Noble gases Questions in Hindi

(B) $XeF_4$ की संरचना स्क्वायर प्लेनर होती है क्योंकि केंद्रीय $Xe$ परमाणु पर दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) मौजूद होते हैं।
$XeF_4$ मजबूत लुईस एसिड जैसे $SbF_5$,$PF_5$ या $AsF_5$ के साथ प्रतिक्रिया करके फ्लोराइड दाता के रूप में कार्य करता है और $[XeF_3]^+$ तथा $[MF_6]^-$ आयन बनाता है।
अतः,विकल्प $B$ सही है।

(B) जब $XeF_6$ निर्जल $HF$ में घुलता है,तो यह फ्लोराइड आयन दाता के रूप में कार्य करता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $XeF_6 + HF \to XeF_5^+ + HF_2^-$.
इसके परिणामस्वरूप $XeF_5^+$ और $HF_2^-$ आयन बनते हैं,जो विलयन को चालक बनाते हैं।

(D) हीलियम $(He)$ का परमाणु आकार बहुत छोटा और आयनन ऊर्जा उच्च होती है,जो इसे रासायनिक रूप से अक्रिय बनाती है। यह क्लैथरेट यौगिक नहीं बना सकता है क्योंकि इसका आकार मेजबान जालक (जैसे क्विनोल) की गुहाओं में फंसने के लिए बहुत छोटा होता है। अन्य उत्कृष्ट गैसें जैसे $Ar$,$Kr$,और $Xe$ क्लैथरेट बना सकती हैं।

(B) $XeF_4 + SbF_5 \to [XeF_3]^+ [SbF_6]^-$
धनायन $[XeF_3]^+$ में $sp^3d$ संकरण होता है और इसकी आकृति $T$-आकार की होती है।
ऋणायन $[SbF_6]^-$ में $sp^3d^2$ संकरण होता है और इसकी आकृति अष्टफलकीय होती है।

(A) तीनों परिवर्तन रासायनिक रूप से सही और संतुलित हैं:
$I.$ $XeF_6$ एक फ्लोराइड आयन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है,जो $NaF$ के साथ अभिक्रिया करके संकुल लवण $Na^+[XeF_7]^-$ बनाता है।
$II.$ ठोस अवस्था में,$PCl_5$ एक आयनिक जालक के रूप में मौजूद होता है जिसमें $[PCl_4]^+$ और $[PCl_6]^-$ आयन होते हैं।
$III.$ जलयोजित एल्युमिनियम आयन $[Al(H_2O)_6]^{3+}$ पानी में एक दुर्बल अम्ल के रूप में कार्य करता है,जो प्रोटॉन दान करके $[Al(H_2O)_5OH]^{2+}$ और $H_3O^+$ बनाता है।
अतः,तीनों परिवर्तन सही हैं।

(B) $XeF_{2}$ का जल-अपघटन: $XeF_{2} + H_{2}O \longrightarrow Xe + \frac{1}{2} O_{2} + 2 HF$.
$XeF_{4}$ का जल-अपघटन: $3 XeF_{4} + 6 H_{2}O \longrightarrow XeO_{3} + 2 Xe + \frac{3}{2} O_{2} + 12 HF$.
तुलना करने पर,$Xe$,$O_{2}$ और $HF$ दोनों के जल-अपघटन में प्राप्त होने वाले सामान्य उत्पाद हैं।
जबकि $XeO_{3}$ केवल $XeF_{4}$ के जल-अपघटन के दौरान प्राप्त होता है,इसलिए यह एक असामान्य उत्पाद है।

(B) अभिक्रियाएं इस प्रकार हैं:
$XeF_6 + 3 H_2O \rightarrow XeO_3 + 6 HF$ (जहाँ $X = XeO_3$)
$XeF_6 + 2 H_2O \rightarrow XeO_2F_2 + 4 HF$ (जहाँ $Y = XeO_2F_2$)
$1$. $XeO_3$ एक अत्यधिक विस्फोटक ठोस है।
$2$. $XeO_2F_2$ ज़ेनॉन का एक ऑक्सीफ्लोराइड है,ऑक्सीअम्ल नहीं।
$3$. दोनों अभिक्रियाएं जल-अपघटन हैं,जो एक गैर-रेडॉक्स प्रक्रिया है।
$4$. $XeF_6$ आंशिक जल-अपघटन द्वारा $XeOF_4$ और $XeO_2F_2$ बनाता है।
अतः,यह कथन कि $Y$ ज़ेनॉन का ऑक्सीअम्ल है,गलत है।

(B) $He$ और $Ne$ दोनों अपने छोटे आकार के कारण क्लैथ्रेट यौगिक नहीं बनाते हैं।

(B) उत्कृष्ट गैसें एक परमाण्विक गैसें होती हैं क्योंकि उनके पास स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है और स्थिरता प्राप्त करने के लिए उन्हें अन्य परमाणुओं के साथ बंध बनाने की आवश्यकता नहीं होती है। दिए गए विकल्पों में से,$Neon$ $(Ne)$ एक उत्कृष्ट गैस है।

(D) अपने अत्यंत स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (पूर्णतः भरे हुए $ns^2 np^6$ कोश) के कारण,उत्कृष्ट गैसों की आयनन एन्थैल्पी बहुत अधिक होती है और इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी बहुत कम होती है,जो उन्हें रासायनिक रूप से अक्रिय बनाती है।

(B) उत्कृष्ट गैसें (Noble gases) ज़ेनॉन के लिए सम संख्या में ऑक्सीकरण अवस्थाएँ दर्शाती हैं,जैसे $+2, +4, +6$ और $+8$।
$XeF_3$ असंभव है क्योंकि यह ज़ेनॉन के लिए $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था को दर्शाता है,जो उत्कृष्ट गैसों के लिए स्थिर नहीं है।

(A) $XeF_6$ में $sp^3d^3$ संकरण होता है और $Xe$ परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) उपस्थित होता है। इस एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण,इसकी ज्यामिति विकृत अष्टफलकीय (distorted octahedral) होती है।

(C) माना $Xe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$XeOF_2$ में,$O$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-2$ और $F$ की $-1$ है।
एक उदासीन अणु में ऑक्सीकरण अवस्थाओं का योग $0$ होता है।
$x + (-2) + 2(-1) = 0$
$x - 2 - 2 = 0$
$x - 4 = 0$
$x = +4$
अतः,$Xe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है।

(C) वायुमंडल में सबसे प्रचुर मात्रा में पाई जाने वाली उत्कृष्ट गैस आर्गन $(Ar)$ है,जो शुष्क हवा के आयतन का लगभग $0.93\%$ है।

(B) उत्कृष्ट गैस समूह (समूह $18$) में $He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn,$ और $Og$ तत्व शामिल हैं। इस समूह में प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला अंतिम तत्व रेडॉन $(Rn)$ है,जिसका परमाणु क्रमांक $86$ है।

(D) उत्कृष्ट गैसें आवर्त सारणी के समूह $18$ से संबंधित हैं।
उत्कृष्ट गैसों का सही क्रम $He$ (हीलियम),$Ne$ (नियॉन),$Ar$ (आर्गन),$Kr$ (क्रिप्टन),$Xe$ (जेनॉन) और $Rn$ (रेडॉन) है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(B) हवा का मोलर द्रव्यमान लगभग $29 \ g/mol$ होता है। हीलियम $(He)$ का मोलर द्रव्यमान $4 \ g/mol$ है। चूंकि $He$ का मोलर द्रव्यमान हवा की तुलना में काफी कम है,इसलिए यह हवा से हल्की होती है।

(A) दिए गए ज़ेनॉन यौगिकों की ज्यामिति इस प्रकार है:
$1. \ XeF_4$: इसमें $sp^3d^2$ संकरण होता है और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $\text{Square planar}$ (वर्ग समतलीय) ज्यामिति होती है $(A-3)$।
$2. \ XeF_6$: इसमें $sp^3d^3$ संकरण होता है और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है,जिसके परिणामस्वरूप $\text{Distorted octahedral}$ (विकृत अष्टफलकीय) ज्यामिति होती है $(B-1)$।
$3. \ XeO_3$: इसमें $sp^3$ संकरण होता है और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है,जिसके परिणामस्वरूप $\text{Pyramidal}$ (पिरामिडीय) ज्यामिति होती है $(C-4)$।
$4. \ XeO_4$: इसमें $sp^3$ संकरण होता है और $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $\text{Tetrahedral}$ (चतुष्फलकीय) ज्यामिति होती है $(D-2)$।
अतः,सही मिलान $A-3, B-1, C-4, D-2$ है।

(B) उत्कृष्ट गैसों के संयोजी कोश पूर्ण रूप से भरे $(ns^2 np^6)$ होते हैं,जो उन्हें अत्यधिक स्थिर बनाते हैं और परिणामस्वरूप उनकी रासायनिक सक्रियता बहुत कम होती है।

(C) $XeF_2$ में,केंद्रीय ज़ेनॉन परमाणु के पास $2$ बंध युग्म और $3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $2 + 3 = 5$।
अतः,संकरण $sp^3d$ है।

(A) $Argon$ की खोज लॉर्ड रेले द्वारा की गई थी।

(A) $XeO_3$ में तीन $\sigma$ बंध और तीन $\pi$ बंध होते हैं। $XeO_3$ की संरचना पिरामिडीय होती है जिसमें $Xe$ पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। $XeO_4$ में $Xe$ का $sp^3$ संकरण होता है और इसकी ज्यामिति चतुष्फलकीय होती है। अतः,कथन $A$ और $B$ दोनों गलत हैं,लेकिन बंधों की संख्या के संदर्भ में $A$ सबसे प्रत्यक्ष त्रुटि है।

(A) वायु में $Argon$ का प्रतिशत आयतन के अनुसार लगभग $1\%$ है.

(C) उत्कृष्ट गैसें अपने स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण सामान्यतः अक्रिय होती हैं। हालाँकि,यह कहना गलत है कि वे कोई रासायनिक यौगिक नहीं बनाते हैं,क्योंकि $Kr$ और $Xe$ जैसे तत्व विभिन्न रासायनिक यौगिक (जैसे $XeF_2$,$XeF_4$,$XeOF_4$) बनाते हैं। अतः,कथन $C$ असत्य है।

(D) उत्कृष्ट गैसों का क्वथनांक उनके परमाणुओं के बीच आकर्षण बलों के परिमाण पर निर्भर करता है। $He$ का परमाणु आकार सबसे छोटा होता है और इसकी ध्रुवीयता (polarizability) सभी उत्कृष्ट गैसों में सबसे कम होती है। परिणामस्वरूप,$He$ परमाणुओं के बीच वैन डेर वाल्स आकर्षण बल अत्यंत कमजोर होते हैं,जिसके कारण इसका क्वथनांक सबसे कम $(4.2 \ K)$ होता है।

(A) $XeF_6$ की सिलिका $(SiO_2)$ के साथ अभिक्रिया एक आंशिक जल-अपघटन अभिक्रिया है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2XeF_6 + SiO_2 \to 2XeOF_4 + SiF_4$

(C) समूह में नीचे जाने पर उत्कृष्ट गैसों का परमाणु आकार बढ़ता है,जिससे गैस के अणुओं और जल के अणुओं के बीच वांडर वाल्स आकर्षण बल मजबूत हो जाता है।
अतः,घुलनशीलता का सही क्रम $Xe > Kr > Ar > Ne > He$ है।

(D) केंद्रीय परमाणु $Xe$ पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (V - M - C + A)$,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं और $M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है। $Xe$ के लिए $(V = 8)$:

यौगिक	गणना	एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म
$XeO_3$	$\frac{1}{2}(8 - 0) = 4$ इलेक्ट्रॉन युग्म; $3$ आबंध युग्म ($O$ द्विसंयोजक है) $\rightarrow 4 - 3 = 1$	$1$
$XeOF_4$	$\frac{1}{2}(8 - 4) = 2$ इलेक्ट्रॉन युग्म; $5$ आबंध युग्म ($O$ द्विसंयोजक,$F$ एकसंयोजक है) $\rightarrow 6 - 5 = 1$	$1$
$XeF_6$	$\frac{1}{2}(8 - 6) = 1$ इलेक्ट्रॉन युग्म	$1$

तीनों अणुओं $(i), (ii)$ और $(iii)$ में $Xe$ पर $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है।

(A) वायु से प्राप्त नाइट्रोजन में अशुद्धि के रूप में थोड़ी मात्रा में $Argon$ $(Ar)$ मौजूद होता है। चूंकि $Argon$ का परमाणु द्रव्यमान $(39.95 \ u)$ $Nitrogen$ $(28.01 \ u)$ से अधिक होता है,इसलिए इसकी उपस्थिति के कारण वायुमंडलीय नाइट्रोजन का घनत्व रासायनिक रूप से शुद्ध नाइट्रोजन की तुलना में थोड़ा अधिक होता है।

(C) उत्कृष्ट गैसें एक-परमाणुक (monoatomic) गैसों के रूप में मौजूद होती हैं क्योंकि उनका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास स्थिर होता है। इसलिए,वे द्वि-परमाणुक अणु नहीं बनाती हैं।

(C) विज्ञापन के लिए उपयोग की जाने वाली डिस्चार्ज ट्यूब में $Neon$ का उपयोग किया जाता है क्योंकि जब इससे विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो यह विशिष्ट लाल-नारंगी चमक उत्सर्जित करती है।

(A) जेनॉन $(Xe)$ दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक अभिक्रियाशील उत्कृष्ट गैस है,जिसका परमाणु क्रमांक $54$ है। यह फ्लोरीन के साथ अभिक्रिया करके विभिन्न जेनॉन फ्लोराइड जैसे $XeF_2$,$XeF_4$ और $XeF_6$ बनाती है।

(A) उत्कृष्ट गैसों में,समूह में नीचे जाने पर आयनन एन्थैल्पी में कमी के कारण सक्रियता बढ़ती है। दिए गए विकल्पों में $Xe$ (ज़ेनॉन) की आयनन एन्थैल्पी सबसे कम है,जो इसे सबसे अधिक सक्रिय उत्कृष्ट गैस बनाती है।

(D) उत्कृष्ट गैसों की पानी में घुलनशीलता समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है क्योंकि परमाणु आकार बढ़ने से पानी के अणुओं के साथ प्रेरित द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव आकर्षण बल (लंदन परिक्षेपण बल) मजबूत हो जाते हैं। इसलिए,दिए गए विकल्पों में से $Kr$ सबसे अधिक घुलनशील है।

(D) उत्कृष्ट गैसों के समूह में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु आकार और इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ने के साथ ध्रुवणता (polarizability) बढ़ती जाती है। दिए गए विकल्पों में,$Xe$ का परमाणु आकार सबसे बड़ा है और इसमें इलेक्ट्रॉनों की संख्या सबसे अधिक है,जिसके कारण इसकी ध्रुवणता सबसे अधिक है।

(D) $Xe$ के पानी के साथ क्लैथ्रेट्स में,$Xe$ परमाणु पानी के जालक (lattice) की गुहाओं में फंस जाते हैं। $Xe$ और पानी के अणुओं के बीच बंधन मुख्य रूप से $Dipole-induced \text{ } dipole \text{ } interaction$ (द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया) के कारण होता है।

(A) आर्गन $(Ar)$ सामान्य परिस्थितियों में फ्लोरीन $(F_2)$ के साथ कोई अभिक्रियाशीलता प्रदर्शित नहीं करता है।

