Nitrogen family Questions in Hindi

(C) लोहा $(Fe)$ सांद्र नाइट्रिक एसिड $(conc. HNO_3)$ के साथ उपचारित करने पर निष्क्रिय हो जाता है।
इसका कारण धातु की सतह पर ऑक्साइड $(Fe_2O_3)$ की एक पतली,सुरक्षात्मक और अक्रियाशील परत का बनना है,जो एसिड के साथ आगे की प्रतिक्रिया को रोकता है।

(A) मर्करी $(II)$ क्लोराइड गैसीय अमोनिया के साथ अभिक्रिया करके अमीनो मर्करी $(II)$ क्लोराइड का सफेद अवक्षेप बनाता है,जिसे इनफ्यूजिबल व्हाइट प्रेसिपिटेट भी कहा जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया है: $HgCl_2 + 2NH_3 \rightarrow Hg(NH_2)Cl + NH_4Cl$.

(A) चांदी तनु नाइट्रिक एसिड के साथ अभिक्रिया करके नाइट्रिक ऑक्साइड $(NO)$ गैस मुक्त करती है।
$3Ag + 4HNO_3 (\text{dil}) \rightarrow 3AgNO_3 + 2H_2O + NO \uparrow$

(A) वायुमंडल मुख्य रूप से डाइनाइट्रोजन $(N_2)$ और डाइऑक्सीजन $(O_2)$ से बना है।
$N_2$ में एक बहुत मजबूत त्रि-आबंध $(N \equiv N)$ होता है,जिसे तोड़ने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है (उच्च वियोजन ऊर्जा)।
इसलिए,$N_2$ और $O_2$ के बीच की अभिक्रिया अत्यधिक ऊष्माशोषी है और यह केवल बहुत उच्च तापमान पर ही होती है (जैसे,बिजली कड़कने के दौरान या आंतरिक दहन इंजनों में)।
$N_{2(g)} + O_{2(g)} \xrightarrow{3000\,^{\circ}C} 2 NO_{(g)}$

(A) सफेद फास्फोरस $CS_2$ में घुलनशील है,जबकि लाल फास्फोरस $CS_2$ में अघुलनशील है। इसलिए,यह कथन कि दोनों $CS_2$ में घुलनशील हैं,गलत है।

(C) समूह में ऊपर से नीचे जाने पर धात्विक गुण बढ़ने के कारण ऑक्साइड की अम्लीयता घटती है। इसलिए,$As$ के ऑक्साइड $P$ के ऑक्साइड की तुलना में कम अम्लीय होते हैं।
इसके अलावा,एक ही तत्व के लिए,केंद्रीय परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ने के साथ अम्लीयता बढ़ती है।
दिए गए ऑक्साइड की तुलना करने पर:
$P_4O_{10}$ ($P$ $+5$ अवस्था में) $P_4O_6$ ($P$ $+3$ अवस्था में) से अधिक अम्लीय है।
$As_4O_{10}$ ($As$ $+5$ अवस्था में) $As_4O_6$ ($As$ $+3$ अवस्था में) से अधिक अम्लीय है।
चूंकि $As$,$P$ की तुलना में कम विद्युत ऋणात्मक है,इसलिए दिए गए विकल्पों में $As_4O_6$ सबसे कम अम्लीय है।

(C) काला फास्फोरस मानक स्थितियों के तहत फास्फोरस का सबसे अधिक स्थिर और अक्रिय अपरूप है।

(A) $PH_3$,$NH_3$ की तुलना में कम क्षारीय है क्योंकि $P$ पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म एक बड़ी कक्षक में होता है,जिससे यह दान के लिए कम उपलब्ध होता है। इसके अतिरिक्त,$P-H$ बंध कमजोर होने के कारण $PH_3$,$NH_3$ की तुलना में एक प्रबल अपचायक के रूप में कार्य करता है।

(A) समूह $15$ के तत्वों के ऑक्साइड के लिए,समूह में नीचे जाने पर अम्लीय शक्ति घटती जाती है।
चूंकि $P$ समूह में सबसे ऊपर है,इसलिए दिए गए विकल्पों में इसका ऑक्साइड $P_2O_3$ सबसे अधिक अम्लीय है।

