Alkali metals Questions in Gujarati

(D) સોલ્વે પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના ઉત્પાદન માટે થાય છે.
મુખ્ય તબક્કાઓમાં બ્રાઈન ($NaCl$ દ્રાવણ) ની એમોનિયા $(NH_3)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ $(NH_4HCO_3)$ અને સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ $(NaHCO_3)$ બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે.
$NH_4HCO_3$ અને $NaHCO_3$ આ પ્રક્રિયામાં મધ્યવર્તી સંયોજનો છે.
$Na_2C_2O_4$ (સોડિયમ ઓક્સાલેટ) સોલ્વે પ્રક્રિયામાં સામેલ નથી.

(C) જ્યારે આલ્કલી ધાતુ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળે છે,ત્યારે તે ઘેરા વાદળી રંગનું દ્રાવણ બનાવે છે. આ રંગ એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે હોય છે,જે દ્રશ્યમાન પ્રકાશના વર્ણપટમાં ઊર્જાનું શોષણ કરે છે. પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $M + (x+y)NH_3 \rightarrow [M(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-$. $[e(NH_3)_y]^-$ ને એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) આલ્કલી ધાતુઓની (સમૂહ $IA$) રાસાયણિક સક્રિયતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે.
આનું કારણ એ છે કે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ ઉર્જા ઘટે છે,જેનાથી પરમાણુ માટે તેનો સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવો સરળ બને છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Cs$ (સીઝિયમ) સમૂહમાં સૌથી નીચે છે ($Fr$ સિવાય જે રેડિયોએક્ટિવ છે),તેથી તે સૌથી વધુ સક્રિય તત્વ છે.

(D) જ્યારે આલ્કલી ધાતુઓ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળે છે,ત્યારે તેઓ નીચે મુજબની પ્રતિક્રિયા આપે છે: $M + (x+y)NH_3 \rightarrow [M(NH_3)_x]^+ + e^-(NH_3)_y$.
દ્રાવણનો વાદળી રંગ લાલ પ્રકાશનું શોષણ કરીને એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનના ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરોમાં ઉત્તેજનાને કારણે હોય છે.
એમોનિયેટેડ કેટાયન $[M(NH_3)_x]^+$ અને એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોન $e^-(NH_3)_y$ બંનેની હાજરીને કારણે દ્રાવણ અત્યંત વાહક હોય છે.

(A) પ્રક્રિયા $Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \to 2NaOH + CaCO_3$ એ કોસ્ટિકાઇઝિંગ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
અહીં,$A = Ca(OH)_2$,$B = NaOH$,અને $C = CaCO_3$ છે.
વધુમાં,$Ca(OH)_2$ એ $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CaCO_3$ બનાવે છે,જે દ્રાવણને દૂધ જેવું બનાવે છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) ઉત્સ્વેદન (Efflorescence) એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં જલીય ક્ષાર હવામાં ખુલ્લો રાખવાથી તેના સ્ફટિકીકરણના પાણીને ગુમાવે છે,જેના પરિણામે નીચું હાઇડ્રેટ અથવા નિર્જળ ક્ષાર બને છે.
આપેલી પ્રક્રિયામાં,વોશિંગ સોડા $(Na_2CO_3 \cdot 10H_2O)$ હવામાં ખુલ્લો રાખતા $9$ પાણીના અણુઓ ગુમાવીને સોડિયમ કાર્બોનેટ મોનોહાઇડ્રેટ $(Na_2CO_3 \cdot H_2O)$ બનાવે છે.

(B) આલ્કલી ધાતુઓની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $ns^1$ હોય છે. જ્યારે તેઓ ક્ષાર બનાવે છે (દા.ત.,$M^+X^-$),ત્યારે ધાતુ આયન $M^+$ નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી સ્થાયી રચના $(ns^2 np^6)$ પ્રાપ્ત કરે છે.
$M^+$ આયનમાં બધા જ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી,ક્ષારો ડાયમેગ્નેટિક હોય છે.
વધુમાં,તેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોવાથી,તેઓ દૃશ્યમાન પ્રકાશનું શોષણ કરતા નથી અને તેથી તે રંગહીન હોય છે.

