Carbon family Questions in Gujarati

(B) કોપર ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $570 \ K$ તાપમાને મિથાઈલ ક્લોરાઈડની સિલિકોન સાથેની પ્રક્રિયાને ડાયરેક્ટ પ્રોસેસ કહેવામાં આવે છે,જે મિથાઈલક્લોરોસિલેન્સ ઉત્પન્ન કરે છે.
$(P)$ એ ડાયમિથાઈલ ડાયક્લોરોસિલેન,$(CH_3)_2 SiCl_2$ છે.
$(CH_3)_2 SiCl_2$ નું જળવિભાજન ડાયમિથાઈલ સિલેનડાયોલ,$(CH_3)_2 Si(OH)_2$ આપે છે,જે $(Q)$ છે.
$(CH_3)_2 Si(OH)_2$ સીધી શૃંખલા ધરાવતા સિલિકોન પોલિમર બનાવવા માટે કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઈઝેશનમાંથી પસાર થાય છે.

(C) બકમિન્સ્ટરફુલરીન $(C_{60})$ એ કાર્બનનું એક અપરરૂપ છે જે $60$ કાર્બન પરમાણુઓનું બનેલું છે જે ફૂટબોલ જેવી રચનામાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
તેમાં $20$ છ-સભ્યવાળી રિંગ્સ $(x = 20)$ અને $12$ પાંચ-સભ્યવાળી રિંગ્સ $(y = 12)$ હોય છે.
તેથી,$(x+y)$ નું મૂલ્ય $20 + 12 = 32$ થાય છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોન પ્રિસાઇઝ હાઇડ્રાઇડ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $14$ ના તત્વો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
આ તત્વો પાસે જરૂરી સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનની ચોક્કસ સંખ્યા હોય છે (દા.ત.,$CH_4$,$SiH_4$,$GeH_4$).
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$C, Si, Ge$ સમૂહ $14$ માં આવે છે અને તેથી તે ઇલેક્ટ્રોન પ્રિસાઇઝ હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે.

(C) એસિડિકતા એ હાઇડ્રોજન દાતાની વૃત્તિના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
તે $H-X$ બંધની બંધ વિયોજન એન્થાલ્પી પર આધાર રાખે છે,જ્યાં $X = O, S, Se, Te$ છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,બંધ લંબાઈમાં વધારો થવાને કારણે હાઇડ્રાઇડ્સની બંધ વિયોજન ઉર્જા ઘટે છે,જેનાથી $H^+$ આયનો મુક્ત કરવાનું સરળ બને છે.
તેથી,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં એસિડિક પ્રબળતા વધે છે.
આમ,આપેલા હાઇડ્રાઇડ્સના એસિડિક ગુણધર્મનો સાચો ક્રમ $H_2Te > H_2Se > H_2S > H_2O$ છે.

(B) $I)$ $CO$ હિમોગ્લોબિન સાથે જોડાઈને કાર્બોક્સિહિમોગ્લોબિન બનાવે છે,જે ઓક્સિહિમોગ્લોબિન કરતા લગભગ $300$ ગણું વધુ સ્થિર છે,આમ તે રક્તની ઓક્સિજન વહન કરવાની ક્ષમતા ઘટાડે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$II)$ પ્રોડ્યુસર ગેસ એ કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ અને નાઈટ્રોજન $(N_2)$ નું મિશ્રણ છે,જે સામાન્ય રીતે હવામાં કાર્બનના અપૂર્ણ દહન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$III)$ $CO_2$ માં $C-O$ બંધ લંબાઈ $115 \ pm$ છે. આ વિધાન સાચું છે.

(C) બકમિન્સ્ટર ફુલરીન $(C_{60})$ એ કાર્બનનું એક અપરરૂપ છે જે તેની પાંજરા જેવી રચનામાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે એરોમેટિક ગુણધર્મ દર્શાવે છે.
$(I)$ તમામ ફુલરીનમાં પાંચ સભ્યોવાળી રીંગની સંખ્યા $12$ હોય છે.
$(II)$ $C_{60}$ માં છ સભ્યોવાળી રીંગની સંખ્યા $20$ હોય છે.

(D) ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ એ સોનું,ચાંદી અને એલ્યુમિનિયમ જેવી બિન-લોહ ધાતુઓને ઓગળવા અને ઢાળવા માટે વપરાતું પાત્ર છે.
સક્રિય ચારકોલ એ આદર્શ વોટર ફિલ્ટર છે કારણ કે તે પાણીમાંથી ક્ષાર અને મહત્વપૂર્ણ ખનિજોને દૂર કર્યા વિના ઝેરી તત્વોને દૂર કરે છે.
કાર્બન બ્લેકનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ટાયર અને રબરના ઉત્પાદનોમાં રંગદ્રવ્ય અને મજબૂતી આપનાર ફિલર તરીકે થાય છે,બળતણ તરીકે નહીં.
તેથી,માત્ર $(i)$ અને $(ii)$ સાચા છે.

