Alkali metals Questions in Gujarati

(D) સુપરઓક્સાઈડની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2MO_2 + 2H_2O \rightarrow 2MOH + H_2O_2 + O_2$.
આમ,સુપરઓક્સાઈડ પાણી સાથે હાઈડ્રોજન પેરોક્સાઈડ $(H_2O_2)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ બંને આપે છે.
$CrO_3$ એ એસિડિક ઓક્સાઈડ છે.
$SnO_2$ એ ઉભયગુણી ઓક્સાઈડ છે કારણ કે તે એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$KO_2$ એ સુપરઓક્સાઈડ છે,પેરોક્સાઈડ નથી.
તેથી,વિધાન '$KO_2$ એ પેરોક્સાઈડ છે જે $H_2O$ સાથે માત્ર હાઈડ્રોજન પેરોક્સાઈડ બનાવે છે' તે ખોટું છે.

(C) $1$. આલ્કલી ધાતુના પેરોક્સાઇડની ઉષ્મીય સ્થિરતા સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે કારણ કે ધન આયનનું કદ વધે છે,જે મોટા પેરોક્સાઇડ ઋણ આયનને સ્થિર કરે છે. તેથી,$Na_2O_2 < K_2O_2 < Rb_2O_2 < Cs_2O_2$ સાચું છે.
$2$. આલ્કલી ધાતુના બાયકાર્બોનેટની ઉષ્મીય સ્થિરતા સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે કારણ કે ધન આયનનું કદ વધવાથી લેટીસ ઉર્જા વધે છે. તેથી,$LiHCO_3 < NaHCO_3 < KHCO_3 < RbHCO_3 < CsHCO_3$ સાચું છે.
$3$. $NaF, NaCl, NaBr, NaI$ માં,ઋણ આયનનું કદ વધે છે,જેનાથી લેટીસ ઉર્જા ઘટે છે. તેથી,ગલનબિંદુ $(mpt)$ નો ક્રમ $NaF > NaCl > NaBr > NaI$ હોવો જોઈએ. આપેલ ક્રમ $NaF < NaCl < NaBr < NaI$ ખોટો છે.
$4$. ફાજાનના નિયમ મુજબ,જેમ ધન આયન પરનો વીજભાર વધે છે $(Na^+ < Mg^{2+} < Al^{3+})$,તેમ સહસંયોજક લાક્ષણિકતા વધે છે,જેનાથી ગલનબિંદુ ઘટે છે. તેથી,$NaCl > MgCl_2 > AlCl_3$ સાચું છે.

(A) તત્વનું ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $[Kr]4d^{10} 4f^{14} 5s^2 5p^6 6s^2$ છે.
આ કોન્ફિગરેશનમાં,છેલ્લો ઇલેક્ટ્રોન $6s$ ઓર્બિટલમાં દાખલ થાય છે.
આવર્ત કોષ્ટકના નિયમો અનુસાર,જો છેલ્લો ઇલેક્ટ્રોન $s-$ઓર્બિટલમાં દાખલ થાય,તો તે તત્વ $s-$બ્લોકનું ગણાય છે.
તેથી,આ તત્વ $s-$બ્લોકનું છે.

(D) જલીયકરણ ઉર્જા એ પાણી દ્વારા દ્રાવણ બનતી વખતે મુક્ત થતી ઉર્જાનું પ્રમાણ છે.
જલીયકરણ ઉર્જા આયનના વીજભાર અને આયનીય ત્રિજ્યા પર આધાર રાખે છે.
જેટલો વીજભાર વધારે અને કદ નાનું,તેટલી જલીયકરણ ઉર્જા વધારે.
$H^{+}$ નું કદ સૌથી નાનું છે (તે મૂળભૂત રીતે એક પ્રોટોન છે) અને તેથી ચારેયમાં તેની જલીયકરણ ઉર્જા મહત્તમ છે.