(B) नाइट्रोजन अपने छोटे आकार के कारण प्रभावी $p\pi - p\pi$ अतिव्यापन (overlapping) द्वारा एक स्थिर $N \equiv N$ त्रि-आबंध बनाता है।
फास्फोरस के मामले में,परमाणु का आकार बड़ा होने के कारण $p\pi - p\pi$ अतिव्यापन प्रभावी नहीं होता है।
इसलिए,फास्फोरस $P \equiv P$ त्रि-आबंध बनाने के बजाय तीन $P-P$ एकल आबंध बनाना पसंद करता है।
परिणामस्वरूप,फास्फोरस $P_4$ अणुओं के रूप में मौजूद होता है जहाँ प्रत्येक फास्फोरस परमाणु एकल आबंधों द्वारा जुड़ा होता है।

(D) $N \equiv N$ त्रि-बंध की बहुत उच्च बंध वियोजन ऊर्जा के कारण नाइट्रोजन रासायनिक रूप से अक्रिय है।

(C) ऑक्सोएसिड वह अम्ल है जिसमें ऑक्सीजन होता है।
$H_3PO_3$ (फास्फोरस अम्ल) में ऑक्सीजन होता है,इसलिए यह एक ऑक्सोएसिड है।
$Ba(OH)_2$ और $Mg(OH)_2$ क्षारीय हाइड्रॉक्साइड हैं।
$HCl$ एक बाइनरी अम्ल (हाइड्रासिड) है और इसमें ऑक्सीजन नहीं होता है।

(A) फास्फोरस ट्राइऑक्साइड $(P_4O_6)$ की संरचना में $4$ फास्फोरस परमाणु एक चतुष्फलक के कोनों पर स्थित होते हैं,जिसमें $6$ ऑक्सीजन परमाणु $P-P$ किनारों को जोड़ते हैं,जिससे इसमें $6$ $P - O - P$ ब्रिज बनते हैं।
इसी प्रकार,फास्फोरस पेंटोक्साइड $(P_4O_{10})$ की संरचना में भी $4$ फास्फोरस परमाणु चतुष्फलक के कोनों पर होते हैं,जिसमें $6$ ऑक्सीजन परमाणु $P-P$ किनारों को जोड़ते हैं और $4$ अतिरिक्त ऑक्सीजन परमाणु प्रत्येक फास्फोरस से द्वि-आबंध द्वारा जुड़े होते हैं,जिससे इसमें भी $6$ $P - O - P$ ब्रिज होते हैं।
अतः,दोनों में $6$ $P - O - P$ ब्रिज होते हैं।

(C) $KNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के बीच अभिक्रिया से $HNO_3$ उत्पन्न होता है:
$KNO_3 + H_2SO_4 \xrightarrow{\Delta} KHSO_4 + HNO_3$
आगे गर्म करने पर,$HNO_3$ का तापीय अपघटन होता है जिससे नाइट्रोजन डाइऑक्साइड $(NO_2)$ का भूरा धुआं निकलता है:
$4HNO_3 \xrightarrow{\Delta} 4NO_2 + 2H_2O + O_2$
अतः,भूरा धुआं $NO_2$ के कारण होता है।

(B) सफेद फास्फोरस $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके $PH_3$ उत्पन्न करता है।
$Ca_3P_2$ का जल-अपघटन होने पर $PH_3$ प्राप्त होता है।
$PH_4I$,$KOH$ के साथ अभिक्रिया करके $PH_3$ देता है।
लाल फास्फोरस क्षार के प्रति अक्रिय होता है और $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके $PH_3$ नहीं देता है।

(C) जब सफेद फास्फोरस $(P_4)$ को कास्टिक सोडा $(NaOH)$ के प्रबल विलयन के साथ उबाला जाता है,तो यह असमानुपातन (disproportionation) अभिक्रिया द्वारा फास्फीन $(PH_3)$ और सोडियम हाइपोफास्फाइट $(NaH_2PO_2)$ बनाता है।
रासायनिक समीकरण: $P_4 + 3NaOH + 3H_2O \to PH_3 + 3NaH_2PO_2$.
अतः,उत्पादित पदार्थ फास्फीन $(PH_3)$ है।

(D) अक्रिय युग्म प्रभाव (inert pair effect) के कारण,समूह $15$ में नीचे जाने पर $+5$ ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता कम हो जाती है।
$Bi$ (बिस्मथ) समूह का सबसे भारी तत्व है,और इसकी $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था इसकी $+5$ ऑक्सीकरण अवस्था की तुलना में बहुत अधिक स्थिर है।
इसलिए,$Bi$ सामान्य परिस्थितियों में $BiF_5$ जैसा स्थिर पेंटाहेलाइड नहीं बनाता है; इसके बजाय,यह ट्राईहेलाइड बनाना पसंद करता है।

