Boron family Questions in Gujarati

(A) બોરોન બીજા આવર્તનું તત્વ છે અને તેની સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2s^2 2p^1$ છે.
તેની સંયોજકતા કક્ષામાં $d$-કક્ષકોનો અભાવ હોવાથી,તેની મહત્તમ સહસંયોજકતા $4$ સુધી મર્યાદિત છે.
તેથી,બોરોન $BF_6^{3-}$ બનાવી શકતું નથી કારણ કે તેના માટે $6$ ના સવર્ગ આંકની જરૂર પડે છે અને વધારાના ઇલેક્ટ્રોનને સમાવવા માટે $d$-કક્ષકોની જરૂર હોય છે.

(A) પ્રક્રિયા $2x + B_2H_6 \rightarrow [BH_2x_2]^+ [BH_4]^-$ એ ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ ના અસમપ્રમાણ વિભાજનને દર્શાવે છે.
$NH_3$ જેવા નાના એમાઈન આ પ્રકારની પ્રક્રિયા કરીને આયનીય નીપજો બનાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$2 NH_3 + B_2H_6 \rightarrow [BH_2(NH_3)_2]^+ [BH_4]^-$.
તેથી,$x$ એ $NH_3$ છે.

(C) $1$. $B(OH)_3$ (ઓર્થોબોરિક એસિડ) નું ઉચ્ચ તાપમાને ઉષ્મીય વિઘટન $B_2O_3$ અને પાણીની વરાળ આપે છે. તેથી,$X = B_2O_3$ અને $Z = H_2O$ છે.
$2$. $B_2O_3$ ને $Mg$ અથવા $Fe$ નો ઉપયોગ કરીને તત્વ $Boron$ માં રિડક્શન કરી શકાય છે.
$3$. $B_2O_3$ એ $PCl_5$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $BCl_3$ બનાવે છે. $BCl_3$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને $B(OH)_3$ પુનઃસ્થાપિત કરે છે.
$4$. $BCl_3$ ઉચ્ચ તાપમાને $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અકાર્બનિક બેન્ઝીન $(B_3N_3H_6)$ બનાવે છે. તેથી,$Y = BCl_3$ છે.
$5$. આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ ની રચનામાં,ચાર ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ બોરોન પરમાણુઓ સાથે સામાન્ય સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જે $2C-2e^-$ (ટુ-સેન્ટર-ટુ-ઇલેક્ટ્રોન) બંધ છે.
ત્યાં બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે,જેમાંથી દરેક બે બોરોન પરમાણુઓ સાથે $3C-2e^-$ (થ્રી-સેન્ટર-ટુ-ઇલેક્ટ્રોન) બંધ દ્વારા જોડાયેલ છે,જેને બનાના બોન્ડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(D) $Zn(OH)_2$,$Pb(OH)_2$,અને $Al(OH)_3$ એ ઉભયગુણી હાઇડ્રોક્સાઇડ છે.
તેઓ $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ ક્ષાર બનાવે છે.
$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$ (સોડિયમ ઝિંકેટ)
$Pb(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Pb(OH)_4]$ (સોડિયમ પ્લમ્બાઇટ)
$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$ (સોડિયમ એલ્યુમિનેટ)
તેથી,આ બધા જ વધારાના $NaOH$ માં ઓગળી શકે છે.

(A) જ્યારે $Al_2(SO_4)_3$ ના જલીય દ્રાવણમાં એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NH_4OH)$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Al(OH)_3)$ ના સફેદ જેલી જેવા અવક્ષેપ બને છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Al^{3+} (aq) + 3NH_4OH (aq) \rightarrow Al(OH)_3 (s) + 3NH_4^+ (aq)$.
$Al(OH)_3$ ના આ અવક્ષેપ એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NH_4OH)$ ના વધારામાં અદ્રાવ્ય છે.

(A) બોરોન ટ્રાયહેલાઈડ્સ $(BX_3)$ ની લુઈસ એસિડિકતા હેલોજન પરમાણુ અને બોરોન પરમાણુ વચ્ચેના $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગ પર આધાર રાખે છે.
$BF_3$ માં,ફ્લોરિન પરમાણુનું કદ નાનું હોય છે અને તેની $2p$ કક્ષકો બોરોનની ખાલી $2p$ કક્ષક સાથે અસરકારક રીતે ઓવરલેપ થાય છે,જે મજબૂત બેક-બોન્ડિંગ તરફ દોરી જાય છે.
આ બોરોનની ઈલેક્ટ્રોનની ઉણપને ઘટાડે છે,જેનાથી $BF_3$ સૌથી નિર્બળ લુઈસ એસિડ બને છે.
જેમ જેમ હેલોજનનું કદ $F$ થી $I$ તરફ વધે છે,તેમ બેક-બોન્ડિંગનું પ્રમાણ ઘટે છે,જેનાથી બોરોન પરમાણુ વધુ ઈલેક્ટ્રોન-ઉણપ વાળો બને છે અને લુઈસ એસિડિકતા વધે છે.
લુઈસ એસિડિકતાનો ક્રમ: $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$ છે.

