Alkali metals Questions in Gujarati

(A) આલ્કલી ધાતુઓમાં લિથિયમનું કદ સૌથી નાનું છે.
તેના નાના કદને કારણે,$Li^{+}$ આયન ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતા ધરાવે છે અને અન્ય આલ્કલી ધાતુ આયનો કરતા પાણીના અણુઓનું વધુ અસરકારક રીતે ધ્રુવીભવન (polarize) કરી શકે છે.
આ ઉચ્ચ ધ્રુવીભવન શક્તિને લીધે $LiCl$ હાઇડ્રેટ $(LiCl \cdot 2H_2O)$ તરીકે સ્ફટિકીકરણ પામે છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આલ્કલી ધાતુ આયનોનું કદ વધતું જાય છે,તેથી તેમની ધ્રુવીભવન શક્તિ ઘટે છે,જેના કારણે અન્ય આલ્કલી ધાતુ ક્લોરાઇડ સામાન્ય રીતે નિર્જળ ક્ષાર બનાવે છે.

(A) બેકિંગ પાવડર એ $Sodium$ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટ $(NaHCO_3)$ અને હળવા ખાદ્ય એસિડ જેવા કે $Potassium$ હાઇડ્રોજન ટાર્ટ્રેટ (ક્રીમ ઓફ ટાર્ટર) અથવા ટાર્ટરિક એસિડનું મિશ્રણ છે,જેમાં તેને સૂકું રાખવા માટે સ્ટાર્ચ ઉમેરવામાં આવે છે.
$Sodium$ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ બેકિંગ પાવડરનો ઘટક નથી; તે વોશિંગ સોડાનો ઘટક છે.
તેથી,સાચો જવાબ $A$ છે.

(C) સોલ્વે પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે થાય છે.
જરૂરી કાચો માલ સોડિયમ ક્લોરાઇડ $(NaCl)$,એમોનિયા $(NH_3)$ અને ચૂનાનો પથ્થર $(CaCO_3)$ છે.
આમ,કાચા માલનો સાચો સમૂહ $NaCl, NH_3, CaCO_3$ છે.

(C) જ્યારે $Zn$ ની પ્રક્રિયા $NaOH$ ના વધારા સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે સોડિયમ ઝિંકેટ મળે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Zn + 2NaOH + 2H_2O \longrightarrow Na_2[Zn(OH)_4] + H_2$
આને આ રીતે પણ દર્શાવી શકાય છે:
$Zn + 2NaOH \longrightarrow Na_2ZnO_2 + H_2$
આમ,મળતી નીપજ સોડિયમ ઝિંકેટ $(Na_2ZnO_2)$ છે.

(D) જ્યારે મેગ્નેશિયમ હવામાં સળગે છે,ત્યારે તે વાતાવરણમાં રહેલા ઓક્સિજન અને નાઈટ્રોજન બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$2Mg(s) + O_2(g) \rightarrow 2MgO(s)$
$3Mg(s) + N_2(g) \rightarrow Mg_3N_2(s)$
તેથી,મળતી નીપજો મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઈડ $(MgO)$ અને મેગ્નેશિયમ નાઈટ્રાઈડ $(Mg_3N_2)$ નું મિશ્રણ છે.

(C) સોલ્વે પ્રક્રિયામાં,$NH_3$ ને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે $NH_4Cl$ ની પ્રક્રિયા ફોડેલા ચૂના $(Ca(OH)_2)$ સાથે કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O + 2NH_3$
આમ,$NH_3$ પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે.

(B) ક્લોરોફિલ એ વનસ્પતિઓમાં જોવા મળતું લીલા રંગનું રંજકદ્રવ્ય છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે આવશ્યક છે.
તેમાં પોર્ફિરિન રિંગની અંદર સંકલિત થયેલ મધ્યસ્થ ધાતુ આયન હોય છે.
ક્લોરોફિલ અણુમાં મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Mg^{2+}$ (મેગ્નેશિયમ) છે.

