Nitrogen family Questions in Hindi

(A) समूह $15$ के तत्वों के लिए विद्युत ऋणात्मकता $(EN)$ मान इस प्रकार हैं:

तत्व	$EN$
$N$	$3.0$
$P$	$2.1$
$As$	$2.0$
$Sb$	$1.9$
$Bi$	$1.9$

यह दिया गया है कि $EN(X)$ और $EN(P)$ के बीच का अंतर $EN(P)$ और $EN(Y)$ के बीच के अंतर से अधिक है।
मान लीजिए $X = N$ $(EN = 3.0)$ और $Y = As$ $(EN = 2.0)$।
$|EN(N) - EN(P)| = |3.0 - 2.1| = 0.9$
$|EN(P) - EN(As)| = |2.1 - 2.0| = 0.1$
चूंकि $0.9 > 0.1$,इसलिए शर्त पूरी होती है। अतः,$X$ का मान $N$ है और $Y$ का मान $As$ है।

(A) स्थायित्व: केंद्रीय परमाणु का आकार बढ़ने के साथ बंध वियोजन एन्थैल्पी घटती है,इसलिए स्थायित्व घटता है: $NH_{3} > PH_{3} > AsH_{3} > SbH_{3} > BiH_{3}$। अतः,कथन $A$ सही है।
क्षारीयता: आकार बढ़ने के साथ केंद्रीय परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व घटता है,इसलिए क्षारीयता घटती है: $NH_{3} > PH_{3} > AsH_{3} > SbH_{3} > BiH_{3}$। अतः,कथन $B$ सही है।
अपचायक गुण: जैसे-जैसे स्थायित्व घटता है,$H_{2}$ मुक्त करने की प्रवृत्ति बढ़ती है,इसलिए अपचायक गुण बढ़ता है: $NH_{3} < PH_{3} < AsH_{3} < SbH_{3} < BiH_{3}$। अतः,कथन $C$ सही है।
क्वथनांक: हाइड्रोजन बंध के कारण $NH_{3}$ का क्वथनांक $PH_{3}$ से अधिक होता है। क्रम $PH_{3} < AsH_{3} < NH_{3} < SbH_{3} < BiH_{3}$ है। अतः,कथन $D$ गलत है।

(B) कथन-$I$: दिए गए तत्वों के लिए विद्युत ऋणात्मकता का क्रम $N > P > As > Sb$ है। अतः,$X = N$ (सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक) और $Y = Sb$ (सबसे कम विद्युत ऋणात्मक) है। ऑक्साइड $N_{2}O_{3}$ अम्लीय है,और $Sb_{2}O_{3}$ उभयधर्मी है। इसलिए,कथन-$I$ सही है।
कथन-$II$: $BCl_{3}$ सहसंयोजक है और पानी में जल-अपघटन करके बोरिक अम्ल,$B(OH)_{3}$ (या $H_{3}BO_{3}$) और $HCl$ बनाता है। अभिक्रिया $BCl_{3} + 3H_{2}O \rightarrow B(OH)_{3} + 3HCl$ है। कथन में दावा किया गया है कि यह $[B(OH)_{4}]^{-}$ और $[B(H_{2}O)_{6}]^{3+}$ उत्पन्न करता है,जो गलत है। इसलिए,कथन-$II$ गलत है।

(C) कथन $I$: $HX$ में बंध लंबाई हैलोजन का आकार बढ़ने के साथ बढ़ती है $(HF < HCl < HBr < HI)$। सबसे लंबा बंध $I$ बनाता है,जिसकी सहसंयोजक त्रिज्या सबसे बड़ी होती है,सबसे छोटी नहीं। अतः,कथन $I$ असत्य है।
कथन $II$: समूह $15$ के हाइड्राइडों के लिए क्वथनांक का क्रम $PH_3 < AsH_3 < NH_3 < SbH_3 < BiH_3$ है। सबसे कम क्वथनांक वाला हाइड्राइड $PH_3$ है। तत्व $E$ फास्फोरस $(P)$ है। फास्फोरस की अधिकतम सहसंयोजकता $6$ होती है (जैसे $[PF_6]^-$ में),$4$ नहीं। अतः,कथन $II$ असत्य है।

(C) $EH_{3}$ की क्षारीय माध्यम में $K_{2}HgI_{4}$ (नेसलर अभिकर्मक) के साथ अभिक्रिया करके बेसिक मरकरी$(II)$एमिडो-आयोडाइड का भूरा अवक्षेप प्राप्त करना अमोनिया $(NH_{3})$ के लिए एक विशिष्ट परीक्षण है।
अतः,तत्व $E$ नाइट्रोजन $(N)$ है।
समूह $13, 14, 15$ और $16$ के पहले तत्वों के लिए प्रथम आयनन एन्थैल्पी मान $B$ $(801 \ kJ \ mol^{-1})$,$C$ $(1086 \ kJ \ mol^{-1})$,$N$ $(1402 \ kJ \ mol^{-1})$ और $O$ $(1314 \ kJ \ mol^{-1})$ हैं।
चूंकि $E$ नाइट्रोजन $(N)$ है,इसलिए इसकी प्रथम आयनन एन्थैल्पी $1402 \ kJ \ mol^{-1}$ है।

