Type of solid and Their properties Questions in Gujarati

(C) $O_2$ એ પેરામેગ્નેટિક છે.
બેન્ઝીન અને પાણી એ ડાયામેગ્નેટિક છે.
$Fe$ (આયર્ન) એ ફેરોમેગ્નેટિક છે.

(A) સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી $(SEM)$ એ એક એવી તકનીક છે જેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનના કેન્દ્રિત કિરણો વડે સપાટીને સ્કેન કરીને નમૂનાની સપાટીનું ચિત્ર મેળવવા માટે થાય છે.
તે પદાર્થની સપાટીની ટોપોગ્રાફી અને મોર્ફોલોજી (બંધારણ) વિશે વિગતવાર માહિતી પૂરી પાડે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) સિરામિક પદાર્થો,ખાસ કરીને ઉચ્ચ-તાપમાનના સુપરકન્ડક્ટર્સ જેમ કે $YBa_2Cu_3O_7$,પરંપરાગત ધાતુના સુપરકન્ડક્ટર્સ કરતા ઘણા ઊંચા તાપમાને સુપરકન્ડક્ટિવિટી દર્શાવે છે.
ઘણા સિરામિક સુપરકન્ડક્ટર્સ $90 \ K$ થી $150 \ K$ ની રેન્જમાં કાર્ય કરે છે,આ પ્રશ્નનો સંદર્ભ એવા પદાર્થોની શોધ સાથે છે જે $150 \ K$ ની આસપાસના તાપમાને સુપરકન્ડક્ટિવિટી દર્શાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) સિલિકોન સમૂહ $14$ માં આવે છે અને ગેલિયમ સમૂહ $13$ માં આવે છે.
જ્યારે $Si$ ને $Ga$ સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $p$-પ્રકારનો સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પન્ન થાય છે.
આનું કારણ એ છે કે સમૂહ $13$ ના તત્વોમાં માત્ર $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જ્યારે સમૂહ $14$ ના તત્વોમાં $4$ હોય છે.
આનાથી સ્ફટિક લેટીસમાં ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ અથવા ઇલેક્ટ્રોન વેકેન્સી (હોલ) સર્જાય છે.
આ હોલ સ્ફટિકમાં ધન વીજભારની જેમ ગતિ કરી શકે છે,જે વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો કરે છે.

(B) $MnO$ એન્ટિફેરોમેગ્નેટિઝમ દર્શાવે છે.
તેમની પાસે ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો જેવું જ ડોમેન માળખું હોય છે,પરંતુ તેમના ડોમેન્સ વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે અને એકબીજાની ચુંબકીય મોમેન્ટને નાબૂદ કરે છે.

(D) કેટલાક સંક્રાંતિ ધાતુના ઓક્સાઇડ ધાતુઓ જેવી વિદ્યુત વાહકતા દર્શાવે છે.
ચોક્કસપણે,$TiO$,$CrO_{2}$ અને $ReO_{3}$ તેમના વિદ્યુત ગુણધર્મોની દ્રષ્ટિએ ધાતુઓ જેવું વર્તન કરે છે.

(D) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$P$. આણ્વિય ઘન: $H_2O$ $(iii)$
$Q$. આયનીય ઘન: $MgO$ $(iv)$
$R$. ધાત્વીય ઘન: $Mg$ $(ii)$
$S$. નેટવર્ક ઘન: $SiC$ $(i)$
તેથી,સાચો ક્રમ $P-iii, Q-iv, R-ii, S-i$ છે.

(C) ક્વાર્ટઝ $(SiO_2)$ માં,લેટીસ બિંદુઓ સિલિકોન અને ઓક્સિજન પરમાણુઓ દ્વારા રોકાયેલા હોય છે,જે સહસંયોજક બંધના સતત નેટવર્ક દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.
તેથી,ક્વાર્ટઝને સહસંયોજક અથવા નેટવર્ક સ્ફટિક તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(C) વિધાન $(C)$ ખોટું છે.
અસ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો સ્વભાવે સમદૈશિક (isotropic) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેમના ભૌતિક ગુણધર્મો (જેમ કે વિદ્યુત વાહકતા અથવા વક્રીભવનાંક) તમામ દિશાઓમાં સમાન હોય છે.
બીજી તરફ,સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો વિષમદૈશિક (anisotropic) હોય છે.

