Boron family Questions in Hindi

(N/A) $BF_3$ में,फ्लोरीन परमाणु पर मौजूद इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म (lone pair) को $p\pi-p\pi$ बैक बॉन्डिंग के माध्यम से बोरोन परमाणु के रिक्त $p$-कक्षक में दान किया जाता है। इलेक्ट्रॉनों का यह विस्थानीकरण बोरोन परमाणु की इलेक्ट्रॉन न्यूनता को कम करता है,जिससे इसकी लुईस अम्लीय प्रकृति कम हो जाती है और $BF_3$ की स्थिरता बढ़ जाती है।
$BH_3$ में,बैक बॉन्डिंग में भाग लेने के लिए $H$ परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों का कोई एकाकी युग्म नहीं होता है। इसलिए,स्थिरता प्राप्त करने के लिए $BH_3$ द्विलकीकृत (dimerize) होकर $B_2H_6$ (डाइबोरेन) बनाता है।
$B_2H_6$ की संरचना: डाइबोरेन में,चार टर्मिनल $H$ परमाणु और दो $B$ परमाणु एक ही तल में स्थित होते हैं। दो ब्रिजिंग $H$ परमाणु इस तल के ऊपर और नीचे स्थित होते हैं। प्रत्येक बोरोन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है। ब्रिजिंग $H$ परमाणु $3$-केंद्र-$2$-इलेक्ट्रॉन $(3c-2e)$ बंधों में शामिल होते हैं,जिन्हें बनाना बॉन्ड के रूप में भी जाना जाता है।

(N/A) . सिलिकोन ऑर्गेनोसिलिकॉन पॉलिमर का एक समूह है,जिसमें $(R_{2}SiO)$ एक पुनरावर्ती इकाई के रूप में होता है। सिलिकोन के निर्माण के लिए प्रारंभिक पदार्थ एल्काइल या एराइल प्रतिस्थापित सिलिकॉन क्लोराइड,$R_{n}SiCl_{(4-n)}$ हैं,जहाँ $R$ एक एल्काइल या एराइल समूह है।
जब मिथाइल क्लोराइड $570 \ K$ तापमान पर उत्प्रेरक के रूप में कॉपर की उपस्थिति में सिलिकॉन के साथ प्रतिक्रिया करता है,तो $MeSiCl_{3}$,$Me_{2}SiCl_{2}$,और $Me_{3}SiCl$ सूत्र वाले विभिन्न प्रकार के मिथाइल प्रतिस्थापित क्लोरोसिलेन और थोड़ी मात्रा में $Me_{4}Si$ बनते हैं।
डाइमिथाइल डाइक्लोरोसिलेन,$(CH_{3})_{2}SiCl_{2}$ के जल-अपघटन और उसके बाद संघनन बहुलकीकरण (condensation polymerization) द्वारा सीधी श्रृंखला वाले पॉलिमर प्राप्त होते हैं।
उपयोग: इनका उपयोग सीलेंट,ग्रीस और विद्युत इंसुलेटर के रूप में और कपड़ों को वाटरप्रूफ बनाने के लिए किया जाता है। जैव-संगत होने के कारण,इनका उपयोग सर्जिकल और कॉस्मेटिक इम्प्लांट में भी किया जाता है।
$B$. बोरेन एल्केन की तरह बोरोन और हाइड्रोजन के बाइनरी यौगिक हैं। ये $B_{2}H_{6}$ सूत्र वाले सहसंयोजक हाइड्राइड हैं,जिन्हें डाइबोरेन कहा जाता है।
डाइबोरेन का निर्माण: यह डाइएथिल ईथर में बोरोन ट्राइफ्लोराइड की $LiAlH_{4}$ के साथ प्रतिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है।
$4BF_{3} + 3LiAlH_{4} \rightarrow 2B_{2}H_{6} + 3LiF + 3AlF_{3}$
$B_{2}H_{6}$ को औद्योगिक स्तर पर $BF_{3}$ की $NaH$ (सोडियम हाइड्राइड) के साथ प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित किया जाता है:
$2BF_{3} + 6NaH \xrightarrow{450 \ K} B_{2}H_{6} + 6NaF$

(N/A) बोरोन का यौगिक $(A)$,$NMe_3$ के साथ अभिक्रिया करके एक एडक्ट $(B)$ बनाता है,जो दर्शाता है कि $(A)$ एक लुईस अम्ल है। चूंकि $(B)$ के जल-अपघटन से एक अम्ल $(C)$ और $H_2$ गैस प्राप्त होती है,इसलिए $(A)$ को $B_2H_6$,$(B)$ को एडक्ट $BH_3 \cdot NMe_3$ और $(C)$ को बोरिक अम्ल $(H_3BO_3)$ के रूप में पहचाना जाता है।
अभिक्रियाएं इस प्रकार हैं:
$B_2H_6 + 2NMe_3 \rightarrow 2BH_3 \cdot NMe_3$
$(A) \text{ (डाइबोरेन)} + \text{अभिकारक} \rightarrow (B) \text{ (एडक्ट)}$
$BH_3 \cdot NMe_3 + 3H_2O \rightarrow H_3BO_3 + NMe_3 + 3H_2$
$(B) + \text{जल-अपघटन} \rightarrow (C) \text{ (बोरिक अम्ल)} + \text{उप-उत्पाद}$

