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कक्षा ९ विज्ञान अध्याय 9 अभ्यास प्रश्न के लिए एनसीईआरटी समाधान

अद्यतन2026-09-08

प्र1.
किसी एक तत्व (क) के तीसरे कोश में एक इलेक्ट्रॉन है। एक अन्य तत्व (ख) है जिसके दूसरे कोश में छह इलेक्ट्रॉन हैं। (i) स्थायित्व प्राप्त करने के लिए ‘क’ कितने इलेक्ट्रॉनों का त्याग करेगा अथवा ग्रहण करेगा? (ii) वह किस प्रकार का आयन बनाएगा? (iii) स्थायित्व प्राप्त करने के लिए ‘ख’ कितने इलेक्ट्रॉनों का त्याग करेगा अथवा ग्रहण करेगा? (iv) वह किस प्रकार का आयन बनाएगा? (v) ‘क’ और ‘ख’ के संयोजित होने पर किस प्रकार का आबंध बनेगा? (vi) उनके संयोजन से निर्मित यौगिक का सूत्र क्या होगा?
उत्तर

पहले विन्यास निश्चित कीजिए। 'क' के तीसरे कोश में एक इलेक्ट्रॉन है, अतः पहले दो कोश पूर्ण होने ही चाहिए : क = 2, 8, 1 (Z = 11, सोडियम)। 'ख' के दूसरे कोश में छह इलेक्ट्रॉन हैं : ख = 2, 6 (Z = 8, ऑक्सीजन)।

(i) 'क' 1 इलेक्ट्रॉन त्यागेगा। अपना एकमात्र M-कोश इलेक्ट्रॉन हटा देने पर 2, 8 शेष रहता है — पूर्ण अष्टक। इसके स्थान पर सात इलेक्ट्रॉन ग्रहण करना कहीं कठिन होता।

(ii) 'क' एकसंयोजी धनायन क⁺ बनाएगा।

क : 11 प्रोटॉन (+11), 11 इलेक्ट्रॉन (−11) → उदासीन
क⁺ : 11 प्रोटॉन (+11), 10 इलेक्ट्रॉन (−10) → कुल आवेश +1

(iii) 'ख' 2 इलेक्ट्रॉन ग्रहण करेगा। छह संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के साथ वह अष्टक से दो कम है; छह त्यागने की अपेक्षा दो ग्रहण करना बहुत सरल है।

(iv) 'ख' द्विसंयोजी ऋणायन ख²⁻ बनाएगा (विन्यास 2, 8)।

(v) आयनिक आबंध। एक तत्व इलेक्ट्रॉन सौंपता है और दूसरा उन्हें ग्रहण करता है, अतः यह स्थानांतरण है, साझेदारी नहीं। इससे बने विपरीत आवेशित आयन फिर स्थिर विद्युत आकर्षण द्वारा परस्पर बँध जाते हैं।

(vi) क₂ख।

प्रत्येक 'क' 1 इलेक्ट्रॉन देता है; प्रत्येक 'ख' को 2 चाहिए → एक 'ख' के लिए दो 'क'
2 क⁺ + ख²⁻ → क₂ख (वास्तविक रूप में Na₂O — सोडियम ऑक्साइड)
आवेश जाँच : 2(+1) + (−2) = 0 ✓
ऐसा क्यों होता है: ‘तीसरे कोश में एक इलेक्ट्रॉन’ को ठीक-ठीक पढ़ लेना ही पूरा प्रश्न है। कोई कोश तब तक भरना आरंभ नहीं करता जब तक उससे नीचे वाला पूर्ण न हो जाए, अतः तीसरे कोश में इलेक्ट्रॉन होने का अर्थ ही है कि पहले दो में 2 और 8 हैं। यह एक निष्कर्ष तत्व, आयन, आबंध और सूत्र — चारों निश्चित कर देता है।
प्र2.
किसी तत्व ‘च’ के बाह्यतम कोश में छह इलेक्ट्रॉन हैं और वह एक द्विपरमाणुक अणु बनाता है। (i) ऐसा क्यों हुआ होगा? (ii) वह किस प्रकार का आबंध बनाएगा? (iii) उसके द्वारा निर्मित अणु की संरचना आरेखित कीजिए। (iv) एक अन्य तत्व ‘छ’ के दूसरे कोश में दो इलेक्ट्रॉन हैं। उस अणु की संरचना आरेखित कीजिए जो तत्व ‘च’ और ‘छ’ के संयोजन से बनेगा।
उत्तर

'च' के बाह्यतम कोश में छह इलेक्ट्रॉन हैं, अतः वह अष्टक से दो इलेक्ट्रॉन कम है। ऐसे तत्वों में सबसे छोटा लेने पर च = ऑक्सीजन (2, 6)।

