Valency and oxidation state Questions in Hindi

(N/A) $F$ केवल $-1$ की ऋणात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।
$(b)$ $Cs$ केवल $+1$ की धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।
$(c)$ $I$ धनात्मक और ऋणात्मक दोनों ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करता है। यह $-1, +1, +3, +5,$ और $+7$ ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करता है।
$(d)$ $Ne$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ है। यह न तो ऋणात्मक और न ही धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।

(A) लिथियम $(Li)$ समूह-$1$ में है (संयोजकता $1$) और ऑक्सीजन $(O)$ समूह-$16$ में है (संयोजकता $2$)। यौगिक $Li_{2}O$ है।
$(b)$ मैग्नीशियम $(Mg)$ समूह-$2$ में है (संयोजकता $2$) और नाइट्रोजन $(N)$ समूह-$15$ में है (संयोजकता $3$)। यौगिक $Mg_{3}N_{2}$ है।
$(c)$ एल्युमीनियम $(Al)$ समूह-$13$ में है (संयोजकता $3$) और आयोडीन $(I)$ समूह-$17$ में है (संयोजकता $1$)। यौगिक $AlI_{3}$ है।
$(d)$ सिलिकॉन $(Si)$ समूह-$14$ में है (संयोजकता $4$) और ऑक्सीजन $(O)$ समूह-$16$ में है (संयोजकता $2$)। यौगिक $SiO_{2}$ है।
$(e)$ फास्फोरस $(P)$ समूह-$15$ में है (संयोजकता $5$) और फ्लोरीन $(F)$ समूह-$17$ में है (संयोजकता $1$)। यौगिक $PF_{5}$ है।
$(f)$ तत्व $71$ ल्यूटेशियम $(Lu)$ है,जो एक लैंथेनॉइड है और इसकी स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। फ्लोरीन $(F)$ की संयोजकता $1$ है। यौगिक $LuF_{3}$ है।

संयोजकता को किसी तत्व की संयोजन क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह उन इलेक्ट्रॉनों की संख्या को दर्शाता है जिन्हें एक परमाणु को अपने बाहरी कोश में एक स्थिर अष्टक विन्यास प्राप्त करने के लिए खोने,प्राप्त करने या साझा करने की आवश्यकता होती है।
प्रतिनिधि तत्वों की संयोजकता आमतौर पर बाहरी कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है या $8$ में से बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या घटाने पर प्राप्त होती है,जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

समूह	$1$	$2$	$13$	$14$	$15$	$16$	$17$	$18$
संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या	$1$	$2$	$3$	$4$	$5$	$6$	$7$	$8$
संयोजकता	$1$	$2$	$3$	$4$	$3$	$2$	$1$	$0$

(N/A) संयोजकता या ऑक्सीकरण अवस्था तत्वों का एक विशिष्ट गुण है,जो उनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास द्वारा निर्धारित होता है।
$1$. $OF_2$ में,ऑक्सीजन $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है,जबकि $Na_2O$ में यह $-2$ प्रदर्शित करता है।
$2$. विद्युत ऋणात्मकता का क्रम $F > O > Na$ है।
$3$. $OF_2$ में: फ्लोरीन $(2s^2 2p^5)$ सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है,इसलिए इसे $-1$ ऑक्सीकरण अवस्था दी जाती है। चूंकि दो फ्लोरीन परमाणु हैं,ऑक्सीजन $(2s^2 2p^4)$ को अपना अष्टक पूरा करने के लिए दो इलेक्ट्रॉनों को साझा करना पड़ता है,जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ प्राप्त होती है।
$4$. $Na_2O$ में: ऑक्सीजन सोडियम की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक है। सोडियम $(3s^1)$ ऑक्सीजन को एक इलेक्ट्रॉन खो देता है,और $+1$ ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करता है। ऑक्सीजन दो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है (प्रत्येक सोडियम परमाणु से एक),जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ प्राप्त होती है।

हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के संदर्भ में प्रतिनिधि तत्वों की संयोजकता आवर्त और समूह में आवर्ती प्रवृत्तियाँ दर्शाती है।
$1$. हाइड्रोजन के प्रति संयोजकता: यह समूह $1$ से $14$ तक $1$ से $4$ तक बढ़ती है और फिर समूह $14$ से $17$ तक $4$ से $1$ तक घटती है।
$2$. ऑक्सीजन के प्रति संयोजकता: यह सामान्यतः आवर्त में $1$ से $7$ तक बढ़ती है (समूह $1-13$ के लिए यह समूह संख्या के बराबर होती है और समूह $14-17$ के लिए यह $8$ में से समूह संख्या घटाने पर प्राप्त होती है)।

