Hydrogen Questions in Gujarati

$H_2O$: સહસંયોજક અથવા આણ્વીય હાઇડ્રાઇડ (ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ).
$B_2H_6$: સહસંયોજક અથવા આણ્વીય હાઇડ્રાઇડ (ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતો હાઇડ્રાઇડ).
$NaH$: આયનીય અથવા ક્ષારીય હાઇડ્રાઇડ.

(N/A) આણ્વીય હાઇડ્રાઇડ્સને તેમની લુઈસ રચનામાં ઇલેક્ટ્રોન અને બંધની સાપેક્ષ સંખ્યાના આધારે નીચે મુજબ વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:
$(i)$ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતા હાઇડ્રાઇડ્સ: આ હાઇડ્રાઇડ્સમાં મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ આઠ કરતા ઓછા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$\rightarrow$ સમૂહ-$13$ ના તત્વો આવા હાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે. ઉદાહરણો: $BH_{3}$,$AlH_{3}$.
- આ હાઇડ્રાઇડ્સ લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
$(ii)$ ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ્સ: આ પ્રકારના હાઇડ્રાઇડ્સમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે બરાબર આઠ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. સમૂહ-$14$ ના તત્વો આવા હાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે. ઉદાહરણો: $CH_{4}$,$SiH_{4}$.
$(iii)$ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ્સ: આ પ્રકારના હાઇડ્રાઇડ્સમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જેના પરિણામે સંયોજકતા કોષમાં $8$ કરતા વધુ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. સમૂહ-$15$,$16$,અને $17$ ના તત્વો આવા હાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે. ઉદાહરણો: $NH_{3}$,$H_{2}O$.

(N/A) વોટર ગેસ ગરમ કોક પરથી વરાળ પસાર કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. આ રીતે ઉત્પન્ન થયેલા $CO$ અને $H_{2}$ ના મિશ્રણને વોટર ગેસ અથવા સિન્થેસિસ ગેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$C_{(s)} + H_{2}O_{(g)} \xrightarrow{1273 \ K} CO_{(g)} + H_{2(g)}$
જ્યારે વરાળને બદલે હવા વાપરવામાં આવે છે,ત્યારે $CO$ અને $N_{2}$ નું મિશ્રણ ઉત્પન્ન થાય છે,જેને પ્રોડ્યુસર ગેસ કહેવામાં આવે છે.
$2C_{(s)} + O_{2(g)} + 4N_{2(g)} \xrightarrow{1273 \ K} 2CO_{(g)} + 4N_{2(g)}$

(N/A) $LiBH_4$ અને $NaBH_4$ નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં પસંદગીયુક્ત રિડક્શન કરતા (reducing agents) તરીકે થાય છે. તેઓ અન્ય મેટલ બોરોહાઇડ્રાઇડ્સની તૈયારી માટે પ્રિકર્સર તરીકે પણ વપરાય છે.

(B) મિથેન $1270 \ K$ તાપમાને નિકલ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બન મોનોક્સાઈડ અને ડાયહાઈડ્રોજન આપે છે.
$CO$ અને $H_2$ ના આ મિશ્રણને વોટર ગેસ અથવા સિંગેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$CH_{4(g)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow[1270 \ K]{Ni} CO_{(g)} + 3H_{2(g)}$

(A) પ્રક્રિયા $CO_2 + 2H_2 \xrightarrow{Cu/ZnO-Cr_2O_3} CH_3OH$ એ મિથેનોલના ઉત્પાદન માટે વપરાતી ઉદ્દીપકીય હાઇડ્રોજનેશન પ્રક્રિયા છે.
આ ઔદ્યોગિક રૂપાંતરણ માટે ખાસ કરીને $Cu/ZnO-Cr_2O_3$ ઉદ્દીપકનો ઉપયોગ થાય છે.

