प्रश्न 1. आईयूपीएसी (IUPAC) नामकरण पद्धति के अनुसार, परमाणु क्रमांक Z = 120 वाले तत्व का आधिकारिक नाम और संकेत (Symbol) क्रमशः क्या होगा?
Q1. According to the IUPAC nomenclature system, the name and symbol for the element with atomic number Z = 120 are respectively:
सही उत्तर: B) उनबिनियम (Unbinilium), Ubn
Correct Answer: B) Unbinilium, Ubn
स्पष्टीकरण: Z > 100 वाले तत्वों के नामकरण के लिए आईयूपीएसी ने अंकों के मूल शब्दों (roots) का निर्धारण किया है:
– 1 = un (उन)
– 2 = bi (बि)
– 0 = nil (निल)
अंत में ‘-ium’ जोड़ा जाता है।
अतः 120 = un + bi + nil + ium = Unbinilium (उनबिनियम)। इसका संकेत **Ubn** होगा।
– 1 = un (उन)
– 2 = bi (बि)
– 0 = nil (निल)
अंत में ‘-ium’ जोड़ा जाता है।
अतः 120 = un + bi + nil + ium = Unbinilium (उनबिनियम)। इसका संकेत **Ubn** होगा।
Explanation: For elements with Z > 100, IUPAC numerical roots are used:
– 1 = un
– 2 = bi
– 0 = nil
Suffix ‘-ium’ is added at the end.
Thus, 120 = un + bi + nil + ium = Unbinilium. The three-letter symbol is **Ubn**.
– 1 = un
– 2 = bi
– 0 = nil
Suffix ‘-ium’ is added at the end.
Thus, 120 = un + bi + nil + ium = Unbinilium. The three-letter symbol is **Ubn**.
प्रश्न 2. किसी तत्व का बाह्यतम इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s² है। यह तत्व आवर्त सारणी के किस ब्लॉक (Block) से संबंधित है?
Q2. An element has the valence shell electronic configuration [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s². To which block of the periodic table does this element belong?
सही उत्तर: C) d-ब्लॉक (d-block)
Correct Answer: C) d-block
स्पष्टीकरण: किसी तत्व का ब्लॉक इस बात पर निर्भर करता है कि उसका अंतिम आने वाला विभेदी इलेक्ट्रॉन (last differentiating electron) किस उपकोश में प्रवेश करता है।
– दिए गए विन्यास [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s² में, 4f उपकोश पूर्णतः भरा हुआ है (f¹⁴)।
– अंतिम इलेक्ट्रॉन अपूर्ण रूप से भरे 5d उपकोश में प्रवेश कर रहा है (5d⁴)।
– अतः यह एक संक्रमण तत्व है जो **d-ब्लॉक** के अंतर्गत आता है (यह तत्व टंगस्टन, W, Z = 74 है)।
– दिए गए विन्यास [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s² में, 4f उपकोश पूर्णतः भरा हुआ है (f¹⁴)।
– अंतिम इलेक्ट्रॉन अपूर्ण रूप से भरे 5d उपकोश में प्रवेश कर रहा है (5d⁴)।
– अतः यह एक संक्रमण तत्व है जो **d-ब्लॉक** के अंतर्गत आता है (यह तत्व टंगस्टन, W, Z = 74 है)।
Explanation: The block of an element is determined by the subshell into which the last differentiating electron enters.
– In the configuration [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s², the 4f subshell is completely filled (f¹⁴).
– The last valence electrons are progressively entering the d-orbital (5d⁴).
– Therefore, it is a transition element belonging to the **d-block** (specifically Tungsten, Z = 74).
– In the configuration [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s², the 4f subshell is completely filled (f¹⁴).
– The last valence electrons are progressively entering the d-orbital (5d⁴).
– Therefore, it is a transition element belonging to the **d-block** (specifically Tungsten, Z = 74).
प्रश्न 3. आवर्त सारणी के **d-ब्लॉक तत्वों (Transition Elements)** का सामान्य बाह्यतम इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (General Electronic Configuration) क्या होता है?
Q3. The general outer electronic configuration of d-block elements is represented as:
सही उत्तर: B) (n-1)d¹⁻¹⁰ ns⁰⁻²
Correct Answer: B) (n-1)d¹⁻¹⁰ ns⁰⁻²
स्पष्टीकरण: d-ब्लॉक तत्वों (संक्रमण तत्वों) का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास **(n-1)d¹⁻¹⁰ ns⁰⁻²** होता है।
– यहाँ उपांत्य कोश (penultimate shell) के d-कक्षकों में 1 से 10 इलेक्ट्रॉन भरते हैं, और बाह्यतम s-कक्षक में 0 से 2 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं।
– उदाहरण: पैलेडियम (Pd, Z = 46) का विन्यास 4d¹⁰ 5s⁰ होता है (इसीलिए ns⁰ संभव है), जबकि क्रोमियम का 3d⁵ 4s¹ होता है।
– यहाँ उपांत्य कोश (penultimate shell) के d-कक्षकों में 1 से 10 इलेक्ट्रॉन भरते हैं, और बाह्यतम s-कक्षक में 0 से 2 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं।
– उदाहरण: पैलेडियम (Pd, Z = 46) का विन्यास 4d¹⁰ 5s⁰ होता है (इसीलिए ns⁰ संभव है), जबकि क्रोमियम का 3d⁵ 4s¹ होता है।
Explanation: The general outer electronic configuration of d-block transition elements is **(n-1)d¹⁻¹⁰ ns⁰⁻²**.
– It involves progressive filling of the inner penultimate (n-1)d orbitals from 1 to 10, while the outermost ns orbital can accommodate 0 to 2 electrons.
– For Palladium (Pd), the configuration is 4d¹⁰ 5s⁰, which justifies the inclusion of s⁰ in the general representation.
– It involves progressive filling of the inner penultimate (n-1)d orbitals from 1 to 10, while the outermost ns orbital can accommodate 0 to 2 electrons.
– For Palladium (Pd), the configuration is 4d¹⁰ 5s⁰, which justifies the inclusion of s⁰ in the general representation.
प्रश्न 4. किसी दिए गए उदासीन परमाणु के लिए सहसंयोजक त्रिज्या (Covalent radius), धात्विक त्रिज्या (Metallic radius) और वैन डेर वाल्स त्रिज्या (Van der Waals radius) का सही बढ़ता हुआ क्रम क्या होगा?
Q4. For a given non-metallic element, what is the correct increasing order of the magnitude of covalent radius, metallic radius, and Van der Waals radius?
सही उत्तर: B) सहसंयोजक त्रिज्या < धात्विक त्रिज्या < वैन डेर वाल्स त्रिज्या
Correct Answer: B) Covalent radius < Metallic radius < Van der Waals radius
स्पष्टीकरण:
1. **सहसंयोजक त्रिज्या (Covalent Radius):** आबंधी कक्षकों के अतिव्यापन (overlapping) से बनती है, अतः यह सबसे छोटी होती है।
2. **धात्विक त्रिज्या (Metallic Radius):** धात्विक जालक में दो पास स्थित धातु नाभिकों के बीच की आधी दूरी होती है (कोई कक्षकीय अतिव्यापन नहीं होता), अतः यह सहसंयोजक से बड़ी होती है।
3. **वैन डेर वाल्स त्रिज्या (Van der Waals Radius):** गैर-आबंधित स्वतंत्र अणुओं या परमाणुओं के बीच लगने वाले कमजोर बलों पर आधारित होती है, जिसमें केवल सतहें स्पर्श करती हैं। यह सबसे बड़ी होती है।
अतः सही क्रम: **सहसंयोजक त्रिज्या < धात्विक त्रिज्या < वैन डेर वाल्स त्रिज्या** है।
1. **सहसंयोजक त्रिज्या (Covalent Radius):** आबंधी कक्षकों के अतिव्यापन (overlapping) से बनती है, अतः यह सबसे छोटी होती है।
2. **धात्विक त्रिज्या (Metallic Radius):** धात्विक जालक में दो पास स्थित धातु नाभिकों के बीच की आधी दूरी होती है (कोई कक्षकीय अतिव्यापन नहीं होता), अतः यह सहसंयोजक से बड़ी होती है।
3. **वैन डेर वाल्स त्रिज्या (Van der Waals Radius):** गैर-आबंधित स्वतंत्र अणुओं या परमाणुओं के बीच लगने वाले कमजोर बलों पर आधारित होती है, जिसमें केवल सतहें स्पर्श करती हैं। यह सबसे बड़ी होती है।
अतः सही क्रम: **सहसंयोजक त्रिज्या < धात्विक त्रिज्या < वैन डेर वाल्स त्रिज्या** है।
Explanation:
1. **Covalent radius:** Measured between chemically bonded atoms where orbitals overlap. Thus, it has the smallest value.
