Carbon family Questions in Gujarati

(C) ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ તે છે જે એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
આપેલા ઓક્સાઈડમાંથી:
$1$. $CO_2$ એસિડિક છે.
$2$. $GeO_2$ ઉભયગુણી છે.
$3$. $SnO_2$ ઉભયગુણી છે.
$4$. $PbO_2$ ઉભયગુણી છે.
$5$. $CO$ તટસ્થ છે.
$6$. $GeO$ ઉભયગુણી છે.
$7$. $SnO$ ઉભયગુણી છે.
$8$. $PbO$ ઉભયગુણી છે.
આમ,ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ $GeO_2, SnO_2, PbO_2, GeO, SnO, PbO$ છે.
ઉભયગુણી ઓક્સાઈડની કુલ સંખ્યા $6$ છે.

(A) $GeO_2$ સ્વભાવે એસિડિક છે.
$CO$ એ તટસ્થ ઓક્સાઈડ છે.
$PbO_2$ સ્વભાવે ઉભયગુણી (amphoteric) છે.
$SnO$ સ્વભાવે ઉભયગુણી (amphoteric) છે.

(C) સમૂહ $14$ માં,મોટાભાગના $MX_4$ હેલાઈડ્સ સહસંયોજક હોય છે. જોકે,$SnF_4$ અને $PbF_4$ આયનીય છે કારણ કે ધાતુ અને ફ્લોરિન વચ્ચે વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત વધારે છે. તેથી,વિધાન $I$ સાચું છે.
સમૂહ $14$ ના તત્વો માટે,નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર (inert pair effect) ને કારણે સમૂહમાં નીચે જતાં $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે. $Ge$ સમૂહમાં ઉપરના ભાગે છે,તેથી $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+2$ કરતા વધુ સ્થાયી છે. તેથી,$GeCl_4$ એ $GeCl_2$ કરતા વધુ સ્થાયી છે. આમ,વિધાન $II$ ખોટું છે.

(B) સમૂહ $14$ ના તત્વોના મોટાભાગના $MX_4$ $(X = F, Cl, Br, I)$ સંયોજનો સ્વભાવે સહસંયોજક હોય છે.
જોકે,$SnF_4$ અને $PbF_4$ અપવાદ છે કારણ કે ફ્લોરિનની ઊંચી વિદ્યુતઋણતા અને મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુઓના કદને કારણે તેઓ આયનીય લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે.

(D) સમૂહ $14$ માં તત્વો $C, Si, Ge, Sn, Pb$ છે.
$C$ અને $Si$ અધાતુઓ છે.
$Ge$ એ અર્ધધાતુ છે.
$Sn$ અને $Pb$ ધાતુઓ છે.
આમ,સમૂહ $14$ માં માત્ર $1$ અર્ધધાતુ $(Ge)$ છે.
તેથી,વિકલ્પ $(D)$ માં આપેલું વિધાન ખોટું છે.

(D) સમૂહ $14$ ના તત્વોમાં,$Sn$ (ટીન) ઊંચા તાપમાને વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટીન ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Sn_{(s)} + 2 H_2O_{(g)} \rightarrow SnO_{2(s)} + 2 H_{2(g)}$.

(B) $Si$,$Ge$ અને $Sn$ માં ખાલી $d$-કક્ષકોની હાજરી અષ્ટફલકીય સંકીર્ણોના નિર્માણને મંજૂરી આપે છે.
જોકે,$[SiCl_6]^{2-}$ અસ્તિત્વમાં નથી કારણ કે નાના $Si^{4+}$ કેટાયનની આસપાસ છ મોટા $Cl^{-}$ આયનો અવકાશીય અવરોધ (steric hindrance) ને કારણે સમાઈ શકતા નથી.

