Alkaline earth metals Questions in Hindi

(N/A) क्षारीय मृदा धातुएं ऑक्सीजन में जलकर मोनोऑक्साइड,$MO$ बनाती हैं,जो $BeO$ को छोड़कर,रॉक-सॉल्ट संरचना रखती हैं।
$BeO$ प्रकृति में अनिवार्य रूप से सहसंयोजक है। इन ऑक्साइडों की निर्माण एन्थैल्पी काफी अधिक होती है और परिणामस्वरूप वे गर्मी के प्रति बहुत स्थिर होते हैं।
$BeO$ उभयधर्मी (amphoteric) है जबकि अन्य तत्वों के ऑक्साइड प्रकृति में आयनिक होते हैं।

(N/A) क्षारीय मृदा धातुओं के हाइड्रॉक्साइड उनके ऑक्साइड की जल के साथ अभिक्रिया द्वारा प्राप्त किए जाते हैं:
$MO + H_2O \rightarrow M(OH)_2$
इन हाइड्रॉक्साइड्स के गुण:
$1$. इन हाइड्रॉक्साइड्स की घुलनशीलता,तापीय स्थिरता और क्षारीय प्रकृति समूह में $Mg(OH)_2$ से $Ba(OH)_2$ की ओर बढ़ने पर बढ़ती है।
$2$. क्षारीय मृदा धातु हाइड्रॉक्साइड,क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड की तुलना में कम क्षारीय और कम स्थिर होते हैं।
$3$. $Be(OH)_2$ प्रकृति में उभयधर्मी (amphoteric) होता है,जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करता है:
- क्षार के साथ: $Be(OH)_2 + 2OH^{-} \rightarrow [Be(OH)_4]^{2-}$ (बेरिलैट आयन)
- अम्ल के साथ: $Be(OH)_2 + 2HCl + 2H_2O \rightarrow [Be(H_2O)_4]Cl_2$

(N/A) बेरिलियम हैलाइड्स को छोड़कर,क्षारीय मृदा धातुओं के अन्य सभी हैलाइड्स प्रकृति में आयनिक होते हैं। बेरिलियम हैलाइड्स अनिवार्य रूप से सहसंयोजक होते हैं और कार्बनिक विलायकों में घुलनशील होते हैं। ठोस अवस्था में बेरिलियम क्लोराइड की श्रृंखला संरचना नीचे दी गई है:
वाष्प अवस्था में $BeCl_{2}$ एक क्लोरो-ब्रिज्ड डाइमर बनाने की प्रवृत्ति रखता है जो $1200 \ K$ के उच्च तापमान पर रैखिक मोनोमर में विघटित हो जाता है।
हैलाइड हाइड्रेट्स बनाने की प्रवृत्ति समूह में नीचे जाने पर धीरे-धीरे कम हो जाती है (उदाहरण के लिए,$MgCl_{2} \cdot 8 H_{2} O$,$CaCl_{2} \cdot 6 H_{2} O$,$SrCl_{2} \cdot 6 H_{2} O$,$BaCl_{2} \cdot 2 H_{2} O$)।
$Ca$,$Sr$ और $Ba$ के जलयोजित क्लोराइड्स,ब्रोमाइड्स और आयोडाइड्स का निर्जलीकरण गर्म करने पर प्राप्त किया जा सकता है; हालाँकि,$Be$ और $Mg$ के संबंधित जलयोजित हैलाइड्स गर्म करने पर जल-अपघटन (hydrolysis) से गुजरते हैं। अपनी उच्च जालक ऊर्जा (lattice energy) के कारण फ्लोराइड्स क्लोराइड्स की तुलना में अपेक्षाकृत कम घुलनशील होते हैं।

(A) ऑक्सोएसिड के लवण: क्षारीय मृदा धातुएं विभिन्न ऑक्सोएसिड लवण बनाती हैं,जिनमें शामिल हैं: $(a)$ कार्बोनेट,$(b)$ सल्फेट,और $(c)$ नाइट्रेट।
$(a)$ कार्बोनेट: क्षारीय मृदा धातुओं के कार्बोनेट पानी में अघुलनशील होते हैं और इन्हें उनके घुलनशील लवणों के घोल में सोडियम या अमोनियम कार्बोनेट मिलाकर अवक्षेपित किया जा सकता है। जैसे-जैसे धातु आयन की परमाणु संख्या बढ़ती है,पानी में इन कार्बोनेटों की घुलनशीलता कम होती जाती है। सभी कार्बोनेट गर्म करने पर कार्बन डाइऑक्साइड और धातु ऑक्साइड देते हैं। $BeCO_{3}$ अस्थिर है और इसे $CO_{2}$ के वातावरण में रखा जाना चाहिए। धनायन का आकार बढ़ने के साथ तापीय स्थिरता बढ़ती है।
$(b)$ सल्फेट: क्षारीय मृदा धातुओं के सल्फेट सफेद ठोस होते हैं और गर्मी के प्रति स्थिर होते हैं। $BeSO_{4}$ और $MgSO_{4}$ पानी में आसानी से घुलनशील हैं,जबकि $CaSO_{4}$ से $BaSO_{4}$ तक घुलनशीलता कम हो जाती है। $Be^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों की उच्च जलयोजन एन्थैल्पी जालीदार एन्थैल्पी (lattice enthalpy) पर हावी हो जाती है,जिससे उनके सल्फेट घुलनशील हो जाते हैं।
$(c)$ नाइट्रेट: नाइट्रेट कार्बोनेट को तनु नाइट्रिक एसिड में घोलकर बनाए जाते हैं। $Mg(NO_{3})_{2}$ पानी के छह अणुओं के साथ क्रिस्टलीकृत होता है,जबकि $Ba(NO_{3})_{2}$ निर्जल लवण के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है। यह दर्शाता है कि जैसे-जैसे धनायन का आकार बढ़ता है और जलयोजन एन्थैल्पी घटती है,हाइड्रेट बनाने की प्रवृत्ति कम हो जाती है। सभी नाइट्रेट गर्म करने पर संबंधित ऑक्साइड में विघटित हो जाते हैं: $2 M(NO_{3})_{2} \rightarrow 2 MO + 4 NO_{2} + O_{2}$ (जहाँ $M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba$)।

