Boron family Questions in Gujarati

(N/A) $BF_3$ માં,ફ્લોરિન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ $p\pi-p\pi$ બેક બોન્ડિંગ દ્વારા બોરોન પરમાણુની ખાલી $p$-કક્ષકમાં દાન કરવામાં આવે છે. ઈલેક્ટ્રોનનું આ વિસ્થાનિકરણ બોરોન પરમાણુની ઈલેક્ટ્રોનની ઉણપને ઘટાડે છે,જેનાથી તેની લુઈસ એસિડિક લાક્ષણિકતા ઘટે છે અને $BF_3$ ની સ્થિરતા વધે છે.
$BH_3$ માં,$H$ પરમાણુ પર બેક બોન્ડિંગમાં ભાગ લેવા માટે કોઈ અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતું નથી. તેથી,સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરવા માટે $BH_3$ ડાયમરાઈઝ થઈને $B_2H_6$ (ડાયબોરેન) બનાવે છે.
$B_2H_6$ ની રચના: ડાયબોરેનમાં,ચાર ટર્મિનલ $H$ પરમાણુઓ અને બે $B$ પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોય છે. બે બ્રિજિંગ $H$ પરમાણુઓ આ સમતલની ઉપર અને નીચે હોય છે. દરેક બોરોન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે. બ્રિજિંગ $H$ પરમાણુઓ $3$-કેન્દ્ર-$2$-ઈલેક્ટ્રોન $(3c-2e)$ બંધમાં સામેલ હોય છે,જેને બનાના બોન્ડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A) . સિલિકોન્સ એ ઓર્ગેનોસિલિકોન પોલિમરનો એક સમૂહ છે,જેમાં $(R_{2}SiO)$ પુનરાવર્તિત એકમ તરીકે હોય છે. સિલિકોન્સના ઉત્પાદન માટેના પ્રારંભિક પદાર્થો આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ વિસ્થાપિત સિલિકોન ક્લોરાઈડ્સ,$R_{n}SiCl_{(4-n)}$ છે,જ્યાં $R$ એ આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ સમૂહ છે.
જ્યારે મિથાઈલ ક્લોરાઈડ $570 \ K$ તાપમાને ઉદ્દીપક તરીકે કોપરની હાજરીમાં સિલિકોન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે $MeSiCl_{3}$,$Me_{2}SiCl_{2}$,અને $Me_{3}SiCl$ સૂત્ર ધરાવતા વિવિધ પ્રકારના મિથાઈલ વિસ્થાપિત ક્લોરોસિલેન્સ અને થોડા પ્રમાણમાં $Me_{4}Si$ બને છે.
ડાયમિથાઈલ ડાયક્લોરોસિલેન,$(CH_{3})_{2}SiCl_{2}$ ના જળવિભાજન અને ત્યારબાદ કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા સીધી શૃંખલાવાળા પોલિમર મળે છે.
ઉપયોગો: તેનો ઉપયોગ સીલંટ,ગ્રીસ અને વિદ્યુત અવાહક તરીકે અને કાપડને વોટરપ્રૂફ બનાવવા માટે થાય છે. જૈવ સુસંગત હોવાને કારણે,તેનો ઉપયોગ સર્જિકલ અને કોસ્મેટિક ઈમ્પ્લાન્ટમાં પણ થાય છે.
$B$. બોરેન્સ એ આલ્કેન્સની જેમ બોરોન અને હાઈડ્રોજનના દ્વિસંગી સંયોજનો છે. આ $B_{2}H_{6}$ સૂત્ર ધરાવતા સહસંયોજક હાઈડ્રાઈડ છે,જેને ડાયબોરેન કહેવામાં આવે છે.
ડાયબોરેનની બનાવટ: તે ડાયઈથાઈલ ઈથરમાં બોરોન ટ્રાયફ્લોરાઈડની $LiAlH_{4}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બનાવવામાં આવે છે.
$4BF_{3} + 3LiAlH_{4} \rightarrow 2B_{2}H_{6} + 3LiF + 3AlF_{3}$
$B_{2}H_{6}$ ઔદ્યોગિક સ્તરે $BF_{3}$ ની $NaH$ (સોડિયમ હાઈડ્રાઈડ) સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે:
$2BF_{3} + 6NaH \xrightarrow{450 \ K} B_{2}H_{6} + 6NaF$

(N/A) બોરોનનું સંયોજન $(A)$,$NMe_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એડક્ટ $(B)$ બનાવે છે,જે દર્શાવે છે કે $(A)$ એ લુઈસ એસિડ છે. કારણ કે $(B)$ નું જળવિભાજન કરતા એસિડ $(C)$ અને $H_2$ વાયુ મળે છે,તેથી $(A)$ એ $B_2H_6$ છે,$(B)$ એ એડક્ટ $BH_3 \cdot NMe_3$ છે,અને $(C)$ એ બોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ છે.
પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$B_2H_6 + 2NMe_3 \rightarrow 2BH_3 \cdot NMe_3$
$(A) \text{ (ડાયબોરેન)} + \text{પ્રક્રિયક} \rightarrow (B) \text{ (એડક્ટ)}$
$BH_3 \cdot NMe_3 + 3H_2O \rightarrow H_3BO_3 + NMe_3 + 3H_2$
$(B) + \text{જળવિભાજન} \rightarrow (C) \text{ (બોરિક એસિડ)} + \text{ઉપનીપજો}$