(D) સમૂહ-$14$ ના તત્વોના ડાયોક્સાઇડ્સ ($CO_2$,$SiO_2$,$GeO_2$,$SnO_2$,અને $PbO_2$) માંથી,$PbO_2$ સ્વભાવે નિર્બળ બેઝિક છે.
ઇનર્ટ પેર ઇફેક્ટને કારણે,$Pb$ ની $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા કરતા વધુ સ્થાયી છે.
તેથી,$PbO_2$ (જ્યાં $Pb$ એ $+4$ અવસ્થામાં છે) માં $Pb^{2+}$ $(PbO)$ માં રિડક્શન પામવાની પ્રબળ વૃત્તિ હોય છે,જે તેને શક્તિશાળી ઓક્સિડેશનકર્તા બનાવે છે.

(B) કાર્બન $(C)$ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ બનાવે છે,જે તટસ્થ ઓક્સાઇડ છે.
કાર્બન $(C)$ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ પણ બનાવે છે,જે એસિડિક ઓક્સાઇડ છે.
પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$2C(s) + O_2(g) \rightarrow 2CO(g)$ (તટસ્થ ઓક્સાઇડ)
$C(s) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$ (એસિડિક ઓક્સાઇડ)
તેથી,તત્વ $(X)$ કાર્બન $(C)$ છે.

(B) કાર્બન $(C)$ બે સામાન્ય ઓક્સાઇડ બનાવે છે: કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$.
$CO$ એ તટસ્થ ઓક્સાઇડ છે,જ્યારે $CO_2$ સ્વભાવે એસિડિક છે.
જોકે,સમૂહ $14$ ના તત્વોના સંદર્ભમાં,$CO_2$ એસિડિક છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,કાર્બન $(C)$ એકમાત્ર એવું તત્વ છે જેનો ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ એસિડિક છે,અને અન્ય ધાતુઓ ($Sn$,$Ge$,$Pb$) ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ બનાવે છે.

(A) ઇનર્ટ પેર ઇફેક્ટ એટલે $d$ અને $f$ ઓર્બિટલ્સના નબળા શીલ્ડિંગને કારણે $ns^2$ ઇલેક્ટ્રોન જોડીનું બંધનમાં ભાગ લેવાની અનિચ્છા.
લેડ $(Pb)$ માટે,જે ગ્રુપ $14$ માં આવે છે,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા કરતા વધુ સ્થિર બને છે.
તેથી,ઇનર્ટ પેર ઇફેક્ટને કારણે લેડ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં સંયોજનો બનાવે છે.

(D) સ્મોક સ્ક્રીન એ લશ્કરી વિસ્તારોને છુપાવવા માટે વપરાતા ધુમાડાનો એક ઘટ્ટ વાદળ છે.
કેલ્શિયમ ફોસ્ફાઇડ $(Ca_3P_2)$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફોસ્ફિન $(PH_3)$ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે:
$Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3$
ફોસ્ફિન $(PH_3)$ હવામાં આપમેળે સળગી ઉઠે છે અને ફોસ્ફરસ પેન્ટોક્સાઇડ $(P_2O_5)$ બનાવે છે:
$2PH_3 + 4O_2 \rightarrow P_2O_5 + 3H_2O$
પરિણામી $P_2O_5$ એક ઘટ્ટ સફેદ સ્મોક સ્ક્રીન બનાવે છે.

(A) કાર્બન $(C)$ સાંદ્ર $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ (રેખીય) અને $NO_2$ (કોણીય) બનાવે છે. બંને એસિડિક ઓક્સાઈડ છે.
કાર્બન $(C)$ સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ (રેખીય) અને $SO_2$ (કોણીય) બનાવે છે. બંને એસિડિક ઓક્સાઈડ છે.
આમ,$X = C$ અને $Z = C$.