(D) નેટવર્ક સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થ,જેને સહસંયોજક નેટવર્ક ઘન પણ કહેવામાં આવે છે,તે સ્ફટિકમાં સતત સહસંયોજક બંધોના નેટવર્ક દ્વારા જોડાયેલા પરમાણુઓનો બનેલો હોય છે.
$NaCl$ એ આયનીય ઘન છે.
$Ice$ એ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલ આણ્વિય ઘન છે.
$I_2$ એ લંડન ડિસ્પર્ઝન ફોર્સ દ્વારા જોડાયેલ આણ્વિય ઘન છે.
$AlN$ (એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ) એ વુર્ટઝાઇટ જેવી રચના ધરાવતો સહસંયોજક નેટવર્ક ઘન છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(C) સૂકા બરફ (ઘન $CO_2$) માં,ઘટક કણો અણુઓ છે.
આ અણુઓ નિર્બળ આંતરઆણ્વિય બળો જેવા કે લંડન ડિસ્પર્શન ફોર્સ અથવા ડાયપોલ-ડાયપોલ આંતરક્રિયાઓ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
તેથી,તેને આણ્વિય સ્ફટિક તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
રોક સોલ્ટ $(NaCl)$ એ આયનીય સ્ફટિક છે,જ્યારે ક્વાર્ટઝ $(SiO_2)$ અને હીરો $(C)$ એ સહસંયોજક (નેટવર્ક) સ્ફટિકો છે.

(C) $Ag$ એ ધાત્વિક ઘન છે.
$ZnS$ એ આયનીય ઘન છે.
$CO_{2(s)}$,$SO_{2(s)}$,$HCl_{(s)}$,અને $H_2O_{(s)}$ એ આણ્વિય ઘન છે (કુલ = $4$).
$SiO_2$ અને $AlN$ એ નેટવર્ક ઘન છે (કુલ = $2$).
તેથી,આણ્વિય ઘન ની સંખ્યા $4$ છે અને નેટવર્ક ઘન ની સંખ્યા $2$ છે.

(A) આણ્વીય ઘન પદાર્થો નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ બળો અથવા હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલા અણુઓથી બનેલા હોય છે.
આ નિર્બળ આંતરઆણ્વીય બળોને કારણે,આણ્વીય ઘન પદાર્થો સામાન્ય રીતે નરમ હોય છે અને તેમનું ગલનબિંદુ નીચું હોય છે.
ઘણા આણ્વીય ઘન પદાર્થો સ્વભાવે બાષ્પશીલ પણ હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) $1$. $SiO_2$ એ સહસંયોજક નેટવર્ક ઘન છે,જે અવાહક છે અને તેનું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું હોય છે. આ સાચું છે.
$2$. $MgO$ એ આયનીય ઘન છે,સહસંયોજક ઘન નથી. તે પ્રબળ સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ બળો દ્વારા જોડાયેલા $Mg^{2+}$ અને $O^{2-}$ આયનોનું બનેલું છે. તે ઘન અવસ્થામાં અવાહક છે અને તેનું ગલનબિંદુ ઊંચું હોય છે. તેથી,$MgO$ માટે 'સહસંયોજક ઘન' વર્ણન ખોટું છે.
$3$. $H_2O_{\text{(ice)}}$ એ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલ આણ્વિય ઘન છે,જે અવાહક છે અને તેનું ગલનબિંદુ નીચું હોય છે. આ સાચું છે.
$4$. $Ag_{(s)}$ એ ધાત્વિય ઘન છે,જે વિદ્યુતનો સુવાહક છે અને તેનું ગલનબિંદુ ઊંચું હોય છે. આ સાચું છે.
આમ,ખોટો સેટ $B$ છે.

(A) સાચી જોડકાં પદ્ધતિ આપેલા પદાર્થોના ચુંબકીય ગુણધર્મો પર આધારિત છે:
$(A)$ ફેરોમેગ્નેટિક: $CrO_2$ એ જાણીતો ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થ છે.
$(B)$ એન્ટિફેરોમેગ્નેટિક: $MnO$ એન્ટિફેરોમેગ્નેટિઝમ દર્શાવે છે કારણ કે તેના ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
$(C)$ ફેરીમેગ્નેટિક: $Fe_3O_4$ (મેગ્નેટાઇટ) એ ફેરીમેગ્નેટિક પદાર્થનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
$(D)$ પેરામેગ્નેટિક: $O_2$ તેના આણ્વીય કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે પેરામેગ્નેટિક છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-2, B-3, C-4, D-1$ છે.