(B) $CO$ એ તટસ્થ ઓક્સાઇડ છે.
$GeO_2$ એ એસિડિક ઓક્સાઇડ છે (કારણ કે $Ge$ અર્ધધાતુ છે અને સમૂહ $14$ ના તત્વોના ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતા ઓક્સાઇડ એસિડિક હોય છે).
$SnO$ અને $PbO$ એ ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે $Ge$ અને $Sn$ પૃથ્વીના પોપડામાં અલ્પ માત્રામાં $(1-2 \ ppm)$ જોવા મળે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે $Pb$ એ સમૂહ $14$ નો સભ્ય છે અને તેની પાસે ચાર સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,જે ચાર $Pb-F$ બંધ બનાવવા માટે વપરાય છે,પરિણામે તે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
વિધાન $III$ ખોટું છે કારણ કે નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે,જે $Pb$ જેવા ભારે તત્વો માટે વધુ સ્થાયી છે. $Ge$ માટે $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+2$ કરતા વધુ સ્થાયી છે,તેથી $GeX_4$ એ $GeX_2$ કરતા વધુ સ્થાયી છે.

(A) કાર્બનના અપરરૂપોની ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય સ્થિરતા તેમના પ્રમાણિત સર્જન એન્થાલ્પી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ગ્રેફાઇટ એ કાર્બનની પ્રમાણિત અવસ્થા છે,જેનો અર્થ છે કે તેની $\Delta H_f^{\circ} = 0 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
હીરા જેવા અન્ય અપરરૂપોની સર્જન એન્થાલ્પી ધન હોય છે $(\Delta H_f^{\circ} = +1.9 \ kJ \ mol^{-1})$,જે તેમને ગ્રેફાઇટ કરતા ઓછા સ્થાયી બનાવે છે.
ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય સ્થિરતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\text{ગ્રેફાઇટ} > \text{હીરો} > \text{ફુલરીન} > \text{કોક}$.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A$. કાર્બન બ્લેકનો ઉપયોગ ઓટોમોબાઈલ ટાયરમાં ફિલર તરીકે થાય છે $(IV)$.
$B$. ગ્રેફાઇટનો ઉપયોગ બેટરીમાં ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે થાય છે $(I)$.
$C$. હીરાનો ઉપયોગ તેની અત્યંત કઠિનતાને કારણે ઘર્ષક તરીકે થાય છે $(III)$.
$D$. સક્રિયકૃત ચારકોલનો ઉપયોગ એર કન્ડીશનીંગ સિસ્ટમમાં ઝેરી વાયુઓને શોષવા માટે થાય છે $(V)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-IV, B-I, C-III, D-V$ છે.

(A) બકમિન્સ્ટરફુલરીન $(C_{60})$ માં $20$ છ-સભ્યવાળી રિંગ્સ અને $12$ પાંચ-સભ્યવાળી રિંગ્સ હોય છે.
તેથી,$x = 20$ અને $y = 12$.
તેથી,$x + y = 20 + 12 = 32$.

(B) ફુલરીન અને ગ્રેફાઇટ એ કાર્બનના સ્ફટિકમય અપરરૂપો છે.
ફુલરીન $(C_{60})$ માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે,જેના પરિણામે $sp^2$ સંકરણ જોવા મળે છે.
તે જ રીતે,ગ્રેફાઇટમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ ષટ્કોણીય સમતલીય બંધારણમાં અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે,જે પણ $sp^2$ સંકરણ દર્શાવે છે.

(C) તત્વનો સવર્ગ આંક સંયોજકતા કોષમાં ખાલી કક્ષકોની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે.
કાર્બન $2^{nd}$ આવર્તમાં છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $1s^2 2s^2 2p^2$ છે. તેમાં ખાલી $d$-કક્ષકો હોતી નથી,તેથી તેની મહત્તમ સહસંયોજકતા $4$ સુધી મર્યાદિત છે.
જર્મેનિયમ $4^{th}$ આવર્તમાં છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^2$ છે.
ખાલી $d$-કક્ષકોની હાજરીને કારણે,જર્મેનિયમ તેનો સવર્ગ આંક $4$ કરતા વધારી શકે છે.

