Alkali metals Questions in Hindi

(N/A) क्षार धातु हैलाइड्स,$MX$ (जहाँ $X = F, Cl, Br, I$),सभी उच्च गलनांक वाले,रंगहीन क्रिस्टलीय ठोस होते हैं।
इन्हें उपयुक्त ऑक्साइड,हाइड्रॉक्साइड या कार्बोनेट की जलीय हाइड्रोहेलिक एसिड $(HX)$ के साथ अभिक्रिया द्वारा तैयार किया जा सकता है।
इन सभी हैलाइड्स की निर्माण एन्थैल्पी $(\Delta_{f} H^{\ominus})$ उच्च ऋणात्मक होती है।
फ्लोराइड्स के लिए $\Delta_{f} H^{\ominus}$ के मान समूह में नीचे जाने पर कम ऋणात्मक होते जाते हैं,जबकि क्लोराइड्स,ब्रोमाइड्स और आयोडाइड्स के लिए इसका उल्टा होता है।
किसी दी गई धातु के लिए,$\Delta_{f} H^{\ominus}$ हमेशा फ्लोराइड से आयोडाइड की ओर जाने पर कम ऋणात्मक होता जाता है।
गलनांक और क्वथनांक का क्रम इस प्रकार है: $Fluoride > Chloride > Bromide > Iodide$.
ये सभी हैलाइड्स पानी में घुलनशील होते हैं।
पानी में $LiF$ की कम घुलनशीलता इसकी उच्च जालक एन्थैल्पी के कारण है,जबकि $CsI$ की कम घुलनशीलता इसके दो आयनों की छोटी जलयोजन एन्थैल्पी के कारण है।
लिथियम के अन्य हैलाइड्स इथेनॉल,एसीटोन और एथिल एसीटेट में घुलनशील हैं; $LiCl$ पिरिडीन में भी घुलनशील है।

(N/A) ऑक्सो-अम्ल वे यौगिक हैं जिनमें अम्लीय प्रोटॉन एक हाइड्रॉक्सिल समूह पर होता है और उसी परमाणु से एक ऑक्सो समूह जुड़ा होता है।
उदाहरण के लिए,कार्बोनिक अम्ल,$H_{2}CO_{3}$ $(OC(OH)_{2})$,और सल्फ्यूरिक अम्ल,$H_{2}SO_{4}$ $(O_{2}S(OH)_{2})$।
क्षार धातुएं सभी ऑक्सो-अम्लों के साथ लवण बनाती हैं। ये लवण आमतौर पर पानी में घुलनशील और तापीय रूप से स्थिर होते हैं।
इनके कार्बोनेट $(M_{2}CO_{3})$ और अधिकांश मामलों में इनके हाइड्रोजन कार्बोनेट $(MHCO_{3})$ गर्मी के प्रति अत्यधिक स्थिर होते हैं।
जैसे-जैसे समूह में नीचे जाने पर विद्युत-धनात्मक गुण बढ़ता है,कार्बोनेट और हाइड्रोजन कार्बोनेट की स्थिरता बढ़ती है।
लिथियम कार्बोनेट तापीय रूप से स्थिर नहीं होता है क्योंकि छोटा $Li^{+}$ आयन बड़े $CO_{3}^{2-}$ आयन को ध्रुवीकृत (polarize) कर देता है,जिससे $Li_{2}O$ और $CO_{2}$ का निर्माण होता है। इसके अतिरिक्त,लिथियम हाइड्रोजन कार्बोनेट ठोस अवस्था में अस्तित्व में नहीं होता है।

(N/A) $(i)$ लिथियम बहुत कठोर होता है। इसका गलनांक $(m.p.)$ और क्वथनांक $(b.p.)$ अन्य क्षार धातुओं की तुलना में अधिक होता है।
$(ii)$ लिथियम सबसे कम अभिक्रियाशील है लेकिन सभी क्षार धातुओं में सबसे प्रबल अपचायक है। हवा में दहन पर,यह अन्य क्षार धातुओं के विपरीत मुख्य रूप से मोनोऑक्साइड,$Li_{2}O$ और नाइट्राइड,$Li_{3}N$ बनाता है।
$(iii)$ $LiCl$ प्रस्वेदी (deliquescent) है और हाइड्रेट के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है,$(LiCl \cdot 2H_{2}O)$,जबकि अन्य क्षार धातु क्लोराइड हाइड्रेट नहीं बनाते हैं।
$(iv)$ लिथियम हाइड्रोजन कार्बोनेट ठोस रूप में प्राप्त नहीं होता है,जबकि अन्य सभी तत्व ठोस हाइड्रोजन कार्बोनेट बनाते हैं।
$(v)$ लिथियम अन्य क्षार धातुओं के विपरीत,एथाइन के साथ अभिक्रिया पर कोई एथाइनाइड नहीं बनाता है।
$(vi)$ लिथियम नाइट्रेट को गर्म करने पर लिथियम ऑक्साइड $(Li_{2}O)$ प्राप्त होता है,जबकि अन्य क्षार धातु नाइट्रेट विघटित होकर संबंधित नाइट्राइट देते हैं।
$4LiNO_{3} \rightarrow 2Li_{2}O + 4NO_{2} + O_{2}$
$2NaNO_{3} \rightarrow 2NaNO_{2} + O_{2}$
$(vii)$ $LiF$ और $Li_{2}O$ अन्य क्षार धातुओं के संबंधित यौगिकों की तुलना में पानी में काफी कम घुलनशील हैं।

(N/A) $(i)$ लिथियम बहुत कठोर है। इसका गलनांक $(m.p.)$ और क्वथनांक $(b.p.)$ अन्य क्षार धातुओं की तुलना में अधिक है।
$(ii)$ लिथियम सबसे कम प्रतिक्रियाशील है लेकिन सभी क्षार धातुओं में सबसे शक्तिशाली अपचायक (reducing agent) है। हवा में दहन पर यह मुख्य रूप से मोनोऑक्साइड,$Li_{2}O$ और नाइट्राइड,$Li_{3}N$ बनाता है,जो अन्य क्षार धातुओं से अलग है।
$(iii)$ $LiCl$ प्रस्वेदी (deliquescent) है और हाइड्रेट के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है,$(LiCl \cdot 2H_{2}O)$,जबकि अन्य क्षार धातु क्लोराइड हाइड्रेट नहीं बनाते हैं।
$(iv)$ लिथियम हाइड्रोजन कार्बोनेट ठोस रूप में प्राप्त नहीं होता है,जबकि अन्य सभी तत्व ठोस हाइड्रोजन कार्बोनेट बनाते हैं।
$(v)$ लिथियम अन्य क्षार धातुओं के विपरीत,एथाइन के साथ प्रतिक्रिया पर कोई एथाइनाइड नहीं बनाता है।
$(vi)$ लिथियम नाइट्रेट को गर्म करने पर लिथियम ऑक्साइड $(Li_{2}O)$ प्राप्त होता है,जबकि अन्य क्षार धातु नाइट्रेट विघटित होकर संबंधित नाइट्राइट देते हैं।
$4LiNO_{3} \rightarrow 2Li_{2}O + 4NO_{2} + O_{2}$
$2NaNO_{3} \rightarrow 2NaNO_{2} + O_{2}$
$(vii)$ $LiF$ और $Li_{2}O$ अन्य क्षार धातुओं के संबंधित यौगिकों की तुलना में पानी में काफी कम घुलनशील हैं।

