Nitrogen family Questions in Gujarati

(B) યુદ્ધમાં સ્મોક સ્ક્રીન બનાવવા માટે $PH_3$ (ફોસ્ફિન) નો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે $PH_3$ મુક્ત થાય છે,ત્યારે તે હવામાં રહેલા ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ અને પાણીની વરાળના ઘટ્ટ સફેદ ધુમાડા બનાવે છે,જે સ્મોક સ્ક્રીન તરીકે કાર્ય કરે છે.

(C) અધાતુ ઓક્સાઇડનો એસિડિક ગુણધર્મ મધ્યસ્થ પરમાણુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા અને વિદ્યુતઋણતા વધવાની સાથે વધે છે.
$1$. ઓક્સિડેશન અવસ્થા: $N_2O_5 (+5)$,$SO_2 (+4)$,$CO_2 (+4)$,$CO (+2)$.
$2$. $N_2O_5$ સૌથી પ્રબળ એસિડ છે કારણ કે $N$ અત્યંત વિદ્યુતઋણ છે અને તેની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(+5)$ માં છે.
$3$. $SO_2$ અને $CO_2$ ની સરખામણી: $S$ એ $C$ કરતા ઓછો વિદ્યુતઋણ છે,પરંતુ $SO_2$ માંથી બનતો એસિડ $(H_2SO_3)$ એ $CO_2$ માંથી બનતા એસિડ $(H_2CO_3)$ કરતા વધુ પ્રબળ છે.
$4$. $CO$ એ તટસ્થ ઓક્સાઇડ છે.
$5$. તેથી,સાચો ક્રમ $N_2O_5 > SO_2 > CO_2 > CO$ છે.

(C) ફોસ્ફરસ સફેદ,રાતો અને કાળો ફોસ્ફરસ સહિત અનેક અપરરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
સફેદ ફોસ્ફરસ $P_4$ અણુમાં ઉચ્ચ કોણીય તણાવને કારણે સૌથી ઓછો સ્થાયી છે.
રાતો ફોસ્ફરસ સફેદ ફોસ્ફરસ કરતા વધુ સ્થાયી છે.
કાળો ફોસ્ફરસ તેની સ્તરીય પોલિમરિક રચનાને કારણે પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓમાં ફોસ્ફરસનું સૌથી વધુ ઉષ્માગતિકીય સ્થાયી અપરરૂપ છે.

(C) $NH_3$ અને $PH_3$ બંને સમૂહ $15$ ના તત્વોના હાઇડ્રાઇડ્સ છે.
બંને અણુઓમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ ($N$ અને $P$) પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે.
આ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,બંને લુઈસ બેઝ તરીકે વર્તે છે અને બેઝિક સ્વભાવ દર્શાવે છે.

(C) સફેદ ફોસ્ફરસ $(P_4)$ માં ચાર ફોસ્ફરસ પરમાણુઓ એક નિયમિત સમચતુષ્ફલક $(tetrahedron)$ ના ખૂણાઓ પર ગોઠવાયેલા હોય છે. દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ અન્ય ત્રણ ફોસ્ફરસ પરમાણુઓ સાથે એકલ સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે. બંધકોણ $60^\circ$ હોય છે.

(A) $1$. $PH_3$ (ફોસ્ફીન) એ $NH_3$ (એમોનિયા) કરતા ઘણો નિર્બળ લુઈસ બેઝ છે,કારણ કે $P$ પર રહેલી અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મોટી $3sp^3$ કક્ષકમાં હોય છે,જે $NH_3$ માં $N$ ની $2sp^3$ કક્ષકની તુલનામાં દાન કરવા માટે ઓછી ઉપલબ્ધ હોય છે.
$2$. $NH_3$ એ $PH_3$ કરતા વધુ બેઝિક છે.
$3$. $PH_3$ અત્યંત ઝેરી છે,જ્યારે $NH_3$ ઓછો ઝેરી છે.
$4$. $N$ $(3.04)$ ની વિદ્યુતઋણતા $P$ $(2.19)$ કરતા વધારે છે.
$5$. તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે $PH_3$ એ $NH_3$ કરતા ઓછો બેઝિક છે.