(B) ફુલરીન્સ એ કાર્બનના અપરરૂપો છે જે કાર્બન પરમાણુઓના ક્લસ્ટરો ધરાવે છે,જેમ કે $C_{60}$,$C_{70}$,$C_{76}$ અને $C_{84}$.
ફુલરીન્સનું સંશ્લેષણ નિષ્ક્રિય વાયુ (જેમ કે હિલિયમ અથવા આર્ગોન) ની હાજરીમાં ઓછા દબાણે ઇલેક્ટ્રિક આર્કમાં ગ્રેફાઇટને ગરમ કરીને કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,કાર્બનનું બાષ્પીભવન થાય છે અને તે વિવિધ ફુલરીન્સ ધરાવતી રાખ (soot) બનાવવા માટે ઘનીભૂત થાય છે.
$C_{60}$ (બકમિન્સ્ટરફુલરીન) એ મુખ્ય નીપજ છે,જ્યારે $C_{70}$ અલ્પ માત્રામાં મળે છે.

(A) જ્યારે કાર્બન ઓક્સિજન સાથે જોડાય છે,ત્યારે તે ચાર અલગ-અલગ ઓક્સાઇડ અથવા ઓક્સોકાર્બન બનાવી શકે છે:
$1$. કાર્બન મોનોક્સાઇડ: $CO$
$2$. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ: $CO_2$
$3$. કાર્બન સબઓક્સાઇડ: $C_3O_2$
$4$. મેલિટિક એનહાઇડ્રાઇડ: $C_{12}O_9$
આમ,આવા $4$ સંયોજનો છે.

(A) $CCl_4$ નું જળવિભાજન થઈ શકતું નથી કારણ કે $C$ પરમાણુ બીજા આવર્તનો સભ્ય હોવાથી તેની સંયોજકતા કક્ષામાં ખાલી $d$-કક્ષકો હોતી નથી.
તેથી,તે પાણીના અણુના ઓક્સિજન પરમાણુ દ્વારા દાન કરાયેલ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને સ્વીકારી શકતું નથી.
તેનાથી વિપરીત,$SiCl_4$,$VCl_4$ અને $TiCl_4$ માં ખાલી $d$-કક્ષકો હોય છે,જે તેમને જળવિભાજન પામવા દે છે.
આથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) સમૂહ $14$ માં,જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ પરમાણુ કદ વધે છે અને તત્વ-તત્વ બંધની બંધ ઉર્જા ઘટે છે.
આના કારણે કેટેનેશન દર્શાવવાની વૃત્તિ ઘટે છે.
કેટેનેશનનો ક્રમ છે: $C >> Si > Ge \approx Sn$.
લેડ $(Pb)$ તેના મોટા કદ અને નબળી બંધ શક્તિને કારણે કેટેનેશન દર્શાવતું નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) $(I)$ હીરામાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરિત હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(II)$ ગ્રેફાઇટ કાર્બન પરમાણુઓના સમતલીય ષટ્કોણીય સ્તરો ધરાવે છે જ્યાં દરેક કાર્બન $sp^2$ સંકરિત હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(III)$ સિલિકોન્સ એ $(R_2SiO)_n$ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા ઓર્ગેનોસિલિકોન પોલિમર છે. બિન-ધ્રુવીય આલ્કાઈલ જૂથોની હાજરીને કારણે,તેઓ સ્વભાવે હાઇડ્રોફોબિક (પાણીને અપાકર્ષતા) હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(IV)$ સમૂહ $14$ ના તત્વોમાં કેટેનેશનની વૃત્તિ તત્વ-તત્વ બંધની બંધ વિયોજન ઉર્જામાં ઘટાડાને કારણે સમૂહમાં નીચે જતાં ઘટે છે. સાચો ક્રમ $C >> Si > Ge \approx Sn$ છે. તેથી,વિધાન $(IV)$ ખોટું છે.
તેથી,સાચા વિધાનો $(I)$,$(II)$,અને $(III)$ છે.

(C) વિધાન $I$ સાચું છે: નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે $Sn^{2+}$ રિડક્શનકર્તા છે અને $Pb^{4+}$ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે: સિલિકોન $[SiF_6]^{2-}$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે પરંતુ $[SiCl_6]^{2-}$ તરીકે નહીં,કારણ કે $Cl^-$ આયનોનું કદ મોટું હોવાથી તે અવકાશી અવરોધ પેદા કરે છે.
વિધાન $III$ ખોટું છે: ફુલરીનમાં કાર્બનનું સંકરણ $sp^2$ હોય છે.
વિધાન $IV$ ખોટું છે: $Ge$,$Sn$,અને $Pb$ માં ગલનબિંદુનો ક્રમ $Ge > Sn > Pb$ છે,તેથી સૌથી ઓછું ગલનબિંદુ $Pb$ નું છે.
આમ,$II$ અને $III$ ખોટા છે.