2. **Metallic radius:** Measured as half the internuclear distance between adjacent metal cations in a metallic lattice (no orbital overlap). It is larger than the covalent radius.
3. **Van der Waals radius:** Measures the distance between non-bonded, adjacent atoms belonging to separate molecules. Since there is no bonding or overlap, it is the largest.
Therefore, the correct order is: **Covalent radius < Metallic radius < Van der Waals radius**.
1. **Covalent radius:** Measured between chemically bonded atoms where orbitals overlap. Thus, it has the smallest value.
2. **Metallic radius:** Measured as half the internuclear distance between adjacent metal cations in a metallic lattice (no orbital overlap). It is larger than the covalent radius.
3. **Van der Waals radius:** Measures the distance between non-bonded, adjacent atoms belonging to separate molecules. Since there is no bonding or overlap, it is the largest.
Therefore, the correct order is: **Covalent radius < Metallic radius < Van der Waals radius**.
प्रश्न 5. सम-इलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज (Isoelectronic Species) N³⁻, O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺ और Al³⁺ के लिए उनकी आयनिक त्रिज्या (Ionic Radii) का सही घटता हुआ क्रम क्या होगा?
Q5. For the isoelectronic species N³⁻, O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺, the correct decreasing order of their ionic radii is:
सही उत्तर: B) N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺
Correct Answer: B) N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺
स्पष्टीकरण: इन सभी स्पीशीज में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान (10 इलेक्ट्रॉन) है, अतः ये सम-इलेक्ट्रॉनिक हैं।
– सम-इलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज का आकार उनके **नाभिकीय आवेश (परमाणु क्रमांक, Z)** के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
– नाभिकीय आवेश जितना अधिक होगा, वह 10 बाहरी इलेक्ट्रॉनों को उतनी ही अधिक मजबूती से भीतर की ओर खींचेगा, जिससे आकार छोटा हो जाएगा।
– परमाणु क्रमांक: N (7) < O (8) < F (9) < Na (11) < Mg (12) < Al (13)।
अतः ऋणात्मक आयनों (anions) का आकार सबसे बड़ा और अधिक धनावेशित आयनों (cations) का आकार सबसे छोटा होगा। क्रम: **N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺**।
– सम-इलेक्ट्रॉनिक स्पीशीज का आकार उनके **नाभिकीय आवेश (परमाणु क्रमांक, Z)** के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
– नाभिकीय आवेश जितना अधिक होगा, वह 10 बाहरी इलेक्ट्रॉनों को उतनी ही अधिक मजबूती से भीतर की ओर खींचेगा, जिससे आकार छोटा हो जाएगा।
– परमाणु क्रमांक: N (7) < O (8) < F (9) < Na (11) < Mg (12) < Al (13)।
अतः ऋणात्मक आयनों (anions) का आकार सबसे बड़ा और अधिक धनावेशित आयनों (cations) का आकार सबसे छोटा होगा। क्रम: **N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺**।
Explanation: These species are isoelectronic because they all have the same number of electrons (10 e⁻).
– For isoelectronic species, the ionic radius is inversely proportional to the **nuclear charge (atomic number, Z)**.
– As the nuclear charge increases, the nucleus exerts a stronger electrostatic pull on the 10 remaining electrons, shrinking the ionic size.
– Atomic numbers are: N (7) < O (8) < F (9) < Na (11) < Mg (12) < Al (13).
Thus, the highly charged anion is the largest, and the highly charged cation is the smallest: **N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺**.
– For isoelectronic species, the ionic radius is inversely proportional to the **nuclear charge (atomic number, Z)**.
– As the nuclear charge increases, the nucleus exerts a stronger electrostatic pull on the 10 remaining electrons, shrinking the ionic size.
– Atomic numbers are: N (7) < O (8) < F (9) < Na (11) < Mg (12) < Al (13).
Thus, the highly charged anion is the largest, and the highly charged cation is the smallest: **N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺**.
प्रश्न 6. किसी तत्व के लिए उसकी प्रथम (IE₁), द्वितीय (IE₂) और तृतीय (IE₃) आयनन एन्थैल्पी (Ionization Enthalpy) के बीच क्या सही संबंध होता है?
Q6. For a given element, what is the correct relationship between its successive ionization enthalpies: first (IE₁), second (IE₂), and third (IE₃)?
सही उत्तर: B) IE₁ < IE₂ < IE₃ (धनायन से इलेक्ट्रॉन निकालना कठिन होने के कारण)
Correct Answer: B) IE₁ < IE₂ < IE₃
स्पष्टीकरण: उत्तरोत्तर आयनन एन्थैल्पी (Successive Ionization Enthalpy) का मान हमेशा बढ़ता जाता है।
– उदासीन परमाणु से पहला इलेक्ट्रॉन निकालने (IE₁) के बाद, तंत्र पर नेट धनावेश आ जाता है और यह धनायन (M⁺) बन जाता है।
– धनायन में बचे हुए इलेक्ट्रॉनों पर नाभिकीय आकर्षण (effective nuclear charge) बहुत बढ़ जाता है, जिससे आकार छोटा हो जाता है।
– धनावेशित आयन से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना (IE₂) और अधिक कठिन होता है।
– अतः, हमेशा **IE₁ < IE₂ < IE₃** होता है।
– उदासीन परमाणु से पहला इलेक्ट्रॉन निकालने (IE₁) के बाद, तंत्र पर नेट धनावेश आ जाता है और यह धनायन (M⁺) बन जाता है।
– धनायन में बचे हुए इलेक्ट्रॉनों पर नाभिकीय आकर्षण (effective nuclear charge) बहुत बढ़ जाता है, जिससे आकार छोटा हो जाता है।
– धनावेशित आयन से दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना (IE₂) और अधिक कठिन होता है।
– अतः, हमेशा **IE₁ < IE₂ < IE₃** होता है।
Explanation: Successive ionization enthalpies of an element always increase in the order: **IE₁ < IE₂ < IE₃**.
– Once the first electron is removed to form a cation (M⁺), the effective nuclear charge experienced by the remaining electrons increases.
– The attraction between the positive nucleus and outer electrons becomes stronger, shrinking the ionic size.
– Removing another electron from a positively charged ion requires significantly more energy than from a neutral atom.
– Once the first electron is removed to form a cation (M⁺), the effective nuclear charge experienced by the remaining electrons increases.
– The attraction between the positive nucleus and outer electrons becomes stronger, shrinking the ionic size.
– Removing another electron from a positively charged ion requires significantly more energy than from a neutral atom.
प्रश्न 7. नाइट्रोजन (N, Z = 7) की प्रथम आयनन एन्थैल्पी का मान ऑक्सीजन (O, Z = 8) से अधिक होता है। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q7. The first ionization enthalpy of Nitrogen (N, Z = 7) is unexpectedly higher than that of Oxygen (O, Z = 8). This is primarily due to:
सही उत्तर: B) नाइट्रोजन का स्थिर, अर्द्ध-भरित p-उपकोश विन्यास (stable, half-filled p-subshell configuration)
Correct Answer: B) The stable, half-filled p-subshell electronic configuration of nitrogen
स्पष्टीकरण: यह आवर्त सारणी का एक बहुत ही महत्वपूर्ण अपवाद है:
– नाइट्रोजन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s² 2s² 2p³ होता है। इसके 2p उपकोश में 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो कि एक **स्थिर अर्द्ध-भरित (stable half-filled)** विन्यास है।
– ऑक्सीजन का विन्यास: 1s² 2s² 2p⁴ होता है। इसके 2p⁴ विन्यास में से एक इलेक्ट्रॉन निकलने के बाद यह स्थिर अर्द्ध-भरित 2p³ विन्यास प्राप्त कर लेता है, अतः यह आसानी से इलेक्ट्रॉन त्याग देता है।
– इसलिए, नाइट्रोजन के स्थिर आधे भरे विन्यास से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए ऑक्सीजन की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
– नाइट्रोजन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: 1s² 2s² 2p³ होता है। इसके 2p उपकोश में 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो कि एक **स्थिर अर्द्ध-भरित (stable half-filled)** विन्यास है।
– ऑक्सीजन का विन्यास: 1s² 2s² 2p⁴ होता है। इसके 2p⁴ विन्यास में से एक इलेक्ट्रॉन निकलने के बाद यह स्थिर अर्द्ध-भरित 2p³ विन्यास प्राप्त कर लेता है, अतः यह आसानी से इलेक्ट्रॉन त्याग देता है।
– इसलिए, नाइट्रोजन के स्थिर आधे भरे विन्यास से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए ऑक्सीजन की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
Explanation: This is a classic exception in periodic trends:
– Nitrogen has the valence configuration 2s² 2p³. The three p-orbitals are singly occupied, representing a highly symmetrical, stable **half-filled p-subshell** configuration.