(N/A) પ્રોટિયમ: સંજ્ઞા: ${ }_{1}^{1} H$,પ્રમાણ: $(99.985 \%)$
ડ્યુટેરિયમ: સંજ્ઞા: ${ }_{1}^{2} D$,પ્રમાણ: $(0.015 \%)$

(N/A) હાઇડ્રોજનના ત્રણ સમસ્થાનિકો છે: પ્રોટિયમ $(_{1}^{1}H)$,ડ્યુટેરિયમ ($_{1}^{2}D$ અથવા $_{1}^{2}H$),અને ટ્રિટિયમ ($_{1}^{3}T$ અથવા $_{1}^{3}H$).

સમસ્થાનિક	બંધારણ $(p, e, n)$
પ્રોટિયમ $(_{1}^{1}H)$	$1$ પ્રોટોન,$1$ ઇલેક્ટ્રોન,$0$ ન્યુટ્રોન
ડ્યુટેરિયમ $(_{1}^{2}D)$	$1$ પ્રોટોન,$1$ ઇલેક્ટ્રોન,$1$ ન્યુટ્રોન
ટ્રિટિયમ $(_{1}^{3}T)$	$1$ પ્રોટોન,$1$ ઇલેક્ટ્રોન,$2$ ન્યુટ્રોન

(A) $Hydrogen$ $(^1H)$ ના સામાન્ય આઇસોટોપમાં માત્ર એક પ્રોટોન અને એક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેના ન્યુક્લિયસમાં કોઈ ન્યુટ્રોન હોતા નથી.

(A) હાડકામાંથી ગુંદરનું નિષ્કર્ષણ કરવા માટે હાડકામાંથી ખનિજ પદાર્થો (કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ) દૂર કરવા પડે છે. આ પ્રક્રિયા મંદ $HCl$ સાથે હાડકાંની પ્રક્રિયા કરીને કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને ડિમિનરલાઇઝેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) પ્રોડ્યુસર ગેસ એ કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ અને નાઈટ્રોજન $(N_2)$ નું મિશ્રણ છે. તે લગભગ $1273 \ K$ તાપમાને લાલ-ગરમ કોક પર હવા પસાર કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2C_{(s)} + O_{2_{(g)}} + 4N_{2_{(g)}} \xrightarrow{1273 \ K} 2CO_{(g)} + 4N_{2_{(g)}}$

(B) વોટર ગેસ, જેને સિન્થેસિસ ગેસ (syngas) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેની બનાવટમાં કોક (coke) ની વરાળ સાથે ઊંચા તાપમાને $(473 - 1273 \ K)$ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે:
$C_{(s)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow{473 - 1273 \ K} CO_{(g)} + H_{2(g)}$
$CO$ અને $H_2$ ના આ મિશ્રણને વોટર ગેસ અથવા સિન્થેસિસ ગેસ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) બેરિલિયમ હાઇડ્રાઇડ $(BeH_2)$ ને બેરિલિયમની $H_2$ સાથેની સીધી પ્રક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરી શકાતું નથી. તે $BeCl_2$ ની લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ $(LiAlH_4)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે.
પ્રથમ,$LiAlH_4$ ને લિથિયમ હાઇડ્રાઇડ $(LiH)$ માંથી તૈયાર કરવામાં આવે છે:
$8 LiH + Al_2Cl_6 \rightarrow 2 LiAlH_4 + 6 LiCl$
ત્યારબાદ,$BeH_2$ નીચેની પ્રક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે:
$2 BeCl_2 + LiAlH_4 \rightarrow 2 BeH_2 + LiCl + AlCl_3$

(N/A) આધુનિક આવર્તકોષ્ટકમાં,હાઇડ્રોજનને સમૂહ $1$ (આલ્કલી ધાતુઓ) ની ટોચ પર મૂકવામાં આવ્યું છે કારણ કે તેની સંયોજકતા કક્ષામાં $1$ ઇલેક્ટ્રોન $(1s^1)$ છે.
જોકે,હાઇડ્રોજન હેલોજન (સમૂહ $17$) જેવી સમાન ગુણધર્મો પણ દર્શાવે છે કારણ કે તેને તેની સંયોજકતા કક્ષા પૂર્ણ કરવા માટે માત્ર $1$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે.
આ દ્વિ સ્વભાવને કારણે,તેનું સ્થાન વિશિષ્ટ માનવામાં આવે છે અને તેને ઘણીવાર આવર્તકોષ્ટકની ટોચ પર અલગથી મૂકવામાં આવે છે.