समूह	$1$ से $13$	$14$	$15$	$16$	$17$
हाइड्राइड का सूत्र	$MH$ से $MH_3$	$MH_4$	$MH_3$	$MH_2$	$MH$
ऑक्साइड का सूत्र	$M_2O$ से $M_2O_3$	$MO_2$	$M_2O_5$	$MO_3$	$M_2O_7$

(D) $F$ (फ्लोरीन) सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है और अपने यौगिकों में केवल $-1$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।
$(b)$ $Cs$ (सीज़ियम) एक क्षार धातु है और केवल $+1$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।
$(c)$ $I$ (आयोडीन) रिक्त $d$-कक्षकों की उपस्थिति के कारण ऋणात्मक $(-1)$ और धनात्मक $(+1, +3, +5, +7)$ दोनों ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित कर सकता है।
$(d)$ $Ne$ (नियॉन) एक उत्कृष्ट गैस है और इसकी ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है।
अतः,दिए गए सभी कथन सही हैं।

एक प्रतिनिधि तत्व की उच्चतम ऑक्सीकरण संख्या पहले दो समूहों के लिए समूह संख्या के बराबर होती है,और अन्य समूहों के लिए समूह संख्या में से $10$ घटाने पर प्राप्त होती है।
आवर्त सारणी में बाएं से दाएं जाने पर ऑक्सीकरण संख्या बढ़ती है।

$Group$	$1$	$2$	$13$	$14$	$15$	$16$	$17$
$Element$	$Na$	$Mg$	$Al$	$Si$	$P$	$S$	$Cl$
$Compound$	$NaCl$	$MgSO_4$	$AlF_3$	$SiCl_4$	$P_4O_{10}$	$SF_6$	$HClO_4$
$Highest \ oxidation \ state$	$+1$	$+2$	$+3$	$+4$	$+5$	$+6$	$+7$

(B) स्टॉक नोटेशन पद्धति का उपयोग किसी यौगिक में धातु की ऑक्सीकरण अवस्था को कोष्ठक में रोमन अंकों का उपयोग करके दर्शाने के लिए किया जाता है। यह पद्धति विशेष रूप से उन धातुओं पर लागू होती है जो एक से अधिक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करती हैं,जैसे $Fe$ $(Fe^{2+}, Fe^{3+})$ या $Cu$ $(Cu^+, Cu^{2+})$।

(B) $Cr_2O_3$ में,$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था को $x$ मानिए।
चूंकि $O$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ है,इसलिए:
$2(x) + 3(-2) = 0$
$2x - 6 = 0$
$2x = 6$
$x = +3$
अतः,स्टॉक नोटेशन के अनुसार नाम क्रोमियम $(III)$ ऑक्साइड है।

(B) $Fe_2(SO_4)_3$ में,$Fe$ की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना इस प्रकार की जाती है:
माना $Fe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$2(x) + 3(-2) = 0$
$2x - 6 = 0$
$2x = 6$
$x = +3$
अतः,स्टॉक नोटेशन पद्धति के अनुसार इसका नाम आयरन $(III)$ सल्फेट है।

(B) $SnO_2$ में,ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ है। मान लीजिए $Sn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$x + 2(-2) = 0$
$x - 4 = 0$
$x = +4$
अतः,स्टॉक नोटेशन नाम टिन $(IV)$ ऑक्साइड है।

(C) गैलियम $(Ga)$ आवर्त सारणी के समूह $13$ से संबंधित है।
अक्रिय युग्म प्रभाव (inert pair effect) के कारण,यह $+1$ और $+3$ दोनों ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है,जिसमें $+3$ सबसे अधिक स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था है।

(N/A) $(i)$ एल्युमीनियम $(Al)$ की संयोजकता $3$ (समूह $13$) और ब्रोमीन $(Br)$ की संयोजकता $1$ (समूह $17$) है। अतः सूत्र $AlBr_{3}$ होगा।
$(ii)$ सोडियम $(Na)$ की संयोजकता $1$ (समूह $1$) और ऑक्सीजन $(O)$ की संयोजकता $2$ (समूह $16$) है। अतः सूत्र $Na_{2}O$ होगा।
$(iii)$ सिलिकॉन $(Si)$ की संयोजकता $4$ (समूह $14$) और ऑक्सीजन $(O)$ की संयोजकता $2$ (समूह $16$) है। अतः सूत्र $SiO_{2}$ होगा।
$(iv)$ फास्फोरस $(P)$ की संयोजकता $5$ (समूह $15$) और क्लोरीन $(Cl)$ की संयोजकता $1$ (समूह $17$) है। अतः सूत्र $PCl_{5}$ होगा।

