Boron family Questions in Hindi

(A) बोरोन दूसरे आवर्त का तत्व है और इसका संयोजी कोश विन्यास $2s^2 2p^1$ होता है।
इसके संयोजी कोश में $d$-कक्षकों की अनुपलब्धता के कारण,इसकी अधिकतम सहसंयोजकता $4$ तक सीमित होती है।
इसलिए,बोरोन $BF_6^{3-}$ नहीं बना सकता क्योंकि इसके लिए $6$ की समन्वय संख्या और अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को समायोजित करने के लिए $d$-कक्षकों की आवश्यकता होती है।

(A) अभिक्रिया $2x + B_2H_6 \rightarrow [BH_2x_2]^+ [BH_4]^-$ डाइबोरेन $(B_2H_6)$ के असममित विदलन (unsymmetrical cleavage) को दर्शाती है।
$NH_3$ जैसे छोटे एमीन इस प्रकार की अभिक्रिया करके आयनिक उत्पाद बनाते हैं।
उदाहरण के लिए,$2 NH_3 + B_2H_6 \rightarrow [BH_2(NH_3)_2]^+ [BH_4]^-$.
अतः,$x$ का मान $NH_3$ है।

(C) $1$. $B(OH)_3$ (ऑर्थोबोरिक एसिड) का उच्च तापमान पर तापीय अपघटन $B_2O_3$ और जल वाष्प देता है। अतः,$X = B_2O_3$ और $Z = H_2O$ है।
$2$. $B_2O_3$ को $Mg$ या $Fe$ का उपयोग करके तत्व $Boron$ में अपचयित किया जा सकता है।
$3$. $B_2O_3$ क्लोरीनीकरण एजेंटों के साथ अभिक्रिया करके $BCl_3$ बनाता है। $BCl_3$ जल के साथ अभिक्रिया करके $B(OH)_3$ को पुनर्जीवित करता है।
$4$. $BCl_3$ उच्च तापमान पर $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके अकार्बनिक बेंजीन $(B_3N_3H_6)$ बनाता है। अतः,$Y = BCl_3$ है।
$5$. इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(C) डाइबोरेन $(B_2H_6)$ की संरचना में,चार टर्मिनल हाइड्रोजन परमाणु बोरॉन परमाणुओं से सामान्य सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं,जो $2C-2e^-$ (टू-सेंटर-टू-इलेक्ट्रॉन) बंध हैं।
इसमें दो ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणु होते हैं,जिनमें से प्रत्येक दो बोरॉन परमाणुओं से $3C-2e^-$ (थ्री-सेंटर-टू-इलेक्ट्रॉन) बंध द्वारा जुड़ा होता है,जिसे बनाना बॉन्ड भी कहा जाता है।

(D) $Zn(OH)_2$,$Pb(OH)_2$,और $Al(OH)_3$ उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड हैं।
ये $NaOH$ जैसे प्रबल क्षार के साथ अभिक्रिया करके घुलनशील संकुल लवण बनाते हैं।
$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$ (सोडियम जिंकेट)
$Pb(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Pb(OH)_4]$ (सोडियम प्लम्बाइट)
$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$ (सोडियम एल्युमिनेट)
अतः,ये सभी अतिरिक्त $NaOH$ में घुल सकते हैं।

(A) जब एल्युमिनियम सल्फेट $(Al_2(SO_4)_3)$ के जलीय घोल में अमोनियम हाइड्रॉक्साइड $(NH_4OH)$ मिलाया जाता है,तो एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड $(Al(OH)_3)$ का सफेद जिलेटिनस अवक्षेप बनता है।
अभिक्रिया है: $Al^{3+} (aq) + 3NH_4OH (aq) \rightarrow Al(OH)_3 (s) + 3NH_4^+ (aq)$.
$Al(OH)_3$ का यह अवक्षेप अमोनियम हाइड्रॉक्साइड $(NH_4OH)$ की अधिकता में अघुलनशील होता है।

(A) बोरोन ट्राईहैलाइड्स $(BX_3)$ की लुईस अम्लता हैलोजन परमाणु और बोरोन परमाणु के बीच $p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग की सीमा पर निर्भर करती है।
$BF_3$ में,फ्लोरीन परमाणु का आकार छोटा होता है और इसके $2p$ कक्षक बोरोन के रिक्त $2p$ कक्षक के साथ प्रभावी रूप से ओवरलैप करते हैं,जिससे मजबूत बैक-बॉन्डिंग होती है।
यह बोरोन की इलेक्ट्रॉन न्यूनता को कम करता है,जिससे $BF_3$ सबसे दुर्बल लुईस अम्ल बन जाता है।
जैसे-जैसे हैलोजन का आकार $F$ से $I$ तक बढ़ता है,बैक-बॉन्डिंग की सीमा कम हो जाती है,जिससे बोरोन परमाणु अधिक इलेक्ट्रॉन-न्यून हो जाता है और लुईस अम्लता बढ़ जाती है।
लुईस अम्लता का क्रम: $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$ है।

