से अधिक है क्योंकि $2p$ उपकोष अर्ध-पूरित है।
इस प्रकार,$Be$ और $N$ की आयनन एन्थैल्पी अपने निकटवर्ती तत्वों से अधिक है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(A) प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः बढ़ती है। हालांकि,स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण इसमें अपवाद होते हैं।
$Mg$ $([Ne] 3s^2)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $Al$ $([Ne] 3s^2 3p^1)$ की तुलना में अधिक स्थिर है क्योंकि $Mg$ में $s$-कक्षक पूर्णतः भरा हुआ है।
परिणामस्वरूप,$Al$ की प्रथम आयनन एन्थैल्पी $Mg$ से कम होती है।
मान इस प्रकार हैं: $Na (496) < Al (575) < Mg (737) < Si (786)$।
अतः,$Al$ के लिए मान $575 \ kJ \ mol^{-1}$ है।

(D) प्रथम आयनन के बाद बनने वाले आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$C^+: 1s^2 2s^2 2p^1$
$N^+: 1s^2 2s^2 2p^2$
$O^+: 1s^2 2s^2 2p^3$
$F^+: 1s^2 2s^2 2p^4$
द्वितीय आयनन एन्थैल्पी में इन स्पीशीज से एक इलेक्ट्रॉन को हटाना शामिल है।
$O^+$ में एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $2p^3$ विन्यास होता है,जिससे दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाना सबसे कठिन हो जाता है।
$C^+$ में $2p^1$ विन्यास होता है; इस इलेक्ट्रॉन को हटाने से एक स्थिर $2s^2$ विन्यास प्राप्त होता है,जिससे यह प्रक्रिया अपेक्षाकृत आसान हो जाती है।
प्रभावी नाभिकीय आवेश और स्थिरता की तुलना करने पर,द्वितीय आयनन एन्थैल्पी का क्रम $O > F > N > C$ है।

(A) प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि के कारण आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः बढ़ती है।
दूसरे आवर्त के तत्वों $Li$,$Be$,$B$ और $N$ के लिए,अपेक्षित क्रम $Li < Be < B < N$ है।
हालाँकि,$Be$ $(1s^2 2s^2)$ में पूर्णतः भरे हुए $2s$ कक्षक हैं और $N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ में अर्ध-भरे हुए $2p$ उपकोष हैं,जो दोनों असाधारण रूप से स्थिर हैं।
इस कारण से,$Be$ की आयनन एन्थैल्पी $B$ से अधिक होती है।
अतः,सही क्रम $Li < B < Be < N$ है।

(A) क्रमिक आयनन ऊर्जा $801$,$2430$,$3660$,$25000$ और $32800 \ kJ \ mol^{-1}$ है।
$3^{rd}$ और $4^{th}$ आयनन ऊर्जा के बीच ऊर्जा में बहुत बड़ा उछाल है ($3660$ से $25000 \ kJ \ mol^{-1}$)।
यह इंगित करता है कि $4^{th}$ इलेक्ट्रॉन एक स्थिर अक्रिय गैस कोर (noble gas core) से निकाला जा रहा है,जिसका अर्थ है कि तत्व में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।
$3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन वाले तत्व समूह $13$ के अंतर्गत आते हैं,जो बोरॉन $(B)$ है।

(B) क्रमिक आयनन विभव $5.98, 18.8, 28.4, 120.1, 154 \ eV$ हैं।
$3^{rd}$ आयनन विभव $(28.4 \ eV)$ और $4^{th}$ आयनन विभव $(120.1 \ eV)$ के बीच ऊर्जा में बहुत बड़ा अंतर है।
यह इंगित करता है कि तत्व के बाहरी कोश में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।
दिए गए विकल्पों में से,बोरॉन $(B)$ और एल्युमिनियम $(Al)$ दोनों समूह $13$ के हैं और $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन रखते हैं।
हालाँकि,दिए गए मान एल्युमिनियम धातु के लिए हैं,क्योंकि बोरॉन का आकार छोटा होने के कारण उसकी आयनन एन्थैल्पी काफी अधिक होती है।

(B) संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या क्रमिक आयनन ऊर्जा में सबसे बड़े उछाल की पहचान करके निर्धारित की जाती है।
मानों की तुलना:
$1^{st} \to 2^{nd}$: $410 \ kJ \ mol^{-1}$
$2^{nd} \to 3^{rd}$: $280 \ kJ \ mol^{-1}$
$3^{rd} \to 4^{th}$: $400 \ kJ \ mol^{-1}$
$4^{th} \to 5^{th}$: $1700 \ kJ \ mol^{-1}$
सबसे बड़ा उछाल $4^{th}$ और $5^{th}$ आयनन ऊर्जा के बीच होता है।
यह इंगित करता है कि $5^{th}$ इलेक्ट्रॉन एक स्थिर आंतरिक कोश से निकाला जा रहा है।
इसलिए,परमाणु $X$ में $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं।