(N/A) यह तत्व बोरॉन $(B)$ है।
अभिक्रिया: $BF_3 + NH_3 \rightarrow F_3B \leftarrow NH_3$
स्पष्टीकरण: $BF_3$ में,बोरॉन परमाणु की संयोजकता कोश में केवल $6$ इलेक्ट्रॉन होते हैं (अपूर्ण अष्टक)। इसलिए,यह इलेक्ट्रॉन-न्यून है और लुईस क्षार,अमोनिया $(NH_3)$ से इलेक्ट्रॉनों के एक एकाकी युग्म को स्वीकार करके लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।

(D) पायरोफॉस्फोरिक एसिड का रासायनिक सूत्र $H_4P_2O_7$ है।
इसकी संरचना को देखने पर:
$1$. इसमें $4$ $P-OH$ बंध हैं (प्रत्येक फास्फोरस परमाणु पर दो)।
$2$. इसमें $2$ $P=O$ बंध हैं (प्रत्येक फास्फोरस परमाणु पर एक)।
$3$. इसमें $1$ $P-O-P$ लिंकेज है जो दो फास्फोरस परमाणुओं को जोड़ता है।
अतः,$P-OH$,$P=O$ और $P-O-P$ बंधों की संख्या क्रमशः $4, 2$ और $1$ है।

(B) $B_2O_3$ और $SiO_2$ अम्लीय ऑक्साइड हैं।
सामान्यतः,अधातुओं के ऑक्साइड प्रकृति में अम्लीय होते हैं।
$CaO$ और $BaO$ क्षारीय ऑक्साइड (धातु ऑक्साइड) हैं,और $N_2O$ एक उदासीन ऑक्साइड है।

(B) $B(OH)_{3}$ एक दुर्बल लुईस अम्ल है,जबकि $H_{3}PO_{3}$ एक द्विभास्मिक अम्ल है। दोनों अम्लीय प्रकृति के हैं।
$B(OH)_{3}$ अम्लीय प्रकृति का है,जबकि $Al(OH)_{3}$ उभयधर्मी (amphoteric) प्रकृति का है।
$NaOH$ और $Ca(OH)_{2}$ दोनों क्षारीय प्रकृति के हैं।
$Be(OH)_{2}$ और $Al(OH)_{3}$ दोनों उभयधर्मी प्रकृति के हैं।
अतः,भिन्न प्रकृति वाला समूह $B(OH)_{3}$ और $Al(OH)_{3}$ है।

(C) कथन $(a)$ सही है: डाइबोरेन को $NaBH_{4}$ की $I_{2}$ के साथ अभिक्रिया द्वारा इस प्रकार तैयार किया जाता है: $2 NaBH_{4} + I_{2} \rightarrow B_{2}H_{6} + 2 NaI + H_{2}$।
कथन $(b)$ गलत है: डाइबोरेन में,प्रत्येक बोरॉन परमाणु $sp^{3}$ संकरित होता है।
कथन $(c)$ गलत है: डाइबोरेन में दो सेतुबद्ध $3$ केंद्र$-2$ इलेक्ट्रॉन $(3c-2e^-)$ बंध होते हैं,एक नहीं।
कथन $(d)$ गलत है: डाइबोरेन एक असमतलीय अणु है।
अतः,केवल कथन $(a)$ सही है।

(C) डाइबोरेन $(B_2H_6)$ में,प्रत्येक बोरॉन परमाणु $sp^3$ संकरण दर्शाता है,न कि $sp^2$।
डाइबोरेन की संरचना असमतलीय (non-planar) होती है,जिसमें दो सेतु (bridging) हाइड्रोजन परमाणु उस तल के लंबवत तल में होते हैं जिसमें चार टर्मिनल हाइड्रोजन और दो बोरॉन परमाणु स्थित होते हैं।
अतः,यह कथन कि दोनों बोरॉन परमाणु $sp^2$ संकरित हैं,गलत है।

(C) कथनों का विश्लेषण:
$(A)$ गलत: $B_2H_6$ में दो प्रकार के $B-H$ आबंध होते हैं: टर्मिनल $B-H$ आबंध (सहसंयोजक) और सेतु $B-H-B$ आबंध ($3$-केंद्र-$2$-इलेक्ट्रॉन)।
$(B)$ गलत: $B_2H_6$ में दो $3$-केंद्र-$2$-इलेक्ट्रॉन आबंध होते हैं,चार नहीं।
$(C)$ सही: $B_2H_6$ एक इलेक्ट्रॉन-न्यून अणु है और लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
$(D)$ सही: $B_2H_6$ को अभिक्रिया द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है: $3NaBH_4 + 4BF_3 \rightarrow 2B_2H_6 + 3NaBF_4$।
$(E)$ गलत: $B_2H_6$ एक असमतलीय अणु है।
अतः,कथन $(C)$ और $(D)$ सही हैं।