(A) જ્યારે હાઇડ્રેટેડ ક્ષારને હવામાં ખુલ્લો રાખવામાં આવે ત્યારે તે સ્ફટિકીકરણનું પાણી ગુમાવે છે,આ પ્રક્રિયાને $Efflorescence$ (ઉત્સ્વેદન) કહેવામાં આવે છે.
$Deliquescence$ એટલે વાતાવરણમાંથી ભેજ શોષીને પ્રવાહી બનવું.
$Hydration$ એટલે પાણી ઉમેરવું અને $Dehydration$ એટલે પાણી દૂર કરવું.

(B) નિર્જળ સોડિયમ કાર્બોનેટ,$Na_2CO_3$,ને સામાન્ય રીતે $Soda \ ash$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$Washing \ soda$ એ તેના ડેકાહાઇડ્રેટ સ્વરૂપ,$Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$ ને દર્શાવે છે.

(C) આલ્કલી ધાતુઓની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયાશીલતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે.
આનું કારણ એ છે કે જેમ આપણે $Li$ થી $Cs$ તરફ સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ તેમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(I.P.)$ ઘટે છે.
ઓછું $I.P.$ એટલે કે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વધુ ઢીલી રીતે જોડાયેલ હોય છે અને $M^+$ આયન બનાવવા માટે સરળતાથી મુક્ત થઈ શકે છે.
સોડિયમ $(Na)$ નું $I.P.$ લિથિયમ $(Li)$ કરતા ઓછું હોવાથી,તે તેનો ઇલેક્ટ્રોન વધુ સરળતાથી ગુમાવે છે,જે તેને પાણી પ્રત્યે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.

(A) સોડિયમ કાર્બોનેટના ઉત્પાદન માટેની સોલ્વે પ્રક્રિયામાં,એમોનિયમ ક્લોરાઈડ $(NH_4Cl)$ આડપેદાશની પ્રક્રિયા કેલ્શિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(Ca(OH)_2)$ સાથે કરીને એમોનિયા મેળવવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \rightarrow 2NH_3 + 2H_2O + CaCl_2$
આ પ્રક્રિયા પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે $CaCl_2$ (કેલ્શિયમ ક્લોરાઈડ) આડપેદાશ તરીકે મળે છે.

(D) જ્યારે સોડિયમ જેવી આલ્કલી ધાતુ પ્રવાહી $NH_3$ માં ઓગળે છે,ત્યારે તે આયનીકરણ પામીને એમોનિયેટેડ કેટાયન અને એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $Na + (x+y)NH_3 \rightarrow [Na(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-$.
દ્રાવણનો વાદળી રંગ એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે હોય છે,જે પ્રકાશના દ્રશ્યમાન વિસ્તારમાં ઊર્જાનું શોષણ કરે છે,જેના પરિણામે દ્રાવણને ઘેરો વાદળી રંગ પ્રાપ્ત થાય છે.

(A) જ્યારે સોડિયમ નાઈટ્રેટ $(NaNO_3)$ ને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું વિઘટન થઈને સોડિયમ નાઈટ્રાઈટ $(NaNO_2)$ અને ઓક્સિજન વાયુ $(O_2)$ મળે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2NaNO_3(s) \xrightarrow{\Delta} 2NaNO_2(s) + O_2(g)$

(A) સોલ્વે પ્રક્રિયામાં,કુલ પ્રક્રિયા $2NaCl + CaCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CaCl_2$ છે.
એમોનિયા $(NH_3)$ ને આડપેદાશ $NH_4Cl$ ની ચૂના $(Ca(OH)_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે,જે ચૂનાના પથ્થરના ઉષ્મીય વિઘટન $(CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2)$ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
ચૂનાના પથ્થરના કેલ્સિનેશન દરમિયાન ઉત્પન્ન થયેલ $CO_2$ અને એમોનિયમ ક્લોરાઈડમાંથી પુનઃપ્રાપ્ત થયેલ $NH_3$ ને પ્રક્રિયામાં ફરીથી ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.