(C) समूह में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार बढ़ने के कारण प्रथम आयनन एन्थैल्पी घटती है।
परमाणु आकार का क्रम $Li < Na < K < Cs$ है।
इसलिए,प्रथम आयनन एन्थैल्पी का क्रम $Li > Na > K > Cs$ है।
मान इस प्रकार हैं: $Li = 520 \ kJ \ mol^{-1}$,$Na = 496 \ kJ \ mol^{-1}$,$K = 419 \ kJ \ mol^{-1}$,और $Cs = 374 \ kJ \ mol^{-1}$।
अतः,सही क्रम $520, 496, 419, 374$ है।

(B) कार्य फलन धातु की सतह से एक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा है। समूह में नीचे जाने पर परमाणु आकार बढ़ता है,जिससे आयनन ऊर्जा कम हो जाती है,जिसका अर्थ है कि कार्य फलन भी कम हो जाता है।
$Li$,$Na$,$K$ और $Rb$ आवर्त सारणी के समूह $1$ के सदस्य हैं।
उनके परमाणु आकार का क्रम $Li < Na < K < Rb$ है।
इसलिए,उनके कार्य फलन का क्रम $Li > Na > K > Rb$ होगा।
दिए गए मान: $Li = 2.41 \ eV$,$Na = 2.30 \ eV$ और $Rb = 2.09 \ eV$ हैं।
$K$ का कार्य फलन $Na$ $(2.30 \ eV)$ और $Rb$ $(2.09 \ eV)$ के बीच होना चाहिए।
दिए गए विकल्पों में से,$2.20 \ eV$ ही एकमात्र मान है जो $2.09 \ eV < K < 2.30 \ eV$ की सीमा में आता है।

(C) $Na^+$,$Ne^+$,$Mg^+$ और $Al^+$ (प्रथम इलेक्ट्रॉन निकलने के बाद) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$Na^+: 1s^2, 2s^2, 2p^6$ (स्थायी अक्रिय गैस विन्यास)
$Ne^+: 1s^2, 2s^2, 2p^5$
$Mg^+: 1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^1$
$Al^+: 1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2$
आयनन ऊर्जा इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की स्थिरता,प्रभावी नाभिकीय आवेश और परमाणु आकार पर निर्भर करती है।
$Na^+$ में एक स्थिर अक्रिय गैस विन्यास $(2p^6)$ होता है,जिससे दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना अत्यंत कठिन होता है,इसलिए इसकी $IE_2$ सबसे अधिक है।
$Mg^+$ का विन्यास $3s^1$ है,जिसे दूसरों की तुलना में निकालना अपेक्षाकृत आसान है।
$Al^+$ का विन्यास $3s^2$ है,जो $Mg^+$ से अधिक स्थिर है।
$Ne^+$ का विन्यास $2p^5$ है,जो $Al^+$ से अधिक स्थिर है।
अतः,$IE_2$ का सही क्रम $Mg < Al < Ne < Na$ है।

(C) प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE)$ सामान्यतः आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ती है। दूसरे आवर्त के तत्वों के लिए,अपेक्षित क्रम $Li < Be < B < C < N < O < F < Ne$ है।
हालांकि,पूर्ण-भरे और अर्ध-भरे कक्षकों की स्थिरता के कारण,$B, Be, N,$ और $O$ के लिए वास्तविक क्रम $B < Be < O < N$ है।
$Be$ $(1s^2, 2s^2)$ की तुलना में $B$ $(1s^2, 2s^2 2p^1)$ की $IE$ कम है क्योंकि $B$ में इलेक्ट्रॉन $2p$ कक्षक से निकाला जाता है,जो $Be$ के स्थिर,पूर्ण-भरे $2s$ कक्षक से इलेक्ट्रॉन निकालने की तुलना में आसान है।
$N$ $(1s^2, 2s^2 2p^3)$ की तुलना में $O$ $(1s^2, 2s^2 2p^4)$ की $IE$ कम है क्योंकि $N$ में अर्ध-भरे $2p$ कक्षक होते हैं,जिससे $O$ की तुलना में इलेक्ट्रॉन निकालना अधिक कठिन हो जाता है।