(A) चरण $1$: तत्वों की पहचान करें।
$(i)$ $19$ परमाणु क्रमांक वाला तत्व पोटेशियम $(K)$ है,जो समूह $1$ में आता है। इसकी संयोजकता $+1$ है। आयोडीन $(I)$ समूह $17$ (हैलोजन) में आता है और इसकी संयोजकता $-1$ है। बनने वाला यौगिक $KI$ है।
चरण $2$: तत्वों की पहचान करें।
$(ii)$ पहला तत्व हाइड्रोजन $(H)$ है,जिसकी संयोजकता $+1$ है। ऑक्सीजन $(O)$ समूह $16$ में आता है और इसकी संयोजकता $-2$ है। बनने वाला यौगिक $H_2O$ है।

(N/A) कार्बन की संयोजकता $4$ है। जब कार्बन तीन बंध बनाता है और उदासीन रहता है,तो इसे कार्बन मुक्त मूलक $(free \text{ radical})$ कहा जाता है। यह तब होता है जब कार्बन परमाणु के $p$-कक्षक में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है,जो इसे केवल तीन सहसंयोजक बंध होने के बावजूद एक उदासीन प्रजाति बनाता है।

(C) यौगिक $A_2 B$ में,परमाणु $B$ एक $B^{-2}$ आयन के रूप में मौजूद है।
किसी परमाणु के लिए $-2$ की न्यूनतम ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करने के लिए,उसे अपना अष्टक पूरा करने के लिए $2$ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने होते हैं।
इसका अर्थ है कि परमाणु $B$ अपनी तटस्थ परमाणु अवस्था में अपने संयोजी कोश में $6$ इलेक्ट्रॉन रखता है ($6 + 2 = 8$ इलेक्ट्रॉन)।
अतः,परमाणु $B$ में संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या $6$ है।

(D) समूह संयोजकता का निर्धारण संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या या $8$ में से संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या घटाकर किया जाता है।
दूसरे आवर्त के तत्व $(N, O, F)$ अपनी समूह संख्या के अनुरूप संयोजकता प्रदर्शित नहीं कर सकते (उदाहरण के लिए,समूह $15$ में $N$ संयोजकता $5$ नहीं दिखा सकता) क्योंकि उनके संयोजी कोश में रिक्त $d$-कक्षक अनुपस्थित होते हैं।
$B, C, Al, Si, P, S$ अपनी समूह संख्या के अनुरूप संयोजकता प्रदर्शित कर सकते हैं।
अतः,वे तत्व जो अपनी समूह संयोजकता के साथ मेल खाने वाली संयोजकता वाले यौगिक नहीं बना सकते,वे $N, O, F$ हैं।
कुल संख्या $3$ है।

(B) दिए गए तत्व $O, Cl, F, N, P, Sn, Tl, Na, Ti$ हैं।
$F$ (फ्लोरीन) हमेशा $-1$ ऑक्सीकरण अवस्था दिखाता है।
$Na$ (सोडियम) हमेशा $+1$ ऑक्सीकरण अवस्था दिखाता है।
अन्य तत्व परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्थाएं दिखाते हैं:
$O$ $(-2, -1, +2)$,$Cl$ $(-1, +1, +3, +5, +7)$,$N$ ($-3$ से $+5$),$P$ ($-3$ से $+5$),$Sn$ $(+2, +4)$,$Tl$ $(+1, +3)$,$Ti$ $(+2, +3, +4)$।
अतः,केवल $2$ तत्व ($F$ और $Na$) एक ही गैर-शून्य ऑक्सीकरण अवस्था दिखाते हैं।

(A) अभिक्रिया $PbO_2 + Pb \longrightarrow 2 PbO$ के लिए,$\Delta_{r} G^{\circ} < 0$ का मान यह दर्शाता है कि अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित है,जिसका अर्थ है कि $PbO_2$ (जहाँ $Pb$ $+4$ अवस्था में है) आसानी से $PbO$ (जहाँ $Pb$ $+2$ अवस्था में है) में परिवर्तित हो जाता है। अतः,लेड के लिए $+2$ अधिक स्थिर और अभिलक्षणिक ऑक्सीकरण अवस्था है।
अभिक्रिया $SnO_2 + Sn \longrightarrow 2 SnO$ के लिए,$\Delta_{r} G^{\circ} > 0$ का मान यह दर्शाता है कि अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित नहीं है,जिसका अर्थ है कि $SnO_2$ (जहाँ $Sn$ $+4$ अवस्था में है) $SnO$ (जहाँ $Sn$ $+2$ अवस्था में है) की तुलना में अधिक स्थिर है। अतः,टिन के लिए $+4$ अधिक स्थिर और अभिलक्षणिक ऑक्सीकरण अवस्था है।
इसलिए,लेड के लिए $+2$ और टिन के लिए $+4$ अभिलक्षणिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ हैं।

(D) मैंगनीज डाइऑक्साइड का रासायनिक सूत्र $MnO_2$ है।
$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात करने के लिए,इसे $x$ मानिए।
ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ है।
अतः,$x + 2(-2) = 0$।
$x - 4 = 0$,जिससे $x = +4$ प्राप्त होता है।
इसलिए,स्टॉक नोटेशन $Mn(IV)O_2$ है।