(i) द्विपरमाणुक अणु क्यों? क्योंकि 'च' अकेले अपना अष्टक पूर्ण नहीं कर सकता, और उसके पास सबसे निकट का परमाणु दूसरा 'च' परमाणु ही है, जिसमें ठीक उतनी ही कमी है। कोई भी दूसरे से दो इलेक्ट्रॉन ले नहीं सकता, क्योंकि तब देने वाले में चार की कमी हो जाएगी। दोनों को संतुष्ट करने वाली एकमात्र व्यवस्था यह है कि प्रत्येक परमाणु दो इलेक्ट्रॉन साझा क्षेत्र में डाल दे — और दोनों के अष्टक पूर्ण हो जाने पर तीसरा परमाणु जोड़ने का कोई कारण नहीं बचता। अतः अणु दो पर ही रुक जाता है, च₂।

(ii) सहसंयोजी आबंध — विशेष रूप से द्वि-आबंध, क्योंकि इलेक्ट्रॉनों के दो युग्म साझा होते हैं।

(iii) च₂ की संरचना

OO××××××××O = O×एक ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनदूसरे ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉन
दोनों परमाणुओं के बीच दो साझा युग्म (द्वि-आबंध, च = च) तथा प्रत्येक परमाणु पर दो एकाकी युग्म। किसी भी परमाणु के चारों ओर : 4 साझा + 4 एकाकी = 8 इलेक्ट्रॉन।

(iv) 'च' और 'छ' का यौगिक। 'छ' के दूसरे कोश में दो इलेक्ट्रॉन हैं, अतः उसका विन्यास 2, 2 है (Z = 4, बेरिलियम)। 'छ' को दो संयोजकता इलेक्ट्रॉन त्यागने हैं और 'च' को ठीक दो चाहिए, अतः दोनों 1 : 1 के अनुपात में संयोजित होते हैं।

Be2, 2+O2, 6transfer of 2 e⁻Be²⁺2O²⁻2, 8BeO
'छ' (2, 2) अपने दोनों संयोजकता इलेक्ट्रॉन 'च' (2, 6) को स्थानांतरित कर देता है। 'छ' छ²⁺ बन जाता है और 'च' च²⁻, तथा यौगिक छच बनता है — यहाँ BeO।
छ (2, 2) → छ²⁺ + 2 e⁻; च (2, 6) + 2 e⁻ → च²⁻
छ²⁺ + च²⁻ → छच (BeO)
आवेश जाँच : (+2) + (−2) = 0 ✓
संकेत: इस स्तर पर अपेक्षित उत्तर ऊपर दिखाया गया 1 : 1 इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण वाला चित्र ही है। वास्तव में बेरिलियम इतना छोटा और अपने इलेक्ट्रॉनों को इतनी कसकर पकड़ने वाला परमाणु है कि Be—O आबंध में सहसंयोजी लक्षण बहुत अधिक होते हैं, और BeO को सच्चे अणु के स्थान पर सूत्र इकाई के रूप में लिखा जाता है — यह सूक्ष्मता आप उच्च कक्षाओं में पढ़ेंगे।
ऐसा क्यों होता है: परमाणु साझा करेंगे या स्थानांतरण, यह इस पर निर्भर है कि इलेक्ट्रॉनों पर उनकी पकड़ में कितना अंतर है। दो एकसमान 'च' परमाणु बराबर खींचते हैं, अतः कोई जीत नहीं सकता — उन्हें साझा करना ही होगा और आबंध सहसंयोजी होगा। 'छ' जैसी धातु अपने बाह्य इलेक्ट्रॉनों को ढीला पकड़ती है, अतः 'च' उन्हें पूरी तरह ले लेता है और आबंध आयनिक हो जाता है।
प्र3.
आप एक नवीन आयनिक यौगिक की अभिकल्पना करना चाहते हैं जिसमें कुल धन आवेश 6+ है और कुल ऋण आवेश 6– है। निम्नलिखित में से कौन-सा संयोजन आयनों की सही संख्या दर्शाता है? (i) 2 Al3+ और 3 Cl– (ii) 3 Mg2+ और 1 PO4 3– (iii) 2 Fe3+ और 3 O2– (iv) 3 Ca2+ और 2 SO4 2–
उत्तर

विकल्प (iii) — 2 Fe³⁺ और 3 O²⁻।

संयोजनकुल धनावेशकुल ऋणावेशसंतुलित?
(i)2 Al³⁺ और 3 Cl⁻2 × 3 = 6+3 × 1 = 3−नहीं
(ii)3 Mg²⁺ और 1 PO₄³⁻3 × 2 = 6+1 × 3 = 3−नहीं
(iii)2 Fe³⁺ और 3 O²⁻2 × 3 = 6+3 × 2 = 6−हाँ ✓
(iv)3 Ca²⁺ और 2 SO₄²⁻3 × 2 = 6+2 × 2 = 4−नहीं

केवल (iii) में दोनों योग 6 के बराबर हैं, अतः केवल वही उदासीन यौगिक देता है। सूत्र है Fe₂O₃ — फेरिक ऑक्साइड, जो जंग और हेमेटाइट अयस्क का लाल-भूरा यौगिक है।