(C) દ્રાવણની એન્થાલ્પી $(\Delta H_{sol})$ એ લેટીસ એન્થાલ્પી અને હાઇડ્રેશન એન્થાલ્પીનો સરવાળો છે.
આલ્કલી ધાતુના હેલાઇડ્સ માટે,જેમ એનાયનનું કદ વધે છે,તેમ લેટીસ એન્થાલ્પી નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે.
જોકે,એનાયનનું કદ વધવાની સાથે હાઇડ્રેશન એન્થાલ્પી પણ ઘટે છે.
$F^-$ એક નાનું એનાયન છે,જેના પરિણામે ખૂબ જ ઊંચી હાઇડ્રેશન એન્થાલ્પી મળે છે.
$KF$ ના ઓગળતી વખતે મુક્ત થતી આ ઊંચી હાઇડ્રેશન ઉર્જા લેટીસ ઉર્જા કરતા વધારે હોય છે,જેના કારણે દ્રાવણની કુલ એન્થાલ્પી ઋણ (ઉષ્માક્ષેપક) બને છે.
$KCl$,$KBr$,અને $KI$ જેવા અન્ય હેલાઇડ્સ માટે,લેટીસ ઉર્જા પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે,પરંતુ હાઇડ્રેશન ઉર્જા એટલી ઊંચી હોતી નથી કે પ્રક્રિયાને ઉષ્માક્ષેપક બનાવી શકે,પરિણામે દ્રાવણની એન્થાલ્પી ધન હોય છે.

(A) દ્રાવણની એન્થાલ્પી $(\Delta H_{sol})$ એ લેટીસ ઉર્જા $(\Delta H_{lattice})$ અને જલીયકરણ ઉર્જા $(\Delta H_{hyd})$ નો સરવાળો છે.
$LiF$ માટે,$Li^+$ અને $F^-$ બંને આયનોના નાના કદને કારણે લેટીસ ઉર્જા ખૂબ વધારે હોય છે.
લેટીસ ઉર્જા જલીયકરણ ઉર્જા કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હોવાથી,$LiF$ માટે દ્રાવણની કુલ એન્થાલ્પી ધન હોય છે,જેના કારણે તે ઓરડાના તાપમાને પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય છે.

(A) જ્યારે મેગ્નેશિયમ હવામાં સળગે છે,ત્યારે તે વાતાવરણમાં રહેલા ઓક્સિજન અને નાઈટ્રોજન બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
પ્રતિક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$2Mg(s) + O_2(g) \rightarrow 2MgO(s)$ (મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઈડ)
$3Mg(s) + N_2(g) \rightarrow Mg_3N_2(s)$ (મેગ્નેશિયમ નાઈટ્રાઈડ)
તેથી,બનતા સંયોજનો મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઈડ અને મેગ્નેશિયમ નાઈટ્રાઈડ છે.

(B) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓના સલ્ફેટની પાણીમાં દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે,કારણ કે લેટીસ ઉર્જાના ઘટાડા કરતા હાઇડ્રેશન ઉર્જાનો ઘટાડો વધુ નોંધપાત્ર હોય છે. ક્રમ $BeSO_4 > MgSO_4 > CaSO_4 > SrSO_4 > BaSO_4$ છે.
$Na_2SO_4$ એ આલ્કલી ધાતુનો સલ્ફેટ છે અને તે આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના સલ્ફેટની તુલનામાં પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય છે.
તેથી,દ્રાવ્યતાનો સાચો ક્રમ $Na_2SO_4 > BeSO_4 > MgSO_4 > BaSO_4$ છે.

(C) આયનીય સંયોજનની દ્રાવ્યતા તેની લેટીસ ઉર્જા અને હાઇડ્રેશન ઉર્જા વચ્ચેના સંતુલન પર આધાર રાખે છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આલ્કલી ધાતુના કેટાયનનું કદ વધે છે.
આયનીય ત્રિજ્યા વધવાની સાથે લેટીસ ઉર્જા અને હાઇડ્રેશન ઉર્જા બંને ઘટે છે.
જોકે,લેટીસ ઉર્જામાં થતો ઘટાડો હાઇડ્રેશન ઉર્જામાં થતા ઘટાડા કરતા વધુ ઝડપી હોય છે.
લેટીસ ઉર્જા વધુ નોંધપાત્ર રીતે ઘટતી હોવાથી,સ્ફટિક લેટીસ તોડવા માટે જરૂરી ઉર્જા હાઇડ્રેશન ઉર્જા દ્વારા સરળતાથી સરભર થાય છે,જેના પરિણામે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં દ્રાવ્યતા વધે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(A) આલ્કલી ધાતુના હાઇડ્રાઇડ્સની ઉષ્મીય સ્થિરતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે. $LiH$ ખૂબ જ સ્થિર છે અને તે ઘણા ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામે છે. $NaH$ પ્રમાણમાં ઓછું સ્થિર છે અને $400-500\,^oC$ ના તાપમાનમાં વિઘટન પામે છે.
કાર્બોનેટ્સના સંદર્ભમાં,$Li_2CO_3$ ઉષ્મીય રીતે અસ્થિર છે અને $400-500\,^oC$ સુધી ગરમ કરવા પર $Li_2O$ અને $CO_2$ માં વિઘટન પામે છે. તેનાથી વિપરીત,$Na_2CO_3$ અત્યંત સ્થિર છે અને આ તાપમાને વિઘટન પામતું નથી.
તેથી,$NaH$ $(II)$ અને $Li_2CO_3$ $(III)$ બંને આપેલ તાપમાનની શ્રેણીમાં વિઘટન પામે છે.