(C) $1$. જે ધાતુઓની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઓછી હોય છે તેનો ઉપયોગ ફોટોઈલેક્ટ્રિક સેલમાં થાય છે.
$2$. ફોટોઈલેક્ટ્રિક સેલમાં વપરાતી સૌથી લોકપ્રિય ધાતુ સીઝિયમ $(Cs)$ છે,જેનો પરમાણુ ક્રમાંક $55$ છે.
$3$. સીઝિયમ સમૂહ $1$ (આલ્કલી ધાતુઓ) અને આવર્ત $6$ માં આવેલું છે.
$4$. સીઝિયમની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] 6s^1$ છે.
$5$. સીઝિયમનો ઉપયોગ ફોટોસેલમાં વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તે સૌર ઉર્જાને સરળતાથી વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
$6$. જ્યારે સીઝિયમ સૂર્યપ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જિત કરવાનું શરૂ કરે છે,જે વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
$7$. આમ,ફોટોઈલેક્ટ્રિક સેલમાં સીઝિયમ સૌથી વધુ પસંદગીની ધાતુ છે.

(A) લિથિયમ $(Li)$ એ મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ સાથે વિકર્ણીય સંબંધ દર્શાવે છે.
તેના નાના કદ અને ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતાને કારણે,લિથિયમ અન્ય આલ્કલી ધાતુઓથી અલગ પડે છે પરંતુ મેગ્નેશિયમ સાથે સામ્યતા ધરાવે છે,કારણ કે $Li^+$ નું આયનીય કદ $Mg^{2+}$ ની ખૂબ નજીક છે.

(A) સીઝિયમ $(Cs)$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ જ ઓછી હોય છે,જે તેને પ્રકાશ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ બનાવે છે. આ ગુણધર્મને કારણે,તેનો ઉપયોગ ફોટો ઇલેક્ટ્રિક સેલ બનાવવા માટે થાય છે.

(A)
પ્રવાહી $Sodium$ નો ઉપયોગ તેની ઉચ્ચ ઉષ્મા વાહકતા અને નીચા ગલનબિંદુને કારણે ફાસ્ટ બ્રીડર ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં કુલન્ટ તરીકે થાય છે.

(A) ફ્રાન્સિયમ $(Fr)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Rn] 7s^1$ છે.
જ્યારે તે એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા બનાવે છે,ત્યારે તે $Fr^+ = [Rn]$ બને છે.
કારણ કે $[Rn]$ એ નિષ્ક્રિય વાયુ રેડોન ની ઇલેક્ટ્રોન રચના છે,તેથી $Fr$ એ $+1$ અવસ્થામાં નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
$Ca$,$Mg$ અને $Sr$ જેવા અન્ય તત્વો આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ છે અને સામાન્ય રીતે નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા બનાવે છે.

(D) ધાતુ ઓક્સાઇડ બનાવવાની વૃત્તિ એ બનતા ઓક્સાઇડની સ્થિરતા અને ધાતુની સક્રિયતા સાથે સંબંધિત છે.
એલિંગહામ આકૃતિ મુજબ,જે ધાતુઓ વધુ સક્રિય હોય છે અને જેના ઓક્સાઇડ માટે ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જાનો ફેરફાર $(\Delta G_f^\circ)$ વધુ ઋણ હોય છે,તેમની ઓક્સાઇડ બનાવવાની વૃત્તિ વધુ હોય છે.
આપેલ ધાતુઓ ($Cr$,$Fe$,$Al$,$Ca$) માંથી,$Ca$ એ સૌથી વધુ સક્રિય આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ છે.
$Ca$ અત્યંત સ્થિર આયનીય ઓક્સાઇડ $(CaO)$ બનાવે છે જેની $\Delta G_f^\circ$ નું મૂલ્ય ખૂબ જ મોટું ઋણ હોય છે.
તેથી,$Ca$ માં ઓક્સાઇડ બનાવવાની વૃત્તિ સૌથી વધુ છે.