(A) કાર્બન $(C)$ એવું તત્વ છે જે ગરમ સાંદ્ર $H_2SO_4$ દ્વારા ઓક્સિડેશન પામીને બે વાયુરૂપ નીપજો આપે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા:
$C + 2 H_2SO_4 \rightarrow CO_2(g) + 2 SO_2(g) + 2 H_2O(l)$
આ પ્રક્રિયામાં,$CO_2$ અને $SO_2$ બંને વાયુરૂપ નીપજો છે.

(B) જ્યારે વાયુરૂપ $HCl$ ને સોડિયમ સલ્ફાઇટ $(Na_2SO_3)$ ના જલીય દ્રાવણમાં પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Na_2SO_3(aq) + 2HCl(g) \rightarrow 2NaCl(aq) + H_2O(l) + SO_2(g)$.
બનતી નીપજો સોડિયમ ક્લોરાઇડ $(NaCl)$,સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ $(SO_2)$ અને પાણી $(H_2O)$ છે.

(D) ઘનતા એટલે એકમ કદ દીઠ દળ. સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં,પરમાણ્વીય કદ કરતાં પરમાણ્વીય દળમાં ઘણો વધારે વધારો થાય છે. તેથી,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘનતા વધે છે. આપેલા તત્વો $(C, Si, Sn, Pb)$ માંથી,$Pb$ (લેડ) સમૂહમાં સૌથી નીચે આવેલું છે અને તેનું પરમાણ્વીય દળ સૌથી વધુ છે,પરિણામે તેની ઘનતા સૌથી વધુ હોય છે.

(B) જર્મેનિયમ $(Ge)$ એ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $14$ માં આવે છે અને તે અર્ધવાહક ગુણધર્મો ધરાવે છે.
$Fe$ અને $Cu$ એ વાહક છે,જ્યારે હીરો એ અવાહક છે.

(B) $Si$ $(Silicon)$ અને $Ge$ $(Germanium)$ એ જાણીતા અર્ધવાહકો છે.
$As$ $(Arsenic)$ એ અર્ધધાતુ છે જેનો ઉપયોગ અર્ધવાહકોમાં ડોપિંગ માટે થાય છે.
$Pb$ $(Lead)$ એ ધાતુ છે અને તે સુવાહક તરીકે વર્તે છે,અર્ધવાહક તરીકે નહીં.

(B) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર (inert pair effect) ને કારણે,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે.
જેમ આપણે $Si$ થી $Pb$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ $ns^2$ ઇલેક્ટ્રોન બંધ બનાવવામાં ભાગ લેવા માટે વધુ અનિચ્છા ધરાવે છે.
તેથી,ડાયહેલાઈડ્સ $(MX_2)$ ની સ્થિરતાનો ક્રમ $SiX_2 < GeX_2 < SnX_2 < PbX_2$ છે.

(C) $[SiCl_6]^{2-}$ અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી કારણ કે $Si^{4+}$ આયનનું કદ નાનું હોવાથી તેની આસપાસ છ મોટા $Cl^{-}$ આયનો સ્ટેરિક અવરોધ અને ક્લોરાઇડ આયનો વચ્ચેના આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણને કારણે ગોઠવાઈ શકતા નથી.
તેનાથી વિપરીત,$[SiF_6]^{2-}$ અસ્તિત્વ ધરાવે છે કારણ કે $F^{-}$ આયન $Si^{4+}$ આયનની આસપાસ ગોઠવાઈ શકે તેટલું નાનું છે.
$[GeCl_6]^{2-}$ અને $[Sn(OH)_6]^{2-}$ સ્થાયી છે કારણ કે મધ્યસ્થ $Ge^{4+}$ અને $Sn^{4+}$ આયનોનું કદ મોટું હોય છે,જે છ લિગાન્ડને સમાવી શકે છે.