(D) डाइबोरेन $(B_2H_6)$ में, दो प्रकार के $B-H$ बंध होते हैं: टर्मिनल और ब्रिज बंध।
$1$. $4$ टर्मिनल $B-H$ बंध होते हैं जो $2c-2e$ बंध हैं और लंबाई में समान $(119 \text{ pm})$ होते हैं।
$2$. $2$ ब्रिज $B-H$ बंध होते हैं जो $3c-2e$ बंध हैं और लंबाई में समान $(134 \text{ pm})$ होते हैं।
$3$. $B-H-B$ ब्रिज में बंध कोण लगभग $97^{\circ}$ होता है, और टर्मिनल हाइड्रोजन के लिए $H-B-H$ कोण लगभग $120^{\circ}$ होता है।
अतः, दिए गए सभी कथन सही हैं।

(A) मैग्नीशियम $(Mg)$ या सोडियम $(Na)$ जैसी धातुओं के साथ बोरॉन ट्राइऑक्साइड $(B_2O_3)$ का अपचयन आमतौर पर अक्रिस्टलीय (amorphous) बोरॉन देता है।
हालाँकि,उच्च तापमान पर एल्युमिनियम $(Al)$ के साथ $B_2O_3$ का अपचयन क्रिस्टलीय बोरॉन प्राप्त करने की एक सामान्य विधि है।
अतः,अभिक्रिया $B_2O_3 + 2Al \rightarrow 2B + Al_2O_3$ क्रिस्टलीय बोरॉन प्रदान करती है।

(C) बोरोन कार्बाइड $(B_4C)$ एक अत्यंत कठोर सिरेमिक सामग्री है जिसका उपयोग टैंक आर्मर,बुलेटप्रूफ जैकेट और इंजन सबोटेज पाउडर में किया जाता है,और इसे नोरबिया के नाम से जाना जाता है।
हालांकि बोरोन कार्बाइड बहुत कठोर है,लेकिन यह सबसे कठोर ज्ञात पदार्थ नहीं है; हीरा इससे काफी अधिक कठोर होता है।
सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग इसकी स्थायित्व और लागत-प्रभावशीलता के कारण काटने और घिसने के लिए किया जाता है,जबकि बोरोन कार्बाइड का उपयोग आमतौर पर विशेष आर्मर अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।
इसलिए,यह कथन कि यह सबसे कठोर पदार्थ है,गलत है।

(D) डाइबोरेन $(B_2H_6)$ में:
$1.$ प्रत्येक बोरॉन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है,जो सही है।
$2.$ $H-B-H$ सेतु कोण $180^o$ नहीं होता है; यह लगभग $97^o$ होता है,इसलिए कथन $2$ गलत है।
$3.$ प्रत्येक बोरॉन परमाणु दो टर्मिनल $B-H$ बंधों के माध्यम से दो टर्मिनल हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जो सही है।
$4.$ डाइबोरेन में $12$ संयोजी इलेक्ट्रॉन $(2 \times 3 + 6 \times 1 = 12)$ होते हैं,जो $6$ सहसंयोजक बंध बनाते हैं (प्रत्येक $2$ इलेक्ट्रॉनों के साथ),इसलिए $12$ आबंधी इलेक्ट्रॉन उपलब्ध हैं,जो सही है।
अतः,कथन $1, 3$ और $4$ सही हैं।

(D) जब $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$ (बोरेक्स) को गर्म किया जाता है,तो यह क्रिस्टलीकरण का पानी खो देता है और फूल जाता है। आगे गर्म करने पर,यह $NaBO_2$ (सोडियम मेटाबोरेट) और $B_2O_3$ (बोरिक एनहाइड्राइड या बोरॉन ट्राइऑक्साइड) से युक्त एक स्पष्ट,पारदर्शी कांच जैसा मनका बनाने के लिए पिघल जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O \xrightarrow{\Delta} Na_2B_4O_7 + 10H_2O$
$Na_2B_4O_7 \xrightarrow{\Delta} 2NaBO_2 + B_2O_3$
इस प्रकार,पारदर्शी कांच जैसा द्रव्यमान सोडियम मेटाबोरेट और बोरिक एनहाइड्राइड का मिश्रण है।
विकल्प $(D)$ सही है।