(D) बोरेक्स $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ पानी में घुलकर ऑर्थोबोरिक एसिड $(H_3BO_3)$ और सोडियम हाइड्रोक्साइड $(NaOH)$ बनाता है।
$Na_2B_4O_7 + 7H_2O \rightarrow 2NaOH + 4H_3BO_3$.
चूंकि $NaOH$ एक प्रबल क्षार है और $H_3BO_3$ एक बहुत ही दुर्बल अम्ल है,इसलिए परिणामी जलीय विलयन प्रबल क्षारीय होता है।

(A) $Cs$ (सीज़ियम) का उपयोग इसकी कम आयनन ऊर्जा के कारण फोटोइलेक्ट्रिक सेल में किया जाता है।
$Ga$ (गैलियम) का क्वथनांक उच्च होता है और इसका उपयोग उच्च तापमान वाले थर्मामीटर में किया जाता है।
$B$ (बोरोन) फाइबर का उपयोग बुलेट-प्रूफ जैकेट बनाने में किया जाता है।
$Si$ (सिलिकॉन) आधारित सिलिकोन का उपयोग उनके गैर-ध्रुवीय एल्काइल समूहों के कारण जल विकर्षक स्प्रे में किया जाता है।
अतः,सही मिलान $A-III, B-I, C-IV, D-II$ है।

(B) उदासीन ऑक्साइड हैं: $NO$,$N_2O$,और $CO$।
अम्लीय ऑक्साइड हैं: $B_2O_3$,$N_2O_5$,$SO_3$,और $P_4O_{10}$।
अतः,अम्लीय ऑक्साइडों की कुल संख्या $4$ है।

(B) दी गई अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
$2BF_{3} + 6NaH \xrightarrow{450 \ K} B_{2}H_{6} + 6NaF$
$B_{2}H_{6} + 2NMe_{3} \rightarrow 2[BH_{3} \leftarrow NMe_{3}]$
यहाँ,$A$ का मान $B_{2}H_{6}$ (डाइबोरेन) है और $B$ का मान संकलित उत्पाद (adduct) $[BH_{3} \leftarrow NMe_{3}]$ है।
संकलित उत्पाद $[BH_{3} \leftarrow NMe_{3}]$ में,बोरॉन परमाणु तीन हाइड्रोजन परमाणुओं और एक नाइट्रोजन परमाणु से बंधा होता है।
बोरॉन परमाणु $sp^{3}$ संकरित है और इसकी ज्यामिति चतुष्फलकीय (tetrahedral) होती है।

(A) बोरिक अम्ल ($H_3BO_3$ या $B(OH)_3$) एक दुर्बल मोनोबेसिक लुईस अम्ल है।
यह सीधे $H^{+}$ आयनों को मुक्त करके प्रोटॉन दाता (ब्रोंस्टेड अम्ल) के रूप में कार्य नहीं करता है।
इसके बजाय,यह जल के अणु के $OH^{-}$ आयन से इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी को स्वीकार करके लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $B(OH)_3 + 2H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H_3O^+$.
यह प्रक्रिया विलयन में $H^{+}$ आयनों ($H_3O^+$ के रूप में) को मुक्त करती है,यही कारण है कि यह अम्लीय गुण प्रदर्शित करता है।
अतः,अभिकथन $A$ और कारण $R$ दोनों सही हैं,और $R$,$A$ की सही व्याख्या है।

(B) बोराज़ीन $(B_3N_3H_6)$ के निर्माण में उच्च तापमान पर डाइबोरेन $(B_2H_6)$ और अमोनिया $(NH_3)$ की अभिक्रिया शामिल है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$3 B_2H_6 + 6 NH_3 \xrightarrow{\Delta} 2 B_3N_3H_6 + 12 H_2$
यहाँ,$X$ का मान $B_2H_6$ है और $Y$ का मान $NH_3$ है।

(B) अभिकथन $A$ सत्य है: बोरॉन $BF_{6}^{3-}$ नहीं बना सकता क्योंकि इसकी संयोजकता कोश में $d$-कक्षकों का अभाव होता है,जो इसके अष्टक के विस्तार को रोकता है।
कारण $R$ सत्य है: बोरॉन परमाणु का आकार वास्तव में बहुत छोटा होता है।
निष्कर्ष: यद्यपि दोनों कथन सत्य हैं,$BF_{6}^{3-}$ न बना पाने का मुख्य कारण $d$-कक्षकों की अनुपस्थिति है,न कि केवल परमाणु का छोटा आकार। इसलिए,$R$,$A$ की सही व्याख्या नहीं है।