ऐसा क्यों होता है: प्रत्येक यौगिक को कुल मिलाकर वैद्युत उदासीन होना ही चाहिए — यदि न हो तो शेष आवेश और आयनों को तब तक खींचता रहेगा जब तक संतुलन न बन जाए। अतः किसी भी आयनिक सूत्र में (धनायनों की संख्या × धनायन का आवेश) = (ऋणायनों की संख्या × ऋणायन का आवेश) होना चाहिए। तिर्यक विधि यही सुनिश्चित करती है : Fe³⁺ और O²⁻ का तिर्यक Fe₂O₃ देता है।
संकेत: शेष तीनों को सरलता से ठीक किया जा सकता है — 1 Al³⁺ के साथ 3 Cl⁻ से AlCl₃, 3 Mg²⁺ के साथ 2 PO₄³⁻ से Mg₃(PO₄)₂, और 1 Ca²⁺ के साथ 1 SO₄²⁻ से CaSO₄ बनता है।
प्र4.
सही कथन (नों) का चयन कीजिए और गलत कथन (नों) को सही कीजिए। (i) तत्व अणुओं से बनते हैं और यौगिक परमाणुओं से बनते हैं। (ii) किसी यौगिक का अणु सदैव एक ही प्रकार के दो अथवा अधिक परमाणुओं से मिलकर बनता है। (iii) नाइट्रोजन गैस के एक अणु में तीन नाइट्रोजन परमाणु होते हैं। (iv) जल दो हाइड्रोजन परमाणुओं से मिलकर बना है जो एक ऑक्सीजन परमाणु से सहसंयोजी रूप से आबंधित होते हैं।
उत्तर

केवल कथन (iv) सही है। शेष तीन गलत हैं; उनके सही रूप नीचे दिए गए हैं।

(i) गलत। इसमें दोनों भाग आपस में बदल गए हैं और शब्दों का प्रयोग भी ढीला है।

सही रूप: तत्व केवल एक ही प्रकार के परमाणुओं से बनते हैं — ये परमाणु अकेले रह सकते हैं (He, Ne) अथवा तत्व के अणु के रूप में जुड़ सकते हैं (H₂, O₂, N₂, Cl₂)। यौगिक दो अथवा दो से अधिक भिन्न तत्वों के परमाणुओं से बनते हैं जो एक निश्चित अनुपात में संयोजित होकर या तो अणु (H₂O, CO₂) बनाते हैं या सूत्र इकाई (NaCl, CaCO₃)।

(ii) गलत। एक ही प्रकार के परमाणुओं से तत्व का अणु बनता है, यौगिक का नहीं।

सही रूप: किसी यौगिक का अणु सदैव भिन्न प्रकार के दो अथवा अधिक परमाणुओं से मिलकर बनता है। उदाहरणार्थ HCl में एक हाइड्रोजन और एक क्लोरीन परमाणु है; H₂SO₄ में तीन भिन्न तत्व हैं।

(iii) गलत। नाइट्रोजन में पाँच संयोजकता इलेक्ट्रॉन (2, 5) होते हैं, तीन और चाहिए, और वह उन्हें एक ही अन्य नाइट्रोजन परमाणु के साथ तीन युग्म साझा करके प्राप्त कर लेता है।

सही रूप: नाइट्रोजन गैस के एक अणु में दो नाइट्रोजन परमाणु होते हैं, जो त्रि-आबंध से जुड़े रहते हैं — N ≡ N, सूत्र N₂।

(iv) सही।

O (2, 6) को 2 इलेक्ट्रॉन चाहिए; प्रत्येक H को 1
दो H परमाणु एक-एक इलेक्ट्रॉन O परमाणु के साथ साझा करते हैं
→ दो एकल सहसंयोजी आबंध → H₂O, आण्विक द्रव्यमान 18 u
ऐसा क्यों होता है: इस प्रश्न का असली जाल ‘अणु’ शब्द है। अणु एक से अधिक आबंधित परमाणुओं का वह वैद्युत उदासीन समूह है जो स्वतंत्र रूप से रह सकता है। एक ही प्रकार के परमाणु → तत्व का अणु; भिन्न प्रकार के परमाणु → यौगिक का अणु। इन दोनों को अलग रखते ही (i), (ii) और (iii) एक साथ सुलझ जाते हैं।
प्र5.
निम्नलिखित यौगिकों के रासायनिक सूत्र लिखिए। (i) ऐलुमिनियम नाइट्रेट (ii) कैल्सियम ऑक्साइड (iii) फेरिक ऑक्साइड
उत्तर

पहले धनायन लिखिए, प्रतीकों के नीचे आवेश की संख्याएँ लिखिए, उनका तिर्यक करके पादांक बनाइए और फिर उभयनिष्ठ गुणनखंड से भाग दीजिए।

यौगिकआयनतिर्यकसूत्रआवेश जाँच
(i)ऐलुमिनियम नाइट्रेटAl³⁺, NO₃⁻Al₁(NO₃)₃Al(NO₃)₃(+3) + 3(−1) = 0
(ii)कैल्सियम ऑक्साइडCa²⁺, O²⁻Ca₂O₂ ÷ 2CaO(+2) + (−2) = 0
(iii)फेरिक ऑक्साइडFe³⁺, O²⁻Fe₂O₃Fe₂O₃2(+3) + 3(−2) = 0

Al(NO₃)₃ में कोष्ठक पर ध्यान दीजिए : यहाँ तीन नाइट्रेट आयन हैं और कोष्ठक प्रत्येक NO₃ समूह को अखंड रखता है। उसके बिना AlNO₃₃ लिखना निरर्थक हो जाएगा।