(A) $B_2H_6$ की संरचना में दो बोरॉन परमाणु और छह हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
चार हाइड्रोजन परमाणु टर्मिनल हाइड्रोजन परमाणु हैं,जो प्रत्येक बोरॉन परमाणु से सामान्य सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़े होते हैं। ये $2$-केंद्र-$2$-इलेक्ट्रॉन $(2C-2e)$ बंध हैं।
दो हाइड्रोजन परमाणु ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणु हैं,जो प्रत्येक दोनों बोरॉन परमाणुओं से जुड़े होते हैं। ये ब्रिज बंध $3$-केंद्र-$2$-इलेक्ट्रॉन $(3C-2e)$ बंध हैं।
अतः,इस संरचना में चार $2C-2e$ बंध और दो $3C-2e$ बंध होते हैं।

(B) गलत। बोरेक्स का सामान्य रूप $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$ है।
$B$ सही। कोलेमनाइट $Ca_2B_6O_{11} \cdot 5H_2O$ है।
$C$ गलत। बोरोनैट्रोकैल्साइट (यूलेक्साइट) $NaCaB_5O_9 \cdot 8H_2O$ है।
$D$ गलत। बोरेक्स का अष्टफलकीय रूप $Na_2[B_4O_5(OH)_4] \cdot 8H_2O$ है।

(A) बोरोन हाइड्राइड्स को दो मुख्य श्रृंखलाओं में वर्गीकृत किया गया है: $B_nH_{n+4}$ और $B_nH_{n+6}$।
$B_nH_{n+6}$ श्रृंखला के सदस्य आमतौर पर $B_nH_{n+4}$ श्रृंखला की तुलना में कम स्थिर होते हैं।
डाइबोरेन $(B_2H_6)$ एक रंगहीन,अत्यधिक प्रतिक्रियाशील गैस है जो कम तापमान पर स्थिर होती है लेकिन ऑक्सीजन के साथ अत्यधिक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया करती है।

(C) अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
$B_2H_6 + 2KOH + 2H_2O \rightarrow 2KBO_2 + 6H_2$
$2Al + 2KOH + 2H_2O \rightarrow 2KAlO_2 + 3H_2$
अतः,दोनों अभिक्रियाओं में $KMO_2$ (जहाँ $M$,$B$ या $Al$ है) प्रकार का लवण प्राप्त होता है।
इसलिए,विकल्प $(C)$ सही है।

(A) उत्तर:- $(A)$ मेटाबोरेट
गर्म करने पर,बोरेक्स अपने क्रिस्टलीकरण के जल को खो देता है और फूलकर एक फूला हुआ द्रव्यमान बनाता है। आगे गर्म करने पर,यह पिघलकर एक स्पष्ट तरल देता है जो जमने पर एक पारदर्शी कांच जैसा मनका (bead) बनाता है,जिसमें सोडियम मेटाबोरेट और बोरिक एनहाइड्राइड होता है।
$Na_{2}B_{4}O_{7} \cdot 10H_{2}O$ $\xrightarrow{\Delta} Na_{2}B_{4}O_{7}$ $\xrightarrow{\Delta} 2NaBO_{2} + B_{2}O_{3}$
इस प्रकार,मेटाबोरेट का निर्माण होता है।

(B) बोरोन नाइट्राइड $(BN)$ को अकार्बनिक ग्रेफाइट कहा जाता है।
यह $BN$ सूत्र वाला एक रासायनिक यौगिक है,जिसमें बोरोन और नाइट्रोजन के परमाणुओं की संख्या समान होती है।
$BN$ कार्बन के साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक है और ग्रेफाइट के समान ही परतदार संरचना में मौजूद होता है,इसीलिए इसे अकार्बनिक ग्रेफाइट कहा जाता है।

(C) निर्जल $AlCl_3$ एक प्रसिद्ध लुईस अम्ल है जिसका उपयोग फ्रीडेल-क्राफ्ट्स अभिक्रियाओं और पेट्रोलियम के क्रैकिंग में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। हालाँकि,जलयोजित $AlCl_3$ (जिसे $AlCl_3 \cdot 6H_2O$ के रूप में लिखा जाता है) का उपयोग मुख्य रूप से रंगाई उद्योग में मोर्डेंट के रूप में किया जाता है। चूंकि प्रश्न विशेष रूप से जलयोजित $AlCl_3$ के उपयोग के बारे में पूछता है,इसलिए सही उत्तर मोर्डेंट है।