(A) સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં તત્વોના ઓક્સાઇડનો એસિડિક ગુણધર્મ ઘટે છે કારણ કે ધાત્વીય ગુણધર્મ વધે છે.
સમૂહ $15$ ના તત્વો માટે,ઓક્સાઇડ $N_2O_3, P_2O_3, As_2O_3, Sb_2O_3, Bi_2O_3$ છે.
$N_2O_3$ અને $P_2O_3$ એસિડિક છે,$As_2O_3$ અને $Sb_2O_3$ ઉભયગુણી છે,અને $Bi_2O_3$ બેઝિક છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$P_2O_3$ સૌથી વધુ એસિડિક છે કારણ કે ફોસ્ફરસ એ આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછું ધાત્વીય (સૌથી વધુ અધાત્વીય) તત્વ છે.

(A) નાઇટ્રોજનનું પરમાણ્વીય કદ નાનું અને વિદ્યુતઋણતા વધુ હોવાથી,તે સ્થાયી $p\pi - p\pi$ બહુબંધ બનાવી શકે છે,જે દ્વિપરમાણ્વીય $N_2$ અણુઓ બનાવે છે.
તેની સરખામણીમાં,ફોસ્ફરસનું પરમાણ્વીય કદ મોટું હોવાથી,$p\pi - p\pi$ ઓવરલેપ બિનઅસરકારક અને નિર્બળ હોય છે.
તેથી,ફોસ્ફરસ એકલ $P-P$ બંધ બનાવવાનું પસંદ કરે છે,જેના પરિણામે ચતુષ્ફલકીય $P_4$ બંધારણ બને છે જેમાં દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ અન્ય ત્રણ ફોસ્ફરસ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.

(D) નાઇટ્રોજન $(N_2)$ બે નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ વચ્ચે ત્રિ-બંધ $(N \equiv N)$ ધરાવતા દ્વિ-પરમાણ્વીય અણુ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
આ ત્રિ-બંધની બંધ વિયોજન ઊર્જા ખૂબ જ ઊંચી એટલે કે $941.4 \ kJ \ mol^{-1}$ હોય છે.
આ અત્યંત મજબૂત બંધને કારણે,નાઇટ્રોજન પ્રમાણિત પરિસ્થિતિઓમાં રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.

(D) નાઈટ્રોજન સમૂહ (સમૂહ $15$) માં,સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણ્વીય કદમાં વધારો અને આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં ઘટાડાને કારણે ધાત્વિક ગુણધર્મ વધે છે.
$P$ (ફોસ્ફરસ) અધાતુ છે.
$As$ (આર્સેનિક) અને $Sb$ (એન્ટિમની) અર્ધધાતુઓ છે.
$Bi$ (બિસ્મથ) ધાતુ છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Bi$ સૌથી વધુ ધાત્વિક તત્ત્વ છે.

(C) ધુમ્ર પડદા (smoke screens) બનાવવા માટે કેલ્શિયમ ફોસ્ફાઇડ $(Ca_3P_2)$ નો ઉપયોગ થાય છે.
જ્યારે $Ca_3P_2$ પાણીના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તેનું જળવિભાજન થઈને ફોસ્ફિન વાયુ $(PH_3)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
પ્રક્રિયા: $Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3$.
ફોસ્ફિન વાયુ હવામાં આપમેળે સળગી ઉઠે છે અને ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ ના ઘટ્ટ સફેદ ધુમાડા ઉત્પન્ન કરે છે,જે ધુમ્ર પડદા તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) ફોસ્ફરસ ટ્રાયોક્સાઇડ $(P_4O_6)$ નું બંધારણ ચતુષ્ફલકીય રીતે ગોઠવાયેલા ચાર $P$ પરમાણુઓ ધરાવે છે,જેમાં છ $O$ પરમાણુઓ છ $P-P$ કિનારીઓ પર સેતુ તરીકે જોડાયેલા હોય છે. આમ,તેમાં $6$ $P-O-P$ સેતુ હોય છે.
ફોસ્ફરસ પેન્ટોક્સાઇડ $(P_4O_{10})$ માં,દરેક $P$ પરમાણુ દ્વિબંધ દ્વારા વધારાના ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે. તેનું મુખ્ય બંધારણ $P_4O_6$ જેવું જ રહે છે,એટલે કે તેમાં પણ $6$ $P-O-P$ સેતુ હોય છે.
તેથી,$P_4O_{10}$ અને $P_4O_6$ બંનેમાં $P-O-P$ સેતુની સંખ્યા અનુક્રમે $6$ અને $6$ છે.