(A) तत्व $A, B$ और $C$ क्रमशः लिथियम $(Li)$,सोडियम $(Na)$ और पोटेशियम $(K)$ हैं,जो आवर्त सारणी के समूह $1$ से संबंधित हैं।
जैसे-जैसे हम समूह में नीचे जाते हैं,नई कक्षाओं के जुड़ने के कारण परमाणु का आकार बढ़ता जाता है।
आयनन विभव परमाणु के आकार के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
इसलिए,जैसे-जैसे परमाणु का आकार $A$ से $C$ तक बढ़ता है,संयोजी इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा कम हो जाती है।
प्रथम आयनन विभव का सही क्रम $A > B > C$ है।

(B) प्रथम आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक विलगित गैसीय परमाणु से सबसे शिथिल रूप से बंधे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक होती है।
नाइट्रोजन $(Z = 7)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^3$ है।
पूर्णतः अर्ध-पूरित $2p$-उपकोश के कारण,नाइट्रोजन अतिरिक्त स्थिरता प्रदर्शित करता है,जिसके परिणामस्वरूप कार्बन $(1086 \ kJ \ mol^{-1})$ और ऑक्सीजन $(1314 \ kJ \ mol^{-1})$ की तुलना में इसकी प्रथम आयनन ऊर्जा अधिक होती है।
दिए गए मानों में से,$1402 \ kJ \ mol^{-1}$ नाइट्रोजन के लिए है,जबकि $1681 \ kJ \ mol^{-1}$ फ्लोरीन के लिए है,जिसका प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होता है।
अतः,नाइट्रोजन के लिए सही मान $1402 \ kJ \ mol^{-1}$ है।

(C) ऑक्सीजन की प्रथम आयनन एन्थैल्पी नाइट्रोजन की तुलना में कम होती है।
यह अर्ध-पूरित इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की अतिरिक्त स्थिरता के कारण है।
नाइट्रोजन $(1s^2 2s^2 2p^3)$ में एक अर्ध-पूरित $p$-कक्षक होता है,जो अधिक स्थिर होता है,और इसलिए इसकी आयनन ऊर्जा ऑक्सीजन $(1s^2 2s^2 2p^4)$ की तुलना में अधिक होती है।
अतः,कथन $(A)$ सत्य है,लेकिन कारण $(R)$ असत्य है क्योंकि अर्ध-पूरित या पूर्ण-पूरित कक्षक अधिक स्थिर होते हैं,कम स्थिर नहीं।

(B) दिए गए उत्कृष्ट गैसों के लिए आयनन ऊर्जा का क्रम $He > Ne > Ar > Kr$ है।
चूंकि फोटॉन की ऊर्जा $Ar$ को आयनित करने के लिए पर्याप्त है,इसलिए यह $Kr$ को भी आयनित कर देगी क्योंकि $Kr$ की आयनन ऊर्जा $Ar$ से कम है।
हालांकि,यह ऊर्जा $He$ या $Ne$ को आयनित करने के लिए पर्याप्त नहीं है क्योंकि उनकी आयनन ऊर्जा $Ar$ से अधिक है।
इसलिए,मिश्रण में $Ar^{+}$ और $Kr^{+}$ आयन उपस्थित होंगे।

(A) दिए गए तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$Be (Z=4): 1s^2 2s^2$
$B (Z=5): 1s^2 2s^2 2p^1$
$Mg (Z=12): [Ne] 3s^2$
$Al (Z=13): [Ne] 3s^2 3p^1$
दूसरी आयनन ऊर्जा ज्ञात करने के लिए,हम $+1$ आयनों का विन्यास देखते हैं:
$Be^+: 1s^2 2s^1$
$B^+: 1s^2 2s^2$
$Mg^+: [Ne] 3s^1$
$Al^+: [Ne] 3s^2$
$B^+$ $(2s^2)$ से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना सबसे कठिन है क्योंकि इसमें पूरी तरह से भरे हुए $2s$ उपकोष से इलेक्ट्रॉन निकालना शामिल है,जो अत्यधिक स्थिर है। इसलिए,$B$ की दूसरी आयनन ऊर्जा अधिकतम है।

(B) आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो एक विलगित गैसीय परमाणु से सबसे शिथिल रूप से बंधे इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक होती है।
दिए गए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में,$1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$ एक क्षार धातु (सोडियम,$Na$) को दर्शाता है।
क्षार धातुओं का परमाणु आकार अपने संबंधित आवर्त में सबसे बड़ा होता है और उनके सबसे बाहरी $s$-कक्षक में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है,जिससे उस इलेक्ट्रॉन को निकालना सबसे आसान होता है।
इसलिए,$1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$ विन्यास की आयनन ऊर्जा सबसे कम है।