(A) ऑर्थोबोरिक अम्ल $(H_3BO_3)$ का तापीय अपघटन चरणों में होता है:
$1$. $100^{\circ}C$ $(T_1)$ पर,$H_3BO_3$ जल का त्याग करके मेटाबोरिक अम्ल $(HBO_2)$ बनाता है:
$H_3BO_3 \xrightarrow{100^{\circ}C} HBO_2 + H_2O$
$2$. $160^{\circ}C$ $(T_2)$ पर,मेटाबोरिक अम्ल $(HBO_2)$ टेट्राबोरिक अम्ल $(H_2B_4O_7)$ में परिवर्तित हो जाता है:
$4HBO_2 \xrightarrow{160^{\circ}C} H_2B_4O_7 + H_2O$
$3$. अधिक गर्म करने पर (red hot),टेट्राबोरिक अम्ल बोरॉन ट्राइऑक्साइड $(B_2O_3)$ में अपघटित हो जाता है:
$H_2B_4O_7 \xrightarrow{\Delta} 2B_2O_3 + H_2O$
अतः,$X$ मेटाबोरिक अम्ल है और $Y$ टेट्राबोरिक अम्ल है।

(B) बोरोन हैलाइडों की लुईस अम्लता,हैलोजन परमाणु और बोरोन परमाणु के बीच $p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग की सीमा पर निर्भर करती है।
हैलोजन से बोरोन के रिक्त $p$-कक्षक में बैक-डोनेशन की प्रवृत्ति $BF_3$ में सबसे अधिक होती है क्योंकि फ्लोरीन परमाणु का आकार छोटा होता है,जो प्रभावी ओवरलैपिंग की अनुमति देता है।
जैसे-जैसे हैलोजन का आकार $F$ से $I$ तक बढ़ता है,बैक-बॉन्डिंग की प्रभावशीलता कम हो जाती है,जिससे बोरोन परमाणु अधिक इलेक्ट्रॉन-न्यून हो जाता है।
इसलिए,लुईस अम्लता का घटता क्रम $BI_3 > BBr_3 > BCl_3 > BF_3$ है।

(D) डाइबोरेन $(B_2H_6)$ में,संरचना दो $BH_2$ समूहों से बनी होती है जो दो ब्रिजिंग हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा जुड़े होते हैं।
टर्मिनल $B-H$ बंध सामान्य $2c-2e$ (दो-केंद्र,दो-इलेक्ट्रॉन) सहसंयोजक बंध होते हैं,जबकि ब्रिजिंग $B-H-B$ बंध $3c-2e$ (तीन-केंद्र,दो-इलेक्ट्रॉन) बंध होते हैं।
इन बंधों की प्रकृति में अंतर के कारण,टर्मिनल $B-H$ बंध की लंबाई $(119 \text{ pm})$ ब्रिजिंग $B-H$ बंध की लंबाई $(134 \text{ pm})$ से कम होती है।
इसलिए,यह कथन कि सभी $B-H$ बंध दूरियाँ समान होती हैं,गलत है।

(C) बोरेक्स आयन की संरचना $[B_4O_5(OH)_4]^{2-}$ है।
इस संरचना में दो बोरॉन परमाणु टेट्राहेड्रल समन्वय में (प्रत्येक चार ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधे) और दो बोरॉन परमाणु त्रिकोणीय समन्वय में (प्रत्येक तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधे) होते हैं।
इसलिए,कथन $c$ सही है: दो बोरॉन परमाणुओं में चार $B-O$ बंध होते हैं जबकि अन्य दो में तीन $B-O$ बंध होते हैं।
इसके अतिरिक्त,संरचना में चार $-OH$ समूह होते हैं,जिनमें से प्रत्येक चार बोरॉन परमाणुओं में से एक से जुड़ा होता है। इस प्रकार,प्रत्येक बोरॉन परमाणु में एक $-OH$ समूह जुड़ा होता है।
इसलिए,कथन $d$ भी सही है।
सही कथन $c$ और $d$ हैं।

(D) बोरोन कार्बाइड $B_4C$ का उपयोग डाइबोरेन बनाने के लिए नहीं किया जाता है।
इसका उपयोग बोरोन के निष्कर्षण,पॉलिशिंग के लिए अपघर्षक के रूप में और बुलेट-प्रूफ कपड़े बनाने के लिए किया जाता है।

(A) $BCl_{3}$ एक लुईस अम्ल है और $NH_{3}$ एक लुईस क्षार है। वे प्रतिस्थापन अभिक्रिया के बजाय एक एडक्ट,$BCl_{3} \cdot NH_{3}$ बनाने के लिए अभिक्रिया करते हैं। इसलिए,विकल्प $A$ में दी गई अभिक्रिया गलत है।
$AlCl_{3}$ पानी में जलयोजित होकर $[Al(H_{2}O)_{6}]^{3+}$ आयन बनाता है,जो अष्टफलकीय होते हैं।
$H_{3}BO_{3}$ पानी में $OH^{-}$ आयनों को स्वीकार करके $[B(OH)_{4}]^{-}$ बनाने के लिए लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
बोरेक्स पानी में जलअपघटित होकर $H_{3}BO_{3}$ और $[B(OH)_{4}]^{-}$ बनाता है,जो क्षारीय $pH$ वाला बफर विलयन बनाता है।