(B) ડ્રાય આઈસ એ $CO_2$ નું ઘન સ્વરૂપ છે.
તે એક આણ્વિય સ્ફટિક છે જે વાતાવરણીય દબાણે ઉર્ધ્વપાતન (sublimation) પામે છે.

(C) સિલિકોન એ સમૂહ $14$ નું તત્વ છે. જ્યારે તેને ફોસ્ફરસ જેવા સમૂહ $15$ ના તત્વ સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેની પાસે સિલિકોન પરમાણુઓની તુલનામાં એક વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. આ વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન તેને $n$-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર બનાવે છે.

(B) $Quartz$ (ક્વાર્ટઝ) એ પીઝોઈલેક્ટ્રિક પદાર્થ છે.
પીઝોઈલેક્ટ્રિક પદાર્થો પર યાંત્રિક દબાણ આપવાથી તેમાં આયનોના સ્થાનાંતર અથવા ઇલેક્ટ્રોનની ગતિને કારણે વિદ્યુતભાર ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) $SiO_2$ (ક્વાર્ટઝ) એ સહસંયોજક નેટવર્ક ઘન પદાર્થ છે જે સહિયારા ઓક્સિજન પરમાણુઓ દ્વારા જોડાયેલા ટેટ્રાહેડ્રલ $SiO_4$ એકમોનું સતત ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક બનાવે છે.
$MgO$,$CaF_2$ અને $ZnS$ એ આયનીય ઘન પદાર્થોના ઉદાહરણો છે.

(D) આણ્વિય ઘન પદાર્થોના ઘટક કણો અણુઓ હોય છે. આ ઘન પદાર્થોને ત્રણ શ્રેણીઓમાં વહેંચવામાં આવે છે: $1$. અધ્રુવીય આણ્વિય ઘન,$2$. ધ્રુવીય આણ્વિય ઘન,$3$. હાઇડ્રોજન બંધિત આણ્વિય ઘન. $HCl$,$H_2O$ (બરફ) અને $CCl_4$ એ આણ્વિય ઘન પદાર્થોના ઉદાહરણો છે.
સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ $(SiO_2)$ એ સહસંયોજક અથવા નેટવર્ક ઘન પદાર્થ છે. આ બંધારણમાં,દરેક સિલિકોન પરમાણુ ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે ચતુષ્ફલકીય રીતે સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલ હોય છે. દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ બીજા સિલિકોન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે,જે એક વિશાળ ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક બનાવે છે. તેથી,તે આણ્વિય ઘન નથી.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(A)$ ધાત્વિક ઘન: $Cu$ $(4)$
$(B)$ આયનીય ઘન: $NaCl$ $(3)$
$(C)$ આણ્વિય ઘન: બરફ $(2)$
$(D)$ સહસંયોજક (નેટવર્ક) ઘન: હીરો $(1)$
તેથી,સાચો ક્રમ $A-4, B-3, C-2, D-1$ છે.

(D) આપેલ એકમ કોષમાં પરમાણુઓ બધા ખૂણાઓ પર અને બે વિરુદ્ધ ફલકોના કેન્દ્ર પર આવેલા છે.
તેથી,તે અંત્ય કેન્દ્રિત એકમ કોષ છે.

(A) પીઝોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી એવી સામગ્રી છે જે યાંત્રિક દબાણ લાગુ કરવાથી આંતરિક વિદ્યુત ચાર્જ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
ક્વાર્ટઝ $(SiO_2)$ એ પીઝોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીનું જાણીતું ઉદાહરણ છે.
તેથી,વિકલ્પ $(A)$ સાચો છે.

(D) જર્મેનિયમ $(Ge)$ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $14$ નું તત્વ છે.
$p$-પ્રકારનું સેમિકન્ડક્ટર બનાવવા માટે,આપણે તેને સમૂહ $13$ ના તત્વ સાથે ડોપ કરવું પડે છે,જેમાં $Ge$ કરતા એક વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન ઓછો હોય છે.
આનાથી ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ ધરાવતો બંધ અથવા 'હોલ' (છિદ્ર) બને છે,જે ધન વીજભાર વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Bi$,$Sb$ અને $As$ સમૂહ $15$ ના તત્વો છે (જે $n$-પ્રકારનું સેમિકન્ડક્ટર બનાવે છે),જ્યારે $Ga$ સમૂહ $13$ નું તત્વ છે.
તેથી,$Ge$ ને $Ga$ સાથે ડોપ કરવાથી $p$-પ્રકારનું સેમિકન્ડક્ટર મળે છે.