संकेत: (ii) में तिर्यक से पहले Ca₂O₂ मिलता है, जिसे उभयनिष्ठ गुणनखंड 2 से भाग देना आवश्यक है। रासायनिक सूत्र सदैव सरलतम पूर्ण संख्या अनुपात दर्शाता है, अतः उत्तर CaO है।
प्र6.
आयनों के निम्नलिखित युग्मों से निर्मित यौगिकों के सूत्र लिखिए। (i) Ca2+ और Br– (ii) Al3+ और CO3 2– (iii) K+ और SO4 2– (iv) NH4 + और Cl–
उत्तर
आयनतिर्यकसूत्रनामआवेश जाँच
(i)Ca²⁺, Br⁻Ca₁Br₂CaBr₂कैल्सियम ब्रोमाइड(+2) + 2(−1) = 0
(ii)Al³⁺, CO₃²⁻Al₂(CO₃)₃Al₂(CO₃)₃ऐलुमिनियम कार्बोनेट2(+3) + 3(−2) = 0
(iii)K⁺, SO₄²⁻K₂(SO₄)₁K₂SO₄पोटैशियम सल्फेट2(+1) + (−2) = 0
(iv)NH₄⁺, Cl⁻1 और 1, दोनों नहीं लिखे जातेNH₄Clअमोनियम क्लोराइड(+1) + (−1) = 0

कोष्ठक कब लगते हैं? केवल तब जब एक ही प्रकार के दो अथवा अधिक बहुपरमाण्विक आयन हों। अतः Al₂(CO₃)₃ में कोष्ठक चाहिए (तीन कार्बोनेट आयन), K₂SO₄ में नहीं (एक ही सल्फेट आयन), और NH₄Cl में भी नहीं (एक ही अमोनियम आयन)।

ऐसा क्यों होता है: बहुपरमाण्विक आयन एक ही आवेशित इकाई है — उसके परमाणु आपस में सहसंयोजी रूप से बँधे हैं और पूरा समूह एक साथ गति करता है। तिर्यक करते समय उसे एकल प्रतीक की भाँति ही लीजिए, और जब भी पादांक को पूरे समूह पर लगाना हो तब कोष्ठक का प्रयोग कीजिए।
क्या आप जानते हैं? NH₄Cl एक असामान्य आयनिक यौगिक है — इसके दोनों आयनों के भीतर सहसंयोजी आबंध हैं। NH₄⁺ के चारों N—H आबंध सहसंयोजी हैं, जबकि NH₄⁺ और Cl⁻ के बीच का आबंध आयनिक है।
प्र7.
चित्र 9.18 में निम्नलिखित में से कौन Cl– आयन को सही प्रकार से निरूपित कर रहा है (क्लोरीन की परमाणु संख्या 17 है)?
उत्तर

विकल्प (ii)।

क्लोराइड आयन वह क्लोरीन परमाणु है जिसने एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण कर लिया है, अतः चित्र में यह दिखना चाहिए —

क्लोरीन परमाणु, Z = 17 → 17 इलेक्ट्रॉन → 2, 8, 7
Cl + 1 e⁻ → Cl⁻ → 18 इलेक्ट्रॉन → 2, 8, 8

पुस्तक में छपे चारों चित्रों के बिंदु गिनिए —

चित्रK कोशL कोशM कोशकुल इलेक्ट्रॉननिर्णय
(i)27817गलत — L कोश में केवल 7 हैं जबकि M कोश में पहले ही 8 हैं। कोई कोश भरे बिना अगला कोश आरंभ नहीं होता।
(ii)28818सही — यही Cl⁻ है ✓
(iii)28919गलत — 19 इलेक्ट्रॉन, जो क्लोरीन के 17 प्रोटॉनों से दो अधिक हैं; और बाह्यतम कोश में 9, जबकि उसमें कभी भी 8 से अधिक नहीं हो सकते।
(iv)28717गलत — यह उदासीन क्लोरीन परमाणु है, आयन नहीं।
Cl⁻2, 8, 8
क्लोराइड आयन : नाभिक में 17 प्रोटॉन परंतु 18 इलेक्ट्रॉन, जो 2, 8, 8 में व्यवस्थित हैं — इसीलिए कुल आवेश −1 है।
Cl⁻ पर आवेश = (प्रोटॉनों से +17) + (इलेक्ट्रॉनों से −18) = −1 ✓
ऐसा क्यों होता है: इस प्रश्न का जाल यह है कि चित्र से प्रोटॉनों की संख्या का पता ही नहीं चलता — नाभिक केवल एक बिंदु के रूप में बना है। प्रश्न में Z = 17 दिया गया है, अतः सही चित्र वही है जिसमें 18 इलेक्ट्रॉन ठीक क्रम 2, 8, 8 में भरे हों। चित्र (iv) का योग परमाणु के लिए सही है पर आयन के लिए गलत; चित्र (i) का योग सही है पर भरने का नियम टूटता है; चित्र (iii) में योग और बाह्यतम कोश की अधिकतम सीमा दोनों गलत हैं।
प्र8.
निम्नलिखित पदार्थों का सूत्र इकाई द्रव्यमान ज्ञात कीजिए। (i) अमोनियम नाइट्रेट (NH4NO3) जिसका उपयोग नाइट्रोजन उर्वरक के रूप में किया जाता है जो पौधों की वृद्धि हेतु आवश्यक है। (ii) फॉस्फोरिक अम्ल (H3PO4) जिसका उपयोग फॉस्फेट उर्वरक और अपमार्जकों के निर्माण में किया जाता है। (iii) सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट (NaHCO3) जिसका उपयोग अम्लता को कम करता है और पाचन में सहायता करता है।
उत्तर