– Oxygen has the configuration 2s² 2p⁴. Removing one electron from oxygen reduces inter-electronic repulsion and yields a stable half-filled 2p³ state.
– Thus, removing an electron from nitrogen requires more energy than from oxygen, despite oxygen’s higher nuclear charge.
– Nitrogen has the valence configuration 2s² 2p³. The three p-orbitals are singly occupied, representing a highly symmetrical, stable **half-filled p-subshell** configuration.
– Oxygen has the configuration 2s² 2p⁴. Removing one electron from oxygen reduces inter-electronic repulsion and yields a stable half-filled 2p³ state.
– Thus, removing an electron from nitrogen requires more energy than from oxygen, despite oxygen’s higher nuclear charge.
प्रश्न 8. बेरिलियम (Be, Z = 4) की प्रथम आयनन एन्थैल्पी का मान बोरॉन (B, Z = 5) से अधिक होता है। इसके दो सही कारण क्या हैं?
Q8. The first ionization enthalpy of Beryllium (Be, Z = 4) is higher than that of Boron (B, Z = 5). The two main reasons for this are:
सही उत्तर: B) बेरिलियम का स्थिर पूर्ण-भरित s-उपकोश विन्यास (1s² 2s²) और s-इलेक्ट्रॉनों का अधिक वेधन प्रभाव (penetration effect)
Correct Answer: B) Beryllium’s stable, fully-filled s-subshell configuration (1s² 2s²) and the greater penetration effect of s-electrons
स्पष्टीकरण: यह भी एक अपवाद है जो निम्न दो कारणों से है:
1. **इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:** Be का विन्यास 1s² 2s² होता है, जो कि एक पूर्णतः भरा हुआ स्थायी विन्यास है। B का विन्यास 1s² 2s² 2p¹ होता है, जिससे 2p से एक इलेक्ट्रॉन निकालना आसान है।
2. **वेधन प्रभाव (Penetration Effect):** समान मुख्य कोश के लिए, s-इलेक्ट्रॉन नाभिक के अधिक समीप होते हैं (अधिक वेधन) और अधिक आकर्षित होते हैं। अतः 2s से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए 2p की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
1. **इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:** Be का विन्यास 1s² 2s² होता है, जो कि एक पूर्णतः भरा हुआ स्थायी विन्यास है। B का विन्यास 1s² 2s² 2p¹ होता है, जिससे 2p से एक इलेक्ट्रॉन निकालना आसान है।
2. **वेधन प्रभाव (Penetration Effect):** समान मुख्य कोश के लिए, s-इलेक्ट्रॉन नाभिक के अधिक समीप होते हैं (अधिक वेधन) और अधिक आकर्षित होते हैं। अतः 2s से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए 2p की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
Explanation: This exception is justified by two factors:
1. **Electronic Configuration:** Beryllium has the stable, fully-filled valence configuration 1s² 2s². Boron has the configuration 1s² 2s² 2p¹, from which the single 2p electron is relatively easy to remove.
2. **Penetration Effect:** Electrons in s-orbitals penetrate closer to the nucleus than those in p-orbitals of the same shell. Hence, removing a 2s electron from beryllium requires more energy than removing a 2p electron from boron.
1. **Electronic Configuration:** Beryllium has the stable, fully-filled valence configuration 1s² 2s². Boron has the configuration 1s² 2s² 2p¹, from which the single 2p electron is relatively easy to remove.
2. **Penetration Effect:** Electrons in s-orbitals penetrate closer to the nucleus than those in p-orbitals of the same shell. Hence, removing a 2s electron from beryllium requires more energy than removing a 2p electron from boron.
प्रश्न 9. क्लोरीन (Cl, Z = 17) की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी (Electron Gain Enthalpy, Δ_egH) का ऋणात्मक मान फ्लोरीन (F, Z = 9) से अधिक ऋणात्मक होता है, क्यों?
Q9. Chlorine (Cl, Z = 17) has a more negative electron gain enthalpy than Fluorine (F, Z = 9). This is because of:
सही उत्तर: B) फ्लोरीन का अत्यंत छोटा आकार, जिसके कारण उसके सघन 2p उपकोश में अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण अधिक होता है
Correct Answer: B) The extremely small size of fluorine, which causes high inter-electronic repulsion in its compact 2p subshell when an incoming electron is added
स्पष्टीकरण: यह आवर्त सारणी का एक अत्यंत प्रसिद्ध और NEET का सबसे पसंदीदा प्रश्न है:
– सामान्यतः वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी कम ऋणात्मक होनी चाहिए, अतः फ्लोरीन की सर्वाधिक ऋणात्मक होनी चाहिए थी।
– परन्तु **फ्लोरीन का आकार अत्यंत छोटा** होता है। इस कारण इसके छोटे 2p उपकोश में पहले से ही इलेक्ट्रॉन घनत्व बहुत अधिक होता है।
– जब कोई नया इलेक्ट्रॉन इसमें प्रवेश करने का प्रयास करता है, तो उसे अत्यंत तीव्र **अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण (inter-electronic repulsion)** का सामना करना पड़ता है।
– क्लोरीन का आकार अपेक्षाकृत बड़ा (3p उपकोश) होता है, जिससे उसमें नया इलेक्ट्रॉन बिना किसी विशेष प्रतिकर्षण के आसानी से समा जाता है और अधिक ऊर्जा मुक्त होती है।
– अतः आवर्त सारणी में क्लोरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी सर्वाधिक ऋणात्मक होती है। (यही कारण ऑक्सीजन और सल्फर के लिए भी लागू होता है)।
– सामान्यतः वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी कम ऋणात्मक होनी चाहिए, अतः फ्लोरीन की सर्वाधिक ऋणात्मक होनी चाहिए थी।
– परन्तु **फ्लोरीन का आकार अत्यंत छोटा** होता है। इस कारण इसके छोटे 2p उपकोश में पहले से ही इलेक्ट्रॉन घनत्व बहुत अधिक होता है।
– जब कोई नया इलेक्ट्रॉन इसमें प्रवेश करने का प्रयास करता है, तो उसे अत्यंत तीव्र **अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण (inter-electronic repulsion)** का सामना करना पड़ता है।
– क्लोरीन का आकार अपेक्षाकृत बड़ा (3p उपकोश) होता है, जिससे उसमें नया इलेक्ट्रॉन बिना किसी विशेष प्रतिकर्षण के आसानी से समा जाता है और अधिक ऊर्जा मुक्त होती है।
– अतः आवर्त सारणी में क्लोरीन की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी सर्वाधिक ऋणात्मक होती है। (यही कारण ऑक्सीजन और सल्फर के लिए भी लागू होता है)।
Explanation: This is a highly high-yield NEET concept. Normally, electron gain enthalpy becomes less negative down a group, so fluorine was expected to have the highest negative value.
– However, **fluorine has an extremely small atomic size**. Its 2p subshell is highly compact, leading to high electron density.
– When an incoming electron approaches, it experiences strong **inter-electronic repulsion** from the electrons already present in the small 2p cloud.
– In chlorine, the valence shell is 3p, which is larger and less dense. An incoming electron enters easily with much less repulsion, releasing more energy.
– Thus, chlorine has the most negative electron gain enthalpy in the entire periodic table.
