Type of solid and Their properties Questions in Gujarati

(N/A) $(i)$ વાહકનો વેલેન્સ બેન્ડ આંશિક રીતે ભરેલો હોય છે અથવા તે ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતા,ખાલી કન્ડક્શન બેન્ડ સાથે ઓવરલેપ થાય છે.
બીજી તરફ,અવાહકના કિસ્સામાં,વેલેન્સ બેન્ડ સંપૂર્ણ ભરેલો હોય છે અને વેલેન્સ બેન્ડ તથા કન્ડક્શન બેન્ડ વચ્ચે મોટો ઉર્જા ગેપ હોય છે.
$(ii)$ વાહકના કિસ્સામાં,વેલેન્સ બેન્ડ આંશિક રીતે ભરેલો હોય છે અથવા તે ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતા,ખાલી કન્ડક્શન બેન્ડ સાથે ઓવરલેપ થાય છે. તેથી,લાગુ કરેલા વિદ્યુત ક્ષેત્ર હેઠળ ઇલેક્ટ્રોન સરળતાથી વહી શકે છે.
બીજી તરફ,અર્ધવાહકનો વેલેન્સ બેન્ડ ભરેલો હોય છે અને વેલેન્સ બેન્ડ તથા તેની ઉપરના કન્ડક્શન બેન્ડ વચ્ચે નાનો ઉર્જા ગેપ હોય છે. તેથી,કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન વેલેન્સ બેન્ડમાંથી કન્ડક્શન બેન્ડમાં કૂદી શકે છે અને વિદ્યુતનું વહન કરી શકે છે.

(N/A) $(i)$ ફેરોમેગ્નેટિઝમ: જે પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રબળ રીતે આકર્ષાય છે તેમને ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોને ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં પણ કાયમી ધોરણે ચુંબકીય બનાવી શકાય છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોના કેટલાક ઉદાહરણો આયર્ન (લોખંડ),કોબાલ્ટ,નિકલ,ગેડોલિનિયમ અને $CrO_2$ છે.
ઘન અવસ્થામાં,ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોના ધાતુ આયનો નાના પ્રદેશોમાં એકસાથે જૂથબદ્ધ હોય છે જેને ડોમેન્સ કહેવામાં આવે છે અને દરેક ડોમેન એક નાના ચુંબક તરીકે કાર્ય કરે છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થના અચુંબકીય ટુકડામાં,ડોમેન્સ અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે અને તેથી,તેમની ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ રદ થઈ જાય છે.
જો કે,જ્યારે પદાર્થને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે બધા ડોમેન્સ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં ગોઠવાય છે.
પરિણામે,એક પ્રબળ ચુંબકીય અસર ઉત્પન્ન થાય છે.
ડોમેન્સની આ ગોઠવણી ચુંબકીય ક્ષેત્ર દૂર કર્યા પછી પણ જળવાઈ રહે છે.
આમ,ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ કાયમી ચુંબક બની જાય છે.
ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોમાં ચુંબકીય મોમેન્ટ્સની યોજનાકીય ગોઠવણી:

(N/A) $(ii)$ પેરામેગ્નેટિઝમ: જે પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા આકર્ષાય છે તેમને પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. પેરામેગ્નેટિક પદાર્થોના કેટલાક ઉદાહરણો $O_2$,$Cu^{2+}$,$Fe^{3+}$,અને $Cr^{3+}$ છે.
પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સમાન દિશામાં ચુંબકિત થાય છે,પરંતુ જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર દૂર કરવામાં આવે ત્યારે તેઓ ચુંબકત્વ ગુમાવે છે. પેરામેગ્નેટિઝમ દર્શાવવા માટે,પદાર્થમાં એક અથવા વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવા આવશ્યક છે. આનું કારણ એ છે કે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા આકર્ષાય છે,જેનાથી પેરામેગ્નેટિઝમ ઉદભવે છે.

(N/A) $(iii)$ ફેરીમેગ્નેટિઝમ: જે પદાર્થોમાં ડોમેન્સની ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ સમાંતર અને પ્રતિ-સમાંતર દિશાઓમાં અસમાન સંખ્યામાં ગોઠવાયેલી હોય,તેને ફેરીમેગ્નેટિઝમ કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણોમાં $Fe_3O_4$ (મેગ્નેટાઇટ) અને ફેરાઇટ્સ જેવા કે $MgFe_2O_4$ અને $ZnFe_2O_4$ નો સમાવેશ થાય છે.
ફેરીમેગ્નેટિક પદાર્થો ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોની સરખામણીમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નબળી રીતે આકર્ષાય છે. ગરમ કરવા પર,આ પદાર્થો પેરામેગ્નેટિક બની જાય છે.
ફેરીમેગ્નેટિક પદાર્થોમાં ચુંબકીય મોમેન્ટ્સની યોજનાકીય ગોઠવણી: (ઉપર,નીચે,નીચે,ઉપર,નીચે,નીચે)

(N/A) $iv$. પ્રતિ-ફેરોમેગ્નેટિઝમ: પ્રતિ-ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોમાં ડોમેન બંધારણ ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો જેવું જ હોય છે,પરંતુ તે વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા ડોમેન્સ એકબીજાની ચુંબકીય મોમેન્ટને નાબૂદ કરે છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી ચુંબકીય મોમેન્ટ શૂન્ય થાય છે.
ઉદાહરણ: $MnO$ (મેંગેનીઝ$(II)$ ઓક્સાઇડ).
પ્રતિ-ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોમાં ચુંબકીય મોમેન્ટની યોજનાકીય ગોઠવણી:

(N/A) $(v)$ $12-16$ અને $13-15$ સમૂહના સંયોજનો: $12-16$ સમૂહના સંયોજનો $12$ અને $16$ સમૂહના તત્વોને સંયોજીને બનાવવામાં આવે છે,અને $13-15$ સમૂહના સંયોજનો $13$ અને $15$ સમૂહના તત્વોને સંયોજીને બનાવવામાં આવે છે.
આ સંયોજનો $Ge$ અથવા $Si$ ની જેમ $4$ ની સરેરાશ સંયોજકતા મેળવવા માટે તૈયાર કરવામાં આવે છે.
$13-15$ સમૂહના સંયોજનો: ઉદાહરણોમાં ઇન્ડિયમ $(III)$ એન્ટિમોનાઇડ $(InSb)$,એલ્યુમિનિયમ ફોસ્ફાઇડ $(AlP)$,અને ગેલિયમ આર્સેનાઇડ $(GaAs)$ નો સમાવેશ થાય છે. $GaAs$ સેમિકન્ડક્ટર્સ ખૂબ જ ઝડપી પ્રતિભાવ સમય ધરાવે છે અને તેણે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોની ડિઝાઇનમાં ક્રાંતિ લાવી છે.
$12-16$ સમૂહના સંયોજનો: ઉદાહરણોમાં ઝિંક સલ્ફાઇડ $(ZnS)$,કેડમિયમ સલ્ફાઇડ $(CdS)$,કેડમિયમ સેલેનાઇડ $(CdSe)$,અને મર્ક્યુરી $(II)$ ટેલ્યુરાઇડ $(HgTe)$ નો સમાવેશ થાય છે.
આ સંયોજનોમાં બંધ સંપૂર્ણપણે સહસંયોજક હોતા નથી; બંધનું આયનીય લક્ષણ બે તત્વોની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.

(N/A) પ્રવાહીઓ અને વાયુઓને $fluids$ (દ્રવ) કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેમની પાસે વહન પામવાની ક્ષમતા હોય છે. તેમના ઘટક કણો ગમે તેમ હરવા-ફરવા માટે મુક્ત હોય છે.
ઘન પદાર્થોમાં ઘટક કણોના સ્થાન નિશ્ચિત હોય છે અને તેઓ તેમના સરેરાશ સ્થાનની આસપાસ માત્ર દોલન કરી શકે છે. આ ગુણધર્મને ઘન પદાર્થોની $rigidity$ (દ્રઢતા) કહે છે.
આ બંને ગુણધર્મો ઘટક કણોના સ્વભાવ અને તેમની વચ્ચે પ્રવર્તતા આંતરઆણ્વીય બળો પર આધાર રાખે છે.

(N/A) ઘન પદાર્થોનું દળ,કદ અને આકાર નિશ્ચિત હોય છે.
આંતરઆણ્વીય અંતર ટૂંકા હોય છે.
આંતરઆણ્વીય બળો પ્રબળ હોય છે.
ઘન પદાર્થોમાં ઘટક કણો (પરમાણુઓ,અણુઓ અથવા આયનો) નિશ્ચિત સ્થાનો ધરાવે છે અને તેઓ ફક્ત તેમના મધ્યસ્થ સ્થાનોની આસપાસ દોલન કરી શકે છે.
તેઓ સખત અને અદબનીય હોય છે.

(A) ઘન અવસ્થામાં,ઘટક કણો (પરમાણુઓ,અણુઓ અથવા આયનો) પ્રબળ આંતરઆણ્વિય આકર્ષણ બળો દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.
આ પ્રબળ બળોને કારણે,કણો એકબીજાની ખૂબ નજીક ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે આંતરઆણ્વિય અંતર ખૂબ જ ટૂંકું હોય છે.
તેથી,ઘન પદાર્થોનો આકાર અને કદ નિશ્ચિત હોય છે.

(B) ઘન પદાર્થો દ્રઢ હોય છે કારણ કે તેમના ઘટક કણો (પરમાણુઓ,અણુઓ અથવા આયનો) પ્રબળ આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.
આ કણોના સ્થાન નિશ્ચિત હોય છે અને તેઓ મુક્તપણે ગતિ કરી શકતા નથી; તેઓ ફક્ત તેમના સરેરાશ સ્થાનની આસપાસ દોલન કરી શકે છે,જે ઘન પદાર્થોને દ્રઢ બંધારણ આપે છે.

(N/A) કણોની ગોઠવણીના આધારે,ઘન પદાર્થોને મુખ્યત્વે બે ભાગમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:
$(i)$ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો
$(ii)$ અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો
$(i)$ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો: જે ઘન પદાર્થમાં ઘટક કણોની ગોઠવણી ચોક્કસ અને વ્યવસ્થિત હોય તેને સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થ કહે છે.
સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થ ઘણા નાના સ્ફટિકોનો બનેલો હોય છે,જે દરેકનો ચોક્કસ ભૌમિતિક આકાર હોય છે.
સ્ફટિકમાં ઘટક કણોની (પરમાણુ,અણુ અથવા આયન) ગોઠવણી ત્રિ-પરિમાણમાં ક્રમબદ્ધ અને પુનરાવર્તિત હોય છે. તેમાં લાંબા ગાળાનો ક્રમ (long-range order) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે કણોની ગોઠવણીની નિયમિત ભાત સમગ્ર સ્ફટિકમાં સમયાંતરે પુનરાવર્તિત થાય છે.
સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોનું ગલનબિંદુ ચોક્કસ હોય છે અને તે લાક્ષણિક તાપમાને અચાનક પીગળીને પ્રવાહી બની જાય છે. તેઓ વિષમદૈશિક (anisotropic) હોય છે,એટલે કે તેમની ભૌતિક ગુણધર્મો જેવા કે વિદ્યુત અવરોધ અથવા વક્રીભવનાંક અલગ-અલગ દિશામાં માપતા અલગ મૂલ્યો દર્શાવે છે. ઉદાહરણોમાં $NaCl$ અને ક્વાર્ટઝનો સમાવેશ થાય છે.
$(ii)$ અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો: 'અસ્ફટિકમય' શબ્દ ગ્રીક શબ્દ 'amorphos' પરથી આવ્યો છે,જેનો અર્થ 'કોઈ આકાર નહીં' થાય છે.
અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોમાં,ઘટક કણોમાં લાંબા ગાળાનો ક્રમ હોતો નથી. તેમની પાસે માત્ર ટૂંકા ગાળાનો ક્રમ હોય છે,જ્યાં નિયમિત અને પુનરાવર્તિત ભાત માત્ર ટૂંકા અંતર સુધી જ જોવા મળે છે.
અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો તાપમાનના ગાળા દરમિયાન નરમ પડે છે અને તેને વિવિધ આકારોમાં ઢાળી શકાય છે. તેઓ સ્વભાવે સમદૈશિક (isotropic) હોય છે,એટલે કે તેમના ભૌતિક ગુણધર્મો બધી દિશાઓમાં સમાન હોય છે. ઉદાહરણોમાં કાચ,રબર અને પ્લાસ્ટિકનો સમાવેશ થાય છે.