प्रयुक्त परमाणु द्रव्यमान (अध्याय 8 से) : H = 1 u, C = 12 u, N = 14 u, O = 16 u, Na = 23 u, P = 31 u।

(i) अमोनियम नाइट्रेट, NH₄NO₃ → 80 u

उपस्थित परमाणु : 2 N, 4 H, 3 O
= (14 u × 2) + (1 u × 4) + (16 u × 3)
= 28 u + 4 u + 48 u
= 80 u

(ii) फॉस्फोरिक अम्ल, H₃PO₄ → 98 u

उपस्थित परमाणु : 3 H, 1 P, 4 O
= (1 u × 3) + (31 u × 1) + (16 u × 4)
= 3 u + 31 u + 64 u
= 98 u

(iii) सोडियम हाइड्रोजनकार्बोनेट, NaHCO₃ → 84 u

उपस्थित परमाणु : 1 Na, 1 H, 1 C, 3 O
= (23 u × 1) + (1 u × 1) + (12 u × 1) + (16 u × 3)
= 23 u + 1 u + 12 u + 48 u
= 84 u
संकेत: NH₄NO₃ में नाइट्रोजन दो बार आया है — एक बार अमोनियम आयन में और एक बार नाइट्रेट आयन में। गुणा करने से पहले सूत्र में प्रत्येक तत्व के सभी परमाणु जोड़ लीजिए; दूसरा N भूल जाने पर 14 u की चूक हो जाएगी।
ऐसा क्यों होता है: अमोनियम नाइट्रेट अच्छा उर्वरक इसी गणित के कारण है — उसके 80 u में से 28 u नाइट्रोजन है, अर्थात वह द्रव्यमान के अनुसार 28/80 × 100 = 35 % नाइट्रोजन है, और पत्तियों की वृद्धि के लिए पौधों को सबसे अधिक आवश्यकता नाइट्रोजन की ही होती है।
प्र9.
उन यौगिकों के सूत्र लिखिए जो निम्नलिखित की परस्पर अभिक्रिया द्वारा बनते हैं— (i) मैग्नीशियम और नाइट्रोजन (ii) लीथियम और नाइट्रोजन (iii) सोडियम और सल्फर (iv) ऐलुमिनियम और ऑक्सीजन
उत्तर

पहले यह निकालिए कि प्रत्येक तत्व कौन-सा आयन बनाता है, फिर आवेशों को संतुलित कीजिए।

तत्वविन्यासबने आयनसूत्रआवेश जाँच
(i)Mg और N2, 8, 2 तथा 2, 5Mg²⁺, N³⁻Mg₃N₂3(+2) + 2(−3) = 0
(ii)Li और N2, 1 तथा 2, 5Li⁺, N³⁻Li₃N3(+1) + (−3) = 0
(iii)Na और S2, 8, 1 तथा 2, 8, 6Na⁺, S²⁻Na₂S2(+1) + (−2) = 0
(iv)Al और O2, 8, 3 तथा 2, 6Al³⁺, O²⁻Al₂O₃2(+3) + 3(−2) = 0

नाम : (i) मैग्नीशियम नाइट्राइड, (ii) लीथियम नाइट्राइड, (iii) सोडियम सल्फाइड, (iv) ऐलुमिनियम ऑक्साइड।

ऐसा क्यों होता है: नाइट्रोजन के पाँच संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं और वह अष्टक से तीन कम है, अतः तीन इलेक्ट्रॉन लेकर N³⁻ बनाता है। मैग्नीशियम दो-दो और लीथियम एक-एक इलेक्ट्रॉन दे सकता है — इसीलिए दो N के लिए तीन Mg (दोनों ओर छह इलेक्ट्रॉन) और एक N के लिए तीन Li। पादांक सदैव वे सबसे छोटे पूर्णांक होते हैं जिनसे इलेक्ट्रॉनों का हिसाब ठीक-ठीक बराबर हो जाए।
क्या आप जानते हैं? Al₂O₃ वही कठोर, अदृश्य परत है जो ऐलुमिनियम पर वायु के संपर्क में आते ही बन जाती है। यही परत ऐलुमिनियम के बर्तनों को आगे संक्षारित होने से रोकती है, और यही पदार्थ माणिक तथा नीलम जैसे रत्नों का भी है, जिनका रंग अन्य धातु आयनों के अंश से आता है।
प्र10.
बाईं ओर दिए गए धनायनों और शीर्ष पर दिए गए ऋणायनों से निर्मित यौगिकों के सूत्र लिखकर तालिका 9.3 को पूर्ण कीजिए। LiNO3 एक उदाहरण के रूप में दिया गया है।
उत्तर