– However, **fluorine has an extremely small atomic size**. Its 2p subshell is highly compact, leading to high electron density.
– When an incoming electron approaches, it experiences strong **inter-electronic repulsion** from the electrons already present in the small 2p cloud.
– In chlorine, the valence shell is 3p, which is larger and less dense. An incoming electron enters easily with much less repulsion, releasing more energy.
– Thus, chlorine has the most negative electron gain enthalpy in the entire periodic table.
प्रश्न 10. उत्कृष्ट गैसों (Noble Gases / Group 18) की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी (Δ_egH) का मान अत्यधिक **धनात्मक (positive)** होता है। इसका कारण क्या है?
Q10. Noble gases (Group 18 elements) have large positive electron gain enthalpies. This is because:
सही उत्तर: B) उनका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास अत्यंत स्थिर, पूर्णतः पूरित होता है जिससे नया इलेक्ट्रॉन उच्च मुख्य ऊर्जा स्तर में प्रवेश करता है (stable fully-filled configuration)
Correct Answer: B) They have highly stable, completely filled electronic configurations, forcing the incoming electron to enter a higher principal energy shell
स्पष्टीकरण: उत्कृष्ट गैसों का सामान्य विन्यास ns² np⁶ होता है, जो कि अत्यंत स्थिर पूर्णतः पूरित (fully-filled stable closed shell) विन्यास है।
– ये नया इलेक्ट्रॉन ग्रहण करना बिल्कुल नहीं चाहतीं।
– यदि इनमें जबरदस्ती इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाए, तो वह वर्तमान कोश में नहीं आ सकता और उसे उच्च मुख्य क्वांटम संख्या वाले अगले ऊर्जा स्तर ((n+1)s कक्षक) में प्रवेश करना पड़ता है, जो कि बहुत अस्थाई होता है।
– इसके लिए बाहर से ऊर्जा देनी पड़ती है, अतः इनकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी अत्यधिक **धनात्मक (positive)** होती है।
– ये नया इलेक्ट्रॉन ग्रहण करना बिल्कुल नहीं चाहतीं।
– यदि इनमें जबरदस्ती इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाए, तो वह वर्तमान कोश में नहीं आ सकता और उसे उच्च मुख्य क्वांटम संख्या वाले अगले ऊर्जा स्तर ((n+1)s कक्षक) में प्रवेश करना पड़ता है, जो कि बहुत अस्थाई होता है।
– इसके लिए बाहर से ऊर्जा देनी पड़ती है, अतः इनकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी अत्यधिक **धनात्मक (positive)** होती है।
Explanation: Noble gases have stable, fully-filled valence shell electronic configurations (ns² np⁶).
– They have no tendency to accept an additional electron as their octet is complete.
– Any incoming electron cannot be accommodated in the existing valence shell and must enter the next higher principal energy shell ((n+1)s), which is extremely unstable and energetically unfavorable.
– Hence, energy must be supplied externally, resulting in large **positive** electron gain enthalpies.
– They have no tendency to accept an additional electron as their octet is complete.
– Any incoming electron cannot be accommodated in the existing valence shell and must enter the next higher principal energy shell ((n+1)s), which is extremely unstable and energetically unfavorable.
– Hence, energy must be supplied externally, resulting in large **positive** electron gain enthalpies.
प्रश्न 11. पोलिंग पैमाने (Pauling Scale) के अनुसार, संपूर्ण आवर्त सारणी में सर्वाधिक विद्युतऋणात्मकता (Electronegativity) वाला तत्व कौन सा है, और उसका मान कितना निर्धारित किया गया है?
Q11. On the Pauling scale, which is the most electronegative element in the entire periodic table, and what is its assigned value?
सही उत्तर: B) फ्लोरीन (F); 4.0
Correct Answer: B) Fluorine (F); 4.0
स्पष्टीकरण: विद्युतऋणात्मकता (Electronegativity) सहसंयोजक आबंध में इलेक्ट्रॉन युग्म को अपनी ओर आकर्षित करने की प्रवृत्ति है।
– लिनस पॉलिंग ने 1932 में आवर्त सारणी में सबसे छोटे और अत्यधिक क्रियाशील अधातु **फ्लोरीन (F)** को स्वेच्छा से **4.0** का मान प्रदान किया।
– यह संपूर्ण आवर्त सारणी में सर्वाधिक विद्युतऋणात्मक तत्व है।
– दूसरे स्थान पर ऑक्सीजन (3.5) और तीसरे स्थान पर नाइट्रोजन (3.0) तथा क्लोरीन (3.0) आते हैं।
– लिनस पॉलिंग ने 1932 में आवर्त सारणी में सबसे छोटे और अत्यधिक क्रियाशील अधातु **फ्लोरीन (F)** को स्वेच्छा से **4.0** का मान प्रदान किया।
– यह संपूर्ण आवर्त सारणी में सर्वाधिक विद्युतऋणात्मक तत्व है।
– दूसरे स्थान पर ऑक्सीजन (3.5) और तीसरे स्थान पर नाइट्रोजन (3.0) तथा क्लोरीन (3.0) आते हैं।
Explanation: Electronegativity is the relative tendency of a bonded atom to attract shared electron pairs towards itself.
– Linus Pauling arbitrarily assigned the highest value of **4.0** to **Fluorine**, the smallest and most reactive non-metal.
– It remains the most electronegative element in the entire periodic table. Oxygen is second (3.5), followed by Nitrogen (3.0) and Chlorine (3.0).
– Linus Pauling arbitrarily assigned the highest value of **4.0** to **Fluorine**, the smallest and most reactive non-metal.
– It remains the most electronegative element in the entire periodic table. Oxygen is second (3.5), followed by Nitrogen (3.0) and Chlorine (3.0).
प्रश्न 12. आवर्त सारणी के द्वितीय आवर्त (Second Period) के तत्व अपने समूह के अन्य सदस्यों से गुणों में भिन्नता (Anomalous Properties) दर्शाते हैं। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q12. The elements of the second period (such as Li, Be, B, N, O, F) exhibit anomalous properties compared to other members of their respective groups. This is due to:
सही उत्तर: B) छोटा आकार, उच्च विद्युतऋणात्मकता और संयोजी कोश में रिक्त d-कक्षकों की अनुपस्थिति (absence of vacant d-orbitals)
Correct Answer: B) Small atomic size, high electronegativity, and the absence of vacant d-orbitals in their valence shell
स्पष्टीकरण: द्वितीय आवर्त के तत्वों (जैसे F, O, N) का व्यवहार असाधारण (anomalous) होने के तीन मुख्य कारण हैं:
1. **छोटा आकार (Small size):** इनका परमाणु और आयनिक आकार बहुत छोटा होता है।
2. **उच्च विद्युतऋणात्मकता:** ये अपने वर्ग में सबसे अधिक विद्युतऋणात्मक होते हैं।
3. **d-कक्षकों की अनुपस्थिति:** इनके संयोजी कोश (n = 2) में केवल 2s और 2p कक्षक ही होते हैं (कुल 4 कक्षक), अतः ये अपनी संयोजकता को 4 से अधिक नहीं बढ़ा सकते (जबकि तृतीय आवर्त के तत्व d-कक्षकों की उपस्थिति के कारण अष्टक का विस्तार कर सकते हैं, जैसे SF₆, PCl₅)।
1. **छोटा आकार (Small size):** इनका परमाणु और आयनिक आकार बहुत छोटा होता है।
2. **उच्च विद्युतऋणात्मकता:** ये अपने वर्ग में सबसे अधिक विद्युतऋणात्मक होते हैं।
3. **d-कक्षकों की अनुपस्थिति:** इनके संयोजी कोश (n = 2) में केवल 2s और 2p कक्षक ही होते हैं (कुल 4 कक्षक), अतः ये अपनी संयोजकता को 4 से अधिक नहीं बढ़ा सकते (जबकि तृतीय आवर्त के तत्व d-कक्षकों की उपस्थिति के कारण अष्टक का विस्तार कर सकते हैं, जैसे SF₆, PCl₅)।
Explanation: Second-period elements exhibit unique and anomalous behavior due to three key factors:
1. Extremely small atomic and ionic size.
2. Highly elevated electronegativity and ionization enthalpy.
3. **Absence of vacant d-orbitals** in their valence shell (n = 2 contains only 2s and 2p). This limits their maximum covalency to 4, whereas third-period elements can expand their octets using vacant 3d orbitals (e.g., SF₆, PCl₅ are possible, but OF₆, NCl₅ are not).
