Type of solid and Their properties Questions in Hindi

(C) $O_2$ अनुचुंबकीय (paramagnetic) है।
बेंजीन और जल प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) हैं।
$Fe$ (आयरन) लौहचुंबकीय (ferromagnetic) है।

(A) स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी $(SEM)$ एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनों की केंद्रित किरण के साथ सतह को स्कैन करके नमूने की सतह की छवि बनाने के लिए किया जाता है।
यह पदार्थ की सतह की स्थलाकृति और आकृति विज्ञान (संरचना) के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करती है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(D) सिरेमिक सामग्री,विशेष रूप से उच्च-तापमान वाले सुपरकंडक्टर जैसे $YBa_2Cu_3O_7$,पारंपरिक धात्विक सुपरकंडक्टर की तुलना में काफी उच्च तापमान पर सुपरकंडक्टिविटी प्रदर्शित करते हैं।
हालांकि कई सिरेमिक सुपरकंडक्टर $90 \ K$ से $150 \ K$ की सीमा में काम करते हैं,इस प्रश्न का संदर्भ उन सामग्रियों की खोज से है जो $150 \ K$ के आसपास के तापमान पर सुपरकंडक्टिविटी दिखाते हैं।
इसलिए,सही विकल्प $D$ है।

(D) सिलिकॉन समूह $14$ से संबंधित है और गैलियम समूह $13$ से संबंधित है।
जब $Si$ को $Ga$ के साथ डोप किया जाता है,तो $p$-प्रकार का अर्धचालक उत्पन्न होता है।
इसका कारण यह है कि समूह $13$ के तत्वों में केवल $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,जबकि समूह $14$ के तत्वों में $4$ होते हैं।
यह क्रिस्टल जालक में इलेक्ट्रॉन की कमी या इलेक्ट्रॉन रिक्ति (होल) बनाता है।
ये होल क्रिस्टल के माध्यम से धनात्मक आवेश की तरह गति कर सकते हैं,जिससे विद्युत चालकता उत्पन्न होती है।

(B) $MnO$ प्रति-लौहचुंबकत्व (antiferromagnetism) प्रदर्शित करता है।
इनमें लौहचुंबकीय पदार्थों के समान डोमेन संरचना होती है,लेकिन इनके डोमेन विपरीत दिशा में संरेखित होते हैं और एक-दूसरे के चुंबकीय आघूर्ण को निरस्त कर देते हैं।

(D) कुछ संक्रमण धातु ऑक्साइड धातुओं के समान विद्युत चालकता प्रदर्शित करते हैं।
विशेष रूप से,$TiO$,$CrO_{2}$ और $ReO_{3}$ अपने विद्युत गुणों के मामले में धातुओं की तरह व्यवहार करते हैं।

(D) सही मिलान इस प्रकार है:
$P$. आण्विक ठोस: $H_2O$ $(iii)$
$Q$. आयनिक ठोस: $MgO$ $(iv)$
$R$. धात्विक ठोस: $Mg$ $(ii)$
$S$. नेटवर्क ठोस: $SiC$ $(i)$
अतः,सही क्रम $P-iii, Q-iv, R-ii, S-i$ है।

(C) क्वार्ट्ज $(SiO_2)$ में,जालक बिंदु सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा अधिकृत होते हैं,जो सहसंयोजक बंधों के एक निरंतर नेटवर्क द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।
इसलिए,क्वार्ट्ज को एक सहसंयोजक या नेटवर्क क्रिस्टल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(C) कथन $(C)$ गलत है।
अक्रिस्टलीय ठोस प्रकृति में समदैशिक (isotropic) होते हैं,जिसका अर्थ है कि उनके भौतिक गुण (जैसे विद्युत चालकता या अपवर्तनांक) सभी दिशाओं में समान होते हैं।
दूसरी ओर,क्रिस्टलीय ठोस विषमदैशिक (anisotropic) होते हैं।

