K2KARAKORAM
मराठीEnglish
ॲप उघडा

राज्य मंडळ · इयत्ता 11 · रसायनशास्त्र

धडा ८: गण 1 व 2 ची मूलद्रव्ये

7 संकल्पना · उत्तरांसह 56 सराव प्रश्न · वाचन मोफत

हा धडा या भाषेतही: English

हायड्रोजन : स्थान, उपलब्धता आणि समस्थानिके

९-१०वी शी जोड : ८-९वी मध्ये हायड्रोजन सर्वात हलका वायू म्हणून शिकलात; येथे त्याचे आवर्त सारणीतील विशेष स्थान आणि समस्थानिके पाहतो.

रोजच्या जीवनातून

हायड्रोजनचे फुगे हवेत वर जातात कारण H₂ हवेपेक्षा खूप हलका; सूर्य आणि तारे मुख्यतः हायड्रोजनपासून बनलेले.

सोपी व्याख्या

हायड्रोजन (1s¹) : विश्वात सर्वाधिक विपुल. गट 1 शी (1 e⁻ गमावून H⁺) आणि गट 17 शी (1 e⁻ घेऊन H⁻) साम्य, म्हणून वेगळे स्थान. समस्थानिके : प्रोटियम ¹H, ड्यूटेरियम ²H (D), ट्रिटियम ³H (T).

हायड्रोजन समस्थानिकेहायड्रोजनची तीन समस्थानिकेp¹Hप्रोटियम99.985 %pn²H (D)ड्यूटेरियम0.015 %pnn³H (T)ट्रिटियमकिरणोत्सारीजड पाणी D₂O : उत्कलनबिंदू 374.6 K, घनता 1.11 g/mLअणुभट्टीत न्यूट्रॉन मंदक (moderator) म्हणून वापर

आकृतीत : तीन समस्थानिकांतील कण.

नियम 1 : हायड्रोजनचे स्थान — गट 1 सारखे : 1 e⁻, H⁺ बनतो, रेडॉक्समध्ये क्षपणकारक. गट 17 सारखे : द्विअणू H₂, H⁻ (हायड्राइड) बनतो. पण H ची आयनन एन्थॅल्पी (1312 kJ/mol) खूप जास्त.

  • सोपे : H → H⁺ + e⁻ (गट 1).
  • मध्यम : H + e⁻ → H⁻ (हायड्राइड, NaH मध्ये).
  • परीक्षेसाठी : H₂ आणि Cl₂ दोन्ही द्विअणू.

नियम 2 : समस्थानिके — Z = 1 सारखा; वस्तुमानांक 1, 2, 3 (न्यूट्रॉन 0, 1, 2). ट्रिटियम β⁻ उत्सर्जक, अर्ध-आयुष्य ≈ 12.3 वर्षे (पाठ्यपुस्तक : 12.4).

  • सोपे : प्रोटियम 99.985 %, ड्यूटेरियम 0.015 %.
  • मध्यम : D₂O चा रेणुभार = 2 × 2 + 16 = 20 (H₂O = 18).
  • परीक्षेसाठी : T मध्ये 1 प्रोटॉन आणि 2 न्यूट्रॉन.

नियम 3 : जड पाणी D₂O — D₂O चे गुणधर्म H₂O पेक्षा जास्त : उत्कलनबिंदू 374.6 K, घनता 1.11 g/mL. अणुभट्टीत मंदक म्हणून वापर.

  • सोपे : 1 mol D₂O = 20 g, H₂O = 18 g.
  • मध्यम : 2D₂O → 2D₂ + O₂ (विद्युत अपघटन).
  • परीक्षेसाठी : ड्यूटेरियमची अभिक्रिया H पेक्षा मंद (गतिज समस्थानिक परिणाम).

गणना : H₂O मधील H चे वस्तुमान टक्केवारी

  • पायरी 1 : M(H₂O) = 2 × 1.008 + 15.999 = 18.015.
  • पायरी 2 : H चे वस्तुमान = 2.016.
  • पायरी 3 : टक्केवारी = 2.016 ÷ 18.015 × 100 = 11.19 %.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) ट्रिटियममधील न्यूट्रॉन? 1) 0 2) 1 3) 2 4) 3 — उत्तर : 3). (3 − 1 = 2.)
  • CET 2) हायड्राइड आयन कोणता? 1) H⁺ 2) H⁻ 3) H₂ 4) H₃⁺ — उत्तर : 2).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: अणुभट्टीत जड पाणी, ट्रिटियम चमकदार घड्याळांसाठी आणि इंधन-सेलसाठी हायड्रोजन.

लक्षात ठेवा

H = 1s¹; गट 1 आणि 17 शी साम्य; समस्थानिके 1H, 2H, 3H; ट्रिटियम किरणोत्सारी.

