Type of solid and Their properties Questions in Hindi

(B) $NaCl$ एक आयनिक क्रिस्टल है,इसलिए यह $Na^{+}$ और $Cl^{-}$ आयनों द्वारा बनता है।

(A) $CH_4$ अणु में प्रत्येक मीथेन अणु के परमाणुओं के बीच मजबूत सहसंयोजक बंध होता है।
हालाँकि,ठोस $CH_4$ में विभिन्न मीथेन अणुओं के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बल होते हैं,जो आणविक ठोस की विशेषता है।
इसलिए,$CH_4$ एक आणविक ठोस है।

(A) $Si$ या $Ge$ जैसे अर्धचालक $covalent$ $bonds$ (सहसंयोजक बंध) के माध्यम से एक क्रिस्टल जालक बनाते हैं।
$n$-प्रकार के अर्धचालक पेंटावैलेंट अशुद्धियों ($5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन वाले परमाणु) के साथ डोपिंग करके बनाए जाते हैं,जो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्रदान करते हैं।
$p$-प्रकार के अर्धचालक ट्राइवैलेंट अशुद्धियों ($3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन वाले परमाणु) के साथ डोपिंग करके बनाए जाते हैं,जो इलेक्ट्रॉन की कमी या "होल" उत्पन्न करते हैं।
दोनों ही मामलों में,डोपिंग परमाणु जालक में मेजबान परमाणुओं का स्थान लेते हैं और पड़ोसी परमाणुओं के साथ $covalent$ $bonds$ बनाने में भाग लेते हैं।

(B) क्रिस्टल जालक के पिघलने के दौरान,ठोस की संरचना बदल जाती है।
क्रिस्टल में कणों की पुनरावर्ती ज्यामितीय व्यवस्था के कारण,कणों के बीच के सभी बंध समान शक्ति के होते हैं।
जैसे ही ऊष्मा दी जाती है,ऊर्जा अंतर-आणविक बलों को दूर कर देती है,जिससे कठोर जालक संरचना टूट जाती है और द्रव अवस्था में परिवर्तित हो जाती है।

(A) दिए गए विकल्पों में से नेफ़थलीन का गलनांक सबसे कम है।
नेफ़थलीन एक अध्रुवीय सहसंयोजक आणविक ठोस है जो कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा जुड़ा होता है।
इसके विपरीत,$Diamond$ एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है,$NaCl$ एक आयनिक ठोस है,और $Mn$ एक धात्विक ठोस है,इन सभी में अंतर-कण बल काफी मजबूत होते हैं और इनका गलनांक उच्च होता है।

(A) सही उत्तर $(A)$ है।
$Ga$ (गैलियम) उन कुछ पदार्थों में से एक है जो जमने पर फैलते हैं,जैसे कि पानी।
यह व्यवहार $Ga$ की ठोस अवस्था में अद्वितीय क्रिस्टल संरचना के कारण है,जिसमें कमजोर धात्विक बंधन और $Ga_2$ अणुओं का निर्माण शामिल है,जिसके परिणामस्वरूप तरल अवस्था की तुलना में ठोस अवस्था में इसका घनत्व कम होता है।

(D) क्रिस्टलीय धातु को पिघली हुई धातु को बहुत तेजी से ठंडा करके धात्विक ग्लास में परिवर्तित किया जा सकता है।
पिघली हुई धातु को तेजी से ठंडा करने पर परमाणु एक नियमित क्रिस्टलीय जालक में व्यवस्थित नहीं हो पाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक अक्रिस्टलीय ठोस प्राप्त होता है जिसे धात्विक ग्लास कहा जाता है।

(C) ऑटोमोबाइल की विंडस्क्रीन $Safety \ glass$ (सुरक्षा कांच) से बनी होती है।
$Safety \ glass$ एक प्रकार का कांच है जिसे सामान्य कांच की तुलना में इसकी मजबूती बढ़ाने के लिए थर्मल या रासायनिक उपचार द्वारा संसाधित किया जाता है।
इसे इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि टूटने पर यह तेज धार वाले टुकड़ों के बजाय छोटे,कुंद टुकड़ों में बिखर जाता है,जिससे चोट लगने की संभावना कम हो जाती है,जो ऑटोमोटिव सुरक्षा के लिए आवश्यक है।