(N/A) - કેટલાક ઘન પદાર્થો દેખીતી રીતે અસ્ફટિકમય લાગે છે પરંતુ તેઓ અતિસૂક્ષ્મ સ્ફટિકમય રચનાઓ ધરાવતા હોય છે. આવા પદાર્થોને બહુસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો કહે છે.
- ઉદાહરણ: ધાતુઓ ઘણીવાર બહુસ્ફટિકમય સ્થિતિમાં જોવા મળે છે.
- ધાતુના નમૂનામાં,વ્યક્તિગત સ્ફટિકો $(individual\,crystals)$ અસ્તવ્યસ્ત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના કારણે આખો પદાર્થ સમદૈશિક $(isotropic)$ લાગે છે,ભલે વ્યક્તિગત સ્ફટિકો વિષમદૈશિક $(anisotropic)$ હોય.

(N/A) $1$. કાચ,રબર અને પ્લાસ્ટિક જેવા અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો આપણા રોજિંદા જીવનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગી છે.
$2$. અસ્ફટિકમય સિલિકોન એ સૌર-ઊર્જાને વિદ્યુત-ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટેનો શ્રેષ્ઠ ફોટોવોલ્ટેઈક પદાર્થ છે.
$3$. ચિરાડ ગુણધર્મ: જ્યારે અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોને ધારદાર સાધન વડે કાપવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ અનિયમિત સપાટીવાળા બે ટુકડાઓમાં વિભાજિત થાય છે. તેઓ સ્વચ્છ ચિરાડ (clean cleavage) દર્શાવતા નથી.

(A) સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો એવા છે જેમાં ઘટક કણો સમગ્ર બંધારણમાં નિયમિત અને પુનરાવર્તિત ગોઠવણી ધરાવે છે. ઉદાહરણોમાં $NaCl$,$Quartz$ અને $Diamond$ નો સમાવેશ થાય છે.
બહુસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો ઘણા નાના સ્ફટિકમય દાણાઓ (grains) ના બનેલા હોય છે જે સીમાઓ દ્વારા અલગ પડે છે. મોટાભાગની ધાતુઓ અને સિરામિક્સ બહુસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોના ઉદાહરણો છે.

(N/A) જે ગુણધર્મમાં પદાર્થના ભૌતિક ગુણધર્મો,જેવા કે વિદ્યુત વાહકતા,વક્રીભવનાંક અને ઉષ્મીય પ્રસરણ,બધી જ દિશાઓમાં સમાન હોય તેને 'સમદૈશિક' ગુણધર્મ કહેવામાં આવે છે. આ અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોનું લાક્ષણિક લક્ષણ છે.

(B) અસ્ફટિકમય પદાર્થોને આભાસી ઘન પદાર્થો અથવા અતિશીતિત પ્રવાહી કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ પ્રવાહીની જેમ લાંબા સમયગાળા દરમિયાન ખૂબ જ ધીમેથી વહેવાની વૃત્તિ ધરાવે છે. આ બાબત જૂની બારીઓના કાચમાં જોવા મળે છે,જે ઘણા વર્ષો પછી કાચના નીચેની તરફ વહેવાને કારણે નીચેના ભાગેથી થોડા જાડા જણાય છે.

(B) સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થમાં,ઘટકકણો (પરમાણુઓ,અણુઓ અથવા આયનો) સમગ્ર બંધારણમાં એક નિયમિત અને પુનરાવર્તિત ભાતમાં ગોઠવાયેલા હોય છે. આને $ \text{long-range order} $ (લાંબા ગાળાનો ક્રમ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $ B $ છે.

(N/A) સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થોનું વર્ગીકરણ આંતરઆણ્વીય બળોના સ્વભાવ અથવા ઘટકકણોને એકબીજા સાથે જકડી રાખતા બંધના આધારે ચાર પ્રકારમાં કરવામાં આવે છે:
$1$. આણ્વીય ઘન પદાર્થો: જેમાં ઘટકકણો અણુઓ હોય છે. ઉદાહરણ: $I_2$,$S_8$,$P_4$ અને $H_2O$ (બરફ).
$2$. આયનીય ઘન પદાર્થો: જેમાં ઘટકકણો આયનો હોય છે જે પ્રબળ સ્થિરવિદ્યુત આકર્ષણ બળોથી જોડાયેલા હોય છે. ઉદાહરણ: $NaCl$,$ZnS$ અને $MgO$.
$3$. ધાત્વીય ઘન પદાર્થો: જેમાં ધન આયનો મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનના સમુદ્રમાં ડૂબેલા હોય છે. ઉદાહરણ: $Fe$,$Cu$ અને $Ag$.
$4$. સહસંયોજક અથવા નેટવર્ક ઘન પદાર્થો: જેમાં પરમાણુઓ સહસંયોજક બંધના સતત નેટવર્કથી જોડાયેલા હોય છે. ઉદાહરણ: $SiO_2$ (ક્વાર્ટઝ),$SiC$ અને હીરો.

(N/A) આણ્વીય ઘન પદાર્થો એવા ઘન પદાર્થો છે જેમાં ઘટક કણો અણુઓ હોય છે જે નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ બળો અથવા હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
ઉદાહરણોમાં $I_2$,$P_4$,અને $H_2O$ (બરફ) નો સમાવેશ થાય છે.
આણ્વીય ઘન પદાર્થો ત્રણ પ્રકારના હોય છે:
$i$. અધ્રુવીય આણ્વીય ઘન પદાર્થો: આમાં પરમાણુઓ અથવા અધ્રુવીય અણુઓ હોય છે જે નિર્બળ લંડન વિસર્જન બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
$ii$. ધ્રુવીય આણ્વીય ઘન પદાર્થો: આમાં ધ્રુવીય અણુઓ હોય છે જે દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
$iii$. હાઇડ્રોજન બંધિત આણ્વીય ઘન પદાર્થો: આમાં એવા અણુઓ હોય છે જેમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુઓ ($N$,$O$,અથવા $F$) સાથે જોડાયેલા હોય છે,જે મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

(N/A) $1$. આયનીય ઘન પદાર્થના ઘટક કણો આયનો હોય છે.
$2$. આવા ઘન પદાર્થો પ્રબળ કુલંબિક (સ્થિરવિદ્યુતીય) બળોથી બંધિત ધનાયનો અને ઋણાયનોની ત્રિ-પરિમાણીય ગોઠવણીથી રચાય છે.
$3$. આ ઘન પદાર્થો સ્વભાવે સખત અને બરડ હોય છે તથા તેમના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ ઊંચા હોય છે.
$4$. ઘન અવસ્થામાં તેમના આયનો હેરફેર કરવા માટે મુક્ત ન હોવાથી તેઓ વિદ્યુતના અવાહક હોય છે,પરંતુ પિગલિત અવસ્થામાં અથવા પાણીમાં ઓગાળતાં આયનો મુક્ત થવાથી તેઓ વિદ્યુતનું વહન કરે છે.