सामान्य चूक

ड्यूटेरियमला किरणोत्सारी म्हणणे; फक्त ट्रिटियम किरणोत्सारी.

CET सापळा

ट्रिटियममध्ये 2 न्यूट्रॉन (A − Z); प्रोटॉन फक्त 1.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "प्रो-डू-ट्री : न्यूट्रॉन 0-1-2".

फरक ओळखा

समस्थानिकAन्यूट्रॉनस्वभाव
प्रोटियम10स्थिर
ड्यूटेरियम21स्थिर
ट्रिटियम32किरणोत्सारी

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1हायड्रोजनला वेगळे स्थान का?
  2. 2तीन समस्थानिकांची नावे द्या.
  3. 3जड पाणी म्हणजे काय?
मध्यम
  1. 4D₂O चा रेणुभार?
  2. 5ट्रिटियमचे न्यूट्रॉन किती?
  3. 6H₂O मधील H ची वस्तुमान %?
आव्हानात्मक
  1. 7H⁺ आणि H⁻ बनण्याची उदाहरणे द्या.
  2. 8जड पाणी अणुभट्टीत का वापरतात?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1गट 1 आणि 17 दोन्हींशी साम्य.
  2. 2प्रोटियम, ड्यूटेरियम, ट्रिटियम.
  3. 3D₂O.
  4. 420 g/mol.
  5. 52.
  6. 611.19 %.
  7. 7HCl (H⁺ भाग), NaH (H⁻).
  8. 8न्यूट्रॉन मंद करते (moderator).

डायहायड्रोजन : निर्मिती, गुणधर्म आणि उपयोग

रोजच्या जीवनातून

स्वयंपाकाच्या गॅससारखा H₂ जळतो आणि फक्त पाणी तयार होते; म्हणून स्वच्छ इंधन.

सोपी व्याख्या

H₂ : रंगहीन, गंधहीन, ज्वलनशील वायू; सर्वात हलका. निर्मिती : प्रयोगशाळेत Zn + आम्ल; उद्योगात वाफेचे सुधारण आणि जलवायू-स्थानांतर.

हायड्रोजन निर्मितीH₂ ची निर्मितीप्रयोगशाळाZn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂विद्युत अपघटन2H₂O → 2H₂ + O₂औद्योगिक : वाफेचे सुधारण (steam reforming)CH₄ + H₂O1270 K, NiCO + 3H₂जलवायूCO + H₂O673 K, Fe₃O₄CO₂ + H₂जलवायू-स्थानांतर (water-gas shift)

आकृतीत : H₂ च्या निर्मितीच्या पद्धती.

नियम 1 : प्रयोगशाळेतील निर्मिती — Zn + तनू आम्ल, किंवा Zn + NaOH.

  • सोपे : Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂.
  • मध्यम : Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂.
  • परीक्षेसाठी : 13 g Zn (0.2 mol) पासून H₂ = 0.2 × 22.4 = 4.48 L (STP).

नियम 2 : औद्योगिक निर्मिती — CH₄ + H₂O → CO + 3H₂ (1270 K, Ni); CO + H₂O → CO₂ + H₂ (673 K, Fe₃O₄ + Cr₂O₃); विद्युत अपघटन.

  • सोपे : C + H₂O → CO + H₂ (जलवायू).
  • मध्यम : 1 mol CH₄ पासून एकूण 4 mol H₂ (3 + 1).
  • परीक्षेसाठी : अम्लयुक्त पाण्याचे विद्युत अपघटन : कॅथोडवर H₂.

नियम 3 : गुणधर्म आणि उपयोग — 2H₂ + O₂ → 2H₂O; N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (हेबर); धातू हायड्राइड; अपचयन. उपयोग : अमोनिया, वनस्पती तेलाचे हायड्रोजनीकरण, इंधन-सेल, रॉकेट इंधन.

  • सोपे : CuO + H₂ → Cu + H₂O (क्षपण).
  • मध्यम : 2Na + H₂ → 2NaH (आयनिक हायड्राइड).
  • परीक्षेसाठी : वनस्पती तेल + H₂ (Ni) → वनस्पती तूप.

गणना : 13 g Zn पासून H₂ चे आकारमान (STP)

  • पायरी 1 : n(Zn) = 13 ÷ 65 = 0.2 mol.
  • पायरी 2 : Zn : H₂ = 1 : 1 ⇒ n(H₂) = 0.2 mol.
  • पायरी 3 : V = 0.2 × 22.4 = 4.48 L.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) जलवायू (water gas) = ? 1) CO + H₂ 2) CO₂ + H₂ 3) CH₄ + H₂ 4) CO + N₂ — उत्तर : 1).
  • CET 2) 6.5 g Zn + आम्ल पासून STP ला H₂ (Zn = 65)? 1) 0.56 L 2) 1.12 L 3) 2.24 L 4) 4.48 L — उत्तर : 3). (0.1 mol.)