(C) પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ એ જલીય દ્રાવણમાં તત્વની ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની વૃત્તિનું માપ છે.
રિડક્શન પોટેન્શિયલ જેટલો વધુ ઋણ,તેટલી તત્વની ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની ક્ષમતા વધુ અને તેથી રિડક્શનકર્તા ગુણધર્મ વધુ પ્રબળ હોય છે.
તેથી,આલ્કલી ધાતુઓ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(C) જ્યારે કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ ને $200^{\circ} C$ તાપમાને અને ઊંચા દબાણે ઘન કોસ્ટિક સોડા $(NaOH)$ પરથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સોડિયમ ફોર્મેટ $(HCOONa)$ બનાવે છે.
$CO + NaOH \xrightarrow{200^{\circ} C, \ 10 \ atm} HCOONa$

(D) આપેલા નાઈટ્રેટ્સમાંથી,માત્ર $LiNO_3$ ગરમ કરવા પર $NO_2$ આપે છે,જ્યારે $Na, K,$ અને $Rb$ ના નાઈટ્રેટ્સ તેમના અનુરૂપ નાઈટ્રાઈટ્સ બનાવે છે અને ઓક્સિજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
$LiNO_3$ માટે વિઘટન પ્રક્રિયા:
$4 LiNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2 Li_2O + 4 NO_2 + O_2$
અન્ય આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ્સ $(M = Na, K, Rb)$ માટે વિઘટન પ્રક્રિયા:
$2 MNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2 MNO_2 + O_2$

(D) આલ્કલી ધાતુ નાઈટ્રેટ્સનું ઉષ્મીય વિઘટન કેટાયનના કદના આધારે અલગ-અલગ રીતે થાય છે.
$LiNO_{3}$ નું વિઘટન થઈને તેના ઓક્સાઈડ,નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ અને ઓક્સિજન મળે છે: $4LiNO_{3} \rightarrow 2Li_{2}O + 4NO_{2} + O_{2}$.
જ્યારે અન્ય આલ્કલી ધાતુઓના નાઈટ્રેટ્સ જેવા કે $KNO_{3}$,$RbNO_{3}$ અને $NaNO_{3}$ નું વિઘટન થઈને નાઈટ્રાઈટ અને ઓક્સિજન વાયુ મળે છે $(2MNO_{3} \rightarrow 2MNO_{2} + O_{2})$ અને તે $NO_{2}$ વાયુ મુક્ત કરતા નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) એમ્ફોટેરિક (ઉભયગુણી) ધાતુઓ એસિડ અને બેઇઝ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_{2}$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
$Zn + 2 HCl \text{ (dil.)} \longrightarrow ZnCl_{2} + H_{2}$
$Zn + 2 NaOH + 2 H_{2}O \longrightarrow Na_{2}[Zn(OH)_{4}] + H_{2}$
$Mg$,$Ca$,અને $Fe$ એમ્ફોટેરિક નથી અને $H_{2}$ ઉત્પન્ન કરવા માટે જલીય $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.

(B) સોડિયમની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ખૂબ જ ઉષ્માક્ષેપક અને જોરદાર હોય છે.
સોડિયમનું પારો $(Hg)$ સાથે એમાલગમ $(Na-Hg)$ બનાવીને,સોડિયમની સક્રિયતા ઘટાડવામાં આવે છે,જેનાથી પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ઓછી જોરદાર બને છે.

(D) પોટેશિયમ વિવિધ ઓક્સાઈડ બનાવે છે જેમ કે $K_{2}O$ (ઓક્સાઈડ),$K_{2}O_{2}$ (પેરોક્સાઈડ),અને $KO_{2}$ (સુપરઓક્સાઈડ).
$K_{2}O_{3}$ (પોટેશિયમ સેસ્ક્યુઓક્સાઈડ) અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી કારણ કે $O_{3}^{2-}$ આયન એક સ્થાયી રાસાયણિક ઘટક નથી.

(C) ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{1}$ એ સોડિયમ ($Na$,પરમાણુ ક્રમાંક $11$) તત્વનું છે.
સોડિયમ એ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $1$ ની આલ્કલી ધાતુ છે.
આલ્કલી ધાતુઓ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $M_{2}O$ પ્રકારના ઓક્સાઇડ બનાવે છે (દા.ત.,$Na_{2}O$).
આ ઓક્સાઇડ સ્વભાવે બેઝિક હોય છે કારણ કે તે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.