(N/A) ધાત્વિક ઘન પદાર્થોમાં,ધાતુના આયનોની ત્રિ-પરિમાણીય ગોઠવણી હોય છે જે ઇલેક્ટ્રોનના સમુદ્ર દ્વારા ઘેરાયેલી અને એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે.
ઇલેક્ટ્રોન ગતિશીલ હોય છે અને સમગ્ર સ્ફટિકમાં સમાન રીતે ફેલાયેલા હોય છે,અને દરેક ધાતુનો પરમાણુ આ ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રોનના સમુદ્રમાં એક અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રોનનું યોગદાન આપે છે. ઉદાહરણો: $Fe, Cu, Ag, Mg$ વગેરે.
ધાત્વિક ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મો:
$1$. ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે ધાત્વિક ઘન પદાર્થો ઉષ્મા અને વિદ્યુતના સારા વાહક છે.
$2$. જ્યારે વિદ્યુતક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે આ ઇલેક્ટ્રોન ધન આયનોના નેટવર્કમાંથી વહે છે. તેવી જ રીતે,જ્યારે ધાતુના એક ભાગને ગરમી આપવામાં આવે છે,ત્યારે ઉષ્મીય ઊર્જા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સમાન રીતે ફેલાઈ જાય છે.
$3$. મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે ધાતુઓ કેટલીકવાર ચમક અને રંગ દર્શાવે છે.
$4$. ધાતુઓ ટીપી શકાય તેવી (malleable) અને તાર ખેંચી શકાય તેવી (ductile) હોય છે.

(N/A) - આ પ્રકારના ઘન પદાર્થોને બૃહદ (giant) અણુઓ પણ કહેવાય છે. જેમાં પરમાણુઓ વચ્ચે સહસંયોજક બંધ આવેલો હોય છે.
- આ બંધ પ્રબળ અને દિશામય (directional) હોય છે,તેથી પરમાણુઓ તેમના સ્થાનમાં ખૂબ પ્રબળતાથી જકડાયેલા રહે છે.
- આ પ્રકારના ઘન પદાર્થો સખત અને બરડ હોય છે. તેમને ખૂબ જ ઊંચા ગલનબિંદુ હોય છે અને ગલન પામતા પહેલા તે વિઘટન પણ પામી શકે છે.
- તેઓ વીજરોધક છે અને વિદ્યુતનું વહન કરતા નથી. ઉદાહરણ તરીકે હીરો (diamond) અને સિલિકૉન કાર્બાઈડ $(SiC)$.
- ગ્રેફાઇટ અપવાદ છે; તે પોચું છે અને વિદ્યુતનું સુવાહક છે.
- ગ્રેફાઇટમાં પ્રત્યેક કાર્બન પરમાણુ તે જ સ્તરમાં ત્રણ પડોશી કાર્બન પરમાણુ સાથે સહસંયોજક રીતે બંધિત હોય છે,જેથી ચોથો સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન સ્તરોની વચ્ચે મુક્ત રીતે ફરી શકે છે,જે ગ્રેફાઇટને વિદ્યુતનો સુવાહક બનાવે છે.
- ગ્રેફાઇટમાં જુદા જુદા સ્તરો એકબીજા પર સરકી શકતા હોવાથી તે પોચું ઘન છે અને સારું ઘન ઊંજણ (lubricant) તરીકે કાર્ય કરે છે.

(N/A) $1$. હીરો અને ગ્રેફાઇટ એ સહસંયોજક અથવા નેટવર્ક ઘન પદાર્થોના ઉદાહરણો છે. તેમાં પરમાણુઓ પ્રબળ,દિશામય સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જે એક વિશાળ આણ્વિય રચના બનાવે છે.
$2$. હીરો: દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં અન્ય ચાર કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે. આ એક મજબૂત,ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક બનાવે છે,જે હીરાને ખૂબ જ ઊંચા ગલનબિંદુ સાથે સૌથી સખત કુદરતી પદાર્થ બનાવે છે. તે વિદ્યુતનો અવાહક છે કારણ કે તમામ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન બંધ બનાવવામાં વપરાય છે.
$3$. ગ્રેફાઇટ: દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક જ સમતલમાં અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાઈને સ્તરોમાં ષટ્કોણીય વલયો બનાવે છે. ચોથો સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન સ્તરોની વચ્ચે મુક્ત (delocalized) હોય છે,જે ગ્રેફાઇટને વિદ્યુતનું વહન કરવામાં મદદ કરે છે. સ્તરો નબળા વાન ડેર વાલ્સ બળો દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જેથી તેઓ એકબીજા પર સરકી શકે છે,જે ગ્રેફાઇટને નરમ અને સારું ઊંજણ (lubricant) બનાવે છે.

(B) આયોનિક ઘન પદાર્થો પ્રબળ સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળો દ્વારા જોડાયેલા આયનોના બનેલા હોય છે.
ઘન અવસ્થામાં,આ આયનો તેમના લેટીસ સ્થાનો પર જકડાયેલા હોય છે અને મુક્ત રીતે ગતિ કરી શકતા નથી.
તેથી,તેઓ ઘન અવસ્થામાં અવાહક તરીકે વર્તે છે.
જોકે,પીગળેલા અવસ્થામાં અથવા જ્યારે પાણીમાં ઓગળવામાં આવે છે,ત્યારે આયનો ગતિ કરવા માટે મુક્ત બને છે,જેનાથી તેઓ વિદ્યુતનું વહન કરી શકે છે.