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: हायड्रोजन कार आणि बसेसमध्ये इंधन-सेलमधून वीज; वनस्पती तूप बनवणे; हेबर पद्धतीने खते.

लक्षात ठेवा

सुधारण : 1270 K, Ni; स्थानांतर : 673 K, Fe₃O₄; हेबर : N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃.

सामान्य चूक

H₂ स्वतः जळतो पण ज्वलनाला मदत करत नाही; 'ज्वलनाला मदत करतो' असे लिहिणे.

CET सापळा

1 mol CH₄ पासून 3 mol H₂ (CO सोबत) आणि शिफ्टनंतर 4 mol; प्रश्नातील टप्पा तपासा.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "सुधारण 1270, स्थानांतर 673".

फरक ओळखा

पद्धतअभिक्रियाअट
प्रयोगशाळाZn + 2HClतनू आम्ल
सुधारणCH₄ + H₂O1270 K, Ni
स्थानांतरCO + H₂O673 K, Fe₃O₄

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1H₂ च्या तीन उपयोगांची नावे द्या.
  2. 2प्रयोगशाळेत H₂ कसा बनवतात?
  3. 3जलवायू म्हणजे काय?
मध्यम
  1. 413 g Zn पासून H₂ चे आकारमान काढा.
  2. 5जलवायू-स्थानांतर अभिक्रिया लिहा.
  3. 6वनस्पती तूप कसे बनते?
आव्हानात्मक
  1. 71 mol CH₄ पासून एकूण किती mol H₂ मिळतात?
  2. 8H₂ स्वच्छ इंधन का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1अमोनिया, हायड्रोजनीकरण, इंधन-सेल.
  2. 2Zn + तनू HCl.
  3. 3CO + H₂.
  4. 44.48 L.
  5. 5CO + H₂O → CO₂ + H₂ (673 K, Fe₃O₄).
  6. 6तेलाचे Ni वर H₂ ने हायड्रोजनीकरण.
  7. 74 mol.
  8. 8फक्त पाणी बनते.

गट 1 आणि 2 : इलेक्ट्रॉन संरूपण आणि भौतिक गुणधर्म

रोजच्या जीवनातून

गल्लीतील मोठ्या कुटुंबात सर्वात लहान मूल सहज निघून जाते; तसेच क्षार धातूंचा एकमेव बाह्य e⁻ सहज निघतो.

सोपी व्याख्या

गट 1 (क्षार धातू) ns¹ : Li, Na, K, Rb, Cs. गट 2 (क्षारीय मृदा धातू) ns² : Be, Mg, Ca, Sr, Ba. खाली जाताना त्रिज्या वाढते, IE कमी होते.

गट 1 कलगट 1 : आयनन एन्थॅल्पी (kJ/mol) आणि वितळबिंदू (K)Li520Na496K419Rb403Cs376IE₁ ↓Li454Na371K336Rb312Cs302वितळबिंदू ↓अणुत्रिज्या (pm) : Li 152 · Na 186 · K 227 · Rb 248 · Cs 265 ↑जलयोजन एन्थॅल्पी Li⁺ −506 · Na⁺ −406 · K⁺ −330 kJ/molLi⁺ सर्वाधिक जलयोजित ⇒ जलीय द्रावणात सर्वात कमी गतिशील

आकृतीत : गट 1 चे IE आणि वितळबिंदू.

Live आकृती

गट 1 आणि 2 : इलेक्ट्रॉन संरूपण आणि भौतिक गुणधर्म

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा
ज्योत चाचणीज्योत चाचणी (flame test)Liगडद लालNaसोनेरी पिवळाKजांभळाCsनिळाCaविटकरी लालSrकिरमिजीBaसफरचंदी हिरवाज्योतीत उत्तेजित e⁻ खाली येताना दृश्य प्रकाश सोडतातBe आणि Mg ची ज्योत रंगीत नाही (उत्तेजनाला जास्त ऊर्जा)

आकृतीत : ज्योत चाचणीचे रंग.

नियम 1 : गट 1 चे कल — त्रिज्या ↑ (152 → 265 pm); IE₁ ↓ (520 → 376); वितळबिंदू ↓ (454 → 302 K); घनता सामान्यतः ↑ (K < Na अपवाद).

  • सोपे : Li सर्वात कठीण, Cs सर्वात मऊ.
  • मध्यम : IE₂ अतिशय जास्त (उदा. Na 4562) म्हणून फक्त +1 आयन.
  • परीक्षेसाठी : जलयोजन एन्थॅल्पी Li⁺ −506 > Na⁺ −406 > K⁺ −330.