(N/A) ऑक्सोएसिड के लवण: क्षारीय मृदा धातुएं ऑक्सोएसिड के लवण बनाती हैं,जिनमें शामिल हैं: $(a)$ कार्बोनेट,$(b)$ सल्फेट,और $(c)$ नाइट्रेट।
$(a)$ कार्बोनेट: क्षारीय मृदा धातुओं के कार्बोनेट पानी में अघुलनशील होते हैं। पानी में कार्बोनेट की घुलनशीलता धातु आयन की परमाणु संख्या बढ़ने के साथ घटती है। गर्म करने पर सभी कार्बोनेट विघटित होकर कार्बन डाइऑक्साइड और धातु ऑक्साइड देते हैं। $BeCO_{3}$ अस्थिर है। धनायन का आकार बढ़ने के साथ तापीय स्थिरता बढ़ती है।
$(b)$ सल्फेट: क्षारीय मृदा धातुओं के सल्फेट सफेद ठोस होते हैं और गर्मी के प्रति स्थिर होते हैं। $BeSO_{4}$ और $MgSO_{4}$ पानी में आसानी से घुलनशील हैं; $CaSO_{4}$ से $BaSO_{4}$ तक घुलनशीलता घटती है। $Be^{2+}$ और $Mg^{2+}$ आयनों की उच्च जलयोजन एन्थैल्पी जाली एन्थैल्पी पर हावी हो जाती है,जिससे उनके सल्फेट घुलनशील हो जाते हैं।
$(c)$ नाइट्रेट: नाइट्रेट को कार्बोनेट को तनु नाइट्रिक एसिड में घोलकर तैयार किया जाता है। $Mg(NO_{3})_{2}$ छह पानी के अणुओं के साथ क्रिस्टलीकृत होता है,जबकि $Ba(NO_{3})_{2}$ निर्जल लवण के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है। सभी नाइट्रेट गर्म करने पर विघटित होकर ऑक्साइड देते हैं: $2M(NO_{3})_{2} \rightarrow 2MO + 4NO_{2} + O_{2}$ (जहाँ $M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba$)।

(N/A) बेरिलियम,समूह-$2$ की धातुओं का पहला सदस्य,मैग्नीशियम और बाकी सदस्यों की तुलना में असामान्य व्यवहार दिखाता है। इसके अलावा,यह एल्यूमीनियम के साथ विकर्ण संबंध दिखाता है।
$(i)$ बेरिलियम का परमाणु और आयनिक आकार असाधारण रूप से छोटा होता है और इसलिए यह समूह के अन्य सदस्यों के साथ मेल नहीं खाता है। अपनी उच्च आयनन एन्थैल्पी और छोटे आकार के कारण,यह ऐसे यौगिक बनाता है जो काफी हद तक सहसंयोजक होते हैं और आसानी से जल-अपघटित हो जाते हैं।
$(ii)$ बेरिलियम $4$ से अधिक समन्वय संख्या प्रदर्शित नहीं करता है क्योंकि इसके संयोजी कोश में केवल चार कक्षक होते हैं। समूह के शेष सदस्य $d$-कक्षकों का उपयोग करके $6$ की समन्वय संख्या रख सकते हैं।
$(iii)$ बेरिलियम के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड,समूह के अन्य तत्वों के हाइड्रॉक्साइड के विपरीत,प्रकृति में उभयधर्मी (amphoteric) होते हैं।

(N/A) बेरिलियम,जो समूह-$2$ की धातुओं का प्रथम सदस्य है,मैग्नीशियम और समूह के अन्य सदस्यों की तुलना में असामान्य व्यवहार प्रदर्शित करता है। यह एल्युमिनियम के साथ विकर्ण संबंध भी दर्शाता है।
$(i)$ बेरिलियम का परमाणु और आयनिक आकार असाधारण रूप से छोटा होता है,जो इसे समूह के अन्य सदस्यों से अलग बनाता है। अपनी उच्च आयनन एन्थैल्पी और छोटे आकार के कारण,यह जो यौगिक बनाता है वे मुख्य रूप से सहसंयोजक होते हैं और आसानी से जल-अपघटित हो जाते हैं।
$(ii)$ बेरिलियम $4$ से अधिक समन्वय संख्या प्रदर्शित नहीं करता है क्योंकि इसके संयोजी कोश में केवल चार कक्षक होते हैं। समूह के अन्य सदस्य $d$-कक्षकों का उपयोग करके $6$ की समन्वय संख्या प्राप्त कर सकते हैं।
$(iii)$ बेरिलियम का ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड उभयधर्मी (amphoteric) प्रकृति के होते हैं,जबकि समूह के अन्य तत्वों के हाइड्रॉक्साइड क्षारीय होते हैं।