(A) ધાત્વિક ઘન પદાર્થો ધન આયનો અને તેમની આસપાસ રહેલા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનના સમુદ્રના બનેલા હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે $Cu$,$Fe$,$Ag$ અને $Au$ જેવી ધાતુઓ.
તેથી,કોપર $(Cu)$ એ ધાત્વિક સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થનું ઉદાહરણ છે.

(B) ધાત્વીય ઘન પદાર્થો એ સ્થાનિકીકૃત ન થયેલા (delocalized) ઇલેક્ટ્રોનના સમુદ્રમાં ઘેરાયેલા ધન ધાતુ આયનોના બનેલા હોય છે. આ ઇલેક્ટ્રોન સ્ફટિક લેટિસમાં મુક્તપણે ફરી શકે છે,જે ધાતુઓની ઉચ્ચ વિદ્યુત અને ઉષ્મીય વાહકતા માટે જવાબદાર છે. તેથી,તેના ઘટક કણો એ ઇલેક્ટ્રોનના સમુદ્રમાં રહેલા ધન આયનો છે.

(N/A) એકમ કોષ એ સ્ફટિકીય ઘનનો સૌથી નાનો પુનરાવર્તિત માળખાકીય એકમ છે,જેનું ત્રિ-પરિમાણમાં પુનરાવર્તન કરવાથી સમગ્ર સ્ફટિક લેટીસ બને છે.
એકમ કોષની લાક્ષણિકતાઓ:
એકમ કોષ છ પરિમાણો દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે: ત્રણ ધારની લંબાઈ $(a, b, c)$ અને ત્રણ આંતર-પૃષ્ઠ ખૂણા $(\alpha, \beta, \gamma)$.
એકમ કોષના પ્રકારો:
$1$. આદિમ (Primitive) એકમ કોષ: ઘટક કણો માત્ર ખૂણાના સ્થાનો પર જ હાજર હોય છે.
$2$. કેન્દ્રિત (Centred) એકમ કોષ: ખૂણાઓ ઉપરાંત અન્ય સ્થાનો પર પણ ઘટક કણો હાજર હોય છે.
કેન્દ્રિત એકમ કોષના પ્રકારો:
$(i)$ અંતઃ-કેન્દ્રિત (Body-Centred) એકમ કોષ: ખૂણાઓ ઉપરાંત તેના શરીરના કેન્દ્રમાં એક ઘટક કણ હોય છે.
$(ii)$ ફલક-કેન્દ્રિત (Face-Centred) એકમ કોષ: ખૂણાઓ ઉપરાંત દરેક ફલકના કેન્દ્રમાં એક ઘટક કણ હોય છે.
$(iii)$ અંત-કેન્દ્રિત (End-Centred) એકમ કોષ: ખૂણાઓ ઉપરાંત કોઈપણ બે વિરુદ્ધ ફલકોના કેન્દ્રમાં એક ઘટક કણ હોય છે.

(A) ગ્રેફાઇટ $Hexagonal$ (ષટ્કોણીય) સ્ફટિક પદ્ધતિમાં સ્ફટિકીકરણ પામે છે.
સિનેગાર $(HgS)$ $Trigonal$ (ત્રિકોણીય) (જેને $Rhombohedral$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) સ્ફટિક પદ્ધતિમાં સ્ફટિકીકરણ પામે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $Hexagonal$ અને $Trigonal$ છે.

(N/A) ઘન પદાર્થોનું તેમની વિદ્યુતીય વાહકતાના આધારે ત્રણ ભાગમાં વર્ગીકરણ કરવામાં આવે છે,જેનો ગાળો $27$ ક્રમ (order) જેટલો વિશાળ,એટલે કે $10^{-20}$ થી $10^{7} \ ohm^{-1} m^{-1}$ હોય છે.
$(i)$ વાહકો: જે ઘન પદાર્થો $10^{4}$ થી $10^{7} \ ohm^{-1} m^{-1}$ ના ગાળામાં વાહકતા ધરાવે છે તેમને વાહકો કહે છે. ધાતુઓ $10^{7} \ ohm^{-1} m^{-1}$ ના ક્રમની વાહકતા ધરાવે છે અને તે સુવાહક છે.
$(ii)$ અવાહકો: આ ઘન પદાર્થો ખૂબ જ ઓછી વિદ્યુતીય વાહકતા ધરાવે છે,જે $10^{-20}$ થી $10^{-10} \ ohm^{-1} m^{-1}$ ના ગાળામાં હોય છે.
$(iii)$ અર્ધવાહકો: આ એવા ઘન પદાર્થો છે જેમની વાહકતા મધ્યવર્તી ગાળામાં,એટલે કે $10^{-6}$ થી $10^{4} \ ohm^{-1} m^{-1}$ ની વચ્ચે હોય છે.

(N/A) $1$. અર્ધવાહકોમાં સંયોજકતા પટ અને વાહકતા પટ વચ્ચેની ઊર્જા તફાવત ઓછો હોય છે. તેથી,કેટલાક ઈલેક્ટ્રોન વાહકતા પટમાં કૂદી શકે છે અને થોડી વાહકતા દર્શાવે છે.
$2$. અર્ધવાહકોની વિદ્યુતીય વાહકતા તાપમાનના વધારા સાથે વધે છે કારણ કે વધુ ઈલેક્ટ્રોન વાહકતા પટમાં કૂદી શકે છે.
$3$. $Si$ અને $Ge$ આ પ્રકારની વર્તણૂક ધરાવે છે અને તેમને આંતરિક અર્ધવાહકો કહેવામાં આવે છે.
$4$. અર્ધવાહકોની વાહકતા યોગ્ય અશુદ્ધિ ઉમેરીને વધારી શકાય છે. આ પ્રક્રિયાને 'ડોપિંગ' (doping) કહે છે.
$5$. ડોપિંગ ઈલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ અથવા ઈલેક્ટ્રોન-ઊણપ ધરાવતી અશુદ્ધિઓનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે,જે ઈલેક્ટ્રોનીય ક્ષતિઓ ઉત્પન્ન કરે છે.
$6$. ઈલેક્ટ્રોનીય ક્ષતિઓના બે પ્રકાર છે:
$7$. $(i)$ ઈલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ અશુદ્ધિ: $Si$ અને $Ge$ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $14$ માં હોવાથી,તેમની પાસે ચાર સંયોજકતા ઈલેક્ટ્રોન હોય છે. તેમના સ્ફટિક લેટિસમાં,દરેક પરમાણુ પડોશીઓ સાથે ચાર સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
$8$. જ્યારે સમૂહ $15$ ના તત્વો જેવા કે $P$ અથવા $As$ વડે ડોપિંગ કરવામાં આવે છે,જે પાંચ સંયોજકતા ઈલેક્ટ્રોન ધરાવે છે,ત્યારે $Si$ અથવા $Ge$ ના કેટલાક લેટિસ સ્થાનો આ પરમાણુઓ દ્વારા રોકાય છે. પાંચમાંથી ચાર ઈલેક્ટ્રોન ચાર પડોશી પરમાણુઓ સાથે સહસંયોજક બંધ બનાવવામાં વપરાય છે.
$9$. પાંચમો ઈલેક્ટ્રોન વધારાનો છે અને તે વિસ્થાનીકૃત થાય છે. આ વિસ્થાનીકૃત ઈલેક્ટ્રોન ડોપ કરેલા $Si$ અથવા $Ge$ ની વાહકતા વધારે છે.