(N/A) આ તત્વ બોરોન $(B)$ છે.
પ્રતિક્રિયા: $BF_3 + NH_3 \rightarrow F_3B \leftarrow NH_3$
સમજૂતી: $BF_3$ માં,બોરોન પરમાણુની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર $6$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે (અપૂર્ણ અષ્ટક). તેથી,તે ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવે છે અને લુઈસ બેઝ,એમોનિયા $(NH_3)$ પાસેથી ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારીને લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.

(D) પાયરોફોસ્ફોરિક એસિડનું રાસાયણિક સૂત્ર $H_4P_2O_7$ છે.
તેની રચના જોતા:
$1$. $4$ $P-OH$ બંધો છે (દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ પર બે).
$2$. $2$ $P=O$ બંધો છે (દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ પર એક).
$3$. $1$ $P-O-P$ જોડાણ છે જે બે ફોસ્ફરસ પરમાણુઓને જોડે છે.
તેથી,$P-OH$,$P=O$ અને $P-O-P$ બંધોની સંખ્યા અનુક્રમે $4, 2$ અને $1$ છે.

(B) $B_2O_3$ અને $SiO_2$ એસિડિક ઓક્સાઈડ છે.
સામાન્ય રીતે,અધાતુઓના ઓક્સાઈડ સ્વભાવે એસિડિક હોય છે.
$CaO$ અને $BaO$ બેઝિક ઓક્સાઈડ (ધાતુના ઓક્સાઈડ) છે,અને $N_2O$ તટસ્થ ઓક્સાઈડ છે.

(B) $B(OH)_{3}$ એ નિર્બળ લુઈસ એસિડ છે,જ્યારે $H_{3}PO_{3}$ એ દ્વિબેઝિક એસિડ છે. બંને એસિડિક પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
$B(OH)_{3}$ એસિડિક પ્રકૃતિ ધરાવે છે,જ્યારે $Al(OH)_{3}$ ઉભયગુણી (amphoteric) પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
$NaOH$ અને $Ca(OH)_{2}$ બંને બેઝિક પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
$Be(OH)_{2}$ અને $Al(OH)_{3}$ બંને ઉભયગુણી પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
તેથી,અલગ પ્રકૃતિ ધરાવતો સમૂહ $B(OH)_{3}$ અને $Al(OH)_{3}$ છે.

(C) વિધાન $(a)$ સાચું છે: ડાયબોરેન $NaBH_{4}$ ની $I_{2}$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા નીચે મુજબ બનાવવામાં આવે છે: $2 NaBH_{4} + I_{2} \rightarrow B_{2}H_{6} + 2 NaI + H_{2}$.
વિધાન $(b)$ ખોટું છે: ડાયબોરેનમાં,દરેક બોરોન પરમાણુ $sp^{3}$ સંકરણ ધરાવે છે.
વિધાન $(c)$ ખોટું છે: ડાયબોરેનમાં બે બ્રિજ્ડ $3$ કેન્દ્ર$-2$ ઇલેક્ટ્રોન $(3c-2e^-)$ બંધ હોય છે,એક નહીં.
વિધાન $(d)$ ખોટું છે: ડાયબોરેન એક અસમતલીય અણુ છે.
તેથી,માત્ર વિધાન $(a)$ સાચું છે.

(C) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ માં,દરેક બોરોન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,$sp^2$ નહીં.
ડાયબોરેનનું બંધારણ અસમતલીય છે,જેમાં બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એવા સમતલમાં હોય છે જે ચાર ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન અને બે બોરોન પરમાણુઓ ધરાવતા સમતલને લંબ હોય છે.
તેથી,બંને બોરોન પરમાણુઓ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(C) વિધાનોનું વિશ્લેષણ:
$(A)$ ખોટું: $B_2H_6$ માં બે પ્રકારના $B-H$ બંધ હોય છે: ટર્મિનલ $B-H$ બંધ (સહસંયોજક) અને બ્રિજિંગ $B-H-B$ બંધ ($3$-કેન્દ્ર-$2$-ઇલેક્ટ્રોન).
$(B)$ ખોટું: $B_2H_6$ માં બે $3$-કેન્દ્ર-$2$-ઇલેક્ટ્રોન બંધ હોય છે,ચાર નહીં.
$(C)$ સાચું: $B_2H_6$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતો અણુ છે અને લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
$(D)$ સાચું: $B_2H_6$ નું સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા દ્વારા કરી શકાય છે: $3NaBH_4 + 4BF_3 \rightarrow 2B_2H_6 + 3NaBF_4$.
$(E)$ ખોટું: $B_2H_6$ એ અસમતલીય અણુ છે.
તેથી,વિધાનો $(C)$ અને $(D)$ સાચા છે.