(N/A) बेरिलियम,समूह-$2$ की धातुओं का पहला सदस्य,मैग्नीशियम और समूह के अन्य सदस्यों की तुलना में असामान्य व्यवहार प्रदर्शित करता है। इसके अतिरिक्त,यह एल्युमीनियम के साथ विकर्ण संबंध भी दर्शाता है।
$(i)$ बेरिलियम का परमाणु और आयनिक आकार असाधारण रूप से छोटा होता है और इसलिए यह समूह के अन्य सदस्यों के साथ मेल नहीं खाता है। उच्च आयनन एन्थैल्पी और छोटे आकार के कारण,यह ऐसे यौगिक बनाता है जो मुख्य रूप से सहसंयोजक होते हैं और आसानी से जल-अपघटित हो जाते हैं।
$(ii)$ बेरिलियम चार से अधिक समन्वय संख्या प्रदर्शित नहीं करता है क्योंकि इसके संयोजी कोश में केवल चार कक्षक होते हैं। समूह के शेष सदस्य $d$-कक्षकों का उपयोग करके छह की समन्वय संख्या प्राप्त कर सकते हैं।
$(iii)$ बेरिलियम का ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड,समूह के अन्य तत्वों के हाइड्रॉक्साइड्स के विपरीत,प्रकृति में उभयधर्मी (amphoteric) होते हैं।

(N/A) बेरिलियम,समूह-$2$ की धातुओं का पहला सदस्य,मैग्नीशियम और बाकी सदस्यों की तुलना में असामान्य व्यवहार प्रदर्शित करता है। इसके अतिरिक्त,यह एल्युमिनियम के साथ विकर्ण संबंध दिखाता है।
$(i)$ बेरिलियम का परमाणु और आयनिक आकार असाधारण रूप से छोटा होता है और इसलिए यह समूह के अन्य सदस्यों के साथ अच्छी तरह मेल नहीं खाता है। उच्च आयनन एन्थैल्पी और छोटे आकार के कारण,यह ऐसे यौगिक बनाता है जो काफी हद तक सहसंयोजक होते हैं और आसानी से जल-अपघटित हो जाते हैं।
$(ii)$ बेरिलियम $4$ से अधिक समन्वय संख्या प्रदर्शित नहीं करता है क्योंकि इसके संयोजी कोश में केवल चार कक्षक होते हैं। समूह के शेष सदस्य $d$-कक्षकों का उपयोग करके $6$ की समन्वय संख्या प्राप्त कर सकते हैं।
$(iii)$ बेरिलियम का ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड,समूह के अन्य तत्वों के हाइड्रॉक्साइड के विपरीत,प्रकृति में उभयधर्मी (amphoteric) होते हैं।

(N/A) $Be^{2+}$ की आयनिक त्रिज्या लगभग $31 \text{ pm}$ है; इसका आवेश/त्रिज्या अनुपात $Al^{3+}$ आयन के लगभग समान है। अतः, बेरिलियम कुछ मायनों में एल्युमीनियम के समान गुण प्रदर्शित करता है। कुछ समानताएं इस प्रकार हैं:
$(i)$ एल्युमीनियम की तरह, बेरिलियम पर भी धातु की सतह पर ऑक्साइड की परत होने के कारण एसिड का प्रभाव आसानी से नहीं होता है।
$(ii)$ बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड अतिरिक्त क्षार में घुलकर बेरिलियट आयन, $[Be(OH)_{4}]^{2-}$ देता है, ठीक वैसे ही जैसे एल्युमीनियम हाइड्रॉक्साइड एल्युमिनेट आयन, $[Al(OH)_{4}]^{-}$ देता है।
$(iii)$ बेरिलियम और एल्युमीनियम दोनों के क्लोराइड वाष्प अवस्था में $Cl^{-}$ ब्रिज्ड क्लोराइड संरचना रखते हैं। दोनों क्लोराइड कार्बनिक विलायकों में घुलनशील हैं और प्रबल लुईस एसिड हैं। इनका उपयोग फ्रिडेल-क्राफ्ट उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।
$(iv)$ बेरिलियम और एल्युमीनियम आयनों में संकुल (complexes) बनाने की प्रबल प्रवृत्ति होती है, जैसे $[BeF_{4}]^{2-}$ और $[AlF_{6}]^{3-}$।