1. Extremely small atomic and ionic size.
2. Highly elevated electronegativity and ionization enthalpy.
3. **Absence of vacant d-orbitals** in their valence shell (n = 2 contains only 2s and 2p). This limits their maximum covalency to 4, whereas third-period elements can expand their octets using vacant 3d orbitals (e.g., SF₆, PCl₅ are possible, but OF₆, NCl₅ are not).
प्रश्न 13. आवर्त सारणी के द्वितीय आवर्त का प्रथम तत्व **लिथियम (Li)** अपने समूह 1 के अन्य क्षार धातुओं से भिन्नता दर्शाता है, परन्तु समूह 2 की किस धातु के साथ विकर्ण संबंध (Diagonal Relationship) प्रदर्शित करता है?
Q13. Lithium (Li), the first element of group 1, exhibits properties different from other alkali metals but shows a diagonal relationship with:
सही उत्तर: B) मैग्नीशियम (Mg) (समान आकार और आयनिक विभव के कारण)
Correct Answer: B) Magnesium (Mg)
स्पष्टीकरण: आवर्त सारणी के द्वितीय आवर्त के कुछ तत्व (Li, Be, B) तृतीय आवर्त के विकर्ण पर स्थित तत्वों (Mg, Al, Si) के साथ अत्यधिक समानता दर्शाते हैं। इसे **विकर्ण संबंध (Diagonal Relationship)** कहते हैं।
– **लिथियम (Li)** अपने विकर्ण पर स्थित **मैग्नीशियम (Mg)** के साथ समानता दर्शाता है।
– इसका मुख्य कारण इनका लगभग समान परमाणु आकार (Li = 152 pm, Mg = 160 pm) और समान आयनिक त्रिज्या (Li⁺ = 76 pm, Mg²⁺ = 72 pm) तथा समान आयनिक विभव (ध्रुवण क्षमता) होना है।
– **लिथियम (Li)** अपने विकर्ण पर स्थित **मैग्नीशियम (Mg)** के साथ समानता दर्शाता है।
– इसका मुख्य कारण इनका लगभग समान परमाणु आकार (Li = 152 pm, Mg = 160 pm) और समान आयनिक त्रिज्या (Li⁺ = 76 pm, Mg²⁺ = 72 pm) तथा समान आयनिक विभव (ध्रुवण क्षमता) होना है।
Explanation: Certain elements of the second period (Li, Be, B) show striking similarities with elements of the third period lying diagonally opposite to them (Mg, Al, Si). This is called a **Diagonal Relationship**.
– Lithium (**Li**) shows a diagonal relationship with **Magnesium (Mg)**.
– This arises because of their very similar atomic radii (Li = 152 pm, Mg = 160 pm), ionic radii (Li⁺ = 76 pm, Mg²⁺ = 72 pm), and similar ionic potential (charge-to-size ratio).
– Lithium (**Li**) shows a diagonal relationship with **Magnesium (Mg)**.
– This arises because of their very similar atomic radii (Li = 152 pm, Mg = 160 pm), ionic radii (Li⁺ = 76 pm, Mg²⁺ = 72 pm), and similar ionic potential (charge-to-size ratio).
प्रश्न 14. आवर्त सारणी में बाएं से दाएं जाने पर ऑक्साइडों की रासायनिक प्रकृति किस प्रकार परिवर्तित होती है?
Q14. Across a period from left to right, the chemical nature of the normal oxides of elements changes from:
सही उत्तर: B) क्षारीय से अम्लीय (Basic to acidic)
Correct Answer: B) Basic to acidic
स्पष्टीकरण: आवर्त सारणी में बाएं से दाएं जाने पर तत्वों का धात्विक लक्षण घटता है और अधात्विक लक्षण बढ़ता है।
– धातुओं के ऑक्साइड हमेशा **क्षारीय (basic)** होते हैं।
– अधातुओं के ऑक्साइड हमेशा **अम्लीय (acidic)** होते हैं।
अतः आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर ऑक्साइडों का व्यवहार **क्षारीय से अम्लीय** की ओर बदलता है।
– उदाहरण (तीसरा आवर्त): Na₂O (प्रबल क्षारीय) → MgO (क्षारीय) → Al₂O₃ (उभयधर्मी) → SiO₂ (दुर्बल अम्लीय) → P₄O₁₀ (अम्लीय) → SO₃ (अम्लीय) → Cl₂O₇ (प्रबल अम्लीय)।
– धातुओं के ऑक्साइड हमेशा **क्षारीय (basic)** होते हैं।
– अधातुओं के ऑक्साइड हमेशा **अम्लीय (acidic)** होते हैं।
अतः आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर ऑक्साइडों का व्यवहार **क्षारीय से अम्लीय** की ओर बदलता है।
– उदाहरण (तीसरा आवर्त): Na₂O (प्रबल क्षारीय) → MgO (क्षारीय) → Al₂O₃ (उभयधर्मी) → SiO₂ (दुर्बल अम्लीय) → P₄O₁₀ (अम्लीय) → SO₃ (अम्लीय) → Cl₂O₇ (प्रबल अम्लीय)।
Explanation: Across a period from left to right, metallic character (electropositive nature) decreases and non-metallic character (electronegative nature) increases.
– Metal oxides are fundamentally **basic**.
– Non-metal oxides are fundamentally **acidic**.
– Thus, the chemical nature of oxides changes from **basic to acidic** across a period.
– Example (3rd period): Na₂O (strongly basic) → Al₂O₃ (amphoteric) → Cl₂O₇ (strongly acidic).
– Metal oxides are fundamentally **basic**.
– Non-metal oxides are fundamentally **acidic**.
– Thus, the chemical nature of oxides changes from **basic to acidic** across a period.
– Example (3rd period): Na₂O (strongly basic) → Al₂O₃ (amphoteric) → Cl₂O₇ (strongly acidic).
प्रश्न 15. निम्नलिखित ऑक्साइडों में से कौन सा एक **उभयधर्मी ऑक्साइड (Amphoteric Oxide)** का उदाहरण है, जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया कर सकता है?
Q15. Which of the following oxides is an example of an **amphoteric oxide** (reacts with both acids and bases)?
सही उत्तर: B) ऐलुमिनियम ऑक्साइड (Al₂O₃)
Correct Answer: B) Aluminium oxide (Al₂O₃)
स्पष्टीकरण: ऑक्साइडों की श्रेणियाँ निम्न हैं:
– Na₂O: क्षारीय ऑक्साइड (केवल अम्ल से क्रिया करता है)।
– SO₃: अम्लीय ऑक्साइड (केवल क्षार से क्रिया करता है)।
– **Al₂O₃ (ऐलुमिना):** एक **उभयधर्मी ऑक्साइड** है जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ क्रिया करके लवण बनाता है।
– N₂O: एक उदासीन (neutral) ऑक्साइड है जो न तो अम्ल और न ही क्षार से क्रिया करता है।
– Na₂O: क्षारीय ऑक्साइड (केवल अम्ल से क्रिया करता है)।
– SO₃: अम्लीय ऑक्साइड (केवल क्षार से क्रिया करता है)।
– **Al₂O₃ (ऐलुमिना):** एक **उभयधर्मी ऑक्साइड** है जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ क्रिया करके लवण बनाता है।
– N₂O: एक उदासीन (neutral) ऑक्साइड है जो न तो अम्ल और न ही क्षार से क्रिया करता है।
Explanation: Oxides are classified as:
– Na₂O: Basic oxide (reacts only with acids).
– SO₃: Acidic oxide (reacts only with bases).
– **Al₂O₃ (alumina):** Is an **amphoteric oxide** because it exhibits both acidic and basic properties, reacting with both acids and bases to form salts.
– N₂O (nitrous oxide) is a neutral oxide.
– Na₂O: Basic oxide (reacts only with acids).
– SO₃: Acidic oxide (reacts only with bases).
– **Al₂O₃ (alumina):** Is an **amphoteric oxide** because it exhibits both acidic and basic properties, reacting with both acids and bases to form salts.
– N₂O (nitrous oxide) is a neutral oxide.