(D) एक नेटवर्क क्रिस्टलीय ठोस,जिसे सहसंयोजक नेटवर्क ठोस भी कहा जाता है,पूरे क्रिस्टल में सहसंयोजक बंधों के एक निरंतर नेटवर्क द्वारा जुड़े परमाणुओं से बना होता है।
$NaCl$ एक आयनिक ठोस है।
$Ice$ हाइड्रोजन बंधों द्वारा आयोजित एक आणविक ठोस है।
$I_2$ लंदन फैलाव बलों द्वारा आयोजित एक आणविक ठोस है।
$AlN$ (एल्युमीनियम नाइट्राइड) एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है जिसकी संरचना वूर्ट्ज़ाइट जैसी होती है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।

(C) शुष्क बर्फ (ठोस $CO_2$) में,घटक कण अणु होते हैं।
ये अणु कमजोर अंतर-आणविक बलों जैसे लंदन फैलाव बल या द्विध्रुव-द्विध्रुव इंटरैक्शन द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।
इसलिए,इसे एक आणविक क्रिस्टल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
रॉक सॉल्ट $(NaCl)$ एक आयनिक क्रिस्टल है,जबकि क्वार्ट्ज $(SiO_2)$ और हीरा $(C)$ सहसंयोजक (नेटवर्क) क्रिस्टल हैं।

(C) $Ag$ एक धात्विक ठोस है।
$ZnS$ एक आयनिक ठोस है।
$CO_{2(s)}$,$SO_{2(s)}$,$HCl_{(s)}$,और $H_2O_{(s)}$ आणविक ठोस हैं (कुल = $4$)।
$SiO_2$ और $AlN$ नेटवर्क ठोस हैं (कुल = $2$)।
अतः,आणविक ठोसों की संख्या $4$ है और नेटवर्क ठोसों की संख्या $2$ है।

(A) आणविक ठोस उन अणुओं से बने होते हैं जो कमजोर वान डर वाल्स बलों या हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।
इन कमजोर अंतर-आणविक बलों के कारण,आणविक ठोस आमतौर पर नरम होते हैं और उनका गलनांक कम होता है।
कई आणविक ठोस प्रकृति में वाष्पशील भी होते हैं।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) $1$. $SiO_2$ एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है,जो एक कुचालक है और इसका गलनांक बहुत उच्च होता है। यह सही है।
$2$. $MgO$ एक आयनिक ठोस है,न कि सहसंयोजक ठोस। यह मजबूत स्थिर वैद्युत आकर्षण बलों द्वारा जुड़े $Mg^{2+}$ और $O^{2-}$ आयनों से बना है। यह ठोस अवस्था में कुचालक है और इसका गलनांक उच्च होता है। इसलिए,$MgO$ के लिए 'सहसंयोजक ठोस' विवरण गलत है।
$3$. $H_2O_{\text{(ice)}}$ हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा जुड़ा एक आणविक ठोस है,जो एक कुचालक है और इसका गलनांक कम होता है। यह सही है।
$4$. $Ag_{(s)}$ एक धात्विक ठोस है,जो विद्युत का सुचालक है और इसका गलनांक उच्च होता है। यह सही है।
अतः,गलत सेट $B$ है।

(A) सही मिलान दिए गए पदार्थों के चुंबकीय गुणों पर आधारित है:
$(A)$ फेरोमैग्नेटिक: $CrO_2$ एक प्रसिद्ध फेरोमैग्नेटिक पदार्थ है।
$(B)$ एंटीफेरोमैग्नेटिक: $MnO$ एंटीफेरोमैग्नेटिज्म प्रदर्शित करता है क्योंकि इसके चुंबकीय आघूर्ण विपरीत दिशाओं में संरेखित होते हैं।
$(C)$ फेरीमैग्नेटिक: $Fe_3O_4$ (मैग्नेटाइट) फेरीमैग्नेटिक पदार्थ का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।
$(D)$ पैरामैग्नेटिक: $O_2$ अपने आणविक कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण पैरामैग्नेटिक है।
अतः,सही क्रम $A-2, B-3, C-4, D-1$ है।