(C) સામાન્ય રીતે, સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘનતા વધે છે, પરંતુ પોટેશિયમ $(K)$ ની ઘનતા સોડિયમ $(Na)$ કરતા ઓછી હોય છે.
આનું કારણ $Na$ $(186 \text{ pm})$ થી $K$ $(227 \text{ pm})$ સુધી જતાં પરમાણુ કદમાં થતો અસામાન્ય વધારો છે.
તેથી, ઘનતાનો સાચો ક્રમ $Li < K < Na < Rb < Cs$ છે.
આમ, વિકલ્પ $C$ માં આપેલો ક્રમ ખોટો છે.

(A) આલ્કલી ધાતુઓ તેમના મોટા પરમાણુ કદને કારણે ઓછી આયનીકરણ ઉર્જા ધરાવે છે.
તેઓ તેમના સંબંધિત આવર્તમાં ન્યૂનતમ આયનીકરણ ઉર્જાનું મૂલ્ય ધરાવે છે.
તેથી,તેઓ ઉચ્ચ આયનીકરણ ઉર્જા ધરાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(A) પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઈડ $( KO_{2} )$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને પોટેશિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ,હાઈડ્રોજન પેરોક્સાઈડ અને ઓક્સિજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$ 2 KO_{2} + 2 H_{2} O \rightarrow 2 KOH + H_{2} O_{2} + O_{2} $
જ્યારે અન્ય ધાતુના ઓક્સાઈડ અલગ રીતે પ્રક્રિયા કરે છે:
$ Na_{2} O_{2} + 2 H_{2} O \rightarrow 2 NaOH + H_{2} O_{2} $ (પેરોક્સાઈડ બનાવે છે પણ ઓક્સિજન નહીં)
$ CaO + H_{2} O \rightarrow Ca(OH)_{2} $ (માત્ર હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવે છે)
$ Li_{2} O + H_{2} O \rightarrow 2 LiOH $ (માત્ર હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવે છે)

(B) ધાતુના હાઇડ્રાઇડ્સની આયનીય લાક્ષણિકતા ધાતુ અને હાઇડ્રોજન વચ્ચેના વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં $Li$ થી $Cs$ તરફ નીચે જઈએ છીએ,તેમ આલ્કલી ધાતુની વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે.
પરિણામે,ધાતુ અને હાઇડ્રોજન વચ્ચેનો વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત વધે છે,જેનાથી ધાતુના હાઇડ્રાઇડની આયનીય લાક્ષણિકતામાં વધારો થાય છે.
તેથી,આયનીય લાક્ષણિકતા વધવાનો સાચો ક્રમ $LiH < NaH < KH < RbH < CsH$ છે.
આથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) $Li-Mg$ મિશ્રધાતુનો ઉપયોગ તેના ઉચ્ચ શક્તિ-થી-વજન ગુણોત્તરને કારણે આર્મર પ્લેટ્સ બનાવવા માટે થાય છે.
$Cu-Be$ મિશ્રધાતુનો ઉપયોગ તેની ઉત્કૃષ્ટ થાક પ્રતિકારકતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મોને કારણે ઉચ્ચ ક્ષમતા ધરાવતી સ્પ્રિંગ્સમાં થાય છે.
$Mg-Al$ મિશ્રધાતુ (મેગ્નેલિયમ) નો ઉપયોગ તેના હળવા વજન અને ઉચ્ચ શક્તિના ગુણધર્મોને કારણે વિમાનના નિર્માણમાં થાય છે.
તેથી,આપેલી તમામ જોડીઓ યોગ્ય રીતે જોડાયેલી છે.

(D) પ્રબળ વિદ્યુતધન ધાતુઓ પ્રબળ બેઝિક ઓક્સાઇડ બનાવે છે જે પાણીમાં ઓગળીને આલ્કલી આપે છે.
$Na_2O$ માં પ્રબળ વિદ્યુતધન $Na$ ધાતુ હોય છે,જે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને $NaOH$ બનાવે છે,જે એક પ્રબળ બેઝ છે.
$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$.