(N/A) $n$-પ્રકારના અર્ધવાહકો: જ્યારે સમૂહ $14$ ના તત્વો (જેમ કે $Si$ અથવા $Ge$) માં સમૂહ $15$ ના તત્વો (જેમ કે $P$ અથવા $As$) ઉમેરવામાં આવે ત્યારે તે બને છે. ડોપન્ટ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જેમાંથી $4$ યજમાન પરમાણુઓ સાથે સહસંયોજક બંધ બનાવે છે,અને એક વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત રહે છે જે વિદ્યુતનું વહન કરે છે. અહીં વીજભાર વાહક ઇલેક્ટ્રોન (ઋણ વીજભાર) હોવાથી તેને $n$-પ્રકારના અર્ધવાહકો કહેવામાં આવે છે.
$p$-પ્રકારના અર્ધવાહકો: જ્યારે સમૂહ $14$ ના તત્વોમાં સમૂહ $13$ ના તત્વો (જેમ કે $B$ અથવા $Al$) ઉમેરવામાં આવે ત્યારે તે બને છે. ડોપન્ટ પાસે માત્ર $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે સ્ફટિક લેટીસમાં ઇલેક્ટ્રોનની ખાલી જગ્યા અથવા 'હોલ' (છિદ્ર) બનાવે છે. આ હોલ સ્ફટિકમાં ગતિ કરે છે,જેનાથી વિદ્યુત વાહકતા શક્ય બને છે. અહીં વીજભાર વાહક ધન હોલ હોવાથી તેને $p$-પ્રકારના અર્ધવાહકો કહેવામાં આવે છે.

(N/A) $1$. ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ અશુદ્ધિઓ: જ્યારે સમૂહ-$14$ ના તત્વો (જેમ કે $Si$ અથવા $Ge$) માં સમૂહ-$15$ ના તત્વો (જેમ કે $P$ અથવા $As$) ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે આ અશુદ્ધિઓ રચાય છે. સમૂહ-$15$ ના તત્વોમાં $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,$4$ ઇલેક્ટ્રોન $Si/Ge$ સાથે સહસંયોજક બંધ બનાવે છે અને $5$મો ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત રહે છે,જે $n$-પ્રકારનો અર્ધવાહક બનાવે છે.
$2$. ઇલેક્ટ્રોન-ઊણપ ધરાવતી અશુદ્ધિઓ: જ્યારે સમૂહ-$14$ ના તત્વોમાં સમૂહ-$13$ ના તત્વો (જેમ કે $B$ અથવા $Al$) ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે આ અશુદ્ધિઓ રચાય છે. સમૂહ-$13$ ના તત્વોમાં માત્ર $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે લેટીસમાં ઇલેક્ટ્રોન હોલ (ખાલી જગ્યા) બનાવે છે,જે ધન વીજભાર વાહક તરીકે વર્તે છે અને $p$-પ્રકારનો અર્ધવાહક બનાવે છે.

(N/A) $n$-પ્રકાર અને $p$-પ્રકારના અર્ધવાહકોના ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$1$. તેનો ઉપયોગ $p-n$ જંકશન બનાવવા માટે થાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના પાયાના ઘટકો છે.
$2$. તેનો ઉપયોગ ડાયોડના ઉત્પાદનમાં થાય છે,જેનો ઉપયોગ રેક્ટિફિકેશન ($AC$ નું $DC$ માં રૂપાંતર) માટે થાય છે.
$3$. તેનો ઉપયોગ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં થાય છે,જે રેડિયો અથવા ઓડિયો સિગ્નલોને શોધવા અથવા એમ્પ્લીફાય કરવા માટે વપરાય છે.
$4$. તેનો ઉપયોગ ફોટો-ડાયોડના ઉત્પાદનમાં થાય છે,જે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલો શોધવા માટે વપરાય છે.
$5$. તેનો ઉપયોગ સૌર કોષોમાં પ્રકાશ ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર કરવા માટે થાય છે.

(A) ઘન પદાર્થોની વિદ્યુત વાહકતા તેમની વિદ્યુત વહન કરવાની ક્ષમતાના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
ધાતુઓ વિદ્યુતના ઉત્તમ વાહકો છે,જેમની વાહકતા $10^7 \ \Omega^{-1} \ m^{-1}$ ના ગાળામાં હોય છે.
અર્ધવાહકોની વાહકતા મધ્યમ હોય છે,જે $10^2$ થી $10^9 \ \Omega^{-1} \ m^{-1}$ ની વચ્ચે હોય છે.
અવાહકોની વાહકતા ખૂબ જ ઓછી હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $10^{-20}$ થી $10^{-10} \ \Omega^{-1} \ m^{-1}$ ની વચ્ચે હોય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $Metals > Semiconductors > Insulators$ છે.

(C) આંતરિક અર્ધવાહકો એ શુદ્ધ તત્વો છે જે કોઈપણ ડોપિંગ વગર વિદ્યુતનું વહન કરે છે.
આંતરિક અર્ધવાહકોના ઉદાહરણોમાં શુદ્ધ સિલિકોન $(Si)$ અને શુદ્ધ જર્મેનિયમ $(Ge)$ નો સમાવેશ થાય છે.