(A) $KO_2$ (પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઈડ) $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $O_2$ અને $K_2CO_3$ ઉત્પન્ન કરે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $4KO_2 + 2CO_2 \to 2K_2CO_3 + 3O_2$.
આ ગુણધર્મને લીધે તે અવકાશ અને સબમરીનમાં ઓક્સિજનનું સ્તર જાળવી રાખવા અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ દૂર કરવા માટે ઉપયોગી છે.

(A) ભેજશોષક પદાર્થો તે છે જે વાતાવરણમાંથી ભેજનું શોષણ કરે છે.
$MgCl_2$,$CaCl_2$,અને $LiCl$ તેમની ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતા અને નાના આયનીય કદને કારણે ભેજશોષક પ્રકૃતિ ધરાવે છે,જે તેમને પાણીના અણુઓને મજબૂત રીતે આકર્ષવા દે છે.
શુદ્ધ $NaCl$ ભેજશોષક નથી. તે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં વાતાવરણમાંથી પાણીનું શોષણ કરતું નથી. સામાન્ય ટેબલ સોલ્ટમાં જોવા મળતો ભેજ $MgCl_2$ અથવા $CaCl_2$ જેવી અશુદ્ધિઓની હાજરીને કારણે હોય છે.

(D) જ્યારે આલ્કલી ધાતુઓ (સમૂહ $1$) પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળે છે,ત્યારે તે એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે ઘેરા વાદળી દ્રાવણ બનાવે છે. આ દ્રાવણો અનુચુંબકીય હોય છે અને વિદ્યુતનું વહન કરે છે.
જ્યારે આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ (સમૂહ $2$) પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળે છે,ત્યારે તે પણ વાદળી દ્રાવણ બનાવે છે,પરંતુ સમૂહ $1$ ની ધાતુઓની તુલનામાં વિઘટનનો દર સામાન્ય રીતે ઝડપી હોય છે.
જોકે,સૌથી મહત્વનો તફાવત દ્રાવકનું બાષ્પીભવન કરવા પર મળતી નીપજોમાં રહેલો છે. સમૂહ $1$ ની ધાતુઓ સામાન્ય રીતે એમોનિયાના બાષ્પીભવન પર મૂળ ધાતુ આપે છે,જ્યારે સમૂહ $2$ ની ધાતુઓ $[M(NH_3)_6]^{2+}$ પ્રકારના એમોનિયેટ્સ બનાવે છે.

(B) આલ્કલી ધાતુઓમાં,માત્ર $Li$ જ ઓરડાના તાપમાને $N_2$ સાથે સીધી પ્રતિક્રિયા આપીને નાઈટ્રાઈડ $(Li_3N)$ બનાવે છે.
$1$. $6Li + N_2 \xrightarrow{\Delta} 2Li_3N (B)$
$2$. $Li_3N + 3H_2O \rightarrow 3LiOH (C) + NH_3 (D)$
$3$. $LiOH + HCl \rightarrow LiCl (E) + H_2O$
આમ,$A=Li$,$B=Li_3N$,$C=LiOH$,$D=NH_3$,અને $E=LiCl$.

(B) જલીયકરણ ઉર્જા આયનના વીજભાર અને આયનીય ત્રિજ્યા પર આધાર રાખે છે.
આયનનો વીજભાર જેટલો વધારે,તેટલી જલીયકરણ ઉર્જા વધારે હોય છે.
$Mg^{2+}$ નો વીજભાર $+2$ છે અને $Na^{+}$ નો વીજભાર $+1$ છે.
તેથી,$Mg^{2+}$ ની જલીયકરણ ઉર્જા $Na^{+}$ કરતા વધારે છે.

(B) આલ્કલી ધાતુના કાર્બોનેટની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં $Li$ થી $Cs$ તરફ જતાં વધે છે.
આનું કારણ એ છે કે જેમ કેશનનું કદ વધે છે તેમ લેટીસ ઉર્જા હાઇડ્રેશન ઉર્જા કરતા વધુ ઝડપથી ઘટે છે.
તેથી,દ્રાવ્યતાનો સાચો ક્રમ $Li_2CO_3 < Na_2CO_3 < K_2CO_3 < Rb_2CO_3$ છે.

