Type of solid and Their properties Questions in Gujarati

(C) ક્વાર્ટ્ઝ $(SiO_2)$ એ એક નેટવર્ક ઘન છે જેમાં સિલિકોન અને ઓક્સિજનના પરમાણુઓ સહસંયોજક બંધના સતત નેટવર્ક દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. તેથી,તેને સહસંયોજક અથવા નેટવર્ક ઘન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(D) Isotropy (સમદૈશિકતા) એ તમામ દિશાઓમાં સમાન ભૌતિક ગુણધર્મો દર્શાવવાનો ગુણધર્મ છે.
અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો સ્વભાવે સમદૈશિક હોય છે કારણ કે તેમના ઘટક કણો અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે તમામ દિશાઓમાં સમાન ગુણધર્મો જોવા મળે છે.
તેની સામે,સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો વિષમદૈશિક (anisotropic) હોય છે.

(D) ગ્રેફાઇટ કાર્બન પરમાણુઓના સ્તરોનું બનેલું છે જે ષટ્કોણીય લેટીસમાં ગોઠવાયેલા હોય છે,જ્યાં સ્તરો નબળા વાન ડર વાલ્સ બળો દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.
કેડમિયમ આયોડાઇડ $(CdI_2)$ પણ સ્તરીય રચના દર્શાવે છે જ્યાં $I^-$ આયનોના સ્તરો વાન ડર વાલ્સ બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે અને $Cd^{2+}$ આયનો અષ્ટફલકીય છિદ્રોમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
તેથી,ગ્રેફાઇટ અને કેડમિયમ આયોડાઇડ બંને સ્તરીય સ્ફટિક રચના ધરાવે છે.

(A) એમોર્ફસ (અસ્ફટિકમય) ઘન પદાર્થો સ્વભાવે આઇસોટ્રોપિક હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેમના ભૌતિક ગુણધર્મો (જેમ કે વક્રીભવનાંક,વિદ્યુત વાહકતા,વગેરે) બધી દિશાઓમાં સમાન હોય છે. $Glass$ (કાચ) એ અસ્ફટિકમય ઘન છે,જ્યારે $Sodium$ (ધાતુ) અને $Lime$ $(CaO)$ એ સ્ફટિકમય ઘન છે,જે એનઆઇસોટ્રોપિક (anisotropic) હોય છે. તેથી,$Glass$ સાચો જવાબ છે.

(B) એનિસોટ્રોપી એ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો દ્વારા દર્શાવવામાં આવતો ગુણધર્મ છે,જેમાં વક્રીભવનાંક,વિદ્યુત વાહકતા અને ઉષ્મીય પ્રસરણ જેવા ભૌતિક ગુણધર્મો માપનની દિશા સાથે બદલાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Barium \ chloride$ $(BaCl_2)$ એ સ્ફટિકમય ઘન છે,જ્યારે કાચ,લાકડું અને કાગળ એ અસ્ફટિકમય ઘન છે.
તેથી,$Barium \ chloride$ એનિસોટ્રોપી દર્શાવશે.

(B) અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોને ઘણીવાર નકલી ઘન (pseudo solids) અથવા અતિશય ઠંડા કરેલા પ્રવાહી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં કણોની લાંબા ગાળાની ગોઠવણી હોતી નથી.
રબર,કાચ અને પ્લાસ્ટિક એ અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોના સામાન્ય ઉદાહરણો છે.
$CaF_2$ અને $NaCl$ એ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો છે,જેમાં કણોની નિયમિત અને પુનરાવર્તિત ગોઠવણી હોય છે.
તેથી,રબર એ સાચો જવાબ છે.

(B) આયનીય ઘન પદાર્થો પ્રબળ સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળો દ્વારા જોડાયેલા આયનોના બનેલા હોય છે.
આ બળો આણ્વિય ઘન પદાર્થોમાં જોવા મળતા આંતરઆણ્વિય બળો અથવા અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોના બળો કરતા નોંધપાત્ર રીતે મજબૂત હોય છે.
જોકે સહસંયોજક નેટવર્ક ઘન પદાર્થો (જેમ કે હીરો) પણ ખૂબ ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે,પરંતુ સામાન્ય વર્ગીકરણના સંદર્ભમાં,આયનીય ઘન પદાર્થો તેમની સખત સ્ફટિક લેટીસ રચનાને કારણે ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો ઘટક કણો (પરમાણુઓ,આયનો અથવા અણુઓ) ની નિયમિત અને પુનરાવર્તિત ભાત દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવે છે જે ઘન પદાર્થના સમગ્ર ત્રિ-પરિમાણીય બંધારણમાં વિસ્તરેલી હોય છે.
આને $ \text{long-range order} $ (લાંબા ગાળાનો ક્રમ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેનાથી વિપરીત,અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો માત્ર $ \text{short-range order} $ (ટૂંકા ગાળાનો ક્રમ) દર્શાવે છે.