(B) बोरेक्स बीड परीक्षण में निम्नलिखित अभिक्रियाएँ होती हैं:
$Na_{2}B_{4}O_{7} \cdot 10 H_{2}O \xrightarrow{\Delta} Na_{2}B_{4}O_{7} + 10 H_{2}O$
$Na_{2}B_{4}O_{7} \xrightarrow{\Delta} 2 NaBO_{2} + B_{2}O_{3}$
$B_{2}O_{3} + CoO \rightarrow Co(BO_{2})_{2} \text{ (कोबाल्ट (II) मेटाबोरेट)}$
नीले रंग का मनका कोबाल्ट $(II)$ मेटाबोरेट,$Co(BO_{2})_{2}$ के निर्माण के कारण होता है।

(B) सोडियम बोरोहाइड्राइड की आयोडीन के साथ अभिक्रिया से डाइबोरेन प्राप्त होता है,जो एक लुईस अम्ल $(X = B_2H_6)$ है।
$2 NaBH_4 + I_2 \xrightarrow{\text{Diglyme}} B_2H_6(X) + H_2 + 2 NaI$
डाइबोरेन को अमोनिया के साथ $1:2$ मोलर अनुपात में गर्म करने पर बोराज़ीन प्राप्त होता है,जो एक चक्रीय यौगिक $(Y = B_3N_3H_6)$ है और हाइड्रोजन गैस $(Z = H_2)$ निकलती है।
$3 B_2H_6 + 6 NH_3 \xrightarrow{\Delta} 2 B_3N_3H_6(Y) + 12 H_2(Z) \uparrow$

(D) जब डाइबोरेन $(B_2H_6)$ और अमोनिया $(NH_3)$ के मिश्रण को उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है,तो अंतिम उत्पाद बोराज़ीन $(B_3N_3H_6)$ होता है,जिसे अकार्बनिक बेंजीन के रूप में भी जाना जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$3B_2H_6 + 6NH_3 \rightarrow 2B_3N_3H_6 + 12H_2$
बोराज़ीन संरचनात्मक रूप से बेंजीन के समान है और समान रासायनिक गुण प्रदर्शित करता है।

(C) दिए गए बोरॉन ट्राइहैलाइड्स इलेक्ट्रॉन-न्यून अणु हैं जो इलेक्ट्रॉन युग्म स्वीकार करके लुईस अम्ल के रूप में कार्य करते हैं।
लुईस अम्ल की प्रबलता हैलोजन परमाणु और बोरॉन परमाणु के बीच $ppi-ppi$ बैक-बॉन्डिंग की सीमा द्वारा निर्धारित होती है।
$BF_3$ में,कक्षकों के समान आकार के कारण $2p-2p$ बैक-बॉन्डिंग सबसे प्रभावी होती है,जो बोरॉन परमाणु की इलेक्ट्रॉन न्यूनता को काफी कम कर देती है।
जैसे-जैसे हैलोजन का आकार $F$ से $Cl$ और $Br$ की ओर बढ़ता है,बैक-बॉन्डिंग की प्रभावशीलता कम हो जाती है $(2p-2p > 2p-3p > 2p-4p)$।
इसलिए,बोरॉन पर इलेक्ट्रॉन की कमी $BF_3 < BCl_3 < BBr_3$ के क्रम में बढ़ती है,जिससे $BBr_3$ सबसे प्रबल लुईस अम्ल बन जाता है।

(C) $Al$ सही उत्तर है।
उभयधर्मी ऑक्साइड वे ऑक्साइड होते हैं जो अम्लीय और क्षारीय दोनों गुण प्रदर्शित करते हैं।
दिए गए तत्वों में से,$Al$ ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करके $Al_2O_3$ बनाता है,जो उभयधर्मी है।
$N_2(g) + O_2(g) \longrightarrow 2NO_2(g)$ (अम्लीय ऑक्साइड)
$P_4(s) + 5O_2(g) \longrightarrow P_4O_{10}(s)$ (अम्लीय ऑक्साइड)
$4Al(s) + 3O_2(g) \longrightarrow 2Al_2O_3(s)$ (उभयधर्मी ऑक्साइड)
$2Na(s) + O_2(g) \longrightarrow Na_2O_2(s)$ (क्षारीय ऑक्साइड)

(B) $BCl_3$ का जल-अपघटन बोरिक अम्ल $(X)$ बनाता है।
$BCl_3 + 3H_2O \longrightarrow H_3BO_3 (X) + 3HCl$
जब बोरिक अम्ल $(X)$ सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह सोडियम टेट्राबोरेट $(Y)$,कार्बन डाइऑक्साइड और जल उत्पन्न करता है।
$4H_3BO_3 + Na_2CO_3 \longrightarrow Na_2B_4O_7 (Y) + CO_2 + 6H_2O$
अतः,$X$ का मान $H_3BO_3$ है और $Y$ का मान $Na_2B_4O_7$ है।