(C) प्रथम आयनन ऊर्जा $(IE_1)$ सामान्यतः आवर्त में प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ने के कारण बढ़ती है। हालाँकि,नाइट्रोजन $(N)$ में स्थिर अर्ध-पूरित $2p^3$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है,जो इसे ऑक्सीजन $(O)$ की तुलना में इलेक्ट्रॉन निकालना कठिन बनाता है।
अतः,$N$ की $IE_1 > O$ है।
चूंकि फ्लोरीन $(F)$ का परमाणु आकार ऑक्सीजन से छोटा होता है और प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होता है,इसलिए $F$ की $IE_1 > O$ है।
इन दोनों को मिलाने पर,सही क्रम $N > O < F$ है।

(C) द्वितीय आयनन विभव की तुलना करने के लिए,मोनो-धनायन $(M^+)$ के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को देखा जाता है।

$C^{+}$	$[He]2s^2 2p^1$
$N^{+}$	$[He]2s^2 2p^2$
$O^{+}$	$[He]2s^2 2p^3$ (अर्ध-पूरित स्थिर)
$F^{+}$	$[He]2s^2 2p^4$

$IE_2$ का सही क्रम: $C < N < F < O$ है।

सामान्यतः किसी आवर्त में बाईं से दाईं ओर जाने पर आयनन ऊर्जा बढ़ती है क्योंकि \(Z_{eff}\) बढ़ता है।
(फॉस्फोरस की आयनन ऊर्जा अधिक होती है क्योंकि इसमें अर्ध-पूर्ण स्थायी विन्यास होता है)

(D) कथन $(I)$: प्रथम आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ती है। इन तत्वों के लिए सही क्रम $Ar > Cl > Mg > Na$ है। अतः,दिया गया क्रम $Na > Mg > Cl > Ar$ गलत है। इसलिए,कथन $(I)$ असत्य है।
कथन $(II)$: $Ca$ $(Z=20)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 4s^2$ है। पहले दो इलेक्ट्रॉन $4s$ कक्षक से हटाए जाते हैं। तीसरा इलेक्ट्रॉन $3p^6$ कक्षक से हटाना पड़ता है,जो एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास (आर्गन कोर) है। एक स्थिर,पूर्णतः भरे हुए कोश से इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अतः,कथन $(II)$ सत्य है।

(C) $Mg$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne]3s^2$ है।
पहले इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए $737 \text{ kJ/mol}$ ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जिससे $[Ne]3s^1$ विन्यास वाला $Mg^+$ आयन बनता है।
द्वितीय आयनन एन्थैल्पी में $Mg^+$ आयन से दूसरे इलेक्ट्रॉन को निकालना शामिल है।
चूंकि इलेक्ट्रॉन को एक धनावेशित स्पीशीज से निकाला जा रहा है,इसलिए स्थिर वैद्युत आकर्षण बल अधिक होता है,जिसके कारण प्रथम आयनन की तुलना में काफी अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
अतः,द्वितीय आयनन एन्थैल्पी का मान प्रथम आयनन एन्थैल्पी $(737 \text{ kJ/mol})$ से अधिक और धनात्मक होना चाहिए।
दिए गए विकल्पों में से,$+1450 \text{ kJ/mol}$ ही एकमात्र ऐसा मान है जो $737 \text{ kJ/mol}$ से अधिक और धनात्मक है,जो इसे सबसे संभावित प्रायोगिक मान बनाता है।

(A) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^2$ क्षारीय मृदा धातुओं (जैसे $Be$,$Mg$) के अनुरूप है,जिनकी स्थिर पूर्णतः भरी हुई $s$-कक्षक के कारण आयनन ऊर्जा अपेक्षाकृत उच्च होती है।
$ns^2np^1$ समूह $13$ के तत्वों (जैसे $B$,$Al$) के अनुरूप है,जिनकी $p$-इलेक्ट्रॉन के निष्कासन के कारण समूह $2$ की तुलना में आयनन ऊर्जा कम होती है।
$ns^2np^3$ समूह $15$ के तत्वों (जैसे $N$,$P$) के अनुरूप है,जिनकी स्थिर अर्ध-भरी हुई $p$-कक्षक के कारण आयनन ऊर्जा उच्च होती है।
$ns^2np^6$ समूह $18$ के तत्वों (उत्कृष्ट गैसें,जैसे $Ne$,$Ar$) के अनुरूप है,जिनकी स्थिर अष्टक विन्यास के कारण आयनन ऊर्जा सबसे अधिक होती है।
दिए गए मानों की तुलना करने पर:
$A (ns^2) = II (899 \text{ kJ/mol})$
$B (ns^2np^1) = III (800 \text{ kJ/mol})$
$C (ns^2np^3) = IV (1402 \text{ kJ/mol})$
$D (ns^2np^6) = I (2080 \text{ kJ/mol})$
अतः,सही मिलान $A-II, B-III, C-IV, D-I$ है।