(C) સાંદ્ર $H_2SO_4$ અને $KNO_3$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2KNO_3 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2HNO_3$
વધુ ગરમ કરવા પર,$HNO_3$ નું વિઘટન થઈને નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ $(NO_2)$ ના બ્રાઉન ધુમાડા ઉત્પન્ન થાય છે:
$4HNO_3 \rightarrow 4NO_2 + 2H_2O + O_2$
આમ,બ્રાઉન ધુમાડા $NO_2$ ને કારણે હોય છે.

(B) $1$. સફેદ ફોસ્ફરસ $(P_4)$ નિષ્ક્રિય વાતાવરણમાં $NaOH$ ના દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફોસ્ફિન $(PH_3)$ બનાવે છે: $P_4 + 3NaOH + 3H_2O \rightarrow PH_3 + 3NaH_2PO_2$.
$2$. લાલ ફોસ્ફરસ સફેદ ફોસ્ફરસ કરતા રાસાયણિક રીતે ખૂબ ઓછો સક્રિય છે અને સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફોસ્ફિન બનાવતું નથી.
$3$. કેલ્શિયમ ફોસ્ફાઇડ $(Ca_3P_2)$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફોસ્ફિન આપે છે: $Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3$.
$4$. ફોસ્ફોનિયમ આયોડાઇડ $(PH_4I)$ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફોસ્ફિન મુક્ત કરે છે: $PH_4I + NaOH \rightarrow PH_3 + NaI + H_2O$.
તેથી,લાલ $P$ ને $NaOH$ સાથે ગરમ કરવાથી ફોસ્ફિન મળતો નથી.

(D) $P_4O_{10}$ ની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા જળવિભાજન પ્રક્રિયા છે.
$P_4O_{10} + 6H_2O \rightarrow 4H_3PO_4$.
આ નીપજ,$H_3PO_4$,ને ઓર્થો ફોસ્ફોરિક એસિડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) જ્યારે સફેદ ફોસ્ફરસ $(P_4)$ ને નિષ્ક્રિય વાતાવરણમાં કોસ્ટિક સોડા $(NaOH)$ ના સાંદ્ર દ્રાવણ સાથે ઉકાળવામાં આવે છે,ત્યારે તે અસમાનતા (disproportionation) પ્રક્રિયા દ્વારા ફોસ્ફીન $(PH_3)$ અને સોડિયમ હાઇપોફોસ્ફાઇટ $(NaH_2PO_2)$ બનાવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $P_4 + 3NaOH + 3H_2O \rightarrow PH_3 + 3NaH_2PO_2$.

(D) ફોસ્ફરસ પેન્ટોક્સાઇડ $(P_4O_{10})$ પાણી પ્રત્યે ખૂબ જ પ્રબળ આકર્ષણ ધરાવે છે.
તેનો ઉપયોગ પ્રયોગશાળાઓ અને ઉદ્યોગોમાં વિવિધ કાર્બનિક અને અકાર્બનિક સંયોજનોમાંથી પાણી દૂર કરવા માટે શક્તિશાળી નિર્જલીકરણકારી (dehydrating agent) તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.

(D) સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર (inert pair effect) ને કારણે $+5$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા ઘટે છે. નાઇટ્રોજન $d$-કક્ષકોના અભાવને કારણે $NF_5$ બનાવી શકતું નથી. જોકે,આપેલા વિકલ્પોમાં $BiF_5$ એ સૌથી ઓછું સ્થાયી પેન્ટાહેલાઇડ છે. જોકે $BiF_5$ અસ્તિત્વ ધરાવે છે,પરંતુ તે ખૂબ જ પ્રબળ ફ્લોરિનેટિંગ એજન્ટ છે અને અન્યની તુલનામાં અત્યંત અસ્થિર છે. જો પ્રશ્ન ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાને કારણે કયું શક્ય નથી તે પૂછતો હોય,તો $NF_5$ જવાબ આવે,પરંતુ આપેલા વિકલ્પોમાં $BiF_5$ ને તેની અસ્થિરતાને કારણે પસંદ કરી શકાય છે.