(A) बोरेक्स का रासायनिक सूत्र $Na_2[B_4O_5(OH)_4] \cdot 8H_2O$ है।
बोरेक्स का ऋणायन भाग टेट्रान्यूक्लियर इकाई $[B_4O_5(OH)_4]^{2-}$ है।
इस संरचना में $4$ बोरॉन परमाणु होते हैं।
संरचना को देखने पर,बोरॉन परमाणुओं को जोड़ने वाले $5$ ऑक्सीजन परमाणु हैं,जो $5$ $B-O-B$ लिंकेज बनाते हैं।
अतः,बोरॉन परमाणुओं की संख्या $4$ है और $B-O-B$ इकाइयों की संख्या $5$ है।

(D)
$Al_2O_3$ एक उभयधर्मी (amphoteric) ऑक्साइड है (वे ऑक्साइड जो अम्ल और क्षार दोनों के गुण प्रदर्शित करते हैं),इसलिए यह अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया कर सकता है,उदाहरण के लिए:
$Al_2O_3 + 6HCl \longrightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \longrightarrow 2Na[Al(OH)_4]$

(D) फास्फोरस के दिए गए ऑक्सोअम्लों की संरचनाएँ इस प्रकार हैं:
$H_3PO_2$ (हाइपोफास्फोरस अम्ल): इसमें $2$ $P-H$ बंध होते हैं।
$H_3PO_3$ (फास्फोरस अम्ल): इसमें $1$ $P-H$ बंध होता है।
$H_3PO_4$ (ऑर्थोफास्फोरिक अम्ल): इसमें $0$ $P-H$ बंध होते हैं।
अतः,$H_3PO_2, H_3PO_3$ और $H_3PO_4$ में $P-H$ बंधों की संख्या क्रमशः $2, 1$ और $0$ है।
इसलिए,सही विकल्प $D$ है।

(A) फास्फोरस के ऑक्सोअम्लों की अम्लता फास्फोरस परमाणु से सीधे जुड़े $OH$ समूहों की संख्या पर निर्भर करती है। फास्फोरस परमाणु से सीधे जुड़े प्रोटॉन अम्लीय नहीं होते हैं।
$1$. $H_3PO_2$ (हाइपोफास्फोरस अम्ल) में एक $P-OH$ समूह होता है,इसलिए यह मोनोबेसिक है (अम्लीय प्रोटॉन की संख्या = $1$)।
$2$. $H_3PO_3$ (फास्फोरस अम्ल) में दो $P-OH$ समूह होते हैं,इसलिए यह डाईबेसिक है (अम्लीय प्रोटॉन की संख्या = $2$)।
$3$. $H_3PO_4$ (फास्फोरिक अम्ल) में तीन $P-OH$ समूह होते हैं,इसलिए यह ट्राईबेसिक है (अम्लीय प्रोटॉन की संख्या = $3$)।
अतः,अम्लीय प्रोटॉन की संख्या क्रमशः $1$,$2$ और $3$ है। सही विकल्प $A$ है।

(C) बोरीक अम्ल $(H_3BO_3)$ के अणु प्रबल अंतर-आणविक हाइड्रोजन बंध द्वारा जुड़े होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप यह कमरे के तापमान पर एक स्तरीय ठोस संरचना बनाता है।
इसके विपरीत,$BF_3$ एक मोनोमेरिक सहसंयोजक अणु है जिसमें इसके अणुओं के बीच कमजोर वान डर वाल्स आकर्षण बल होते हैं,जो इसे कमरे के तापमान पर गैस बनाते हैं।

(D) बोरोन ट्राईहैलाइड्स की लुईस अम्लता हैलोजन परमाणु और बोरोन परमाणु के बीच $p\pi-p\pi$ बैक बॉन्डिंग की सीमा द्वारा निर्धारित की जाती है।
$BF_3$ में,$2p-2p$ ओवरलैप सबसे प्रभावी होता है,जिसके परिणामस्वरूप सबसे मजबूत बैक बॉन्डिंग होती है,जो बोरोन परमाणु की इलेक्ट्रॉन कमी को कम करती है।
जैसे-जैसे हम $BF_3$ से $BI_3$ की ओर बढ़ते हैं,हैलोजन परमाणु का आकार बढ़ता जाता है,जिससे $p\pi-p\pi$ ओवरलैप कम प्रभावी हो जाता है $(2p-2p > 2p-3p > 2p-4p > 2p-5p)$।
परिणामस्वरूप,बैक बॉन्डिंग की सीमा घटती है और लुईस अम्लता इस क्रम में बढ़ती है: $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$।

(A) दिए गए यौगिकों के रासायनिक सूत्र इस प्रकार हैं:
$a$. बोरेक्स: $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$
$b$. कर्नाइट: $Na_2B_4O_7 \cdot 4H_2O$
$c$. ऑर्थोबोरिक अम्ल: $H_3BO_3$
$d$. बोरेक्स बीड: $NaBO_2$
अतः,सही मिलान $a-iv, b-ii, c-iii, d-i$ है।