(N/A) $Be^{2+}$ की आयनिक त्रिज्या लगभग $31 \ pm$ अनुमानित है; इसका आवेश/त्रिज्या अनुपात $Al^{3+}$ आयन के लगभग समान है। अतः,बेरिलियम कुछ मायनों में एल्युमिनियम के समान है। कुछ समानताएं इस प्रकार हैं:
$(i)$ एल्युमिनियम की तरह,बेरिलियम भी धातु की सतह पर ऑक्साइड की परत की उपस्थिति के कारण एसिड द्वारा आसानी से प्रभावित नहीं होता है।
$(ii)$ बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड अतिरिक्त क्षार में घुलकर बेरिलियट आयन $[Be(OH)_{4}]^{2-}$ देता है,ठीक वैसे ही जैसे एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड एल्युमिनेट आयन $[Al(OH)_{4}]^{-}$ देता है।
$(iii)$ बेरिलियम और एल्युमिनियम दोनों के क्लोराइड वाष्प अवस्था में $Cl^{-}$ ब्रिज्ड क्लोराइड संरचना रखते हैं। दोनों क्लोराइड कार्बनिक विलायकों में घुलनशील हैं और प्रबल लुईस एसिड हैं। इनका उपयोग फ्रिडेल-क्राफ्ट उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।
$(iv)$ बेरिलियम और एल्युमिनियम आयनों में $[BeF_{4}]^{2-}$ और $[AlF_{6}]^{3-}$ जैसे संकुल बनाने की प्रबल प्रवृत्ति होती है।

(N/A) तैयारी: इसे व्यावसायिक स्तर पर चूना पत्थर $(CaCO_{3})$ को रोटरी भट्टी में $1070-1270 \ K$ पर गर्म करके तैयार किया जाता है।
$CaCO_{3} \xrightarrow{\text{heat}} CaO + CO_{2}$
अभिक्रिया को पूर्ण करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड को उत्पन्न होते ही हटा दिया जाता है।
गुण: कैल्शियम ऑक्साइड एक सफेद अनाकार ठोस है। इसका गलनांक $2870 \ K$ है। वायुमंडल के संपर्क में आने पर,यह नमी और कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है।
$CaO + H_{2}O \rightarrow Ca(OH)_{2}$
$CaO + CO_{2} \rightarrow CaCO_{3}$
सीमित मात्रा में पानी मिलाने से चूने के ढेले टूट जाते हैं। इस प्रक्रिया को चूने का बुझाना (slaking of lime) कहा जाता है। सोडा के साथ बुझा हुआ क्विक लाइम ठोस सोडा लाइम देता है। एक क्षारीय ऑक्साइड होने के नाते,यह उच्च तापमान पर अम्लीय ऑक्साइड के साथ जुड़ जाता है।
$CaO + SiO_{2} \rightarrow CaSiO_{3}$
$6CaO + P_{4}O_{10} \rightarrow 2Ca_{3}(PO_{4})_{2}$
उपयोग: $(i)$ यह सीमेंट बनाने के लिए एक महत्वपूर्ण प्राथमिक सामग्री है और क्षार का सबसे सस्ता रूप है। $(ii)$ इसका उपयोग कास्टिक सोडा से सोडियम कार्बोनेट के निर्माण में किया जाता है। $(iii)$ इसका उपयोग चीनी के शुद्धिकरण और रंजक (dye) पदार्थों के निर्माण में किया जाता है।

(N/A) तैयारी: कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड को बिना बुझे चूने $(CaO)$ में पानी मिलाकर तैयार किया जाता है।
$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$
गुण: यह एक सफेद अनाकार पाउडर है। यह पानी में कम घुलनशील है। इसके जलीय घोल को चूने का पानी कहा जाता है और पानी में बुझे हुए चूने के निलंबन को चूने का दूध (milk of lime) कहा जाता है। जब चूने के पानी से कार्बन डाइऑक्साइड गुजारी जाती है,तो कैल्शियम कार्बोनेट के निर्माण के कारण यह दूधिया हो जाता है।
$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O$
अत्यधिक कार्बन डाइऑक्साइड गुजारने पर,अवक्षेप घुलकर कैल्शियम हाइड्रोजन कार्बोनेट बनाता है।
$CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2$
चूने का दूध क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करके हाइपोक्लोराइट बनाता है,जो ब्लीचिंग पाउडर का एक घटक है:
$2Ca(OH)_2 + 2Cl_2 \rightarrow CaCl_2 + Ca(OCl)_2 + 2H_2O$
उपयोग: $(i)$ इसका उपयोग मोर्टार,एक निर्माण सामग्री,की तैयारी में किया जाता है। $(ii)$ अपने कीटाणुनाशक स्वभाव के कारण इसका उपयोग सफेदी (white wash) करने में किया जाता है। $(iii)$ इसका उपयोग कांच बनाने,चर्म उद्योग में,ब्लीचिंग पाउडर की तैयारी में और चीनी के शुद्धिकरण में किया जाता है।

(N/A) विरचन: कैल्शियम कार्बोनेट प्रकृति में चूना पत्थर,खड़िया और संगमरमर जैसे विभिन्न रूपों में पाया जाता है। इसे बुझे हुए चूने में से $CO_2$ प्रवाहित करके या कैल्शियम क्लोराइड में सोडियम कार्बोनेट मिलाकर बनाया जा सकता है।
$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O$
$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 + 2NaCl$
अधिक मात्रा में $CO_2$ प्रवाहित करने पर जल में घुलनशील कैल्शियम हाइड्रोजन कार्बोनेट बनता है।
गुणधर्म: यह एक सफेद चूर्ण है और जल में लगभग अविलेय है। $1200 \ K$ ताप पर गर्म करने पर यह विघटित होकर $CO_2$ मुक्त करता है।
$CaCO_3 \xrightarrow{1200 \ K} CaO + CO_2$
यह तनु अम्लों के साथ अभिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त करता है।
$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$
$CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2O + CO_2$
उपयोग: $(i)$ इसका उपयोग संगमरमर के रूप में निर्माण सामग्री और बिना बुझे चूने के निर्माण में किया जाता है। (ii) $CaCO_3$ और $MgCO_3$ का मिश्रण लोहे जैसी धातुओं के निष्कर्षण में फ्लक्स के रूप में उपयोग किया जाता है। (iii) विशेष रूप से अवक्षेपित $CaCO_3$ का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले कागज के निर्माण में किया जाता है। (iv) इसका उपयोग एंटासिड के रूप में,टूथपेस्ट में घर्षक के रूप में,च्युइंग गम में और सौंदर्य प्रसाधनों में फिलर के रूप में किया जाता है।