(A) સમૂહ $-15$ ના તત્વોના હાઇડ્રાઇડ $NH_3, PH_3, AsH_3, SbH_3,$ અને $BiH_3$ છે.
આ હાઇડ્રાઇડ્સ મધ્યસ્થ પરમાણુ પર રહેલા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે લુઈસ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.
જેમ આપણે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જઈએ છીએ,તેમ મધ્યસ્થ પરમાણુનું કદ વધે છે અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટે છે.
પરિણામે,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દાન કરવાની ક્ષમતા ઘટે છે,જેથી બેઝિક પ્રબળતા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ઘટે છે.
તેથી,$NH_3$ સૌથી વધુ બેઝિક હાઇડ્રાઇડ છે.

(C) જ્યારે $BiCl_3$ ના દ્રાવણમાં વધારે પાણી ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું જળવિભાજન થઈને બિસ્મથ ઓક્સિક્લોરાઈડ $(BiOCl)$ ના સફેદ અવક્ષેપ મળે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$BiCl_3 + H_2O \rightarrow BiOCl(s) + 2HCl(aq)$

(B) સમૂહમાં $N$ થી $Sb$ તરફ નીચે જતા,કેન્દ્રસ્થ પરમાણુ $(M)$ ની વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે.
વિદ્યુતઋણતામાં ઘટાડાને કારણે,કેન્દ્રસ્થ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ કરવાને બદલે હાઇડ્રોજન સાથે બંધ બનાવવા માટે તેની શુદ્ધ $p$-કક્ષકોનો ઉપયોગ કરવાનું પસંદ કરે છે.
$p$-કક્ષકો એકબીજા સાથે $90^o$ ના ખૂણે ગોઠવાયેલી હોવાથી,હાઇડ્રાઇડ્સ ($NH_3$ થી $SbH_3$) માં $H-M-H$ બંધકોણ ઘટે છે અને $90^o$ ની નજીક પહોંચે છે.

(C) બાષ્પાયન એન્થાલ્પી આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
$PH_3$ અને $AsH_3$ માં,આંતરઆણ્વીય બળો મુખ્યત્વે નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ બળો છે,જે આણ્વીય દળ વધવાની સાથે વધે છે $(PH_3 < AsH_3)$.
જોકે,$NH_3$ ના અણુઓ પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ દર્શાવે છે.
આ પ્રબળ હાઇડ્રોજન બંધને કારણે,$NH_3$ ની બાષ્પાયન એન્થાલ્પી $PH_3$ અને $AsH_3$ ની સરખામણીમાં ઘણી વધારે હોય છે.
તેથી,સાચો ચડતો ક્રમ $PH_3 < AsH_3 < NH_3$ છે.

(B) $1$. $NCl_3$ નું જળવિભાજન $NH_3$ અને $HOCl$ આપે છે $(NCl_3 + 3H_2O \rightarrow NH_3 + 3HOCl)$. આ વિધાન સાચું છે.
$2$. $NH_3$ એ $PH_3$ કરતા વધુ સ્થાયી છે કારણ કે $N$ પરમાણુના નાના કદને લીધે $N-H$ બંધ ઉર્જા $P-H$ બંધ ઉર્જા કરતા વધારે હોય છે. તેથી,$NH_3$ એ $PH_3$ કરતા ઓછો સ્થાયી છે તે વિધાન ખોટું છે.
$3$. $NH_3$ એ $PH_3$ કરતા નિર્બળ રિડક્શનકર્તા છે કારણ કે $P-H$ બંધ નિર્બળ હોય છે અને હાઇડ્રોજન મુક્ત કરવા માટે સરળતાથી તૂટી જાય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$4$. $NO$ વાયુ અવસ્થામાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે અનુચુંબકીય છે,પરંતુ ઘન અવસ્થામાં તે ડાયમર $(N_2O_2)$ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જે પ્રતિચુંબકીય છે. આ વિધાન સાચું છે.