(B) ड्राई आइस $CO_2$ का ठोस रूप है।
यह एक आणविक क्रिस्टल है जो वायुमंडलीय दबाव पर ऊर्ध्वपातन (sublimation) की प्रक्रिया दर्शाता है।

(C) सिलिकॉन समूह $14$ का एक तत्व है। जब इसे फास्फोरस जैसे समूह $15$ के तत्व के साथ डोप किया जाता है,तो इसमें सिलिकॉन परमाणुओं की तुलना में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होता है। यह अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन इसे $n$-प्रकार का अर्धचालक बनाता है।

(B) $Quartz$ (क्वार्ट्ज) एक पीजोइलेक्ट्रिक पदार्थ है।
पीजोइलेक्ट्रिक पदार्थों पर यांत्रिक तनाव (mechanical stress) लगाने पर आयनों के विस्थापन या इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण विद्युत आवेश उत्पन्न होता है।

(A) $SiO_2$ (क्वार्ट्ज) एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है जो साझा ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा जुड़े चतुष्फलकीय $SiO_4$ इकाइयों का एक निरंतर त्रि-आयामी नेटवर्क बनाता है।
$MgO$,$CaF_2$ और $ZnS$ आयनिक ठोसों के उदाहरण हैं।

(D) आणविक ठोसों के घटक कण अणु होते हैं। इन्हें तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: $1$. अध्रुवीय आणविक ठोस,$2$. ध्रुवीय आणविक ठोस,$3$. हाइड्रोजन-बंधित आणविक ठोस। $HCl$,$H_2O$ (बर्फ) और $CCl_4$ आणविक ठोसों के उदाहरण हैं।
सिलिकॉन डाइऑक्साइड $(SiO_2)$ एक सहसंयोजक या नेटवर्क ठोस है। इस संरचना में,प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु चार ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ चतुष्फलकीय रूप से सहसंयोजक बंध द्वारा जुड़ा होता है। प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु आगे एक अन्य सिलिकॉन परमाणु से जुड़ा होता है,जो एक विशाल त्रि-आयामी नेटवर्क बनाता है। इसलिए,यह एक आणविक ठोस नहीं है।

(A) सही मिलान इस प्रकार है:
$(A)$ धात्विक ठोस: $Cu$ $(4)$
$(B)$ आयनिक ठोस: $NaCl$ $(3)$
$(C)$ आण्विक ठोस: बर्फ $(2)$
$(D)$ सहसंयोजक (नेटवर्क) ठोस: हीरा $(1)$
अतः,सही क्रम $A-4, B-3, C-2, D-1$ है।

(D) दिए गए इकाई सेल में परमाणु सभी कोनों पर और दो विपरीत फलकों के केंद्र पर स्थित हैं।
अतः,यह एक अंत्य केंद्रित इकाई सेल है।

(A) पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री वे सामग्रियां हैं जिनमें यांत्रिक तनाव लागू करने पर आंतरिक विद्युत आवेश उत्पन्न करने की क्षमता होती है।
क्वार्ट्ज $(SiO_2)$ पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री का एक प्रसिद्ध उदाहरण है।
अतः,विकल्प $(A)$ सही है.

(D) जर्मेनियम $(Ge)$ आवर्त सारणी के समूह $14$ का तत्व है।
$p$-प्रकार का अर्धचालक बनाने के लिए,हमें इसे समूह $13$ के तत्व के साथ डोप करना होगा,जिसमें $Ge$ की तुलना में एक संयोजी इलेक्ट्रॉन कम होता है।
यह एक इलेक्ट्रॉन-न्यून बंध या 'होल' बनाता है,जो धनात्मक आवेश वाहक के रूप में कार्य करता है।
दिए गए विकल्पों में से,$Bi$,$Sb$ और $As$ समूह $15$ के तत्व हैं (जो $n$-प्रकार का अर्धचालक बनाएंगे),जबकि $Ga$ समूह $13$ का तत्व है।
इसलिए,$Ge$ को $Ga$ के साथ डोप करने पर $p$-प्रकार का अर्धचालक प्राप्त होता है।