(N/A) तैयारी: यह कैल्शियम सल्फेट का हेमीहाइड्रेट है। यह तब प्राप्त होता है जब जिप्सम $(CaSO_{4} \cdot 2 H_{2} O)$ को $393 \ K$ पर गर्म किया जाता है।
$2(CaSO_{4} \cdot 2 H_{2} O) \rightarrow 2(CaSO_{4}) \cdot H_{2} O + 3 H_{2} O$
$393 \ K$ से ऊपर,क्रिस्टलीकरण का कोई पानी नहीं बचता है और निर्जल कैल्शियम सल्फेट $(CaSO_{4})$ बनता है। इसे 'डेड बर्न प्लास्टर' के रूप में जाना जाता है।
गुण: इसमें पानी के साथ सेट होने का एक उल्लेखनीय गुण है। पानी की पर्याप्त मात्रा के साथ मिलाने पर,यह एक प्लास्टिक द्रव्यमान बनाता है जो $5$ से $15$ मिनट में एक कठोर ठोस में बदल जाता है।
उपयोग: $(i)$ प्लास्टर ऑफ पेरिस का सबसे बड़ा उपयोग निर्माण उद्योग के साथ-साथ प्लास्टर में होता है। $(ii)$ इसका उपयोग अंग के प्रभावित हिस्से को स्थिर करने के लिए किया जाता है जहाँ हड्डी टूटी हो या मोच आई हो। $(iii)$ इसका उपयोग दंत चिकित्सा,सजावटी काम और मूर्तियों के सांचे बनाने में भी किया जाता है।

$(i)$ मैग्नीशियम हवा में चकाचौंध रोशनी के साथ जलकर $MgO$ और $Mg_{3}N_{2}$ बनाता है।
$2Mg + O_{2} \xrightarrow{\Delta} 2MgO$
$3Mg + N_{2} \xrightarrow{\Delta} Mg_{3}N_{2}$
$(ii)$ बिना बुझा चूना $(CaO)$ सिलिका $(SiO_{2})$ के साथ मिलकर कैल्शियम सिलिकेट (स्लैग) बनाता है।
$CaO + SiO_{2} \xrightarrow{\Delta} CaSiO_{3}$
$(iii)$ जब क्लोरीन को बुझे हुए चूने में मिलाया जाता है,तो यह ब्लीचिंग पाउडर देता है।
$Ca(OH)_{2} + Cl_{2} \longrightarrow CaOCl_{2} + H_{2}O$
$(iv)$ कैल्शियम नाइट्रेट को गर्म करने पर,यह विघटित होकर कैल्शियम ऑक्साइड,नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन देता है।
$2Ca(NO_{3})_{2(s)} \xrightarrow{\Delta} 2CaO_{(s)} + 4NO_{2(g)} + O_{2(g)}$

(N/A) सीमेंट एक महत्वपूर्ण निर्माण सामग्री है। इसे पहली बार $1824$ में इंग्लैंड में जोसेफ एस्पडिन द्वारा पेश किया गया था।
इसे पोर्टलैंड सीमेंट भी कहा जाता है क्योंकि यह इंग्लैंड के आइल ऑफ पोर्टलैंड में उत्खनित प्राकृतिक चूना पत्थर के समान है।
सीमेंट चूने $(CaO)$ से भरपूर सामग्री को अन्य सामग्रियों जैसे मिट्टी के साथ मिलाकर प्राप्त किया जाने वाला उत्पाद है,जिसमें सिलिका $(SiO_{2})$ के साथ-साथ एल्युमिनियम,आयरन और मैग्नीशियम के ऑक्साइड होते हैं।

(N/A) एक वयस्क मानव शरीर में लगभग $25 \ g$ $Mg$ और $1200 \ g$ $Ca$ होता है,जबकि आयरन केवल $5 \ g$ और कॉपर $0.06 \ g$ होता है। मानव शरीर में इसकी दैनिक आवश्यकता लगभग $200-300 \ mg$ अनुमानित है।
फॉस्फेट स्थानांतरण में $ATP$ का उपयोग करने वाले सभी एंजाइमों को सह-कारक (cofactor) के रूप में मैग्नीशियम की आवश्यकता होती है। पौधों में प्रकाश के अवशोषण के लिए मुख्य वर्णक क्लोरोफिल है,जिसमें मैग्नीशियम होता है। शरीर का लगभग $99 \%$ कैल्शियम हड्डियों और दांतों में मौजूद होता है। यह न्यूरोमस्कुलर कार्य,अंतर-न्यूरोनल संचरण,कोशिका झिल्ली की अखंडता और रक्त के थक्के जमने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
प्लाज्मा में कैल्शियम की सांद्रता लगभग $100 \ mg \ L^{-1}$ पर विनियमित होती है। इसे दो हार्मोन - कैल्सीटोनिन और पैराथाइरॉइड हार्मोन द्वारा बनाए रखा जाता है।
हड्डी एक निष्क्रिय और अपरिवर्तनीय पदार्थ नहीं है,बल्कि यह मनुष्यों में प्रतिदिन $400 \ mg$ तक लगातार घुलती और पुनः जमा होती रहती है। यह सारा कैल्शियम प्लाज्मा से होकर गुजरता है।