(B) $TlI_3$ में $Tl^{3+}$ आयन और $I^-$ आयन होते हैं,लेकिन यह वास्तव में $Tl^+$ आयन और ट्राईआयोडाइड आयन,$I_3^-$ युक्त एक संकुल लवण है। अतः,इसे $Tl^+[I_3]^-$ के रूप में लिखा जाता है।
$CsI_3$ भी $Cs^+$ आयन और ट्राईआयोडाइड आयन,$I_3^-$ युक्त एक लवण है।
चूंकि दोनों यौगिकों में समान $I_3^-$ ऋणायन होता है और धनायनों के बड़े आकार के कारण उनकी जालक संरचना समान होती है,इसलिए $TlI_3$,$CsI_3$ के साथ समरूपी है।

(B) दी गई अभिक्रिया है: $2BF_3 + 6NaH \xrightarrow{450 \ K} B_2H_6 + 6NaF$. अतः,$X$ डाइबोरेन $(B_2H_6)$ है।
$1$. $B_2H_6$ जल-अपघटन पर बोरिक अम्ल $(H_3BO_3)$ देता है,जो एक दुर्बल मोनोबेसिक अम्ल है। यह कथन सही है।
$2$. $B_2H_6$ में बैक बॉन्डिंग नहीं होती है; यह $3c-2e$ बंधों वाला एक इलेक्ट्रॉन-न्यून अणु है। यह कथन गलत है।
$3$. $B_2H_6$ की संरचना में,दो बोरॉन परमाणु और चार टर्मिनल हाइड्रोजन परमाणु एक ही तल में होते हैं। अतः,एक तल में परमाणुओं की अधिकतम संख्या $6$ है। यह कथन सही है।
$4$. $B_2H_6$,$O_2$ में जलकर $B_2O_3$ (बोरॉन सेस्क्यूऑक्साइड) बनाता है। यह कथन सही है।

(B) डाइबोरेन $(B_2H_6)$ की अमोनिया $(NH_3)$ के साथ अभिक्रिया मोलर अनुपात और तापमान पर निर्भर करती है।
कम तापमान पर,$B_2H_6$,$NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके $B_2H_6 \cdot 2NH_3$ एडक्ट बनाता है,जो आयनिक प्रकृति का होता है,यानी $[BH_2(NH_3)_2]^+ [BH_4]^-$.
हालाँकि,$THF$ (टेट्राहाइड्रोफ्यूरान) को विलायक के रूप में उपयोग करने से डाइबोरेन ब्रिज का विखंडन होकर मोनोमेरिक बोरेन-$THF$ कॉम्प्लेक्स,$BH_3 \cdot THF$ बनता है।
जब इस $BH_3 \cdot THF$ कॉम्प्लेक्स में $NH_3$ मिलाया जाता है,तो यह प्रतिस्थापन अभिक्रिया के माध्यम से वांछित $BH_3 \cdot NH_3$ एडक्ट बनाता है।
इसलिए,छात्र $II$ को सही अंतिम उत्पाद मिलने की उम्मीद है।

(D) डाइबोरेन $(B_2H_6)$ $T.H.F.$,$Me_3N$ और $C_5H_5N$ जैसे लुईस क्षार के साथ सममित विदलन (symmetrical cleavage) करके $BH_3 \cdot L$ प्रकार के उत्पाद बनाता है।
हालाँकि,$MeNH_2$ या $NH_3$ जैसे छोटे और अत्यधिक क्षारीय एमाइन के साथ,यह असममित विदलन (unsymmetrical cleavage) करके $[BH_2(L)_2]^+ [BH_4]^-$ प्रकार की आयनिक प्रजातियाँ बनाता है।
अतः,$MeNH_2$ असममित विदलन करता है।

(C) बोरेक्स $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ का तापीय अपघटन सोडियम मेटाबोरेट $(NaBO_2)$ और बोरॉन ट्राइऑक्साइड $(B_2O_3)$ देता है।
अतः,$X = B_2O_3$ है।
$B_2O_3$ की क्रोमियम$(III)$ ऑक्साइड $(Cr_2O_3)$ के साथ अभिक्रिया से क्रोमियम$(III)$ मेटाबोरेट $(Cr(BO_2)_3)$ प्राप्त होता है,जो हरे रंग का मनका होता है।
अतः,$Y = Cr(BO_2)_3$ है।