(C) $I$. સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં હેલાઇડ હાઇડ્રેટ્સ બનાવવાની વૃત્તિ ઘટે છે કારણ કે કેટાયનનું કદ વધે છે,જે હાઇડ્રેશન ઉર્જા ઘટાડે છે.
$II$. જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,આલ્કલી ધાતુના કેટાયનનું કદ વધે છે,જે તેની ઓછી ધ્રુવીભવન શક્તિને કારણે મોટા સુપરઓક્સાઇડ આયન $(O_2^-)$ ને વધુ અસરકારક રીતે સ્થિર કરે છે.
$III$. $Li^+$ અને $F^-$ બંને આયનોના નાના કદને કારણે $LiF$ ની લેટીસ ઉર્જા ખૂબ ઊંચી હોય છે,જે તેની હાઇડ્રેશન ઉર્જા કરતા વધારે હોય છે,પરિણામે તેની દ્રાવ્યતા ઓછી હોય છે.
$IV$. સમૂહ-$2$ ના કાર્બોનેટની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે કારણ કે લેટીસ ઉર્જા હાઇડ્રેશન ઉર્જા કરતા ઓછી ઝડપથી ઘટે છે.
તેથી,વિધાનો $II$ અને $III$ સાચા છે.

(A) રિડક્શનકર્તાની પ્રબળતા તેના ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની ક્ષમતા દ્વારા નક્કી થાય છે,જે તેના પ્રમાણિત ઓક્સિડેશન પોટેન્શિયલ દ્વારા માપવામાં આવે છે.
પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $(E^{\circ}_{red})$ નું મૂલ્ય જેટલું વધુ ઋણ હોય,તેટલો તે પ્રબળ રિડક્શનકર્તા હોય છે.
આપેલા તત્વોમાં,આલ્કલી ધાતુઓ ($Rb$ અને $Na$) નો રિડક્શન પોટેન્શિયલ આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ ($Sr$ અને $Mg$) કરતા વધુ ઋણ હોય છે.
આલ્કલી ધાતુઓના સમૂહમાં,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ ઉર્જા ઘટતી હોવાથી રિડક્શન પોટેન્શિયલ વધુ ઋણ બને છે.
તેથી,$Rb$ નો પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ સૌથી વધુ ઋણ છે,જે તેને આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા બનાવે છે.

(D) ધાતુની રિડક્શન કરવાની ક્ષમતા તેના પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વધુ ઋણ $E^{\circ}$ મૂલ્ય પ્રબળ રિડક્શનકર્તા સૂચવે છે,જ્યારે ઓછું ઋણ $E^{\circ}$ મૂલ્ય નિર્બળ રિડક્શનકર્તા સૂચવે છે.
આપેલ આલ્કલી ધાતુઓ માટેના પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$ નીચે મુજબ છે:

ધાતુ આયન/ધાતુ	$E^{\circ}$ (વોલ્ટમાં)
$Li^{+}/Li$	$-3.05$
$Na^{+}/Na$	$-2.71$
$K^{+}/K$	$-2.93$
$Cs^{+}/Cs$	$-2.92$

મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$Na$ નું $E^{\circ}$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું ઋણ $(-2.71 \ V)$ છે. તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Na$ સૌથી નિર્બળ રિડક્શનકર્તા છે.

(A) કાર્નાલાઇટ એ એક દ્વિક્ષાર છે. જ્યારે તેને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે છે ત્યારે તે સંપૂર્ણપણે તેના ઘટક આયનોમાં વિયોજિત થઈને $5$ આયનો આપે છે,એટલે કે $K^{+}$,$Mg^{2+}$ અને $3 Cl^{-}$.
$KCl \cdot MgCl_2 \cdot 6 H_2O \longrightarrow K^{+} + Mg^{2+} + 3 Cl^{-} + 6 H_2O$

(A) જલીયકરણ એન્થાલ્પી એ એક મોલ આયનોને પાણીમાં ઓગાળતી વખતે મુક્ત થતી ઉર્જા છે.
તે આયનની ચાર્જ ડેન્સિટી (charge density) ના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ આયનનું કદ ઘટે અને વીજભાર વધે,તેમ જલીયકરણ એન્થાલ્પી વધે છે.
આપેલા આયનોની સરખામણી કરતા: $Na^{+}$ અને $Mg^{2+}$ એ $3^{rd}$ આવર્ત (period) ના છે,જ્યારે $K^{+}$ અને $Ca^{2+}$ એ $4^{th}$ આવર્તના છે.
નાના કદના આયનો ($Na^{+}$ અને $Mg^{2+}$) ની જલીયકરણ એન્થાલ્પી મોટા કદના આયનો ($K^{+}$ અને $Ca^{2+}$) કરતા વધારે હોય છે.
$Na^{+}$ અને $Mg^{2+}$ માં,$Mg^{2+}$ ની ત્રિજ્યા નાની છે અને વીજભાર ($+2$ વિરુદ્ધ $+1$) વધારે છે.
તેથી,$Mg^{2+}$ ની ચાર્જ ડેન્સિટી સૌથી વધુ છે અને તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે.