(D) બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ પાણીમાં ઓગળીને ઓર્થોબોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ બનાવે છે.
$Na_2B_4O_7 + 7H_2O \rightarrow 2NaOH + 4H_3BO_3$.
$NaOH$ એ પ્રબળ બેઝ છે અને $H_3BO_3$ એ નિર્બળ એસિડ હોવાથી,પરિણામી જલીય દ્રાવણ પ્રબળ બેઝિક હોય છે.

(A) $Cs$ (સીઝિયમ) નો ઉપયોગ તેની ઓછી આયનીકરણ ઉર્જાને કારણે ફોટોઈલેક્ટ્રિક સેલમાં થાય છે.
$Ga$ (ગેલિયમ) નું ઉત્કલન બિંદુ ઊંચું હોવાથી તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાપમાનના થર્મોમીટરમાં થાય છે.
$B$ (બોરોન) ફાઈબરનો ઉપયોગ બુલેટ પ્રૂફ જેકેટ બનાવવા માટે થાય છે.
$Si$ (સિલિકોન) આધારિત સિલિકોન્સ તેમના નોન-પોલર આલ્કાઈલ જૂથોને કારણે પાણી અપાકર્ષક સ્પ્રેમાં વપરાય છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-I, C-IV, D-II$ છે.

(B) તટસ્થ ઓક્સાઇડ છે: $NO$,$N_2O$,અને $CO$.
એસિડિક ઓક્સાઇડ છે: $B_2O_3$,$N_2O_5$,$SO_3$,અને $P_4O_{10}$.
તેથી,એસિડિક ઓક્સાઇડની કુલ સંખ્યા $4$ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$2BF_{3} + 6NaH \xrightarrow{450 \ K} B_{2}H_{6} + 6NaF$
$B_{2}H_{6} + 2NMe_{3} \rightarrow 2[BH_{3} \leftarrow NMe_{3}]$
અહીં,$A$ એ $B_{2}H_{6}$ (ડાયબોરેન) છે અને $B$ એ એડક્ટ $[BH_{3} \leftarrow NMe_{3}]$ છે.
એડક્ટ $[BH_{3} \leftarrow NMe_{3}]$ માં,બોરોન પરમાણુ ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અને એક નાઇટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે.
બોરોન પરમાણુ $sp^{3}$ સંકરણ ધરાવે છે અને તે ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(A) બોરિક એસિડ ($H_3BO_3$ અથવા $B(OH)_3$) એક નિર્બળ મોનોબેઝિક લુઈસ એસિડ છે.
તે સીધા $H^{+}$ આયનો મુક્ત કરીને પ્રોટોન દાતા (બ્રોન્સ્ટેડ એસિડ) તરીકે કામ કરતું નથી.
તેના બદલે,તે પાણીના અણુના $OH^{-}$ આયન પાસેથી ઇલેક્ટ્રોનની જોડી સ્વીકારીને લુઈસ એસિડ તરીકે કામ કરે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $B(OH)_3 + 2H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H_3O^+$.
આ પ્રક્રિયા દ્રાવણમાં $H^{+}$ આયનો ($H_3O^+$ તરીકે) મુક્ત કરે છે,જેના કારણે તે એસિડિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
તેથી,વિધાન $A$ અને કારણ $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(B) બોરાઝીન $(B_3N_3H_6)$ ની તૈયારીમાં ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ અને એમોનિયા $(NH_3)$ ની ઊંચા તાપમાને પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$3 B_2H_6 + 6 NH_3 \xrightarrow{\Delta} 2 B_3N_3H_6 + 12 H_2$
અહીં,$X$ એ $B_2H_6$ છે અને $Y$ એ $NH_3$ છે.

(B) વિધાન $A$ સાચું છે: બોરોન $BF_{6}^{3-}$ બનાવી શકતું નથી કારણ કે તેની સંયોજકતા કક્ષામાં $d$-કક્ષકોનો અભાવ હોય છે,જે તેના અષ્ટકને વિસ્તૃત થતા અટકાવે છે.
કારણ $R$ સાચું છે: બોરોન પરમાણુનું કદ ખરેખર ખૂબ નાનું છે.
નિષ્કર્ષ: બંને વિધાનો સાચા હોવા છતાં,$BF_{6}^{3-}$ ન બનાવી શકવાનું મુખ્ય કારણ $d$-કક્ષકોની ગેરહાજરી છે,માત્ર પરમાણુનું નાનું કદ નથી. તેથી,$R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(B) બોરેક્સ બીડ કસોટીમાં નીચે મુજબની પ્રક્રિયાઓ થાય છે:
$Na_{2}B_{4}O_{7} \cdot 10 H_{2}O \xrightarrow{\Delta} Na_{2}B_{4}O_{7} + 10 H_{2}O$
$Na_{2}B_{4}O_{7} \xrightarrow{\Delta} 2 NaBO_{2} + B_{2}O_{3}$
$B_{2}O_{3} + CoO \rightarrow Co(BO_{2})_{2} \text{ (કોબાલ્ટ (II) મેટાબોરેટ)}$
વાદળી રંગનો મણકો કોબાલ્ટ $(II)$ મેટાબોરેટ,$Co(BO_{2})_{2}$ ના નિર્માણને કારણે હોય છે.