(A) किसी तत्व की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था सामान्यतः संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या से संबंधित होती है।
$Mn$ ($Z=25$,विन्यास: $[Ar] 3d^5 4s^2$) के लिए,अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है।
$Cl$ ($Z=17$,विन्यास: $[Ne] 3s^2 3p^5$) के लिए,अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है (उदाहरण के लिए,$HClO_4$ में)।
$Cr$ $(Z=24)$ के लिए,अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है।
$V$ $(Z=23)$ के लिए,अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+5$ है।
$S$ $(Z=16)$ के लिए,अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है।
अतः,$+7$ की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करने वाला युग्म $Mn$ और $Cl$ है।

(D) समूह $1$ के तत्वों $(M)$ का बाह्यतम कोश इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^1$ होता है,जिससे वे $+1$ संयोजकता के साथ एकसंयोजक होते हैं।
समूह $16$ के तत्वों $(X)$ का बाह्यतम कोश इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^2 np^4$ होता है,जिन्हें अपना अष्टक पूरा करने के लिए $2$ इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है,जिससे वे $-2$ संयोजकता के साथ द्विसंयोजक होते हैं।
एक उदासीन आयनिक यौगिक बनाने के लिए,कुल धनात्मक आवेश को कुल ऋणात्मक आवेश को संतुलित करना चाहिए।
इस प्रकार,$X$ के एक परमाणु $(-2)$ को संतुलित करने के लिए $M$ के दो परमाणुओं (प्रत्येक $+1$) की आवश्यकता होती है।
परिणामी सूत्र $M_2 X$ है।

(A) $117$ परमाणु क्रमांक वाला तत्व $Ts$ (टेनेसिन) है।
$Ts$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn] \ 5f^{14} \ 6d^{10} \ 7s^2 \ 7p^5$ है।
संयोजी कोश $7$ वाँ कोश है,जिसमें $2 + 5 = 7$ इलेक्ट्रॉन हैं।
अतः,संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या $7$ है।

(C) $Z=13$ (एल्युमीनियम) वाले तत्व का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ne] 3s^2 3p^1$ है।
तत्व की अधिकतम सहसंयोजकता उसके द्वारा अपने संयोजी कक्षकों का उपयोग करके बनाए जा सकने वाले बंधों की संख्या से निर्धारित होती है। $Al$ के लिए,यह $[AlF_6]^{3-}$ जैसे संकुल बनाने के लिए रिक्त $3d$ कक्षकों का उपयोग कर सकता है,जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम सहसंयोजकता $6$ होती है।
चूंकि संयोजी कोश का विन्यास $3s^2 3p^1$ है,इसलिए तत्व में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। अतः,यह जो उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित कर सकता है वह $+3$ है।

(C) $K$ $(+1)$,$Sc$ $(+3)$,और $F$ $(-1)$ केवल एक ही गैर-शून्य ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं।
$O$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $-1, -2, +2$ हैं।
$Cl$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $-1$ से $+7$ तक होती हैं।
$N$ और $P$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $-3$ से $+5$ तक होती हैं।
$Sn$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $+2$ से $+4$ तक होती हैं।
$Ti$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $+2, +3, +4$ हैं।
अतः,एक से अधिक गैर-शून्य ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करने वाले तत्व $O, Cl, N, P, Sn, Ti$ हैं।
इसलिए,ऐसे तत्वों की कुल संख्या $6$ है।
सही विकल्प $C$ है।

(A) ऑक्सोएनायन की क्षारीय सामर्थ्य केंद्रीय परमाणु $(Cl)$ की ऑक्सीकरण अवस्था के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
केंद्रीय परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था जितनी अधिक होगी,अम्लीय प्रकृति उतनी ही अधिक और क्षारीय सामर्थ्य उतनी ही कम होगी।
प्रत्येक प्रजाति में $Cl$ की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना:
$ClO_2^{-}: x + 2(-2) = -1 \implies x = +3$
$ClO_3^{-}: x + 3(-2) = -1 \implies x = +5$
$ClO_4^{-}: x + 4(-2) = -1 \implies x = +7$
चूंकि ऑक्सीकरण अवस्थाओं का क्रम $ClO_4^{-} (+7) > ClO_3^{-} (+5) > ClO_2^{-} (+3)$ है,इसलिए अम्लीय प्रकृति का क्रम $ClO_4^{-} > ClO_3^{-} > ClO_2^{-}$ होगा।
अतः,क्षारीय सामर्थ्य का क्रम इसका उल्टा यानी $ClO_2^{-} > ClO_3^{-} > ClO_4^{-}$ होगा।
इस प्रकार,विकल्प $(A)$ सही उत्तर है।