(B) થર્મિટ પ્રક્રિયા એ ધાતુના પાવડર અને ધાતુના ઓક્સાઇડનું મિશ્રણ છે.
ક્લાસિક થર્મિટ પ્રક્રિયામાં,$Al$ પાવડર અને $Fe_2O_3$ ના મિશ્રણનો ઉપયોગ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે: $Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3 + \text{Heat}$.
આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ રેલવેના પાટા જોડવા માટે થાય છે.

(C) પીગળેલા $MgCl_2$ ના વિદ્યુતવિભાજનમાં,લોખંડનું પાત્ર કેથોડ તરીકે અને ગ્રેફાઇટ એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે. મેગ્નેશિયમ ધાતુ કેથોડ પર જમા થાય છે.

(D) ક્વિક લાઈમ એટલે કેલ્શિયમ ઓક્સાઈડ $(CaO)$ છે. જ્યારે તેને ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીમાં કોક $(C)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે કેલ્શિયમ કાર્બાઈડ $(CaC_2)$ અને કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ મળે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CaO + 3C \rightarrow CaC_2 + CO$

(C) આલ્કલી ધાતુઓ $(Group \ 1)$ માંથી માત્ર $Li$ નાઈટ્રાઈડ $(Li_3N)$ બનાવે છે.
બધી આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ $(Group \ 2)$ નાઈટ્રાઈડ બનાવે છે.
જ્યારે આ નાઈટ્રાઈડ ભેજ $(H_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે એમોનિયા $(NH_3)$ વાયુ મુક્ત કરે છે,જેની તીવ્ર ગંધ હોય છે.
$1. \ Mg + N_2 \to Mg_3N_2 \xrightarrow{H_2O} Mg(OH)_2 + NH_3$
$2. \ Ca + N_2 \to Ca_3N_2 \xrightarrow{H_2O} Ca(OH)_2 + NH_3$
$3. \ Li + N_2 \to Li_3N \xrightarrow{H_2O} LiOH + NH_3$
$4. \ K + N_2 \to \text{કોઈ પ્રક્રિયા થતી નથી}$
$K$ નાઈટ્રાઈડ બનાવતું નથી,તેથી તે ભેજવાળી હવામાં એમોનિયા મુક્ત કરતું નથી.

(D) જેમ આપણે આલ્કલી ધાતુઓમાં સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ પરમાણુ ક્રમાંક વધે છે,જેના કારણે નવી કક્ષાઓ ઉમેરાય છે.
પરિણામે,પરમાણુનું કદ વધે છે અને પરમાણુ ત્રિજ્યા વધે છે.
તેનાથી વિપરીત,પ્રથમ આયનીકરણ ઉર્જા,વિદ્યુતઋણતા અને જલીયકરણ ઉર્જા જેવા ગુણધર્મો પરમાણુનું કદ વધવાની સાથે ઘટે છે.

(A) આલ્કલી ધાતુના કાર્બોનેટ્સની ઉષ્મીય સ્થિરતા સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં વધે છે,એટલે કે $Li_2CO_3$ થી $Cs_2CO_3$ તરફ જતાં વધે છે.
આનું કારણ એ છે કે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આલ્કલી ધાતુનો વિદ્યુત-ધન ગુણધર્મ વધે છે,જે ધાતુ-ઓક્સિજન બંધના આયનીય ગુણધર્મને વધારે છે.
જેમ આયનીય ગુણધર્મ વધે છે,તેમ લેટીસ ઉર્જા અને કાર્બોનેટ આયનની સ્થિરતા વધે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $Cs_2CO_3$ સૌથી વધુ ઉષ્મીય સ્થિરતા ધરાવે છે.