(B) સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડની આયોડિન સાથેની પ્રક્રિયાથી ડાયબોરેન મળે છે,જે લુઈસ એસિડ $(X = B_2H_6)$ છે.
$2 NaBH_4 + I_2 \xrightarrow{\text{Diglyme}} B_2H_6(X) + H_2 + 2 NaI$
ડાયબોરેનને એમોનિયા સાથે $1:2$ મોલર ગુણોત્તરમાં ગરમ કરવાથી બોરાઝિન મળે છે,જે ચક્રીય સંયોજન $(Y = B_3N_3H_6)$ છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ $(Z = H_2)$ મુક્ત થાય છે.
$3 B_2H_6 + 6 NH_3 \xrightarrow{\Delta} 2 B_3N_3H_6(Y) + 12 H_2(Z) \uparrow$

(D) જ્યારે ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ અને એમોનિયા $(NH_3)$ ના મિશ્રણને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે અંતિમ નીપજ બોરાઝીન $(B_3N_3H_6)$ મળે છે,જેને અકાર્બનિક બેન્ઝીન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$3B_2H_6 + 6NH_3 \rightarrow 2B_3N_3H_6 + 12H_2$
બોરાઝીન બંધારણીય રીતે બેન્ઝીન જેવું જ છે અને સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે.

(C) આપેલા બોરોન ટ્રાયહેલાઈડ્સ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતા અણુઓ છે જે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારીને લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
લુઈસ એસિડની પ્રબળતા હેલોજન પરમાણુ અને બોરોન પરમાણુ વચ્ચેના $ppi-ppi$ બેક-બોન્ડિંગની માત્રા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$BF_3$ માં,કક્ષકોના સમાન કદને કારણે $2p-2p$ બેક-બોન્ડિંગ સૌથી અસરકારક છે,જે બોરોન પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
જેમ હેલોજનનું કદ $F$ થી $Cl$ અને $Br$ તરફ વધે છે,તેમ બેક-બોન્ડિંગની અસરકારકતા ઘટે છે $(2p-2p > 2p-3p > 2p-4p)$.
તેથી,બોરોન પર ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ $BF_3 < BCl_3 < BBr_3$ ના ક્રમમાં વધે છે,જે $BBr_3$ ને સૌથી પ્રબળ લુઈસ એસિડ બનાવે છે.

(C) $Al$ સાચો જવાબ છે.
ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ એવા ઓક્સાઈડ છે જે એસિડિક અને બેઝિક બંને ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
આપેલા તત્વોમાંથી,$Al$ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Al_2O_3$ બનાવે છે,જે ઉભયગુણી છે.
$N_2(g) + O_2(g) \longrightarrow 2NO_2(g)$ (એસિડિક ઓક્સાઈડ)
$P_4(s) + 5O_2(g) \longrightarrow P_4O_{10}(s)$ (એસિડિક ઓક્સાઈડ)
$4Al(s) + 3O_2(g) \longrightarrow 2Al_2O_3(s)$ (ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ)
$2Na(s) + O_2(g) \longrightarrow Na_2O_2(s)$ (બેઝિક ઓક્સાઈડ)

(B) $BCl_3$ ના જળવિભાજનથી બોરિક એસિડ $(X)$ મળે છે.
$BCl_3 + 3H_2O \longrightarrow H_3BO_3 (X) + 3HCl$
જ્યારે બોરિક એસિડ $(X)$ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે સોડિયમ ટેટ્રાબોરેટ $(Y)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.
$4H_3BO_3 + Na_2CO_3 \longrightarrow Na_2B_4O_7 (Y) + CO_2 + 6H_2O$
તેથી,$X$ એ $H_3BO_3$ છે અને $Y$ એ $Na_2B_4O_7$ છે.

(A) બોરેક્સનું રાસાયણિક સૂત્ર $Na_2[B_4O_5(OH)_4] \cdot 8H_2O$ છે.
બોરેક્સનો ઋણાયન ભાગ ટેટ્રાન્યુક્લિયર એકમ $[B_4O_5(OH)_4]^{2-}$ છે.
આ રચનામાં $4$ બોરોન પરમાણુઓ છે.
રચના જોતા,બોરોન પરમાણુઓને જોડતા $5$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ છે,જે $5$ $B-O-B$ જોડાણો બનાવે છે.
તેથી,બોરોન પરમાણુઓની સંખ્યા $4$ છે અને $B-O-B$ એકમોની સંખ્યા $5$ છે.