प्रत्येक कोष्ठ में आवेश की संख्याओं का तिर्यक कीजिए, फिर सरलतम रूप दीजिए। जब किसी बहुपरमाण्विक आयन का पादांक 2 या उससे अधिक हो, तभी उस पर कोष्ठक लगेगा।

NO₃⁻SO₄²⁻PO₄³⁻
NH₄⁺NH₄NO₃(NH₄)₂SO₄(NH₄)₃PO₄
Li⁺LiNO₃Li₂SO₄Li₃PO₄
Al³⁺Al(NO₃)₃Al₂(SO₄)₃AlPO₄
Cu²⁺Cu(NO₃)₂CuSO₄Cu₃(PO₄)₂

दो कोष्ठों को दोबारा देखिए —

  • AlPO₄ — 3 और 3 का तिर्यक करने पर Al₃(PO₄)₃ मिलता है, जिसे उभयनिष्ठ गुणनखंड 3 से भाग देकर सरलतम अनुपात 1 : 1 तक लाना आवश्यक है।
  • CuSO₄ — 2 और 2 का तिर्यक Cu₂(SO₄)₂ देता है, जिसे 2 से भाग देकर CuSO₄ प्राप्त होता है।
ऐसा क्यों होता है: रासायनिक सूत्र आयनों का सरलतम पूर्ण संख्या अनुपात दर्शाता है, ठोस के किसी टुकड़े में आयनों की वास्तविक संख्या नहीं। अतः तिर्यक के पश्चात उभयनिष्ठ गुणनखंड सदैव काटना पड़ता है — इसी कारण MgO को Mg₂O₂ और CaCO₃ को Ca₂(CO₃)₂ नहीं लिखा जाता।
संकेत: (NH₄)₂SO₄ और (NH₄)₃PO₄ दोनों में कोष्ठक चाहिए, क्योंकि एक से अधिक अमोनियम आयन हैं। NH₄NO₃ में कोष्ठक नहीं — वहाँ प्रत्येक आयन एक ही है।
प्र11.
5.3 g सोडियम कार्बोनेट और 6.0 g ऐसीटिक अम्ल परस्पर अभिक्रिया द्वारा 2.2 g कार्बन डाइऑक्साइड, 0.9 g जल और 8.2 g सोडियम ऐसीटेट बनाते हैं। जाँच कीजिए कि क्या इसमें द्रव्यमान संरक्षण के नियम का अनुपालन हो रहा है।
उत्तर

नियम का अनुपालन हो रहा है — दोनों ओर 11.3 g आता है।

अभिकारक
सोडियम कार्बोनेट का द्रव्यमान = 5.3 g
ऐसीटिक अम्ल का द्रव्यमान = 6.0 g
अभिकारकों का कुल द्रव्यमान = 5.3 g + 6.0 g = 11.3 g

उत्पाद
कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान = 2.2 g
जल का द्रव्यमान = 0.9 g
सोडियम ऐसीटेट का द्रव्यमान = 8.2 g
उत्पादों का कुल द्रव्यमान = 2.2 g + 0.9 g + 8.2 g = 11.3 g

अभिकारकों का द्रव्यमान = उत्पादों का द्रव्यमान = 11.3 g ✓

अतः इस अभिक्रिया में द्रव्यमान संरक्षण का नियम मान्य है।

ऐसा क्यों होता है: यहाँ एक उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड है, जो गैस है। आँकड़े इसीलिए मिल पाए क्योंकि अभिक्रिया बंद पात्र में की गई थी और 2.2 g CO₂ तोले जाने के लिए वहीं मौजूद थी। यही अभिक्रिया खुले बीकर में कीजिए तो तुला पहले 11.3 g और बाद में केवल 9.1 g दिखाएगी — और असावधान विद्यार्थी यह निष्कर्ष निकाल लेगा कि नियम टूट गया।
संकेत: इस प्रकार के प्रश्न में जब भी उत्पादों में कोई गैस दी हो तो पहले यह देखिए कि पात्र बंद है या नहीं। यही एक शब्द तय करता है कि गणित मिलेगा या नहीं।
प्र12.
यदि किसी स्पीशीज में 11 प्रोटॉन, 12 न्यूट्रॉन और 10 इलेक्ट्रॉन हैं, तो (i) उसका परमाणु क्रमांक और द्रव्यमान संख्या क्या होंगे? (ii) क्या यह उदासीन है, धनायन है अथवा ऋणायन है? व्याख्या कीजिए। (iii) इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए। (iv) स्पीशीज का नाम लिखिए।
उत्तर

(i) परमाणु क्रमांक Z = 11, द्रव्यमान संख्या A = 23।

Z = प्रोटॉनों की संख्या = 11
A = प्रोटॉन + न्यूट्रॉन = 11 + 12 = 23

ध्यान दीजिए कि इनमें से किसी में भी इलेक्ट्रॉनों की कोई भूमिका नहीं — उनका द्रव्यमान नगण्य है, और तत्व की पहचान प्रोटॉनों की संख्या से ही निश्चित होती है।