(A) $CO$ નો ઉપયોગ યુરિયાના ઉત્પાદનમાં થાય છે તે વિધાન ખોટું છે.
યુરિયાના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં $NH_3$ અને $CO_2$ નો કાચા માલ તરીકે ઉપયોગ થાય છે,$CO$ નો નહીં.
પ્રક્રિયા: $2NH_3 + CO_2 \rightarrow NH_2CONH_2 + H_2O$.
ક્વાર્ટઝ એ ખરેખર પીઝોઈલેક્ટ્રિક પદાર્થ છે.
સિલિકોન્સ એ કૃત્રિમ પોલિમર છે જે તેમની ઉચ્ચ થર્મલ સ્થિરતા અને પાણીને દૂર રાખવાના ગુણધર્મને કારણે વિદ્યુત અવાહક તરીકે વપરાય છે.
$ZSM-5$ એ પેટ્રોકેમિકલ ઉદ્યોગમાં વપરાતો એક પ્રકારનો ઝિઓલાઇટ ઉત્પ્રેરક છે જે આલ્કોહોલને સીધા ગેસોલિનમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

(C) $CO$ (કાર્બન મોનોક્સાઈડ) એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને તેનો ઉપયોગ ઘણા ધાતુઓના ઓક્સાઈડમાંથી ધાતુ મેળવવા માટે થાય છે. જોકે,તે આલ્કલી ધાતુના ઓક્સાઈડ (જેમ કે $Na_2O$ અથવા $K_2O$) નું રિડક્શન કરીને આલ્કલી ધાતુઓ બનાવી શકતું નથી,કારણ કે આલ્કલી ધાતુઓ ખૂબ જ વિદ્યુત-ધન છે અને તેમની ઓક્સિજન પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ ખૂબ વધારે હોય છે. તેથી,વિધાન $C$ ખોટું છે.

(C) વિધાન $a$ ખોટું છે કારણ કે $C_{60}$ (બકમિન્સ્ટરફુલરીન) માં $20$ છ-સભ્યવાળી રીંગ અને $12$ પાંચ-સભ્યવાળી રીંગ હોય છે.
વિધાન $b$ સાચું છે; $H_2CO_3 / HCO_3^-$ બફર સિસ્ટમ રુધિરની $pH$ ને $7.26$ થી $7.42$ ની વચ્ચે જાળવી રાખવા માટે જરૂરી છે.
વિધાન $c$ સાચું છે; ગ્રેફાઈટનું બંધારણ સ્તરીય હોય છે જેમાં સ્તરો વચ્ચે નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ બળો હોય છે,જે તેમને એકબીજા પર સરકવા દે છે,તેથી તે ઊંચા તાપમાને ઉત્તમ સૂકું લુબ્રિકન્ટ છે.
તેથી,વિધાન $b$ અને $c$ સાચા છે.

(C) $[SiF_6]^{2-}$ અસ્તિત્વ ધરાવે છે તે જાણીતું છે,પરંતુ ક્લોરિન $(Cl)$ પરમાણુના મોટા કદ અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ને કારણે,$[SiCl_6]^{2-}$ આયનો અસ્તિત્વ ધરાવતા નથી. તેથી,વિકલ્પ $C$ માં આપેલ વિધાન ખોટું છે.

(D) કાર્બન મોનોક્સાઇડનો અંદાજ નીચેની પ્રક્રિયા મુજબ $I_2O_5$ નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:
$I_2O_5 + 5 CO \longrightarrow I_2 + 5 CO_2$
મુક્ત થયેલ આયોડિનને ત્યારબાદ પ્રમાણિત સોડિયમ થાયોસલ્ફેટ દ્રાવણ સાથે ટાઇટ્રેટ કરવામાં આવે છે જેથી હાજર $CO$ નું પ્રમાણ જાણી શકાય.

(D) સાચી જોડી નીચે મુજબ છે:
$A$. કીસેલગુર એ સિલિકાનું અસ્ફટિકમય સ્વરૂપ છે જેનો ઉપયોગ $III$. ફિલ્ટરેશન પ્લાન્ટ્સમાં થાય છે.
$B$. સિલિકા જેલનો ઉપયોગ $I$. ક્રોમેટોગ્રાફિક પદાર્થ તરીકે થાય છે.
$C$. $ZSM-5$ એ એક પ્રકારનો ઝિઓલાઇટ ઉદ્દીપક છે જેનો ઉપયોગ $IV$. આલ્કોહોલને સીધા ગેસોલિનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે.
$D$. હાઇડ્રેટેડ ઝિઓલાઇટ્સનો ઉપયોગ $II$. સખત પાણીને નરમ બનાવવા માટે થાય છે.
તેથી,સાચી જોડી $A-III, B-I, C-IV, D-II$ છે.