(A) लेंस और प्रिज्म बनाने के लिए फ्लिंट कांच का उपयोग किया जाता है।
फ्लिंट कांच एक ऑप्टिकल कांच है जिसमें अपेक्षाकृत उच्च अपवर्तनांक और कम एबे संख्या होती है।
एक्रोमैटिक डबलट लेंस बनाने के लिए आमतौर पर फ्लिंट कांच के अवतल लेंस को क्राउन कांच के उत्तल लेंस के साथ जोड़ा जाता है।
यह संयोजन उनके पूरक ऑप्टिकल गुणों के कारण उपयोग किया जाता है,जो क्रोमैटिक एबेरेशन (वर्ण विपथन) को कम करता है।

(B) कांच को एक अतिशीतित द्रव (supercooled liquid) माना जाता है क्योंकि इसमें द्रव के समान एक अव्यवस्थित,अक्रिस्टलीय संरचना होती है,लेकिन इसकी श्यानता (viscosity) बहुत अधिक होती है जो इसे कमरे के तापमान पर बहने से रोकती है।
अतिशीतलन (supercooling) किसी द्रव या गैस के तापमान को उसके हिमांक से नीचे ले जाने की प्रक्रिया है,बिना उसे ठोस बनाए।

(B) सही उत्तर $B$ है।
ग्रे टिन ($\alpha$-tin) बहुत भंगुर होता है और बहुत ठंडी जलवायु में आसानी से पाउडर में बदल जाता है।
परिवर्तन इस प्रकार है: $\text{Grey tin (Cubic)} \rightleftharpoons \text{White tin (Tetragonal)}$.
सफेद टिन का ग्रे टिन में परिवर्तन आयतन में वृद्धि के साथ होता है,जिससे बटन टूटकर बिखर जाते हैं। इस घटना को $\text{tin disease}$ या $\text{tin plague}$ के रूप में जाना जाता है।

(B) क्रूक्स ग्लास एक विशेष प्रकार का कांच है जिसमें सीरियम ऑक्साइड होता है। यह पराबैंगनी किरणों को गुजरने नहीं देता है और इसका उपयोग लेंस बनाने के लिए किया जाता है।

(B) बहुरूपता (Polymorphism) किसी पदार्थ की दो या दो से अधिक विभिन्न क्रिस्टलीय रूपों या संरचनाओं में मौजूद होने की क्षमता है।

(C) $Quartz$ $Silica$ $(SiO_2)$ का एक क्रिस्टलीय रूप है।

(A) $CH_4$ अणुओं में,प्रत्येक अणु के भीतर परमाणुओं के बीच मजबूत सहसंयोजक बंधन होते हैं।
हालाँकि,ठोस $CH_4$ में,अणु कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।
चूंकि घटक कण कमजोर अंतर-आणविक बलों द्वारा जुड़े अणु होते हैं,इसलिए इसे आणविक ठोस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
अतः,विकल्प $A$ सही उत्तर है।

(D) नेफ़थलीन $(C_{10}H_8)$ एक आण्विक ठोस है।
आण्विक ठोसों में घटक कण अणु होते हैं।
नेफ़थलीन अध्रुवीय अणुओं से बना होता है जो दुर्बल लंडन परिक्षेपण बलों (वेंडर वाल्स बलों) द्वारा जुड़े होते हैं।
इसलिए,इसे आण्विक ठोस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(B) वर्णित घटना $Liquid \ crystals$ (द्रव क्रिस्टल) का एक विशिष्ट गुण है।
गर्म करने पर,ये पदार्थ मेसोमोर्फिक चरण नामक एक मध्यवर्ती चरण से गुजरते हैं,जो व्यवस्थित आणविक डोमेन द्वारा प्रकाश के प्रकीर्णन के कारण धुंधला दिखाई देता है।
आगे गर्म करने पर,पदार्थ एक आइसोट्रोपिक तरल अवस्था में बदल जाता है जहाँ धुंधलापन गायब हो जाता है।

(A) $BaTiO_3$ (बेरियम टाइटेनेट) एक प्रसिद्ध फेरोइलेक्ट्रिक यौगिक है।
फेरोइलेक्ट्रिक पदार्थों में,विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति में भी द्विध्रुव (dipoles) स्थायी रूप से एक ही दिशा में संरेखित होते हैं।

(A) $1.$ आणविक क्रिस्टल वे पदार्थ होते हैं जिनमें अपेक्षाकृत कमजोर अंतर-आणविक बंधन बल होते हैं।
$2.$ ये क्रिस्टल नरम होते हैं और इनका गलनांक कम होता है।
$3.$ ये ऊष्मा और विद्युत के कुचालक होते हैं।
$4.$ ठोस कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ को शुष्क बर्फ (dry ice) के रूप में भी जाना जाता है।
$5.$ ठोस $CO_2$ में घटक कण अणु होते हैं जो कमजोर अंतर-आणविक बलों द्वारा एक साथ बंधे होते हैं।
इसलिए,ठोस $CO_2$ एक आणविक क्रिस्टल का उदाहरण है।

(B) $NaCl$ के संलयन की ऊष्मा का मान बहुत अधिक होता है क्योंकि यह एक आयनिक ठोस है जिसमें इसके $fcc$ क्रिस्टल जालक संरचना में आयनों के बीच मजबूत स्थिर वैद्युत आकर्षण बल होता है।

(C) पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल वे पदार्थ हैं जो यांत्रिक तनाव लागू होने पर विद्युत विभव उत्पन्न करते हैं।
इनका उपयोग आमतौर पर रिकॉर्ड प्लेयर (पिकअप),माइक्रोफोन और अल्ट्रासोनिक जनरेटर जैसे उपकरणों में किया जाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) $NaCl$ एक आयनिक ठोस है जिसमें घटक कण धनात्मक $(Na^{+})$ और ऋणात्मक $(Cl^{-})$ आयन होते हैं।

(D) अक्रिस्टलीय ठोसों में उनके घटक कणों की व्यवस्था में केवल लघु-परास व्यवस्था (short range order) होती है।
इनका कोई निश्चित गलनांक (sharp melting point) नहीं होता है,अर्थात ये तापमान की एक सीमा के दौरान नरम हो जाते हैं।
इसलिए,कथन $B$ और $D$ सही हैं।

(D) ठोसों में प्रबल अंतर-आणविक बल होते हैं जो उनके घटक कणों को निश्चित स्थानों पर बनाए रखते हैं।
परिणामस्वरूप,उनमें निश्चित आकार,निश्चित आयतन (साइज) और उच्च कठोरता होती है।

(A) क्रिस्टलीय ठोसों में घटक कणों की दीर्घ-परासी व्यवस्था होती है और इनका गलनांक निश्चित होता है।
जब इन्हें गर्म किया जाता है,तो ये एक विशिष्ट तापमान पर ठोस से तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाते हैं,इसीलिए ये ठोस से तरल में अचानक बदल जाते हैं।

(C) हीरा एक सहसंयोजक ठोस (नेटवर्क ठोस) है जिसमें कार्बन परमाणु त्रिविमीय चतुष्फलकीय संरचना में मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।

(A) ठोसों को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: क्रिस्टलीय और अक्रिस्टलीय।
इसलिए,यह कथन कि ठोस हमेशा क्रिस्टलीय प्रकृति के होते हैं,गलत है,क्योंकि अक्रिस्टलीय ठोस भी मौजूद होते हैं।

(C) धात्विक ठोस धनात्मक धातु आयनों से बने होते हैं जो विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉनों के समुद्र से घिरे होते हैं।
$W$ (टंगस्टन) एक धातु है और यह धात्विक क्रिस्टलीय ठोस बनाता है।
$C$ (हीरा/ग्रेफाइट) एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है।
$Si$ (सिलिकॉन) एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है।
$AgCl$ एक आयनिक ठोस है।