(D) ઉર્જા ગેપ (બેન્ડ ગેપ) એ વેલેન્સ બેન્ડ અને કન્ડક્શન બેન્ડ વચ્ચેનો ઉર્જાનો તફાવત છે.
વાહકો માટે,આ ગેપ શૂન્ય અથવા નહિવત હોય છે.
અર્ધવાહકો માટે,ગેપ નાનો હોય છે (સામાન્ય રીતે $0.5 \ eV$ થી $3 \ eV$).
અવાહકો માટે,ગેપ ખૂબ મોટો હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી:
$B$ (બોરોન) એ અર્ધધાતુ/અધાતુ છે જેનો ગેપ મોટો છે.
$Zn$ (ઝિંક) એક ધાતુ છે,પરંતુ ઘન અવસ્થાના બેન્ડ સિદ્ધાંતના સંદર્ભમાં,$Ge$ (જર્મેનિયમ) એ જાણીતું અર્ધવાહક છે જેનો બેન્ડ ગેપ આશરે $0.67 \ eV$ જેટલો નાનો છે.
$Cl$ (ક્લોરિન) એ અધાતુ અવાહક છે જેનો ગેપ ખૂબ મોટો છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $Ge$ નો ઉર્જા ગેપ સૌથી ઓછો છે.

(A) અર્ધવાહકોમાં,સંયોજકતા પટ્ટા (valence band) અને વાહકતા પટ્ટા (conduction band) વચ્ચેનો ઉર્જા તફાવત ઓછો હોય છે.
નીચા તાપમાને,ઇલેક્ટ્રોન વાહકતા પટ્ટામાં કૂદી શકતા નથી.
જેમ જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ વધુ ઇલેક્ટ્રોન સંયોજકતા પટ્ટામાંથી વાહકતા પટ્ટામાં જવા માટે પૂરતી ઉષ્મીય ઉર્જા મેળવે છે.
વીજભાર વાહકોની સંખ્યામાં આ વધારો અર્ધવાહકોની વાહકતામાં વધારો કરે છે.

(A) આંતરિક અર્ધવાહક એ શુદ્ધ અર્ધવાહક પદાર્થ છે જેમાં કોઈ પણ નોંધપાત્ર અશુદ્ધિ (dopant) હાજર હોતી નથી. $Ge$ (જર્મેનિયમ) અને $Si$ (સિલિકોન) એ સમૂહ $14$ ના તત્વો છે જે તેમના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં આંતરિક અર્ધવાહક તરીકે વર્તે છે. $Ga-As$ એ સંયોજન અર્ધવાહક છે,અને $Ge-Ga$ એ ડોપ્ડ અર્ધવાહક દર્શાવે છે. તેથી,$Ge$ સાચો જવાબ છે.

(B) ઓરડાના તાપમાને અર્ધવાહકોની વિધુતવાહકતા ઓછી હોય છે.
યોગ્ય અશુદ્ધિની થોડી માત્રા ઉમેરવાથી (જે પ્રક્રિયાને $Doping$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે),વિધુતભાર વાહકોની (ઇલેક્ટ્રોન અથવા હોલ્સ) સંખ્યામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે.
આ પ્રક્રિયા અર્ધવાહકની વિધુતવાહકતામાં વધારો કરે છે.

(A) $Ge$ એ સમૂહ $14$ નું તત્વ છે.
$As, P, Sb,$ અને $Bi$ એ સમૂહ $15$ ના તત્વો છે.
જ્યારે સમૂહ $14$ ના તત્વમાં સમૂહ $15$ ના તત્વનું ડોપિંગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે પાડોશી $Ge$ પરમાણુઓ સાથે ચાર સહસંયોજક બંધ બનાવ્યા પછી એક વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ રહે છે.
આ વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન અર્ધવાહકની વાહકતામાં વધારો કરે છે,જેના પરિણામે $n-$ પ્રકારનો અર્ધવાહક મળે છે.

(B) સિલિકોન $(Si)$ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $14$ માં આવે છે,જેની પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
બોરોન $(B)$,એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ અને ગેલિયમ $(Ga)$ સમૂહ $13$ માં આવે છે,જેની પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
જ્યારે $Si$ ને સમૂહ $13$ ના તત્વો સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે,ત્યારે સ્ફટિક લેટીસમાં એક ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ સર્જાય છે,જેનાથી ઇલેક્ટ્રોન હોલ (છિદ્ર) બને છે.
કારણ કે વીજભાર વાહકો ધન હોલ છે,તેથી મળતો અર્ધવાહક $p-$પ્રકારનો અર્ધવાહક છે.