(A) આલ્કલી ધાતુના કાર્બોનેટ્સમાં,$Li_2CO_3$ ઉષ્મીય રીતે અસ્થિર છે કારણ કે $Li^+$ આયનનું કદ નાનું છે,જેની ધ્રુવીભવન શક્તિ (polarizing power) વધારે છે.
તે ગરમ કરવા પર નીચે મુજબ વિઘટન પામે છે: $Li_2CO_3 \xrightarrow{\Delta} Li_2O + CO_2$.
અન્ય આલ્કલી ધાતુના કાર્બોનેટ્સ જેવા કે $Na_2CO_3$ આલ્કલી ધાતુના કેટાયન્સના મોટા કદને કારણે ઉષ્મીય રીતે સ્થિર હોય છે.

(A) આ પ્રક્રિયા શ્રેણી સોડિયમ કાર્બોનેટના ઉત્પાદન માટેની સોલ્વે પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
પગલું $1$: $CO_2 + NH_3 + H_2O \to NH_4HCO_3$ $(X)$
પગલું $2$: $NH_4HCO_3 + NaCl \to NaHCO_3$ $(Y)$ $+ NH_4Cl$
પગલું $3$: $2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3$ $(Z)$ $+ H_2O + CO_2$
આમ,'$Z$' એ $Na_2CO_3$ છે.

(A) $Zn$,$Be$,અને $Al$ જેવી ઉભયગુણી ધાતુઓ $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ અને તેમના ક્ષાર બનાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે:
$Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2$
$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$
$Be + 2NaOH \rightarrow Na_2BeO_2 + H_2$
જોકે,$Mg$ ઉભયગુણી નથી અને તે $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરતું નથી.

(B) $IA$ સમૂહના હાઇડ્રોક્સાઇડ ($LiOH$ થી $CsOH$) માટે,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં દ્રાવ્યતા વધે છે કારણ કે લેટીસ ઉર્જા $(LE)$ એ જલીયકરણ ઉર્જા $(HE)$ કરતા વધુ ઝડપથી ઘટે છે.
$IIA$ સમૂહના કાર્બોનેટ ($BeCO_3$ થી $BaCO_3$) માટે,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં દ્રાવ્યતા ઘટે છે કારણ કે લેટીસ ઉર્જા $(LE)$ લગભગ અચળ રહે છે જ્યારે કેશનના કદમાં વધારાને કારણે જલીયકરણ ઉર્જા $(HE)$ નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે.

(B) આલ્કલી ધાતુના બાયકાર્બોનેટની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં $Li$ થી $Cs$ તરફ નીચે જતાં વધે છે.
આનું કારણ એ છે કે જેમ કેશનનું કદ વધે છે તેમ લેટીસ ઉર્જા,હાઇડ્રેશન ઉર્જા કરતા વધુ ઝડપથી ઘટે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી $LiHCO_3$ સૌથી ઓછું દ્રાવ્ય છે,જ્યારે $CsHCO_3$ સૌથી વધુ દ્રાવ્ય છે.

(D) ધાતુ કાર્બોનેટ્સની ઉષ્મીય સ્થિરતા સામાન્ય રીતે ધાતુના વિદ્યુત-ધન ગુણધર્મ વધવાની સાથે વધે છે.
આલ્કલી ધાતુ કાર્બોનેટ્સ (સમૂહ $1$) સંક્રાંતિ ધાતુ અથવા આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ કાર્બોનેટ્સની તુલનામાં ઉષ્મીય રીતે ખૂબ જ સ્થિર હોય છે.
આલ્કલી ધાતુ કાર્બોનેટ્સમાં,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં સ્થિરતા વધે છે કારણ કે ધાતુ આયનનું કદ વધે છે,જે કાર્બોનેટ આયન પર ધાતુ આયનની ધ્રુવીભવન શક્તિ ઘટાડે છે.
$K_2CO_3$ એ $Na_2CO_3$ કરતા વધુ સ્થિર છે કારણ કે $K^+$ ની આયનીય ત્રિજ્યા $Na^+$ કરતા મોટી છે.