(D) ગ્રેફાઇટનું બંધારણ દ્વિ-પરિમાણીય શીટ જેવું હોય છે.
ગ્રેફાઇટમાં દરેક કાર્બન પરમાણુ એક જ સમતલમાં અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે,જે ષટ્કોણીય વલયો બનાવે છે.
તેથી,ગ્રેફાઇટમાં દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,હીરામાં દરેક કાર્બન પરમાણુ ચતુષ્ફલકીય ગોઠવણીમાં અન્ય ચાર કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે,જે તેને $sp^3$ સંકરણ આપે છે.

(B) અધાતુના ઓક્સાઈડ સામાન્ય રીતે સ્વભાવે એસિડિક હોય છે. કાર્બન એ અધાતુ છે જે $14$ $(IVA)$ સમૂહમાં આવે છે.
$C + O_2 \longrightarrow CO_2$
$CO_2 + H_2O \longrightarrow H_2CO_3$ (કાર્બોનિક એસિડ)
$CO_2$ વાયુ હોવાથી અને એસિડિક દ્રાવણ બનાવતું હોવાથી,આ તત્વ $IV$ $(IVA)$ સમૂહનું છે.

(A) એસિડિક ઓક્સાઈડ $B_2O_3, SiO_2,$ અને $CO_2$ છે.
$CO$ એ તટસ્થ ઓક્સાઈડ છે.
$Al_2O_3$ અને $PbO_2$ એ ઉભયગુણી (amphoteric) ઓક્સાઈડ છે.
$Tl_2O_3$ એ બેઝિક ઓક્સાઈડ છે.
તેથી,એસિડિક ઓક્સાઈડની કુલ સંખ્યા $3$ છે.

(B) સમૂહ $14$ ના તત્વોના ગલનબિંદુનો ક્રમ $C > Si > Ge > Sn > Pb$ છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Pb$ $(Lead)$ નું ગલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.

(A) સમૂહ $14$ ના તત્વોમાં ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સ્થિરતા 'ઇનર્ટ પેર ઇફેક્ટ' (inert pair effect) દ્વારા નક્કી થાય છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં $Si$ થી $Pb$ તરફ નીચે જઈએ છીએ,તેમ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે,જ્યારે $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા ઘટે છે.
લેડ $(Pb)$ માટે,જે સમૂહમાં સૌથી નીચે છે,ઇનર્ટ પેર ઇફેક્ટને કારણે $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
તેથી,$Pb^{2+} > Pb^{4+}$ એ સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ છે.

(C) નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે સમૂહની સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા કરતા બે એકમ ઓછી ઓક્સિડેશન અવસ્થા સ્થાયી બને છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઓછી ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા વધે છે.
આમ,$Pb^{2+}$ એ $Pb^{4+}$ કરતા વધુ સ્થાયી છે,તેથી $Pb^{4+}$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે કારણ કે તે સરળતાથી $Pb^{2+}$ માં રિડક્શન પામે છે.
તેનાથી વિપરીત,$Sn^{2+}$ એ $Sn^{4+}$ કરતા ઓછું સ્થાયી છે,તેથી $Sn^{2+}$ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને $Sn^{4+}$ માં ઓક્સિડેશન પામે છે.

(D) દાંતનું ઇનેમલ હાઇડ્રોક્સિએપેટાઇટનું બનેલું છે,જેનું સૂત્ર $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$ છે.
જ્યારે તે $F^{-}$ આયનો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,ત્યારે $OH^{-}$ આયનો $F^{-}$ આયનો દ્વારા બદલાય છે અને ફ્લોરોએપેટાઇટ બનાવે છે:
$Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2 + 2 F^{-} \longrightarrow Ca_{10}(PO_4)_6 F_2 + 2 OH^{-}$
આ નીપજ,$Ca_{10}(PO_4)_6 F_2$,ને $3[Ca_3(PO_4)_2] \cdot CaF_2$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે.
તેથી,વિકલ્પ $(D)$ સાચો જવાબ છે.