(B) जब बोरेक्स $(Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O)$ को गर्म किया जाता है,तो यह पहले अपने क्रिस्टलीकरण के जल को खो देता है और फिर पिघलकर एक पारदर्शी तरल बनाता है,जो ठंडा होने पर सोडियम मेटाबोरेट $(NaBO_2)$ और बोरिक एनहाइड्राइड $(B_2O_3)$ से युक्त कांच जैसा पदार्थ बनाता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$Na_2B_4O_7 \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} 2NaBO_2 + B_2O_3$
अतः,उत्पाद $X$ $B_2O_3$ है।

(C) समूह-$13$ के तत्वों के ऑक्साइड का क्षारीय गुण समूह में नीचे जाने पर बढ़ता है क्योंकि तत्वों का धात्विक या विद्युत-धनात्मक गुण बढ़ता है।
ऑक्साइड की प्रकृति का क्रम इस प्रकार है:
$B_2O_3$ (अम्लीय) < $Al_2O_3$ (उभयधर्मी) < $Ga_2O_3$ (उभयधर्मी) < $In_2O_3$ (क्षारीय) < $Tl_2O_3$ (सबसे अधिक क्षारीय)।
अतः,$Tl_2O_3$ सबसे अधिक क्षारीय ऑक्साइड है।

(B) बोरॉन प्रकृति में अधात्विक है। यह एक अत्यंत कठोर,काले रंग का ठोस है जो कई अपररूपों में मौजूद होता है।
बहुत मजबूत क्रिस्टलीय जालक के कारण,बोरॉन का गलनांक और क्वथनांक समूह $13$ के अन्य सदस्यों की तुलना में असामान्य रूप से उच्च होता है।
अतः,दोनों कथन सही हैं।

(B) बोराज़ीन $(B_{3}N_{3}H_{6})$ एक अकार्बनिक बेंजीन एनालॉग है।
यह $B$ और $N$ परमाणुओं के $p$-ऑर्बिटल्स के अतिव्यापन (overlap) के कारण इलेक्ट्रॉनिक डेलोकलाइज़ेशन प्रदर्शित करता है।
यह एक चक्रीय यौगिक है।
यह पानी के साथ अभिक्रिया करके बोरिक एसिड,अमोनिया और हाइड्रोजन गैस बनाता है:
$B_{3}N_{3}H_{6} + 9H_{2}O \rightarrow 3NH_{3} + 3H_{3}BO_{3} + 3H_{2}$.
बनाना बॉन्ड्स डाइबोरेन $(B_{2}H_{6})$ की विशेषता हैं,बोराज़ीन की नहीं।
अतः,यह कथन कि इसमें बनाना बॉन्ड्स होते हैं,गलत है।

(A) $[BF_4]^-$ आयन में,बोरॉन $4$ फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $4$ सहसंयोजक बंध बनाता है। इसलिए,बोरॉन की सहसंयोजकता $4$ है।
बोरॉन की ऑक्सीकरण अवस्था $(x)$ ज्ञात करने के लिए:
$x + 4 \times (-1) = -1$
$x - 4 = -1$
$x = +3$
अतः,सहसंयोजकता $4$ है और ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है।

(D) बोरेक्स का रासायनिक सूत्र $Na_2[B_4O_5(OH)_4] \cdot 8H_2O$ है।
दिए गए सूत्र $Na_2B_4O_x(OH)_y \cdot zH_2O$ के साथ तुलना करने पर,हमें $x = 5$,$y = 4$,और $z = 8$ प्राप्त होता है।
अतः,$x + y + z = 5 + 4 + 8 = 17$.

(B) बोरॉन अपनी ठोस अवस्था में एक विशाल सहसंयोजक बहुलक (giant covalent polymer) के रूप में मौजूद होता है,जिसके परिणामस्वरूप एक बहुत मजबूत क्रिस्टलीय जालक संरचना बनती है।
इस मजबूत जालक के कारण,बंधों को तोड़ने के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जिससे समूह $13$ के अन्य तत्वों की तुलना में इसका गलनांक असामान्य रूप से उच्च $(2453 \ K)$ हो जाता है।
इसलिए,अभिकथन $(A)$ और कारण $(R)$ दोनों सत्य हैं,और $(R)$,$(A)$ की सही व्याख्या है।

(A) फ्लुओरस्पार का रासायनिक सूत्र $CaF_2$ है,$BF_3$ नहीं।
अतः,फ्लुओरस्पार $- BF_3$ का युग्म गलत है।