प्रश्न 16. निम्नलिखित में से कौन सा एक **उदासीन ऑक्साइड (Neutral Oxide)** है, जो न तो अम्लीय और न ही क्षारीय व्यवहार प्रदर्शित करता है?
Q16. Which of the following is a **neutral oxide** (exhibiting neither acidic nor basic properties)?
सही उत्तर: B) कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)
Correct Answer: B) Carbon monoxide (CO)
स्पष्टीकरण: वे ऑक्साइड जो अम्लों और क्षारों दोनों के साथ कोई रासायनिक अभिक्रिया नहीं करते हैं, उदासीन ऑक्साइड (neutral oxides) कहलाते हैं।
– प्रमुख उदासीन ऑक्साइड केवल तीन हैं: **CO (कार्बन मोनोऑक्साइड)**, **NO (नाइट्रिक ऑक्साइड)** और **N₂O (नाइट्रस ऑक्साइड)**।
– CO₂ अम्लीय है, ZnO उभयधर्मी है, और CaO क्षारीय है।
– प्रमुख उदासीन ऑक्साइड केवल तीन हैं: **CO (कार्बन मोनोऑक्साइड)**, **NO (नाइट्रिक ऑक्साइड)** और **N₂O (नाइट्रस ऑक्साइड)**।
– CO₂ अम्लीय है, ZnO उभयधर्मी है, और CaO क्षारीय है।
Explanation: Non-metal oxides that do not react with either acids or bases are termed neutral oxides.
– The only three prominent neutral oxides are **CO (carbon monoxide)**, **NO (nitric oxide)**, and **N₂O (nitrous oxide)**.
– CO₂ is acidic, ZnO is amphoteric, and CaO is basic.
– The only three prominent neutral oxides are **CO (carbon monoxide)**, **NO (nitric oxide)**, and **N₂O (nitrous oxide)**.
– CO₂ is acidic, ZnO is amphoteric, and CaO is basic.
प्रश्न 17. लेंथेनॉयड संकुचन (Lanthanoid Contraction) के कारण आवर्त सारणी की द्वितीय संक्रमण श्रेणी (4d series, जैसे Zr) और तृतीय संक्रमण श्रेणी (5d series, जैसे Hf) के संगत तत्वों के आकार पर क्या प्रभाव पड़ता है?
Q17. Due to the phenomenon of Lanthanoid Contraction, the atomic radii of corresponding elements of the second (4d series, e.g., Zr) and third (5d series, e.g., Hf) transition series are:
सही उत्तर: B) लगभग समान (almost identical) हो जाते हैं
Correct Answer: B) Almost identical or very similar
स्पष्टीकरण: सामान्यतः वर्ग में नीचे जाने पर कोशों की संख्या बढ़ने के कारण आकार बढ़ना चाहिए (अतः Hf का आकार Zr से बड़ा होना चाहिए था)।
– परन्तु 5d श्रेणी शुरू होने से पहले 14 लैंथेनॉयड तत्वों में 4f उपकोश का भराव होता है।
– f-इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) अत्यंत दुर्बल होता है, जिससे प्रभावी नाभिकीय आवेश बहुत बढ़ जाता है और आकार संकुचित हो जाता है (लैंथेनॉयड संकुचन)।
– इस संकुचन के कारण, बढ़ते हुए कोश का प्रभाव पूर्णतः निरस्त हो जाता है और **Zr (Zirconium, 160 pm)** और **Hf (Hafnium, 159 pm)** का आकार लगभग बिल्कुल समान हो जाता है।
– परन्तु 5d श्रेणी शुरू होने से पहले 14 लैंथेनॉयड तत्वों में 4f उपकोश का भराव होता है।
– f-इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) अत्यंत दुर्बल होता है, जिससे प्रभावी नाभिकीय आवेश बहुत बढ़ जाता है और आकार संकुचित हो जाता है (लैंथेनॉयड संकुचन)।
– इस संकुचन के कारण, बढ़ते हुए कोश का प्रभाव पूर्णतः निरस्त हो जाता है और **Zr (Zirconium, 160 pm)** और **Hf (Hafnium, 159 pm)** का आकार लगभग बिल्कुल समान हो जाता है।
Explanation: Down a group, atomic size normally increases due to additional shells (so Hf was expected to be larger than Zr).
– However, before the 5d series, the 14 lanthanoid elements involve the progressive filling of the 4f subshell.
– Due to the extremely poor shielding effect of f-electrons, the effective nuclear charge increases significantly, causing a steady contraction in size (Lanthanoid Contraction).
– This contraction offsets the expected size increase due to the new shell, making the atomic radii of Zr (160 pm) and Hf (159 pm) **almost identical**.
– However, before the 5d series, the 14 lanthanoid elements involve the progressive filling of the 4f subshell.
– Due to the extremely poor shielding effect of f-electrons, the effective nuclear charge increases significantly, causing a steady contraction in size (Lanthanoid Contraction).
– This contraction offsets the expected size increase due to the new shell, making the atomic radii of Zr (160 pm) and Hf (159 pm) **almost identical**.
प्रश्न 18. आवर्त सारणी में किसी वर्ग (Group) में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु त्रिज्या (Atomic Radii) में सामान्यतः वृद्धि होने का मुख्य कारण क्या है?
Q18. Down a group from top to bottom, the atomic radii of elements generally increase primarily because:
सही उत्तर: B) नए मुख्य ऊर्जा स्तर (कोश) का जुड़ना, जो बढ़ते नाभिकीय आवेश के प्रभाव को निरस्त कर देता है (addition of a new principal energy shell)
Correct Answer: B) The addition of a new principal energy shell at each step, which outweighs the increase in nuclear charge
स्पष्टीकरण: किसी वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु क्रमांक (Z) बढ़ता है, जिससे नाभिकीय आवेश भी बढ़ता है (जो आकार को सिकोड़ना चाहिए)।
– परन्तु प्रत्येक चरण में एक **नया मुख्य ऊर्जा स्तर (shell, n)** जुड़ जाता है।
– नया कोश जुड़ने से संयोजी इलेक्ट्रॉन नाभिक से अधिक दूरी पर चले जाते हैं।
– यह प्रभाव बढ़ते नाभिकीय आवेश के प्रभाव की तुलना में बहुत अधिक शक्तिशाली होता है। अतः वर्ग में नीचे जाने पर आकार हमेशा बढ़ता है।
– परन्तु प्रत्येक चरण में एक **नया मुख्य ऊर्जा स्तर (shell, n)** जुड़ जाता है।
– नया कोश जुड़ने से संयोजी इलेक्ट्रॉन नाभिक से अधिक दूरी पर चले जाते हैं।
– यह प्रभाव बढ़ते नाभिकीय आवेश के प्रभाव की तुलना में बहुत अधिक शक्तिशाली होता है। अतः वर्ग में नीचे जाने पर आकार हमेशा बढ़ता है।
Explanation: Down a group, the atomic number increases, which increases the nuclear charge (tending to shrink the atom).
– However, at each successive step, a **new principal energy shell (n)** is added.
– This increases the distance between the outermost valence electrons and the nucleus.
– This structural addition strongly outweighs the increased nuclear charge, leading to a net **increase** in atomic radii down a group.
– However, at each successive step, a **new principal energy shell (n)** is added.
– This increases the distance between the outermost valence electrons and the nucleus.
– This structural addition strongly outweighs the increased nuclear charge, leading to a net **increase** in atomic radii down a group.
प्रश्न 19. संक्रमण तत्वों (d-block) में से कौन सा एकमात्र धातु तत्व कमरे के ताप पर **द्रव अवस्था (liquid state)** में पाया जाता है?
Q19. Which of the following transition metals (d-block elements) is unique for being in a **liquid state** at room temperature?