(C) સિલિકા $(SiO_2)$ એ એસિડિક ઓક્સાઇડ છે અને તે બેઝિક અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે એસિડ ફ્લક્સ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$SiO_2$ અને $Na_2CO_3$ વચ્ચેની પ્રક્રિયામાં $CO_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે,$CO$ નહીં.
પ્રક્રિયા: $Na_2CO_3 + SiO_2 \rightarrow Na_2SiO_3 + CO_2 \uparrow$.
તેથી,વિકલ્પ $C$ માં આપેલું વિધાન ખોટું છે કારણ કે તેમાં $CO_2$ ને બદલે $CO$ મુક્ત થવાનો ઉલ્લેખ છે.

(C) સમૂહ $14$ ના તત્વો $C$,$Si$,$Ge$,$Sn$,અને $Pb$ છે.
$C$ અને $Si$ અધાતુ છે,$Ge$ અર્ધધાતુ છે,જ્યારે $Sn$ અને $Pb$ ધાતુઓ છે.
આ તત્વો તેમની ઘન અવસ્થામાં સહસંયોજક નેટવર્ક બનાવે છે.
ગલનબિંદુ આંતરપરમાણ્વીય બળો (સહસંયોજક અથવા ધાત્વીય બંધ) ની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ પરમાણુ કદ વધે છે,જેના કારણે આંતરપરમાણ્વીય બળોની મજબૂતી ઘટે છે.
તેથી,ગલનબિંદુ $C$ થી $Pb$ તરફ ઘટતું જાય છે.
આમ,ગલનબિંદુનો સાચો ક્રમ $C > Si > Ge$ છે.

(B) $(i)$ ક્વાર્ટઝ એ $SiO_2$ નું સ્ફટિકમય સ્વરૂપ છે અને તે પીઝોઈલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે તેને ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં ઉપયોગી બનાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(ii)$ સમૂહ $14$ ના તત્વો ($C$ સિવાય) પાસે ખાલી $d$-કક્ષકો હોય છે, જે તેમને પાણીના અણુઓ પાસેથી લોન પેર સ્વીકારવાની મંજૂરી આપે છે, જેનાથી જળવિભાજન થાય છે. $CCl_4$ માં $d$-કક્ષકોના અભાવને કારણે તેનું જળવિભાજન થઈ શકતું નથી. આ વિધાન સાચું છે.
$(iii)$ ગ્રેફાઈટમાં, સ્તરોની અંદર $C-C$ બંધ લંબાઈ $141.5 \ pm$ છે, $154 \ pm$ નથી (જે હીરામાં $C-C$ બંધ લંબાઈ છે). આ વિધાન ખોટું છે.
$(iv)$ $SiO_2$ સ્વભાવે એસિડિક છે અને $HCl$ માં અદ્રાવ્ય છે, પરંતુ તે $HF$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $SiF_4$ બનાવે છે. આ વિધાન ખોટું છે.
તેથી, વિધાનો $(i)$ અને $(ii)$ સાચા છે.

(A) $I$. ગ્રેફાઇટ ષટ્કોણીય વલયોમાં ગોઠવાયેલા કાર્બન પરમાણુઓના સ્તરો ધરાવે છે,જે સાચું છે.
$II$. બકમિન્સ્ટરફુલરીન $(C_{60})$ ગોળાકાર પાંજરામાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે પ્રકૃતિમાં એરોમેટિક છે,તેથી આ વિધાન ખોટું છે.
$III$. ગ્રેફાઇટમાં બે નજીકના સ્તરો વચ્ચેનું અંતર $340 \ pm$ છે,$141.5 \ pm$ નથી. સ્તરની અંદર $C-C$ બંધ લંબાઈ $141.5 \ pm$ છે. તેથી,આ વિધાન ખોટું છે.
$IV$. ગ્રેફાઇટ અને બકમિન્સ્ટરફુલરીન બંનેમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. તેથી,આ વિધાન સાચું છે.
આમ,વિધાનો $I$ અને $IV$ સાચા છે.