(A) $n$- પ્રકારના અર્ધવાહકોમાં,સમૂહ $14$ ના તત્વો (જેમ કે $Si$ અથવા $Ge$) માં સમૂહ $15$ ના તત્વો (જેમ કે $P$ અથવા $As$) ઉમેરીને ડોપિંગ કરવામાં આવે છે.
આના પરિણામે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં વધારો થાય છે.
તેથી,વિધુતનું વહન મુખ્યત્વે આ વધારાના ઇલેક્ટ્રોનની ગતિને કારણે થાય છે.

(B) $p$- પ્રકારના અર્ધવાહકોમાં,સમૂહ $14$ ના તત્વો (જેમ કે $Si$,$Ge$) માં સમૂહ $13$ ના તત્વો (જેમ કે $B$,$Al$,$Ga$) ઉમેરીને ડોપિંગ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાથી ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપવાળી જગ્યાઓ સર્જાય છે જેને છિદ્રો (holes) કહેવામાં આવે છે.
આ છિદ્રો વીજભાર વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે,અને આ છિદ્રોમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગતિને કારણે વિદ્યુતનું વહન થાય છે.
તેથી,$p$- પ્રકારના અર્ધવાહકોમાં વિદ્યુતનું વહન મુખ્યત્વે છિદ્રો દ્વારા થાય છે.

(C) $Si$ અથવા $Ge$ જેવા આંતરિક અર્ધવાહકો સમૂહ $14$ ના તત્વો છે. $p$- પ્રકારના અર્ધવાહકો બનાવવા માટે,તેમાં સમૂહ $13$ ના તત્વો ઉમેરવામાં આવે છે,જે ત્રિસંયોજક ($3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા) હોય છે. આનાથી ઇલેક્ટ્રોન હોલ (છિદ્ર) ઉત્પન્ન થાય છે,જે વીજભાર વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) જે પદાર્થો કાયમી ચુંબકત્વ દર્શાવે છે તેને ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે.
$Fe_3O_4$ (મેગ્નેટાઈટ) એ જાણીતો ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ છે જેનો ઉપયોગ કાયમી ચુંબક બનાવવા માટે થાય છે.
$MnO$ એ એન્ટિફેરોમેગ્નેટિક છે,જ્યારે $Gd$ (ગેડોલિનિયમ) ફેરોમેગ્નેટિક છે પરંતુ $Fe_3O_4$ એ કાયમી ચુંબક માટેનું પ્રમાણભૂત પાઠ્યપુસ્તકનું ઉદાહરણ છે.

(B) $CrO_2$ એ ધાતુનો ઓક્સાઈડ છે જે ધાતુઓની જેમ વિદ્યુતવાહકતા દર્શાવે છે. તે ફેરોમેગ્નેટિક ગુણધર્મો પણ દર્શાવે છે,જે તેને ચુંબકીય ટેપના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગી બનાવે છે.

(D) ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો તે છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા મજબૂત રીતે આકર્ષાય છે. $Fe_3O_4$ (મેગ્નેટાઈટ) અને $MgFe_2O_4$ જેવા ફેરાઈટ્સ એ ફેરીમેગ્નેટિક પદાર્થોના ઉદાહરણો છે. જોકે,$ZnFe_2O_4$ એ એન્ટિફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થનું ઉદાહરણ છે,જેમાં ડોમેન્સની ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ એકબીજાની વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલી હોય છે,જેના પરિણામે કુલ ચુંબકીય મોમેન્ટ શૂન્ય થાય છે. તેથી,$ZnFe_2O_4$ ફેરોમેગ્નેટિક નથી.

(A) પ્રતિલોહચુંબકીય પદાર્થો લોહચુંબકીય પદાર્થો જેવી ડોમેન રચના ધરાવે છે,પરંતુ તેમના ડોમેન વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે અને એકબીજાની ચુંબકીય ચાકમાત્રાને નાબૂદ કરે છે.
$MnO$ (મેંગેનીઝ$(II)$ ઓક્સાઇડ) એ પ્રતિલોહચુંબકીય પદાર્થનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
$TiO_2$ પ્રતિચુંબકીય છે.
$VO_2$ અને $CrO_2$ લોહચુંબકીય છે.

(A) ફેરોઇલેક્ટ્રિક પદાર્થો એવા છે કે જે બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં પણ કાયમી વિદ્યુત દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ધરાવે છે.
$BaTiO_3$ (બેરિયમ ટાઇટેનેટ) એ ફેરોઇલેક્ટ્રિક પદાર્થનું જાણીતું ઉદાહરણ છે.
$BaTiO_3$ માં,$Ti^{4+}$ આયન અષ્ટફલકીય છિદ્રના કેન્દ્રમાંથી સ્થાનાંતરિત થાય છે,જે કાયમી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા બનાવે છે.