(D) જ્યારે સોડિયમને ભેજવાળી હવામાં સળગાવવામાં આવે છે,ત્યારે અંતિમ નીપજ $Na_2CO_3$ મળે છે.
ભેજવાળી હવામાં,સોડિયમ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ઓક્સાઈડ બનાવે છે,જે પછી ભેજ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવે છે,અને અંતે,તે વાતાવરણીય કાર્બન ડાયોક્સાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ કાર્બોનેટ બનાવે છે.
સંપૂર્ણ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$4 Na + O_2 \rightarrow 2 Na_2O$
$2 Na_2O + 2 H_2O \rightarrow 4 NaOH$
$2 NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$
આમ,અંતિમ નીપજ $Na_2CO_3$ છે.

(A) $6Li_{(s)} + N_{2(g)} \to 2Li_3N_{(s)}$
$Li_3N_{(s)} + 3H_2O_{(l)} \to 3LiOH_{(aq)} + NH_{3(g)}$
$CuSO_{4(aq)} + 4NH_{3(g)} \to [Cu(NH_3)_4]SO_{4(aq)}$ (ઘેરા વાદળી રંગનું સંકીર્ણ)
આમ,$M$ એ $Li$ છે અને $B$ એ $NH_3$ છે.

(C)

સંયોજન	પ્રકૃતિ
$KO_2$	સુપરઓક્સાઇડ
$BaO_2$	પેરોક્સાઇડ
$SiO_2$	ઓક્સાઇડ
$CsO_2$	સુપરઓક્સાઇડ

ઓક્સાઇડ એ એક રાસાયણિક સંયોજન છે જેમાં ઓછામાં ઓછો એક ઓક્સિજન પરમાણુ અને અન્ય એક તત્વ હોય છે,જ્યાં ઓક્સિજન $-2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હોય છે. $SiO_2$ (સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ) એ એક સામાન્ય ઓક્સાઇડ છે,જ્યારે $KO_2$ અને $CsO_2$ સુપરઓક્સાઇડ છે અને $BaO_2$ એ પેરોક્સાઇડ છે.

(D) $Na_2O_2$ એ સોડિયમનો પેરોક્સાઇડ છે,સુપર ઓક્સાઇડ નથી.
સોડિયમ સુપર ઓક્સાઇડનું સૂત્ર $NaO_2$ છે.
તેથી,$Na_2O_2$ સોડિયમનો સુપર ઓક્સાઇડ છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) પાણીમાં આયનીય સંયોજનોની દ્રાવ્યતા લેટીસ એન્થાલ્પી અને હાઇડ્રેશન એન્થાલ્પી વચ્ચેના સંતુલન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આલ્કલી મેટલ ફ્લોરાઈડ માટે,લેટીસ એન્થાલ્પી $Li^+$ થી $Cs^+$ સુધી કેશનના કદમાં વધારો થતાં નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે.
લેટીસ એન્થાલ્પી દ્રાવ્યતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી,આલ્કલી મેટલ કેશનનું કદ વધતા દ્રાવ્યતા વધે છે.
તેથી,દ્રાવ્યતાનો સાચો ક્રમ $LiF < NaF < KF < RbF$ છે.

(A) ધાતુના હેલાઈડ્સ પાણીમાં જળવિભાજન પામીને તેમના અનુરૂપ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ બનાવે છે.
પરિણામી દ્રાવણની એસિડિકતા બનેલા ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
જેમ આપણે આવર્ત કોષ્ટકમાં સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડની બેઝિક પ્રબળતા વધે છે,કારણ કે પરમાણુ કદમાં વધારો અને આયનીકરણ ઉર્જામાં ઘટાડો થાય છે,જે $M-OH$ બંધને નબળો પાડે છે.
$Be(OH)_2$ એ ઉભયગુણી (amphoteric) પ્રકૃતિ ધરાવે છે,જ્યારે $Mg(OH)_2$,$Ca(OH)_2$ અને $Sr(OH)_2$ બેઝિક છે.
$BeCl_2$ સૌથી ઓછો બેઝિક (અથવા ઉભયગુણી) હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે,તેથી $Be^{2+}$ આયનના જળવિભાજનને કારણે $BeCl_2$ ધરાવતા દ્રાવણમાં $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા સૌથી વધુ હશે,જેના પરિણામે $pH$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું હશે.