(D) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ માં, બે પ્રકારના $B-H$ બંધ હોય છે: ટર્મિનલ અને બ્રિજ બંધ。
$1$. $4$ ટર્મિનલ $B-H$ બંધ છે જે $2c-2e$ બંધ છે અને લંબાઈમાં સમાન $(119 \text{ pm})$ છે。
$2$. $2$ બ્રિજ $B-H$ બંધ છે જે $3c-2e$ બંધ છે અને લંબાઈમાં સમાન $(134 \text{ pm})$ છે。
$3$. $B-H-B$ બ્રિજમાં બંધકોણ આશરે $97^{\circ}$ છે, અને ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન માટે $H-B-H$ ખૂણો આશરે $120^{\circ}$ છે。
તેથી, આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે。

(A) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ અથવા સોડિયમ $(Na)$ જેવી ધાતુઓ સાથે બોરોન ટ્રાયોક્સાઈડ $(B_2O_3)$ નું રિડક્શન સામાન્ય રીતે અસ્ફટિકમય (amorphous) બોરોન આપે છે.
જોકે,ઊંચા તાપમાને એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ સાથે $B_2O_3$ નું રિડક્શન એ સ્ફટિકમય બોરોન મેળવવા માટેની સામાન્ય પદ્ધતિ છે.
તેથી,પ્રક્રિયા $B_2O_3 + 2Al \rightarrow 2B + Al_2O_3$ સ્ફટિકમય બોરોન આપે છે.

(C) બોરોન કાર્બાઈડ $(B_4C)$ એ અત્યંત સખત સિરામિક પદાર્થ છે જેનો ઉપયોગ ટેન્ક આર્મર,બુલેટપ્રૂફ જેકેટ અને એન્જિન સેબોટેજ પાવડરમાં થાય છે,અને તેને નોર્બિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
બોરોન કાર્બાઈડ ખૂબ જ સખત હોવા છતાં,તે સૌથી સખત પદાર્થ નથી; હીરો તેના કરતા ઘણો વધારે સખત છે.
સિલિકોન કાર્બાઈડનો ઉપયોગ તેની ટકાઉપણું અને ખર્ચ-અસરકારકતાને કારણે કાપવા અને ઘસવા માટે થાય છે,જ્યારે બોરોન કાર્બાઈડનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વિશિષ્ટ આર્મર એપ્લિકેશન્સ માટે થાય છે.
તેથી,તે સૌથી સખત પદાર્થ છે તેવું વિધાન ખોટું છે.

(D) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ માં:
$1.$ દરેક બોરોન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જે સાચું છે.
$2.$ $H-B-H$ બ્રિજ ખૂણો $180^o$ નથી; તે આશરે $97^o$ છે,તેથી વિધાન $2$ ખોટું છે.
$3.$ દરેક બોરોન પરમાણુ બે ટર્મિનલ $B-H$ બંધ દ્વારા બે ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે સાચું છે.
$4.$ ડાયબોરેનમાં $12$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $(2 \times 3 + 6 \times 1 = 12)$ હોય છે,જે $6$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે (દરેક $2$ ઇલેક્ટ્રોન સાથે),તેથી $12$ બંધનકર્તા ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ છે,જે સાચું છે.
તેથી,વિધાનો $1, 3$ અને $4$ સાચા છે.

(D) જ્યારે $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$ (બોરેક્સ) ને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સ્ફટિકીકરણનું પાણી ગુમાવે છે અને ફૂલે છે. વધુ ગરમ કરવા પર,તે $NaBO_2$ (સોડિયમ મેટાબોરેટ) અને $B_2O_3$ (બોરિક એનહાઇડ્રાઇડ અથવા બોરોન ટ્રાયોક્સાઇડ) ધરાવતું સ્પષ્ટ,પારદર્શક કાચ જેવું મણકું બનાવવા માટે ઓગળે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O \xrightarrow{\Delta} Na_2B_4O_7 + 10H_2O$
$Na_2B_4O_7 \xrightarrow{\Delta} 2NaBO_2 + B_2O_3$
આમ,પારદર્શક કાચ જેવો પદાર્થ એ સોડિયમ મેટાબોરેટ અને બોરિક એનહાઇડ્રાઇડનું મિશ્રણ છે.
વિકલ્પ $(D)$ સાચો છે.