(A) बोरिक एसिड $(H_3BO_3)$ में तीन $OH$ समूह होते हैं,लेकिन यह जलीय घोल में एक मोनोबेसिक लुईस एसिड के रूप में कार्य करता है।
यह $H^+$ आयनों को मुक्त करने के लिए वियोजित नहीं होता है।
इसके बजाय,यह पानी में मौजूद $OH^-$ आयनों से इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी स्वीकार करता है और $[B(OH)_4]^-$ कॉम्प्लेक्स आयन बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $H_3BO_3 + H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H^+$.
चूंकि यह इस तंत्र के माध्यम से प्रति अणु एक $H^+$ आयन छोड़ता है,इसलिए इसकी क्षारकता $1$ है।

(D) ऑर्थोबोरिक अम्ल का रासायनिक सूत्र $H_3BO_3$ या $B(OH)_3$ है।
$H_3BO_3$ में,बोरॉन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है,जो इसे त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति प्रदान करता है।
तीनों ऑक्सीजन परमाणु और बोरॉन परमाणु एक ही तल में स्थित होते हैं।
इसके अतिरिक्त,ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़े तीनों हाइड्रोजन परमाणु भी $B(OH)_3$ इकाई की समतलीय संरचना के कारण उसी तल में रहते हैं।
अतः,सभी $7$ परमाणु ($1$ $B$,$3$ $O$,और $3$ $H$) एक ही तल में उपस्थित होते हैं।

(C) डाईएथिल ईथर में बोरॉन ट्राइफ्लोराइड की लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड के साथ अभिक्रिया से डाइबोरेन $(B_2H_6)$ प्राप्त होता है:
$4BF_3 + 3LiAlH_4 \rightarrow 2B_2H_6 + 3LiF + 3AlF_3$
अतः,$X$ डाइबोरेन $(B_2H_6)$ है।
डाइबोरेन $(B_2H_6)$ की संरचना:
$1$. इसमें चार $2$-केंद्र-$2$-इलेक्ट्रॉन $(2c-2e)$ बंध (टर्मिनल $B-H$ बंध) होते हैं।
$2$. इसमें दो $3$-केंद्र-$2$-इलेक्ट्रॉन $(3c-2e)$ बंध (ब्रिजिंग $B-H-B$ बंध) होते हैं।
$3$. आबंधन में कुल $12$ इलेक्ट्रॉन शामिल होते हैं।
$4$. डाइबोरेन $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके बोराजीन या आयनिक यौगिक $[H_2B(NH_3)_2]^+[BH_4]^-$ जैसे विभिन्न उत्पाद देता है।
इसलिए,यह कथन कि $X$,$NH_3$ के साथ अभिक्रिया नहीं करता है,गलत है।

(D) बोरेक्स,$Na_2[B_4O_5(OH)_4] \cdot 8H_2O$,निम्नलिखित गुण प्रदर्शित करता है:
$1$. गर्म करने पर,यह क्रिस्टलीकरण का पानी खो देता है और फूलकर एक पारदर्शी कांच जैसा मनका बनाता है,जिसे इंट्यूमेसेंट (intumescent) गुण कहा जाता है।
$2$. टेट्राबोरेट आयन $[B_4O_5(OH)_4]^{2-}$ की संरचना में दो $BO_3$ त्रिकोण और दो $BO_4$ चतुष्फलक कोनों को साझा करते हैं,जिससे दो समान छह-सदस्यीय वलय बनते हैं।
$3$. जल-अपघटन पर,$1 \ mole$ बोरेक्स $2 \ moles$ $H_3BO_3$ और $2 \ moles$ $NaOH$ उत्पन्न करता है। उत्पन्न $2 \ moles$ $NaOH$ को $2 \ moles$ $HCl$ द्वारा उदासीन किया जाता है $(NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O)$।
अतः,दिए गए सभी कथन सही हैं।

(B) कोलेमनाइट $(2CaO \cdot 3B_2O_3)$ से बोरेक्स के निष्कर्षण में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
$1$. कोलेमनाइट को सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ के घोल के साथ उबाला जाता है:
$2CaO \cdot 3B_2O_3 + 2Na_2CO_3 \to 2CaCO_3 \downarrow + Na_2B_4O_7 + 2NaBO_2$
यहाँ,$CaCO_3$ अवक्षेप $(Z)$ है।
$2$. फिल्ट्रेट में $Na_2B_4O_7$ और $NaBO_2$ होते हैं। सांद्रण और ठंडा करने पर,बोरेक्स $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ अवक्षेप $(Y)$ के रूप में क्रिस्टलीकृत हो जाता है,जबकि सोडियम मेटाबोरेट $(NaBO_2)$ फिल्ट्रेट $(X)$ में रहता है।
$3$. फिल्ट्रेट $(X = NaBO_2)$ से $CO_2$ गुजारी जाती है ताकि इसे बोरेक्स $(Y = Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ में परिवर्तित किया जा सके:
$4NaBO_2 + CO_2 \to Na_2B_4O_7 + Na_2CO_3$
इस प्रकार,$X$ $NaBO_2$ है और $Y$ $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$ है।