(N/A) હાઈડ્રોજનનો સમસ્થાનિક જેમાં એક પ્રોટોન અને એક ન્યુટ્રોન હોય છે તેને ડ્યુટેરિયમ $(D)$ કહેવાય છે.
જ્યારે ડાયડ્યુટેરિયમ $(D_2)$ ડાયઓક્સિજન $(O_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ડ્યુટેરિયમ ઓક્સાઈડ $(D_2O)$ મળે છે,જેને ભારે પાણી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $2D_{2(g)} + O_{2(g)} \xrightarrow{\Delta} 2D_2O_{(l)}$.
ઓક્સિજન પ્રત્યે $H_2$ અને $D_2$ ની પ્રતિક્રિયાશીલતા સમાન નથી.
આનું કારણ એ છે કે ડ્યુટેરિયમના વધુ દળને કારણે $D-D$ બંધ $H-H$ બંધ કરતા વધુ મજબૂત હોય છે,જે નીચી શૂન્ય-બિંદુ ઉર્જા તરફ દોરી જાય છે.
પરિણામે,ઓક્સિજન સાથેની પ્રતિક્રિયામાં $H_2$ એ $D_2$ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

(N/A) હાઇડ્રોજન આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $1$ ની આલ્કલી ધાતુઓ જેવી કે $Li, Na, K, Rb, Cs$ અને $Fr$ સાથે નીચે મુજબની સામ્યતા ધરાવે છે:
$(i)$ આલ્કલી ધાતુઓની જેમ,હાઇડ્રોજન પણ તેની સૌથી બહારની કક્ષામાં એક ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે અને $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
$(ii)$ આલ્કલી ધાતુઓની જેમ,હાઇડ્રોજન પણ તેનો એકમાત્ર ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ધન આયન,એટલે કે $H^+$ બનાવે છે.
$(iii)$ આલ્કલી ધાતુઓની જેમ,હાઇડ્રોજન ઓક્સિજન,હેલોજન અને સલ્ફર જેવા વિદ્યુતઋણ તત્વો સાથે જોડાઈને અનુક્રમે ઓક્સાઇડ,હેલાઇડ અને સલ્ફાઇડ બનાવે છે.
$(iv)$ આલ્કલી ધાતુઓની જેમ,હાઇડ્રોજન પણ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(N/A) હાઇડ્રોજન પાસે તેની $1s$ કક્ષામાં એક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. હિલિયમ $(1s^2)$ ની સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી ઇલેક્ટ્રોન રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે,તે આ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવી,મેળવી અથવા ભાગીદારી કરી શકે છે.
જોકે,હાઇડ્રોજનની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ જ ઊંચી $(1312 \ kJ \ mol^{-1})$ છે,જેના કારણે $H^+$ આયન બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવો મુશ્કેલ છે.
તેનાથી વિપરીત,તેની ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી માત્ર થોડી જ ઋણ $(-73 \ kJ \ mol^{-1})$ છે,જેનો અર્થ છે કે $H^-$ આયન બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની તેની વૃત્તિ વધુ નથી.
આ ઊર્જાકીય પરિબળોને લીધે,હાઇડ્રોજન અન્ય અધાતુઓ સાથે સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરવાનું પસંદ કરે છે.

(N/A) હાઇડ્રોજન અર્થતંત્ર માટે ઉપયોગી હાઇડ્રોજનનો પ્રાથમિક ગુણધર્મ ઊંચા દબાણ અને નીચા તાપમાને પ્રવાહીકૃત થવાની તેની ક્ષમતા છે. હાઇડ્રોજન ઓરડાના તાપમાને વાયુ છે,જે તેની ઓછી ઘનતાને કારણે તેને જથ્થાબંધ પરિવહન કરવામાં મુશ્કેલ બનાવે છે. તેને ઠંડુ કરીને અને ઊંચું દબાણ લાગુ કરીને,વાયુરૂપ $H_2$ ને પ્રવાહી $H_2$ માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે,જે ખૂબ ઓછી જગ્યા રોકે છે અને સરળતાથી પરિવહન કરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયા એક ભૌતિક ફેરફાર છે: $H_{2(g)} \xrightarrow[\text{high pressure}]{\text{cooling}} H_{2(l)}$.