(C) $I_2$ क्रिस्टल आणविक क्रिस्टल होते हैं।
इन क्रिस्टलों में,घटक कण $I_2$ अणु होते हैं।
अणु कमजोर $Van \text{ } der \text{ } Waals$ बलों द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।

(B) $ (b) $ विपरीत आवेशित आयनों के बीच मजबूत स्थिर वैद्युत आकर्षण बलों के कारण आयनिक ठोसों का गलनांक उच्चतम होता है।

(D) सिलिकॉन समूह $14$ का एक तत्व है जिसमें $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$n-$प्रकार का अर्धचालक प्राप्त करने के लिए,हमें सिलिकॉन को ऐसे तत्व के साथ डोप करना चाहिए जिसमें सिलिकॉन से अधिक संयोजी इलेक्ट्रॉन हों।
समूह $15$ के तत्वों में $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
इसलिए,$5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन वाली अशुद्धि मिलाने से अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण $n-$प्रकार का अर्धचालक बनता है।

(D) $Glass$ एक अक्रिस्टलीय ठोस है,जिसका अर्थ है कि इसमें इसके घटक कणों की लंबी दूरी की व्यवस्थित व्यवस्था का अभाव होता है। इसके विपरीत,$CsCl$,$NaCl$,और $CaF_2$ क्रिस्टलीय ठोस हैं जिनमें एक नियमित और दोहराव वाला पैटर्न होता है।

(A) क्रिस्टलीय ठोसों में घटक कणों की एक नियमित और पुनरावर्ती व्यवस्था होती है जो पूरे क्रिस्टल जालक में फैली होती है,जिसे दीर्घ-परासी व्यवस्था (long-range order) कहा जाता है।
इसके विपरीत,अक्रिस्टलीय ठोसों में केवल लघु-परासी व्यवस्था होती है।

(D) चीनी एक क्रिस्टलीय ठोस है,जबकि कांच,रबर और प्लास्टिक अक्रिस्टलीय ठोस हैं।

(A) प्रति-लौहचुंबकीय पदार्थों में समानांतर और प्रति-समानांतर चुंबकीय आघूर्णों की संख्या समान होती है,जिसके परिणामस्वरूप कुल चुंबकीय आघूर्ण शून्य हो जाता है।
दिए गए विकल्पों में से,$MnO_2$ प्रति-लौहचुंबकीय व्यवहार प्रदर्शित करता है।
$TiO_2$ प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) है,जबकि $VO_2$ और $CrO_2$ लौहचुंबकीय (ferromagnetic) हैं।

(D) $Ice$ एक आणविक क्रिस्टल है जिसमें घटक इकाइयाँ अणु होती हैं और अंतःकण बल हाइड्रोजन बंध होते हैं।

(A) क्वार्ट्ज सिलिका $(SiO_2)$ का एक क्रिस्टलीय रूप है।
यह एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है जिसमें प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु चतुष्फलकीय व्यवस्था में चार ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधा होता है,और प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु दो सिलिकॉन परमाणुओं के बीच साझा होता है,जिससे एक त्रि-आयामी नेटवर्क बनता है।

(C) धात्विक क्रिस्टल में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण वे ऊष्मा और विद्युत के अच्छे सुचालक होते हैं।

(A) $Si$ (सिलिकॉन) एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस (जिसे सहसंयोजक क्रिस्टल भी कहा जाता है) है,जिसमें घटक कण सहसंयोजक बंधों के एक निरंतर नेटवर्क द्वारा जुड़े हुए परमाणु होते हैं।

(B) $LiF$ आयनिक क्रिस्टल ठोस का एक उदाहरण है,जिसमें घटक कण धनात्मक $(Li^{+})$ और ऋणात्मक $(F^{-})$ आयन होते हैं।

(A) अक्रिस्टलीय ठोसों में कणों की दीर्घ-परासी व्यवस्था नहीं होती है,अर्थात उनमें कोई निश्चित ज्यामितीय आकार और तीक्ष्ण गलनांक नहीं होता है।
गर्म करने पर,वे तापमान की एक सीमा में धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं और तरल की तरह व्यवहार करने लगते हैं।
इसलिए,उन्हें अक्सर अति-शीतित द्रव (super-cooled liquids) कहा जाता है।
कांच अक्रिस्टलीय ठोस का एक उत्कृष्ट उदाहरण है,जबकि $NaCl$,$CsCl$ और $CaF_2$ क्रिस्टलीय ठोस हैं।