(B) ફોસ્ફિન $(PH_3)$ પ્રયોગશાળામાં સફેદ ફોસ્ફરસને $CO_2$ ના નિષ્ક્રિય વાતાવરણમાં સાંદ્ર સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ ના દ્રાવણ સાથે ગરમ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$P_4 + 3NaOH + 3H_2O \rightarrow PH_3 + 3NaH_2PO_2$.

(C) $P_4O_6$ ની રચનામાં $P_4$ ચતુષ્ફલકીય હોય છે,જેમાં દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ $3$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ બે ફોસ્ફરસ પરમાણુઓ વચ્ચે સેતુ (bridge) તરીકે કાર્ય કરે છે ($P-O-P$ જોડાણ).
તેથી,દરેક ફોસ્ફરસ પરમાણુ $3$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે.

(B) $PCl_3$ ની પાણી સાથેની જળવિભાજન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$PCl_3 + 3H_2O \rightarrow H_3PO_3 + 3HCl$.
આ પ્રક્રિયામાં,$PCl_3$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફોસ્ફરસ એસિડ $(H_3PO_3)$ અને હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ $(HCl)$ બનાવે છે.

(A) ફોસ્ફરસના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં,કેલ્સિનેટેડ ફોસ્ફેટ ખડક (કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ) ને કોક અને રેતી સાથે $1773 \ K$ તાપમાને વિદ્યુતભઠ્ઠીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2Ca_3(PO_4)_2 + 6SiO_2 + 10C \rightarrow 6CaSiO_3 + 10CO + P_4$.
અહીં,$P_4$ (શ્વેત ફોસ્ફરસ) મુખ્ય નીપજ છે,જ્યારે $CaSiO_3$ (કેલ્શિયમ સિલિકેટ) સ્લેગ તરીકે મળે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ફોસ્ફરસ એ સાચી નીપજ છે.

(B) એમોનિયાની ક્લોરિન સાથેની પ્રક્રિયા પ્રક્રિયકોના જથ્થા પર આધાર રાખે છે.
જ્યારે એમોનિયા વધુ પ્રમાણમાં હોય,ત્યારે પ્રક્રિયા: $8NH_3 + 3Cl_2 \rightarrow 6NH_4Cl + N_2$ થાય છે.
જ્યારે ક્લોરિન વધુ પ્રમાણમાં હોય,ત્યારે પ્રક્રિયા: $NH_3 + 3Cl_2 \rightarrow NCl_3 + 3HCl$ થાય છે.
પ્રશ્નમાં વધુ પડતા ક્લોરિનનો ઉલ્લેખ હોવાથી,નીપજ નાઈટ્રોજન ટ્રાયક્લોરાઈડ $(NCl_3)$ અને હાઈડ્રોજન ક્લોરાઈડ $(HCl)$ મળે છે.

(D) ફોસ્ફરસના ઓક્સોએસિડની બેઝિકતા તેના બંધારણમાં રહેલા $P-OH$ સમૂહોની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. ઓર્થોફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ માં $3$ $P-OH$ સમૂહો છે,તેથી તે ટ્રાયબેઝિક છે.
$2$. હાઇપોફોસ્ફરસ એસિડ $(H_3PO_2)$ માં $1$ $P-OH$ સમૂહ છે,તેથી તે મોનોબેઝિક છે.
$3$. મેટાફોસ્ફોરિક એસિડ $(HPO_3)_n$ સામાન્ય રીતે પ્રતિ એકમ મોનોબેઝિક છે.
$4$. પાયરોફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_4P_2O_7)$ માં $4$ $P-OH$ સમૂહો છે,જે તેને ટેટ્રાબેઝિક એસિડ બનાવે છે.

(B) મેટાફોસ્ફોરિક એસિડને $(HPO_3)_n$ સૂત્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$HPO_3$ એ મેટાફોસ્ફોરિક એસિડનું પ્રમાણસૂચક સૂત્ર દર્શાવે છે.
$H_3PO_4$ એ ઓર્થોફોસ્ફોરિક એસિડ છે,$H_3PO_3$ એ ઓર્થોફોસ્ફોરસ એસિડ છે,અને $H_3PO_2$ એ હાઇપોફોસ્ફોરસ એસિડ છે.