(ii) यह धनायन है, जिस पर +1 आवेश है।

प्रोटॉनों से आवेश = +11
इलेक्ट्रॉनों से आवेश = −10
कुल आवेश = (+11) + (−10) = +1

प्रोटॉनों की संख्या से एक इलेक्ट्रॉन कम है, अतः एक धनावेश असंतुलित रह गया है। जिस परमाणु ने इलेक्ट्रॉन त्यागे हों वह धनायन कहलाता है।

(iii) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास : 2, 8। इस स्पीशीज में केवल 10 इलेक्ट्रॉन हैं, अतः K कोश में 2 और L कोश में शेष 8 — ठीक निऑन जैसी व्यवस्था। (उदासीन परमाणु का विन्यास 2, 8, 1 होता।)

(iv) यह सोडियम आयन Na⁺ है — अधिक स्पष्टता से 2311Na⁺।

ऐसा क्यों होता है: तत्व की पहचान केवल प्रोटॉनों से कीजिए। Z = 11 सोडियम ही है, इलेक्ट्रॉन चाहे जितने हों — इलेक्ट्रॉन बदलने से आवेश बदलता है, तत्व नहीं। सोडियम धातु की अभिक्रिया में ठीक यही होता है : वह अपना एकमात्र संयोजकता इलेक्ट्रॉन त्यागकर साधारण नमक वाला स्थायी Na⁺ आयन बन जाती है।
प्र13.
दो तत्वों, ‘क’ और ‘ख’ के विन्यास निम्नलिखित हैं— (क) 2, 8, 5 (ख) 2, 8, 7 (i) कौन-सा तत्व अधिक अभिक्रियाशील है? (ii) जब ‘क’ और ‘ख’ संयोजन करेंगे तब वे आयनिक आबंध बनाएँगे अथवा सहसंयोजी आबंध? इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अथवा साझेदारी के उपयोग द्वारा समझाइए। (iii) उनसे निर्मित यौगिक के सूत्र का पूर्वानुमान कीजिए।
उत्तर

'क' 2, 8, 5 है — पाँच संयोजकता इलेक्ट्रॉन, अष्टक से तीन कम (Z = 15, फॉस्फोरस)। 'ख' 2, 8, 7 है — सात संयोजकता इलेक्ट्रॉन, एक कम (Z = 17, क्लोरीन)।

(i) 'ख' अधिक अभिक्रियाशील है।

'क' को अष्टक पूर्ण करने हेतु चाहिए 8 − 5 = 3 इलेक्ट्रॉन
'ख' को अष्टक पूर्ण करने हेतु चाहिए 8 − 7 = 1 इलेक्ट्रॉन

'ख' स्थायित्व से केवल एक इलेक्ट्रॉन दूर है, अतः वह सरलता से और लगभग हर वस्तु के साथ अभिक्रिया कर लेता है। 'क' को तीन इलेक्ट्रॉन जुटाने हैं, जो कहीं कठिन माँग है, इसलिए वह कम उत्सुकता से अभिक्रिया करता है।

(ii) वे सहसंयोजी आबंध बनाएँगे। 'क' और 'ख' दोनों के संयोजकता कोश में चार से अधिक इलेक्ट्रॉन हैं, अतः कोई भी इलेक्ट्रॉन सौंपेगा नहीं — पाँच या सात इलेक्ट्रॉन त्यागने के लिए विशाल ऊर्जा चाहिए। और कोई दूसरे से इलेक्ट्रॉन ले भी नहीं सकता, क्योंकि दोनों ही ग्रहण करना चाहते हैं। एकमात्र व्यावहारिक व्यवस्था साझेदारी है।

अतः 'क' तीन 'ख' परमाणुओं में से प्रत्येक के साथ एक-एक इलेक्ट्रॉन साझा करता है। प्रत्येक साझा युग्म एक कमी पूरी करता है : 'क' को तीन साझा युग्म मिलकर आठ तक पहुँचा देते हैं, और प्रत्येक 'ख' को एक साझा युग्म से आठ मिल जाते हैं।