(D) સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.
આપેલા ક્ષારોમાં,$CaCl_2$,$LiCl$,અને $BaCl_2$ હાઇડ્રેટ બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે,જેમ કે $CaCl_2 \cdot 6H_2O$,$LiCl \cdot 2H_2O$,અને $BaCl_2 \cdot 2H_2O$.
આનું કારણ $Na^{+}$ અને $K^{+}$ ની તુલનામાં $Ca^{2+}$,$Li^{+}$,અને $Ba^{2+}$ આયનોની પ્રમાણમાં ઊંચી જલીયકરણ એન્થાલ્પી (hydration enthalpies) છે.
$NaCl$ અને $KCl$ સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં હાઇડ્રેટ બનાવતા નથી.

(A) સમૂહ $I$ ના તત્વો પેરોક્સાઈડ $(M_2O_2)$ અને સુપરઓક્સાઈડ $(M'O_2)$ બનાવે છે.
પેરોક્સાઈડનું જળવિભાજન: $M_2O_2 + 2H_2O \longrightarrow 2MOH + H_2O_2$. અહીં,$X = H_2O_2$.
સુપરઓક્સાઈડનું જળવિભાજન: $2M'O_2 + 2H_2O \longrightarrow 2M'OH + H_2O_2 + O_2$. અહીં,$X = H_2O_2$ અને $Y = O_2$.
આમ,$X = H_2O_2$ અને $Y = O_2$ છે.

(B) હાઇડ્રેટેડ સોડિયમ એલ્યુમિનિયમ સિલિકેટને $Zeolite$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેનું સામાન્ય રાસાયણિક સૂત્ર $Na_2Al_2Si_2O_8 \cdot xH_2O$ છે.

(C) નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે. તે સામાન્ય રીતે ઉત્પન્ન થયેલા $H_2$ વાયુનું પાણીમાં ઓક્સિડેશન કરે છે અને પોતે નાઈટ્રોજન ઓક્સાઈડમાં રિડક્શન પામે છે.
જોકે,મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ અને મેંગેનીઝ $(Mn)$ ખૂબ જ મંદ નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
$Mg + 2HNO_3 \text{ (ખૂબ જ મંદ)} \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2 \uparrow$

(D) હાઇડ્રેટ બનાવવાની ક્ષમતા કેટાયનની જલીયકરણ ઉર્જા (hydration energy) અને તેના કદ પર આધાર રાખે છે.
$MgCl_2$,$MgCl_2 \cdot 6H_2O$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$CaCl_2$,$CaCl_2 \cdot 6H_2O$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$LiCl$,$LiCl \cdot H_2O$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$KCl$ માં કેટાયનનું કદ મોટું અને જલીયકરણ ઉર્જા ઓછી હોવાથી,તે હાઇડ્રેટ બનાવતું નથી અને નિર્જળ ક્ષાર તરીકે સ્ફટિકીકરણ પામે છે.

(C) ) $Li^+$ આયનનું કદ સૌથી નાનું હોવાથી તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$B$) આલ્કલી ધાતુઓનું ઉત્કલન બિંદુ $Li$ થી $Cs$ તરફ ઘટે છે કારણ કે પરમાણ્વીય કદ વધતા ધાત્વિક બંધની મજબૂતી ઘટે છે. આ વિધાન ખોટું છે.
$C$) આલ્કલી ધાતુઓની ઘનતા સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે,પરંતુ $K$ અપવાદ છે કારણ કે તેના પરમાણ્વીય કદમાં અસામાન્ય વધારો થાય છે. તેથી,$K$ ની ઘનતા $Na$ અને $Rb$ કરતા ઓછી છે. આ વિધાન સાચું છે.
$D$) $Li^+$ આયનનું કદ નાનું હોવાથી તે સુપરઓક્સાઇડ $(O_2^-)$ ને સ્થિર કરી શકતું નથી,તેથી તે માત્ર ઓક્સાઇડ અને પેરોક્સાઇડ બનાવે છે. આ વિધાન ખોટું છે.
તેથી,વિધાનો $A$ અને $C$ સાચા છે.