(D)
$Al_2O_3$ એ ઉભયગુણી (amphoteric) ઓક્સાઈડ છે (જે ઓક્સાઈડ એસિડ અને બેઈઝ બંનેના ગુણધર્મો દર્શાવે છે),તેથી તે એસિડ અને આલ્કલી બંને સાથે પ્રક્રિયા કરી શકે છે,ઉદાહરણ તરીકે:
$Al_2O_3 + 6HCl \longrightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \longrightarrow 2Na[Al(OH)_4]$

(D) ફોસ્ફરસના આપેલા ઓક્સોએસિડની રચના નીચે મુજબ છે:
$H_3PO_2$ (હાયપોફોસ્ફરસ એસિડ): $2$ $P-H$ બંધ ધરાવે છે.
$H_3PO_3$ (ફોસ્ફરસ એસિડ): $1$ $P-H$ બંધ ધરાવે છે.
$H_3PO_4$ (ઓર્થોફોસ્ફોરિક એસિડ): $0$ $P-H$ બંધ ધરાવે છે.
આમ,$H_3PO_2, H_3PO_3$ અને $H_3PO_4$ માં $P-H$ બંધની સંખ્યા અનુક્રમે $2, 1$ અને $0$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) ફોસ્ફરસના ઓક્સોએસિડની એસિડિકતા ફોસ્ફરસ પરમાણુ સાથે સીધા જોડાયેલા $OH$ જૂથોની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે. ફોસ્ફરસ પરમાણુ સાથે સીધા જોડાયેલા પ્રોટોન એસિડિક હોતા નથી.
$1$. $H_3PO_2$ (હાઈપોફોસ્ફરસ એસિડ) માં એક $P-OH$ જૂથ છે,તેથી તે મોનોબેઝિક છે (એસિડિક પ્રોટોનની સંખ્યા = $1$).
$2$. $H_3PO_3$ (ફોસ્ફરસ એસિડ) માં બે $P-OH$ જૂથો છે,તેથી તે ડાયબેઝિક છે (એસિડિક પ્રોટોનની સંખ્યા = $2$).
$3$. $H_3PO_4$ (ફોસ્ફોરિક એસિડ) માં ત્રણ $P-OH$ જૂથો છે,તેથી તે ટ્રાયબેઝિક છે (એસિડિક પ્રોટોનની સંખ્યા = $3$).
તેથી,એસિડિક પ્રોટોનની સંખ્યા અનુક્રમે $1$,$2$ અને $3$ છે. સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) બોરિક એસિડ $(H_3BO_3)$ ના અણુઓ પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે તે ઓરડાના તાપમાને સ્તરીય ઘન સ્વરૂપ ધરાવે છે.
તેની સામે,$BF_3$ એ મોનોમેરિક સહસંયોજક અણુ છે જેમાં તેના અણુઓ વચ્ચે નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળો હોય છે,જે તેને ઓરડાના તાપમાને વાયુ બનાવે છે.

(D) બોરોન ટ્રાયહેલાઈડ્સની લુઈસ એસિડિકતા હેલોજન પરમાણુ અને બોરોન પરમાણુ વચ્ચેના $p\pi-p\pi$ બેક બોન્ડિંગની માત્રા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$BF_3$ માં,$2p-2p$ ઓવરલેપ સૌથી અસરકારક છે,જેના પરિણામે સૌથી મજબૂત બેક બોન્ડિંગ થાય છે,જે બોરોન પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોન ઉણપને ઘટાડે છે.
જેમ આપણે $BF_3$ થી $BI_3$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ વધે છે,જેનાથી $p\pi-p\pi$ ઓવરલેપ ઓછો અસરકારક બને છે $(2p-2p > 2p-3p > 2p-4p > 2p-5p)$.
પરિણામે,બેક બોન્ડિંગની માત્રા ઘટે છે અને લુઈસ એસિડિકતા આ ક્રમમાં વધે છે: $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$.

(A) આપેલા સંયોજનોના રાસાયણિક સૂત્રો નીચે મુજબ છે:
$a$. બોરેક્સ: $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$
$b$. કર્નાઈટ: $Na_2B_4O_7 \cdot 4H_2O$
$c$. ઓર્થોબોરિક એસિડ: $H_3BO_3$
$d$. બોરેક્સ બીડ: $NaBO_2$
તેથી,સાચી જોડ $a-iv, b-ii, c-iii, d-i$ છે.