(A) $B_2H_6$ ની રચનામાં બે બોરોન પરમાણુઓ અને છ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે.
ચાર હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે,જે દરેક બોરોન પરમાણુ સાથે સામાન્ય સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે. આ $2$-કેન્દ્ર-$2$-ઇલેક્ટ્રોન $(2C-2e)$ બંધ છે.
બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે,જે દરેક બંને બોરોન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા છે. આ બ્રિજ બંધ $3$-કેન્દ્ર-$2$-ઇલેક્ટ્રોન $(3C-2e)$ બંધ છે.
તેથી,આ રચનામાં ચાર $2C-2e$ બંધ અને બે $3C-2e$ બંધ હોય છે.

(B) ખોટું. બોરેક્સનું સામાન્ય સ્વરૂપ $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$ છે.
$B$ સાચું. કોલેમનાઈટ $Ca_2B_6O_{11} \cdot 5H_2O$ છે.
$C$ ખોટું. બોરોનેટ્રોકેલ્સાઈટ (યુલેક્સાઈટ) $NaCaB_5O_9 \cdot 8H_2O$ છે.
$D$ ખોટું. બોરેક્સનું અષ્ટફલકીય સ્વરૂપ $Na_2[B_4O_5(OH)_4] \cdot 8H_2O$ છે.

(A) બોરોન હાઇડ્રાઇડ્સને બે મુખ્ય શ્રેણીઓમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: $B_nH_{n+4}$ અને $B_nH_{n+6}$.
$B_nH_{n+6}$ શ્રેણીના સભ્યો સામાન્ય રીતે $B_nH_{n+4}$ શ્રેણી કરતા ઓછા સ્થાયી હોય છે.
ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ એક રંગહીન,અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ વાયુ છે જે નીચા તાપમાને સ્થાયી છે પરંતુ ઓક્સિજન સાથે અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક પ્રતિક્રિયા આપે છે.

(C) પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$B_2H_6 + 2KOH + 2H_2O \rightarrow 2KBO_2 + 6H_2$
$2Al + 2KOH + 2H_2O \rightarrow 2KAlO_2 + 3H_2$
આમ,બંને પ્રક્રિયાઓમાં $KMO_2$ (જ્યાં $M$ એ $B$ અથવા $Al$ છે) પ્રકારનો ક્ષાર મળે છે.
તેથી,વિકલ્પ $(C)$ સાચો છે.

(A) જવાબ:- $(A)$ મેટાબોરેટ
ગરમ કરવા પર,બોરેક્સ તેના સ્ફટિકીકરણના પાણીને ગુમાવે છે અને ફૂલીને એક રુંવાટીદાર દ્રવ્ય બનાવે છે. વધુ ગરમ કરવા પર,તે પીગળીને એક સ્પષ્ટ પ્રવાહી આપે છે જે ઠંડુ થતા પારદર્શક કાચ જેવું મણકું (bead) બનાવે છે,જેમાં સોડિયમ મેટાબોરેટ અને બોરિક એનહાઇડ્રાઇડ હોય છે.
$Na_{2}B_{4}O_{7} \cdot 10H_{2}O$ $\xrightarrow{\Delta} Na_{2}B_{4}O_{7}$ $\xrightarrow{\Delta} 2NaBO_{2} + B_{2}O_{3}$
આમ,મેટાબોરેટ બને છે.

(B) બોરોન નાઈટ્રાઈડ $(BN)$ ને અકાર્બનિક ગ્રેફાઇટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે $BN$ સૂત્ર ધરાવતું રાસાયણિક સંયોજન છે,જેમાં બોરોન અને નાઈટ્રોજનના પરમાણુઓ સમાન સંખ્યામાં હોય છે.
$BN$ એ કાર્બન સાથે આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક છે અને ગ્રેફાઇટ જેવું જ સ્તરીય બંધારણ ધરાવે છે,તેથી તેને અકાર્બનિક ગ્રેફાઇટ કહેવામાં આવે છે.

(C) નિર્જળ $AlCl_3$ એ ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયાઓ અને પેટ્રોલિયમના ક્રેકિંગમાં ઉદ્દીપક તરીકે વપરાતો જાણીતો લુઈસ એસિડ છે. જોકે,હાઇડ્રેટેડ $AlCl_3$ (જેને $AlCl_3 \cdot 6H_2O$ તરીકે લખવામાં આવે છે) મુખ્યત્વે ડાઇંગ ઉદ્યોગમાં મોર્ડન્ટ તરીકે વપરાય છે. પ્રશ્નમાં ખાસ કરીને હાઇડ્રેટેડ $AlCl_3$ ના ઉપયોગ વિશે પૂછવામાં આવ્યું હોવાથી,સાચો જવાબ મોર્ડન્ટ છે.