(D) પાણીમાં આલ્કલી ધાતુના પરક્લોરેટ્સ $(MClO_4)$ ની દ્રાવ્યતા કેશન (ધન આયન) ના કદમાં વધારો થતાં ઘટે છે.
આનું કારણ એ છે કે કેશનનું કદ વધતાં આ ક્ષારોની લેટીસ ઉર્જા તેમની જલીયકરણ ઉર્જા (hydration energy) કરતા ઓછી ઝડપથી ઘટે છે.
આલ્કલી ધાતુઓમાં $Li^+$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી નાની હોવાથી,તેની જલીયકરણ ઉર્જા સૌથી વધુ હોય છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $LiClO_4$ પાણીમાં સૌથી વધુ દ્રાવ્ય છે.

(B) જ્યારે સોડિયમ જેવી આલ્કલી ધાતુઓ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળે છે,ત્યારે તેઓ આયનીકરણ પામીને એમોનિયેટેડ કેટાયન અને એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે:
$Na + (x+y)NH_3 \rightarrow [Na(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-$.
દ્રાવણનો વાદળી રંગ દ્રશ્યમાન પ્રકાશનું શોષણ કરીને એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનનું ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરોમાં ઉત્તેજન થવાને કારણે હોય છે.

(C) આલ્કલી ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડની બેઝિકતા $OH^-$ આયન મુક્ત કરવાની સરળતા પર આધાર રાખે છે.
સમૂહમાં $Li$ થી $Cs$ તરફ નીચે જતાં,પરમાણુ કદ વધે છે.
કદમાં વધારાને કારણે,ધાતુના કેટાયન $(M^+)$ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^-)$ વચ્ચેની બંધ લંબાઈ વધે છે,જે બંધની મજબૂતી ઘટાડે છે.
પરિણામે,$M-OH$ બંધ તોડવો સરળ બને છે,જેનાથી હાઇડ્રોક્સાઇડ વધુ બેઝિક બને છે.
તેથી,બેઝિકતાનો ક્રમ $LiOH < NaOH < KOH < RbOH < CsOH$ છે.

(B) સોડિયમ દ્વારા પ્રદર્શિત ધાત્વિક ચમક મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનના દોલન દ્વારા સમજાવી શકાય છે.
જ્યારે પ્રકાશ સોડિયમની સપાટી પર પડે છે,ત્યારે ધાત્વિક લેટીસમાં હાજર મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન તેમના સરેરાશ સ્થાન પર દોલન કરવાનું શરૂ કરે છે અને ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરોમાં ઉત્તેજિત થાય છે.
નીચલા ઉર્જા સ્તરોમાં પાછા ફરતી વખતે,આ ઇલેક્ટ્રોન બધી દિશાઓમાં પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે.
આ ઘટના સોડિયમની લાક્ષણિક ધાત્વિક ચમક માટે જવાબદાર છે.

(B) જ્યારે પોટેશિયમને ઓક્સિજન સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઇડ બનાવે છે.
$K + O_2 \xrightarrow{\Delta} KO_2$

(B) વર્ણવેલ પ્રતિક્રિયા સોલ્વે પ્રક્રિયા છે,જ્યાં એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ સોડિયમ ક્લોરાઈડના સાંદ્ર દ્રાવણ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
$NH_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow NH_4HCO_3$
$NH_4HCO_3 + NaCl \rightarrow NaHCO_3 + NH_4Cl$
કારણ કે $NaCl$ ની ઊંચી સાંદ્રતાની હાજરીમાં $NaHCO_3$ (સોડિયમ હાઈડ્રોજન કાર્બોનેટ) ની દ્રાવ્યતા ઓછી હોય છે,તે સફેદ ઘન તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે,જે પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં સફેદ વાદળ તરીકે દેખાય છે.