(A) લિથિયમ અને મેગ્નેશિયમની મિશ્રધાતુ $(Li-Mg)$ નો ઉપયોગ આર્મર પ્લેટ્સ બનાવવા માટે થાય છે.
આ મિશ્રધાતુ અત્યંત હલકી અને મજબૂત હોવા માટે જાણીતી છે,જે ધાતુના પદાર્થોમાં સૌથી ઓછી ઘનતા ધરાવે છે.

(A) $NaNO_2$ ની $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા: $NaNO_2 + HCl \longrightarrow NaCl + HNO_2$ થાય છે.
$HNO_2$ અસ્થાયી છે અને તે $NO(g)$ અને $NO_2(g)$ માં વિઘટન પામે છે.
આમ,બે વાયુઓ $NO$ અને $NO_2$ ઉત્પન્ન થાય છે.
તેથી,'$X$' એ $NaNO_2$ છે.

(B) વ્હાઇટ મેટલ એ $Li$ (લિથિયમ) અને $Pb$ (લેડ) ની બનેલી મિશ્રધાતુ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) $LiF$ તેના નાના કદને કારણે ખૂબ જ ઊંચી લેટીસ એન્થાલ્પી ધરાવે છે,જે તેને પાણીમાં ઓછું દ્રાવ્ય બનાવે છે. તેથી,વિધાન $(i)$ સાચું છે.
$Na^{+}$ ની આયનીય ત્રિજ્યા નાની હોવાથી તેની ધ્રુવીભવન શક્તિ $Cs^{+}$ કરતા વધારે હોય છે. પરિણામે,$NaCl$ માં સહસંયોજક લક્ષણ વધુ હોય છે અને તે $CsCl$ કરતા ઓછું આયનીય છે. તેથી,વિધાન $(ii)$ સાચું છે.
આલ્કલી ધાતુ હેલાઇડનું તેમના ઘટક તત્વોમાંથી નિર્માણ એ અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,કારણ કે તેમાં સ્થિર સ્ફટિક લેટીસ બનાવવા માટે ઊર્જા મુક્ત થાય છે. તેથી,વિધાન $(iii)$ ખોટું છે.

(B) પેરોક્સાઈડ આયન $O_2^{2-}$ માં $18$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે અને બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોય છે,જે તેને ડાયામેગ્નેટિક બનાવે છે. તેથી,સોડિયમ પેરોક્સાઈડ પેરામેગ્નેટિક છે તે વિધાન ખોટું છે.
સીઝિયમ સ્થાયી સુપરઓક્સાઈડ $(CsO_2)$ બનાવે છે.
લિથિયમ ક્લોરાઈડ $(LiCl)$ ભેજશોષક છે,જેનો અર્થ છે કે તે વાતાવરણમાંથી ભેજ શોષીને હાઇડ્રેટ બનાવે છે.
વ્હાઇટ મેટલ એ લિથિયમ અને લેડની મિશ્રધાતુ છે.

(A) મોટાભાગના ધાતુના નાઈટ્રેટ ગરમ કરવા પર ધાતુના ઓક્સાઈડ,નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ અને ઓક્સિજન વાયુ બનાવે છે.
જોકે,આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ ($LiNO_3$ સિવાય) ગરમ કરવા પર ધાતુના નાઈટ્રાઈટ અને ઓક્સિજન વાયુ બનાવે છે.
તેથી,સોડિયમ નાઈટ્રેટનું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબ છે:
$NaNO_3 \xrightarrow{\Delta} NaNO_2 + \frac{1}{2} O_2$.
આમ,$A$ એ $NaNO_2$ છે અને $B$ એ $O_2$ છે.