(A) આયનીય સંયોજનોનું ગલનબિંદુ મુખ્યત્વે તેમની લેટિસ એનર્જી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
લેટિસ એનર્જી એ આંતર-આયનીય અંતરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(U \propto \frac{1}{r_+ + r_-})$.
આપેલા આલ્કલી મેટલ ક્લોરાઈડ્સમાં,$LiCl$ ના કેટાયનનું કદ સૌથી નાનું છે,પરંતુ તે ફાજન્સના નિયમને કારણે નોંધપાત્ર સહસંયોજક લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે,જે તેનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે.
$NaCl$ ઉચ્ચ લેટિસ એનર્જી અને સ્થિર સ્ફટિક રચના ધરાવે છે,જેના પરિણામે આપેલા વિકલ્પોમાં તેનું ગલનબિંદુ સૌથી વધુ છે.

(C) ધાતુ $M$ (મુખ્યત્વે $Mg$) ની નાઇટ્રોજન વાયુ સાથેની પ્રક્રિયા: $3Mg + N_2 \to Mg_3N_2$ $(Y)$.
$Mg_3N_2$ $(Y)$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયા વાયુ આપે છે: $Mg_3N_2 + 6H_2O \to 3Mg(OH)_2 + 2NH_3 \uparrow$ (રંગહીન વાયુ).
જ્યારે $NH_3$ ને $CuSO_4$ ના દ્રાવણમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઘેરો વાદળી સંકીર્ણ બનાવે છે: $CuSO_4 + 4NH_3 \to [Cu(NH_3)_4]SO_4$ (વાદળી સંકીર્ણ).
તેથી,$Y$ એ $Mg_3N_2$ છે.

(C) આલ્કલી ધાતુઓની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયાશીલતા સમૂહમાં $Li$ થી $Cs$ તરફ નીચે જતાં વધે છે.
આ વલણ વિદ્યુત-ધન લાક્ષણિકતામાં વધારો અને આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં ઘટાડાને કારણે છે.
પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $Li < Na < K < Rb < Cs$ છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Rb$ (રૂબિડિયમ) પાણી સાથે સૌથી વધુ જોરથી પ્રતિક્રિયા આપે છે.

(B) આલ્કલી ધાતુઓમાં,માત્ર $Li$ જ હવામાં રહેલા $N_2$ સાથે સીધી પ્રક્રિયા કરીને લિથિયમ નાઈટ્રાઈડ $(Li_3N)$ બનાવે છે.
આનું કારણ $Li^+$ આયનનું નાનું કદ અને ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતા છે,જે નાઈટ્રાઈડ આયન $(N^{3-})$ ને સ્થિર કરવા માટે ઉચ્ચ લેટીસ ઉર્જા પૂરી પાડે છે.

(D) $Na_{(s)} + (x + y)NH_3 \to Na^{+}(NH_3)_x + e^-(NH_3)_y$
દ્રાવણનો ઘેરો વાદળી રંગ એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે હોય છે,જે દ્રશ્યમાન વર્ણપટના લાલ વિસ્તારમાં પ્રકાશનું શોષણ કરે છે.

(B) ધાતુ $Rb$ (રૂબિડિયમ) વધારાની હવામાં પ્રક્રિયા કરીને સુપરઓક્સાઈડ $X = RbO_2$ બનાવે છે.
$RbO_2$ નું પાણી સાથે જળવિભાજન નીચે મુજબ થાય છે: $2RbO_2 + 2H_2O \to 2RbOH + H_2O_2 + O_2 \uparrow$.
આમ,તે ધાતુ $Rb$ છે.