(C) સિલિકોન્સ એ $(R_2SiO)_n$ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા ઓર્ગેનોસિલિકોન પોલિમર છે.
તેઓ અનેક વિશિષ્ટ ગુણધર્મો ધરાવે છે:
$1$. તેઓ બાયો-સુસંગત છે અને સર્જિકલ તથા ડેન્ટલ ઇમ્પ્લાન્ટમાં વપરાય છે.
$2$. મજબૂત $Si-O$ બંધને કારણે તેઓ ઉચ્ચ તાપીય સ્થિરતા દર્શાવે છે.
$3$. કાર્બનિક સાઇડ ગ્રુપને કારણે તેઓ સ્વભાવે હાઇડ્રોફોબિક (પાણીને અપાકર્ષક) હોય છે.
$4$. તેઓ ઉચ્ચ ડાયઇલેક્ટ્રિક સ્ટ્રેન્થ ધરાવે છે,જે તેમને ઉત્તમ વિદ્યુત અવાહક બનાવે છે.
તેથી,તેમની ડાયઇલેક્ટ્રિક સ્ટ્રેન્થ ઓછી હોય છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) સિલિકા $(SiO_2)$ એ સહસંયોજક નેટવર્ક ઘન પદાર્થ છે જે ત્રિ-પરિમાણીય ટેટ્રાહેડ્રલ બંધારણ ધરાવે છે,જેમાં દરેક સિલિકોન પરમાણુ ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
વિકલ્પ $A$ સાચો છે કારણ કે $SiO_2$ એસિડિક છે અને બેઝ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
વિકલ્પ $B$ સાચો છે કારણ કે $SiO_2$ મોટાભાગના એસિડ સાથે નિષ્ક્રિય છે પરંતુ હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ $(HF)$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને સિલિકોન ટેટ્રાફ્લોરાઇડ $(SiF_4)$ બનાવે છે.
વિકલ્પ $C$ સાચો છે કારણ કે $SiO_2$,$NaOH$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને સોડિયમ સિલિકેટ $(Na_2SiO_3)$ બનાવે છે.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે ગ્રેફાઇટ જે દ્વિ-પરિમાણીય સ્તરીય બંધારણ ધરાવે છે તેનાથી વિપરીત,સિલિકા ત્રિ-પરિમાણીય વિશાળ સહસંયોજક નેટવર્ક બંધારણ ધરાવે છે.

(A) વિધાન-$I$ સાચું છે કારણ કે કાર્બન $(C)$ પાસે પાણીના અણુમાંથી આવતી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારવા માટે ખાલી $d$-કક્ષકો હોતી નથી,જ્યારે સિલિકોન $(Si)$ પાસે ખાલી $3d$-કક્ષકો હોય છે જે જળવિભાજનની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.
વિધાન-$II$ સાચું છે કારણ કે જર્મેનિયમ $(Ge)$ માટે,$+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા કરતા વધુ સ્થિર છે,કારણ કે $Pb$ જેવા ભારે તત્વોની તુલનામાં તેમાં નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર (inert pair effect) પ્રમાણમાં નબળી હોય છે.

(C) સાચો જવાબ $SiCl_4$ છે.
$1$. $P_4 O_{10}$ નું જળવિભાજન: $P_4 O_{10} + 6 H_2 O \rightarrow 4 H_3 PO_4$. બંને નીપજો પ્રમાણિત સ્થિતિમાં ઘન નથી.
$2$. $F_2$ નું જળવિભાજન: $2 F_2 + 2 H_2 O \rightarrow 4 HF + O_2$. $HF$ અને $O_2$ બંને ઘન નથી.
$3$. $SiCl_4$ નું જળવિભાજન: $SiCl_4 + 2 H_2 O \rightarrow SiO_2 + 4 HCl$. અહીં,$SiO_2$ (સિલિકા) એ ઘન નીપજ છે.
$4$. $N_2$ સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં જળવિભાજન પામતું નથી.

(A) $i$. સિલિકેટ્સનો મૂળભૂત એકમ $SiO_4^{4-}$ ટેટ્રાહેડ્રોન છે,જે સાચું છે.
$ii$. સિલિકોન્સ એ કૃત્રિમ પોલિમર છે જે રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય,પાણી-પ્રતિકર્ષક અને બાયોકોમ્પેટિબલ છે,જે સાચું છે.
$iii$. પ્રોડ્યુસર ગેસ એ કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ અને નાઇટ્રોજન $(N_2)$ નું મિશ્રણ છે,જે સાચું છે.
તેથી,બધા વિધાનો $i, ii,$ અને $iii$ સાચા છે.