(A) ઓર્થોબોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ નું તાપીય વિઘટન નીચે મુજબના તબક્કામાં થાય છે:
$1$. $100^{\circ}C$ $(T_1)$ તાપમાને,$H_3BO_3$ પાણી ગુમાવીને મેટાબોરિક એસિડ $(HBO_2)$ બનાવે છે:
$H_3BO_3 \xrightarrow{100^{\circ}C} HBO_2 + H_2O$
$2$. $160^{\circ}C$ $(T_2)$ તાપમાને,મેટાબોરિક એસિડ $(HBO_2)$ ટેટ્રાબોરિક એસિડ $(H_2B_4O_7)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે:
$4HBO_2 \xrightarrow{160^{\circ}C} H_2B_4O_7 + H_2O$
$3$. વધુ ગરમ કરવાથી (red hot),ટેટ્રાબોરિક એસિડ બોરોન ટ્રાયોક્સાઇડ $(B_2O_3)$ માં વિઘટિત થાય છે:
$H_2B_4O_7 \xrightarrow{\Delta} 2B_2O_3 + H_2O$
આમ,$X$ એ મેટાબોરિક એસિડ છે અને $Y$ એ ટેટ્રાબોરિક એસિડ છે.

(B) બોરોન હેલાઈડ્સની લુઈસ એસિડિકતાનો ક્રમ હેલોજન પરમાણુ અને બોરોન પરમાણુ વચ્ચેના $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગ પર આધાર રાખે છે.
હેલોજનથી બોરોનની ખાલી $p$-કક્ષકમાં બેક-ડોનેશનની વૃત્તિ $BF_3$ માં સૌથી વધુ હોય છે,કારણ કે ફ્લોરિન પરમાણુનું કદ નાનું હોવાથી તે અસરકારક ઓવરલેપિંગ કરી શકે છે.
જેમ જેમ હેલોજનનું કદ $F$ થી $I$ તરફ વધે છે,તેમ બેક-બોન્ડિંગની અસરકારકતા ઘટે છે,જેનાથી બોરોન પરમાણુ વધુ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ વાળો બને છે.
તેથી,લુઈસ એસિડિકતાનો ઘટતો ક્રમ $BI_3 > BBr_3 > BCl_3 > BF_3$ છે.

(D) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ માં,બંધારણ બે $BH_2$ સમૂહોનું બનેલું છે જે બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ દ્વારા જોડાયેલા છે.
ટર્મિનલ $B-H$ બંધ એ સામાન્ય $2c-2e$ (બે-કેન્દ્ર,બે-ઇલેક્ટ્રોન) સહસંયોજક બંધ છે,જ્યારે બ્રિજિંગ $B-H-B$ બંધ એ $3c-2e$ (ત્રણ-કેન્દ્ર,બે-ઇલેક્ટ્રોન) બંધ છે.
આ બંધોના સ્વભાવમાં તફાવતને કારણે,ટર્મિનલ $B-H$ બંધની લંબાઈ $(119 \text{ pm})$ એ બ્રિજિંગ $B-H$ બંધની લંબાઈ $(134 \text{ pm})$ કરતા ટૂંકી હોય છે.
તેથી,એવું વિધાન કે બધા $B-H$ બંધની લંબાઈ સમાન હોય છે,તે ખોટું છે.

(C) બોરેક્સ આયનનું બંધારણ $[B_4O_5(OH)_4]^{2-}$ છે.
આ બંધારણમાં બે બોરોન પરમાણુઓ ટેટ્રાહેડ્રલ સંયોજનમાં (દરેક ચાર ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા) અને બે બોરોન પરમાણુઓ ત્રિકોણીય સંયોજનમાં (દરેક ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા) હોય છે.
તેથી,વિધાન $c$ સાચું છે: બે બોરોન પરમાણુઓમાં ચાર $B-O$ બંધ હોય છે જ્યારે અન્ય બેમાં ત્રણ $B-O$ બંધ હોય છે.
વધુમાં,બંધારણમાં ચાર $-OH$ જૂથો છે,જે દરેક ચાર બોરોન પરમાણુઓમાંથી એક સાથે જોડાયેલા છે. આમ,દરેક બોરોન પરમાણુમાં એક $-OH$ જૂથ જોડાયેલું હોય છે.
તેથી,વિધાન $d$ પણ સાચું છે.
સાચા વિધાનો $c$ અને $d$ છે.

(D) બોરોન કાર્બાઇડ $B_4C$ નો ઉપયોગ ડાયબોરેન બનાવવા માટે થતો નથી.
તેનો ઉપયોગ બોરોન મેળવવા,પોલિશિંગ માટે ઘર્ષક તરીકે અને બુલેટ-પ્રૂફ કપડાં બનાવવા માટે થાય છે.