(N/A) $(i)$ लिथियम बहुत अधिक कठोर है। इसका गलनांक $(m.p.)$ और क्वथनांक $(b.p.)$ अन्य क्षार धातुओं की तुलना में अधिक है।
$(ii)$ लिथियम सबसे कम अभिक्रियाशील है लेकिन सभी क्षार धातुओं में सबसे शक्तिशाली अपचायक है। हवा में दहन पर,यह अन्य क्षार धातुओं के विपरीत मुख्य रूप से मोनोऑक्साइड,$Li_{2}O$ और नाइट्राइड,$Li_{3}N$ बनाता है।
$(iii)$ $LiCl$ प्रस्वेदी (deliquescent) है और हाइड्रेट,$(LiCl \cdot 2H_{2}O)$ के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है,जबकि अन्य क्षार धातु क्लोराइड हाइड्रेट नहीं बनाते हैं।
$(iv)$ लिथियम हाइड्रोजन कार्बोनेट ठोस रूप में प्राप्त नहीं होता है,जबकि अन्य सभी तत्व ठोस हाइड्रोजन कार्बोनेट बनाते हैं।
$(v)$ लिथियम अन्य क्षार धातुओं के विपरीत,एथाइन के साथ अभिक्रिया पर कोई एथाइनाइड नहीं बनाता है।
$(vi)$ लिथियम नाइट्रेट को गर्म करने पर लिथियम ऑक्साइड $(Li_{2}O)$ प्राप्त होता है,जबकि अन्य क्षार धातु नाइट्रेट विघटित होकर संबंधित नाइट्राइट देते हैं।
$4LiNO_{3} \rightarrow 2Li_{2}O + 4NO_{2} + O_{2}$
$2NaNO_{3} \rightarrow 2NaNO_{2} + O_{2}$
$(vii)$ $LiF$ और $Li_{2}O$ अन्य क्षार धातुओं के संबंधित यौगिकों की तुलना में पानी में काफी कम घुलनशील हैं।

(N/A) $i$. लिथियम बहुत कठोर है। इसका $m.p.$ और $b.p.$ अन्य क्षार धातुओं की तुलना में अधिक है।
$ii$. लिथियम सबसे कम अभिक्रियाशील है लेकिन सभी क्षार धातुओं में सबसे प्रबल अपचायक है। हवा में दहन पर,यह मुख्य रूप से मोनोऑक्साइड,$Li_2O$ और नाइट्राइड,$Li_3N$ बनाता है,जो अन्य क्षार धातुओं से भिन्न है।
$iii$. $LiCl$ प्रस्वेदी (deliquescent) है और हाइड्रेट,$(LiCl \cdot 2H_2O)$ के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है,जबकि अन्य क्षार धातु क्लोराइड हाइड्रेट नहीं बनाते हैं।
$iv$. लिथियम हाइड्रोजन कार्बोनेट ठोस रूप में प्राप्त नहीं होता है,जबकि अन्य सभी तत्व ठोस हाइड्रोजन कार्बोनेट बनाते हैं।
$v$. लिथियम,अन्य क्षार धातुओं के विपरीत,एथाइन के साथ अभिक्रिया पर कोई एथाइनाइड नहीं बनाता है।
$vi$. लिथियम नाइट्रेट को गर्म करने पर लिथियम ऑक्साइड $(Li_2O)$ प्राप्त होता है,जबकि अन्य क्षार धातु नाइट्रेट विघटित होकर संबंधित नाइट्राइट देते हैं।
$4LiNO_3 \rightarrow 2Li_2O + 4NO_2 + O_2$
$2NaNO_3 \rightarrow 2NaNO_2 + O_2$
$vii$. $LiF$ और $Li_2O$ अन्य क्षार धातुओं के संबंधित यौगिकों की तुलना में पानी में काफी कम घुलनशील हैं।

(N/A) $(i)$ लिथियम बहुत कठोर होता है। इसका गलनांक $(m.p.)$ और क्वथनांक $(b.p.)$ अन्य क्षार धातुओं की तुलना में अधिक होता है।
$(ii)$ लिथियम सबसे कम अभिक्रियाशील है लेकिन सभी क्षार धातुओं में सबसे शक्तिशाली अपचायक है। हवा में दहन पर,यह मुख्य रूप से मोनोऑक्साइड,$Li_{2}O$ और नाइट्राइड,$Li_{3}N$ बनाता है,जो अन्य क्षार धातुओं से भिन्न है।
$(iii)$ $LiCl$ प्रस्वेदी (deliquescent) है और हाइड्रेट,$(LiCl \cdot 2H_{2}O)$ के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है,जबकि अन्य क्षार धातु क्लोराइड हाइड्रेट नहीं बनाते हैं।
$(iv)$ लिथियम हाइड्रोजन कार्बोनेट ठोस रूप में प्राप्त नहीं होता है,जबकि अन्य सभी तत्व ठोस हाइड्रोजन कार्बोनेट बनाते हैं।
$(v)$ लिथियम,अन्य क्षार धातुओं के विपरीत,एथाइन के साथ अभिक्रिया करने पर कोई एथाइनाइड नहीं बनाता है।
$(vi)$ लिथियम नाइट्रेट को गर्म करने पर लिथियम ऑक्साइड $(Li_{2}O)$ प्राप्त होता है,जबकि अन्य क्षार धातुओं के नाइट्रेट विघटित होकर संबंधित नाइट्राइट देते हैं।
$4LiNO_{3} \rightarrow 2Li_{2}O + 4NO_{2} + O_{2}$
$2NaNO_{3} \rightarrow 2NaNO_{2} + O_{2}$
$(vii)$ $LiF$ और $Li_{2}O$ अन्य क्षार धातुओं के संबंधित यौगिकों की तुलना में पानी में काफी कम घुलनशील हैं।

(N/A) लिथियम और मैग्नीशियम के बीच समानता विशेष रूप से उल्लेखनीय है और यह उनके समान आकार के कारण उत्पन्न होती है।
परमाणु त्रिज्या: $Li \ (152 \ pm); Mg \ (160 \ pm)$
आयनिक त्रिज्या: $Li^{+} \ (76 \ pm); Mg^{2+} \ (72 \ pm)$
समानता के मुख्य बिंदु निम्नलिखित हैं:
$(i)$ लिथियम और मैग्नीशियम दोनों अपने संबंधित समूहों के अन्य तत्वों की तुलना में अधिक कठोर और हल्के होते हैं।
$(ii)$ लिथियम और मैग्नीशियम पानी के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करते हैं। उनके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड बहुत कम घुलनशील होते हैं और उनके हाइड्रॉक्साइड गर्म करने पर विघटित हो जाते हैं। दोनों नाइट्रोजन के साथ सीधे संयोजन द्वारा नाइट्राइड,$Li_{3}N$ और $Mg_{3}N_{2}$ बनाते हैं।
$(iii)$ ऑक्साइड,$Li_{2}O$ और $MgO$,अतिरिक्त ऑक्सीजन के साथ मिलकर कोई सुपरऑक्साइड नहीं देते हैं।
$(iv)$ लिथियम और मैग्नीशियम के कार्बोनेट गर्म करने पर आसानी से विघटित होकर ऑक्साइड और $CO_{2}$ बनाते हैं। लिथियम और मैग्नीशियम द्वारा ठोस हाइड्रोजन कार्बोनेट नहीं बनते हैं।
$(v)$ $LiCl$ और $MgCl_{2}$ दोनों इथेनॉल में घुलनशील हैं।
$(vi)$ $LiCl$ और $MgCl_{2}$ दोनों प्रस्वेदी (deliquescent) होते हैं और जलीय घोल से हाइड्रेट्स के रूप में क्रिस्टलीकृत होते हैं,$LiCl \cdot 2H_{2}O$ और $MgCl_{2} \cdot 8H_{2}O$।

(N/A) लिथियम और मैग्नीशियम के बीच समानता विशेष रूप से उल्लेखनीय है और यह उनके समान आकार के कारण उत्पन्न होती है।
परमाणु त्रिज्या: $Li$ $(152 \ pm)$; $Mg$ $(160 \ pm)$
आयनिक त्रिज्या: $Li^{+}$ $(76 \ pm)$; $Mg^{2+}$ $(72 \ pm)$
समानता के मुख्य बिंदु निम्नलिखित हैं:
$(i)$ लिथियम और मैग्नीशियम दोनों अपने संबंधित समूहों के अन्य तत्वों की तुलना में कठोर और हल्के होते हैं।
$(ii)$ लिथियम और मैग्नीशियम पानी के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करते हैं। उनके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड बहुत कम घुलनशील होते हैं और उनके हाइड्रॉक्साइड गर्म करने पर विघटित हो जाते हैं। दोनों नाइट्रोजन के साथ सीधे संयोजन द्वारा नाइट्राइड, $Li_{3}N$ और $Mg_{3}N_{2}$ बनाते हैं।
$(iii)$ ऑक्साइड, $Li_{2}O$ और $MgO$, अतिरिक्त ऑक्सीजन के साथ मिलकर कोई सुपरऑक्साइड नहीं देते हैं।
$(iv)$ लिथियम और मैग्नीशियम के कार्बोनेट गर्म करने पर आसानी से विघटित होकर ऑक्साइड और $CO_{2}$ बनाते हैं। लिथियम और मैग्नीशियम द्वारा ठोस हाइड्रोजन कार्बोनेट नहीं बनते हैं।
$(v)$ $LiCl$ और $MgCl_{2}$ दोनों इथेनॉल में घुलनशील हैं।
$(vi)$ $LiCl$ और $MgCl_{2}$ दोनों प्रस्वेदी (deliquescent) होते हैं और जलीय घोल से हाइड्रेट्स के रूप में क्रिस्टलीकृत होते हैं, $LiCl \cdot 2H_{2}O$ और $MgCl_{2} \cdot 8H_{2}O$।

(N/A) लिथियम और मैग्नीशियम के बीच समानता विशेष रूप से उल्लेखनीय है और यह उनके समान आयनिक आकार और आवेश-से-आकार अनुपात (आयनिक विभव) के कारण उत्पन्न होती है।
परमाणु त्रिज्या: $Li$ $(152 \ pm)$; $Mg$ $(160 \ pm)$
आयनिक त्रिज्या: $Li^{+}$ $(76 \ pm)$; $Mg^{2+}$ $(72 \ pm)$
समानता के मुख्य बिंदु निम्नलिखित हैं:
$(i)$ लिथियम और मैग्नीशियम दोनों अपने संबंधित समूहों के अन्य तत्वों की तुलना में कठोर और हल्के होते हैं।
$(ii)$ लिथियम और मैग्नीशियम पानी के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करते हैं। उनके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड बहुत कम घुलनशील होते हैं और उनके हाइड्रॉक्साइड गर्म करने पर विघटित हो जाते हैं। दोनों नाइट्रोजन के साथ सीधे संयोजन करके नाइट्राइड, $Li_{3}N$ और $Mg_{3}N_{2}$ बनाते हैं।
$(iii)$ ऑक्साइड, $Li_{2}O$ और $MgO$, अतिरिक्त ऑक्सीजन के साथ मिलकर कोई सुपरऑक्साइड नहीं बनाते हैं।
$(iv)$ लिथियम और मैग्नीशियम के कार्बोनेट गर्म करने पर आसानी से विघटित होकर ऑक्साइड और $CO_{2}$ बनाते हैं। लिथियम और मैग्नीशियम द्वारा ठोस हाइड्रोजन कार्बोनेट नहीं बनते हैं।
$(v)$ $LiCl$ और $MgCl_{2}$ दोनों इथेनॉल में घुलनशील हैं।
$(vi)$ $LiCl$ और $MgCl_{2}$ दोनों प्रस्वेदी (deliquescent) होते हैं और जलीय घोल से हाइड्रेट्स के रूप में क्रिस्टलीकृत होते हैं, जैसे $LiCl \cdot 2H_{2}O$ और $MgCl_{2} \cdot 8H_{2}O$.

(N/A) क्षार धातु आयनों में,$Li^{+}$ का आकार सबसे छोटा होता है,जिसके कारण इसका आवेश घनत्व बहुत अधिक होता है और यह जल के अणुओं को आसानी से ध्रुवित (polarize) कर सकता है। इससे प्रबल आयन-द्विध्रुव आकर्षण होता है,जिसके कारण $Li$ लवण सामान्यतः जलयोजित होते हैं (उदाहरण के लिए,$LiCl \cdot 2H_2O$)। अन्य क्षार धातु आयन $(Na^{+}, K^{+}, Rb^{+}, Cs^{+})$ आकार में बड़े होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप उनका आवेश घनत्व कम होता है और उनमें जल के अणुओं को ध्रुवित करने की क्षमता कम होती है। अतः,उनके लवण सामान्यतः निर्जलीय होते हैं।

(N/A) $LiF$ अपनी बहुत अधिक जालक ऊर्जा (lattice energy) के कारण पानी में लगभग अघुलनशील है। फ्लोराइड आयन $(F^-)$ बहुत छोटा होता है,जिससे $Li^+$ आयन के साथ मजबूत स्थिरवैद्युत आकर्षण होता है,जिसके परिणामस्वरूप उच्च जालक ऊर्जा प्राप्त होती है जो जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) द्वारा संतुलित नहीं हो पाती है।
इसके विपरीत,$LiCl$ में जालक ऊर्जा कम होती है क्योंकि क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ बड़ा होता है। इसके अतिरिक्त,छोटे $Li^+$ आयन की ध्रुवण क्षमता (फजान का नियम) के कारण $LiCl$ में महत्वपूर्ण सहसंयोजक गुण होता है,जो इसे एसीटोन जैसे कार्बनिक विलायकों में घुलनशील बनाता है।
इसलिए,पानी में $LiCl$ की घुलनशीलता अनुकूल जलयोजन ऊर्जा द्वारा संचालित होती है,जबकि एसीटोन में इसकी घुलनशीलता इसके सहसंयोजक स्वभाव के कारण होती है।

(N/A) सॉल्वे प्रक्रिया का उपयोग सोडियम कार्बोनेट $(Na_{2}CO_{3})$ के औद्योगिक निर्माण के लिए किया जाता है। यह प्रक्रिया सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट $(NaHCO_{3})$ की कम घुलनशीलता पर आधारित है,जो सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ की अमोनियम हाइड्रोजन कार्बोनेट $(NH_{4}HCO_{3})$ के साथ अभिक्रिया करने पर अवक्षेपित हो जाता है।
$1$. अमोनिया को सोडियम क्लोराइड के सांद्र घोल में घोला जाता है और इसमें से $CO_{2}$ प्रवाहित की जाती है जिससे अमोनियम कार्बोनेट बनता है,जो बाद में अमोनियम हाइड्रोजन कार्बोनेट में परिवर्तित हो जाता है:
$2NH_{3} + H_{2}O + CO_{2} \rightarrow (NH_{4})_{2}CO_{3}$
$(NH_{4})_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2} \rightarrow 2NH_{4}HCO_{3}$
$2$. $NH_{4}HCO_{3}$,$NaCl$ के साथ अभिक्रिया करके $NaHCO_{3}$ का अवक्षेप बनाता है:
$NH_{4}HCO_{3} + NaCl \rightarrow NH_{4}Cl + NaHCO_{3}$
$3$. $NaHCO_{3}$ के क्रिस्टल को छानकर गर्म किया जाता है जिससे सोडियम कार्बोनेट प्राप्त होता है:
$2NaHCO_{3} \rightarrow Na_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O$
$4$. $NH_{4}Cl$ के घोल को कैल्शियम हाइड्रोक्साइड $(Ca(OH)_{2})$ के साथ उपचारित करके अमोनिया को पुनः प्राप्त किया जाता है,जिसमें उप-उत्पाद के रूप में कैल्शियम क्लोराइड $(CaCl_{2})$ प्राप्त होता है:
$2NH_{4}Cl + Ca(OH)_{2} \rightarrow 2NH_{3} + CaCl_{2} + 2H_{2}O$

(N/A) सोडियम कार्बोनेट $(Na_{2}CO_{3} \cdot 10H_{2}O)$ सामान्यतः सोल्वे प्रक्रम द्वारा तैयार किया जाता है। इस प्रक्रिया में सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट की कम घुलनशीलता का लाभ उठाया जाता है,जिससे यह सोडियम क्लोराइड और अमोनियम हाइड्रोजन कार्बोनेट की अभिक्रिया के दौरान अवक्षेपित हो जाता है।
अमोनियम हाइड्रोजन कार्बोनेट को अमोनिया से संतृप्त सोडियम क्लोराइड के सांद्र विलयन में $CO_{2}$ प्रवाहित करके तैयार किया जाता है,जहाँ पहले अमोनियम कार्बोनेट और फिर अमोनियम हाइड्रोजन कार्बोनेट बनता है। पूरी प्रक्रिया के समीकरण इस प्रकार हैं:
$2NH_{3} + H_{2}O + CO_{2} \rightarrow (NH_{4})_{2}CO_{3}$
$(NH_{4})_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2} \rightarrow 2NH_{4}HCO_{3}$
$NH_{4}HCO_{3} + NaCl \rightarrow NH_{4}Cl + NaHCO_{3}$
सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट के क्रिस्टल अलग हो जाते हैं। इन्हें गर्म करने पर सोडियम कार्बोनेट प्राप्त होता है:
$2NaHCO_{3} \rightarrow Na_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O$
इस प्रक्रिया में,जब $NH_{4}Cl$ युक्त विलयन को $Ca(OH)_{2}$ के साथ उपचारित किया जाता है तो $NH_{3}$ पुनः प्राप्त हो जाता है। कैल्शियम क्लोराइड उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है:
$2NH_{4}Cl + Ca(OH)_{2} \rightarrow 2NH_{3} + CaCl_{2} + H_{2}O$

(N/A) साल्वे प्रक्रिया में $NaHCO_3$ बनाने के लिए $NaCl$ की $NH_3$ और $CO_2$ के साथ अभिक्रिया कराई जाती है,जो पानी में कम घुलनशील होने के कारण अवक्षेपित हो जाता है। पोटेशियम के मामले में,$KHCO_3$ बनता है,लेकिन यह पानी में काफी घुलनशील होता है और अवक्षेपित नहीं होता है। इसलिए,इस प्रक्रिया का उपयोग $K_2CO_3$ तैयार करने के लिए नहीं किया जा सकता है।

सोडियम कार्बोनेट एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस है जो डेकाहाइड्रेट के रूप में मौजूद होता है,$Na_{2}CO_{3} \cdot 10H_{2}O$. इसे वाशिंग सोडा भी कहा जाता है।
यह पानी में आसानी से घुलनशील है।
गर्म करने पर,डेकाहाइड्रेट अपने क्रिस्टलीकरण के पानी को खोकर मोनोहाइड्रेट बनाता है।
$373 \ K$ से ऊपर,मोनोहाइड्रेट पूरी तरह से निर्जल हो जाता है और एक सफेद पाउडर में बदल जाता है जिसे सोडा ऐश कहा जाता है।
$Na_{2}CO_{3} \cdot 10H_{2}O \xrightarrow{375 \ K} Na_{2}CO_{3} \cdot H_{2}O + 9H_{2}O$
$Na_{2}CO_{3} \cdot H_{2}O \xrightarrow{>373 \ K} Na_{2}CO_{3} + H_{2}O$
सोडियम कार्बोनेट का कार्बोनेट भाग पानी द्वारा जल-अपघटित होकर एक क्षारीय घोल बनाता है: $CO_{3}^{2-} + H_{2}O \rightarrow HCO_{3}^{-} + OH^{-}$

(N/A) $(i)$ इसका उपयोग जल को मृदु बनाने,कपड़े धोने और सफाई में किया जाता है।
$(ii)$ इसका उपयोग कांच,साबुन,बोरेक्स और कास्टिक सोडा के निर्माण में किया जाता है।
$(iii)$ इसका उपयोग कागज,पेंट और कपड़ा उद्योगों में किया जाता है।
$(iv)$ यह गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण दोनों में एक महत्वपूर्ण प्रयोगशाला अभिकर्मक है।

(N/A) जैसे-जैसे हम क्षार धातु समूह में नीचे जाते हैं,विद्युत-धनात्मक गुण बढ़ता है,जिससे क्षार धातु कार्बोनेट की तापीय स्थिरता में वृद्धि होती है।
हालाँकि,$Li_{2}CO_{3}$ गर्मी के प्रति अपेक्षाकृत अस्थिर है क्योंकि $Li^+$ आयन आकार में बहुत छोटा होता है और इसकी ध्रुवीकरण क्षमता (polarizing power) अधिक होती है। यह बड़े $CO_{3}^{2-}$ आयन को ध्रुवीकृत करता है,जिससे स्थिर $Li_{2}O$ और $CO_{2}$ गैस का निर्माण होता है।
$Li_{2}CO_{3} \xrightarrow{\Delta} Li_{2}O + CO_{2}$
इसके विपरीत,$Na_{2}CO_{3}$ अधिक स्थिर है क्योंकि $Na^+$ आयन का आकार बड़ा होता है,जिसकी ध्रुवीकरण क्षमता कम होती है,इसलिए इसके अपघटन के लिए बहुत उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।

(B) सोडियम क्लोराइड का सबसे प्रचुर स्रोत समुद्री जल है,जिसमें द्रव्यमान के अनुसार $2.7$ से $2.9 \%$ नमक होता है। सामान्य नमक आमतौर पर समुद्री जल के वाष्पीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है।
ब्राइन घोल के क्रिस्टलीकरण द्वारा प्राप्त कच्चे सोडियम क्लोराइड में सोडियम सल्फेट,कैल्शियम सल्फेट,कैल्शियम क्लोराइड और मैग्नीशियम क्लोराइड जैसी अशुद्धियाँ होती हैं। कैल्शियम क्लोराइड $(CaCl_2)$ और मैग्नीशियम क्लोराइड $(MgCl_2)$ अशुद्धियाँ हैं क्योंकि वे प्रस्वेदी (deliquescent) होती हैं (वे वातावरण से आसानी से नमी सोख लेती हैं)।
शुद्ध सोडियम क्लोराइड प्राप्त करने के लिए,कच्चे नमक को पानी की न्यूनतम मात्रा में घोला जाता है और अघुलनशील अशुद्धियों को दूर करने के लिए फ़िल्टर किया जाता है। इसके बाद घोल को हाइड्रोजन क्लोराइड $(HCl)$ गैस से संतृप्त किया जाता है। शुद्ध सोडियम क्लोराइड के क्रिस्टल अलग हो जाते हैं,जबकि कैल्शियम और मैग्नीशियम क्लोराइड,सोडियम क्लोराइड की तुलना में अधिक घुलनशील होने के कारण,घोल में ही रह जाते हैं।

(N/A) तैयारी: सोडियम क्लोराइड का सबसे प्रचुर स्रोत समुद्री जल है,जिसमें द्रव्यमान के अनुसार $2.7$ से $2.9 \%$ नमक होता है। सामान्य नमक आमतौर पर समुद्री जल के वाष्पीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है।
ब्राइन घोल के क्रिस्टलीकरण द्वारा प्राप्त कच्चे सोडियम क्लोराइड में सोडियम सल्फेट,कैल्शियम सल्फेट,कैल्शियम क्लोराइड और मैग्नीशियम क्लोराइड जैसी अशुद्धियाँ होती हैं। कैल्शियम क्लोराइड $(CaCl_{2})$ और मैग्नीशियम क्लोराइड $(MgCl_{2})$ अशुद्धियाँ हैं क्योंकि वे प्रस्वेदी (वायुमंडल से नमी को आसानी से सोख लेते हैं) होते हैं।
शुद्ध सोडियम क्लोराइड प्राप्त करने के लिए,कच्चे नमक को पानी की न्यूनतम मात्रा में घोला जाता है और अघुलनशील अशुद्धियों को दूर करने के लिए छान लिया जाता है। फिर घोल को हाइड्रोजन क्लोराइड गैस से संतृप्त किया जाता है। शुद्ध सोडियम क्लोराइड के क्रिस्टल अलग हो जाते हैं। कैल्शियम और मैग्नीशियम क्लोराइड,सोडियम क्लोराइड की तुलना में अधिक घुलनशील होने के कारण,घोल में ही रह जाते हैं।
गुण: सोडियम क्लोराइड $1081 \ K$ पर पिघलता है। $273 \ K$ पर $100 \ g$ पानी में इसकी घुलनशीलता $36.0 \ g$ है। तापमान बढ़ने के साथ घुलनशीलता में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है।
उपयोग: $(i)$ इसका उपयोग घरेलू उद्देश्यों के लिए सामान्य नमक या टेबल साल्ट के रूप में किया जाता है। $(ii)$ इसका उपयोग $Na_{2}O_{2}$,$NaOH$ और $Na_{2}CO_{3}$ की तैयारी के लिए किया जाता है।

(N/A) सोडियम हाइड्रोक्साइड को आमतौर पर व्यावसायिक रूप से $Castner-Kellner$ सेल में सोडियम क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा तैयार किया जाता है। मरकरी कैथोड और कार्बन एनोड का उपयोग करके ब्राइन घोल का इलेक्ट्रोलिसिस किया जाता है। कैथोड पर डिस्चार्ज हुई सोडियम धातु मरकरी के साथ मिलकर सोडियम अमलगम बनाती है। एनोड पर क्लोरीन गैस निकलती है।
कैथोड: $Na^{+} + e^{-} \xrightarrow{Hg} Na-\text{amalgam}$
एनोड: $Cl^{-} \rightarrow \frac{1}{2} Cl_{2} + e^{-}$
अमलगम को पानी के साथ उपचारित करके सोडियम हाइड्रोक्साइड और हाइड्रोजन गैस प्राप्त की जाती है।
$2Na-\text{amalgam} + 2H_{2}O \rightarrow 2NaOH + 2Hg + H_{2}$
गुण: सोडियम हाइड्रोक्साइड एक सफेद,पारभासी ठोस है। यह $591 \ K$ पर पिघलता है। यह पानी में आसानी से घुलनशील है और एक मजबूत क्षारीय घोल देता है। सोडियम हाइड्रोक्साइड के क्रिस्टल प्रस्वेदी (deliquescent) होते हैं।
सतह पर मौजूद सोडियम हाइड्रोक्साइड का घोल वातावरण में मौजूद $CO_{2}$ के साथ प्रतिक्रिया करके $Na_{2}CO_{3}$ बनाता है।
उपयोग: $(i)$ साबुन,कागज,कृत्रिम रेशम और कई रसायनों के निर्माण में,$(ii)$ पेट्रोलियम शोधन में,$(iii)$ बॉक्साइट के शुद्धिकरण में,$(iv)$ कपड़ा उद्योगों में सूती कपड़ों के मर्सराइजिंग के लिए,$(v)$ शुद्ध वसा और तेलों की तैयारी के लिए,और $(vi)$ प्रयोगशाला अभिकर्मक के रूप में।

(N/A) सोडियम हाइड्रॉक्साइड का व्यावसायिक उत्पादन कास्टनर-केलनर सेल में ब्राइन ($NaCl$ विलयन) के विद्युत अपघटन द्वारा किया जाता है। इसमें मरकरी कैथोड और कार्बन एनोड का उपयोग किया जाता है।
कैथोड पर,सोडियम आयनों का अपचयन होकर सोडियम धातु बनती है,जो मरकरी में घुलकर सोडियम अमलगम $(Na-Hg)$ बनाती है:
$Na^{+} + e^{-} \xrightarrow{Hg} Na-Hg$
एनोड पर,क्लोराइड आयनों का ऑक्सीकरण होकर क्लोरीन गैस मुक्त होती है:
$Cl^{-} \rightarrow \frac{1}{2} Cl_{2} + e^{-}$
इसके बाद सोडियम अमलगम की जल के साथ अभिक्रिया कराकर सोडियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोजन गैस प्राप्त की जाती है:
$2Na-Hg + 2H_{2}O \rightarrow 2NaOH + 2Hg + H_{2}$
गुण: सोडियम हाइड्रॉक्साइड एक सफेद,पारभासी ठोस है जिसका गलनांक $591 \ K$ है। यह जल में अत्यधिक घुलनशील है और एक प्रबल क्षारीय विलयन बनाता है। इसके क्रिस्टल प्रस्वेदी (deliquescent) होते हैं और वायुमंडलीय $CO_{2}$ के साथ अभिक्रिया करके $Na_{2}CO_{3}$ बनाते हैं।
उपयोग: $(i)$ साबुन,कागज और कृत्रिम रेशम के निर्माण में,$(ii)$ पेट्रोलियम शोधन में,$(iii)$ बॉक्साइट के शुद्धिकरण में,$(iv)$ सूती कपड़ों के मर्सराइजिंग में,$(v)$ शुद्ध वसा और तेलों की तैयारी में,और $(vi)$ प्रयोगशाला अभिकर्मक के रूप में।

(N/A) तैयारी: सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट को सोडियम कार्बोनेट के घोल को कार्बन डाइऑक्साइड के साथ संतृप्त करके बनाया जाता है। सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट का सफेद क्रिस्टलीय पाउडर कम घुलनशील होने के कारण अवक्षेपित हो जाता है।
$Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow 2NaHCO_3$
उपयोग:
$(i)$ इसका उपयोग त्वचा के संक्रमण के लिए हल्के एंटीसेप्टिक के रूप में किया जाता है।
$(ii)$ इसका उपयोग अग्निशामक यंत्रों में किया जाता है।
$(iii)$ इसका उपयोग बेकिंग पाउडर में एक घटक के रूप में किया जाता है,जो गर्म करने पर $CO_2$ गैस छोड़ता है और केक व पेस्ट्री को हल्का और फूला हुआ बनाता है।

(N/A) $(i)$ सोडियम धातु: सोडियम का निष्कर्षण पिघले हुए $NaCl$ से डाउन्स प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। विद्युत अपघट्य के रूप में $NaCl$ $(40 \%)$ और $CaCl_2$ $(60 \%)$ का मिश्रण $1123 \ K$ तापमान पर लिया जाता है। स्टील कैथोड के रूप में और ग्रेफाइट एनोड के रूप में उपयोग किया जाता है। $Na^{+} + e^- \rightarrow Na$ (कैथोड पर); $2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-$ (एनोड पर)।
$(ii)$ सोडियम हाइड्रॉक्साइड: इसे $NaCl$ के जलीय घोल (ब्राइन) के विद्युत अपघटन द्वारा कास्टनर-केलनर सेल में तैयार किया जाता है। $2NaCl + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + Cl_2 + H_2$.
$(iii)$ सोडियम पेरोक्साइड: डाउन्स प्रक्रिया से प्राप्त सोडियम धातु को $CO_2$ मुक्त हवा में एल्युमिनियम की ट्रे पर गर्म करने से सोडियम पेरोक्साइड बनता है। $2Na + O_2 \rightarrow Na_2O_2$.
$(iv)$ सोडियम कार्बोनेट: इसे सोल्वे प्रक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है। $2NH_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow (NH_4)_2CO_3$; $(NH_4)_2CO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow 2NH_4HCO_3$; $NH_4HCO_3 + NaCl \rightarrow NH_4Cl + NaHCO_3$; $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O + CO_2$.

(N/A) एक सामान्य $70 \ kg$ वजन वाले मनुष्य में लगभग $90 \ g$ $Na$ और $170 \ g$ $K$ होता है,जबकि आयरन केवल $5 \ g$ और कॉपर $0.06 \ g$ होता है।
सोडियम आयन $(Na^+)$ मुख्य रूप से कोशिकाओं के बाहर,रक्त प्लाज्मा और कोशिकाओं के चारों ओर के अंतरालीय द्रव में पाए जाते हैं।
ये आयन तंत्रिका संकेतों के संचरण,कोशिका झिल्ली के पार पानी के प्रवाह को विनियमित करने और कोशिकाओं में शर्करा तथा अमीनो एसिड के परिवहन में भाग लेते हैं।
पोटेशियम आयन $(K^+)$ कोशिका द्रवों के भीतर सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले धनायन हैं,जो कई एंजाइमों को सक्रिय करते हैं,$ATP$ उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज के ऑक्सीकरण में भाग लेते हैं और सोडियम के साथ मिलकर तंत्रिका संकेतों के संचरण के लिए जिम्मेदार होते हैं।
कोशिका झिल्ली के दोनों ओर $Na^+$ और $K^+$ आयनों की सांद्रता में काफी अंतर होता है। रक्त प्लाज्मा में,$Na^+$ की सांद्रता $143 \ mmol \ L^{-1}$ होती है,जबकि $K^+$ की सांद्रता केवल $5 \ mmol \ L^{-1}$ होती है। लाल रक्त कोशिकाओं के भीतर,ये सांद्रता $Na^+$ के लिए $10 \ mmol \ L^{-1}$ और $K^+$ के लिए $105 \ mmol \ L^{-1}$ हो जाती है।
ये आयनिक प्रवणता एक विभेदक तंत्र द्वारा बनाए रखी जाती है जिसे सोडियम-पोटेशियम पंप कहा जाता है,जो एक विश्रामरत प्राणी द्वारा उपयोग किए जाने वाले $ATP$ के एक-तिहाई से अधिक का उपभोग करता है।

(N/A) एक सामान्य $70 \ kg$ के मनुष्य में लगभग $90 \ g$ $Na$ और $170 \ g$ $K$ होता है,जबकि आयरन केवल $5 \ g$ और कॉपर $0.06 \ g$ होता है। सोडियम आयन मुख्य रूप से कोशिकाओं के बाहर,रक्त प्लाज्मा और कोशिकाओं के आसपास के अंतःकोशिकीय द्रव में पाए जाते हैं।
ये आयन तंत्रिका संकेतों के संचरण,कोशिका झिल्ली के पार पानी के प्रवाह को विनियमित करने और कोशिकाओं में शर्करा और अमीनो एसिड के परिवहन में भाग लेते हैं।
सोडियम और पोटेशियम,रासायनिक रूप से समान होने के बावजूद,कोशिका झिल्ली को भेदने की क्षमता,परिवहन तंत्र और एंजाइमों को सक्रिय करने की दक्षता में मात्रात्मक रूप से भिन्न होते हैं। पोटेशियम आयन कोशिकीय तरल पदार्थों में सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले धनायन हैं,जहाँ वे कई एंजाइमों को सक्रिय करते हैं,$ATP$ उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज के ऑक्सीकरण में भाग लेते हैं और सोडियम के साथ मिलकर तंत्रिका संकेतों के संचरण के लिए जिम्मेदार होते हैं।
कोशिका झिल्ली के विपरीत पक्षों पर पाए जाने वाले सोडियम और पोटेशियम आयनों की सांद्रता में काफी भिन्नता होती है। उदाहरण के लिए,रक्त प्लाज्मा में,सोडियम $143 \ mmol \ L^{-1}$ होता है,जबकि पोटेशियम का स्तर केवल $5 \ mmol \ L^{-1}$ होता है। लाल रक्त कोशिकाओं के भीतर,ये सांद्रता $Na^{+}$ के लिए $10 \ mmol \ L^{-1}$ और $K^{+}$ के लिए $105 \ mmol \ L^{-1}$ हो जाती है।
ये आयनिक प्रवणताएँ दर्शाती हैं कि कोशिका झिल्ली के पार सोडियम-पोटेशियम पंप नामक एक विभेदकारी तंत्र कार्य करता है। यह पंप एक आराम करते हुए जानवर द्वारा उपयोग किए जाने वाले $ATP$ के एक-तिहाई से अधिक और एक आराम करते हुए मनुष्य में $24 \ h$ में लगभग $15 \ kg$ $ATP$ की खपत करता है।

(N/A) क्षार धातुओं की अभिक्रियाशीलता समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है क्योंकि आयनन एन्थैल्पी कम हो जाती है।
$Sodium$ $(Na)$ $3rd$ आवर्त में है,जबकि $potassium$ $(K)$ $4th$ आवर्त में है।
$Potassium$ के बड़े परमाणु आकार के कारण,इसका संयोजी इलेक्ट्रॉन $sodium$ की तुलना में नाभिक से अधिक दूर होता है।
परिणामस्वरूप,$potassium$ में नाभिक और संयोजी इलेक्ट्रॉन के बीच आकर्षण बल कमजोर होता है,जिससे इलेक्ट्रॉन को निकालना आसान हो जाता है।
इसलिए,$potassium$ की आयनन एन्थैल्पी $sodium$ से कम होती है,जो $potassium$ को $sodium$ से अधिक अभिक्रियाशील बनाती है।

(N/A) $(i)$ जब $Na$ धातु को पानी में डाला जाता है,तो यह सोडियम हाइड्रोक्साइड और हाइड्रोजन गैस बनाने के लिए हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करती है। प्रतिक्रिया में शामिल रासायनिक समीकरण है: $2Na_{(s)} + 2H_{2}O_{(l)} \rightarrow 2NaOH_{(aq)} + H_{2(g)}$
$(ii)$ हवा में गर्म करने पर,सोडियम पेरोक्साइड बनाने के लिए सोडियम ऑक्सीजन के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता है। प्रतिक्रिया में शामिल रासायनिक समीकरण है: $2Na_{(s)} + O_{2(g)} \rightarrow Na_{2}O_{2(s)}$
$(iii)$ जब सोडियम पेरोक्साइड को पानी में घोला जाता है,तो यह सोडियम हाइड्रोक्साइड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनाने के लिए आसानी से हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है। प्रतिक्रिया में शामिल रासायनिक समीकरण है: $Na_{2}O_{2(s)} + 2H_{2}O_{(l)} \rightarrow 2NaOH_{(aq)} + H_{2}O_{2(aq)}$

(A) जब $Na_2CO_3$ को पानी में मिलाया जाता है,तो यह जल-अपघटन (hydrolysis) के माध्यम से $NaHCO_3$ और $NaOH$ देता है। चूंकि $NaOH$ एक प्रबल क्षार है,इसलिए प्राप्त विलयन क्षारीय हो जाता है।
$Na_2CO_3 + H_2O \rightarrow NaHCO_3 + NaOH$
$(b)$ क्षार धातुएं प्रबल अपचायक (reducing agents) और अत्यधिक विद्युत-धनात्मक होती हैं,जिससे उनके ऑक्साइडों के रासायनिक अपचयन या विस्थापन अभिक्रियाओं द्वारा उनका निष्कर्षण असंभव है। जलीय विलयनों का विद्युत अपघटन भी संभव नहीं है क्योंकि मुक्त धातुएं पानी के साथ अभिक्रिया कर लेती हैं। इसलिए,उन्हें उनके गलित क्लोराइडों के विद्युत अपघटन द्वारा तैयार किया जाता है।
$(c)$ $Na^+$ आयन मुख्य रूप से रक्त प्लाज्मा और अंतरालीय तरल पदार्थों में पाए जाते हैं,जहाँ वे तंत्रिका संकेतों के संचरण,कोशिका झिल्ली के पार पानी के प्रवाह और शर्करा तथा अमीनो एसिड के परिवहन को नियंत्रित करते हैं। हालांकि $K^+$ आयन कोशिकाओं के भीतर आवश्यक हैं,लेकिन $Na^+$ आयन ये महत्वपूर्ण बाह्यकोशिकीय कार्य करते हैं,जो उन्हें अधिक उपयोगी बनाते हैं।

$(a)$ $Na_{2}O_{2}$ की जल के साथ अभिक्रिया:
$2Na_{2}O_{2(s)} + 2H_{2}O_{(l)} \rightarrow 4NaOH_{(aq)} + O_{2(g)}$
$(b)$ $KO_{2}$ की जल के साथ अभिक्रिया:
$2KO_{2(s)} + 2H_{2}O_{(l)} \rightarrow 2KOH_{(aq)} + H_{2}O_{2(aq)} + O_{2(g)}$
$(c)$ $Na_{2}O$ की $CO_{2}$ के साथ अभिक्रिया:
$Na_{2}O_{(s)} + CO_{2(g)} \rightarrow Na_{2}CO_{3(s)}$

(N/A) जाली एन्थैल्पी (lattice enthalpy) में वृद्धि के कारण क्षार धातु धनायन का आकार बढ़ने के साथ सुपरऑक्साइड की स्थिरता बढ़ती है।
$Lithium$ $(Li^+)$ की आयनिक त्रिज्या बहुत छोटी होती है,जिसके परिणामस्वरूप बड़ी क्षार धातुओं के सुपरऑक्साइड की तुलना में $LiO_2$ के लिए जाली एन्थैल्पी कम होती है।
इसलिए,$LiO_2$ ऊष्मगतिकीय रूप से अस्थिर है और सामान्य परिस्थितियों में मौजूद नहीं होता है।

(N/A) पानी में आयनिक यौगिकों की घुलनशीलता जालक ऊर्जा (lattice energy) और जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) के बीच के संतुलन द्वारा निर्धारित की जाती है।
$Na^+$ और $K^+$ लवणों के लिए,धनायन का आकार बड़ा होने के कारण जालक ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है,जिसे घुलने पर निकलने वाली जलयोजन ऊर्जा द्वारा आसानी से पार कर लिया जाता है।
इसके विपरीत,$Mg^{2+}$ और $Ca^{2+}$ छोटे होते हैं और उन पर उच्च आवेश $(+2)$ होता है,जिसके परिणामस्वरूप उनके कार्बोनेट और हाइड्रॉक्साइड के लिए जालक ऊर्जा काफी अधिक होती है।
चूंकि $Mg$ और $Ca$ लवणों की जालक ऊर्जा जलयोजन ऊर्जा से बहुत अधिक होती है,इसलिए वे पानी में बहुत कम घुलनशील होते हैं।

(N/A) सोडियम $(Na)$: सोडियम आयन मुख्य रूप से रक्त प्लाज्मा और कोशिकाओं के आसपास के अंतरालीय तरल पदार्थों में पाए जाते हैं।
उपयोग: $(i)$ सोडियम आयन तंत्रिका संकेतों के संचरण में मदद करते हैं। $(ii)$ वे कोशिका झिल्ली के पार पानी के प्रवाह को विनियमित करने में मदद करते हैं। $(iii)$ वे कोशिकाओं में शर्करा और अमीनो एसिड के परिवहन में भी मदद करते हैं।
$(b)$ पोटेशियम $(K)$: पोटेशियम आयन कोशिका तरल पदार्थों के भीतर सबसे अधिक मात्रा में पाए जाते हैं।
उपयोग: $(i)$ $K^+$ आयन कई एंजाइमों को सक्रिय करने में मदद करते हैं। $(ii)$ वे $ATP$ का उत्पादन करने के लिए ग्लूकोज के ऑक्सीकरण में भाग लेते हैं। $(iii)$ वे तंत्रिका संकेतों के संचरण में भी मदद करते हैं।
$(c)$ मैग्नीशियम $(Mg)$: मैग्नीशियम एक मैक्रो-मिनरल है,जो मानव शरीर में इसकी उच्च प्रचुरता को दर्शाता है।
उपयोग: $(i)$ $Mg^{2+}$ नसों और मांसपेशियों को आराम देने में मदद करता है। $(ii)$ $Mg^{2+}$ हड्डियों के निर्माण और मजबूती में मदद करता है। $(iii)$ $Mg^{2+}$ सामान्य रक्त परिसंचरण को बनाए रखता है।
$(d)$ कैल्शियम $(Ca)$: कैल्शियम एक मैक्रो-मिनरल है।
उपयोग: $(i)$ $Ca^{2+}$ रक्त के थक्के जमने में मदद करता है। $(ii)$ $Ca^{2+}$ होमोस्टैसिस और मांसपेशियों के संकुचन को बनाए रखने में मदद करता है।

(N/A) क्षार धातुओं के भौतिक गुण इस प्रकार हैं:
$(i)$ ये काफी नरम होती हैं और इन्हें आसानी से काटा जा सकता है। सोडियम धातु को चाकू से आसानी से काटा जा सकता है।
$(ii)$ ये हल्के रंग की होती हैं और दिखने में ज्यादातर चांदी जैसी सफेद होती हैं।
$(iii)$ बड़े परमाणु आकार के कारण इनका घनत्व कम होता है। समूह में $Li$ से $Cs$ की ओर जाने पर घनत्व बढ़ता है। इसमें $K$ एक अपवाद है,जिसका घनत्व $Na$ से कम होता है।
$(iv)$ क्षार धातुओं में मौजूद धात्विक बंधन काफी कमजोर होते हैं। इसलिए,इनके गलनांक और क्वथनांक कम होते हैं।
$(v)$ क्षार धातुएं और उनके लवण ज्वाला को एक विशिष्ट रंग प्रदान करते हैं। इसका कारण यह है कि ज्वाला की गर्मी सबसे बाहरी कक्षा में मौजूद इलेक्ट्रॉन को उच्च ऊर्जा स्तर पर उत्तेजित करती है। जब यह उत्तेजित इलेक्ट्रॉन वापस मूल अवस्था में आता है,तो यह दृश्य क्षेत्र में विकिरण के रूप में अतिरिक्त ऊर्जा उत्सर्जित करता है।
$(vi)$ ये प्रकाश-विद्युत प्रभाव (photoelectric effect) भी प्रदर्शित करती हैं। जब $Cs$ और $K$ जैसी धातुओं पर प्रकाश डाला जाता है,तो वे इलेक्ट्रॉन खो देती हैं।
$(b)$ क्षार धातुओं के रासायनिक गुण: क्षार धातुएं अपनी कम आयनीकरण एन्थैल्पी के कारण अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होती हैं। जैसे-जैसे हम समूह में नीचे जाते हैं,प्रतिक्रियाशीलता बढ़ती है।
$(1)$ वे पानी के साथ प्रतिक्रिया करके संबंधित हाइड्रॉक्साइड और डाइहाइड्रोजन गैस बनाती हैं। सामान्य प्रतिक्रिया: $2M + 2H_2O \rightarrow 2MOH + H_2$
$(2)$ वे डाइहाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके धातु हाइड्राइड बनाती हैं। सामान्य प्रतिक्रिया: $2M + H_2 \rightarrow 2M^+H^-$
$(3)$ $Li$ को छोड़कर लगभग सभी क्षार धातुएं हैलोजन के साथ सीधे प्रतिक्रिया करके आयनिक हैलाइड बनाती हैं। $2M + Cl_2 \rightarrow 2MCl$ $(M = Na, K, Rb, Cs)$। चूंकि $Li^+$ आयन आकार में बहुत छोटा होता है,यह हैलाइड आयन के चारों ओर के इलेक्ट्रॉन बादल को आसानी से विकृत कर सकता है,जिससे लिथियम हैलाइड सहसंयोजक प्रकृति के होते हैं।
$(4)$ वे प्रबल अपचायक (reducing agents) होती हैं। समूह में नीचे जाने पर अपचायक क्षमता आमतौर पर बढ़ती है। हालांकि,$Li$ एक अपवाद है क्योंकि अपनी उच्च जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) के कारण यह सबसे प्रबल अपचायक है।

(N/A) रासायनिक अपचयन की प्रक्रिया में,धातु ऑक्साइडों को एक अधिक शक्तिशाली अपचायक का उपयोग करके अपचयित किया जाता है।
क्षार धातुएं और क्षारीय मृदा धातुएं स्वयं सबसे शक्तिशाली अपचायकों में से हैं।
चूंकि इन धातुओं से अधिक शक्तिशाली कोई अपचायक उपलब्ध नहीं है,इसलिए उनके ऑक्साइडों को रासायनिक अपचयन द्वारा धातुओं में अपचयित नहीं किया जा सकता है।
अतः,इन धातुओं को आमतौर पर उनके गलित लवणों के विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

(N/A) तीनों तत्व,लिथियम $(Li)$,पोटेशियम $(K)$ और सीज़ियम $(Cs)$,क्षार धातुएं हैं।
हालाँकि,फोटोइलेक्ट्रिक सेल में $K$ और $Cs$ का उपयोग किया जाता है,जबकि $Li$ का नहीं।
इसका कारण यह है कि $K$ और $Cs$ की तुलना में $Li$ का आकार छोटा होता है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी आयनन एन्थैल्पी अधिक होती है,जिससे इलेक्ट्रॉन को निकालना कठिन हो जाता है।
दूसरी ओर,$K$ और $Cs$ की आयनन एन्थैल्पी कम होती है,जिससे वे प्रकाश के संपर्क में आने पर आसानी से इलेक्ट्रॉन खो देते हैं।
$K$ और $Cs$ के इसी गुण का उपयोग फोटोइलेक्ट्रिक सेल में किया जाता है।

(A) लिथियम $(Li)$ और बेरिलियम $(Be)$,जो क्रमशः समूह-$1$ और समूह-$2$ के पहले तत्व हैं,अपने समूह के अन्य सदस्यों से भिन्न गुण प्रदर्शित करते हैं। यह उनके छोटे आकार,उच्च विद्युत ऋणात्मकता और उच्च ध्रुवीकरण शक्ति के कारण है। लिथियम मैग्नीशियम $(Mg)$ के साथ और बेरिलियम एल्युमिनियम $(Al)$ के साथ विकर्ण संबंध समानताएं दिखाता है।

(A) समूह-$1$ के तत्वों में,$Li^+$ आयन की जलयोजन एन्थैल्पी सबसे अधिक होती है।
इसका कारण यह है कि जलयोजन एन्थैल्पी आयन के आकार पर निर्भर करती है।
छोटे आयनों में उच्च आवेश घनत्व (charge density) होता है,जो उन्हें पानी के अणुओं को अधिक मजबूती से आकर्षित करने की अनुमति देता है।
चूंकि $Li^+$ समूह-$1$ में सबसे छोटा आयन है,इसलिए इसका आवेश घनत्व सबसे अधिक होता है और इस प्रकार इसकी जलयोजन एन्थैल्पी सबसे अधिक होती है।

(N/A) क्षार धातुएं और उनके लवण ऑक्सीकरण ज्वाला को विशिष्ट रंग प्रदान करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि ज्वाला की गर्मी सबसे बाहरी कक्षक के इलेक्ट्रॉन को उच्च ऊर्जा स्तर में उत्तेजित करती है। जब उत्तेजित इलेक्ट्रॉन वापस मूल अवस्था (ground state) में आता है,तो दृश्य क्षेत्र में विकिरण का उत्सर्जन होता है।

(C) क्षार धातुओं की सांद्रता को फ्लेम फोटोमेट्री या एटॉमिक एब्जॉर्प्शन स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसी वाद्य विधियों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।
ये विधियाँ ज्वाला में धातु आयनों द्वारा प्रकाश के विशिष्ट उत्सर्जन या अवशोषण पर निर्भर करती हैं।

(B) सीज़ियम $(Cs)$ और पोटेशियम $(K)$ फोटोइलेक्ट्रिक सेल में इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोगी हैं क्योंकि उनकी आयनीकरण एन्थैल्पी कम होती है,जिससे वे प्रकाश के संपर्क में आने पर इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित कर सकते हैं।

(N/A) क्षार धातुओं की डाइऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया धातु की प्रकृति पर निर्भर करती है:
$1$. लिथियम मुख्य रूप से ऑक्साइड बनाता है: $4 Li + O_{2} \rightarrow 2 Li_{2}O$
$2$. सोडियम मुख्य रूप से पेरोक्साइड बनाता है: $2 Na + O_{2} \rightarrow Na_{2}O_{2}$
$3$. पोटेशियम,रूबिडियम और सीज़ियम सुपरऑक्साइड बनाते हैं: $M + O_{2} \rightarrow MO_{2}$ (जहाँ $M = K, Rb, Cs$)

(N/A) द्रव अमोनिया में क्षार धातु $(M)$ के घुलने की सामान्य रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$M + (x+y) NH_{3} \longrightarrow [M(NH_{3})_{x}]^{+} + [e(NH_{3})_{y}]^{-}$
यहाँ,क्षार धातु द्रव अमोनिया में घुलकर गहरे नीले रंग का विलयन बनाती है,जो अमोनियेटेड धनायनों और अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण विद्युत का सुचालक होता है।

(A) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$(a)$. सुपर ऑक्साइड: $CsO_2$ ($O_2^-$ आयन युक्त).
$(b)$. पेरोक्साइड: $Na_2O_2$ ($O_2^{2-}$ आयन युक्त).
$(c)$. डाइऑक्साइड: $CO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड).
$(d)$. सब ऑक्साइड: $C_3O_2$ (कार्बन सबऑक्साइड).
अतः,सही क्रम $(a-s), (b-p), (c-q), (d-r)$ है.

(B) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$(a)$ बोरेक्स $Na_2B_4O_7.10H_2O$ $(s)$ है।
$(b)$ कार्नालाइट $KCl.MgCl_2.6H_2O$ $(r)$ है।
$(c)$ रॉक साल्ट $NaCl$ $(p)$ है।
$(d)$ सिल्वाइन $KCl$ $(q)$ है।
अतः,सही क्रम $(a-s), (b-r), (c-p), (d-q)$ है।

(A) रासायनिक संरचनाएँ इस प्रकार हैं:
$(a).$ स्पोड्यूमीन एक लिथियम एल्युमिनियम सिलिकेट,$LiAl(SiO_3)_2$ है,जिसमें $Li$ होता है।
$(b).$ बोरेक्स $Na_2B_4O_7 \cdot 10H_2O$ है,जिसमें $Na$ होता है।
$(c).$ सिल्वाइन पोटेशियम क्लोराइड,$KCl$ है,जिसमें $K$ होता है।
$(d).$ चिली साल्टपीटर सोडियम नाइट्रेट,$NaNO_3$ है,जिसमें $Na$ होता है।
अतः,सही मिलान $(a-r), (b-q), (c-p), (d-q)$ है।

(A) $1-c, 2-a, 3-b$.
$1$. सोडा ऐश $(Na_2CO_3)$ का उपयोग कागज और कपड़ा उद्योगों में किया जाता है।
$2$. कैल्शियम ऑक्साइड $(CaO)$ का उपयोग चीनी के शुद्धिकरण में किया जाता है।
$3$. बेकिंग सोडा $(NaHCO_3)$ का उपयोग एंटासिड के रूप में किया जाता है।

(A) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$1$. चूना पत्थर $CaCO_3$ $(c)$ है।
$2$. बिना बुझा चूना $CaO$ $(a)$ है।
$3$. धोने का सोडा $Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$ $(d)$ है।
$4$. खाने का सोडा $NaHCO_3$ $(b)$ है।
अतः,सही क्रम $1-c, 2-a, 3-d, 4-b$ है।

(A) क्षार धातुओं के लिए ज्वाला का रंग इस प्रकार है:
$1$. $Li$ (लिथियम) क्रिमसन लाल ज्वाला देता है।
$2$. $K$ (पोटेशियम) बैंगनी ज्वाला देता है।
$3$. $Cs$ (सीज़ियम) नीला ज्वाला देता है।
अतः,सही मिलान $1-a, 2-b, 3-c$ है।

(C) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$1$. लिथियम लेपिडोलाइट $(c)$ में पाया जाता है।
$2$. बेरियम विथेराइट $(a)$ में पाया जाता है।
$3$. मैग्नीशियम कार्नालाइट $(d)$ में पाया जाता है।
$4$. स्ट्रोंटियम सेलेस्टाइन $(b)$ में पाया जाता है।
अतः,सही क्रम $1-c, 2-a, 3-d, 4-b$ है।