(C) $I.$ પોટેશિયમ આયનો $(K^{+})$ ઘણા ઉત્સેચકોને સક્રિય કરવા માટે જાણીતા છે,જેમ કે પાયરુવેટ કાઇનેઝ.
$II.$ પોટેશિયમ આયનો કોષીય પ્રક્રિયાઓ માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગ્રેડિયન્ટ જાળવી રાખીને $ATP$ ઉત્પન્ન કરવા માટે ગ્લુકોઝના ઓક્સિડેશનમાં ભાગ લે છે.
$III.$ પોટેશિયમ આયનો,સોડિયમ આયનો $(Na^{+})$ સાથે મળીને,આરામની સ્થિતિમાં મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ જાળવી રાખીને ચેતા સંકેતોના પ્રસારણ માટે આવશ્યક છે.
તેથી,ત્રણેય વિધાનો સાચા છે.

(A) $LiNO_3$ નું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબ છે: $2LiNO_3 \xrightarrow{\Delta} Li_2O + 2NO_2 + \frac{1}{2}O_2$.
આમ,તે $LiNO_2$ (લિથિયમ નાઈટ્રાઈટ) ને બદલે $Li_2O$ (લિથિયમ ઓક્સાઈડ) ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ માં આપેલ વિધાન $INCORRECT$ છે.

(B) આલ્કલી ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે અને વિશિષ્ટ રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
$1$. આલ્કલી ધાતુના નાઈટ્રેટ્સ ($LiNO_3$ સિવાય) ગરમ કરવાથી નાઈટ્રાઈટ્સ અને ઓક્સિજન આપે છે $(2MNO_3 \rightarrow 2MNO_2 + O_2)$. $LiNO_3$ ગરમ કરવાથી $Li_2O$,$NO_2$ અને $O_2$ આપે છે.
$2$. આલ્કલી ધાતુના ક્લોરાઈડ્સ ($LiCl$ સિવાય) સામાન્ય રીતે ભેજશોષક હોતા નથી અને સ્થાયી હાઈડ્રેટ્સ બનાવતા નથી. $LiCl$ ભેજશોષક છે અને હાઈડ્રેટ $(LiCl \cdot 2H_2O)$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તેથી,આ વિધાન મોટાભાગની આલ્કલી ધાતુઓ માટે સાચું નથી.
$3$. આલ્કલી ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોક્સાઈડ અને હાઈડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
$4$. આલ્કલી ધાતુઓ હેલોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયનીય હેલાઈડ્સ $(M^{+}X^{-})$ બનાવે છે.

(C) $NaOH$ એક પ્રબળ બેઇઝ છે. તે $Zn$,$Al$ અને $Pb$ જેવી ઉભયગુણી ધાતુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ અને ક્ષાર બનાવે છે.
$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$
$Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2$
$Pb + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow Na_2[Pb(OH)_4] + H_2$
$Cu$ એ નિષ્ક્રિય ધાતુ છે અને તે $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી. તેથી,$NaOH$ ને $Cu$ ના પાત્રમાં સુરક્ષિત રીતે સંગ્રહિત અથવા વહન કરી શકાય છે.

(C) આલ્કલી ધાતુઓ અત્યંત સક્રિય હોય છે કારણ કે તેમની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર એક જ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે સરળતાથી ગુમાવી શકાય છે અને ધાતુનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
પાણીની હાજરીમાં,તેઓ પ્રક્રિયા કરીને અત્યંત જ્વલનશીલ વાયુ $Hydrogen$ $(H_2)$ બનાવે છે,તેથી તેમને $Kerosene$ માં રાખવામાં આવે છે.