(A) $p$-પ્રકારના અર્ધવાહકો આંતરિક અર્ધવાહકો (જેમ કે સમૂહ $14$ ના $Si$ અથવા $Ge$) માં સમૂહ $13$ ના તત્વોની અશુદ્ધિ ઉમેરીને બનાવવામાં આવે છે.
આ તત્વોમાં માત્ર $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે સ્ફટિક લેટીસમાં ઇલેક્ટ્રોન હોલ (ખાલી જગ્યા) બનાવે છે,જે વિદ્યુત વહનને સરળ બનાવે છે.

(N/A) દરેક પદાર્થ સાથે થોડાક ચુંબકીય ગુણધર્મો સંકળાયેલા હોય છે. આ ગુણધર્મોનું ઉદ્ભવ સ્થાન ઈલેક્ટ્રોન છે.
દરેક પરમાણુમાંનો ઈલેક્ટ્રોન એક નાના ચુંબક તરીકે વર્તે છે.
તેની ચુંબકીય ચાકમાત્રા બે પ્રકારની ગતિમાંથી ઉદ્ભવે છે: $(i)$ કેન્દ્રની આસપાસ કક્ષકીય ગતિ,$(ii)$ પોતાની ધરીની આસપાસ ભ્રમણીય ગતિ.
દરેક ઈલેક્ટ્રોન કાયમી ભ્રમણ અને તેની સાથે સંલગ્ન કક્ષકીય ચુંબકીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે.
ચુંબકીય ચાકમાત્રાનું આ મૂલ્ય ઘણું ઓછું હોય છે અને તેને બોહ્ર મેગ્નેટોન $\mu_{B}$ એકમમાં માપવામાં આવે છે,જે $9.27 \times 10^{-24} \ A \ m^{2}$ જેટલું છે.

(N/A) પેરામેગ્નેટિઝમ: જે પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે આકર્ષાય છે તેમને પેરામેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. તેઓ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં તે જ દિશામાં ચુંબકીય બને છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં તેમનું ચુંબકત્વ ગુમાવે છે. આ એક અથવા વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે છે.
ડાયામેગ્નેટિઝમ: જે પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે અપાકર્ષાય છે તેમને ડાયામેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. તેઓ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્બળ રીતે ચુંબકીય બને છે. આ ફક્ત યુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે છે.
ફેરોમેગ્નેટિઝમ: જે પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રબળ રીતે આકર્ષાય છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં પણ ચુંબકત્વ જાળવી રાખે છે તેમને ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. ઘન અવસ્થામાં,ધાતુના આયનો નાના પ્રદેશોમાં જૂથબદ્ધ હોય છે જેને ડોમેન્સ કહેવામાં આવે છે. દરેક ડોમેન નાના ચુંબક તરીકે કાર્ય કરે છે. અચુંબકીય ટુકડામાં,ડોમેન્સ અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે,જે તેમની ચુંબકીય મોમેન્ટને રદ કરે છે. જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે બધા ડોમેન્સ ક્ષેત્રની દિશામાં ગોઠવાય છે,જે પ્રબળ ચુંબકીય અસર ઉત્પન્ન કરે છે. આ ગોઠવણી ક્ષેત્ર દૂર કર્યા પછી પણ ચાલુ રહે છે,જે તેમને કાયમી ચુંબક બનાવે છે.
એન્ટિફેરોમેગ્નેટિઝમ: જે પદાર્થોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવા છતાં શૂન્ય ચોખ્ખી ચુંબકીય મોમેન્ટ હોય છે તેમને એન્ટિફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. આમાં,ડોમેન માળખું ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો જેવું જ હોય છે,પરંતુ ડોમેન્સ વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે,જે એકબીજાની ચુંબકીય મોમેન્ટને રદ કરે છે. ઉદાહરણો: $MnO$,$Fe_{2}O_{3}$,$V_{2}O_{3}$.

(B) જે પદાર્થો બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નિર્બળ રીતે અપાકર્ષાય છે તેને પ્રતિચુંબકીય પદાર્થો કહેવામાં આવે છે.
$NaCl$ અને $C_6H_6$ (બેન્ઝિન) માં બધા જ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોય છે.
તેથી,તેઓ પ્રતિચુંબકત્વ દર્શાવે છે.

(D) $MnO$ માં,$Mn^{2+}$ આયનોની ચુંબકીય મોમેન્ટ એકબીજાની વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલી હોય છે,જેથી પરિણામી ચુંબકીય મોમેન્ટ શૂન્ય થાય છે. આ પ્રકારના ચુંબકીય વર્તનને $Antiferromagnetism$ (પ્રતિ-લોહચુંબકત્વ) કહેવામાં આવે છે.

(D) જ્યારે પદાર્થમાં રહેલા ડોમેન્સની ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ સમાંતર અને પ્રતિ-સમાંતર દિશાઓમાં અસમાન સંખ્યામાં ગોઠવાયેલી હોય ત્યારે ફેરિમૅગ્નેટિઝમ જોવા મળે છે.
ફેરિમૅગ્નેટિક પદાર્થોના ઉદાહરણોમાં $Fe_3O_4$ (મેગ્નેટાઇટ),$MgFe_2O_4$ અને $CuFe_2O_4$ નો સમાવેશ થાય છે.
આ પદાર્થો ગરમ કરવાથી ફેરિમૅગ્નેટિઝમ ગુમાવે છે અને પેરામેગ્નેટિક બને છે.

(A) ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોમાં,ધાતુના આયનો નાના વિસ્તારોમાં એકત્રિત થાય છે જેને $domains$ કહેવામાં આવે છે.
દરેક $domain$ એક નાના ચુંબક તરીકે કાર્ય કરે છે.
જ્યારે પદાર્થને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તમામ $domains$ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશામાં ગોઠવાય છે અને મજબૂત ચુંબકીય અસર ઉત્પન્ન થાય છે.

(C) ઘન પદાર્થોમાં,ઘટક કણો ખૂબ જ નજીક ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે કણો વચ્ચેનું અંતર ખૂબ ઓછું હોય છે.
જ્યારે ઘન પદાર્થને દબાવવા માટે બાહ્ય દબાણ લગાડવામાં આવે છે,ત્યારે કણોને વધુ નજીક લાવવાનો પ્રયાસ થાય છે.
આ ઘટાડેલા અંતરે,કણોના ઈલેક્ટ્રોન વાદળો વચ્ચેના અપાકર્ષણ બળો પ્રબળ બને છે અને વધુ સંકોચનનો વિરોધ કરે છે.
તેથી,ઘન પદાર્થો અદબનીય ગણાય છે.