(B) જ્યારે બોરેક્સ $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ ને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સૌ પ્રથમ તેના સ્ફટિકીકરણના પાણીને ગુમાવે છે અને ત્યારબાદ પીગળીને પારદર્શક પ્રવાહી બનાવે છે,જે ઠંડુ પડતા સોડિયમ મેટાબોરેટ $(NaBO_2)$ અને બોરિક એનહાઇડ્રાઇડ $(B_2O_3)$ ધરાવતા કાચ જેવો પદાર્થ બનાવે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$Na_2B_4O_7 \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 2NaBO_2 + B_2O_3$
આમ,નીપજ $X$ એ $B_2O_3$ છે.

(C) સમૂહ-$13$ ના તત્વોના ઓક્સાઇડનો બેઝિક ગુણધર્મ સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે કારણ કે તત્વોનો ધાત્વીય અથવા વિદ્યુત-ધન ગુણધર્મ વધે છે.
ઓક્સાઇડની પ્રકૃતિનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$B_2O_3$ (એસિડિક) < $Al_2O_3$ (એમ્ફોટેરિક) < $Ga_2O_3$ (એમ્ફોટેરિક) < $In_2O_3$ (બેઝિક) < $Tl_2O_3$ (સૌથી વધુ બેઝિક).
તેથી,$Tl_2O_3$ એ સૌથી વધુ બેઝિક ઓક્સાઇડ છે.

(B) બોરોન પ્રકૃતિમાં અધાતુ છે. તે અત્યંત સખત અને કાળા રંગનો ઘન પદાર્થ છે જે ઘણા અપરરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
ખૂબ જ મજબૂત સ્ફટિક લેટીસને કારણે,બોરોન સમૂહ $13$ ના અન્ય સભ્યોની તુલનામાં અસામાન્ય રીતે ઊંચું ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે.
આમ,બંને વિધાનો સાચા છે.

(B) બોરાઝિન $(B_{3}N_{3}H_{6})$ એ અકાર્બનિક બેન્ઝીનનું એનાલોગ છે.
તે $B$ અને $N$ પરમાણુઓના $p$-ઓર્બિટલ્સના ઓવરલેપને કારણે ઇલેક્ટ્રોનિક ડેલૉકલાઇઝેશન દર્શાવે છે.
તે એક ચક્રીય સંયોજન છે.
તે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને બોરિક એસિડ,એમોનિયા અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે:
$B_{3}N_{3}H_{6} + 9H_{2}O \rightarrow 3NH_{3} + 3H_{3}BO_{3} + 3H_{2}$.
બનાના બોન્ડ્સ એ ડાયબોરેન $(B_{2}H_{6})$ ની લાક્ષણિકતા છે,બોરાઝિનની નહીં.
તેથી,તેમાં બનાના બોન્ડ્સ હોય છે તે વિધાન ખોટું છે.

(A) $[BF_4]^-$ આયનમાં,બોરોન $4$ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $4$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે. તેથી,બોરોનની સહસંયોજકતા $4$ છે.
બોરોનની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(x)$ શોધવા માટે:
$x + 4 \times (-1) = -1$
$x - 4 = -1$
$x = +3$
આમ,સહસંયોજકતા $4$ છે અને ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.

(D) બોરેક્સનું રાસાયણિક સૂત્ર $Na_2[B_4O_5(OH)_4] \cdot 8H_2O$ છે.
આપેલ સૂત્ર $Na_2B_4O_x(OH)_y \cdot zH_2O$ સાથે સરખાવતા,આપણને $x = 5$,$y = 4$,અને $z = 8$ મળે છે.
તેથી,$x + y + z = 5 + 4 + 8 = 17$.

(B) બોરોન તેની ઘન અવસ્થામાં વિશાળ સહસંયોજક પોલિમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જે ખૂબ જ મજબૂત સ્ફટિક લેટીસ બંધારણ બનાવે છે.
આ મજબૂત લેટીસને કારણે,બંધ તોડવા માટે મોટી માત્રામાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે,જેના પરિણામે સમૂહ $13$ ના અન્ય તત્વોની તુલનામાં તેનું ગલનબિંદુ અસામાન્ય રીતે ઊંચું $(2453 \ K)$ હોય છે.
તેથી,વિધાન $(A)$ અને કારણ $(R)$ બંને સાચા છે,અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(A) ફ્લોરસ્પારનું રાસાયણિક સૂત્ર $CaF_2$ છે,$BF_3$ નથી.
તેથી,ફ્લોરસ્પાર $- BF_3$ ની જોડી ખોટી છે.

(D) વિધાન $I$ સાચું છે: સમૂહ $13$ ના ત્રિસંયોજક હેલાઈડ ($AlF_3$ સિવાય) સહસંયોજક પ્રકૃતિ ધરાવે છે અને પાણીમાં જળવિભાજન પામે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે: એસિડિક જલીય દ્રાવણમાં,$AlCl_3$ એ અષ્ટફલકીય $[Al(H_2O)_6]^{3+}$ આયન તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જેમાં $Al$ એ $sp^3d^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેથી,બંને વિધાનો સાચા છે.

(D) બોરોનનો વધુ વિપુલ આઈસોટોપ $^{11}B$ છે.
$^{11}B$ માં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $= 11 - 5 = 6$.
તેથી,$x = 6$.
અસ્ફટિકમય બોરોન ગરમ કરવા પર હવા (ઓક્સિજન) સાથે પ્રક્રિયા કરીને બોરોન ટ્રાયોક્સાઈડ બનાવે છે: $4B + 3O_2 \rightarrow 2B_2O_3$.
$B_2O_3$ માં,બોરોનનો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે.
તેથી,$y = 3$.
આમ,$x + y = 6 + 3 = 9$.

(A) ખોટું. પરમાણ્વીય ત્રિજ્યાનો સાચો ક્રમ $Tl > In > Al > Ga > B$ છે,કારણ કે $Ga$ માં $d$-કક્ષકોની નબળી શીલ્ડિંગ અસર જોવા મળે છે.
$(B)$ ખોટું. વિદ્યુતઋણતા પહેલા $B$ થી $Al$ સુધી ઘટે છે અને ત્યારબાદ $d$-ઈલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે થોડી વધે છે.
$(C)$ સાચું. $Al$ મંદ $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે,પરંતુ સાંદ્ર $HNO_3$ સપાટી પર રક્ષણાત્મક ઓક્સાઈડનું પડ $(Al_2O_3)$ બનાવે છે,જે તેને નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
$(D)$ ખોટું. $B$ અને $Al$ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં સૌથી વધુ સ્થાયી છે. નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે.
$(E)$ સાચું. $[Al(H_2O)_6]^{3+}$ માં,$Al$ એ $sp^3d^2$ સંકરણ ધરાવે છે (અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ).
તેથી,વિધાનો $(C)$ અને $(E)$ સાચા છે.

(D) વિધાન-$I$ સાચું છે કારણ કે ગેલિયમ $(Ga)$ નું ઉત્કલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું $(2676 \ K)$ અને ગલનબિંદુ નીચું $(302.9 \ K)$ હોય છે,જે તેને ઊંચા તાપમાનના થર્મોમીટર માટે યોગ્ય બનાવે છે.
વિધાન-$II$ ખોટું છે કારણ કે ગેલિયમ ધરાવતું થર્મોમીટર ઊંચા તાપમાન માપવા માટે વપરાય છે,બ્રાઈનનું ઠારબિંદુ $(256 \ K)$ જેવા નીચા તાપમાન માપવા માટે નહીં.
તેથી,વિધાન-$I$ સાચું છે પરંતુ વિધાન-$II$ ખોટું છે.

(A) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે સમૂહ $13$ માં નીચે તરફ જતાં $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે,જે $ns^2$ ઇલેક્ટ્રોનની બંધ બનાવવામાં ભાગ લેવાની અનિચ્છા છે.
જેમ આપણે $Ga$ થી $Tl$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ $ns^2$ ઇલેક્ટ્રોનને અલગ કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા વધે છે,જેનાથી $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા વધુ સ્થિર બને છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $Ga^{+1} < In^{+1} < Tl^{+1}$ છે.
વિધાન $A$ અને કારણ $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(B) વિધાન $(A)$ સાચું છે: અધાતુઓ તેમની નાની કદ અને ઉચ્ચ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારને કારણે ધાતુઓની તુલનામાં વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે.
વિધાન $(B)$ ખોટું છે: અધાતુઓ ધાતુઓ કરતા વધુ આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે કારણ કે તેઓ તેમના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને વધુ મજબૂતીથી પકડી રાખે છે.
વિધાન $(C)$ સાચું છે: અત્યંત સક્રિય ધાતુઓ (ઓછી વિદ્યુતઋણતા) અને અત્યંત સક્રિય અધાતુઓ (ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતા) વચ્ચે વિદ્યુતઋણતાના મોટા તફાવતને કારણે આયનીય સંયોજનો બને છે.
વિધાન $(D)$ ખોટું છે: અધાતુઓના ઓક્સાઇડ સામાન્ય રીતે એસિડિક સ્વભાવના હોય છે.
વિધાન $(E)$ ખોટું છે: ધાતુઓના ઓક્સાઇડ સામાન્ય રીતે બેઝિક સ્વભાવના હોય છે.
તેથી,વિધાનો $(A)$ અને $(C)$ સાચા છે.

(C) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. $\text{ગલનબિંદુ} [K]$: ક્રમ $B > Al > Tl > In > Ga$ છે,જે $IV$ ને અનુરૂપ છે.
$B$. $\text{આયનીય ત્રિજ્યા} [M^{+3} / pm]$: ક્રમ $Tl > In > Ga > Al > B$ છે,જે $I$ ને અનુરૂપ છે.
$C$. $\Delta_{i} H_1 [kJ \ mol^{-1}]$: ક્રમ $B > Tl > Al \approx Ga > In$ છે,જે $II$ ને અનુરૂપ છે.
$D$. $\text{પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા} [pm]$: ક્રમ $Tl > In > Al > Ga > B$ છે,જે $III$ ને અનુરૂપ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-IV, B-I, C-II, D-III$ છે.

(A) પ્રક્રિયા $B(OH)_3 + NaOH \rightleftharpoons Na[B(OH)_4]$ એ સંતુલન પ્રક્રિયા છે.
$cis-1,2-diol$ (જેમ કે ગ્લિસરોલ અથવા મેનિટોલ) ઉમેરવાથી,બોરેટ આયન $[B(OH)_4]^-$ સાથે એક સ્થાયી કિલેટ સંકીર્ણ બને છે.
સંતુલન મિશ્રણમાંથી નીપજ $[B(OH)_4]^-$ દૂર થવાને કારણે,લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ પ્રક્રિયા પુરોગામી દિશામાં આગળ વધે છે.

(A) . $Bi^{3+} + H_2O \longrightarrow BiO^+ + 2H^+$. આ એક જળવિભાજન પ્રક્રિયા છે.
$B$. $[AlO_2]^- + H_2O + H^+ \longrightarrow Al(OH)_3$. આ એલ્યુમિનેટનું એસિડિફિકેશન છે.
$C$. $2SiO_4^{4-} + 2H^+ \longrightarrow Si_2O_7^{6-} + H_2O$. આ ગરમી દ્વારા થતી સંઘનન પ્રક્રિયા છે.
$D$. $B_4O_7^{2-} + 2H^+ + 5H_2O \longrightarrow 4B(OH)_3$. આમાં એસિડિફિકેશન અને જળવિભાજન બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-Q, B-R, C-P, D-Q, R$ છે.

(C) $H_3BO_3$ (ઓર્થોબોરિક એસિડ) એ એક નિર્બળ લુઈસ એસિડ છે.
તે પાણી સાથે નીચે મુજબ પ્રક્રિયા કરે છે:
$H_3BO_3 + H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H^+$
તે પ્રોટોન દાતા (બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ) તરીકે કાર્ય કરતું નથી; તેના બદલે,તે પાણીના અણુઓમાંથી $OH^-$ આયન સ્વીકારે છે અને પ્રોટોન મુક્ત કરે છે.
તેથી,$Statement-1$ સાચું છે,પરંતુ $Statement-2$ ખોટું છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(D) બોરેક્સનું સાચું સૂત્ર $Na_2\left[B_4O_5(OH)_4\right] \cdot 8H_2O$ છે.
$1$. બોરેક્સમાં ચતુષ્કેન્દ્રીય એકમ $\left[B_4O_5(OH)_4\right]^{2-}$ હોય છે,જેમાં બે $sp^3$ સંકરણ પામેલા અને બે $sp^2$ સંકરણ પામેલા બોરોન પરમાણુઓ હોય છે.
$2$. બે $sp^3$ અને બે $sp^2$ બોરોન પરમાણુઓ હોવાથી,$sp^2$ અને $sp^3$ સંકરણ પામેલા બોરોન પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન છે.
$3$. બંધારણમાં,ચારેય બોરોન પરમાણુઓમાંથી દરેક એક ટર્મિનલ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(-OH)$ સમૂહ સાથે જોડાયેલ છે.
$4$. $sp^3$ સંકરણ પામેલા બોરોન પરમાણુઓના સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિને કારણે બધા બોરોન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોતા નથી.
તેથી,વિધાનો $A$,$C$ અને $D$ સાચા છે.

(A) $H_3BO_3$ સ્વ-આયનીકરણ પામતું નથી. તે પાણીમાંથી $OH^-$ આયન સ્વીકારીને $H^+$ આયન મુક્ત કરીને પાણીમાં નિર્બળ એસિડ તરીકે વર્તે છે,તેથી તે નિર્બળ વિદ્યુતવિભાજ્ય છે.
$H_3BO_3 + H_2O \rightarrow [B(OH)_4]^- + H^+$
ઇથિલિન ગ્લાયકોલ જેવા cis-ડાયોલ્સ ઉમેરવાથી,તેઓ બોરેટ આયન સાથે સ્થાયી કીલેટેડ સંકીર્ણ બનાવે છે,જે સંતુલનને જમણી તરફ ખસેડે છે,જેનાથી એસિડિકતા વધે છે.
$ [B(OH)_4]^- + 2 \text{ ethylene glycol} \rightarrow [B(\text{glycol})_2]^- + 4H_2O $
ઓર્થોબોરિક એસિડમાં સમતલીય $BO_3^{3-}$ એકમો વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધનને કારણે તેની રચના સ્તરીય,દ્વિ-પરિમાણીય હોય છે. તેથી,વિધાન $(C)$ ખોટું છે.