(C) પ્રક્રિયા $M + O_2 \to MO_2$ એ સુપરઓક્સાઈડનું નિર્માણ દર્શાવે છે.
આલ્કલી ધાતુઓ તેમના કદના આધારે ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને વિવિધ ઓક્સાઈડ બનાવે છે.
$Li$ એ ઓક્સાઈડ $Li_2O$ બનાવે છે,$Na$ એ પેરોક્સાઈડ $Na_2O_2$ બનાવે છે,જ્યારે $K$,$Rb$ અને $Cs$ જેવી ભારે આલ્કલી ધાતુઓ $MO_2$ પ્રકારના સુપરઓક્સાઈડ બનાવે છે.
તેથી,પ્રક્રિયા $M + O_2 \to MO_2$ માટે,ધાતુ $M$ એ $K$ છે.
આથી,વિકલ્પ $C$ સાચો છે.

(C) $1$. $LiHCO_3$ ઘન અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી; તે માત્ર દ્રાવણ સ્વરૂપે જાણીતું છે.
$2$. પોટેશિયમ સુપરઓક્સાઇડ $(KO_2)$ માં પેરામેગ્નેટિક સુપરઓક્સાઇડ આયન $(O_2^-)$ હોય છે,જેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,તેથી તે પેરામેગ્નેટિક છે,ડાયમેગ્નેટિક નથી.
$3$. $Be(OH)_2$ ઉભયગુણી (amphoteric) પ્રકૃતિ ધરાવે છે. તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે પરંતુ $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેરિલેટ બનાવે છે,દા.ત.,$Na_2[Be(OH)_4]$,તેથી તે દ્રાવ્ય છે.
$4$. $Li_2CO_3$ એ $Na_2CO_3$ કરતા ઓછું ઉષ્મીય રીતે સ્થાયી છે કારણ કે નાનો $Li^+$ આયન કાર્બોનેટ આયનનું વધુ અસરકારક રીતે ધ્રુવીભવન કરે છે,જેનાથી તે સરળતાથી $Li_2O$ અને $CO_2$ માં વિઘટિત થાય છે.

(C) પ્રક્રિયા ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. $2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2(g)$. અહીં $A = NaHCO_3$,$B = Na_2CO_3$,અને $C = CO_2$ છે.
$2$. $Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3(milky) + H_2O$. અહીં $D = CaCO_3$ છે.
$3$. $CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$. અહીં $E = Ca(HCO_3)_2$ છે.
વિધાનોનું મૂલ્યાંકન:
- $A$ એ $NaHCO_3$ છે (સાચું).
- $B$ $(Na_2CO_3)$ એ $H_2O$ માં દ્રાવ્ય ધાતુ કાર્બોનેટ છે (સાચું).
- $D$ એ $CaCO_3$ છે (સાચું).
- $NaHCO_3$ $(A)$ ની $pH$ બેઝિક $(> 7)$ છે અને $Ca(HCO_3)_2$ $(E)$ ની $pH$ પણ થોડી બેઝિક $(> 7)$ છે. તેથી,$pH$ $7$ છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ એ ઉષ્મીય રીતે સ્થિર સંયોજન છે.
તે સામાન્ય તાપમાને ગરમ કરવાથી વિઘટન પામતું નથી.
તેથી,કોઈ પ્રતિક્રિયા થતી નથી,અને '$A$' વિઘટન નીપજ તરીકે બનતું નથી.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) આલ્કલી ધાતુઓની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયાશીલતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે.
આનું કારણ એ છે કે જેમ આપણે $Li$ થી $Na$ તરફ સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ તેમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(I.P.)$ ઘટે છે.
ઓછું $I.P.$ એટલે કે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વધુ સરળતાથી દૂર થઈ શકે છે,જે ધાતુને વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.

(D) જ્યારે સોડિયમ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળે છે,ત્યારે તે આયનીકરણ પામીને $Na^{+}$ આયનો અને ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે.
આ ઇલેક્ટ્રોન એમોનિયાના અણુઓ દ્વારા ઘેરાયેલા હોય છે,જે દ્રાવ્ય ઇલેક્ટ્રોન (solvated electrons) બનાવે છે,જેને એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
આ દ્રાવ્ય ઇલેક્ટ્રોન દ્રશ્યમાન પ્રકાશનું શોષણ કરે છે,જે દ્રાવણને ઘેરો વાદળી રંગ આપે છે અને તેને પ્રબળ રિડક્શનકર્તા ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે.