Alkaline earth metals Questions in Gujarati

(C) કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ,$Ca(OH)_2$,કળી ચૂના,$CaO$ માં પાણી ઉમેરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે.
તે સફેદ આકારહીન પાવડર છે જે પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય છે.
$Ca(OH)_2$ ના સ્પષ્ટ જલીય દ્રાવણને ચૂનાનું પાણી કહેવામાં આવે છે.
પાણીમાં ફોડેલા ચૂનાના નિલંબનને મિલ્ક ઓફ લાઈમ કહેવામાં આવે છે.

(C) બેરિલિયમ ક્ષારોનું જળવિભાજન થાય છે.
તેથી,વિધાન કે તેના ક્ષારો ભાગ્યે જ જળવિભાજન પામે છે તે ખોટું છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$BeCl_2$ નું જળવિભાજન નીચે મુજબ થાય છે:
$BeCl_2 + 2 H_2O \longrightarrow Be(OH)_2 + 2 HCl$

(A) $Ca^{2+}$ આયનો હૃદયના નિયમિત ધબકારા જાળવવા માટે આવશ્યક છે કારણ કે તે કાર્ડિયાક સ્નાયુ કોષોમાં ઉત્તેજના-સંકોચન જોડાણ પ્રક્રિયામાં સામેલ છે. તેથી,તે મહત્વના નથી તેવું વિધાન ખોટું છે. $Mg^{2+}$ આયનો વનસ્પતિમાં ક્લોરોફિલ અણુ માટે કેન્દ્રસ્થ છે. $Mg^{2+}$ આયનો ઉર્જા સ્થાનાંતરણને સરળ બનાવવા માટે $ATP$ સાથે સંકુલ પણ બનાવે છે. $Ca^{2+}$ આયનો રક્ત ગંઠાઈ જવાની પ્રક્રિયામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે.

(B) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના કાર્બોનેટની ઉષ્મીય સ્થિરતા સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે,જ્યારે આલ્કલી ધાતુના કાર્બોનેટ સામાન્ય રીતે આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના કાર્બોનેટ કરતા વધુ સ્થિર હોય છે.
ઉષ્મીય સ્થિરતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $K_2CO_3 > Na_2CO_3 > CaCO_3 > MgCO_3$.
$MgCO_3$ ની ઉષ્મીય સ્થિરતા સૌથી ઓછી હોવાથી,તે ગરમ કરવા પર સૌથી સરળતાથી $CO_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
પ્રક્રિયા: $MgCO_3 \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} MgO + CO_2$.

(C) આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ સલ્ફેટની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે. આ ક્રમ $Mg > Ca > Sr > Ba$ છે.
લેટીસ ઉર્જાનું મૂલ્ય લગભગ અચળ રહે છે કારણ કે સલ્ફેટ આયનનું કદ કેટાયનની સરખામણીમાં ખૂબ મોટું હોય છે.
જોકે,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં કેટાયનનું કદ વધવાથી હાઇડ્રેશન ઉર્જા $Be^{2+}$ થી $Ba^{2+}$ સુધી નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે.
હાઇડ્રેશન ઉર્જા લેટીસ ઉર્જા કરતા વધુ ઝડપથી ઘટતી હોવાથી,એકંદરે દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.

(A) . પ્લાસ્ટર ઓફ પેરિસ એટલે $CaSO_4 \cdot \frac{1}{2} H_2O$ $(i)$.
$B$. એપ્સોમાઈટ એટલે $MgSO_4 \cdot 7H_2O$ $(ii)$.
$C$. કીસેરાઈટ એટલે $MgSO_4 \cdot H_2O$ $(iii)$.
$D$. જીપ્સમ એટલે $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ $(iv)$.
તેથી,સાચી જોડ $A-i, B-ii, C-iii, D-iv$ છે.

(B) આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ સલ્ફેટની દ્રાવ્યતા જલીયકરણ એન્થાલ્પી અને લેટીસ એન્થાલ્પી વચ્ચેના સંતુલન પર આધાર રાખે છે.
જેમ કેશનનું કદ વધે છે તેમ જલીયકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે,જ્યારે સલ્ફેટ આયનના મોટા કદને કારણે આ સલ્ફેટ્સ માટે લેટીસ એન્થાલ્પી લગભગ અચળ રહે છે.
આયનીય કદનો ક્રમ $Be^{2+} < Mg^{2+} < Ca^{2+} < Sr^{2+} < Ba^{2+}$ છે.
$Be^{2+}$ સૌથી નાનો આયન હોવાથી,તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે.
$BeSO_4$ એ વિકલ્પોમાં એકમાત્ર સલ્ફેટ છે જ્યાં જલીયકરણ એન્થાલ્પી લેટીસ એન્થાલ્પીને દૂર કરવા માટે પૂરતી વધારે છે,જે તેને પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય બનાવે છે.

(A) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓમાં સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,હાઇડ્રોક્સાઇડ માટે લેટીસ ઉર્જાની સરખામણીમાં જલીયકરણ ઉર્જા (hydration energy) વધુ ઝડપથી ઘટે છે,જેના પરિણામે પાણીમાં તેમના હાઇડ્રોક્સાઇડની દ્રાવ્યતા વધે છે.
તેનાથી વિપરીત,સલ્ફેટની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.
પરમાણુ કદમાં વધારાને કારણે આયનીકરણ ઉર્જા અને વિદ્યુતઋણતા પણ સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.

(B) પેરોક્સાઇડમાં $O$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ હોય છે અને તેમાં પેરોક્સાઇડ બંધ $(-O-O-)$ હોય છે. તેઓ મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $H_2O_2$ આપે છે.
$KO_2$ માટે: ધારો કે $O$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે. તો $1 + 2x = 0$,તેથી $x = -\frac{1}{2}$. આ સુપરઓક્સાઇડ છે.
$BaO_2$ માટે: ધારો કે $O$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે. તો $2 + 2x = 0$,તેથી $x = -1$. આ પેરોક્સાઇડ છે.
$MnO_2$ અને $NO_2$ માટે: આ ડાયોક્સાઇડ છે જેમાં $O$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-2$ છે. તેથી,તેઓ પેરોક્સાઇડ નથી.
આમ,$BaO_2$ સાચો જવાબ છે.

(A) પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$A \xrightarrow{\Delta} \text{રંગહીન વાયુ} (CO_2) + \text{અવશેષ} (CaO)$
$\text{અવશેષ} (CaO) + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 (B)$
$Ca(OH)_2 + \text{વધારાનો } CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2 (C)$
$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{\Delta} CaCO_3 (A) + H_2O + CO_2$
આમ,સંયોજન $A$ એ $CaCO_3$ છે.

(D) આપેલા આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના ક્લોરાઇડના સમાન મોલર દ્રાવણો પાણીમાં જળવિભાજન પામીને તેમના સંબંધિત હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.
આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડની બેઝિક પ્રબળતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે,કારણ કે ધાતુનો ગુણધર્મ વધે છે અને આયનીકરણ ઉર્જા ઘટે છે.
બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ $Mg(OH)_2 < Ca(OH)_2 < Sr(OH)_2 < Ba(OH)_2$ છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં $Ba(OH)_2$ સૌથી પ્રબળ બેઝ હોવાથી,તેના દ્રાવણમાં $OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા સૌથી વધુ હશે,પરિણામે તેનો $pH$ સૌથી વધુ હશે.

(A) સમૂહ $II$ માં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં સલ્ફેટની જલીયકરણ ઉર્જા ઘટે છે.
$Mg^{2+}$ એ સમૂહ $II$ ના અન્ય આયનો કરતા કદમાં નાનો છે,તેથી $Mg^{2+}$ સરળતાથી જલીયકરણ પામે છે.
$MgSO_4$ ની જલીયકરણ ઉર્જા તેની લેટીસ ઉર્જા કરતા વધારે હોય છે.

(D) આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ સલ્ફેટની દ્રાવ્યતા લેટીસ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પી વચ્ચેના સંતુલન પર આધાર રાખે છે.
કોઈ સંયોજન વધુ દ્રાવ્ય હોય તે માટે તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી તેની લેટીસ એન્થાલ્પી કરતા વધારે હોવી જોઈએ.
જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ ધાતુના આયનનું કદ વધે છે,જેના કારણે જલીયકરણ એન્થાલ્પી લેટીસ એન્થાલ્પી કરતા ઘણી વધારે ઘટે છે.
$Be^{2+}$ એ આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓમાં સૌથી નાનો આયન છે,જેના પરિણામે તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ ઊંચી હોય છે જે તેની લેટીસ એન્થાલ્પી કરતા વધારે હોય છે.
તેથી,$BeSO_4$ પાણીમાં ખૂબ દ્રાવ્ય છે,જ્યારે $BeSO_4$ થી $BaSO_4$ તરફ જતાં દ્રાવ્યતા ઘટે છે.

(D) પ્લાસ્ટર ઓફ પેરિસ $(CaSO_4 \cdot \frac{1}{2}H_2O)$ નું સેટિંગ પાણી સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા જીપ્સમ $(CaSO_4 \cdot 2H_2O)$ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયાને હાઇડ્રેશન કહેવામાં આવે છે,જેમાં હેમિહાઇડ્રેટ ડાયહાઇડ્રેટ સ્ફટિક બંધારણમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(D) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના કાર્બોનેટની ઉષ્મીય સ્થિરતા ધાતુના આયનનું કદ વધવાની સાથે વધે છે.
આનું કારણ એ છે કે મોટો આયન કાર્બોનેટ આયનનું ધ્રુવીભવન ઓછું અસરકારક રીતે કરે છે,જેનાથી $C-O$ બંધ મજબૂત બને છે અને સંયોજન વધુ સ્થિર બને છે.
આયનોની ત્રિજ્યાનો ક્રમ: $Mg^{2+} < Ca^{2+} < Sr^{2+} < Ba^{2+}$ છે.
તેથી,ઉષ્મીય સ્થિરતાનો ક્રમ: $MgCO_3 < CaCO_3 < SrCO_3 < BaCO_3$ છે.
આમ,ઉષ્મીય સ્થિરતાનો ઘટતો ક્રમ $BaCO_3 > SrCO_3 > CaCO_3 > MgCO_3$ છે.

(A) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓના સલ્ફેટની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.
આનું કારણ એ છે કે જેમ ધાતુના આયનનું કદ વધે છે,તેમ લેટીસ એન્થાલ્પી કરતા હાઇડ્રેશન એન્થાલ્પી વધુ ઝડપથી ઘટે છે.
તેથી,દ્રાવ્યતાનો ક્રમ $BeSO_4 > MgSO_4 > CaSO_4 > SrSO_4 > BaSO_4$ છે.

(B) જીપ્સમ,$CaSO_4 \cdot 2H_2O$ ને આશરે $120\ ^\circ C$ તાપમાને ગરમ કરતા પ્લાસ્ટર ઓફ પેરિસ નામનું સંયોજન બને છે.
પ્લાસ્ટર ઓફ પેરિસનું રાસાયણિક બંધારણ $2CaSO_4 \cdot H_2O$ અથવા $CaSO_4 \cdot \frac{1}{2} H_2O$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2(CaSO_4 \cdot 2H_2O) \xrightarrow{120\ ^\circ C} 2CaSO_4 \cdot H_2O + 3H_2O$

(D) $1$. $Mg$ ક્લોરોફિલ અણુમાં કેન્દ્રીય ધાતુ આયન છે,જે સાચું છે.
$2$. આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ (સમૂહ $2$) ઓક્સિજન સાથે ઓક્સાઇડ $(MO)$ અને પેરોક્સાઇડ $(MO_2)$ બનાવે છે,પરંતુ તે આલ્કલી ધાતુઓની જેમ સુપરઓક્સાઇડ $(MO_2)$ બનાવતી નથી,જે સાચું છે.
$3$. $NaHCO_3$ (સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ) સામાન્ય રીતે બેકિંગ સોડા તરીકે ઓળખાય છે,જે સાચું છે.
$4$. પાણીની કાયમી કઠિનતા કેલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમના ક્લોરાઇડ અને સલ્ફેટના કારણે હોય છે. ઉકાળવાથી માત્ર કામચલાઉ કઠિનતા (બાયકાર્બોનેટને કારણે) દૂર થાય છે. તેથી,આ વિધાન $\text{Incorrect}$ (ખોટું) છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા ઊંચા તાપમાને કાર્બન સાથે બેરિયમ સલ્ફેટનું રિડક્શન છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$BaSO_4 + 4C \rightarrow BaS + 4CO$
અહીં,$BaSO_4$ નું કાર્બન દ્વારા $BaS$ (બેરિયમ સલ્ફાઈડ) માં રિડક્શન થાય છે,જે રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,નીપજ $A$ એ $BaS$ છે.

(D) બેરિલિયમ $(Be)$ એ સમૂહ $2$ નું પ્રથમ તત્વ છે. તેના નાના કદ અને ઉચ્ચ આયનીકરણ ઉર્જાને કારણે,તે એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ સાથે વિકર્ણી સંબંધ દર્શાવે છે.
$BeO$ (બેરિલિયમ ઓક્સાઈડ) અને $Be(OH)_2$ (બેરિલિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ) સ્વભાવે ઉભયગુણી છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$BeO + 2HCl \rightarrow BeCl_2 + H_2O$ અને $BeO + 2NaOH \rightarrow Na_2BeO_2 + H_2O$.
તે જ રીતે,$Be(OH)_2$ પણ એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
તેથી,$(A)$ અને $(C)$ બંને સાચા છે.

(C) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ $(M)$ એ $Ba$ (બેરિયમ) છે.
$1$. ક્લોરિન સાથેનો ક્ષાર બેરિયમ ક્લોરાઇડ $(BaCl_2)$ છે,જે ગરમ પાણીની સરખામણીમાં ઠંડા પાણીમાં ઓછો દ્રાવ્ય હોય છે.
$2$. અદ્રાવ્ય સલ્ફેટ બેરિયમ સલ્ફેટ $(BaSO_4)$ છે.
$3$. 'લિથોપોન' એ બેરિયમ સલ્ફેટ $(BaSO_4)$ અને ઝિંક સલ્ફાઇડ $(ZnS)$ નું મિશ્રણ છે. તે પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે: $BaS + ZnSO_4 \rightarrow BaSO_4 + ZnS$.

(D) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ માટે,જેમ આપણે સમૂહમાં $Be$ થી $Ba$ તરફ નીચે જઈએ છીએ,તેમ લેટીસ એન્થાલ્પી હાઇડ્રેશન એન્થાલ્પી કરતા ઘણી ઝડપથી ઘટે છે.
પરિણામે,આ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે.
તેથી,$Be(OH)_2$ સૌથી ઓછું દ્રાવ્ય છે અને તે સૌથી ઓછો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ધરાવે છે.

(A) મિલ્ક ઓફ મેગ્નેશિયા એ પાણીમાં મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ,$Mg(OH)_2$ નું નિલંબન છે.
તે નીચેની પ્રક્રિયા દ્વારા વધારાના જઠરના એસિડ $(HCl)$ ને તટસ્થ કરીને એન્ટાસિડ તરીકે કાર્ય કરે છે: $Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$.
તેથી,મિલ્ક ઓફ મેગ્નેશિયાનું રાસાયણિક બંધારણ $Mg(OH)_2$ છે.

(A) સંકીર્ણ બનાવવાની વૃત્તિ ધાતુ આયનની વીજભાર ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓનું પરમાણુ કદ વધે છે.
આનાથી વીજભાર-કદનો ગુણોત્તર (આયનીય પોટેન્શિયલ) ઘટે છે,જે લિગાન્ડ્સ પ્રત્યેના સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણને ઘટાડે છે.
તેથી,સંકીર્ણ બનાવવાની વૃત્તિ સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.

(A) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઊંચી હોય છે.
જ્યારે બુનસેન જ્યોતમાં ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $Be$ અને $Mg$ ના કિસ્સામાં ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઊર્જા સ્તરોમાં ઉત્તેજિત કરવા માટે જ્યોતની ઊર્જા પૂરતી હોતી નથી.
તેથી,$Be$ અને $Mg$ જ્યોતને કોઈ લાક્ષણિક રંગ આપતા નથી.
$Ca$,$Sr$ અને $Ba$ જેવી અન્ય આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ ઇલેક્ટ્રોનના ઉત્તેજનાને કારણે જ્યોતને લાક્ષણિક રંગ આપે છે.

(A) જ્યારે $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ (જીપ્સમ) ને $120^\circ C$ $(393 \ K)$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $1.5$ અણુ પાણી ગુમાવીને પ્લાસ્ટર ઓફ પેરિસ $(CaSO_4 \cdot \frac{1}{2}H_2O)$ બનાવે છે.
આમ,$X = CaSO_4 \cdot \frac{1}{2}H_2O$ (પ્લાસ્ટર ઓફ પેરિસ).
જ્યારે $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ ને $205^\circ C$ $(478 \ K)$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે તેના સ્ફટિકીકરણનું તમામ પાણી ગુમાવીને નિર્જળ કેલ્શિયમ સલ્ફેટ $(CaSO_4)$ બનાવે છે,જેને ડેડ બર્ન્ટ પ્લાસ્ટર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આમ,$Y = CaSO_4$ (ડેડ બર્ન્ટ પ્લાસ્ટર).
તેથી,$X$ એ પ્લાસ્ટર ઓફ પેરિસ છે અને $Y$ એ ડેડ બર્ન્ટ પ્લાસ્ટર છે.

(B) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ $Be$ (બેરિલિયમ) સમૂહ $2$ ના અન્ય તત્વોની તુલનામાં અસામાન્ય ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
$1$. નાના $Be^{2+}$ આયનની ઊંચી જલીયકરણ એન્થાલ્પીને કારણે $BeSO_4$ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે.
$2$. $Be(OH)_2$ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે અને તે પ્રકૃતિમાં ઉભયગુણી છે,જેનો અર્થ છે કે તે એસિડ અને બેઝ બંને સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે (દા.ત.,$Be(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Be(OH)_4]$).
$3$. $BeO$ એ ખૂબ જ ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવતું સખત,સહસંયોજક ઘન છે અને તે ઉભયગુણી છે.
તેથી,ધાતુ $M$ એ $Be$ છે.

(B) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓના ઓક્સાઇડની બેઝિક પ્રબળતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે,કારણ કે ધાતુનો ગુણધર્મ વધે છે અને આયનીકરણ ઉર્જા ઘટે છે.
જેમ આપણે $Be$ થી $Ba$ તરફ સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ ધાતુના પરમાણુનું કદ વધે છે,જે $M-O$ બંધને વધુ આયનીય બનાવે છે.
તેથી,ઓક્સાઇડનો બેઝિક ગુણધર્મ આ ક્રમ અનુસરે છે: $BeO < MgO < CaO < SrO < BaO$.
આમ,સાચો ક્રમ $SrO > CaO > MgO > BeO$ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા બેરિલિયમ ક્લોરાઇડની ઔદ્યોગિક બનાવટ છે:
$BeO + C + Cl_2 \xrightarrow{1000 \ K} BeCl_2 + CO$
બેરિલિયમ ક્લોરાઇડ $(BeCl_2)$ પાણી સાથે નીચે મુજબ પ્રક્રિયા કરે છે:
$BeCl_2 + 2H_2O \rightarrow Be(OH)_2 + 2HCl$
$BeCl_2$ ઘન અવસ્થામાં પોલિમરિક સાંકળ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તે ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતો અણુ (લુઈસ એસિડ) છે. આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓમાં,માત્ર $Be$ ના સંયોજનો જ $Be^{2+}$ આયનના નાના કદ અને ઉચ્ચ ધ્રુવીભવન શક્તિને કારણે આવી પોલિમરિક રચનાઓ દર્શાવે છે.

(A) આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ કાર્બોનેટ્સની ઉષ્મીય સ્થિરતા સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં વધે છે.
આનું કારણ એ છે કે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ધાતુનો વિદ્યુત-ધન ગુણધર્મ વધે છે,જેનાથી ધાતુના કેટાયન અને કાર્બોનેટ એનાયન વચ્ચેનો આયનીય બંધ વધુ મજબૂત બને છે.
તેથી,ઉષ્મીય સ્થિરતાનો ક્રમ $MgCO_3 < CaCO_3 < SrCO_3 < BaCO_3$ છે,જે $BaCO_3 > SrCO_3 > CaCO_3 > MgCO_3$ ને સમાન છે.

(C) સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.
સમજૂતી:
$Ca$ અને $CaH_2$ બંને પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(Ca(OH)_2)$ અને હાઈડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ આપે છે.
$Ca$ માટેની પ્રક્રિયા:
$Ca + 2 H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2$
$CaH_2$ માટેની પ્રક્રિયા:
$CaH_2 + 2 H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2 H_2$
નોંધ: જોકે ઉત્પન્ન થતા $H_2$ નું પ્રમાણ અલગ હોઈ શકે છે,પરંતુ ઉત્પન્ન થતી રાસાયણિક નીપજો ($Ca(OH)_2$ અને $H_2$) સમાન છે.

(A) $Mg$ સંકીર્ણ બનાવી શકતું નથી તે વિધાન ખોટું છે કારણ કે $Mg$ સંકીર્ણ બનાવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે,ક્લોરોફિલમાં $Mg^{2+}$ આયન હોય છે જે પોર્ફિરિન રિંગ સાથે જોડાયેલ હોય છે,અને $Mg$ એ $EDTA^{4-}$ સાથે પણ સંકીર્ણ બનાવે છે.

(B) આવર્ત કોષ્ટકમાં એક જ સમૂહમાં રહેલા તત્વો સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે કારણ કે તેમની સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના સમાન હોય છે.
$Mg$,$Sr$,અને $Ba$ ત્રણેય સમૂહ $2$ (આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ) ના તત્વો છે.
તેથી,તેઓ સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે.

(D) બેરિયમ $(Ba)$ એ આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ છે.
$1$. તે ચાંદી જેવી સફેદ ધાતુ છે.
$2$. તે $Ba(NO_3)_2$ બનાવે છે,જે જ્વાળાને લાક્ષણિક સફરજન જેવો લીલો રંગ આપે છે,જેનો ઉપયોગ ફટાકડામાં થાય છે.
$3$. સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ ઉર્જા ઘટે છે. $Ba$ એ સમૂહ-$2$ માં $Ra$ ની ઉપર હોવાથી,$Ba$ ની આયનીકરણ ઉર્જા $Ra$ કરતા વધારે હોય છે. તેથી,તેની આયનીકરણ ઉર્જા રેડિયમ કરતા ઓછી છે તે વિધાન ખોટું છે.
$4$. સીઝિયમ જેવા વધુ સક્રિય તત્વોની તુલનામાં બેરિયમ દ્રશ્ય પ્રકાશ હેઠળ નોંધપાત્ર ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર દર્શાવતું નથી.

(C) $Be$ (બેરિલિયમ) અને $Al$ (એલ્યુમિનિયમ) વિકર્ણી સંબંધ દર્શાવે છે. બંને ઉભયગુણી ઓક્સાઇડ,પોલિમરિક હાઇડ્રાઇડ અને સહસંયોજક હેલાઇડ બનાવે છે. જોકે,તેઓ તેમની મહત્તમ સહસંયોજકતામાં અલગ પડે છે. $Be$ ની મહત્તમ સહસંયોજકતા $4$ છે (માત્ર $2s$ અને $2p$ કક્ષકોની હાજરીને કારણે),જ્યારે $Al$ ની મહત્તમ સહસંયોજકતા $6$ છે ($3d$ કક્ષકોની ઉપલબ્ધતાને કારણે).

(D) સમૂહ $2$ માં,આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના સલ્ફેટની દ્રાવ્યતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે,કારણ કે લેટીસ ઉર્જાના ઘટાડા કરતા હાઇડ્રેશન ઉર્જાનો ઘટાડો વધુ નોંધપાત્ર હોય છે.
દ્રાવ્યતાનો ક્રમ: $BeSO_4 > MgSO_4 > CaSO_4 > SrSO_4 > BaSO_4$ છે.
તેથી,$SrSO_4$ ની દ્રાવ્યતા $BaSO_4$ કરતા વધારે છે.

(B) પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટમાં $C_3A$ (ટ્રાયકેલ્શિયમ એલ્યુમિનેટ) હોય છે,જે પાણી સાથે ખૂબ જ ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે,જેના કારણે સિમેન્ટ તરત જ સેટ થઈ જાય છે.
આ ફ્લેશ સેટિંગને રોકવા અને કોંક્રિટને મિશ્રિત કરવા અને ગોઠવવા માટે પૂરતો સમય મળે તે માટે,થોડી માત્રામાં જીપ્સમ $(CaSO_4 \cdot 2H_2O)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
જીપ્સમ એક રિટાર્ડર તરીકે કામ કરે છે,જે $C_3A$ ના હાઇડ્રેશનને ધીમું કરે છે,જેનાથી સિમેન્ટની સેટિંગ પ્રક્રિયામાં વિલંબ થાય છે.

(C) સંયોજન $(A)$ એ $MgSO_{4} \cdot 7H_{2}O$ (એપ્સમ સોલ્ટ) છે,જે રેચક તરીકે વપરાય છે.
જ્યારે એમોનિયમ ફોસ્ફેટ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે મેગ્નેશિયમ ફોસ્ફેટના સફેદ અવક્ષેપ બનાવે છે: $MgSO_{4} + (NH_{4})_{3}PO_{4} \rightarrow Mg_{3}(PO_{4})_{2} \downarrow + 3(NH_{4})_{2}SO_{4}$.
કોબાલ્ટ નાઈટ્રેટ કસોટીમાં,મેગ્નેશિયમ ક્ષાર ગરમ કરવા પર ગુલાબી રંગનો અવશેષ $(MgO \cdot CoO)$ આપે છે.

(D) પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટ એ કેલ્શિયમ સિલિકેટ્સ અને એલ્યુમિનેટ્સનું જટિલ મિશ્રણ છે.
તેના મુખ્ય ઘટકો ડાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ $(Ca_2SiO_4)$,ટ્રાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ $(Ca_3SiO_5)$,અને ટ્રાયકેલ્શિયમ એલ્યુમિનેટ $(Ca_3Al_2O_6)$ છે.
તેથી,સૂચિબદ્ધ ત્રણેય સંયોજનો પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટમાં હાજર હોય છે.

(B) જ્યારે બેરિલિયમ ઓક્સાઇડ $(X)$,કાર્બન અને ક્લોરિનના મિશ્રણને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે બેરિલિયમ ડાયક્લોરાઇડ $(Y)$ અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ મળે છે:
$BeO + C + Cl_2 \to BeCl_2 + CO$
બેરિલિયમ ડાયક્લોરાઇડ $(Y)$ નું જળવિભાજન બેરિલિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Z)$ અને $HCl$ આપે છે:
$BeCl_2 + 2H_2O \to Be(OH)_2 + 2HCl$
બેરિલિયમ ડાયક્લોરાઇડ $(BeCl_2)$ એ ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતો અણુ છે અને તે ઘન અવસ્થામાં પોલિમરિક સાંકળ બંધારણમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(D) આયનીય સંયોજનોનું ગલનબિંદુ લેટિસ ઉર્જા અને બંધના આયનીય સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.
ફાજાનના નિયમ મુજબ,જેમ કેશનનું કદ વધે છે,તેમ ધ્રુવીભવન શક્તિ ઘટે છે,જેનાથી ધાતુ-ક્લોરાઈડ બંધમાં આયનીય સ્વભાવ વધે છે.
આપેલા આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના ક્લોરાઈડ્સ $(BeCl_2, MgCl_2, CaCl_2, BaCl_2)$ માં,$Ba^{2+}$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી મોટી છે.
તેથી,$BaCl_2$ સૌથી વધુ આયનીય સ્વભાવ ધરાવે છે અને તેમાં આકર્ષણના સ્થિર વિદ્યુત બળો સૌથી મજબૂત હોય છે,પરિણામે તેનું ગલનબિંદુ સૌથી વધુ હોય છે.

(C) $BeF_2$ મુખ્યત્વે સહસંયોજક સ્વભાવ ધરાવે છે,જેના કારણે તેનું ગલનબિંદુ $\left(800^{\circ} C\right)$ અન્ય આલ્કલાઇન અર્થ મેટલ ફ્લોરાઈડ્સની તુલનામાં ઘણું ઓછું હોય છે,જે આયનીય હોય છે અને $1200^{\circ} C$ થી વધુ તાપમાને પીગળે છે.
વધુમાં,$BeF_2$ એ સમૂહ $2$ ના તત્વોમાં પાણીમાં સૌથી વધુ દ્રાવ્ય ફ્લોરાઈડ છે કારણ કે નાના $Be^{2+}$ આયનની ઉચ્ચ જલીયકરણ ઉર્જા તેની લેટીસ ઉર્જા કરતા વધારે હોય છે.

(A) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયાશીલતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે.
$Be$ (બેરિલિયમ) એ સમૂહનું પ્રથમ તત્વ છે અને તેની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ખૂબ ઊંચી છે અને પરમાણુ કદ નાનું છે.
તેની ઊંચી જલીયકરણ ઉર્જા અને તેના સંયોજનોમાં રહેલા પ્રબળ સહસંયોજક ગુણધર્મને કારણે,$Be$ લાલ ગરમ સ્થિતિમાં પણ પાણી કે વરાળ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી.
તેની સામે,$Na$,$Ca$,અને $K$ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને પાણી સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપીને તેમના હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે અને $H_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.

(A) વિકલ્પ $A$ સાચો છે.
એક જ સમૂહના તત્વોની બાહ્યતમ કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના સમાન હોય છે.
વિકલ્પ $A$ $(Z = 4, 12, 38, 88)$ માટે:
$Z = 4$ એ $Be$ $([He] 2s^2)$ છે.
$Z = 12$ એ $Mg$ $([Ne] 3s^2)$ છે.
$Z = 38$ એ $Sr$ $([Kr] 5s^2)$ છે.
$Z = 88$ એ $Ra$ $([Rn] 7s^2)$ છે.
આ તમામ તત્વો સમૂહ $2$ (આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ) માં આવે છે કારણ કે તેમની બાહ્યતમ કક્ષાની રચના $ns^2$ છે.