(B) $(i)$ $CCl_4$ જળવિભાજન પામતું નથી કારણ કે તેમાં પાણીના અણુઓ પાસેથી લોન પેર સ્વીકારવા માટે ખાલી $d$-કક્ષકો હોતી નથી.
$(ii)$ હીરાનું બંધારણ કાર્બન પરમાણુઓના $3-D$ નેટવર્કનું બનેલું છે જેમાં સમગ્ર લેટીસમાં દિશાત્મક સહસંયોજક બંધ હોય છે.
$(iii)$ કાર્બનના અપરરૂપોની ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય સ્થિરતાનો ક્રમ $\text{Graphite} > \text{Diamond} > \text{Fullerene}$ છે.
$(iv)$ કાચ એ માનવસર્જિત અસ્ફટિકમય સિલિકેટ છે.
તેથી,વિધાનો $(ii)$ અને $(iv)$ સાચા છે.

(C) ગ્રેફાઈટ એ કાર્બનનું એક અપરરૂપ છે જેનું બંધારણ સ્તરીય છે,જે તેને નરમ અને લપસણું બનાવે છે,જેના કારણે તેનો ઉપયોગ ઊંચા તાપમાને સૂકા લુબ્રિકન્ટ તરીકે થાય છે.
આમ,વિધાન $(A)$ સાચું છે.
આ નરમ અને લપસણા સ્વભાવનું કારણ એ છે કે કાર્બન પરમાણુઓના ષટ્કોણીય સ્તરો નબળા વાન્ડર વાલ્સ બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જે તેમને એકબીજા પર સરકવા દે છે.
આમ,કારણ $(R)$ સાચું છે અને તે યોગ્ય રીતે સમજાવે છે કે ગ્રેફાઈટ લુબ્રિકન્ટ તરીકે કેમ કામ કરે છે.

(C) $Sn$ અને $Pb$ (સમૂહ $14$) ના ઓક્સાઇડ ઉભયગુણી સ્વભાવ ધરાવે છે.
ચોક્કસ રીતે,$SnO_2, SnO, PbO,$ અને $PbO_2$ ઉભયગુણી છે કારણ કે તેઓ એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે.
આ ગુણધર્મ નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર (inert pair effect) ને કારણે $+2$ અને $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સ્થિરતાને લીધે ઉદ્ભવે છે.

(A) કાર્બન $(C)$ ના નાના કદને કારણે તે મહત્તમ કેટેનેશન દર્શાવે છે અને મજબૂત $C-C$ બંધ બનાવે છે.
જર્મેનિયમ $(Ge)$ પૃથ્વી પર સૌથી ઓછું વિપુલ પ્રમાણમાં મળી આવતું તત્વ છે.
તેથી,$X = C$ અને $Y = Ge$.

(D) $7$ ન્યુટ્રોન ધરાવતો કાર્બનનો આઈસોટોપ $_{6}^{13}C$ છે,જેનું કુદરતી પ્રમાણ $1.1 \%$ છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(b)$ $IV$ $A$ (સમૂહ $14$) ના તત્વોમાં,ગલનબિંદુ સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે. $Sn$ (ટીન) નું ગલનબિંદુ $Pb$ (લેડ) કરતા ઓછું હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(c)$ સિલિકોન પૃથ્વીના પોપડામાં દળ દ્વારા $2^{nd}$ સૌથી વધુ વિપુલ તત્વ છે,જે લગભગ $27.7 \%$ જેટલું છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(d)$ તત્વ કાર્બન (ખાસ કરીને હીરાના સ્વરૂપમાં) સમૂહ $14$ ના તત્વોમાં સૌથી વધુ વિદ્યુત અવરોધકતા દર્શાવે છે કારણ કે હીરો વિદ્યુતનો અવાહક છે. આ વિધાન સાચું છે.
તેથી,બધા વિધાનો સાચા છે.