(D) આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ્સનું ઉષ્મીય વિઘટન ધાતુના આધારે અલગ-અલગ રીતે થાય છે.
લિથિયમ નાઈટ્રેટ $(LiNO_3)$ નું વિઘટન થઈને તેના ઓક્સાઈડ,નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ અને ઓક્સિજન વાયુ મળે છે:
$2 LiNO_3 \rightarrow Li_2 O + 2 NO_2 + \frac{1}{2} O_2$
અન્ય આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ્સ ($NaNO_3$,$KNO_3$ વગેરે) નાઈટ્રાઈટ અને ઓક્સિજન વાયુ આપે છે:
$2 MNO_3 \rightarrow 2 MNO_2 + O_2$
તેથી,ધાતુ '$M$' એ $Li$ છે.

(B) પોટેશિયમ નાઈટ્રેટ $(KNO_3)$ ને ઇન્ડિયન સોલ્ટપીટર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ એક નાઈટ્રોજનયુક્ત સંયોજન છે અને ભારતમાં કાચા ક્ષાર તરીકે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
તેને નાઈટર (niter) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(B) વિધાન $A$ સાચું છે: આલ્કલી ધાતુઓ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે કારણ કે તેઓ સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના $(n-1)p^6$ પ્રાપ્ત કરવા માટે તેમનો સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $(ns^1)$ સરળતાથી ગુમાવે છે.
વિધાન $B$ ખોટું છે: $KO_2$ (પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઈડ) માં સુપરઓક્સાઈડ આયન $(O_2^{-})$ હોય છે,જેમાં $17$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેની આણ્વીય કક્ષક રચના $\sigma 1s^2, \sigma * 1s^2, \sigma 2s^2, \sigma * 2s^2, \sigma 2p_z^2, \pi 2p_x^2 = \pi 2p_y^2, \pi * 2p_x^2 = \pi * 2p_y^1$ છે. $\pi * 2p_y$ કક્ષકમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે,$KO_2$ પેરામેગ્નેટિક છે,ડાયમેગ્નેટિક નથી.
વિધાન $C$ સાચું છે: જલીયકરણ એન્થાલ્પી એ આયનીય કદના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. આલ્કલી ધાતુઓમાં $Li^{+}$ નું આયનીય કદ સૌથી નાનું હોવાથી,તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ હોય છે.
તેથી,વિધાન $A$ અને $C$ સાચા છે.

(B) આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ્સ ($LiNO_3$ સિવાય) સખત ગરમ કરવા પર વિઘટન પામીને ધાતુના નાઈટ્રાઈટ અને ઓક્સિજન વાયુ બનાવે છે.
$2NaNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2NaNO_2 + O_2$
લિથિયમ નાઈટ્રેટ $(LiNO_3)$ અને આલ્કલાઈન અર્થ ધાતુના નાઈટ્રેટ્સ (જેમ કે $Mg(NO_3)_2$ અને $Ca(NO_3)_2$) વિઘટન પામીને ધાતુના ઓક્સાઈડ,નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ $(NO_2)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ આપે છે.

(C) $K, Rb,$ અને $Cs$ જ્યારે હવામાં સળગાવવામાં આવે ત્યારે સુપરઓક્સાઇડ બનાવે છે. \\ જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ આલ્કલી ધાતુના કેટાયનનું કદ $K^+$ થી $Cs^+$ તરફ વધે છે. \\ સુપરઓક્સાઇડની સ્થિરતા લેટીસ ઉર્જા દ્વારા નક્કી થાય છે; જેમ કેટાયનનું કદ વધે છે,તેમ લેટીસ ઉર્જા ઘટે છે,જે સુપરઓક્સાઇડની સ્થિરતામાં ઘટાડો કરે છે. \\ તેથી,સુપરઓક્સાઇડની સ્થિરતા $K$ થી $Cs$ તરફ જતાં ઘટે છે. \\ આમ,વિધાન $(A)$ સાચું છે,પરંતુ કારણ $(R)$ ખોટું છે.

(D) આલ્કલી ધાતુઓની સૌથી બહારની કક્ષામાં માત્ર એક સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે તેઓ સરળતાથી એક સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે અને અન્ય સંયોજનોનું રિડક્શન કરવા માટે ઓક્સિડેશન પામે છે.
તેથી,તેઓ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.