(B) गैलियम $(Ga)$ का गलनांक $30^{\circ} C$ है और क्वथनांक $2240^{\circ} C$ है।
इस बहुत उच्च क्वथनांक और कम गलनांक के कारण,यह तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में तरल अवस्था में मौजूद रहता है।
इसलिए,इसका उपयोग उच्च तापमान वाले थर्मामीटर में किया जाता है।

(A) $B_2O_3$ एक अम्लीय ऑक्साइड है।
$Al_2O_3$ और $Ga_2O_3$ उभयधर्मी (amphoteric) ऑक्साइड हैं।
$In_2O_3$ एक क्षारीय ऑक्साइड है।

(A) बोरोन का परमाणु क्रमांक $5$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^1$ है।
बोरोन परमाणु का आकार छोटा होने के कारण,तीन इलेक्ट्रॉनों को हटाने के लिए आवश्यक आयनन एन्थैल्पी बहुत अधिक होती है।
प्रथम,द्वितीय और तृतीय आयनन एन्थैल्पी का योग इतना अधिक होता है कि इसकी भरपाई जालक ऊर्जा (आयनिक ठोसों के मामले में) या जलयोजन ऊर्जा (जलीय विलयनों के मामले में) द्वारा नहीं की जा सकती है।
इसलिए,बोरोन आसानी से $B^{3+}$ धनायन नहीं बनाता है।

(C) $BF_3$ का जल-अपघटन दो चरणों में होता है:
$1$. $BF_3$ पानी के साथ अभिक्रिया करके बोरिक एसिड $(H_3BO_3)$ और हाइड्रोजन फ्लोराइड $(HF)$ बनाता है:
$BF_3 + 3 H_2O \rightarrow B(OH)_3 + 3 HF$
$2$. उत्पन्न हुआ $HF$ अतिरिक्त $BF_3$ के साथ अभिक्रिया करके फ्लोरोबोरिक एसिड $(HBF_4)$ बनाता है:
$3 HF + 3 BF_3 \rightarrow 3 H[BF_4]$
अतः,कुल अभिक्रिया इस प्रकार है:
$4 BF_3 + 3 H_2O \rightarrow B(OH)_3 + 3 H[BF_4]$
इस प्रकार,$H_3BO_3$ और $HBF_4$ दोनों बनते हैं।

(D) डाइबोरेन $(B_2H_6)$ में,दो बोरॉन परमाणु एक-दूसरे से सीधे नहीं जुड़े होते हैं।
इसके बजाय,वे दो सेतु (bridging) हाइड्रोजन परमाणुओं के माध्यम से जुड़े होते हैं,जो दो $3c-2e$ (तीन-केंद्र दो-इलेक्ट्रॉन) बंध बनाते हैं,जिन्हें बनाना बॉन्ड के रूप में भी जाना जाता है।
प्रत्येक बोरॉन परमाणु सामान्य $2c-2e$ सहसंयोजक बंधों के माध्यम से दो टर्मिनल हाइड्रोजन परमाणुओं से भी जुड़ा होता है।
इसलिए,सही कथन यह है कि बोरॉन परमाणु हाइड्रोजन सेतुओं के माध्यम से जुड़े होते हैं।

(B) बोरोन ट्राईहैलाइड्स $(BX_3)$ की लुईस अम्लीय शक्ति हैलोजन परमाणु और बोरोन परमाणु के बीच $p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग की सीमा द्वारा निर्धारित होती है।
$BF_3$ में,फ्लोरीन परमाणु का आकार छोटा होता है और इसके $2p$ कक्षक बोरोन के रिक्त $2p$ कक्षक के साथ प्रभावी रूप से ओवरलैप करते हैं,जिससे मजबूत बैक-बॉन्डिंग होती है।
यह बोरोन की इलेक्ट्रॉन कमी को कम करता है,जिससे $BF_3$ सबसे कमजोर लुईस अम्ल बन जाता है।
जैसे-जैसे हैलोजन का आकार $F$ से $I$ तक बढ़ता है,$p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग की प्रभावशीलता कम हो जाती है $(F > Cl > Br > I)$।
इसलिए,बोरोन की इलेक्ट्रॉन कमी बढ़ जाती है और लुईस अम्लीय शक्ति इस क्रम में बढ़ती है: $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$।