(A) $BCl_{3}$ એ લુઈસ એસિડ છે અને $NH_{3}$ એ લુઈસ બેઇઝ છે. તેઓ વિસ્થાપન પ્રક્રિયાને બદલે એડક્ટ,$BCl_{3} \cdot NH_{3}$ બનાવવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે. તેથી,વિકલ્પ $A$ માં આપેલી પ્રક્રિયા ખોટી છે.
$AlCl_{3}$ પાણીમાં જલીયકરણ પામીને $[Al(H_{2}O)_{6}]^{3+}$ આયનો બનાવે છે,જે અષ્ટફલકીય હોય છે.
$H_{3}BO_{3}$ પાણીમાં $OH^{-}$ આયનો સ્વીકારીને $[B(OH)_{4}]^{-}$ બનાવવા માટે લુઈસ એસિડ તરીકે કાર્ય કરે છે.
બોરેક્સ પાણીમાં જળવિભાજન પામીને $H_{3}BO_{3}$ અને $[B(OH)_{4}]^{-}$ બનાવે છે,જે બેઝિક $pH$ ધરાવતું બફર દ્રાવણ બનાવે છે.

(B) $TlI_3$ માં $Tl^{3+}$ આયન અને $I^-$ આયનો હોય છે,પરંતુ તે વાસ્તવમાં $Tl^+$ આયન અને ટ્રાયઆયોડાઇડ આયન,$I_3^-$ ધરાવતું સંકીર્ણ ક્ષાર છે. તેથી,તેને $Tl^+[I_3]^-$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
$CsI_3$ પણ $Cs^+$ આયન અને ટ્રાયઆયોડાઇડ આયન,$I_3^-$ ધરાવતું ક્ષાર છે.
બંને સંયોજનો સમાન $I_3^-$ ઋણાયન ધરાવે છે અને ધન આયનોના મોટા કદને કારણે સમાન લેટીસ બંધારણ ધરાવે છે,તેથી $TlI_3$ એ $CsI_3$ સાથે સમરૂપ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા: $2BF_3 + 6NaH \xrightarrow{450 \ K} B_2H_6 + 6NaF$. તેથી,$X$ એ ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ છે.
$1$. $B_2H_6$ નું જળવિભાજન થઈને બોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ મળે છે,જે નિર્બળ મોનોબેઝિક એસિડ છે. આ વિધાન સાચું છે.
$2$. $B_2H_6$ માં બેક બોન્ડિંગ હોતું નથી; તે $3c-2e$ બંધ ધરાવતો ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતો અણુ છે. આ વિધાન ખોટું છે.
$3$. $B_2H_6$ ની રચનામાં,બે બોરોન પરમાણુઓ અને ચાર ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોય છે. તેથી,એક સમતલમાં પરમાણુઓની મહત્તમ સંખ્યા $6$ છે. આ વિધાન સાચું છે.
$4$. $B_2H_6$,$O_2$ માં સળગીને $B_2O_3$ (બોરોન સેસ્ક્યુઓક્સાઈડ) બનાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.

(B) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ ની એમોનિયા $(NH_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા મોલર ગુણોત્તર અને તાપમાન પર આધાર રાખે છે.
નીચા તાપમાને,$B_2H_6$ એ $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $B_2H_6 \cdot 2NH_3$ એડક્ટ બનાવે છે,જે આયનીય સ્વભાવ ધરાવે છે,એટલે કે $[BH_2(NH_3)_2]^+ [BH_4]^-$.
જો કે,$THF$ (ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન) ને દ્રાવક તરીકે વાપરવાથી ડાયબોરેન બ્રિજનું વિભાજન થઈને મોનોમેરિક બોરેન-$THF$ સંકિર્ણ,$BH_3 \cdot THF$ બને છે.
જ્યારે આ $BH_3 \cdot THF$ સંકિર્ણમાં $NH_3$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા ઇચ્છિત $BH_3 \cdot NH_3$ એડક્ટ બનાવે છે.
તેથી,વિદ્યાર્થી $II$ ને સાચું અંતિમ ઉત્પાદન મળવાની અપેક્ષા છે.

(D) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ એ $T.H.F.$,$Me_3N$ અને $C_5H_5N$ જેવા લુઈસ બેઇઝ સાથે સમપ્રમાણ વિભાજન અનુભવીને $BH_3 \cdot L$ પ્રકારના એડક્ટ બનાવે છે.
જોકે,$MeNH_2$ અથવા $NH_3$ જેવા નાના અને વધુ બેઝિક એમાઈન સાથે,તે અસમપ્રમાણ વિભાજન અનુભવીને $[BH_2(L)_2]^+ [BH_4]^-$ પ્રકારની આયનીય સ્પીસીઝ બનાવે છે.
તેથી,$MeNH_2$ અસમપ્રમાણ વિભાજન પ્રેરે છે.

(C) બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ નું ઉષ્મીય વિઘટન સોડિયમ મેટાબોરેટ $(NaBO_2)$ અને બોરોન ટ્રાયોક્સાઈડ $(B_2O_3)$ આપે છે.
આમ,$X = B_2O_3$.
$B_2O_3$ ની ક્રોમિયમ$(III)$ ઓક્સાઈડ $(Cr_2O_3)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ક્રોમિયમ$(III)$ મેટાબોરેટ $(Cr(BO_2)_3)$ બને છે,જે લીલા રંગના મણકા જેવું હોય છે.
આમ,$Y = Cr(BO_2)_3$.