(D) વિધાન $1$ સાચું છે: ચારકોલ લાકડાના વિનાશક નિસ્યંદન (હવાની ગેરહાજરીમાં ગરમ કરવા) દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
વિધાન $2$ સાચું છે: ચારકોલને ગ્રેફાઇટનું અશુદ્ધ સ્વરૂપ માનવામાં આવે છે.
વિધાન $3$ ખોટું છે: ગ્રેફાઇટ એ ઓરડાના તાપમાને અને દબાણે કાર્બનનું સૌથી વધુ સ્થિર અપરરૂપ છે,હીરો નહીં.
વિધાન $4$ ખોટું છે: લોખંડના તેના અયસ્કમાંથી નિષ્કર્ષણ દરમિયાન કોકનો ઉપયોગ રિડક્શનકર્તા તરીકે થાય છે,ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે નહીં.
તેથી,વિધાન $1$ અને $2$ સાચા છે.

(C) કાર્બન પરિવાર (સમૂહ $14$) માં,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં તત્વોની ઘનતા વધે છે કારણ કે પરમાણ્વીય કદમાં વધારા કરતા પરમાણ્વીય દળમાં વધારો વધુ નોંધપાત્ર હોય છે. આમ,આપેલા વિકલ્પોમાં $Pb$ ની ઘનતા સૌથી વધુ છે.
તેનાથી વિપરીત,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે કારણ કે ધાત્વીય ગુણધર્મ વધે છે અને પરમાણ્વીય કદ વધવાને કારણે આંતર-પરમાણ્વીય બળો (સહસંયોજક બંધ) ની મજબૂતી ઘટે છે. તેથી,$Pb$ નું ઉત્કલનબિંદુ આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછું છે.
આથી,$Pb$ સાચો જવાબ છે.

(D) . ગ્રેફાઇટ વિદ્યુતનો સુવાહક છે,પરંતુ વાહકતા દિશા પર આધારિત છે. આ સાચું છે.
$B$. હીરો ગ્રેફાઇટ કરતા વધુ ઘન છે. આ સાચું છે કારણ કે ગ્રેફાઇટની સ્તરીય રચનાની સરખામણીમાં હીરાની રચના વધુ સઘન છે.
$C$. હીરો મેટાસ્ટેબલ છે. આ સાચું છે કારણ કે તે ગ્રેફાઇટની સાપેક્ષમાં ગતિશીલ રીતે સ્થાયી છે પરંતુ થર્મોડાયનેમિકલી અસ્થાયી છે.
$D$. ગ્રેફાઇટ એ કાર્બનનું થર્મોડાયનેમિકલી ઓછું સ્થાયી અપરરૂપ છે. આ વિધાન ખોટું છે. વાસ્તવમાં,પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણે ગ્રેફાઇટ એ કાર્બનનું સૌથી વધુ થર્મોડાયનેમિકલી સ્થાયી અપરરૂપ છે. તેથી,વિકલ્પ $D$ એ ખોટું વિધાન છે.

(C) ગ્રેફાઇટ $300^{\circ} C$ તાપમાને પોટેશિયમની વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આંતરસ્તરીય સંયોજન (intercalation compound) $C_8K$ બનાવે છે.
આ સંયોજનમાં,પોટેશિયમના પરમાણુઓ તેમના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને ગ્રેફાઇટના સ્તરોમાં દાન કરે છે.
આ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે આ સંયોજન વિદ્યુતનું વાહક બને છે.
વધુમાં,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી અથવા આંતરસ્તરીય સ્થિતિની વિશિષ્ટ ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાને કારણે આ સંયોજન અનુચુંબકીય (paramagnetic) ગુણધર્મ દર્શાવે છે.