(A) એસિડનો એનહાઇડ્રાઇડ એસિડમાંથી પાણીના અણુઓને દૂર કરીને મેળવવામાં આવે છે જ્યાં સુધી હાઇડ્રોજન બાકી ન રહે.
ઓર્થોફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ માટે:
$4H_3PO_4 \rightarrow 2P_2O_5 + 6H_2O$
કારણ કે $P_2O_5$ ડાયમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,તેનું સૂત્ર $P_4O_{10}$ છે.
આમ,$P_4O_{10}$ એ ઓર્થોફોસ્ફોરિક એસિડનો એનહાઇડ્રાઇડ છે.

(D) ઓર્થોફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ ને ગરમ કરતા તેનું નિર્જલીકરણ થાય છે.
$600\,^oC$ તાપમાને,તે પાણીના અણુઓ ગુમાવીને મેટાફોસ્ફોરિક એસિડ $(HPO_3)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $H_3PO_4 \xrightarrow{\Delta} HPO_3 + H_2O$.

(D) નાઈટ્રોજન પરિવાર (સમૂહ $15$) માં,જેમ આપણે સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ પરમાણ્વીય કદમાં વધારો અને આયનીકરણ ઉર્જામાં ઘટાડાને કારણે ધાત્વીય ગુણધર્મ વધે છે.
નાઈટ્રોજન અને ફોસ્ફરસ અધાતુઓ છે,આર્સેનિક અને એન્ટિમની અર્ધધાતુઓ છે,અને બિસ્મથ ધાતુ છે.
જ્યારે કોઈ ધાતુ અધાતુ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે ત્યારે આયનીય લાક્ષણિકતા જોવા મળે છે.
$NI_3$,$NF_3$,અને $NCl_3$ સહસંયોજક સંયોજનો છે કારણ કે નાઈટ્રોજન એક અધાતુ છે.
$BiF_3$ એ આયનીય સંયોજન છે કારણ કે બિસ્મથ એક ધાતુ છે અને ફ્લોરિન અત્યંત વિદ્યુતઋણ અધાતુ છે.

(D) $N_2O_4$ (ડાયનાઇટ્રોજન ટેટ્રોક્સાઇડ) અણુ બે $NO_2$ અણુઓના ડાયમરાઇઝેશનથી બને છે.
$NO_2$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે,જે તેને અનુચુંબકીય બનાવે છે.
જ્યારે બે $NO_2$ અણુઓ જોડાઈને $N_2O_4$ બનાવે છે,ત્યારે નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ પરના બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $N-N$ એકલ બંધ બનાવે છે.
પરિણામે,$N_2O_4$ માં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી,જે તેને પ્રતિચુંબકીય બનાવે છે.

(B) શુદ્ધ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ રંગવિહીન પ્રવાહી છે. જ્યારે તેને પ્રકાશમાં ખુલ્લું રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ફોટોકેમિકલ વિઘટન થઈને નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ $(NO_2)$,પાણી $(H_2O)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ બને છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ: $4HNO_3 \rightarrow 4NO_2 + 2H_2O + O_2$ છે.
કથ્થઈ રંગ $NO_2$ વાયુની હાજરીને કારણે હોય છે.

(A) $HNO_3$ (નાઈટ્રિક એસિડ) નું વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન $Ostwald$ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એમોનિયા $(NH_3)$ નું ઉદ્દીપકીય ઓક્સિડેશન કરીને નાઈટ્રિક ઓક્સાઈડ $(NO)$ મેળવવામાં આવે છે,જેનું ત્યારબાદ નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ $(NO_2)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
અંતે,$NO_2$ ને પાણીમાં શોષીને સારા પ્રમાણમાં $HNO_3$ મેળવવામાં આવે છે.