(A) બોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ માં ત્રણ $OH$ સમૂહો હોય છે,પરંતુ તે જલીય દ્રાવણમાં મોનોબેઝિક લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
તે $H^+$ આયનો મુક્ત કરવા માટે વિયોજન પામતું નથી.
તેના બદલે,તે પાણીમાં રહેલા $OH^-$ આયનો પાસેથી ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારીને $[B(OH)_4]^-$ સંકીર્ણ આયન બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $H_3BO_3 + H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H^+$.
આ પ્રક્રિયા દ્વારા તે પ્રતિ અણુ એક $H^+$ આયન મુક્ત કરે છે,તેથી તેની બેઝિસિટી $1$ છે.

(D) ઓર્થોબોરિક એસિડનું રાસાયણિક સૂત્ર $H_3BO_3$ અથવા $B(OH)_3$ છે.
$H_3BO_3$ માં,બોરોન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે,જે તેને ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ આપે છે.
ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ અને બોરોન પરમાણુ એક જ સમતલમાં આવેલા છે.
વધુમાં,ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ પણ $B(OH)_3$ એકમના સમતલીય બંધારણને કારણે તે જ સમતલમાં રહે છે.
તેથી,બધા $7$ પરમાણુઓ ($1$ $B$,$3$ $O$,અને $3$ $H$) એક જ સમતલમાં હાજર છે.

(C) બોરોન ટ્રાયફ્લોરાઈડની ડાયઈથાઈલ ઈથરમાં લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ સાથેની પ્રક્રિયાથી ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ મળે છે:
$4BF_3 + 3LiAlH_4 \rightarrow 2B_2H_6 + 3LiF + 3AlF_3$
આમ,$X$ એ ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ છે.
ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ ની રચના:
$1$. તેમાં ચાર $2$-કેન્દ્ર-$2$-ઇલેક્ટ્રોન $(2c-2e)$ બંધ (ટર્મિનલ $B-H$ બંધ) હોય છે.
$2$. તેમાં બે $3$-કેન્દ્ર-$2$-ઇલેક્ટ્રોન $(3c-2e)$ બંધ (બ્રિજિંગ $B-H-B$ બંધ) હોય છે.
$3$. બંધનમાં કુલ $12$ ઇલેક્ટ્રોન ભાગ લે છે.
$4$. ડાયબોરેન $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બોરાઝીન અથવા આયનિક સંયોજન $[H_2B(NH_3)_2]^+[BH_4]^-$ જેવા વિવિધ ઉત્પાદનો આપે છે.
તેથી,$X$ એ $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી તે વિધાન ખોટું છે.

(D) બોરેક્સ,$Na_2[B_4O_5(OH)_4] \cdot 8H_2O$,નીચેના ગુણધર્મો દર્શાવે છે:
$1$. ગરમ કરવા પર,તે સ્ફટિકીકરણનું પાણી ગુમાવે છે અને ફૂલીને પારદર્શક કાચ જેવો મણકો બનાવે છે,જેને ઇન્ટ્યુમેસેન્ટ (intumescent) ગુણધર્મ કહેવાય છે.
$2$. ટેટ્રાબોરેટ આયન $[B_4O_5(OH)_4]^{2-}$ ની રચનામાં બે $BO_3$ ત્રિકોણ અને બે $BO_4$ ચતુષ્ફલક ખૂણાઓ શેર કરીને બે સમાન છ-સભ્યની રીંગ બનાવે છે.
$3$. જળવિભાજન પર,$1 \ mole$ બોરેક્સ $2 \ moles$ $H_3BO_3$ અને $2 \ moles$ $NaOH$ ઉત્પન્ન કરે છે. ઉત્પન્ન થયેલ $2 \ moles$ $NaOH$ ને $2 \ moles$ $HCl$ દ્વારા તટસ્થ કરવામાં આવે છે $(NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O)$.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(B) કોલેમાનાઈટ $(2CaO \cdot 3B_2O_3)$ માંથી બોરેક્સના નિષ્કર્ષણમાં નીચેના પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. કોલેમાનાઈટને સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના દ્રાવણ સાથે ઉકાળવામાં આવે છે:
$2CaO \cdot 3B_2O_3 + 2Na_2CO_3 \to 2CaCO_3 \downarrow + Na_2B_4O_7 + 2NaBO_2$
અહીં,$CaCO_3$ એ અવક્ષેપ $(Z)$ છે.
$2$. ફિલ્ટ્રેટમાં $Na_2B_4O_7$ અને $NaBO_2$ હોય છે. સાંદ્રતા અને ઠંડુ પાડ્યા પછી,બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ અવક્ષેપ $(Y)$ તરીકે સ્ફટિકીકૃત થાય છે,જ્યારે સોડિયમ મેટાબોરેટ $(NaBO_2)$ ફિલ્ટ્રેટ $(X)$ માં રહે છે.
$3$. ફિલ્ટ્રેટ $(X = NaBO_2)$ માંથી $CO_2$ પસાર કરવામાં આવે છે જેથી તેનું બોરેક્સ $(Y = Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ માં રૂપાંતર થાય:
$4NaBO_2 + CO_2 \to Na_2B_4O_7 + Na_2CO_3$
આમ,$X$ એ $NaBO_2$ છે અને $Y$ એ $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$ છે.