અર્ધવાહકોમાં,વેલેન્સ બેન્ડ અને કન્ડક્શન બેન્ડ વચ્ચે નાનો ઉર્જા ગાળો હોય છે.
જેમ જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ વધુ ઇલેક્ટ્રોન આ નાના ઉર્જા ગાળાને પાર કરવા માટે પૂરતી ઉષ્મીય ઉર્જા મેળવે છે.
પરિણામે,આ ઇલેક્ટ્રોન વેલેન્સ બેન્ડમાંથી કન્ડક્શન બેન્ડમાં કૂદકો મારે છે,જેનાથી ચાર્જ કેરિયર્સની સંખ્યા વધે છે અને આમ વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો થાય છે.

(N/A) જ્યારે જર્મેનિયમમાં ગેલિયમનું ડોપિંગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે જર્મેનિયમની લેટીસની કેટલીક જગ્યાઓ ગેલિયમ પરમાણુઓ દ્વારા રોકાય છે. ગેલિયમ પાસે માત્ર $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે પાડોશી જર્મેનિયમ પરમાણુઓ સાથે સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે વપરાય છે. પરિણામે,દરેક ગેલિયમ પરમાણુ માટે,જ્યાં $4^{th}$ ઇલેક્ટ્રોન ખૂટે છે ત્યાં એક ખાલી જગ્યા અથવા 'હોલ' (hole) સર્જાય છે. આ હોલ વિદ્યુત વહન માટે જવાબદાર છે. વિદ્યુત ક્ષેત્રની અસર હેઠળ,પાડોશી પરમાણુઓના ઇલેક્ટ્રોન આ હોલને ભરવા માટે ખસે છે,જેનાથી હોલ ઋણ વીજભારિત પ્લેટ તરફ ગતિ કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોન ધન વીજભારિત પ્લેટ તરફ ગતિ કરે છે,આમ વાહકતા વધે છે.

(B) અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થને એનીલિંગની પ્રક્રિયા દ્વારા સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થમાં બદલી શકાય છે,જેમાં પદાર્થને લાંબા સમય સુધી ધીમે ધીમે ગરમ અને ઠંડુ કરવામાં આવે છે. આનાથી કણોને નિયમિત અને વ્યવસ્થિત ગોઠવણીમાં આવવાની તક મળે છે.

(B) $TiO$ માં,$Ti$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. $Ti^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^2$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાને કારણે,તે ધાતુ જેવો ગુણધર્મ ધરાવે છે અને તે ધાત્વીય વાહક તરીકે ઓળખાય છે. ચુંબકીય ગુણધર્મોની દ્રષ્ટિએ,$3d$ કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે $TiO$ ને પેરામેગ્નેટિક પદાર્થ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(N/A) ડોપિંગમાં અર્ધવાહકના વિદ્યુતીય ગુણધર્મોને બદલવા માટે તેમાં અશુદ્ધિઓનું અલ્પ પ્રમાણ ઉમેરવામાં આવે છે.
$1$. જ્યારે $Si$ કે $Ge$ જેવા અર્ધવાહકમાં ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ અશુદ્ધિઓ (સમૂહ $15$ ના તત્વો જેવા કે $P$ અથવા $As$) ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે વધારાના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે,જે વાહકતા વધારે છે. આને $n$-પ્રકારનો અર્ધવાહક કહેવાય છે.
$2$. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતી અશુદ્ધિઓ (સમૂહ $13$ ના તત્વો જેવા કે $B$ અથવા $Al$) ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે સ્ફટિક લેટીસમાં ઇલેક્ટ્રોનની ખાલી જગ્યાઓ સર્જાય છે જેને 'હોલ્સ' કહેવાય છે. આ હોલ્સ ઇલેક્ટ્રોનને ગતિ કરવા દે છે,જેનાથી વાહકતા વધે છે. આને $p$-પ્રકારનો અર્ધવાહક કહેવાય છે.
આમ,ડોપિંગ ઇલેક્ટ્રોનિક ખામીઓ ઉત્પન્ન કરે છે જે વિદ્યુતભાર વાહકોની ગતિને સરળ બનાવે છે,જેથી વિદ્યુત વાહકતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે.

(N/A) પ્રવાહી અને વાયુઓને તેમની વહન કરવાની ક્ષમતાને કારણે તરલ કહેવામાં આવે છે. આ બંને અવસ્થાઓમાં તરલતાનું કારણ એ છે કે અણુઓ મુક્તપણે હલનચલન કરી શકે છે.
તેનાથી વિપરીત,ઘન પદાર્થોમાં ઘટક કણોના સ્થાન નિશ્ચિત હોય છે અને તેઓ ફક્ત તેમના સરેરાશ સ્થાનની આસપાસ દોલન કરી શકે છે. તેથી,ઘન પદાર્થો સખત હોય છે. આ ગુણધર્મો ઘટક કણોની પ્રકૃતિ અને તેમની વચ્ચે કાર્યરત આકર્ષણ બળો પર આધાર રાખે છે.

(N/A) સ્ફટિકમય અને અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો વચ્ચેનો તફાવત નીચે મુજબ છે:

ગુણધર્મ	સ્ફટિકમય ઘન	અસ્ફટિકમય ઘન
આકાર	ચોક્કસ લાક્ષણિક ભૌમિતિક આકાર	અનિયમિત આકાર
ગલનબિંદુ	ચોક્કસ તાપમાને પીગળે છે	તાપમાનના ગાળા દરમિયાન ધીમે ધીમે નરમ પડે છે
વિભાજનનો ગુણધર્મ	કાપતા સપાટ અને લીસી સપાટી મળે છે	કાપતા અનિયમિત સપાટી મળે છે
ગલન એન્થાલ્પી	ચોક્કસ ગલન એન્થાલ્પી હોય છે	ચોક્કસ ગલન એન્થાલ્પી હોતી નથી
વિષમદૈશિકતા	વિષમદૈશિક સ્વભાવ	સમદૈશિક સ્વભાવ
પ્રકૃતિ	સાચા ઘન	આભાસી ઘન અથવા અતિશીતિત પ્રવાહી
કણોની ગોઠવણી	લાંબા ગાળાની ગોઠવણી	ટૂંકા ગાળાની ગોઠવણી