(D) कथन $I$ सत्य है: समूह $13$ के त्रिसंयोजक हैलाइड ($AlF_3$ को छोड़कर) सहसंयोजक प्रकृति के होते हैं और पानी में जल-अपघटित हो जाते हैं।
कथन $II$ सत्य है: अम्लीकृत जलीय विलयन में,$AlCl_3$ अष्टफलकीय $[Al(H_2O)_6]^{3+}$ आयन के रूप में मौजूद होता है,जहाँ $Al$ का संकरण $sp^3d^2$ होता है।
अतः,दोनों कथन सही हैं।

(D) बोरॉन का अधिक प्रचुर समस्थानिक $^{11}B$ है।
$^{11}B$ में न्यूट्रॉन की संख्या $= 11 - 5 = 6$ है।
अतः,$x = 6$ है।
अक्रिस्टलीय बोरॉन गर्म करने पर हवा (ऑक्सीजन) के साथ अभिक्रिया करके बोरॉन ट्राइऑक्साइड बनाता है: $4B + 3O_2 \rightarrow 2B_2O_3$।
$B_2O_3$ में,बोरॉन की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है।
अतः,$y = 3$ है।
इसलिए,$x + y = 6 + 3 = 9$ है।

(A) गलत। परमाणु त्रिज्या का सही क्रम $Tl > In > Al > Ga > B$ है,क्योंकि $Ga$ में $d$-कक्षकों का परिरक्षण प्रभाव कम होता है।
$(B)$ गलत। विद्युत ऋणात्मकता पहले $B$ से $Al$ तक घटती है और फिर $d$-इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण प्रभाव के कारण थोड़ी बढ़ जाती है।
$(C)$ सही। $Al$ तनु $HCl$ के साथ प्रतिक्रिया करके $H_2$ गैस छोड़ता है,लेकिन सांद्र $HNO_3$ सतह पर एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत $(Al_2O_3)$ बनाता है,जिससे यह निष्क्रिय हो जाता है।
$(D)$ गलत। $B$ और $Al$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में सबसे अधिक स्थिर हैं। अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण समूह में नीचे जाने पर $+1$ ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता बढ़ती है।
$(E)$ सही। $[Al(H_2O)_6]^{3+}$ में,$Al$ का संकरण $sp^3d^2$ है (अष्टफलकीय ज्यामिति)।
अतः,कथन $(C)$ और $(E)$ सही हैं।

(D) कथन-$I$ सही है क्योंकि गैलियम $(Ga)$ का क्वथनांक बहुत अधिक $(2676 \ K)$ और गलनांक कम $(302.9 \ K)$ होता है,जो इसे उच्च तापमान वाले थर्मामीटर के लिए उपयुक्त बनाता है।
कथन-$II$ गलत है क्योंकि गैलियम युक्त थर्मामीटर का उपयोग उच्च तापमान मापने के लिए किया जाता है,न कि ब्राइन के हिमांक $(256 \ K)$ जैसे कम तापमान को मापने के लिए।
अतः,कथन-$I$ सत्य है लेकिन कथन-$II$ असत्य है।

(A) अक्रिय युग्म प्रभाव के कारण समूह $13$ में नीचे जाने पर $+1$ ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता बढ़ती है,जो $ns^2$ इलेक्ट्रॉनों की बंधन में भाग लेने की अनिच्छा है।
जैसे-जैसे हम $Ga$ से $Tl$ की ओर बढ़ते हैं,$ns^2$ इलेक्ट्रॉनों को युग्मित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा बढ़ जाती है,जिससे $+1$ ऑक्सीकरण अवस्था अधिक स्थिर हो जाती है।
अतः,स्थिरता का क्रम $Ga^{+1} < In^{+1} < Tl^{+1}$ है।
अभिकथन $A$ और कारण $R$ दोनों सत्य हैं,और $R$,$A$ की सही व्याख्या है।

(B) कथन $(A)$ सही है: अधातुओं का आकार छोटा और प्रभावी नाभिकीय आवेश अधिक होने के कारण उनकी विद्युत ऋणात्मकता धातुओं की तुलना में अधिक होती है।
कथन $(B)$ गलत है: अधातुओं की आयनन एन्थैल्पी धातुओं से अधिक होती है क्योंकि वे अपने संयोजी इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से पकड़े रहते हैं।
कथन $(C)$ सही है: अत्यधिक सक्रिय धातुओं (कम विद्युत ऋणात्मकता) और अत्यधिक सक्रिय अधातुओं (उच्च विद्युत ऋणात्मकता) के बीच विद्युत ऋणात्मकता में बड़े अंतर के कारण आयनिक यौगिक बनते हैं।
कथन $(D)$ गलत है: अधातु ऑक्साइड सामान्यतः अम्लीय प्रकृति के होते हैं।
कथन $(E)$ गलत है: धातु ऑक्साइड सामान्यतः क्षारीय प्रकृति के होते हैं।
अतः,कथन $(A)$ और $(C)$ सही हैं।