(A) समूह $15$ के हाइड्राइड्स $(NH_3, PH_3, AsH_3, SbH_3, BiH_3)$ में,समूह में नीचे जाने पर क्षारीय शक्ति घटती है।
इसका कारण यह है कि $N$ $(NH_3)$ में केंद्रीय परमाणु पर मौजूद लोन पेयर एक छोटी कक्षा में अधिक केंद्रित होती है,जिससे यह दान करने के लिए सबसे अधिक उपलब्ध होती है।
इसलिए,$NH_3$ (अमोनिया) सबसे अधिक क्षारीय यौगिक है।

(B) जैसे-जैसे हम समूह में नीचे जाते हैं,केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता कम होती जाती है।
परिणामस्वरूप,इलेक्ट्रॉन का बंध युग्म केंद्रीय परमाणु से दूर चला जाता है।
इसके परिणामस्वरूप $H-M-H$ बंध कोण में कमी आती है,जो $90^o$ के करीब पहुंच जाता है।
यह दर्शाता है कि $M-H$ बंधन में लगभग शुद्ध $p$-कक्षकों का उपयोग होता है,क्योंकि इसमें संकरण बहुत कम होता है।

(A) दिए गए ऑक्सोअम्लों में फास्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्थाएं इस प्रकार हैं:
$1$. हाइपोफास्फोरस अम्ल $(H_3PO_2)$: $3(+1) + x + 2(-2) = 0 \implies x = +1$.
$2$. ऑर्थोफास्फोरिक अम्ल $(H_3PO_4)$: $3(+1) + x + 4(-2) = 0 \implies x = +5$.
$3$. पायरोफास्फोरिक अम्ल $(H_4P_2O_7)$: $4(+1) + 2x + 7(-2) = 0 \implies 2x = +10 \implies x = +5$.
$4$. मेटाफास्फोरिक अम्ल $(HPO_3)$: $1(+1) + x + 3(-2) = 0 \implies x = +5$.
अतः,हाइपोफास्फोरस अम्ल में फास्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्था सबसे कम $+1$ है।

(D) नाइट्रोजन $-3$ से $+5$ की सीमा में विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है।

(C) $NCl_3$ का जल-अपघटन होकर $NH_3$ और $HOCl$ प्राप्त होता है $(NCl_3 + 3H_2O \rightarrow NH_3 + 3HOCl)$।
$P$ परमाणु की तुलना में $N$ परमाणु का आकार छोटा होने के कारण $PH_3$,$NH_3$ से कम स्थायी है।
$N-H$ बंध $P-H$ बंध की तुलना में अधिक मजबूत होता है,इसलिए $NH_3$,$PH_3$ की तुलना में दुर्बल अपचायक है।
नाइट्रिक ऑक्साइड $(NO)$ गैसीय अवस्था में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन के कारण अनुचुंबकीय (paramagnetic) होता है,लेकिन ठोस अवस्था में यह द्विलक $(N_2O_2)$ बनाता है,जो प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) होता है।

(B) फॉस्फीन $(PH_3)$ को सफेद फास्फोरस को $CO_2$ के अक्रिय वातावरण में सांद्र सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ के घोल के साथ गर्म करके तैयार किया जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$P_4 + 3NaOH + 3H_2O \to 3NaH_2PO_2 + PH_3$
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) $P_4O_6$ की संरचना में चार फास्फोरस परमाणु एक चतुष्फलक के कोनों पर स्थित होते हैं। प्रत्येक फास्फोरस परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जो फास्फोरस परमाणुओं के बीच सेतु (bridge) का कार्य करते हैं। अतः,प्रत्येक फास्फोरस परमाणु $3$ ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।

(B) फास्फोरस ट्राइक्लोराइड $(PCl_3)$ का पानी के साथ जल-अपघटन इस प्रकार होता है:
$PCl_3 + 3H_2O \to H_3PO_3 + 3HCl$
नोट: $PCl_3$ पानी के साथ अभिक्रिया करके फास्फोरस अम्ल $(H_3PO_3)$ और हाइड्रोजन क्लोराइड $(HCl)$ बनाता है।

(B) मेटाफॉस्फोरिक अम्ल का सूत्र $HPO_3$ है। यह ऑर्थोफॉस्फोरिक अम्ल $(H_3PO_4)$ के निर्जलीकरण द्वारा बनता है।

(B) ऑर्थोफॉस्फोरिक अम्ल का रासायनिक सूत्र $H_3PO_4$ है।
इसकी संरचना में तीन $P-OH$ बंध होते हैं।
किसी ऑक्सोअम्ल की क्षारकता उसकी संरचना में उपस्थित $P-OH$ समूहों की संख्या द्वारा निर्धारित की जाती है,क्योंकि ये हाइड्रोजन परमाणु आयनित हो सकते हैं।
चूंकि $H_3PO_4$ में तीन $P-OH$ समूह होते हैं,इसलिए यह ट्राईबेसिक (tribasic) है,जिसका अर्थ है कि इसकी क्षारकता $3$ है।

(A) फॉस्फोरस पेंटोक्साइड की जल के साथ अभिक्रिया इस प्रकार है:
$P_4O_{10} + 6H_2O \to 4H_3PO_4$
यहाँ,$H_3PO_4$ ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड है।
अतः,$P_4O_{10}$ ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड का एनहाइड्राइड है।

(C) नाइट्रोजन $(N)$ का परमाणु क्रमांक $7$ है।
नाइट्रोजन समूह $15$ में आता है। समूह के सदस्यों के परमाणु क्रमांक ज्ञात करने के लिए मैजिक नंबर $8, 18, 18, 32$ जोड़े जाते हैं।
प्रथम सदस्य $(N)$: $Z = 7$
द्वितीय सदस्य $(P)$: $Z = 7 + 8 = 15$
तृतीय सदस्य $(As)$: $Z = 15 + 18 = 33$
अतः,तीसरे सदस्य का परमाणु क्रमांक $33$ है।

(C) आणविक सूत्र $H_3PO_2$ हाइपोफास्फोरस अम्ल का है।
इसकी संरचना में केवल एक $P-OH$ बंध होता है,जिसका अर्थ है कि केवल एक हाइड्रोजन परमाणु आयनित हो सकता है।
इसलिए,इसकी क्षारकता $1$ (मोनोबेसिक) है।

(A) हाइपोफॉस्फोरस अम्ल,जिसे फॉस्फिनिक अम्ल के रूप में भी जाना जाता है,का रासायनिक सूत्र $H_3PO_2$ है।
इसकी संरचना में,फास्फोरस परमाणु एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ द्वि-आबंध $(P=O)$,दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ सीधे आबंध $(P-H)$ और एक हाइड्रॉक्सिल समूह $(P-OH)$ से जुड़ा होता है।
यह संरचना विकल्प $A$ में दर्शाई गई है।

(D) जब ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड $(H_3PO_4)$ को उच्च तापमान (लगभग $600 \ ^oC$) पर गर्म किया जाता है,तो यह निर्जलीकरण (dehydration) के माध्यम से मेटाफॉस्फोरिक एसिड $(HPO_3)$ बनाता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$H_3PO_4 \xrightarrow{600 \ ^oC} HPO_3 + H_2O$

(C) $N_2O_5$ एक रंगहीन,प्रस्वेदी आयनिक ठोस है।

(B) शुद्ध $HNO_3$ एक रंगहीन द्रव है। प्रकाश के संपर्क में आने पर,यह अपघटित होकर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड $(NO_2)$ बनाता है,जो शेष $HNO_3$ में घुल जाता है और इसे हल्का भूरा रंग प्रदान करता है।
अपघटन अभिक्रिया इस प्रकार है:
$4HNO_3 \xrightarrow{hv} 4NO_2 + O_2 + 2H_2O$

(A) $HNO_3$ का उत्पादन ओस्टवाल्ड प्रक्रिया द्वारा करने से अच्छी मात्रा में उत्पाद प्राप्त होता है।

(C) $NF_3$ नाइट्रोजन का एकमात्र स्थिर ट्राईहैलाइड है।
इसका पानी द्वारा जल-अपघटन नहीं होता है क्योंकि $N-F$ बंध बहुत मजबूत होता है और नाइट्रोजन परमाणु तीन फ्लोरीन परमाणुओं द्वारा त्रिविम बाधा (steric hindrance) से घिरा होता है।
इसके अतिरिक्त,फ्लोरीन की उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण,नाइट्रोजन पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) दान करने के लिए आसानी से उपलब्ध नहीं होता है,जिससे यह एक बहुत ही कमजोर दाता बन जाता है।

(C) फास्फोरस के अपरूपों में,$Black \ phosphorus$ (काला फास्फोरस) सबसे अधिक स्थिर और कम सक्रिय रूप है।
इसकी संरचना $Graphite$ (ग्रेफाइट) के समान परतदार होती है,जिसके कारण यह विद्युत का चालन कर सकता है।

(B) $P-H$ बंधों की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम फास्फोरस के दिए गए ऑक्सोएसिड की संरचनाओं की जांच करते हैं:
$1$. $H_4P_2O_7$ (पायरोफॉस्फोरिक एसिड): इसमें शून्य $P-H$ बंध होते हैं।
$2$. $H_3PO_2$ (हाइपोफॉस्फोरस एसिड): इसमें दो $P-H$ बंध होते हैं।
$3$. $H_3PO_3$ (फॉस्फोरस एसिड): इसमें एक $P-H$ बंध होता है।
$4$. $H_3PO_4$ (ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड): इसमें शून्य $P-H$ बंध होते हैं।
इनकी तुलना करने पर,$H_3PO_2$ में $P-H$ बंधों की संख्या सबसे अधिक,यानी $2$ है।

(A) सक्रिय नाइट्रोजन को विद्युत स्पार्क से बहुत कम दबाव ($2 \ mm$ $Hg$ दबाव) पर $N_2$ गैस गुजारकर प्राप्त किया जा सकता है।

(C) $N_2O_4$ नाइट्रस अम्ल $(HNO_2)$ और नाइट्रिक अम्ल $(HNO_3)$ का मिश्रित एनहाइड्राइड है।
रासायनिक अभिक्रिया:
$N_2O_4 + H_2O \to HNO_2 + HNO_3$

(A) $N_2O_3$ एक अम्लीय ऑक्साइड है और यह $HNO_2$ का एनहाइड्राइड है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2HNO_2 \to N_2O_3 + H_2O$

(A) नाइट्रिक अम्ल $(HNO_3)$ और फास्फोरस पेंटोक्साइड $(P_4O_{10})$ के बीच की अभिक्रिया एक निर्जलीकरण (dehydration) अभिक्रिया है।
$P_4O_{10}$ एक शक्तिशाली निर्जलीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$4HNO_3 + P_4O_{10} \to 2N_2O_5 + 4HPO_3$
अतः,प्राप्त उत्पाद डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड $(N_2O_5)$ है।

(D) $NH_4NO_2$ को गर्म करने पर नाइट्रोजन गैस निकलती है,अमोनिया नहीं।
अभिक्रिया: $NH_4NO_2 \to N_2 + 2H_2O$.
इसके विपरीत,क्षारीय $NH_4Cl$ और $(NH_4)_2SO_4$ गर्म करने पर $NH_3$ उत्पन्न करते हैं।

(C) $FeSO_4$,$NO$ के साथ अभिक्रिया करके एक जलयोजित नाइट्रोसिल संकुल $[Fe(H_2O)_5NO]SO_4$ बनाता है,जो परीक्षण में देखे गए भूरे वलय के लिए उत्तरदायी है।

(B) शुद्ध $N_2$ गैस सोडियम एज़ाइड या बेरियम एज़ाइड के तापीय अपघटन द्वारा प्राप्त की जाती है। हालांकि,प्रयोगशाला में इसे अमोनियम क्लोराइड और सोडियम नाइट्राइट के जलीय घोल को गर्म करके तैयार किया जाता है:
$NH_4Cl(aq) + NaNO_2(aq) \to N_2(g) + 2H_2O(l) + NaCl(aq)$
यह अभिक्रिया शुद्ध $N_2$ गैस उत्पन्न करती है।

(B) नाइट्रोजन में बंधन के लिए $d-$ कक्षक उपलब्ध नहीं होते हैं,यही कारण है कि यह अपने अष्टक का विस्तार नहीं कर सकता है।

(C) $N_2O$ (नाइट्रस ऑक्साइड) $N \equiv N^+ - O^- \leftrightarrow N^- = N^+ = O$ संरचना वाला एक रेखीय अणु है।
अतः,विकल्प $C$ में दिया गया कथन कि यह एक रेखीय अणु नहीं है,गलत है।

(D) $NH_3$ (अमोनिया) का उपयोग कोल्ड स्टोरेज में रेफ्रिजरेंट के रूप में और ओस्टवाल्ड प्रक्रिया द्वारा नाइट्रिक एसिड $(HNO_3)$ के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है।
इसका उपयोग दवाओं में एनेस्थेटिक के रूप में नहीं किया जाता है।

(C) कथन $C$ गलत है क्योंकि सुपर फॉस्फेट ऑफ लाइम का सही सूत्र $Ca(H_2PO_4)_2$ और $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ है,न कि $Ca(H_2SO_4)_2$।