(D) कार्बोनेट में मौजूद धनायन (cation) का आकार बढ़ने के साथ तापीय स्थिरता बढ़ती है।
क्षारीय मृदा धातुओं के धनायन के आकार का बढ़ता क्रम $Mg^{2+} < Ca^{2+} < Sr^{2+} < Ba^{2+}$ है।
इसलिए,दिए गए क्षारीय मृदा धातु कार्बोनेट की तापीय स्थिरता का बढ़ता क्रम $MgCO_{3} < CaCO_{3} < SrCO_{3} < BaCO_{3}$ है।
अतः,$BaCO_{3}$ सबसे अधिक तापीय रूप से स्थिर कार्बोनेट है।

(N/A) जब किसी क्षारीय मृदा धातु को गर्म किया जाता है,तो संयोजी इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर में उत्तेजित हो जाते हैं।
जब यह उत्तेजित इलेक्ट्रॉन अपनी मूल अवस्था में वापस आता है,तो यह प्रकाश के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करता है।
यदि यह ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र के अनुरूप होती है,तो एक विशिष्ट रंग दिखाई देता है।
$Be$ और $Mg$ परमाणुओं में,उनके छोटे आकार और उच्च आयनन एन्थैल्पी के कारण संयोजी इलेक्ट्रॉन नाभिक से बहुत मजबूती से बंधे होते हैं।
इन इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा स्तर में उत्तेजित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा बहुत अधिक होती है,जो सामान्य बुनसेन ज्वाला में उपलब्ध नहीं होती है।
परिणामस्वरूप,अपनी मूल स्थिति में लौटने पर उत्सर्जित ऊर्जा दृश्य क्षेत्र में नहीं आती है,और इसलिए,ज्वाला में कोई रंग दिखाई नहीं देता है।

(B) समूह-$2$ के तत्वों को क्षारीय मृदा धातु कहा जाता है क्योंकि उनके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड प्रकृति में क्षारीय होते हैं।
इसके अलावा,ये धातु ऑक्साइड पृथ्वी की पपड़ी में व्यापक रूप से पाए जाते हैं।

(A) क्षारीय मृदा धातुओं के लिए ज्वाला परीक्षण के रंग इस प्रकार हैं:
$(a)$ कैल्शियम $(Ca)$ ज्वाला को ईंट जैसा लाल रंग प्रदान करता है।
$(b)$ बेरियम $(Ba)$ ज्वाला को सेब जैसा हरा रंग प्रदान करता है।
$(c)$ स्ट्रोंशियम $(Sr)$ ज्वाला को क्रिमसन लाल रंग प्रदान करता है।
अतः,सही मिलान है: $a-q, b-r, c-p$.

(A) $(a)-(p, s), (b)-(q), (c)-(r), (d)-(p)$
$1$. $BeO$ उभयधर्मी और क्षारीय प्रकृति का होता है।
$2$. $MgCO_3 \cdot CaCO_3$ को डोलोमाइट के रूप में जाना जाता है।
$3$. $Be^{2+}$ आयन के छोटे आकार और उच्च ध्रुवण क्षमता के कारण $BeCl_2$ एक सहसंयोजक यौगिक है।
$4$. $Al(OH)_3$ उभयधर्मी प्रकृति का होता है।

(A) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$1. \text{Be (बेरिलियम)}$: कम परमाणु क्रमांक और $X$-ray के प्रति उच्च पारदर्शिता के कारण $X$-ray ट्यूब की खिड़कियाँ बनाने में उपयोग किया जाता है $(1-c)$.
$2. \text{Ca (कैल्शियम)}$: निर्वातित ट्यूब से हवा निकालने के लिए उपयोग किया जाता है $(2-d)$.
$3. \text{Mg (मैग्नीशियम)}$: ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(R-Mg-X)$ तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है $(3-a)$.
अतः,सही क्रम $1-c, 2-d, 3-a$ है।

(A) दिया गया यौगिक डोलोमाइट $(CaCO_3 \cdot MgCO_3)$ है।
गर्म करने पर (निस्तापन),दोनों कार्बोनेट विघटित होकर अपने संबंधित ऑक्साइड बनाते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड गैस मुक्त करते हैं।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$CaCO_3 \cdot MgCO_{3(s)} \xrightarrow{\Delta } CaO_{(s)} + MgO_{(s)} + 2CO_{2(g)}$

(N/A) रासायनिक सूत्र इस प्रकार हैं:
$1$. जिप्सम: $CaSO_4 \cdot 2H_2O$
$2$. एप्सम लवण: $MgSO_4 \cdot 7H_2O$
$3$. बेराइट: $BaSO_4$