(C) સમૂહ $13$ ના તત્વોના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ સમૂહ $14$ ના તત્વો કરતા ઓછા હોય છે કારણ કે સમૂહ $14$ ના તત્વોમાં મજબૂત ધાત્વિક બંધ હોય છે. તેથી,વિધાન $(i)$ ખોટું છે.
$SiO$ એ $SiO_2$ કરતા ઓછું સ્થાયી છે અને તે માત્ર ઊંચા તાપમાને અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તેથી,વિધાન $(ii)$ સાચું છે.
$PbI_4$ અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી કારણ કે નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને લીધે $Pb$ એ $+4$ કરતા $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા વધુ પસંદ કરે છે. તેથી,વિધાન $(iii)$ સાચું છે.
બકમિન્સ્ટર ફુલરીન $(C_{60})$ માં $20$ છ-સભ્યવાળી રિંગ અને $12$ પાંચ-સભ્યવાળી રિંગ હોય છે. તેથી,વિધાન $(iv)$ ખોટું છે.
આમ,સાચા વિધાનો $(ii)$ અને $(iii)$ છે.

(D) સિલિકોન $(IV)$ ક્લોરાઈડ $(SiCl_4)$ નું જળવિભાજન થઈને સિલિસિક એસિડ ($Si(OH)_4$ અથવા $H_4SiO_4$) બને છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$SiCl_4 + 4H_2O \rightarrow Si(OH)_4 + 4HCl$
સિલિસિક એસિડ $(Si(OH)_4)$ ની રચનામાં,સિલિકોન પરમાણુ ચાર $-OH$ સમૂહો સાથે જોડાયેલ હોય છે.
તેથી,$X$ માં હાજર $-OH$ સમૂહોની સંખ્યા $4$ છે.

(B) જ્યારે સિલિકોન ટેટ્રાક્લોરાઈડ $(SiCl_4)$ પાણીના વધુ પ્રમાણ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તેનું સંપૂર્ણ જળવિભાજન થાય છે.
સિલિકોન પાસે ખાલી $d$-કક્ષકો હોય છે,જે પાણીના અણુને સિલિકોન પરમાણુ પર હુમલો કરવા દે છે,જેના પરિણામે ક્લોરિન પરમાણુઓનું હાઈડ્રોક્સિલ જૂથો દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$SiCl_4 + 4H_2O \rightarrow Si(OH)_4 + 4HCl$
તેથી,મુખ્ય નીપજ સિલિસિક એસિડ,$Si(OH)_4$ છે.

(A) $SiO_2$ એ સહસંયોજક ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક ઘન છે.
સિલિકા (સામાન્ય રીતે ક્વાર્ટઝ તરીકે ઓળખાય છે) એ $SiO_2$ છે,જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે કાચ,સિરામિક્સ અને પીઝોઈલેક્ટ્રિક પદાર્થો બનાવવા માટે થાય છે.
સિલિકાનો સૌથી સામાન્ય ઉપયોગ પાણીના ફિલ્ટરેશનમાં થાય છે; તેના સમાન આકાર અને કદને કારણે,તે એક અસરકારક ફિલ્ટરેશન બેડ છે જે પાણીમાંથી અશુદ્ધિઓને દૂર કરે છે.
$SiO_2$ એ ઉચ્ચ $Si-O$ બંધ એન્થાલ્પીને કારણે ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ છે. તેથી,તે ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) પૃથ્વીના પોપડામાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળતા બે તત્વો ઓક્સિજન અને સિલિકોન છે. આ તત્વો દ્વારા બનતું સંયોજન $(A)$ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ $(SiO_2)$ છે,જેનો ઉપયોગ બાંધકામમાં (જેમ કે રેતી અને કોંક્રિટમાં) વ્યાપકપણે થાય છે.
જ્યારે સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ $(SiO_2)$ ઊંચા તાપમાને કાર્બન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે રિડક્શન પ્રક્રિયા અનુભવે છે:
$SiO_2 + 3C \xrightarrow{\Delta} SiC + 2CO$
અહીં,$(B)$ એ કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ છે,જે એક ઝેરી,સ્થિર દ્વિપરમાણ્વીય વાયુ છે.

(A) સિલિકોન્સનો ઉપયોગ ગ્રીસ (લુબ્રિકન્ટ્સ) તરીકે અને તેમની નિષ્ક્રિય પ્રકૃતિ અને જૈવ સુસંગતતાને કારણે સર્જિકલ ઇમ્પ્લાન્ટમાં થાય છે.
ઝિઓલાઇટ્સનો ઉપયોગ ઉદ્દીપક તરીકે (દા.ત.,$ZSM-5$) અને પાણીને નરમ બનાવવા માટે આયન એક્સચેન્જર તરીકે થાય છે.
તેથી,સાચી જોડી છે:
$A$ (સિલિકોન્સ) $\rightarrow$ $(ii)$ ગ્રીસ,$(iii)$ સર્જિકલ ઇમ્પ્લાન્ટમાં.
$B$ (ઝિઓલાઇટ્સ) $\rightarrow$ $(i)$ ઉદ્દીપક તરીકે,$(iv)$ આયન એક્સચેન્જર તરીકે.
સાચો કોડ $A-(ii, iii), B-(i, iv)$ છે.

(C) પાયરોસિલિકેટ $(Si_2O_7)^{6-}$ માં,બે સિલિકેટ એકમો $(SiO_4)^{4-}$ એક ઓક્સિજન પરમાણુ શેર કરે છે. તેનું બંધારણ $(Si_2O_7)^{6-} = O_3Si-O-SiO_3$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) $(CH_3)_3SiCl$ નો ઉપયોગ ઓર્ગેનોસિલિકોન્સના પોલિમરાઇઝેશન દરમિયાન થાય છે કારણ કે તે શૃંખલા સમાપ્ત કરનાર (chain terminator) તરીકે કાર્ય કરે છે.
જ્યારે તેને પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે વધતી જતી સિલોક્સેન શૃંખલાના અંતિમ $-OH$ જૂથો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને અંતમાં સ્થિર $(CH_3)_3Si-O-$ જૂથ બનાવે છે.
આ આગળના કન્ડેન્સેશનને અટકાવે છે અને આમ ઓર્ગેનોસિલિકોન પોલિમરની શૃંખલાની લંબાઈને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) સિલિકોન્સ એ $R_2SiO$ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા કૃત્રિમ ઓર્ગેનોસિલિકોન પોલિમર છે.
તેઓ સિલિકોન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા નોન-પોલર કાર્બનિક જૂથોની હાજરીને કારણે હાઇડ્રોફોબિક (પાણીને અપાકર્ષતા) સ્વભાવ ધરાવે છે.
તેઓ જૈવ સુસંગત હોવાથી તબીબી ક્ષેત્રે વ્યાપકપણે વપરાય છે.
જોકે,સિલિકોન્સ મજબૂત $Si-O$ બંધ અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન કે આયનોના અભાવને કારણે વિદ્યુતના ઉત્તમ અવાહક છે,વાહક નથી.

(C) વિધાન $(I)$ સાચું છે: જર્મેનિયમ માત્ર અલ્પ માત્રામાં $(1.5 \ ppm)$ અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને મુખ્યત્વે ઝિંક અયસ્કના ભૂંજનમાંથી મળતી ફ્લૂ ડસ્ટમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
વિધાન $(II)$ ખોટું છે: સમૂહ $14$ ના તત્વોની વિદ્યુતઋણતા કાર્બનથી સિલિકોન સુધી ઘટે છે અને સિલિકોનથી $Sn$ સુધી લગભગ અચળ રહે છે $(Si \approx Ge \approx Sn)$.
વિધાન $(III)$ સાચું છે: સમૂહ $14$ ના તમામ તત્વો (કાર્બન,સિલિકોન,જર્મેનિયમ,ટીન,લેડ) ઓરડાના તાપમાને ઘન અવસ્થામાં હોય છે.
તેથી,વિધાન $(I)$ અને $(III)$ સાચા છે.

(B) $[SiF_6]^{2-}$ બને છે પરંતુ $[SiCl_6]^{2-}$ બનતું નથી કારણ કે $Cl^-$ આયનનું કદ $F^-$ આયન કરતા ઘણું મોટું છે.
$Cl^-$ ના મોટા કદને કારણે,મધ્યસ્થ $Si$ પરમાણુની આસપાસ અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ઉદભવે છે,જે $[SiCl_6]^{2-}$ સંકીર્ણ બનતા અટકાવે છે.
જોકે $F$ ની વિદ્યુતઋણતા $Cl$ કરતા વધારે છે,પરંતુ આ ગુણધર્મ $[SiF_6]^{2-}$ ની સ્થિરતા માટેનું મુખ્ય કારણ નથી.
તેથી,વિધાન $(A)$ અને કારણ $(R)$ બંને સાચા છે,પરંતુ $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(C) મિથાઈલ ક્લોરાઈડ $570 \ K$ તાપમાને ઉદ્દીપક તરીકે કોપર પાવડરની હાજરીમાં સિલિકોન સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે ડાયમિથાઈલડાયક્લોરોસિલીન બનાવે છે. આ સિલિકોન્સના સંશ્લેષણનું પ્રથમ પગલું છે.
પ્રક્રિયા છે: $2 CH_3Cl + Si \xrightarrow[570 \ K]{Cu} (CH_3)_2SiCl_2$
આપેલ પ્રક્રિયા સાથે સરખામણી કરતા,આપણને મળે છે:
$X = Si$,$Y = Cu$,અને $Z = (CH_3)_2SiCl_2$.