(B) ગેલિયમ $(Ga)$ નું ગલનબિંદુ $30^{\circ} C$ છે અને ઉત્કલનબિંદુ $2240^{\circ} C$ છે.
આ ખૂબ જ ઊંચા ઉત્કલનબિંદુ અને નીચા ગલનબિંદુને કારણે,તે તાપમાનની વિશાળ શ્રેણીમાં પ્રવાહી અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તેથી,તેનો ઉપયોગ ઊંચા તાપમાનના થર્મોમીટરમાં થાય છે.

(A) $B_2O_3$ એ એસિડિક ઓક્સાઇડ છે.
$Al_2O_3$ અને $Ga_2O_3$ એ ઉભયગુણી (amphoteric) ઓક્સાઇડ છે.
$In_2O_3$ એ બેઝિક ઓક્સાઇડ છે.

(A) બોરોનનો પરમાણુ ક્રમાંક $5$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^2 2s^2 2p^1$ છે.
બોરોન પરમાણુનું કદ નાનું હોવાને કારણે,ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ જ વધારે હોય છે.
પ્રથમ,દ્વિતીય અને તૃતીય આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો સરવાળો એટલો મોટો હોય છે કે તેની ભરપાઈ લેટીસ ઉર્જા (આયનીય ઘન પદાર્થોના કિસ્સામાં) અથવા હાઇડ્રેશન ઉર્જા (જલીય દ્રાવણોના કિસ્સામાં) દ્વારા થઈ શકતી નથી.
તેથી,બોરોન સરળતાથી $B^{3+}$ કેટાયન બનાવતું નથી.

(C) $BF_3$ નું જળવિભાજન બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. $BF_3$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને બોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ અને હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ $(HF)$ બનાવે છે:
$BF_3 + 3 H_2O \rightarrow B(OH)_3 + 3 HF$
$2$. ઉત્પન્ન થયેલ $HF$ વધારાના $BF_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફ્લોરોબોરિક એસિડ $(HBF_4)$ બનાવે છે:
$3 HF + 3 BF_3 \rightarrow 3 H[BF_4]$
આમ,કુલ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$4 BF_3 + 3 H_2O \rightarrow B(OH)_3 + 3 H[BF_4]$
તેથી,$H_3BO_3$ અને $HBF_4$ બંને બને છે.

(D) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ માં,બે બોરોન પરમાણુઓ એકબીજા સાથે સીધા જોડાયેલા હોતા નથી.
તેના બદલે,તેઓ બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જે બે $3c-2e$ (ત્રણ-કેન્દ્ર બે-ઇલેક્ટ્રોન) બંધ બનાવે છે,જેને બનાના બોન્ડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
દરેક બોરોન પરમાણુ સામાન્ય $2c-2e$ સહસંયોજક બંધ દ્વારા બે ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે પણ જોડાયેલ હોય છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે બોરોન પરમાણુઓ હાઇડ્રોજન બ્રિજ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

(B) બોરોન ટ્રાયહેલાઈડ્સ $(BX_3)$ ની લુઈસ એસિડ પ્રબળતા હેલોજન પરમાણુ અને બોરોન પરમાણુ વચ્ચેના $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગની માત્રા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$BF_3$ માં,ફ્લોરિન પરમાણુનું કદ નાનું હોય છે અને તેની $2p$ કક્ષકો બોરોનની ખાલી $2p$ કક્ષક સાથે અસરકારક રીતે ઓવરલેપ થાય છે,જે મજબૂત બેક-બોન્ડિંગ તરફ દોરી જાય છે.
આ બોરોનની ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ ઘટાડે છે,જેનાથી $BF_3$ સૌથી નબળો લુઈસ એસિડ બને છે.
જેમ જેમ હેલોજનનું કદ $F$ થી $I$ સુધી વધે છે,તેમ $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગની અસરકારકતા ઘટે છે $(F > Cl > Br > I)$.
તેથી,બોરોનની ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ વધે છે અને લુઈસ એસિડ પ્રબળતા આ ક્રમમાં વધે છે: $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$.