(B) समूह-$2$ के तत्वों को क्षारीय मृदा धातुओं के रूप में जाना जाता है। इन तत्वों में बेरिलियम $(Be)$,मैग्नीशियम $(Mg)$,कैल्शियम $(Ca)$,स्ट्रोंटियम $(Sr)$,बेरियम $(Ba)$ और रेडियम $(Ra)$ शामिल हैं।

(N/A) बेरिलियम का उपयोग मिश्र धातुओं के निर्माण में किया जाता है,विशेष रूप से कॉपर-बेरिलियम मिश्र धातुओं का,जिनका उपयोग उच्च-शक्ति वाले स्प्रिंग्स बनाने में होता है। इसका उपयोग $X$-ray ट्यूब की खिड़कियां बनाने में भी किया जाता है।
मैग्नीशियम का उपयोग फ्लैश पाउडर और बल्ब,इन्सेंडियरी बम और संकेतों में किया जाता है। पानी में मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड,$Mg(OH)_2$,का निलंबन (जिसे मिल्क ऑफ मैग्नीशिया कहा जाता है) दवा में एंटासिड के रूप में उपयोग किया जाता है।

(N/A) बेरिलियम उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करता है क्योंकि इसका ऑक्साइड $(BeO)$ और हाइड्रॉक्साइड $(Be(OH)_2)$ अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करके लवण और जल बनाते हैं।
उदाहरण के लिए,यह $HCl$ (अम्ल) के साथ अभिक्रिया करके $BeCl_2$ बनाता है और $NaOH$ (क्षार) के साथ अभिक्रिया करके सोडियम बेरिलैट $(Na_2[Be(OH)_4])$ बनाता है।

(N/A) कैल्शियम के महत्वपूर्ण यौगिक निम्नलिखित हैं:
$1$. कैल्शियम ऑक्साइड $(CaO)$
$2$. कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड $(Ca(OH)_2)$
$3$. कैल्शियम कार्बोनेट $(CaCO_3)$
$4$. कैल्शियम सल्फेट $(CaSO_4 \cdot 2H_2O)$
$5$. सीमेंट

(N/A) बिना बुझे चूने $(CaO)$ में सीमित मात्रा में पानी मिलाने पर वह टूटकर पाउडर बन जाता है,जिसे कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड $(Ca(OH)_2)$ कहते हैं। इस प्रक्रिया को चूने का शमन (slaking of lime) कहा जाता है। रासायनिक अभिक्रिया है: $CaO(s) + H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(s)$.

(N/A) $i$. यह सीमेंट के निर्माण के लिए एक महत्वपूर्ण प्राथमिक सामग्री है।
$ii$. इसका उपयोग चीनी के शुद्धिकरण और रंजक (dye stuffs) के निर्माण में किया जाता है।

(B) कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड,जिसे बुझा हुआ चूना (slaked lime) भी कहा जाता है,क्विक लाइम $(CaO)$ में सीमित मात्रा में पानी मिलाकर तैयार किया जाता है।
इस प्रक्रिया को चूने का बुझना (slaking of lime) कहा जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया है: $CaO(s) + H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(aq)$.

(N/A) $(i)$ इसका उपयोग मोर्टार (चूने का गारा) बनाने में किया जाता है,जो एक निर्माण सामग्री है।
$(ii)$ इसका उपयोग कास्टिक सोडा से सोडियम कार्बोनेट के निर्माण में किया जाता है।

(N/A) $\text{कैल्शियम }\ \text{कार्बोनेट}$ $(CaCO_3)$ का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले कागज के निर्माण में किया जाता है। इसका उपयोग पेट की अतिरिक्त अम्लता को बेअसर करने के लिए एक एंटासिड के रूप में भी किया जाता है।

(B) कैल्शियम सल्फेट जिप्सम,$CaSO_{4} \cdot 2H_{2}O$ को $393 \ K$ पर गर्म करके प्राप्त किया जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $CaSO_{4} \cdot 2H_{2}O \xrightarrow{393 \ K} CaSO_{4} \cdot \frac{1}{2}H_{2}O + \frac{3}{2}H_{2}O$.

(N/A) $393 \ K$ से ऊपर,क्रिस्टलीकरण का कोई पानी नहीं बचता है और निर्जल कैल्शियम सल्फेट,$CaSO_{4}$,बनता है। इसे 'डेड बर्न प्लास्टर' के रूप में जाना जाता है।

(N/A) $(i)$ इसका उपयोग निर्माण उद्योग में दीवारों और छतों पर प्लास्टर करने के लिए किया जाता है।
(ii) इसका उपयोग दंत चिकित्सा में और मूर्तियों,खिलौनों तथा पुतलों के सांचे बनाने के लिए किया जाता है।

(N/A) सीमेंट को पोर्टलैंड सीमेंट के रूप में जाना जाता है क्योंकि इसका कठोर रूप इंग्लैंड के आइल ऑफ पोर्टलैंड में उत्खनित प्राकृतिक चूना पत्थर (limestone) के समान होता है।

(N/A) पोर्टलैंड सीमेंट का औसत संघटन इस प्रकार है:
$CaO: 50-60 \%$,$SiO_{2}: 20-25 \%$,$Al_{2}O_{3}: 5-10 \%$
$MgO: 2-3 \%$,$Fe_{2}O_{3}: 1-2 \%$,$SO_{3}: 1-2 \%$