(A) समूह में ऊपर से नीचे जाने पर उत्कृष्ट गैसों की अभिक्रियाशीलता बढ़ती जाती है। दिए गए विकल्पों में से $He$ सबसे अधिक अक्रिय है,जबकि $Xe$ सबसे अधिक अभिक्रियाशील है और सबसे अधिक यौगिक बनाता है। इसलिए,$He$ सबसे कम मात्रा में यौगिक बनाता है।

(C) $XeF_4$ का जल-अपघटन एक हिंसक अभिक्रिया है। संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$6XeF_4 + 12H_2O \to 2Xe + 4XeO_3 + 24HF + 3O_2$.
दिए गए विकल्पों के अनुसार,अभिक्रिया के उत्पादों में $Xe$,$XeO_3$,$HF$ और $O_2$ शामिल हैं।

(C) $XeF_4$ की ज्यामिति वर्ग समतलीय (square planar) होती है। अपनी अत्यधिक सममित संरचना के कारण,इसके बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,जिससे कुल द्विध्रुव आघूर्ण शून्य हो जाता है।

(D) समूह में नीचे जाने पर परमाणु आकार और इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि के कारण उत्कृष्ट गैसों की ध्रुवणता बढ़ती जाती है।
चूंकि $He$ का परमाणु आकार सबसे छोटा और इलेक्ट्रॉनों की संख्या सबसे कम है,इसलिए इसकी ध्रुवणता सबसे कम होती है।

(A) $XeF_2$ एक प्रबल ऑक्सीकारक (oxidizing agent) है,अपचायक नहीं। अतः,कथन '$XeF_2$ एक प्रबल अपचायक है' गलत है।

(B) ठोस $XeF_6$ एक आयनिक यौगिक है जो $[XeF_5]^+[F]^-$ के रूप में मौजूद होता है। यह संरचना फ्लोराइड आयन के स्थानांतरण के कारण बनती है।

(A) अपने बहुत छोटे परमाणु आकार के कारण,$He$ कुछ धातुओं के क्रिस्टल जालक में अंतराकाशी स्थानों पर कब्जा कर सकता है,जिससे अंतराकाशी यौगिक बनते हैं।

(A) द्रव हीलियम (क्वथनांक $4.2 \ K$) का उपयोग क्रायोजेनिक अध्ययन में किया जाता है क्योंकि इसका क्वथनांक अत्यंत कम होता है।

(C) $Rn$ (रेडॉन) दिए गए विकल्पों में से एकमात्र रेडियोधर्मी उत्कृष्ट गैस है। यह रेडियम का क्षय उत्पाद है।

(D) क्रिप्टन एक उत्कृष्ट गैस है जिसकी आयनन ऊर्जा बहुत अधिक होती है। उत्कृष्ट गैसों में,केवल ज़ेनॉन ही $XeF_2$,$XeF_4$ और $XeF_6$ जैसे स्थिर फ्लोराइड बनाता है। क्रिप्टन सामान्य परिस्थितियों में हेक्साफ्लोराइड $(KrF_6)$ नहीं बनाता है।

(C) उत्कृष्ट गैसों को विभिन्न तापमानों पर नारियल चारकोल पर चयनात्मक अधिशोषण और अवशोषण की विधि द्वारा अलग किया जाता है।

(B) ज़ेनॉन सबसे अधिक विद्युतऋणात्मक तत्व फ्लोरीन $(F_2)$ के साथ सबसे अच्छी प्रतिक्रिया देता है। यह सीधी प्रतिक्रिया द्वारा फ्लोराइड बनाता है।

(C) ज़ेनॉन और फ्लोरीन की $1:5$ के अनुपात में $873 \ K$ और $7 \ bar$ दाब पर अभिक्रिया से $XeF_6$ प्राप्त होता है।
हालाँकि,ज़ेनॉन और फ्लोरीन की $1:2$ के अनुपात में $673 \ K$ और $5-6 \ bar$ दाब पर अभिक्रिया से $XeF_4$ प्राप्त होता है।
अतः,अभिक्रिया $Xe + 2F_2 \xrightarrow[673 \ K, 5-6 \ bar]{Ni} XeF_4$ द्वारा $XeF_4$ बनता है।