(A) सिलिकॉन एक अर्धचालक है क्योंकि यह तापीय रूप से सक्रिय होता है और तापमान बढ़ने के साथ इसकी चालकता बढ़ती है।

(B) सही उत्तर $(B)$ है। अक्रिस्टलीय ठोस समदैशिक (isotropic) होते हैं,क्योंकि ये पदार्थ सभी दिशाओं में समान गुण प्रदर्शित करते हैं।

(C) किसी पदार्थ की दो या दो से अधिक विभिन्न क्रिस्टलीय रूपों में अस्तित्व में रहने की क्षमता को $Polymorphism$ (बहुरूपता) कहा जाता है।
उदाहरण के लिए,$CaCO_3$ केल्साइट और एरागोनाइट के रूप में मौजूद होता है।

(D) अक्रिस्टलीय ठोसों में कणों की दीर्घ-परासी व्यवस्था नहीं होती है,और न ही इनका गलनांक क्रिस्टलीय ठोसों की तरह निश्चित होता है।
गर्म करने पर,वे धीरे-धीरे नरम और लचीले हो जाते हैं,और अंततः द्रवों से संबंधित गुण प्रदर्शित करते हैं।
लंबे समय तक बहुत धीरे-धीरे बहने के इस गुण के कारण,कांच को अक्सर एक अतिशीतित द्रव माना जाता है।

(B) क्रिस्टल जालक में,परमाणु स्वयं को ऐसी विन्यास में व्यवस्थित करते हैं जो निकाय की कुल स्थितिज ऊर्जा $(P.E.)$ को न्यूनतम करता है।
न्यूनतम स्थितिज ऊर्जा की यह अवस्था कणों की सबसे स्थिर व्यवस्था को दर्शाती है।

(C) जब किसी ध्रुवीय क्रिस्टल पर यांत्रिक दबाव डाला जाता है,तो विद्युत उत्पन्न होती है - इसे पीजोइलेक्ट्रिसिटी कहा जाता है।
इसके विपरीत,यदि विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है,तो यांत्रिक तनाव विकसित होता है।
पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल एक यांत्रिक-विद्युत ट्रांसड्यूसर के रूप में कार्य करता है।

(D) सिलिकॉन $(Si)$ आवर्त सारणी के समूह $14$ का तत्व है,जबकि बोरॉन $(B)$ समूह $13$ का तत्व है।
जब सिलिकॉन में बोरॉन की डोपिंग की जाती है,तो बोरॉन परमाणु सिलिकॉन की जालक साइटों पर कब्जा कर लेते हैं।
चूंकि बोरॉन में केवल $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,इसलिए यह क्रिस्टल जालक में इलेक्ट्रॉन की कमी या 'होल' (hole) उत्पन्न करता है।
यह इलेक्ट्रॉन-कमी वाली साइट धनात्मक आवेश वाहक के रूप में कार्य करती है,जिसके परिणामस्वरूप $p$-प्रकार का अर्धचालक बनता है।

(B) जब छोटे अधातु परमाणु (जैसे $H$,$C$,$N$) धातु के क्रिस्टल जालक के अंतराकाशी स्थलों पर कब्जा कर लेते हैं,तो वे धातु की परतों को एक-दूसरे पर फिसलने से रोकते हैं। इससे धातु कठोर और कम तन्य हो जाती है।

(B) पीतल एक प्रतिस्थापन मिश्र धातु है क्योंकि $Zn$ परमाणु क्रिस्टल जालक में $Cu$ परमाणुओं को प्रतिस्थापित करते हैं।
स्टील एक अंतराकाशी मिश्र धातु है क्योंकि यह $Fe$ और $C$ की मिश्र धातु है,जिसमें छोटे $C$ परमाणु $Fe$ क्रिस्टल जालक के अंतराकाशी रिक्त स्थानों पर कब्जा कर लेते हैं।