(C) જ્યારે સોડિયમ ધાતુને $300-400 \ ^\circ C$ તાપમાને સૂકા એમોનિયા વાયુના પ્રવાહમાં ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ એમાઇડ $(NaNH_2)$ બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2Na + 2NH_3 \rightarrow 2NaNH_2 + H_2$

(C) જ્યારે સોડિયમ ધાતુને સૂકા એમોનિયા વાયુના પ્રવાહમાં ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે પ્રક્રિયા કરીને સોડામાઇડ (જેને સોડિયમ એમાઇડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) બનાવે છે અને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2 Na + 2 NH_3 \rightarrow 2 NaNH_2 + H_2$

(C) ગરમ કરવા પર,$LiNO_3$ નું ઉષ્મીય વિઘટન થઈને લિથિયમ ઓક્સાઈડ,નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ અને ઓક્સિજન વાયુ મળે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$4LiNO_3 \rightarrow 2Li_2O + 4NO_2 + O_2$
$Li_2CO_3$ નું વિઘટન થઈને $Li_2O$ અને $CO_2$ મળે છે પરંતુ $O_2$ મુક્ત થતો નથી.
$LiOH$ અને $NaOH$ મધ્યમ તાપમાને સ્થાયી છે અને $O_2$ મુક્ત કરતા નથી.

(A) સોડિયમ પેરોક્સાઇડ $(Na_2O_2)$ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ અને ઓક્સિજન વાયુ $(O_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે: $2Na_2O_2(s) + 2CO_2(g) \rightarrow 2Na_2CO_3(s) + O_2(g)$.
આ ગુણધર્મને લીધે તે સબમરીન જેવી બંધ જગ્યાઓમાં ઓક્સિજનને પુનર્જીવિત કરવા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને દૂર કરવા માટે ઉપયોગી છે.

(C) વોશિંગ સોડા એ સોડિયમ કાર્બોનેટ ડેકાહાઇડ્રેટનું સામાન્ય નામ છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) જ્યારે સોડિયમ ધાતુને હવા અથવા ઓક્સિજનના વધુ પુરવઠામાં ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે મુખ્યત્વે સોડિયમ પેરોક્સાઇડ $(Na_2O_2)$ બનાવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2Na + O_2 (\text{excess}) \rightarrow Na_2O_2$
સોડિયમ ઓક્સાઇડ $(Na_2O)$ ત્યારે બને છે જ્યારે સોડિયમને હવાના મર્યાદિત પુરવઠામાં ગરમ કરવામાં આવે છે.

(D) ગ્લોબર સોલ્ટ એ સોડિયમ સલ્ફેટના ડેકાહાઇડ્રેટ સ્વરૂપનું સામાન્ય નામ છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$ છે.

(B) સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ મોટા પાયે $NaCl$ ના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,જેને $Chlor-alkali$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \rightarrow 2NaOH(aq) + Cl_2(g) + H_2(g)$.

(B) સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ ઝિંક $(Zn)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ઝિંકેટ $(Na_2ZnO_2)$ બનાવે છે અને સાથે જ્વલનશીલ હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત કરે છે.
$Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2(g)$

(B) જલીય દ્રાવણમાં ધાતુની રિડક્શન ક્ષમતા તેના ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ પર આધાર રાખે છે,જે ઉર્ધ્વપાતન ઉર્જા,આયનીકરણ ઉર્જા અને જલીયકરણ ઉર્જાના સરવાળા દ્વારા નક્કી થાય છે.
જોકે $Li$ ની આયનીકરણ ઉર્જા સૌથી વધુ છે,પરંતુ તેના ખૂબ જ નાના આયનીય કદને કારણે તેની જલીયકરણ ઉર્જા સૌથી વધુ હોય છે.
જલીયકરણ ઉર્જાનું મોટું મૂલ્ય ઊંચી આયનીકરણ ઉર્જાની ભરપાઈ કરે છે,જે $Li$ ને જલીય દ્રાવણમાં સૌથી શક્તિશાળી રિડક્શનકર્તા બનાવે છે.

(C) $Li$ ધાતુ તેના ઉત્સર્જન વર્ણપટને કારણે જ્યોતને ઘેરો લાલ (crimson red) રંગ આપે છે,માત્ર લાલ નહીં.

(B) આયનીય સંયોજનની પાણીમાં દ્રાવ્યતા તેની લેટીસ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પી વચ્ચેના સંતુલન દ્વારા નક્કી થાય છે.
ક્ષાર દ્રાવ્ય થવા માટે,જલીયકરણ એન્થાલ્પી લેટીસ એન્થાલ્પીને દૂર કરવા માટે પૂરતી હોવી જોઈએ.
$LiF$ ના કિસ્સામાં,$Li^{+}$ આયન ખૂબ જ નાનો છે,જે $F^{-}$ આયન સાથે ખૂબ જ મજબૂત સ્થિર વિદ્યુત આકર્ષણ તરફ દોરી જાય છે.
આના પરિણામે $LiF$ માટે ખૂબ જ ઉચ્ચ લેટીસ એન્થાલ્પી મળે છે,જે જલીયકરણ એન્થાલ્પી દ્વારા વળતર મળતું નથી,જેના કારણે તે આલ્કલી ધાતુના ફ્લોરાઈડ્સમાં સૌથી ઓછું દ્રાવ્ય છે.