(C) जब सिलिकॉन $(Si)$ को $4$ से कम संयोजकता वाली अशुद्धि के साथ डोप किया जाता है,तो $p$-प्रकार का अर्धचालक प्राप्त होता है।
सिलिकॉन समूह $14$ का तत्व है और इसकी संयोजकता $4$ है।
$As$ (आर्सेनिक),$P$ (फास्फोरस) और $Sb$ (एंटीमनी) जैसे तत्व समूह $15$ के हैं और उनकी संयोजकता $5$ है,जो $n$-प्रकार के अर्धचालक बनाते हैं।
$In$ (इंडियम) समूह $13$ का तत्व है और इसकी संयोजकता $3$ है।
इसलिए,$Si$ में $In$ मिलाने से इलेक्ट्रॉन होल बनते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $p$-प्रकार का अर्धचालक प्राप्त होता है।

(C) मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण धातुएं विद्युत की सुचालक होती हैं।
तापमान में वृद्धि के साथ अर्धचालकों की विद्युत चालकता बढ़ती है।
बोरॉन (समूह $13$ तत्व) के साथ डोप किया गया सिलिकॉन $p$-प्रकार का अर्धचालक बनाता है।
आर्सेनिक (समूह $15$ तत्व) के साथ डोप किया गया सिलिकॉन $n$-प्रकार का अर्धचालक बनाता है।

(C) फेरीमैग्नेटिक पदार्थों में,डोमेन के चुंबकीय आघूर्ण (magnetic moments) समानांतर और प्रति-समानांतर दिशाओं में असमान संख्या में संरेखित होते हैं।
शुद्ध चुंबकीय आघूर्ण शून्य नहीं होता है लेकिन कम होता है।
ये पदार्थ फेरोमैग्नेटिक पदार्थों की तुलना में चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दुर्बल रूप से आकर्षित होते हैं और गर्म करने पर अपना फेरीमैग्नेटिज्म खो देते हैं,जिससे ये पैरामैग्नेटिक बन जाते हैं।
उदाहरणों में $Fe_3O_4$ और फेराइट्स जैसे $MgFe_2O_4$ और $NiFe_2O_4$ शामिल हैं।
दिए गए यौगिकों में से:
$1$. $Fe_3O_4$: फेरीमैग्नेटिक
$2$. $MgFe_2O_4$: फेरीमैग्नेटिक
$3$. $NiFe_2O_4$: फेरीमैग्नेटिक
$4$. $MnO$: एंटीफेरोमैग्नेटिक
$5$. $CrO_2$: फेरोमैग्नेटिक
अतः,$3$ यौगिक फेरीमैग्नेटिज्म प्रदर्शित करते हैं।
इसलिए,विकल्प $C$ सही उत्तर है।

(A) चुंबकीय डोमेन संरेखण के आधार पर:
$1$. प्रति-लौहचुंबकत्व $(A)$ में चुंबकीय आघूर्ण समान और विपरीत दिशा में संरेखित होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध चुंबकीय आघूर्ण शून्य होता है। यह $I$ $(\uparrow \downarrow \uparrow \downarrow \uparrow \downarrow)$ के अनुरूप है।
$2$. लौहचुंबकत्व $(B)$ में सभी चुंबकीय आघूर्ण एक ही दिशा में संरेखित होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ा शुद्ध चुंबकीय आघूर्ण प्राप्त होता है। यह $II$ $(\uparrow \uparrow \uparrow \uparrow \uparrow \uparrow)$ के अनुरूप है।
$3$. फेरीचुंबकत्व $(C)$ में चुंबकीय आघूर्ण असमान और विपरीत दिशा में संरेखित होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक शुद्ध चुंबकीय आघूर्ण प्राप्त होता है। यह $III$ $(\uparrow \uparrow \downarrow \uparrow \uparrow \downarrow)$ के अनुरूप है।
अतः,सही मिलान $A-I, B-II, C-III$ है।