(N/A) પરમાણ્વીય હાઇડ્રોજન અત્યંત અસ્થાયી છે અને તેથી તે ખૂબ જ સક્રિય છે. તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^1$ છે. સ્થિરતા માટે,તે ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને,ગુમાવીને અથવા ભાગીદારી કરીને પોતાનું કવચ પૂર્ણ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે,જે તેને લગભગ તમામ તત્વો સાથે અત્યંત સક્રિય બનાવે છે.
પરમાણ્વીય હાઇડ્રોજન ત્રણ રીતે હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે:
$(i)$ એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને $H^+$ બનાવે છે.
$(ii)$ એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને $H^-$ બનાવે છે.
$(iii)$ એક ઇલેક્ટ્રોન ભાગીદારી કરીને સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,આણ્વીય હાઇડ્રોજન $(H_2)$ ની બંધ વિયોજન ઉર્જા ખૂબ ઊંચી $435.88 \ kJ \ mol^{-1}$ છે. પરિણામે,$H-H$ બંધ મજબૂત અને સ્થિર છે,જે આણ્વીય હાઇડ્રોજનને ઓરડાના તાપમાને પ્રમાણમાં નિષ્ક્રિય બનાવે છે,જે ફક્ત થોડા જ તત્વો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

(N/A) $D_2O$ (ભારે પાણી) પાણીના લાંબા સમય સુધી વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે,કારણ કે $H_2O$ નું વિદ્યુતવિભાજન $D_2O$ કરતા ઝડપથી થાય છે.
ભૌતિક ગુણધર્મો જેમાં $D_2O$ એ $H_2O$ થી અલગ પડે છે:
$(i)$ ઘનતા: $D_2O$ ની મહત્તમ ઘનતા $11.6^{\circ}C$ તાપમાને $1.1073 \ g \ mL^{-1}$ છે,જ્યારે $H_2O$ માટે તે $4^{\circ}C$ તાપમાને $1.0000 \ g \ mL^{-1}$ છે.
$(ii)$ સ્નિગ્ધતા: $D_2O$ ની સ્નિગ્ધતા $H_2O$ કરતા વધારે હોય છે.
$(iii)$ દ્રાવ્યતા: ક્ષારો સામાન્ય રીતે $H_2O$ ની તુલનામાં $D_2O$ માં ઓછા દ્રાવ્ય હોય છે.
હાઇડ્રોજનનું ડ્યુટેરિયમ સાથે વિનિમય પ્રતિક્રિયાઓ:
$NaOH + D_2O \longrightarrow NaOD + HOD$
$HCl + D_2O \longrightarrow DCl + HOD$
$NH_4Cl + 4D_2O \longrightarrow ND_4Cl + 4HOD$

(N/A) સોડિયમ ડાયહાઇડ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ હાઇડ્રાઇડ $(NaH)$ બનાવે છે,જે એક સ્ફટિકમય આયનીય ઘન છે.
$2 Na(s) + H_{2}(g) \rightarrow 2 NaH(s)$
તે પાણી સાથે તીવ્ર પ્રક્રિયા કરીને ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે:
$NaH(s) + H_{2}O(l) \rightarrow NaOH(aq) + H_{2}(g)$
જોકે $NaH$ ઘન અવસ્થામાં વિદ્યુતનું વહન કરતું નથી,પરંતુ તેના પીગળેલા સ્વરૂપનું વિદ્યુતવિભાજન કરવાથી એનોડ પર $H_{2}$ વાયુ અને કેથોડ પર $Na$ ધાતુ મળે છે:
$2 NaH(l) \xrightarrow{\text{Electrolysis}} 2 Na(l) + H_{2}(g)$
કેથોડ પર: $Na^{+} + e^{-} \rightarrow Na$
એનોડ પર: $2 H^{-} \rightarrow H_{2} + 2 e^{-}$