(C) જ્યારે સિલિકોન $(Si)$ ને $4$ કરતા ઓછી સંયોજકતા ધરાવતી અશુદ્ધિ સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $p$-પ્રકારનું સેમિકન્ડક્ટર મળે છે.
સિલિકોન સમૂહ $14$ નું તત્વ છે અને તેની સંયોજકતા $4$ છે.
$As$ (આર્સેનિક),$P$ (ફોસ્ફરસ) અને $Sb$ (એન્ટિમની) જેવા તત્વો સમૂહ $15$ ના છે અને તેમની સંયોજકતા $5$ છે,જે $n$-પ્રકારના સેમિકન્ડક્ટર બનાવે છે.
$In$ (ઇન્ડિયમ) સમૂહ $13$ નું તત્વ છે અને તેની સંયોજકતા $3$ છે.
તેથી,$Si$ માં $In$ ઉમેરવાથી ઇલેક્ટ્રોન હોલ સર્જાય છે,જેના પરિણામે $p$-પ્રકારનું સેમિકન્ડક્ટર બને છે.

(C) મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે ધાતુઓ વિદ્યુતની સારી વાહક છે.
તાપમાનમાં વધારો થવાથી સેમિકન્ડક્ટરની વિદ્યુત વાહકતા વધે છે.
બોરોન (સમૂહ $13$ તત્વ) સાથે ડોપ કરેલ સિલિકોન $p$-પ્રકારનો સેમિકન્ડક્ટર બનાવે છે.
આર્સેનિક (સમૂહ $15$ તત્વ) સાથે ડોપ કરેલ સિલિકોન $n$-પ્રકારનો સેમિકન્ડક્ટર બનાવે છે.

(C) ફેરીમેગ્નેટિક પદાર્થોમાં,ડોમેન્સની ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ સમાંતર અને પ્રતિ-સમાંતર દિશાઓમાં અસમાન સંખ્યામાં ગોઠવાયેલી હોય છે.
ચોખ્ખી ચુંબકીય મોમેન્ટ શૂન્ય નથી પણ ઓછી હોય છે.
આ પદાર્થો ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોની તુલનામાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા નબળી રીતે આકર્ષાય છે અને ગરમ કરવા પર તેમનું ફેરીમેગ્નેટિઝમ ગુમાવે છે,અને પેરામેગ્નેટિક બને છે.
ઉદાહરણોમાં $Fe_3O_4$ અને ફેરાઇટ્સ જેવા કે $MgFe_2O_4$ અને $NiFe_2O_4$ નો સમાવેશ થાય છે.
આપેલા સંયોજનોમાંથી:
$1$. $Fe_3O_4$: ફેરીમેગ્નેટિક
$2$. $MgFe_2O_4$: ફેરીમેગ્નેટિક
$3$. $NiFe_2O_4$: ફેરીમેગ્નેટિક
$4$. $MnO$: એન્ટિફેરોમેગ્નેટિક
$5$. $CrO_2$: ફેરોમેગ્નેટિક
આમ,$3$ સંયોજનો ફેરીમેગ્નેટિઝમ દર્શાવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચો જવાબ છે.

(A) ચુંબકીય ડોમેન ગોઠવણીના આધારે:
$1$. એન્ટિફેરોમેગ્નેટિઝમ $(A)$ માં ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી ચુંબકીય મોમેન્ટ શૂન્ય થાય છે. આ $I$ $(\uparrow \downarrow \uparrow \downarrow \uparrow \downarrow)$ ને અનુરૂપ છે.
$2$. ફેરોમેગ્નેટિઝમ $(B)$ માં તમામ ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ એક જ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે મોટી ચોખ્ખી ચુંબકીય મોમેન્ટ મળે છે. આ $II$ $(\uparrow \uparrow \uparrow \uparrow \uparrow \uparrow)$ ને અનુરૂપ છે.
$3$. ફેરીમેગ્નેટિઝમ $(C)$ માં ચુંબકીય મોમેન્ટ્સ અસમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી ચુંબકીય મોમેન્ટ મળે છે. આ $III$ $(\uparrow \uparrow \downarrow \uparrow \uparrow \downarrow)$ ને અનુરૂપ છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-I, B-II, C-III$ છે.