सही उत्तर: B) मरकरी या पारा (Mercury, Hg)
Correct Answer: B) Mercury (Hg)
स्पष्टीकरण: **मरकरी (पारा, Hg, Z = 80)** आवर्त सारणी की 5d संक्रमण श्रृंखला का अंतिम सदस्य है।
– इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² होता है, जिसमें 6s कक्षक पूर्णतः भरा और अत्यधिक स्थायी होता है (relativistic effect के कारण)।
– इसके कारण मरकरी के परमाणुओं के बीच धात्विक आबंध (metallic bonds) अत्यंत दुर्बल होते हैं, और यह कमरे के ताप पर द्रव अवस्था में रहता है।
– गैलियम (Ga) और सीज़ियम (Cs) का गलनांक बहुत कम होता है (वे हाथ की हथेली पर पिघल जाते हैं), परंतु कमरे के मानक ताप (298 K) पर केवल मरकरी ही एकमात्र द्रव धातु है। (ब्रोमीन एक अधातु द्रव है जो p-ब्लॉक में आता है)।
– इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² होता है, जिसमें 6s कक्षक पूर्णतः भरा और अत्यधिक स्थायी होता है (relativistic effect के कारण)।
– इसके कारण मरकरी के परमाणुओं के बीच धात्विक आबंध (metallic bonds) अत्यंत दुर्बल होते हैं, और यह कमरे के ताप पर द्रव अवस्था में रहता है।
– गैलियम (Ga) और सीज़ियम (Cs) का गलनांक बहुत कम होता है (वे हाथ की हथेली पर पिघल जाते हैं), परंतु कमरे के मानक ताप (298 K) पर केवल मरकरी ही एकमात्र द्रव धातु है। (ब्रोमीन एक अधातु द्रव है जो p-ब्लॉक में आता है)।
Explanation: **Mercury (Hg, Z = 80)** is the only d-block transition metal that exists as a **liquid** at room temperature.
– It has a stable, fully-filled closed-shell configuration ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²).
– Due to relativistic contraction, the 6s electrons are held very tightly by the nucleus, preventing them from participating effectively in metallic bonding. Consequently, the cohesive forces between mercury atoms are extremely weak, keeping it liquid. (Gallium and Cesium melt slightly above room temperature, while Bromine is a liquid non-metal).
– It has a stable, fully-filled closed-shell configuration ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²).
– Due to relativistic contraction, the 6s electrons are held very tightly by the nucleus, preventing them from participating effectively in metallic bonding. Consequently, the cohesive forces between mercury atoms are extremely weak, keeping it liquid. (Gallium and Cesium melt slightly above room temperature, while Bromine is a liquid non-metal).
प्रश्न 20. आवर्त सारणी के किसी आवर्त (Period) में बाएं से दाएं जाने पर संयोजी इलेक्ट्रॉनों द्वारा महसूस किए जाने वाले **प्रभावी नाभिकीय आवेश (Effective Nuclear Charge, Z_eff)** पर क्या प्रभाव पड़ता है?
Q20. Across a period from left to right, the effective nuclear charge (Z_eff) experienced by the valence electrons:
सही उत्तर: B) नियमित रूप से बढ़ता है (Increases regularly)
Correct Answer: B) Increases regularly
स्पष्टीकरण: आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर परमाणु क्रमांक (Z) बढ़ता है, जिससे नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या बढ़ती है।
– इस दौरान नए इलेक्ट्रॉन उसी मुख्य ऊर्जा कोश (same shell) में प्रवेश करते हैं।
– समान कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों का एक-दूसरे के प्रति परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) अत्यंत कमजोर होता है।
– इसके फलस्वरूप, बढ़ते हुए नाभिकीय आवेश का परिरक्षण आंतरिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा पूरी तरह नहीं हो पाता और **प्रभावी नाभिकीय आवेश (Z_eff) नियमित रूप से बढ़ता जाता है**। इसी कारण आवर्त में आकार घटता है और आयनन ऊर्जा बढ़ती है।
– इस दौरान नए इलेक्ट्रॉन उसी मुख्य ऊर्जा कोश (same shell) में प्रवेश करते हैं।
– समान कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों का एक-दूसरे के प्रति परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) अत्यंत कमजोर होता है।
– इसके फलस्वरूप, बढ़ते हुए नाभिकीय आवेश का परिरक्षण आंतरिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा पूरी तरह नहीं हो पाता और **प्रभावी नाभिकीय आवेश (Z_eff) नियमित रूप से बढ़ता जाता है**। इसी कारण आवर्त में आकार घटता है और आयनन ऊर्जा बढ़ती है।
Explanation: Across a period from left to right, the nuclear charge increases by one unit at each successive element.
– The new electrons are added to the same principal energy shell.
– Electrons in the same shell do not shield each other effectively from the increasing nuclear charge.
– Thus, the shielding effect is insufficient to offset the increasing nuclear attraction, causing the **effective nuclear charge (Z_eff) to increase regularly**. This shrinks the atomic volume and pulls valence electrons tighter.
– The new electrons are added to the same principal energy shell.
– Electrons in the same shell do not shield each other effectively from the increasing nuclear charge.
– Thus, the shielding effect is insufficient to offset the increasing nuclear attraction, causing the **effective nuclear charge (Z_eff) to increase regularly**. This shrinks the atomic volume and pulls valence electrons tighter.
प्रश्न 21. परमाणु क्रमांक Z = 104 वाले तत्व का आधिकारिक IUPAC नाम क्या है, जिसकी खोज को लेकर पूर्व में सोवियत और अमेरिकी वैज्ञानिकों के बीच विवाद रहा था?
Q21. What is the official IUPAC name of the element with atomic number Z = 104, which was previously a subject of dispute between Soviet and American scientists?
सही उत्तर: B) रदरफ़ोडियम (Rutherfordium, Rf)
Correct Answer: B) Rutherfordium (Rf)
स्पष्टीकरण: परमाणु क्रमांक 104 वाले तत्व की खोज का दावा अमेरिकी वैज्ञानिकों (जिन्होंने इसे रदरफ़ोडियम नाम दिया) और सोवियत वैज्ञानिकों (जिन्होंने इसे कूर्चातोवियम नाम दिया) दोनों ने किया था। इस विवाद (Transfermium Wars) को सुलझाने के लिए आईयूपीएसी ने पहले अस्थायी व्यवस्थित नाम ‘उननिलक्वाडियम’ (Unq) दिया। बाद में विवाद सुलझने पर इसका आधिकारिक नाम **रदरफ़ोडियम (Rutherfordium, Rf)** घोषित किया गया।
Explanation: The discovery of the element with atomic number 104 was disputed between American scientists (who named it Rutherfordium) and Soviet scientists (who named it Kurchatovium). To avoid clashes, IUPAC temporarily named it Unnilquadium (Unq). Later, the dispute was resolved, and the official name was declared as **Rutherfordium (Rf)**.
प्रश्न 22. किसी तत्व के विलगित गैसीय परमाणु की धरातल अवस्था से एक इलेक्ट्रॉन बाहर निकालने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा को क्या कहते हैं?
Q22. The minimum energy required to remove the most loosely bound electron from an isolated gaseous atom of an element in its ground state is called:
सही उत्तर: B) आयनन एन्थैल्पी (Ionization Enthalpy, Δ_iH)
Correct Answer: B) Ionization Enthalpy (Δ_iH)
स्पष्टीकरण: किसी तत्व के विलगित उदासीन गैसीय परमाणु (M(g)) की मूल अवस्था से बाह्यतम इलेक्ट्रॉन को पूरी तरह बाहर निकालकर धनायन (M⁺(g)) बनाने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा को **आयनन एन्थैल्पी (Ionization Enthalpy)** कहा जाता है।
समीकरण: M(g) + Δ_iH → M⁺(g) + e⁻
यह सदैव एक ऊष्माशोषी प्रक्रम (endothermic, Δ_iH > 0) होता है।
समीकरण: M(g) + Δ_iH → M⁺(g) + e⁻
यह सदैव एक ऊष्माशोषी प्रक्रम (endothermic, Δ_iH > 0) होता है।
Explanation: The energy required to remove the most weakly held electron from an isolated neutral gaseous atom (M(g)) in its ground state to form a gaseous cation (M⁺(g)) is defined as the **Ionization Enthalpy (Δ_iH)**.
Equation: M(g) + Δ_iH → M⁺(g) + e⁻. It is strictly an endothermic process (energy must be supplied, so ΔH > 0).
Equation: M(g) + Δ_iH → M⁺(g) + e⁻. It is strictly an endothermic process (energy must be supplied, so ΔH > 0).
प्रश्न 23. बोरॉन (B), एल्युमिनियम (Al), मैग्नीशियम (Mg) और पोटेशियम (K) तत्वों के धात्विक लक्षण (Metallic Character) का सही बढ़ता हुआ क्रम क्या होगा?