(C) નિર્જળ કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ $(CaCl_2)$ એ એક પ્રબળ ભેજશોષક (hygroscopic) પદાર્થ છે.
તે વાતાવરણમાંથી ભેજનું શોષણ કરે છે પરંતુ દ્રાવણ બનાવવા માટે તેમાં ઓગળતું નથી,જે ભેજશોષક સંયોજનોનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે.

(B) $H_{2}O$ માં પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન જોવા મળે છે,જેના કારણે તેનું ઉત્કલનબિંદુ $(373\,K)$ ઘણું ઊંચું હોય છે.
$H_{2}S$ માં હાઇડ્રોજન બંધન હોતું નથી અને તે માત્ર નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ બળો પર આધાર રાખે છે.
તેથી,$H_{2}S$ નું ઉત્કલનબિંદુ ઘણું ઓછું,આશરે $213\,K$ હોય છે,જે $300\,K$ થી ઓછું છે.

(C) વોટર-ગેસ પ્રક્રિયા (જેને કોલ ગેસિફિકેશન પ્રક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) માં ઊંચા તાપમાને કાર્બનની વરાળ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજનનું મિશ્રણ ઉત્પન્ન થાય છે,જેને વોટર-ગેસ અથવા સિનગેસ કહેવામાં આવે છે.
સાચું સમીકરણ છે: $C_{(s)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow{1270 \ K} CO_{(g)} + H_{2(g)}$.

(A) ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતો $(>99.95 \%)$ ડાયહાઈડ્રોજન નિકલ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ગરમ બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના જલીય દ્રાવણનું વિદ્યુતવિભાજન કરીને મેળવવામાં આવે છે.

(D) હાઇડ્રેઝોઇક એસિડ $(HN_3)$ ને ગરમ કરવાથી તેનું વિઘટન થઈને હાઇડ્રોજન વાયુ અને નાઇટ્રોજન વાયુ બને છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2HN_3 \xrightarrow{\Delta} H_2 + 3N_2$

(D) જ્યારે વરાળને લાલચોળ કોક પરથી પસાર કરવામાં આવે છે ત્યારે $CO$ અને $H_{2}$ નું સમાન મોલર મિશ્રણ મળે છે. આ મિશ્રણને સિન્થેસિસ ગેસ અથવા $syn \ gas$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$H_{2}O_{(g)} + C_{(s)} \rightarrow CO_{(g)} + H_{2(g)}$

(D) વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે હાઇડ્રોજન ખરેખર બ્રહ્માંડમાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતું તત્વ છે,પરંતુ પૃથ્વીના ટ્રોપોસ્ફિયરમાં નાઇટ્રોજન $(N_2)$ સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતો વાયુ છે.
કારણ $R$ સાચું છે કારણ કે હાઇડ્રોજન એ $Z = 1$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું સૌથી હલકું તત્વ છે.
જોકે,હાઇડ્રોજન સૌથી હલકું તત્વ છે તે કારણ નથી કે તે ટ્રોપોસ્ફિયરમાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતો વાયુ નથી. વાતાવરણમાં હાઇડ્રોજનનું ઓછું પ્રમાણ તેની ઓછી ઘનતા અને ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાશીલતાને કારણે છે,જે તેને પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળમાંથી છટકી જવાની મંજૂરી આપે છે.
તેથી,$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,પરંતુ $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(B) ટ્રિટિયમ $\left({ }_{1}^{3} H \right)$ એ હાઇડ્રોજનનું રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ છે.
તે પ્રક્રિયા ${ }_{1}^{3} H \rightarrow { }_{2}^{3} He + { }_{-1}^{0} e + \bar{\nu}$ મુજબ હિલિયમ-$3$ બનાવવા માટે $\beta^{-}$ ક્ષય પામે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ન્યુટ્રોનનું પ્રોટોનમાં રૂપાંતર થાય છે,જે ઓછી ઉર્જા ધરાવતા $\beta^{-}$ કણનું ઉત્સર્જન કરે છે.