(iii) सूत्र : कख₃ (वास्तविक रूप में PCl₃, फॉस्फोरस ट्राइक्लोराइड)।

'क' को चाहिए 3 इलेक्ट्रॉन, और प्रत्येक 'ख' केवल 1 का साझा दे सकता है
→ एक 'क' के लिए तीन 'ख' परमाणु → कख₃
संयोजकता जाँच : 'क' की संयोजकता 3, 'ख' की 1; तिर्यक → क₁ख₃
ऐसा क्यों होता है: अनुभाग 9.4.2 का एक मोटा नियम — संयोजकता कोश में चार से कम इलेक्ट्रॉन हों तो परमाणु त्यागता है (धातु, आयनिक आबंधन); चार से अधिक हों तो ग्रहण करता है अथवा साझा करता है। अतः दो अधातुएँ सदैव साझा ही करेंगी और सहसंयोजी यौगिक बनेगा। आयनिक आबंध के लिए किसी एक साथी का देने को तैयार होना आवश्यक है, और यहाँ कोई नहीं है।
प्र14.
नीचे दिए गए अभिकथन एवं कारण को पढ़िए और उनके संबंध में आगे दिए गए विकल्पों में से सही विकल्प का चयन कीजिए। अभिकथन — गलित अवस्था में कॉपर सल्फेट विद्युत का चालन करता है परंतु ठोस अवस्था में नहीं। कारण— जालक की गलित अवस्था में कॉपर और सल्फेट आयनों की स्थिति नियत होती है जबकि ठोस अवस्था में वे स्वतंत्र रूप से गति कर सकते हैं। (i) अभिकथन और कारण दोनों सत्य हैं और कारण, अभिकथन की सही व्याख्या है। (ii) अभिकथन और कारण दोनों सत्य हैं परंतु कारण, अभिकथन की सही व्याख्या नहीं है। (iii) अभिकथन सत्य है, परंतु कारण असत्य है। (iv) अभिकथन असत्य है, परंतु कारण सत्य है।
उत्तर

विकल्प (iii) — अभिकथन सत्य है, परंतु कारण असत्य है।

अभिकथन सत्य है। कॉपर सल्फेट आयनिक यौगिक है। ठोस अवस्था में उसके Cu²⁺ और SO₄²⁻ आयन जालक की नियत स्थितियों में जकड़े रहते हैं, अतः कोई आवेश गति नहीं कर सकता और वह चालन नहीं करता। पिघलाने पर जालक टूट जाता है; आयन गतिशील हो जाते हैं और गलित पदार्थ चालन करने लगता है।

कारण असत्य है — उसमें दोनों अवस्थाएँ ठीक उलट दी गई हैं।

अवस्थाकारण क्या कहता हैवास्तव में क्या सत्य है
ठोसआयन स्वतंत्र रूप से गति कर सकते हैंआयन जालक में नियत रहते हैं
गलितआयनों की स्थिति नियत होती हैआयन स्वतंत्र रूप से गति करते हैं

कारण असत्य कथन है, अतः विकल्प (i) और (ii) निरस्त हो जाते हैं; और अभिकथन सत्य है, अतः (iv) भी निरस्त। उत्तर (iii) है।

ऐसा क्यों होता है: गलन वस्तुतः वही प्रक्रम है जिसमें कणों को नियत स्थितियों में रोके रखने वाले बल पर विजय पाई जाती है। आयनिक ठोस में ये बल विपरीत आवेशों के बीच के प्रबल स्थिर विद्युत आकर्षण हैं, इसीलिए उसका गलनांक उच्च होता है — और एक बार वे बल टूट गए तो आयन मुक्त हो जाते हैं। जो कथन द्रव में आयनों को नियत और ठोस में मुक्त बताए, वह गलन को उलटा वर्णित कर रहा है।
संकेत: अभिकथन-कारण प्रश्नों में पहले अभिकथन और कारण को अलग-अलग जाँचिए, उसके बाद ही पूछिए कि कारण अभिकथन की व्याख्या करता है या नहीं। यहाँ कारण पहले ही चरण में असफल हो जाता है, अतः दूसरा चरण आता ही नहीं।
प्र15.
27Al, 80Br– और 201Hg2+ कणों में क्रमशः 13, 35 और 80 प्रोटॉन हैं। इनमें कितने इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन हैं?
उत्तर

दो नियमों का उपयोग कीजिए : न्यूट्रॉन = द्रव्यमान संख्या − प्रोटॉन, तथा इलेक्ट्रॉन = प्रोटॉन − आवेश (धनावेश का अर्थ है इलेक्ट्रॉन कम हैं, ऋणावेश का अर्थ है अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन उपस्थित हैं)।

स्पीशीजद्रव्यमान संख्या Aप्रोटॉनआवेशइलेक्ट्रॉनन्यूट्रॉन
27Al27130 (उदासीन परमाणु)1327 − 13 = 14
80Br⁻8035−1 (1 e⁻ ग्रहण किया)35 + 1 = 3680 − 35 = 45
201Hg²⁺20180+2 (2 e⁻ त्यागे)80 − 2 = 78201 − 80 = 121
27Al → 13 इलेक्ट्रॉन, 14 न्यूट्रॉन
80Br⁻ → 36 इलेक्ट्रॉन, 45 न्यूट्रॉन
201Hg²⁺ → 78 इलेक्ट्रॉन, 121 न्यूट्रॉन
ऐसा क्यों होता है: आयन बनने से केवल इलेक्ट्रॉन प्रभावित होते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन नाभिक में रहते हैं और रसायन उन्हें छूता ही नहीं, अतः Br⁻ की द्रव्यमान संख्या ब्रोमीन परमाणु की तरह 80 ही रहती है और Hg²⁺ में अब भी 121 न्यूट्रॉन हैं। केवल इलेक्ट्रॉनों की संख्या — और इसीलिए आवेश — बदला है।
स्वयं जाँचिए: 36 इलेक्ट्रॉन वाले Br⁻ का विन्यास 2, 8, 18, 8 है — ठीक क्रिप्टॉन जैसा। वह एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करना ही हैलोजन की चाह है, और इसीलिए ब्रोमीन इतनी अभिक्रियाशील है।
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