(C) જ્યારે અમુક સ્ફટિકો પર યાંત્રિક દાબ લાગુ પાડવામાં આવે છે,ત્યારે આયનોના સ્થાનાંતરને કારણે તે વિધુત ઉત્પન્ન કરે છે. આ ઘટનાને $piezoelectricity$ (દાબ-વિધુત) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) જે ઘટનામાં પદાર્થ એક કરતા વધુ સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે તેને $Polymorphism$ (બહુરૂપતા) કહેવાય છે.
જો પદાર્થ તત્વ હોય,તો તેને ખાસ કરીને $Allotropy$ (અપરરૂપતા) કહેવામાં આવે છે.
જોકે,સામાન્ય ઘન અવસ્થા રસાયણવિજ્ઞાનના સંદર્ભમાં,$Polymorphism$ એ શબ્દ સંયોજનો માટે વપરાય છે જે વિવિધ સ્ફટિકીય સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(B) આભાસી (અસ્ફટિકમય) ઘન પદાર્થો તે છે જેમાં ઘટક કણો લાંબા ગાળાની વ્યવસ્થિત ગોઠવણી ધરાવતા નથી.
કાચ એ આભાસી ઘનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે (જેને ઘણીવાર અતિશય ઠંડો કરેલ પ્રવાહી કહેવામાં આવે છે).
હીરો,રોક સોલ્ટ $(NaCl)$ અને $CaCO_3$ એ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો છે જે ચોક્કસ અને લાંબા ગાળાની વ્યવસ્થિત રચના ધરાવે છે.

(B) કાચ એ એક અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થ છે,જે મુખ્યત્વે સિલિકા $(SiO_2)$,લાઇમ $(CaO)$ અને સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ નો બનેલો છે.
આ ઘટકોને ઊંચા તાપમાને પીગાળીને સામાન્ય સોડા-લાઇમ કાચ બનાવવામાં આવે છે.

(C) ઘન અવસ્થામાં,$N_2O_5$ એ નાઈટ્રોનિયમ નાઈટ્રેટ ક્ષાર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જે $[NO_2]^+$ અને $[NO_3]^-$ આયનોનું બનેલું છે.
તેથી,તે એક આયનીય ઘન છે.
$BrF_5$ એ સહસંયોજક અણુ છે,$S_4N_4$ એ સહસંયોજક પાંજરા જેવું બંધારણ છે,અને $NO$ એ સહસંયોજક વાયુ છે.

(A) સિમેન્ટનું સેટિંગ એ તેના ઘટકોના જલીયકરણની જટિલ પ્રક્રિયા છે.
$C_3A$ (ટ્રાય કેલ્શિયમ એલ્યુમિનેટ) સૌથી ઝડપથી સેટ થાય છે,જે ફ્લેશ સેટનું કારણ બને છે.
$C_3S$ (ટ્રાય કેલ્શિયમ સિલિકેટ) પ્રારંભિક મજબૂતી માટે જવાબદાર છે.
$C_2S$ (ડાય કેલ્શિયમ સિલિકેટ) ખૂબ જ ધીમેથી જલીયકરણ પામે છે અને લાંબા સમયગાળા દરમિયાન મજબૂતી વિકસાવવા માટે જવાબદાર છે.
તેથી,$C_2S$ સૌથી ધીમા વેગથી સેટ થાય છે.

(B) એક કરતાં વધુ ઘન સ્વરૂપોમાં પદાર્થનું અસ્તિત્વ ધરાવવાની ઘટનાને બહુરૂપતા (polymorphism) કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,સલ્ફર એક બહુરૂપી પદાર્થ છે,તેના બે બહુરૂપી સ્વરૂપો રોમ્બિક અને મોનોક્લિનિક સલ્ફર છે.

(C) $C_6H_6$ ડાયામેગ્નેટિક છે $(i-5)$.
$CrO_2$ ફેરોમેગ્નેટિક છે $(ii-3)$.
$MnO$ પ્રતિચુંબકીય છે $(iii-1)$.
$Fe_3O_4$ ફેરીમેગ્નેટિક છે $(iv-2)$.
$Fe^{3+}$ એ $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન સાથે અનુચુંબકીય છે $(v-4)$.

(A) સ્ફટિકની સ્થિરતા આંતર-કણીય આકર્ષણ બળની શક્તિ પર આધાર રાખે છે.
ઘન પદાર્થનું ગલનબિંદુ એ આ આકર્ષણ બળોને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જાનું માપ છે.
તેથી,ઊંચું ગલનબિંદુ મજબૂત આંતર-કણીય બળો સૂચવે છે,જે ઉચ્ચ સ્ફટિક સ્થિરતાને અનુરૂપ છે.
આમ,સ્ફટિકની સ્થિરતા તેના ગલનબિંદુના મૂલ્યમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે,અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી આપે છે.

(C) ફેરોમેગ્નેટિક અને ફેરીમેગ્નેટિક પદાર્થો ઓરડાના તાપમાને ક્રમબદ્ધ ચુંબકીય ડોમેન્સ ધરાવે છે.
ગરમ કરવાથી,ઉષ્મીય ઉર્જા વધે છે,જે ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ (સ્પિન) ના રેન્ડમાઇઝેશન તરફ દોરી જાય છે.
આ રેન્ડમાઇઝેશનને કારણે ક્રમબદ્ધ ચુંબકીય બંધારણનો નાશ થાય છે,જેનાથી પદાર્થ પેરામેગ્નેટિક બને છે.
આપેલ કારણ ખોટું છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન તેમનું આંતરિક સ્પિન બદલતા નથી; પરંતુ ઉષ્મીય આંદોલનને કારણે સ્પિનની ગોઠવણી રેન્ડમ થઈ જાય છે.

(N/A) ઘન પદાર્થોમાં રહેલા આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો ખૂબ જ પ્રબળ હોય છે. ઘન પદાર્થના ઘટક કણોના સ્થાન નિશ્ચિત હોય છે અને તેઓ તેમના મધ્યસ્થ સ્થાનથી ગતિ કરી શકતા નથી. તેઓ ફક્ત તેમના મધ્યસ્થ સ્થાનની આસપાસ દોલન કરી શકે છે. આ કારણોસર ઘન પદાર્થો સખત હોય છે.

(B) ઘન પદાર્થોમાં રહેલા આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો ખૂબ જ પ્રબળ હોય છે.
ઘન પદાર્થના ઘટક કણો નિશ્ચિત સ્થાનો ધરાવે છે,એટલે કે તેઓ સખત હોય છે અને મુક્તપણે હલનચલન કરી શકતા નથી.
કણો નિશ્ચિત સ્થાનો પર મજબૂતીથી જકડાયેલા હોવાથી,ઘન પદાર્થો નિશ્ચિત કદ જાળવી રાખે છે.

(N/A) અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો: પોલિયુરેથેન,ટેફલોન,સેલોફેન,પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ,ફાઇબર ગ્લાસ.
સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો: નેપ્થલીન,બેન્ઝોઇક એસિડ,પોટેશિયમ નાઇટ્રેટ,કોપર.

(N/A) સમદિગ્ધર્મી (isotropic) ઘન પદાર્થ જ્યારે અલગ-અલગ દિશાઓમાં માપવામાં આવે ત્યારે ભૌતિક ગુણધર્મોનું સમાન મૂલ્ય ધરાવે છે.
તેથી,આપેલ ઘન પદાર્થ,જે બધી દિશાઓમાં સમાન વક્રીભવનાંક ધરાવે છે,તે સ્વભાવે સમદિગ્ધર્મી છે.
આમ,આ ઘન પદાર્થ અસ્ફટિકમય (amorphous) ઘન છે.
જ્યારે અસ્ફટિકમય ઘનને ધારદાર સાધન વડે કાપવામાં આવે છે,ત્યારે તે અનિયમિત સપાટીવાળા બે ટુકડાઓમાં કપાય છે,એટલે કે તે વિભાજનનો ગુણધર્મ દર્શાવતું નથી.

(N/A) આંતરઆણ્વીય બળોના સ્વભાવના આધારે આપેલા ઘન પદાર્થોનું વર્ગીકરણ નીચે મુજબ છે:
$1$. પોટેશિયમ સલ્ફેટ $(K_2SO_4)$: આયનીય ઘન
$2$. ટીન $(Sn)$: ધાત્વિક ઘન
$3$. બેન્ઝીન $(C_6H_6)$: આણ્વીય (અધ્રુવીય) ઘન
$4$. યુરિયા $(NH_2CONH_2)$: ધ્રુવીય આણ્વીય ઘન
$5$. એમોનિયા $(NH_3)$: ધ્રુવીય આણ્વીય ઘન
$6$. પાણી $(H_2O)$: હાઈડ્રોજન બંધિત આણ્વીય ઘન
$7$. ઝિંક સલ્ફાઈડ $(ZnS)$: આયનીય ઘન
$8$. ગ્રેફાઈટ $(C)$: સહસંયોજક અથવા નેટવર્ક ઘન
$9$. રૂબિડિયમ $(Rb)$: ધાત્વિક ઘન
$10$. આર્ગોન $(Ar)$: અધ્રુવીય આણ્વીય ઘન
$11$. સિલિકોન કાર્બાઈડ $(SiC)$: સહસંયોજક અથવા નેટવર્ક ઘન

(B) આપેલા ગુણધર્મો,જેમ કે ખૂબ જ સખત હોવું,ઘન અને પીગળેલા બંને અવસ્થાઓમાં વિદ્યુત અવાહક તરીકે વર્તવું અને અત્યંત ઊંચું ગલનબિંદુ ધરાવવું,તે સહસંયોજક અથવા નેટવર્ક ઘનના લાક્ષણિક ગુણધર્મો છે.
આ ઘન પદાર્થોમાં,પરમાણુઓ સહસંયોજક બંધના સતત નેટવર્ક દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
આવા ઘન પદાર્થોના ઉદાહરણોમાં હીરો $(C)$ અને ક્વાર્ટઝ $(SiO_2)$ નો સમાવેશ થાય છે.

(N/A) આયનીય સંયોજનોમાં,વિદ્યુતનું વહન આયનો દ્વારા થાય છે.
ઘન અવસ્થામાં,આયનો પ્રબળ સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળો દ્વારા જકડાયેલા હોય છે અને સ્ફટિકમાં મુક્તપણે ફરી શકતા નથી.
તેથી,આયનીય ઘન પદાર્થો ઘન અવસ્થામાં વિદ્યુતનું વહન કરતા નથી.
જોકે,પીગળેલા અવસ્થામાં અથવા દ્રાવણ સ્વરૂપે,આયનો મુક્તપણે ફરી શકે છે અને વિદ્યુતનું વહન કરી શકે છે.

(C) ધાત્વિક ઘન પદાર્થોમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનનો સમુદ્ર હોય છે,જે તેમને વિદ્યુતના સારા વાહક બનાવે છે. ધાત્વિક બંધની બિન-દિશાત્મક પ્રકૃતિને કારણે,તેઓ ટીપી શકાય તેવા (malleable) અને ખેંચી શકાય તેવા (ductile) હોય છે.

(B) $n-$પ્રકારનો અર્ધવાહક વધારાના ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે વિદ્યુતનું વહન કરે છે.
સમૂહ $14$ ના તત્વોમાં $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,તેથી તેમને સમૂહ $15$ ના તત્વ (જેમાં $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે) સાથે ડોપિંગ કરવાથી સ્ફટિક લેટીસમાં એક વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન દાખલ થાય છે.
તેથી,સમૂહ $14$ ના તત્વને સમૂહ $15$ ના તત્વ સાથે ડોપિંગ કરીને $n-$પ્રકારના અર્ધવાહકમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.

(A) ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો વધુ સારા કાયમી ચુંબક બનાવે છે.
ઘન અવસ્થામાં,ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોના ધાતુ આયનો નાના પ્રદેશોમાં જૂથબદ્ધ હોય છે જેને ડોમેન્સ કહેવામાં આવે છે. દરેક ડોમેન એક નાના ચુંબક તરીકે કાર્ય કરે છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થના અચુંબકીય ટુકડામાં,ડોમેન્સ અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના કારણે તેમની ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ એકબીજાને રદ કરે છે.
જો કે,જ્યારે પદાર્થને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે બધા ડોમેન્સ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં ગોઠવાય છે,જે મજબૂત ચુંબકીય અસર ઉત્પન્ન કરે છે.
બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર દૂર કર્યા પછી પણ ડોમેન્સની આ ગોઠવણી જળવાઈ રહે છે,જેનાથી ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ કાયમી ચુંબક બની જાય છે.

(N/A) અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો એવા ઘન પદાર્થો છે જેના ઘટક કણો અનિયમિત આકારમાં ગોઠવાયેલા હોય છે અને માત્ર ટૂંકા ગાળાનો ક્રમ (short-range order) ધરાવે છે.
આ ઘન પદાર્થો સ્વભાવે સમદિગ્ધર્મી (isotropic) હોય છે અને તાપમાનના ગાળા દરમિયાન પીગળે છે.
આ કારણોસર,તેમને ક્યારેક આભાસી ઘન (pseudo solids) અથવા અતિશિત પ્રવાહી (supercooled liquids) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેઓ ગલનગુપ્ત ઉષ્મા (heat of fusion) ધરાવતા નથી.
જ્યારે તેમને ધારદાર સાધન વડે કાપવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ અનિયમિત સપાટીવાળા ટુકડાઓમાં વિભાજિત થાય છે.
અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોના ઉદાહરણોમાં $glass$,$rubber$ અને $plastic$ નો સમાવેશ થાય છે.

(N/A) ઘટકોની ગોઠવણી કાચને ક્વાર્ટઝથી અલગ પાડે છે. કાચમાં,ઘટક કણો ટૂંકા ગાળાના ક્રમ (short-range order) ધરાવે છે,જ્યારે ક્વાર્ટઝમાં,ઘટક કણો લાંબા ગાળાના અને ટૂંકા ગાળાના બંને ક્રમ ધરાવે છે.
ક્વાર્ટઝને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરીને અને પછી ઝડપથી ઠંડુ કરીને (quenching) કાચમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.

(N/A) આપેલ ઘન પદાર્થોનું વર્ગીકરણ નીચે મુજબ છે:
$1$. આયનીય: $(ii)$ $(NH_{4})_{3}PO_{4}$ અને $(x)$ $LiBr$ (સ્થિર વિદ્યુત આકર્ષણ બળો દ્વારા જોડાયેલા આયનો).
$2$. ધાત્વિક: $(viii)$ પિત્તળ (મિશ્રધાતુ) અને $(ix)$ $Rb$ (આલ્કલી ધાતુ).
$3$. આણ્વીય: $(i)$ $P_{4}O_{10}$,$(iv)$ $I_{2}$,અને $(v)$ $P_{4}$ (વાન ડર વાલ્સ બળો દ્વારા જોડાયેલા અણુઓ).
$4$. નેટવર્ક (સહસંયોજક): $(iii)$ $SiC$,$(vii)$ ગ્રેફાઈટ,અને $(xi)$ $Si$ (સહસંયોજક બંધોના સતત નેટવર્ક દ્વારા જોડાયેલા પરમાણુઓ).
$5$. અસ્ફટિકમય: $(vi)$ પ્લાસ્ટિક (લાંબા ગાળાની વ્યવસ્થિત રચનાનો અભાવ).

(N/A) સ્ફટિકની સ્થિરતા તેના ગલનબિંદુના મૂલ્ય સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે. ઊંચું ગલનબિંદુ મજબૂત આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો સૂચવે છે,જે સ્ફટિક લેટીસની વધુ સ્થિરતા તરફ દોરી જાય છે.
આપેલા પદાર્થોના ગલનબિંદુઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. ઘન પાણી: $273 \ K$
$2$. ઇથાઇલ આલ્કોહોલ: $158.8 \ K$
$3$. ડાયઇથાઇલ ઈથર: $156.85 \ K$
$4$. મિથેન: $89.34 \ K$
નિષ્કર્ષ: ગલનબિંદુના મૂલ્યોના આધારે,હાઇડ્રોજન બંધને કારણે ઘન પાણીમાં આંતરઆણ્વીય બળો સૌથી મજબૂત છે અને નબળા લંડન ડિસ્પર્શન બળોને કારણે મિથેનમાં સૌથી નબળા છે.

(N/A) $(i)$ ધાત્વિક અને આયનીય સ્ફટિકો વચ્ચેની સમાનતાનો આધાર એ છે કે બંને પ્રકારના સ્ફટિકો સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. ધાત્વિક સ્ફટિકોમાં,આ બળ ધન આયનો અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે કાર્ય કરે છે. આયનીય સ્ફટિકોમાં,તે વિરુદ્ધ વીજભાર ધરાવતા આયનો વચ્ચે કાર્ય કરે છે. પરિણામે,બંનેના ગલનબિંદુ ઊંચા હોય છે.
તફાવતનો આધાર એ છે કે ધાત્વિક સ્ફટિકોમાં ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત રીતે ફરી શકે છે,તેથી તે ઘન અવસ્થામાં વિદ્યુતનું વહન કરી શકે છે. આયનીય સ્ફટિકોમાં,આયનો નિશ્ચિત સ્થાને હોય છે અને મુક્ત રીતે ફરી શકતા નથી; તેથી,તેઓ ઘન અવસ્થામાં અવાહક છે પરંતુ પીગળેલા અથવા જલીય દ્રાવણમાં વિદ્યુતનું વહન કરે છે.
$(ii)$ આયનીય સ્ફટિકોના ઘટક કણો આયનો છે જે પ્રબળ સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળ દ્વારા ત્રિ-પરિમાણીય લેટીસમાં જોડાયેલા હોય છે. આ બળો ખૂબ જ મજબૂત હોવાથી આયનો નિશ્ચિત સ્થાને જકડાયેલા રહે છે,જે સ્ફટિકને સખત બનાવે છે. તેઓ બરડ હોય છે કારણ કે બાહ્ય બળ લાગવાથી આયનોના સ્તરો સરકી શકે છે,જેનાથી સમાન વીજભાર ધરાવતા આયનો એકબીજાની નજીક આવે છે અને પ્રબળ અપાકર્ષણ બળને કારણે સ્ફટિક તૂટી જાય છે.