(D) વિધાન $(A)$ સાચું છે કારણ કે ભારે પાણી $(D_2O)$ નો ઉપયોગ પ્રતિક્રિયાની પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કરવા માટે ટ્રેસર તરીકે થાય છે.
કારણ $(R)$ ખોટું છે કારણ કે ગતિજ આઇસોટોપ અસરને કારણે $O-H$ બંધ $O-D$ બંધ કરતા નબળો હોય છે. પરિણામે,$O-H$ બંધના વિભાજનનો દર $O-D$ બંધ કરતા ઝડપી હોય છે,ધીમો નહીં.
તેથી,$(A)$ સાચું છે પરંતુ $(R)$ ખોટું છે.

(A) $D_2$ ની બંધ વિયોજન ઉર્જા $H_2$ કરતા વધારે છે કારણ કે $H-H$ બંધની સરખામણીમાં $D-D$ બંધ વધુ મજબૂત છે.
પરિણામે,રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં $D_2$,$H_2$ કરતા ધીમી પ્રતિક્રિયા આપે છે.

(D) કોલસામાંથી સિન-ગેસ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયાને કોલસાનું ગેસિફિકેશન કહેવામાં આવે છે.
સિન-ગેસ (જેને સિન્થેસિસ ગેસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ $CO$ અને $H_2$ નું $1 : 1$ મોલર ગુણોત્તરમાં મિશ્રણ છે.
આથી બંને વિધાનો સાચા હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) પરમાણ્વીય હાઇડ્રોજન ઊંચા તાપમાને ઇલેક્ટ્રિક આર્ક અથવા અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિકિરણો હેઠળ ઉત્પન્ન થાય છે.
$2000 \ K$ તાપમાને ડાયહાઇડ્રોજનનું વિયોજન માત્ર $0.081 \ \%$ છે,$8.1 \ \%$ નથી.
$H-H$ બંધ વિયોજન એન્થાલ્પી કોઈપણ દ્વિપરમાણ્વીય અણુ માટે એકલ બંધમાં સૌથી વધુ છે.
$Zn$ ની મંદ $HCl$ તેમજ $NaOH_{(aq)}$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી ડાયહાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.

(C) $NCERT$ મુજબ,ડાયહાઈડ્રોજનનો સૌથી મોટો ઔદ્યોગિક ઉપયોગ હેબર પદ્ધતિ દ્વારા એમોનિયા $(NH_3)$ ના સંશ્લેષણમાં થાય છે.
આ એમોનિયાનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે નાઈટ્રોજનયુક્ત ખાતરોના ઉત્પાદન માટે થાય છે.

(D) હાઇડ્રોજનના સમસ્થાનિકોમાં,ટ્રિટિયમ ($^{3}H$ અથવા $T$) રેડિયોએક્ટિવ સ્વભાવ ધરાવે છે.
તે હિલિયમ-$3$ $(^{3}He)$ બનાવવા માટે $\beta^{-}$-ક્ષય પામે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $^{3}_{1}H \rightarrow ^{3}_{2}He + ^{0}_{-1}e$.
ટ્રિટિયમનો અર્ધ-આયુષ્ય સમય $(t_{1/2})$ આશરે $12.33 \ \text{years}$ છે,જે $> 12 \ \text{years}$ ની શરતનું પાલન કરે છે.

(D) $298.2 \ K$ તાપમાને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ માટે બંધ વિયોજન એન્થાલ્પી આશરે $435.88 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
$298.2 \ K$ તાપમાને ડ્યુટેરિયમ $(D_2)$ માટે બંધ વિયોજન એન્થાલ્પી આશરે $443.35 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,આપણને મળે છે કે $E_{H} \approx 435.88$ અને $E_{D} \approx 443.35$.
તફાવતની ગણતરી કરતા: $E_{D} - E_{H} = 443.35 - 435.88 = 7.47 \ kJ \ mol^{-1} \approx 7.5 \ kJ \ mol^{-1}$.
તેથી,સાચો સંબંધ $E_{H} \simeq E_{D} - 7.5$ છે.

