Boron family Questions in Gujarati

(B) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં એમોનિયા $(NH_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નીચે મુજબની નીપજો આપે છે:
$1$. નીચા તાપમાને,તે આયનીય યોગશીલ નીપજ બનાવે છે: $B_2H_6 + 2NH_3 \rightarrow [BH_2(NH_3)_2]^+ [BH_4]^-$ (જેને $B_2H_6 \cdot 2NH_3$ તરીકે લખવામાં આવે છે).
$2$. ઊંચા તાપમાને,તે બોરાઝીન $(B_3N_3H_6)$ બનાવે છે,જેને અકાર્બનિક બેન્ઝીન કહેવાય છે: $3B_2H_6 + 6NH_3 \rightarrow 2B_3N_3H_6 + 12H_2$.
$3$. ખૂબ ઊંચા તાપમાને,તે બોરોન નાઈટ્રાઈડ $((BN)_n)$ બનાવે છે,જે ગ્રેફાઈટ સાથે સમાનતા ધરાવે છે: $B_2H_6 + 2NH_3 \rightarrow 2BN + 6H_2$.
તેથી,$B_{12}H_{12}$ એ ડાયબોરેન અને એમોનિયા વચ્ચેની પ્રક્રિયાની નીપજ નથી.

(C) લુઈસના મતે,જે સંયોજનો ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડી સ્વીકારી શકે છે તેને લુઈસ એસિડ કહેવામાં આવે છે.
બોરોન હેલાઈડ્સ,જેમ કે $BX_3$,માં બોરોન પરમાણુની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર $6$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
આ ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપને કારણે,તેઓ તેમનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે દાતા પાસેથી ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડી સ્વીકારી શકે છે,તેથી તેઓ લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.

(C) બોરાઝોલ,જેને અકાર્બનિક બેન્ઝીન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $B_3N_3H_6$ છે.
તે બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ સાથે આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક છે અને તેમાં બોરોન અને નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ એકાંતરે ગોઠવાયેલા હોય તેવી ચક્રીય રચના ધરાવે છે.

(A) વિધાન $(I)$ સાચું છે,જે નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે છે,જ્યાં $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે $(Ga < In < Tl)$.
વિધાન $(II)$ ખોટું છે; બોરોન તેની વિશાળ સહસંયોજક રચનાને કારણે ખૂબ ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવે છે.
વિધાન $(III)$ સાચું છે; બોરોનમાં $d$-કક્ષકોનો અભાવ છે અને તે તેની સંયોજકતા કક્ષામાં મહત્તમ $4$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સમાવી શકે છે.
વિધાન $(IV)$ ખોટું છે; પરમાણ્વીય ત્રિજ્યાનો સાચો ક્રમ $Al > Ga < In$ છે ($Ga$ માં $d$-ઇલેક્ટ્રોનના નબળા શીલ્ડિંગને કારણે).
વિધાન $(V)$ સાચું છે; એલ્યુમિનિયમ સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરવા પર તેની સપાટી પર રક્ષણાત્મક ઓક્સાઇડનું પડ બનાવે છે,જે તેને નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
આમ,વિધાનો $(I, III, V)$ સાચા છે.

(B) જે તત્વ $X$ માટે $T_2 - T_1$ મહત્તમ હોય તે શોધવા માટે,આપણે કોષ્ટકમાં આપેલા દરેક તત્વ માટે તફાવતની ગણતરી કરીએ છીએ:
$B$ માટે: $3923 - 2453 = 1470 \ K$
$Al$ માટે: $2740 - 933 = 1807 \ K$
$Ga$ માટે: $2676 - 303 = 2373 \ K$
$In$ માટે: $2353 - 430 = 1923 \ K$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,મહત્તમ તફાવત $2373 \ K$ છે,જે $Ga$ માટે છે.

(D) જ્યારે એલ્યુમિનિયમ મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે:
$2 Al_{(s)} + 6 HCl_{(aq)} \longrightarrow 2 AlCl_{3(aq)} + 3 H_2 \uparrow$
તે જ રીતે,એલ્યુમિનિયમ જલીય આલ્કલી સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે:
$2 Al_{(s)} + 2 NaOH_{(aq)} + 6 H_2O_{(l)} \longrightarrow 2 Na[Al(OH)_4]_{(aq)} + 3 H_2 \uparrow$
આમ,બંને વાયુઓ $A$ અને $B$ એ $H_2$ છે.