(C) જલીય દ્રાવણમાં ધાતુની રિડક્શન ક્ષમતા પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$ દ્વારા નક્કી થાય છે,જે ઉર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી,આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પીના સરવાળા પર આધાર રાખે છે.
$Li^{+}$ આયનનું કદ ખૂબ નાનું હોવાથી,આલ્કલી ધાતુ આયનોમાં તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ હોય છે.
જલીયકરણ એન્થાલ્પીનું આ ઉચ્ચ ઋણ મૂલ્ય $Li$ ની ઉચ્ચ આયનીકરણ એન્થાલ્પીને સરભર કરે છે,જેનાથી તેનો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\circ} = -3.04 \ V)$ સૌથી વધુ ઋણ બને છે.
તેથી,$Li$ જલીય દ્રાવણમાં સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(A) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ $Mg$ અને $Be$ જ્યોતને કોઈ લાક્ષણિક રંગ આપતા નથી.
આનું કારણ એ છે કે તેમના ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરોમાં ઉત્તેજિત કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા ખૂબ વધારે હોય છે,જે બુનસેન જ્યોતની ઉર્જા દ્વારા પૂરી પાડી શકાતી નથી.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$MgCl_2$ જ્યોતને રંગ આપતું નથી.

(A) મેગ્નેશિયમ ધાતુ હવામાં રહેલા નાઈટ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેગ્નેશિયમ નાઈટ્રાઈડ બનાવે છે,જેનું જળવિભાજન કરવાથી એમોનિયા વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે.
$3 Mg + N_2 \xrightarrow{\Delta} Mg_3N_2$
$Mg_3N_2 + 6 H_2O \rightarrow 3 Mg(OH)_2 + 2 NH_3$

(D) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ એક સક્રિય ધાતુ છે જે હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ મુક્ત કરવા માટે મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$1$. મંદ $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$
$2$. મંદ $H_2SO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા: $Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$
$3$. ખૂબ જ મંદ $HNO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા: $Mg + 2HNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2 \uparrow$
આમ,$Mg$ આ તમામ મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે,તેથી સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) $Mg$ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને $CO_2$ નું કાર્બનમાં રિડક્શન કરે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2Mg(s) + CO_2(g) \rightarrow 2MgO(s) + C(s)$.
આ પ્રક્રિયામાં,$Mg$ એ $CO_2$ માંથી ઓક્સિજન દૂર કરે છે,તેથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(B) પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઈડ $(KO_2)$ ની કાર્બન ડાયોક્સાઈડ $(CO_2)$ અને પાણી $(H_2O)$ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$4KO_2 + 2CO_2 + 2H_2O \rightarrow 4KHCO_3 + 3O_2$
વધારે પ્રમાણમાં $CO_2$ ની હાજરીમાં,મુખ્ય નીપજ પોટેશિયમ બાયકાર્બોનેટ $(KHCO_3)$ બને છે અને ઓક્સિજન વાયુ $(O_2)$ મુક્ત થાય છે.
તેથી,$[X] = KHCO_3$ અને $[Y] = O_2$.

(B) પાણીમાં આયનીય સંયોજનોની દ્રાવ્યતા લેટીસ ઉર્જા અને જલીયકરણ ઉર્જા વચ્ચેના સંતુલન પર આધાર રાખે છે.
નાના ઋણાયનો (જેમ કે $F^-$) ધરાવતા આલ્કલી ધાતુના ક્ષારો માટે,લેટીસ ઉર્જા પ્રભાવી હોય છે,અને જેમ ધનઆયનનું કદ ઘટે છે તેમ દ્રાવ્યતા વધે છે $(LiF > NaF > KF)$.
મોટા ઋણાયનો (જેમ કે $HCO_3^-$,$CO_3^{2-}$,$NO_3^-$) ધરાવતા ક્ષારો માટે,જલીયકરણ ઉર્જા પ્રભાવી હોય છે,અને જેમ ધનઆયનનું કદ વધે છે તેમ દ્રાવ્યતા વધે છે.
તેથી,બાયકાર્બોનેટ્સ $(HCO_3^-)$ માટે,દ્રાવ્યતાનો ક્રમ $NaHCO_3 < KHCO_3 < RbHCO_3$ છે.
આમ,વિકલ્પ $B$ સાચો ક્રમ છે.