(C) સમૂહ $7, 8$ અને $9$ ની સંક્રાંતિ ધાતુઓ હાઇડ્રાઇડ બનાવતી નથી. આને હાઇડ્રાઇડ ગેપ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Fe$ (સમૂહ $8$),$Mn$ (સમૂહ $7$),અને $Co$ (સમૂહ $9$) હાઇડ્રાઇડ ગેપમાં આવે છે.
$Cr$ (સમૂહ $6$) આ ગેપમાં આવતું નથી અને તે આંતરાલીય હાઇડ્રાઇડ બનાવી શકે છે.

(B) હાઇડ્રોજનનો રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ ટ્રિટિયમ છે,જેને ${}_{1}^{3}H$ અથવા ${}_{1}^{3}T$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
કોઈપણ પરમાણુ માટે,પ્રોટોનની સંખ્યા પરમાણુ ક્રમાંક $(Z = 1)$ જેટલી હોય છે.
પરમાણુ તટસ્થ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી એટલે કે $1$ હોય છે.
ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $A - Z$ તરીકે ગણવામાં આવે છે,જ્યાં $A$ એ દળ ક્રમાંક $(3)$ છે અને $Z$ એ પરમાણુ ક્રમાંક $(1)$ છે.
ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 3 - 1 = 2$.
તેથી,ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અનુક્રમે $2$ અને $1$ છે.

(D) $1$. $MgH_2$ એ આયનીય હાઇડ્રાઇડ છે.
$2$. $GeH_4$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ હાઇડ્રાઇડ છે (સંયોજકતા કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે,કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી).
$3$. $B_2H_6$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતો હાઇડ્રાઇડ છે (સંયોજકતા કક્ષામાં $8$ કરતા ઓછા ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે).
$4$. $HF$ એ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ હાઇડ્રાઇડ છે (સંયોજકતા કક્ષામાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે).
તેથી,સાચી જોડ છે: $a-iv, b-i, c-ii, d-iii$.

(B) આણ્વિય હાઇડ્રોજનનો સૌથી વધુ ઔદ્યોગિક વપરાશ એમોનિયા $(NH_3)$ ના ઉત્પાદન માટે હેબર પ્રક્રિયામાં થાય છે.
વૈશ્વિક હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનો આશરે $55 \, \%$ હિસ્સો નાઇટ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયાના સંશ્લેષણ માટે વપરાય છે.

(D) આઇસોટોપ્સ એ એક જ તત્વના પરમાણુઓ છે જે સમાન પરમાણુ ક્રમાંક (પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા) ધરાવે છે પરંતુ તેમના ન્યુક્લિયસમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અલગ હોવાને કારણે અલગ દળ ક્રમાંક ધરાવે છે.
દળ ક્રમાંક એ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનો સરવાળો હોવાથી,ન્યુટ્રોનની સંખ્યામાં તફાવત પરમાણુ દળમાં તફાવત તરફ દોરી જાય છે.

(B) ડાયહાઈડ્રોજન $(H_{2})$ અને કોપર$(II)$ ઓક્સાઈડ $(CuO)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે જેમાં $H_{2}$ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$CuO(s) + H_{2}(g) \xrightarrow{\Delta} Cu(s) + H_{2}O(l)$
આમ,$CuO$ નું રિડક્શન થઈને ધાત્વિય કોપર $(Cu)$ મળે છે.

(C) ઉચ્ચ શુદ્ધતા $(>99.95\,\%)$ ડાયહાઇડ્રોજન નિકલ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ગરમ જલીય $Ba(OH)_2$ દ્રાવણના વિદ્યુત વિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

(C) સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.
વોટર-ગેસ શિફ્ટ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $CO(g) + H_2O(g) \xrightarrow{FeO.Cr_2O_3} CO_2(g) + H_2(g)$.
આ પ્રક્રિયામાં,કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ વરાળ $(H_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે.