(C) નાઈટ્રોજન ટ્રાયહેલાઈડ્સની જળવિભાજન પ્રત્યેની સ્થિરતા મધ્યસ્થ પરમાણુ પર ખાલી $d$-કક્ષકોની હાજરી અને હેલોજન પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.
$NF_3$ એ એકમાત્ર નાઈટ્રોજન ટ્રાયહેલાઈડ છે જે સ્થાયી છે અને પાણી દ્વારા જળવિભાજન પામતું નથી.
આનું કારણ એ છે કે નાઈટ્રોજન પાસે પાણીના અણુમાંથી ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારવા માટે ખાલી $d$-કક્ષકો હોતી નથી,અને ફ્લોરિનની ઊંચી વિદ્યુતઋણતાને કારણે $N-F$ બંધ ખૂબ જ મજબૂત હોય છે,જે પાણીના અણુઓના હુમલાને મુશ્કેલ બનાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,અન્ય નાઈટ્રોજન ટ્રાયહેલાઈડ્સ જેવા કે $NCl_3$,$NBr_3$ અને $NI_3$ જળવિભાજન પામે છે કારણ કે મોટા હેલોજન પરમાણુઓ પ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવી શકે છે અથવા તેમની બંધ ઉર્જા ઓછી હોય છે.

(C) કાળો ફોસ્ફરસ એ ફોસ્ફરસનું સૌથી સ્થાયી અપરરૂપ છે.
તે બે સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે: $\alpha$-કાળો ફોસ્ફરસ અને $\beta$-કાળો ફોસ્ફરસ.
$\alpha$-કાળો ફોસ્ફરસ લાલ ફોસ્ફરસને સીલબંધ નળીમાં $803 \ K$ તાપમાને ગરમ કરવાથી બને છે.
$\beta$-કાળો ફોસ્ફરસ સફેદ ફોસ્ફરસને $473 \ K$ તાપમાને ઊંચા દબાણે ગરમ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
તેનું બંધારણ ગ્રેફાઇટ જેવું સ્તરીય હોય છે અને તેના સ્તરીય બંધારણમાં રહેલા અસ્થાનિકૃત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે તે વિદ્યુતનો સુવાહક છે.

(B) $P-H$ બંધની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે ફોસ્ફરસના આપેલા ઓક્સોએસિડની રચના તપાસીએ છીએ:
$1$. $H_3PO_2$ (હાયપોફોસ્ફરસ એસિડ): તેમાં બે $P-H$ બંધ અને એક $P=O$ બંધ હોય છે.
$2$. $H_3PO_3$ (ફોસ્ફરસ એસિડ): તેમાં એક $P-H$ બંધ અને એક $P=O$ બંધ હોય છે.
$3$. $H_3PO_4$ (ઓર્થોફોસ્ફોરિક એસિડ): તેમાં શૂન્ય $P-H$ બંધ અને એક $P=O$ બંધ હોય છે.
$4$. $H_4P_2O_7$ (પાયરોફોસ્ફોરિક એસિડ): તેમાં શૂન્ય $P-H$ બંધ હોય છે.
આમ,$H_3PO_2$ સૌથી વધુ $P-H$ બંધ (બે) ધરાવે છે.

(A) ખૂબ નીચા દબાણે $N_2$ વાયુમાંથી વિદ્યુત વિભાર પસાર કરીને સક્રિય નાઇટ્રોજન મેળવી શકાય છે.
આ પરિસ્થિતિમાં,$N_2$ અણુઓ અત્યંત સક્રિય નાઇટ્રોજન પરમાણુઓમાં વિભાજિત થાય છે,જેને સક્રિય નાઇટ્રોજન કહેવામાં આવે છે.

(C) $N_2O_4$ (ડાયનાઇટ્રોજન ટેટ્રોક્સાઇડ) એ બે એસિડ,નાઇટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ અને નાઇટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ નો મિશ્ર એનહાઈડ્રાઈડ છે.
તેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $N_2O_4 + H_2O \rightarrow HNO_2 + HNO_3$.

(D) નાઈટ્રોજન ટ્રાયહેલાઈડ્સ $(NX_3)$ ની બેઝિકતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર રહેલા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતા પર આધાર રાખે છે.
$NF_3$ માં,ફ્લોરિન પરમાણુ ખૂબ જ વધુ વિદ્યુતઋણ છે.
તે પ્રબળ $-I$ અસર દર્શાવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાને નાઈટ્રોજન પરમાણુથી દૂર પોતાની તરફ ખેંચે છે.
આ નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે,જેના કારણે $NF_3$ નાઈટ્રોજન ટ્રાયહેલાઈડ્સમાં સૌથી ઓછો બેઝિક બને છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) $P_4O_{10}$ (ફોસ્ફરસ પેન્ટોક્સાઇડ) દ્વારા $HNO_3$ (નાઈટ્રિક એસિડ) નું નિર્જલીકરણ એ $N_2O_5$ (ડાયનાઈટ્રોજન પેન્ટોક્સાઇડ) બનાવવાની પ્રમાણિત પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયાનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$4HNO_3 + P_4O_{10} \rightarrow 2N_2O_5 + 4HPO_3$.