(C) એમોનિયમ ક્ષારો માટે દ્રાવણની એન્થાલ્પી,$\Delta H_{sol}$,ધન (ઉષ્માશોષક) જોવા મળે છે.
જોકે,તેઓ ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે કારણ કે એન્ટ્રોપી ફેરફાર,$\Delta S_{sol}$,નોંધપાત્ર રીતે ધન હોય છે.
ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા સમીકરણ,$\Delta G_{sol} = \Delta H_{sol} - T\Delta S_{sol}$ મુજબ,મોટો ધન $\Delta S_{sol}$ એ $\Delta G_{sol}$ ના મૂલ્યને ઋણ બનાવે છે,જે દ્રાવ્યતાની પ્રક્રિયાને અનુકૂળ બનાવે છે.

(D) લિથિયમ તેના નાના કદ અને ઉચ્ચ ધ્રુવીભવન શક્તિને કારણે અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ કરતા અસામાન્ય વર્તણૂક દર્શાવે છે.
$1$. $Li_2CO_3$ ગરમ કરવા પર $Li_2O$ અને $CO_2$ માં વિઘટન પામે છે,જ્યારે અન્ય આલ્કલી ધાતુના કાર્બોનેટ ઉષ્મીય રીતે સ્થિર હોય છે: $Li_2CO_3 \xrightarrow{\Delta} Li_2O + CO_2$.
$2$. ફેજાનના નિયમ મુજબ $LiCl$ સ્વભાવે મુખ્યત્વે સહસંયોજક છે,જે તેને ઈથર જેવા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય બનાવે છે.
$3$. $Li$ એ $N_2$ સાથે સીધી પ્રક્રિયા કરીને $Li_3N$ બનાવે છે,જ્યારે અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ આવી પરિસ્થિતિમાં સ્થિર નાઈટ્રાઈડ બનાવતી નથી: $6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N$.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(D) $Li^+$ ની ખૂબ જ નાની આયનીય ત્રિજ્યાને કારણે,તે સમૂહના અન્ય સભ્યોની તુલનામાં અસામાન્ય વર્તન દર્શાવે છે.
$1$. અન્ય આલ્કલી ધાતુના સલ્ફેટની તુલનામાં $Li_2SO_4$ ની પાણીમાં દ્રાવ્યતા ઓછી છે.
$2$. $Li_2SO_4$ સિવાયના તમામ આલ્કલી ધાતુના સલ્ફેટ ટ્રાયવેલેન્ટ મેટલ સલ્ફેટ સાથે ફટકડી (alum) બનાવે છે.
$3$. આલ્કલી ધાતુના સલ્ફેટ સામાન્ય રીતે ગરમી સામે સ્થિર હોય છે,પરંતુ $Li_2SO_4$ ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામે છે,જ્યારે અન્ય પામતા નથી.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(C) આલ્કલી ધાતુઓ જ્યારે તાજી કાપવામાં આવે ત્યારે ધાતુ જેવી ચમક ધરાવે છે કારણ કે તેમાં તેમની ધાતુ લેટીસમાં છૂટથી બંધાયેલા સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન (મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન) હોય છે.
આ ઇલેક્ટ્રોન આપાત પ્રકાશ (ફોટોન) ને શોષી લે છે અને તેને ફરીથી ઉત્સર્જિત કરે છે,જે લાક્ષણિક ધાતુ જેવી ચમક આપે છે.

(C) $1$. $Li_2CO_3$ તેની ઉચ્ચ લેટીસ ઉર્જા અને $Li^+$ ના નાના કદને કારણે પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય છે. $LiHCO_3$ ઘન સ્વરૂપમાં અસ્થાયી છે અને તેને અલગ કરી શકાયું નથી. આ વિધાન સાચું છે.
$2$. $K_2CO_3$ સોલ્વે પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવી શકાતું નથી કારણ કે $KHCO_3$ પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે,તેથી તે $NaHCO_3$ ની જેમ અવક્ષેપિત થતું નથી. આ વિધાન સાચું છે.
$3$. $Li_2CO_3$ અને $MgCO_3$ ઉષ્મીય રીતે અસ્થાયી છે. તેઓ ગરમ કરવા પર તેમના ઓક્સાઇડ અને $CO_2$ માં વિઘટિત થાય છે (દા.ત.,$Li_2CO_3 \xrightarrow{\Delta} Li_2O + CO_2$). આ વિધાન ખોટું છે.
$4$. ટ્રોના ખનિજનું સૂત્ર $Na_2CO_3 \cdot NaHCO_3 \cdot 2H_2O$ છે. આ વિધાન સાચું છે.