(A) $(I)$ बोरोन ट्राइहैलाइड्स की लुईस अम्लता हैलोजन परमाणु और बोरोन परमाणु के बीच $p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग की सीमा द्वारा निर्धारित होती है।
$(II)$ $BF_3$ में,फ्लोरीन परमाणु का छोटा आकार प्रभावी $2p-2p$ बैक-बॉन्डिंग की अनुमति देता है,जो बोरोन परमाणु की इलेक्ट्रॉन न्यूनता को काफी कम कर देता है।
$(III)$ जैसे-जैसे हैलोजन परमाणु का आकार $F$ से $I$ तक बढ़ता है,बैक-बॉन्डिंग की प्रभावशीलता कम हो जाती है,जिससे बोरोन परमाणु अधिक इलेक्ट्रॉन-न्यून हो जाता है और इस प्रकार अधिक अम्लीय हो जाता है।
$(IV)$ इसलिए,लुईस अम्लीय सामर्थ्य का सही क्रम $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$ है।

(C) $H_2S_2O_8$ (पेरोक्सोडाइसल्फ्यूरिक एसिड) में,दो सल्फर परमाणुओं के बीच एक पेरोक्सी लिंकेज $(-O-O-)$ होता है। इसकी संरचना $HO-SO_2-O-O-SO_2-OH$ है। इसलिए,इसमें $S-S$ लिंकेज नहीं होता है।

(A) जब $AlCl_3 \cdot 6H_2O$ को तीव्रता से गर्म किया जाता है,तो यह जल-अपघटन और निर्जलीकरण के माध्यम से एल्युमिनियम ऑक्साइड $(Al_2O_3)$ बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $2(AlCl_3 \cdot 6H_2O) \xrightarrow{\Delta} Al_2O_3 + 6HCl + 9H_2O$.

(A) $(I)$ बोरोन ट्राइहैलाइड $(BX_3)$ की लुईस अम्लता,हैलोजन परमाणु के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और बोरोन परमाणु के रिक्त $p$-कक्षक के बीच $p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग की सीमा द्वारा निर्धारित होती है।
$(II)$ जैसे-जैसे हैलोजन परमाणु का आकार $F$ से $I$ तक बढ़ता है,$p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग की प्रभावशीलता कम हो जाती है क्योंकि बोरोन के $2p$ कक्षक और हैलोजन के $np$ कक्षक के बीच अतिव्यापन कम प्रभावी हो जाता है।
$(III)$ परिणामस्वरूप,$BF_3$ में सबसे मजबूत बैक-बॉन्डिंग होती है,जो इसे सबसे कमजोर लुईस अम्ल बनाती है,जबकि $BI_3$ में सबसे कमजोर बैक-बॉन्डिंग होती है,जो इसे सबसे मजबूत लुईस अम्ल बनाती है।
$(IV)$ अतः,लुईस अम्लता का सही क्रम $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$ है।

(D) $H_3BO_3$ (ऑर्थोबोरिक एसिड) ठंडे पानी में कम घुलनशील है लेकिन गर्म पानी में अधिक घुलनशील होता है।
यह एक दुर्बल मोनोबेसिक लुईस एसिड के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह पानी से $OH^-$ आयन स्वीकार करता है: $B(OH)_3 + 2H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H_3O^+$.
यह तब बनता है जब बोरेक्स खनिज एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है: $Na_2B_4O_7 + 2HCl + 5H_2O \rightarrow 2NaCl + 4H_3BO_3$.

(B) चरण $1$: $Na_2B_4O_7 + 2HCl + 5H_2O \rightarrow 2NaCl + 4H_3BO_3$. अतः,$X$ एक अम्ल है।
चरण $2$: $2H_3BO_3 \xrightarrow{\Delta} B_2O_3 + 3H_2O$.
चरण $3$: $B_2O_3 + 2Al \xrightarrow{\Delta} 2B + Al_2O_3$. अतः,$Y$ एल्युमीनियम $(Al)$ है,जो बोरोन के निष्कर्षण के लिए अपचायक के रूप में कार्य करता है।

(D) एक मोनोबेसिक अम्ल वह अम्ल है जो जलीय घोल में प्रति अणु केवल एक $H^+$ आयन मुक्त करता है।
$H_3PO_2$ (हाइपोफॉस्फोरस अम्ल) एक मोनोबेसिक अम्ल है क्योंकि इसमें केवल एक $P-OH$ बंध होता है।
$H_3BO_3$ (बोरिक अम्ल) पानी से $OH^-$ स्वीकार करके एक मोनोबेसिक लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है $(B(OH)_3 + H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H^+)$।
$HCl$ एक प्रबल मोनोबेसिक अम्ल है।
$H_3PO_3$ (फॉस्फोरस अम्ल) एक डाइबैसिक अम्ल है क्योंकि इसमें दो $P-OH$ बंध होते हैं,जिससे यह प्रति अणु दो $H^+$ आयन मुक्त कर सकता है।