(C) सही मिलान इस प्रकार है:
$A$. गलनांक $[K]$: क्रम $B > Al > Tl > In > Ga$ है,जो $IV$ के अनुरूप है।
$B$. आयनिक त्रिज्या $[M^{+3} / pm]$: क्रम $Tl > In > Ga > Al > B$ है,जो $I$ के अनुरूप है।
$C$. $\Delta_{i} H_1 [kJ \ mol^{-1}]$: क्रम $B > Tl > Al \approx Ga > In$ है,जो $II$ के अनुरूप है।
$D$. परमाणु त्रिज्या $[pm]$: क्रम $Tl > In > Al > Ga > B$ है,जो $III$ के अनुरूप है।
अतः,सही क्रम $A-IV, B-I, C-II, D-III$ है।

(A) अभिक्रिया $B(OH)_3 + NaOH \rightleftharpoons Na[B(OH)_4]$ एक साम्य अभिक्रिया है।
$cis-1,2-diol$ (जैसे ग्लिसरॉल या मैनिटोल) मिलाने पर,बोरेट आयन $[B(OH)_4]^-$ के साथ एक स्थिर कीलेट संकुल बनता है।
साम्य मिश्रण से उत्पाद $[B(OH)_4]^-$ के हटने के कारण,ला-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार अभिक्रिया अग्र दिशा में स्थानांतरित हो जाती है।

(A) . $Bi^{3+} + H_2O \longrightarrow BiO^+ + 2H^+$. यह एक जल-अपघटन अभिक्रिया है।
$B$. $[AlO_2]^- + H_2O + H^+ \longrightarrow Al(OH)_3$. यह एल्युमिनेट का अम्लीकरण है।
$C$. $2SiO_4^{4-} + 2H^+ \longrightarrow Si_2O_7^{6-} + H_2O$. यह ऊष्मा द्वारा होने वाली संघनन अभिक्रिया है।
$D$. $B_4O_7^{2-} + 2H^+ + 5H_2O \longrightarrow 4B(OH)_3$. इसमें अम्लीकरण और जल-अपघटन दोनों शामिल हैं।
अतः,सही मिलान $A-Q, B-R, C-P, D-Q, R$ है।

(C) $H_3BO_3$ (ऑर्थोबोरिक अम्ल) एक दुर्बल लुईस अम्ल है।
यह जल के साथ निम्न प्रकार से अभिक्रिया करता है:
$H_3BO_3 + H_2O \rightleftharpoons [B(OH)_4]^- + H^+$
यह प्रोटॉन दाता (ब्रोंस्टेड-लॉरी अम्ल) के रूप में कार्य नहीं करता है; इसके बजाय,यह जल के अणुओं से $OH^-$ आयन को स्वीकार करता है और प्रोटॉन मुक्त करता है।
अतः,$Statement-1$ सत्य है,लेकिन $Statement-2$ असत्य है।
इसलिए,सही विकल्प $(C)$ है।

(D) बोरेक्स का सही सूत्र $Na_2\left[B_4O_5(OH)_4\right] \cdot 8H_2O$ है।
$1$. बोरेक्स में एक चतुष्केन्द्रीय इकाई $\left[B_4O_5(OH)_4\right]^{2-}$ होती है,जिसमें दो $sp^3$ संकरित बोरॉन परमाणु और दो $sp^2$ संकरित बोरॉन परमाणु होते हैं।
$2$. चूंकि दो $sp^3$ और दो $sp^2$ बोरॉन परमाणु हैं,इसलिए $sp^2$ और $sp^3$ संकरित बोरॉन परमाणुओं की संख्या समान है।
$3$. संरचना में,चारों बोरॉन परमाणुओं में से प्रत्येक एक टर्मिनल हाइड्रॉक्साइड $(-OH)$ समूह से जुड़ा होता है।
$4$. $sp^3$ संकरित बोरॉन परमाणुओं की चतुष्फलकीय ज्यामिति के कारण सभी बोरॉन परमाणु एक ही तल में नहीं होते हैं।
अतः,कथन $A$,$C$ और $D$ सही हैं।

(A) $H_3BO_3$ स्व-आयनन नहीं करता है। यह पानी से $OH^-$ आयन स्वीकार करके और $H^+$ आयन मुक्त करके पानी में एक कमजोर एसिड के रूप में कार्य करता है,इसलिए यह एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है।
$H_3BO_3 + H_2O \rightarrow [B(OH)_4]^- + H^+$
एथिलीन ग्लाइकॉल जैसे cis-डायोल मिलाने पर,वे बोरेट आयन के साथ स्थिर कीलेटेड कॉम्प्लेक्स बनाते हैं,जो संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करता है,जिससे अम्लता बढ़ जाती है।
$ [B(OH)_4]^- + 2 \text{ ethylene glycol} \rightarrow [B(\text{glycol})_2]^- + 4H_2O $
ऑर्थोबोरिक एसिड में समतलीय $BO_3^{3-}$ इकाइयों के बीच अंतर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण इसकी संरचना स्तरित,द्वि-आयामी होती है। इसलिए,कथन $(C)$ गलत है।