(C) $Na_2CO_3$ અને $K_2CO_3$ ના મિશ્રણને ફ્યુઝન મિશ્રણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે $Na_2CO_3$ $(851^{\circ}C)$ અને $K_2CO_3$ $(891^{\circ}C)$ બંનેના વ્યક્તિગત ગલનબિંદુઓની તુલનામાં નીચા તાપમાને $(700^{\circ}C)$ પીગળે છે.

(NONE) $1$. આલ્કલી ધાતુઓના પેરોક્સાઇડ $(O_2^{2-})$ અને સુપરઓક્સાઇડ $(O_2^-)$ ની સ્થિરતા આલ્કલી ધાતુના કેટાયનનું કદ વધવાની સાથે વધે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે મોટા કેટાયન્સ લેટીસ ઉર્જા અસરો દ્વારા મોટા એનાયન્સને વધુ અસરકારક રીતે સ્થિર કરે છે. આમ,વિધાન $(a)$ અને $(c)$ સાચા છે.
$2$. $NaOH$ અત્યંત ભેજશોષક છે અને વાતાવરણમાંથી ભેજ શોષીને સાંદ્ર દ્રાવણ બનાવે છે,પરંતુ તે $LiOH \cdot H_2O$ જેવો સ્થિર સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટેડ ક્ષાર બનાવતું નથી. આમ,વિધાન $(b)$ સાચું છે.
$3$. આલ્કલી ધાતુ હેલાઇડ્સની દ્રાવ્યતા લેટીસ ઉર્જા અને હાઇડ્રેશન ઉર્જા વચ્ચેના સંતુલન પર આધાર રાખે છે. $LiF$ માં $Li^+$ અને $F^-$ બંનેના નાના કદને કારણે ખૂબ જ ઉચ્ચ લેટીસ ઉર્જા હોય છે,જે તેને અલ્પ દ્રાવ્ય બનાવે છે. $CsI$ ની લેટીસ ઉર્જા ઓછી છે,પરંતુ તેની દ્રાવ્યતા મોટા $Cs^+$ અને $I^-$ આયનોની ખૂબ ઓછી હાઇડ્રેશન ઉર્જા દ્વારા મર્યાદિત છે. આમ,આપેલા તમામ વિધાનો વૈજ્ઞાનિક રીતે સાચા છે.

(D) આલ્કલી ધાતુઓ પ્રવાહી $NH_3$ માં ઓગળીને ઘેરા વાદળી રંગનું દ્રાવણ બનાવે છે.
વાદળી રંગ એમોનિયેટેડ (દ્રાવ્ય) ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે હોય છે,જે પ્રકાશના દ્રશ્યમાન વિસ્તારમાં ઉર્જાનું શોષણ કરે છે.
આ મંદ દ્રાવણો અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે અનુચુંબકીય હોય છે.
જેમ સાંદ્રતા વધે છે,તેમ દ્રાવણ કાંસાના રંગનું બને છે અને ઇલેક્ટ્રોનની જોડી બનવાને કારણે તે પ્રતિચુંબકીય બને છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(D) લિથિયમ નાઈટ્રેટ $(LiNO_3)$ એ એકમાત્ર આલ્કલી ધાતુનો નાઈટ્રેટ છે જે સખત ગરમ કરવા પર તેના ઓક્સાઈડ $(Li_2O)$ માં વિઘટિત થાય છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $4LiNO_3(s) \xrightarrow{\Delta} 2Li_2O(s) + 4NO_2(g) + O_2(g)$.
અન્ય આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ્સ જેવા કે $NaNO_3$ અને $KNO_3$ તેમના સંબંધિત નાઈટ્રાઈટ્સ અને ઓક્સિજન વાયુમાં વિઘટિત થાય છે: $2MNO_3(s) \xrightarrow{\Delta} 2MNO_2(s) + O_2(g)$ (જ્યાં $M = Na, K$).