(C) બકમિન્સ્ટરફુલરીન એ $C_{60}$ અણુસૂત્ર ધરાવતું ફુલરીનનું એક સ્વરૂપ છે.
તે ફૂટબોલ જેવી પાંજરા જેવી રચના ધરાવે છે.
બકમિન્સ્ટરફુલરીનમાં $20$ છ-સભ્યોની રીંગ અને $12$ પાંચ-સભ્યોની રીંગ હોય છે.
તેથી,$X=20$ અને $Y=12$.

(B) $(I)$ સમૂહ $14$ ના તત્વોનો કેટેનેશન ગુણધર્મ કાર્બનથી ટીન સુધી ઘટે છે. કાર્બનનું કદ નાનું હોવાથી $C-C$ બંધ મજબૂત હોય છે,જે મહત્તમ કેટેનેશન દર્શાવે છે. સમૂહમાં નીચે જતાં પરમાણુનું કદ વધે છે,બંધની મજબૂતી ઘટે છે અને કેટેનેશનની વૃત્તિ ઘટે છે.
$(II)$ ફુલરીન $(C_{60})$ માં $20$ છ-સભ્યવાળી રિંગ્સ અને $12$ પાંચ-સભ્યવાળી રિંગ્સ હોય છે. પ્રશ્નમાં આ મૂલ્યો ખોટી રીતે આપ્યા છે.
$(III)$ $SiO_2$ એ એસિડિક ઓક્સાઇડ છે અને તે $NaOH$ જેવા પ્રબળ આલ્કલાઇન દ્રાવણમાં દ્રાવ્ય થઈને સોડિયમ સિલિકેટ બનાવે છે: $2NaOH + SiO_2 \longrightarrow Na_2SiO_3 + H_2O$.
તેથી,વિધાન $I$ અને $III$ સાચા છે.

(C) કાર્બનની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $2, 4$ છે.
હીરામાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને ચાર અન્ય કાર્બન પરમાણુઓ સાથે ચતુષ્ફલકીય ગોઠવણીમાં ચાર મજબૂત સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
ગ્રેફાઇટમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને અન્ય કાર્બન પરમાણુઓ સાથે ત્રણ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે,જેમાં એક ઇલેક્ટ્રોન અસ્થાનિકૃત રહે છે.
$C_{60}$ (ફુલરીન) માં પણ દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને ત્રણ બંધ બનાવે છે.

(C) ગરમ કોક પરથી હવા પસાર કરવાથી ઉત્પન્ન થતા વાયુને પ્રોડ્યુસર ગેસ કહેવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$2 C (s) + (O_2 + 3.76 N_2) (g) \xrightarrow{\Delta} 2 CO (g) + 3.76 N_2 (g)$
$CO$ અને $N_2$ ના આ મિશ્રણને પ્રોડ્યુસર ગેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) સિલિકોન્સ એ ઓર્ગેનોસિલિકોન પોલિમર છે જેનું સામાન્ય પ્રાયોગિક સૂત્ર $(R_2SiO)_n$ છે.
સિલિકોન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા કાર્બનિક જૂથો $(R)$ ની હાજરીને કારણે તેઓ સ્વભાવે હાઇડ્રોફોબિક (પાણીને અપાકર્ષક) હોય છે.
આ હાઇડ્રોફોબિક સ્વભાવને કારણે,તેનો ઉપયોગ કાપડને વોટરપ્રૂફ બનાવવા માટે થાય છે.
આમ,વિધાન $(A)$ અને કારણ $(R)$ બંને સાચા છે,અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(C) સમૂહ $14$ માં,ધાત્વિક બંધ નબળા પડવાને કારણે નીચે તરફ જતાં ગલનબિંદુ સામાન્ય રીતે ઘટે છે.
જોકે,એક અપવાદ છે જ્યાં $Pb$ નું ગલનબિંદુ $Sn$ કરતા થોડું વધારે છે.
તત્વોના ગલનબિંદુનો ક્રમ $C > Si > Ge > Pb > Sn$ છે.
તેથી,$Sn$ નું ગલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.