(B) ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો એવા ઉપકરણો છે જે સૂર્યપ્રકાશને સીધા વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે. $Amorphous$ $silicon$ નો ઉપયોગ આ સૌર કોષોના ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તે એક અસરકારક સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે જેને પાતળા પડમાં જમા કરી શકાય છે,જે તેને મોટા પાયે ઉર્જા ઉત્પાદન માટે ખર્ચ-અસરકારક બનાવે છે.

(A) કાર્બન બીજા આવર્તનું તત્વ છે અને તેની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર $s$ અને $p$ કક્ષકો હોય છે $(n=2)$. તેમાં $d$-કક્ષકોનો અભાવ હોવાથી,તે તેનું અષ્ટક વિસ્તારી શકતું નથી,જે તેની મહત્તમ સહસંયોજકતાને $4$ સુધી મર્યાદિત કરે છે.
સિલિકોન $(Si)$ અને જર્મેનિયમ $(Ge)$ અનુક્રમે ત્રીજા અને ચોથા આવર્તના તત્વો છે. તેમની સંયોજકતા કક્ષામાં ખાલી $d$-કક્ષકો હોય છે ($n=3$ અને $n=4$).
આ $d$-કક્ષકોની ઉપલબ્ધતાને કારણે,$Si$ અને $Ge$ $sp^3d^2$ સંકરણ અનુભવી શકે છે,જે તેમને $6$ બંધ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે,આમ $6$ ની મહત્તમ સહસંયોજકતા પ્રાપ્ત કરે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ વિધાનની સાચી સમજૂતી આપે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
વોટર ગેસ એ $CO$ અને $H_2$ નું મિશ્રણ છે.
તેમાં મુખ્ય ઘટક તરીકે $CO_2$ હોતો નથી.
$SiO_2$ એ $HF$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $SiF_4$ અને $H_2O$ બનાવે છે,જે તેને દ્રાવ્ય બનાવે છે.
$(CH_3)_2SiCl_2$ જળવિભાજન અને ત્યારબાદ સંઘનન પામીને રેખીય સિલિકોન્સ બનાવે છે.
ઝિઓલાઈટ્સનો ઉપયોગ આયન વિનિમય દ્વારા પાણીને નરમ બનાવવા માટે થાય છે.

(A) કેટેનેશનની વૃત્તિ એ બંધ વિયોજન ઉર્જાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
સમૂહમાં $C$ થી $Ge$ તરફ નીચે જતાં,પરમાણુ કદ વધે છે,જેના કારણે ઓર્બિટલ્સનું ઓવરલેપ ઘટે છે અને પરિણામે બંધની મજબૂતી ઘટે છે.
$C-C$,$Si-Si$ અને $Ge-Ge$ માટે બંધ વિયોજન ઉર્જા અનુક્રમે આશરે $348 \ kJ \ mol^{-1}$,$180 \ kJ \ mol^{-1}$ અને $167 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
તેથી,બંધ ઉર્જાનો સાચો ક્રમ કેટેનેશનની વૃત્તિના ક્રમને અનુરૂપ છે.

(A) $[SiCl_6]^{2-}$ સ્પીસીઝ અસ્તિત્વમાં નથી.
સિલિકોન $(Si)$ નું કદ નાનું હોવાથી,અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ને કારણે તે પોતાની આસપાસ છ મોટા $Cl^-$ આયનોને સમાવી શકતું નથી.
વધુમાં,$Si-Cl$ બંધ આ હેક્સાકોઓર્ડિનેટેડ બંધારણને સ્થિર કરવા માટે પૂરતો મજબૂત નથી.
તેની સરખામણીમાં,$[SiF_6]^{2-}$ અસ્તિત્વમાં છે કારણ કે $F^-$ આયનનું કદ નાનું હોવાથી તે $Si$ પરમાણુની આસપાસ ગોઠવાઈ શકે છે.

(D) $I)$ $Sn$ અને $F$ વચ્ચેની ઊંચી વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે $SnF_4$ એક આયનીય સંયોજન છે. આ વિધાન સાચું છે.
$II)$ નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે,સમૂહ $14$ ના તત્વો માટે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે. તેથી,ડાયહેલાઈડની સ્થિરતા વધે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$III)$ $GeCl_4$ માં $Ge$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ છે અને $GeCl_2$ માં $+2$ છે. $Ge$ માટે $+2$ કરતા $+4$ વધુ સ્થિર હોવાથી,$GeCl_4$ એ $GeCl_2$ કરતા વધુ સ્થિર છે. આ વિધાન ખોટું છે.