(A) पोर्टलैंड सीमेंट में मौजूद महत्वपूर्ण घटक डाइकैल्शियम सिलिकेट $(Ca_2SiO_4)$ $(26 \%)$,ट्राइकैल्शियम सिलिकेट $(Ca_3SiO_5)$ $(51 \%)$ और ट्राइकैल्शियम एल्युमिनेट $(Ca_3Al_2O_6)$ $(11 \%)$ हैं।

(B) सीमेंट में जिप्सम $(CaSO_4 \cdot 2H_2O)$ मिलाने का उद्देश्य सीमेंट के जमने (setting) की प्रक्रिया को धीमा करना है।
यह सीमेंट को लंबे समय तक प्लास्टिक अवस्था में रहने देता है,जिससे यह पर्याप्त रूप से कठोर हो सके और उचित मजबूती प्राप्त कर सके।

(D) सीमेंट लोहे और स्टील के बाद किसी भी देश के लिए राष्ट्रीय आवश्यकता की वस्तु बन गई है।
इसका उपयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित कार्यों में किया जाता है:
$1$. कंक्रीट और प्रबलित कंक्रीट (reinforced concrete) बनाने में।
$2$. प्लास्टरिंग में।
$3$. पुलों,बांधों और इमारतों के निर्माण में।

(N/A) $(1)$ ईंट जैसा लाल,हल्का हरा
$(2)$ फ्लेम फोटोमेट्री
$(3)$ $BeO$ और $Be_{3}N_{2}$
$(4)$ बेरिलिएट आयन $[Be(OH)_{4}]^{2-}$

(N/A) $(1)$ क्विक लाइम (Quick lime)
$(2)$ मिल्क ऑफ लाइम (Milk of lime)
$(3)$ स्लेक्ड लाइम (Slaked lime)
$(4)$ प्लास्टर ऑफ पेरिस (Plaster of Paris)

(N/A) $(1)$ पोर्टलैंड सीमेंट
$(2)$ जोसेफ एस्पडिन

(A) $(1)$ सत्य कथन।
$(2)$ असत्य कथन: समूह में ऊपर से नीचे जाने पर,परमाणु आकार बढ़ता है और इसलिए,आयनन एन्थैल्पी घटती है।
$(3)$ असत्य कथन: $BeCl_2$ ठोस अवस्था में बहुलक जैसी व्यवस्था रखता है,जबकि वाष्प अवस्था में यह डाइमर या मोनोमर के रूप में मौजूद होता है।
$(4)$ असत्य कथन: मोर्टार तैयार करने के लिए $Ca(OH)_2$ (बुझा हुआ चूना) का उपयोग किया जाता है।

(A) $(1)$ सत्य: प्लास्टर ऑफ पेरिस $(CaSO_4 \cdot \frac{1}{2}H_2O)$ पानी के साथ मिलाने पर एक कठोर द्रव्यमान में सेट हो जाता है,जो इसे आर्थोपेडिक कास्ट के लिए उपयोगी बनाता है।
$(2)$ सत्य: सीमेंट का निर्माण चूना पत्थर $(CaCO_3)$ और मिट्टी (जो सिलिका,एल्यूमिना और आयरन ऑक्साइड जैसे मिट्टी के घटक प्रदान करती है) के मिश्रण को रोटरी भट्ठा में गर्म करके किया जाता है।

(BERYLLIUM) बेरिलियम $(Be)$ समूह $2$ का वह तत्व है जो उभयधर्मी ऑक्साइड $BeO$ और जल में घुलनशील सल्फेट $BeSO_{4}$ बनाता है।
$BeO$ अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करता है:
$BeO + 2HCl \rightarrow BeCl_{2} + H_{2}O$
$BeO + 2NaOH + H_{2}O \rightarrow Na_{2}[Be(OH)_{4}]$
$BeSO_{4}$ जल में घुलनशील है क्योंकि इसकी उच्च जलयोजन ऊर्जा इसकी जालक ऊर्जा की भरपाई कर देती है।

(N/A) $(i)$ समूह में नीचे जाने पर तापीय स्थिरता बढ़ती है। गर्म करने पर,ये कार्बोनेट विघटित होकर $CO_{2}$ और समूह $-2$ के संबंधित तत्व का ऑक्साइड देते हैं।
$BeCO_{3} < MgCO_{3} < CaCO_{3} < SrCO_{3} < BaCO_{3}$
$BeCO_{3}$ अस्थिर होता है और इसे $CO_{2}$ के वातावरण में स्थिर रखा जाता है।
$BeCO_{3} \rightleftharpoons BeO + CO_{2}$
$(ii)$ $BeO$ को छोड़कर सभी ऑक्साइड क्षारीय और आयनिक प्रकृति के होते हैं,जबकि $BeO$ उभयधर्मी (amphoteric) और सहसंयोजक होता है। जैसे-जैसे धनायन का आकार बढ़ता है,ऑक्साइड की जालक ऊर्जा (lattice energy) घटती है। समूह में नीचे जाने पर क्षारीय प्रकृति बढ़ती है।
$BeO$ और $MgO$ को छोड़कर,सभी ऑक्साइड पानी में घुलनशील हैं और घुलने पर बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं। $BeO$ और $MgO$,अपनी उच्च जालक ऊर्जा के कारण,पानी में अघुलनशील हैं।