(N/A) અર્ધવાહકો એવા પદાર્થો છે જેની વાહકતા $10^{-6}$ થી $10^{4} \ ohm^{-1} \ m^{-1}$ ની મધ્યવર્તી શ્રેણીમાં હોય છે.
અર્ધવાહકોના બે મુખ્ય પ્રકારો છે:
$(i)$ $n$-પ્રકારનો અર્ધવાહક
$(ii)$ $p$-પ્રકારનો અર્ધવાહક
$n$-પ્રકારનો અર્ધવાહક: જે અર્ધવાહકની વાહકતામાં વધારો ઋણભારિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે થાય છે,તેને $n$-પ્રકારનો અર્ધવાહક કહેવામાં આવે છે. જ્યારે સમૂહ $14$ ના તત્વ જેવા કે $Si$ અથવા $Ge$ ના સ્ફટિકમાં સમૂહ $15$ ના તત્વ જેવા કે $P$ અથવા $As$ નું ડોપિંગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $n$-પ્રકારનો અર્ધવાહક ઉત્પન્ન થાય છે.
$Si$ અને $Ge$ દરેક પાસે ચાર સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેમના સ્ફટિકોમાં,દરેક પરમાણુ ચાર સહસંયોજક બંધ બનાવે છે. બીજી તરફ,$P$ અને $As$ માં પાંચ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. જ્યારે $Si$ અથવા $Ge$ માં $P$ અથવા $As$ નું ડોપિંગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સ્ફટિકમાં લેટીસ સાઇટ્સ પર ગોઠવાય છે. પાંચમાંથી ચાર ઇલેક્ટ્રોન ચાર પાડોશી $Si$ અથવા $Ge$ પરમાણુઓ સાથે ચાર સહસંયોજક બંધ બનાવવામાં વપરાય છે. બાકી રહેલો પાંચમો ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત (delocalised) બને છે અને ડોપ્ડ $Si$ અથવા $Ge$ ની વાહકતામાં વધારો કરે છે.
$p$-પ્રકારનો અર્ધવાહક: જે અર્ધવાહકની વાહકતામાં વધારો ઇલેક્ટ્રોન હોલ (છિદ્ર) ને કારણે થાય છે,તેને $p$-પ્રકારનો અર્ધવાહક કહેવામાં આવે છે. જ્યારે સમૂહ $14$ ના તત્વ જેવા કે $Si$ અથવા $Ge$ ના સ્ફટિકમાં સમૂહ $13$ ના તત્વ જેવા કે $B$,$Al$,અથવા $Ga$ (જેમાં માત્ર ત્રણ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે) નું ડોપિંગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $p$-પ્રકારનો અર્ધવાહક ઉત્પન્ન થાય છે.
જ્યારે $Si$ ના સ્ફટિકમાં $B$ નું ડોપિંગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $B$ ના ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ત્રણ સહસંયોજક બંધ બનાવવામાં વપરાય છે અને એક ઇલેક્ટ્રોન હોલ સર્જાય છે. પાડોશી પરમાણુનો ઇલેક્ટ્રોન આવીને આ ઇલેક્ટ્રોન હોલને ભરી શકે છે,પરંતુ આમ કરવાથી તે તેની મૂળ સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોન હોલ છોડી દે છે. આ પ્રક્રિયા એવી લાગે છે કે જાણે ઇલેક્ટ્રોન હોલ તે ઇલેક્ટ્રોનની વિરુદ્ધ દિશામાં ગતિ કરે છે જેણે તેને ભર્યું હતું. તેથી,જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન હોલ દ્વારા ધનભારિત પ્લેટ તરફ ગતિ કરશે. જોકે,એવું લાગશે કે ઇલેક્ટ્રોન હોલ ધનભારિત છે અને ઋણભારિત પ્લેટ તરફ ગતિ કરી રહ્યા છે.

(A) $(i)$ $Ge$ (સમૂહ $14$ નું તત્વ) ને $In$ (સમૂહ $13$ નું તત્વ) સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે. $In$ પાસે $Ge$ કરતા એક સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ઓછો હોવાથી,એક હોલ (છિદ્ર) ઉત્પન્ન થાય છે,પરિણામે તે $p$-પ્રકારનો અર્ધવાહક બને છે.
$(ii)$ $Si$ (સમૂહ $14$ નું તત્વ) ને $B$ (સમૂહ $13$ નું તત્વ) સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે. પ્રથમ કિસ્સાની જેમ જ,$B$ પાસે $Si$ કરતા એક સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ઓછો હોવાથી,હોલ ઉત્પન્ન થાય છે,જે પણ $p$-પ્રકારનો અર્ધવાહક બનાવે છે.