(D) $NH_4Cl$ ને ગરમ કરતા $NH_3$ અને $HCl$ મળે છે.
$(NH_4)_2SO_4$ ને ગરમ કરતા $NH_3$ અને $H_2SO_4$ મળે છે.
$NH_4H_2PO_4$ ને ગરમ કરતા $NH_3$ અને $H_3PO_4$ મળે છે.
$NH_4NO_2$ (એમોનિયમ નાઈટ્રાઈટ) ને ગરમ કરતા તેનું ઉષ્મીય વિઘટન થઈને નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ અને પાણી $(H_2O)$ મળે છે,એમોનિયા $(NH_3)$ મળતો નથી.
પ્રક્રિયા: $NH_4NO_2 \rightarrow N_2 + 2H_2O$.

(B) એમોનિયા $(NH_3)$ એ બેઝિક વાયુ છે. તેને શુષ્ક બનાવવા માટે બેઝિક શુષ્કકારક પદાર્થનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.
$P_4O_{10}$ એસિડિક છે,$H_2SO_4$ એસિડિક છે,અને $CaCl_2$ એ $NH_3$ સાથે સંયોજન $(CaCl_2 \cdot 8NH_3)$ બનાવે છે.
તેથી,ક્વિકલાઈમ $(CaO)$ નો ઉપયોગ એમોનિયા માટે શુષ્કકારક તરીકે થાય છે કારણ કે તે બેઝિક છે અને $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.

(C) ચક્રીય મેટાફોસ્ફોરિક એસિડને $(HPO_3)_3$ સૂત્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જેને ટ્રાયમેટાફોસ્ફોરિક એસિડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તેની ચક્રીય રચનામાં,ત્રણ $PO_4$ ટેટ્રાહેડ્રા ઓક્સિજન પરમાણુઓ શેર કરીને એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.
આ રચનામાં છ-સભ્યની રીંગ હોય છે જેમાં વૈકલ્પિક ફોસ્ફરસ અને ઓક્સિજન પરમાણુઓ $(P-O-P-O-P-O)$ હોય છે.
આ ચક્રીય રચનામાં,$3$ $P-O-P$ બંધ જોવા મળે છે.

(C) બ્રાઉન રિંગ કસોટીનો ઉપયોગ દ્રાવણમાં નાઈટ્રેટ આયનો $(NO_3^-)$ ની હાજરી ચકાસવા માટે થાય છે.
જ્યારે $FeSO_4$ ને નાઈટ્રેટ આયનો ધરાવતા દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ કસનળીની બાજુઓ પરથી સાંદ્ર $H_2SO_4$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે બે સ્તરોના સંગમ પર બ્રાઉન રિંગ બને છે.
આ બ્રાઉન રિંગ $[Fe(H_2O)_5(NO)]SO_4$ સંકીર્ણના નિર્માણને કારણે હોય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,નાઈટ્રેટ આયનનું નાઈટ્રિક ઓક્સાઈડ $(NO)$ માં રિડક્શન થાય છે,જે પછી જલીય ફેરસ આયન સાથે પ્રક્રિયા કરીને બ્રાઉન રંગનું સંકીર્ણ બનાવે છે.

(B) શુદ્ધ $N_2$ સોડિયમ એઝાઈડ અથવા બેરિયમ એઝાઈડના ઉષ્મીય વિઘટન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. જોકે,પ્રયોગશાળામાં તે સામાન્ય રીતે એમોનિયમ ક્લોરાઈડ $(NH_4Cl)$ અને સોડિયમ નાઈટ્રાઈટ $(NaNO_2)$ ના જલીય દ્રાવણની પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે:
$NH_4Cl(aq) + NaNO_2(aq) \rightarrow N_2(g) + 2H_2O(l) + NaCl(aq)$.