Q23. What is the correct increasing order of metallic character (electropositive nature) for the elements Boron (B), Aluminium (Al), Magnesium (Mg), and Potassium (K)?
सही उत्तर: A) B < Al < Mg < K
Correct Answer: A) B < Al < Mg < K
स्पष्टीकरण: धात्विक लक्षण (धातु होने की प्रवृत्ति) आवर्त सारणी में:
– आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर घटता है (इलेक्ट्रॉन त्यागने की क्षमता कम होने से)।
– वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर बढ़ता है (आकार बढ़ने से इलेक्ट्रॉन आसानी से निकलते हैं)।
– बोरॉन (B) समूह 13 का अधातु/उपधातु है।
– एल्युमिनियम (Al) समूह 13 का धातु है (B से नीचे, अतः Al > B)।
– मैग्नीशियम (Mg) समूह 2 का धातु है (Al के बाईं ओर, अतः Mg > Al)।
– पोटेशियम (K) समूह 1 का अत्यंत सक्रिय धातु है (सबसे नीचे और बाईं ओर, सर्वाधिक धात्विक)।
अतः सही बढ़ता क्रम: **B < Al < Mg < K** होगा।
– आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर घटता है (इलेक्ट्रॉन त्यागने की क्षमता कम होने से)।
– वर्ग में ऊपर से नीचे जाने पर बढ़ता है (आकार बढ़ने से इलेक्ट्रॉन आसानी से निकलते हैं)।
– बोरॉन (B) समूह 13 का अधातु/उपधातु है।
– एल्युमिनियम (Al) समूह 13 का धातु है (B से नीचे, अतः Al > B)।
– मैग्नीशियम (Mg) समूह 2 का धातु है (Al के बाईं ओर, अतः Mg > Al)।
– पोटेशियम (K) समूह 1 का अत्यंत सक्रिय धातु है (सबसे नीचे और बाईं ओर, सर्वाधिक धात्विक)।
अतः सही बढ़ता क्रम: **B < Al < Mg < K** होगा।
Explanation: Metallic character (electropositive nature) represents the ease of losing valence electrons.
– Across a period (left to right), metallic character decreases.
– Down a group (top to bottom), metallic character increases.
– Boron (B) is a non-metal/metalloid.
– Aluminium (Al) lies below B in group 13, so it is metallic (Al > B).
– Magnesium (Mg) lies to the left of Al in group 2, so it is more electropositive (Mg > Al).
– Potassium (K) is an alkali metal of group 1, located far left and down, making it the most metallic (K > Mg).
Thus, the correct increasing order is: **B < Al < Mg < K**.
– Across a period (left to right), metallic character decreases.
– Down a group (top to bottom), metallic character increases.
– Boron (B) is a non-metal/metalloid.
– Aluminium (Al) lies below B in group 13, so it is metallic (Al > B).
– Magnesium (Mg) lies to the left of Al in group 2, so it is more electropositive (Mg > Al).
– Potassium (K) is an alkali metal of group 1, located far left and down, making it the most metallic (K > Mg).
Thus, the correct increasing order is: **B < Al < Mg < K**.
प्रश्न 24. उत्कृष्ट गैसों की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी धनात्मक होती है। हैलोजनों (Group 17) के लिए इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी का मान अत्यधिक ऋणात्मक होने का क्या कारण है?
Q24. Halogens (Group 17) have highly negative electron gain enthalpies because:
सही उत्तर: B) उन्हें निकटतम उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त करने के लिए केवल एक इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है (require only one electron to attain noble gas configuration)
Correct Answer: B) They require only one electron to attain a stable, fully-filled noble gas electronic configuration
स्पष्टीकरण: हैलोजनों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns² np⁵ होता है।
– इन्हें अपना अष्टक पूर्ण करने और अत्यंत स्थायी उत्कृष्ट गैस विन्यास (ns² np⁶) प्राप्त करने के लिए केवल **एक इलेक्ट्रॉन** की आवश्यकता होती है।
– इस अत्यंत स्थायी विन्यास को प्राप्त करने की प्रबल इच्छा के कारण, हैलोजन परमाणु आसानी से एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं और इस प्रक्रम में भारी मात्रा में ऊर्जा मुक्त करते हैं। इसलिए इनकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी आवर्त में सर्वाधिक ऋणात्मक होती है।
– इन्हें अपना अष्टक पूर्ण करने और अत्यंत स्थायी उत्कृष्ट गैस विन्यास (ns² np⁶) प्राप्त करने के लिए केवल **एक इलेक्ट्रॉन** की आवश्यकता होती है।
– इस अत्यंत स्थायी विन्यास को प्राप्त करने की प्रबल इच्छा के कारण, हैलोजन परमाणु आसानी से एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं और इस प्रक्रम में भारी मात्रा में ऊर्जा मुक्त करते हैं। इसलिए इनकी इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी आवर्त में सर्वाधिक ऋणात्मक होती है।
Explanation: Halogens have the valence shell electronic configuration ns² np⁵.
– They are just one electron short of attaining the highly stable, symmetric closed-shell octet configuration of the nearest noble gas (ns² np⁶).
– Because of this immense driving force, they exhibit a powerful tendency to accept an electron, releasing a huge amount of energy in the process. Thus, their electron gain enthalpies are highly negative.
– They are just one electron short of attaining the highly stable, symmetric closed-shell octet configuration of the nearest noble gas (ns² np⁶).
– Because of this immense driving force, they exhibit a powerful tendency to accept an electron, releasing a huge amount of energy in the process. Thus, their electron gain enthalpies are highly negative.
प्रश्न 25. आवर्त सारणी में किसी आवर्त (Period) में बाएं से दाएं जाने पर परमाणु त्रिज्या (Atomic Radii) में होने वाली नियमित कमी का मुख्य कारण क्या है?
Q25. Across a period from left to right, the regular decrease in the atomic radii of representative elements is due to:
सही उत्तर: B) नाभिकीय आवेश बढ़ने के साथ प्रभावी नाभिकीय आवेश (Z_eff) का बढ़ना, जो बाहरी इलेक्ट्रॉनों को भीतर की ओर अधिक खींचता है (increase in Z_eff)
Correct Answer: B) The increase in effective nuclear charge (Z_eff) accompanied by increasing nuclear charge, pulling outer electrons closer
स्पष्टीकरण: आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर मुख्य क्वांटम संख्या (कोशों की संख्या, n) समान बनी रहती है, परन्तु परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या बढ़ती है।
– चूंकि आंतरिक इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान रहती है, अतः बढ़ते नाभिकीय आवेश का परिरक्षण (shielding) ठीक से नहीं हो पाता।
– इसके फलस्वरूप **प्रभावी नाभिकीय आवेश (Z_eff)** बढ़ जाता है, जो बाहरी कोश के इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर अधिक शक्ति से आकर्षित करता है।
– आबंधी इलेक्ट्रॉनों के नाभिक के समीप खिंच जाने के कारण परमाणु का आकार (त्रिज्या) आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर नियमित रूप से घटता जाता है।
– चूंकि आंतरिक इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान रहती है, अतः बढ़ते नाभिकीय आवेश का परिरक्षण (shielding) ठीक से नहीं हो पाता।
– इसके फलस्वरूप **प्रभावी नाभिकीय आवेश (Z_eff)** बढ़ जाता है, जो बाहरी कोश के इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर अधिक शक्ति से आकर्षित करता है।
– आबंधी इलेक्ट्रॉनों के नाभिक के समीप खिंच जाने के कारण परमाणु का आकार (त्रिज्या) आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर नियमित रूप से घटता जाता है।
Explanation: Across a period from left to right, the principal quantum number (number of energy shells) remains constant, but the nuclear charge increases.
– Since new electrons are added to the same shell and inner-shell shielding remains constant, the **effective nuclear charge (Z_eff) increases regularly**.
– The stronger nuclear pull draws the valence electron cloud closer to the nucleus.
– Consequently, the atomic radius decreases progressively from left to right across any period.
– Since new electrons are added to the same shell and inner-shell shielding remains constant, the **effective nuclear charge (Z_eff) increases regularly**.
– The stronger nuclear pull draws the valence electron cloud closer to the nucleus.
– Consequently, the atomic radius decreases progressively from left to right across any period.