(C) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના ફ્લોરાઈડની દ્રાવ્યતા લેટીસ ઉર્જા અને જલીયકરણ ઉર્જા (hydration energy) વચ્ચેના સંતુલન દ્વારા નક્કી થાય છે.
$BeF_2$ પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે કારણ કે નાના $Be^{2+}$ આયનની જલીયકરણ ઉર્જા ખૂબ ઊંચી હોય છે,જે તેની લેટીસ ઉર્જાને સરભર કરે છે.
જેમ જેમ કેશનનું કદ $Be^{2+}$ થી $Ba^{2+}$ તરફ વધે છે,તેમ જલીયકરણ ઉર્જા નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે,જેના પરિણામે દ્રાવ્યતામાં ઘટાડો થાય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $MgF_2 < CaF_2 < SrF_2 < BeF_2$ છે.

(C) $Be$ અને $Al$ બંને સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેમની સપાટી પર પાતળું,છિદ્રરહિત અને સ્થિર રક્ષણાત્મક ઓક્સાઈડ સ્તર બનાવે છે.
આ સ્તર ધાતુની એસિડ સાથેની વધુ પ્રક્રિયાને અટકાવે છે,જેનાથી ધાતુઓ નિષ્ક્રિય બને છે.

(C) બ્લીચિંગ પાવડરનું રાસાયણિક બંધારણ $CaCl_{2} \cdot Ca(OCl)_{2} \cdot Ca(OH)_{2} \cdot 2H_{2}O$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
જલીય દ્રાવણમાં,તે વિયોજન પામીને $Ca^{2+}$,$Cl^{-}$,અને $OCl^{-}$ આયનો આપે છે.

(D) મિથેનાઈડ્સ એવા કાર્બાઈડ છે જેમાં મિથેનાઈડ આયન,એટલે કે $C^{4-}$ આયન હોય છે.
જળવિભાજન પર,આ કાર્બાઈડ મિથેન $(CH_4)$ વાયુ આપે છે.
મિથેનાઈડ્સના ઉદાહરણોમાં $Be_2C$ અને $Al_4C_3$ નો સમાવેશ થાય છે.
$Be_2C + 4H_2O \rightarrow 2Be(OH)_2 + CH_4$
$Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4$

(B) સૌથી ઓછો દ્રાવ્યતા ગુણાકાર $(K_{sp})$ ધરાવતો હાઇડ્રોક્સાઇડ $Be(OH)_2$ છે,જેનો $K_{sp}$ મૂલ્ય $10^{-22}$ ની રેન્જમાં હોય છે.
આનું કારણ એ છે કે $Be^{2+}$ આયન અન્ય આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુના આયનો કરતા ઘણો નાનો છે,જેના પરિણામે લેટીસ ઉર્જા વધુ હોય છે અને $OH^{-}$ આયનો સાથે મજબૂત બંધ બને છે,જે ખૂબ ઓછી દ્રાવ્યતામાં પરિણમે છે.
જેમ આપણે સમૂહ $2A$ માં નીચે જઈએ છીએ,તેમ ધાતુના આયનોનું કદ વધે છે,જે લેટીસ ઉર્જા અને ધાતુ તથા $OH^{-}$ આયનો વચ્ચેના બંધને નબળો પાડે છે,જેના કારણે $K_{sp}$ ના મૂલ્યો વધે છે.

(D) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ ($IIA$ સમૂહ) ની ઘનતા સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે કારણ કે પરમાણ્વીય કદ કરતા પરમાણ્વીય દળ ઝડપથી વધે છે.
જોકે,$Mg$ તેની સ્ફટિક રચનાને કારણે અપવાદ છે.
તત્વોની ઘનતા નીચે મુજબ છે: $Be (1.85 \ g/cm^3)$,$Mg (1.55 \ g/cm^3)$,$Ca (1.55 \ g/cm^3)$,$Sr (2.63 \ g/cm^3)$,$Ba (3.59 \ g/cm^3)$.
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,$Mg < Be < Ca$ એ આ ત્રણ તત્વો વચ્ચેની સાપેક્ષ ઘનતાનું સૌથી સચોટ નિરૂપણ છે.