(D) . જ્યારે $Al$ મંદ $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે: $2 Al + 6 HCl \text{ (dil.) } \longrightarrow 2 AlCl_3 + 3 H_2$.
$B$. જ્યારે $Al$ સાંદ્ર $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે નિષ્ક્રિય બની જાય છે અને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરતું નથી.
$C$. સ્ફટિકીય બોરોન રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય છે અને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરવા માટે એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$D$. નિર્જળ $AlCl_3$ ભેજ સાથે જળવિભાજન પામે છે અને $HCl$ ના ધુમાડા મુક્ત કરે છે,$H_2$ વાયુ નહીં: $AlCl_3 + 3 H_2 O \longrightarrow Al(OH)_3 + 3 HCl$.
તેથી,માત્ર વિધાન $A$ સાચું છે.

(D) એસિડિક માધ્યમ $(pH < 7)$ માં,$AlCl_3$ નું જળવિભાજન થઈને હેક્સાએક્વાએલ્યુમિનિયમ$(III)$ કોમ્પ્લેક્સ આયન બને છે.
પ્રક્રિયા: $AlCl_3 + 6H_2O \longrightarrow [Al(H_2O)_6]^{3+} + 3Cl^{-}$
આ કોમ્પ્લેક્સ આયન ઓક્ટાહેડ્રલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(C) એલ્યુમિનિયમ જલીય $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ટેટ્રાહાઈડ્રોક્સોએલ્યુમિનેટ$(III)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H_2O(l) \longrightarrow 2Na[Al(OH)_4](aq) + 3H_2(g)$.
જલીય દ્રાવણમાં,આ ઘટક અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ $[Al(H_2O)_2(OH)_4]^-$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જેમાં $Al$ નો સવર્ગ આંક $6$ છે.

(C) સમૂહ $13$ ના તત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધવી જોઈએ।
પરંતુ, $d$ અને $f$ કક્ષકોની નબળી શીલ્ડિંગ અસર (લેન્થેનોઇડ સંકોચન) ને કારણે, $Tl$ ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા $In$ કરતા થોડી વધારે હોય છે।
સાચો ક્રમ $Al < Ga < In < Tl$ છે, એટલે કે $Tl > In > Ga > Al$।

(B) બોરોન $(B)$ એક અધાતુ છે અને તેના નાના કદ અને ઉચ્ચ આયનીકરણ ઉર્જાને કારણે સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં સ્થાયી ટ્રાયઆયોડાઇડ $(BI_3)$ બનાવતું નથી. જોકે,સમૂહ $13$ ના તત્વો અને નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર (inert pair effect) ના સંદર્ભમાં,$Tl$ (થેલિયમ) સૌથી અલગ છે. નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે $Tl$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા કરતા $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાને વધુ પસંદ કરે છે,જેના કારણે $TlI_3$ અત્યંત અસ્થાયી છે અને તે સરળતાથી $TlI$ અને $I_2$ માં વિઘટિત થાય છે. આમ,$Tl$ સ્થાયી ટ્રાયઆયોડાઇડ બનાવતું નથી.

(D) બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ પાણીમાં ઓગળીને આલ્કલાઇન દ્રાવણ બનાવે છે.
જળવિભાજનની પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Na_2B_4O_7 + 7H_2O \rightarrow 2NaOH + 4H_3BO_3$.
આ પ્રક્રિયામાં,$NaOH$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે અને $H_3BO_3$ (ઓર્થોબોરિક એસિડ) એ ખૂબ જ નિર્બળ એસિડ છે.
પ્રબળ બેઇઝ $NaOH$ ની હાજરીને કારણે,પરિણામી દ્રાવણ સ્વભાવે આલ્કલાઇન હોય છે.

(C) જે ઓક્સાઇડ એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે તેને ઉભયગુણી (amphoteric) ઓક્સાઇડ કહેવામાં આવે છે.
$Al_2O_3$ એ ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ છે.
તે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ બનાવે છે:
$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$.
તે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ સાથે પણ પ્રતિક્રિયા આપીને સોડિયમ એલ્યુમિનેટ બનાવે છે:
$Al_2O_3 + 2NaOH \rightarrow 2NaAlO_2 + H_2O$.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. $H_3BO_3$ (બોરિક એસિડ) ઘન અવસ્થામાં આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ દર્શાવે છે. તેથી,$A-3$.
$B$. $AlCl_3$ બાષ્પ અવસ્થામાં અથવા અધ્રુવીય દ્રાવકોમાં ડાયમર $(Al_2Cl_6)$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તેથી,$B-1$.
$C$. $B_3N_3H_6$ (બોરાઝીન) તેના બેન્ઝીન સાથેના બંધારણીય સામ્યને કારણે અકાર્બનિક બેન્ઝીન તરીકે ઓળખાય છે. તેથી,$C-4$.
$D$. $BF_3$ માં ફ્લોરિનના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બોરોનની ખાલી p-કક્ષક વચ્ચે બેક બોન્ડિંગ જોવા મળે છે. તેથી,$D-2$.
આમ,સાચો ક્રમ $A-3, B-1, C-4, D-2$ છે.

(C) $B_2H_6$ (ડાયબોરેન) અણુમાં બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે.
$B_2H_6$ માં,દરેક બોરોન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ બે બોરોન પરમાણુઓ વચ્ચે સેતુ (bridge) તરીકે કાર્ય કરે છે,જે બે $3c-2e$ (ત્રણ-કેન્દ્ર-બે-ઇલેક્ટ્રોન) બંધ બનાવે છે,જેને હાઇડ્રોજન બ્રિજ બોન્ડ અથવા બનાના બોન્ડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(C) $H_{3}PO_{3}$ (ફોસ્ફરસ એસિડ) ની રચનામાં એક $P=O$ બંધ,બે $P-OH$ બંધ અને એક $P-H$ બંધ હોય છે.
$P-OH$ સમૂહમાં ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે સીધા જોડાયેલા પ્રોટોન એસિડિક હોય છે કારણ કે ઓક્સિજન પરમાણુ વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે,જે $H^+$ આયનનું મુક્ત થવું સરળ બનાવે છે.
ફોસ્ફરસ પરમાણુ સાથે સીધો જોડાયેલો હાઇડ્રોજન પરમાણુ $(P-H)$ એસિડિક નથી કારણ કે $P$ અને $H$ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત ખૂબ ઓછો છે.
તેથી,$H_{3}PO_{3}$ માં $2$ એસિડિક પ્રોટોન હોય છે.

(A) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ ની રચનામાં બે બોરોન પરમાણુઓ હોય છે.
દરેક બોરોન પરમાણુ બે ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે સામાન્ય સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે ($2 \times 2 = 4$ ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન).
બે બોરોન પરમાણુઓ બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જે $3c-2e$ (ત્રણ-કેન્દ્ર બે-ઇલેક્ટ્રોન) બંધ બનાવે છે.
તેથી,તેમાં $4$ ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન અને $2$ બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન હોય છે.

(A, D) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ માં,બંને બોરોન પરમાણુઓ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
તે પ્રતિચુંબકીય (diamagnetic) છે કારણ કે બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે.
તેમાં બે $3C-2e$ (ત્રણ-કેન્દ્ર બે-ઇલેક્ટ્રોન) બંધ હોય છે,જેને બનાના બોન્ડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તેમાં બે પ્રકારના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે: $4$ ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન અને $2$ બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન.

(D) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ એક બ્રિજવાળું બંધારણ ધરાવે છે જેમાં બે $BH_2$ એકમો બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
દરેક બ્રિજ $3$-કેન્દ્ર-$2$-ઇલેક્ટ્રોન $(3c-2e)$ બંધ ધરાવે છે.
આવા બે બ્રિજ હોવાથી,બ્રિજિંગ બંધોમાં સામેલ કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $2 \times 2 = 4$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
આને ઘણીવાર બનાના બોન્ડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) બોરેક્સમાં બોરેટ આયનનું રાસાયણિક સૂત્ર $[B_4O_5(OH)_4]^{2-}$ છે.
$[B_4O_5(OH)_4]^{2-}$ આયનની રચના તપાસતા:
$1$. ચક્રીય બંધારણ બનાવવા માટે $5$ $B-O-B$ લિંકેજ છે.
$2$. બોરોન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા $4$ $B-OH$ બંધો છે.
તેથી,$B-O-B$ લિંક્સની સંખ્યા $5$ છે અને $B-OH$ બંધોની સંખ્યા $4$ છે.

(B) $BrF_3$ જેવા આંતરહેલોજન સંયોજનોનું સ્વ-આયનીકરણ ફ્લોરાઇડ આયન $(F^-)$ ના સ્થાનાંતરણ દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે: $2 BrF_3 \rightleftharpoons BrF_2^+ + BrF_4^-$.
અહીં,$BrF_3$ એસિડ અને બેઇઝ બંને તરીકે વર્તે છે,જે $BrF_2^+$ કેટાયન અને $BrF_4^-$ એનાયન બનાવે છે.

(C) સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં નવી કક્ષકો ઉમેરાવાને કારણે ત્રિસંયોજક કેટાયનોની આયનીય ત્રિજ્યા વધે છે: $B^{3+} < Al^{3+} < Ga^{3+} < In^{3+} < Tl^{3+}$. તેથી,વિધાન $(A)$ ખોટું છે.
$(B)$ $d$ અને $f$ કક્ષકોના નબળા શીલ્ડિંગને કારણે વિદ્યુતઋણતા સમૂહમાં નિયમિત રીતે ઘટતી નથી: $B > Tl > In > Ga > Al$. તેથી,વિધાન $(B)$ ખોટું છે.
$(C)$ બોરોનનું પરમાણુ કદ સમૂહમાં સૌથી નાનું હોવાથી,તેની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ હોય છે: $B > Tl > Ga > Al > In$. તેથી,વિધાન $(C)$ સાચું છે.
$(D)$ ફાજન્સના નિયમ મુજબ,ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતા ધરાવતા નાના કેટાયનો સહસંયોજક બંધ બનાવે છે. સમૂહ $13$ ના તત્વોના ટ્રાયક્લોરાઈડ અને ટ્રાયઆયોડાઈડ સહસંયોજક સ્વભાવના હોય છે. તેથી,વિધાન $(D)$ સાચું છે.

(B) બોરેક્સને ગરમ કરતા પ્રતિક્રિયા: $Na_2 B_4 O_7 \xrightarrow{\Delta} 2 NaBO_2 (X) + B_2 O_3 (Y)$.
બિન-પ્રકાશિત જ્યોતમાં,$CuSO_4$ એ $B_2 O_3$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કોપર$(II)$ મેટાબોરેટ બનાવે છે: $CuSO_4 + B_2 O_3 \xrightarrow{\Delta} Cu(BO_2)_2 (Z) + SO_3$. અહીં,$Z$ માં $Cu$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે.
પ્રકાશિત જ્યોતમાં,$Cu(BO_2)_2$ નું $NaBO_2$ ની હાજરીમાં કાર્બન દ્વારા રિડક્શન થઈને કોપર$(I)$ મેટાબોરેટ બને છે: $2 Cu(BO_2)_2 + 2 NaBO_2 + C \xrightarrow{\Delta} 2 CuBO_2 (Q) + Na_2 B_4 O_7 + CO$. અહીં,$Q$ માં $Cu$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+1$ છે.
આમ,$Z$ અને $Q$ માં $Cu$ ના ઓક્સિડેશન આંક અનુક્રમે $+2$ અને $+1$ છે.

(A) વિધાન $I$: $E^\circ_{Al^{3+}/Al}$ નું પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ આશરે $-1.66 \ V$ છે,જ્યારે $E^\circ_{Tl^{3+}/Tl}$ આશરે $+1.26 \ V$ છે. વધુ ઋણ ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ એ વધુ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા અને વધુ વિદ્યુતધન સ્વભાવ સૂચવે છે. તેથી,વિધાન $I$ સાચું છે.
વિધાન $II$: બોરોનની પ્રથમ ત્રણ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો સરવાળો ખૂબ જ ઊંચો હોવાથી,તે $B^{3+}$ આયનો બનાવી શકતું નથી,જેના કારણે તે ફક્ત સહસંયોજક સંયોજનો બનાવે છે. તેની સરખામણીમાં,એલ્યુમિનિયમની આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો સરવાળો ઘણો ઓછો હોય છે,જે તેને ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં $Al^{3+}$ આયનો બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. તેથી,વિધાન $II$ સાચું છે.