(D) $A-IV, B-III, C-II, D-I$
$A.$ કોબાલ્ટ ઉદ્દીપકનો ઉપયોગ સિનગેસમાંથી મિથેનોલના ઉત્પાદનમાં થાય છે: $CO + 2H_2 \xrightarrow{Co} CH_3OH$.
$B.$ સિનગેસ કોલ ગેસિફિકેશન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે: $C_{(s)} + H_2O_{(g)} \rightarrow CO_{(g)} + H_{2(g)}$.
$C.$ નિકલ ઉદ્દીપકનો ઉપયોગ હાઇડ્રોકાર્બનમાંથી વોટર ગેસના ઉત્પાદનમાં થાય છે (સ્ટીમ રિફોર્મિંગ): $CH_{4(g)} + H_2O_{(g)} \xrightarrow{Ni} CO_{(g)} + 3H_{2(g)}$.
$D.$ બ્રાઈન દ્રાવણ ($NaCl$ દ્રાવણ) ના વિદ્યુતવિભાજનથી $H_2$ અને $Cl_2$ વાયુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.

(C) હાઇડ્રોજનને મેટલ હાઇડ્રાઇડના સ્વરૂપમાં ટેન્કમાં સંગ્રહિત કરી શકાય છે.
$NaNi_5$ એ હાઇડ્રોજનના સંગ્રહ માટે વપરાતું જાણીતું આંતર-ધાત્વિક સંયોજન છે,કારણ કે તે મધ્યમ તાપમાન અને દબાણે હાઇડ્રોજનને અસરકારક રીતે શોષી અને મુક્ત કરી શકે છે.
તેથી,$NaNi_5$ હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ ટેન્કની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

(D) વિધાન-$I$ સાચું છે.
$Ni$ નો ઉપયોગ ખાદ્ય ચરબી બનાવવા માટે અસંતૃપ્ત ચરબીના હાઇડ્રોજનેશનમાં ઉદ્દીપક તરીકે થાય છે.
વિધાન-$II$ ખોટું છે કારણ કે સિલિકોનનો હાઇડ્રાઇડ ઇલેક્ટ્રોન-ચોક્કસ (electron-precise) છે,તે ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ કે ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતો નથી.

(B) વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે હાઇડ્રોજનના દહનથી માત્ર પાણી $(H_2O)$ ઉપ-પેદાશ તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે,જે તેને પર્યાવરણને અનુકૂળ બળતણ બનાવે છે.
કારણ $R$ પણ સાચું છે કારણ કે હાઇડ્રોજનનો પરમાણુ ક્રમાંક $1$ છે અને તે ખરેખર ખૂબ જ હલકું તત્વ છે.
જોકે,હાઇડ્રોજન એક હલકું તત્વ છે અને તેનો પરમાણુ ક્રમાંક $1$ છે તે તે પર્યાવરણને અનુકૂળ હોવાનું કારણ નથી; તેની પર્યાવરણને અનુકૂળ પ્રકૃતિ તેના સ્વચ્છ દહન ઉત્પાદન $(H_2O)$ ને કારણે છે.
તેથી,$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,પરંતુ $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(B) પરમાણ્વીય હાઇડ્રોજન વેલ્ડિંગ એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જે હાઇડ્રોજન વાયુના વાતાવરણમાં બે ટંગસ્ટન ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક આર્કનો ઉપયોગ કરે છે. આર્કની અંદર હાઇડ્રોજનના અણુઓ પરમાણુઓમાં વિભાજિત થાય છે,જે મોટી માત્રામાં ગરમીનું શોષણ કરે છે. જ્યારે આ પરમાણુઓ ધાતુની સપાટી પર ફરીથી જોડાય છે,ત્યારે તેઓ આ ઉર્જા મુક્ત કરે છે,જે $4000 \ K$ સુધીનું તાપમાન ઉત્પન્ન કરે છે,જે ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુઓને વેલ્ડ કરવા માટે પૂરતું છે.