(C) $1$. अपचायक प्रकृति: समूह में नीचे जाने पर बंध वियोजन ऊर्जा घटती है $(NH_3 > PH_3 > AsH_3 > SbH_3 > BiH_3)$,इसलिए अपचायक प्रकृति $NH_3$ से $BiH_3$ तक बढ़ती है। ($A$ सही है)।
$2$. एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म दान करने की प्रवृत्ति: समूह में नीचे जाने पर केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता घटती है और आकार बढ़ता है,जिससे एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म अधिक विसरित (diffuse) हो जाता है। अतः,क्षारीयता (एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म दान करने की प्रवृत्ति) $NH_3$ से $BiH_3$ तक घटती है। ($B$ सही है)।
$3$. स्थिरता: समूह में नीचे जाने पर $E-H$ बंध लंबाई बढ़ने के कारण बंध वियोजन ऊर्जा घटती है,इसलिए तापीय स्थिरता $NH_3$ से $BiH_3$ तक घटती है। ($C$ सही है)।
$4$. बंध कोण: बंध कोण केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे विद्युत ऋणात्मकता घटती है,बंध युग्म केंद्रीय परमाणु से दूर हो जाते हैं,जिससे बंध कोण कम हो जाता है। क्रम: $NH_3 (107.8^{\circ}) > PH_3 (93.6^{\circ}) > AsH_3 (91.8^{\circ}) > SbH_3 (91.3^{\circ})$ है। ($D$ सही है)।
अतः,सभी कथन $A, B, C$ और $D$ सही हैं।

(A) भूरे वलय का परीक्षण (brown ring test) एक मानक प्रयोगशाला परीक्षण है जिसका उपयोग विलयन में नाइट्रेट आयनों $(NO_3^-)$ की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है।
जब नाइट्रेट आयनों वाले विलयन में ताज़ा तैयार फेरस सल्फेट $(FeSO_4)$ का विलयन मिलाया जाता है,और उसके बाद परखनली की दीवारों के सहारे सावधानीपूर्वक सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ डाला जाता है,तो दोनों द्रवों के अंतरापृष्ठ पर एक भूरा वलय बनता है।
इस रासायनिक अभिक्रिया में $Fe^{2+}$ आयनों द्वारा नाइट्रेट आयनों का नाइट्रिक ऑक्साइड $(NO)$ में अपचयन (reduction) होता है।
$NO_3^- + 3Fe^{2+} + 4H^+ \rightarrow NO + 3Fe^{3+} + 2H_2O$
इसके बाद नाइट्रिक ऑक्साइड $(NO)$ जलयोजित फेरस सल्फेट संकुल के साथ अभिक्रिया करके भूरे रंग का नाइट्रोसो-फेरस सल्फेट संकुल $[Fe(H_2O)_5(NO)]SO_4$ बनाता है।
अतः,गैस '$X$' $NO$ है और यौगिक '$Y$' $[Fe(H_2O)_5(NO)]SO_4$ है।

(D) कथन $A$ सही है: नाइट्रोजन के यौगिक जो मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्थाओं जैसे $+1, +2, +3, +4$ में होते हैं,वे सामान्यतः अस्थिर होते हैं और अम्लीय माध्यम में असमानुपातन (disproportionation) दर्शाते हैं।
कथन $B$ गलत है: नाइट्रोजन $ppi-ppi$ बहु-आबंध बनाता है,न कि $dpi-ppi$ बहु-आबंध,क्योंकि इसमें $d$-कक्षकों का अभाव होता है।
कथन $C$ गलत है: नाइट्रोजन परमाणुओं के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों के बीच उच्च अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण के कारण $N-N$ एकल आबंध $P-P$ एकल आबंध की तुलना में कमजोर होता है।
कथन $D$ गलत है: समूह में नीचे जाने पर घनत्व बढ़ता है क्योंकि आयतन की तुलना में परमाणु द्रव्यमान में काफी वृद्धि होती है।
कथन $E$ सही है: नाइट्रोजन की संयोजकता कोश में $d$-कक्षकों का अभाव होता है,इसलिए यह आबंधन के लिए केवल एक $s$ और तीन $p$ कक्षकों का उपयोग कर सकता है,जो इसकी अधिकतम सहसंयोजकता को $4$ तक सीमित करता है (उदाहरण के लिए,$NH_{4}^{+}$ में)।
अतः,कथन $A$ और $E$ सही हैं।

(C) पॉलिंग पैमाने पर $Ge$ की विद्युतऋणात्मकता $2.0$ है। समूह $13$ के तत्वों में,बोरॉन $(B)$ की विद्युतऋणात्मकता $2.0$ है।
हालाँकि,समूह $13$ के रसायन विज्ञान के संदर्भ में,वर्णित गुण ($M^{3+}$ की ऑक्सीकरण प्रकृति और धनात्मक अपचयन विभव) थैलियम $(Tl)$ जैसे भारी तत्वों की विशेषता हैं।
अक्रिय युग्म प्रभाव (inert pair effect) के कारण $Tl^{3+}$ एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक है,जो $Tl^+$ को $Tl^{3+}$ से अधिक स्थिर बनाता है।
इस प्रकार,$Tl^{3+}$ एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है ($B$ सही है) और इसका मानक इलेक्ट्रोड विभव धनात्मक होता है ($D$ सही है)।
अतः,कथन $B$ और $D$ सही हैं।

(C) नाइट्रोजन का परमाणु आकार छोटा और उच्च विद्युत ऋणात्मकता होती है,जो इसे स्वयं के साथ स्थिर $p\pi$-$p\pi$ बहु-बंध बनाने की अनुमति देता है (जैसे $N_{2}$ में)।
नाइट्रोजन के संयोजी कोश में रिक्त $d$-कक्षक नहीं होते हैं,इसलिए यह $d\pi$-$p\pi$ बंध नहीं बना सकता है।
अतः,यह कथन कि नाइट्रोजन ऑक्सीजन के साथ $d\pi$-$p\pi$ बंध बना सकता है,गलत है।