(A) $(I)$ બોરોન ટ્રાયહેલાઈડ્સની લુઈસ એસિડિકતા હેલોજન પરમાણુ અને બોરોન પરમાણુ વચ્ચેના $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગની માત્રા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(II)$ $BF_3$ માં,ફ્લોરિન પરમાણુનું કદ નાનું હોવાથી તે અસરકારક $2p-2p$ બેક-બોન્ડિંગ બનાવે છે,જે બોરોન પરમાણુની ઈલેક્ટ્રોનની ઉણપને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
$(III)$ જેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ $F$ થી $I$ તરફ વધે છે,તેમ બેક-બોન્ડિંગની અસરકારકતા ઘટે છે,જેનાથી બોરોન પરમાણુ વધુ ઈલેક્ટ્રોન-ઉણપ વાળો બને છે અને તેથી વધુ એસિડિક બને છે.
$(IV)$ તેથી,લુઈસ એસિડિક પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$ છે.

(C) $H_2S_2O_8$ (પેરોક્સિડાયસલ્ફ્યુરિક એસિડ) માં,બે સલ્ફર પરમાણુઓ વચ્ચે પેરોક્સી બંધ $(-O-O-)$ હોય છે. તેનું બંધારણ $HO-SO_2-O-O-SO_2-OH$ છે. તેથી,તેમાં $S-S$ બંધ હોતો નથી.

(A) જ્યારે $AlCl_3 \cdot 6H_2O$ ને સખત ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે જળવિભાજન અને નિર્જલીકરણ પામીને એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ $(Al_2O_3)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2(AlCl_3 \cdot 6H_2O) \xrightarrow{\Delta} Al_2O_3 + 6HCl + 9H_2O$.

(A) $(I)$ બોરોન ટ્રાયહેલાઈડ $(BX_3)$ ની લુઈસ એસિડિકતા હેલોજન પરમાણુના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બોરોન પરમાણુની ખાલી $p$-કક્ષક વચ્ચેના $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગ પર આધાર રાખે છે.
$(II)$ જેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ $F$ થી $I$ તરફ વધે છે,તેમ $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગની અસરકારકતા ઘટે છે કારણ કે બોરોનની $2p$ કક્ષક અને હેલોજનની $np$ કક્ષક વચ્ચેનું ઓવરલેપ ઓછું અસરકારક બને છે.
$(III)$ પરિણામે,$BF_3$ માં સૌથી મજબૂત બેક-બોન્ડિંગ હોય છે,જે તેને સૌથી નિર્બળ લુઈસ એસિડ બનાવે છે,જ્યારે $BI_3$ માં સૌથી નબળું બેક-બોન્ડિંગ હોય છે,જે તેને સૌથી પ્રબળ લુઈસ એસિડ બનાવે છે.
$(IV)$ તેથી,લુઈસ એસિડિકતાનો સાચો ક્રમ $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$ છે.

(D) $H_3BO_3$ (ઓર્થોબોરિક એસિડ) ઠંડા પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય છે પરંતુ ગરમ પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય છે.
તે નિર્બળ મોનોબેઝિક લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે કારણ કે તે પાણીમાંથી $OH^-$ આયન સ્વીકારે છે: $B(OH)_3 + 2H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H_3O^+$.
તે ત્યારે બને છે જ્યારે બોરેક્સ ખનિજ એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે: $Na_2B_4O_7 + 2HCl + 5H_2O \rightarrow 2NaCl + 4H_3BO_3$.

(B) પગલું $1$: $Na_2B_4O_7 + 2HCl + 5H_2O \rightarrow 2NaCl + 4H_3BO_3$. તેથી,$X$ એ એસિડ છે.
પગલું $2$: $2H_3BO_3 \xrightarrow{\Delta} B_2O_3 + 3H_2O$.
પગલું $3$: $B_2O_3 + 2Al \xrightarrow{\Delta} 2B + Al_2O_3$. તેથી,$Y$ એ એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ છે,જે બોરોન મેળવવા માટે રિડક્શન કર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) મોનોબેઝિક એસિડ એટલે એવો એસિડ જે જલીય દ્રાવણમાં અણુ દીઠ માત્ર એક $H^+$ આયન મુક્ત કરે છે.
$H_3PO_2$ (હાઇપોફોસ્ફરસ એસિડ) એ મોનોબેઝિક એસિડ છે કારણ કે તેમાં માત્ર એક $P-OH$ બંધ હોય છે.
$H_3BO_3$ (બોરિક એસિડ) પાણીમાંથી $OH^-$ સ્વીકારીને મોનોબેઝિક લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે $(B(OH)_3 + H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H^+)$.
$HCl$ એ પ્રબળ મોનોબેઝિક એસિડ છે.
$H_3PO_3$ (ફોસ્ફરસ એસિડ) એ ડાયબેઝિક એસિડ છે કારણ કે તેમાં બે $P-OH$ બંધ હોય છે,જે તેને અણુ દીઠ બે $H^+$ આયનો મુક્ત કરવાની ક્ષમતા આપે છે.