नियम 2 : गट 2 चे कल — त्रिज्या : Be 111, Mg 160, Ca 197, Sr 215, Ba 222 pm ↑; IE₁ : 899, 737, 590, 549, 503 kJ/mol ↓; गट 1 पेक्षा लहान, कठीण, जास्त वितळबिंदू.

  • सोपे : Ca (197 pm) K (227 pm) पेक्षा लहान.
  • मध्यम : IE₃ फार जास्त ⇒ फक्त +2.
  • परीक्षेसाठी : गट 2 आयनांचे जलयोजन गट 1 पेक्षा जास्त.

नियम 3 : ज्योत चाचणी — उत्तेजित e⁻ खाली येताना दृश्य प्रकाश : Li गडद लाल, Na सोनेरी पिवळा, K जांभळा, Cs निळा; Ca विटकरी लाल, Sr किरमिजी, Ba हिरवा. Be, Mg रंगहीन.

  • सोपे : Na चा पिवळा 589 nm (D-रेषा).
  • मध्यम : रस्त्यावरील पिवळे दिवे सोडियम बाष्पाचे.
  • परीक्षेसाठी : फटाक्यांचे रंग Sr (लाल), Ba (हिरवा).

कारण : Li⁺ सर्वात कमी गतिशील का?

  • पायरी 1 : Li⁺ सर्वात लहान ⇒ प्रभार घनता जास्त.
  • पायरी 2 : त्याभोवती जास्त पाण्याचे रेणू (जलयोजन −506 kJ/mol).
  • पायरी 3 : जलयोजित आयन मोठा ⇒ जलीय द्रावणात हळू हलतो.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) सर्वात कमी IE₁? 1) Li 2) Na 3) K 4) Cs — उत्तर : 4).
  • CET 2) ज्योतीला निळा रंग देणारा? 1) Li 2) Na 3) K 4) Cs — उत्तर : 4).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: सोडियम बाष्प दिवे, फटाक्यांचे रंग, खनिज विश्लेषणात ज्योत चाचणी.

लक्षात ठेवा

गट 1 : ns¹, +1; गट 2 : ns², +2; खाली त्रिज्या ↑, IE ↓; Be, Mg ज्योत रंगहीन.

सामान्य चूक

Li⁺ सर्वाधिक जलयोजित असल्याने सर्वात जलद हलतो असे लिहिणे; तो हळू हलतो.

CET सापळा

K ची घनता Na पेक्षा कमी (0.86 < 0.97 g/cm³); 'नेहमी वाढते' असे नाही.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "Li लाल, Na पिवळा, K जांभळा" (ली-ना-का).

फरक ओळखा

बाबगट 1गट 2
संरूपणns¹ns²
आयनM⁺M²⁺
कठीणपणामऊजास्त कठीण
IE₁कमीजास्त

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1गट 1 चे सामान्य संरूपण लिहा.
  2. 2Cs ला निळी ज्योत का?
  3. 3गट 2 मध्ये IE खाली का घटते?
मध्यम
  1. 4Na आणि Mg मध्ये जास्त IE₁ कोणाचा?
  2. 5Li⁺ जलीय द्रावणात कमी गतिशील का?
  3. 6Be आणि Mg ज्योत रंगहीन का?
आव्हानात्मक
  1. 7Na चा IE₂ इतका जास्त का?
  2. 8Li, Na, K च्या वितळबिंदूंचा क्रम.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1ns¹.
  2. 2उत्तेजन e⁻ खाली येताना निळा प्रकाश.
  3. 3त्रिज्या वाढते, बाह्य e⁻ सहज निघतात.
  4. 4Mg (737 > 496).
  5. 5जास्त जलयोजन ⇒ मोठा आयन.
  6. 6उत्तेजनाला जास्त ऊर्जा लागते.
  7. 7दुसरा e⁻ स्थिर निऑन संरूपणातून काढावा लागतो.
  8. 8Li (454) > Na (371) > K (336).

क्षार आणि क्षारीय मृदा धातूंचे रासायनिक गुणधर्म

रोजच्या जीवनातून

सोडियम पाण्यात टाकल्यावर पळते आणि पेट घेते; म्हणून रॉकेल/तेलात ठेवतात.

सोपी व्याख्या

दोन्ही गटांचे धातू प्रबळ क्षपणकारक (Li सर्वाधिक, E° = −3.04 V) आणि क्रियाशील. हवेत ऑक्साइड, पाण्यात हायड्रॉक्साइड + H₂.

नियम 1 : ऑक्सिजन आणि पाण्याशी अभिक्रिया — Li → Li₂O; Na → Na₂O₂ (पेरॉक्साइड); K, Rb, Cs → MO₂ (सुपरऑक्साइड). 2M + 2H₂O → 2MOH + H₂; Mg गरम पाणी/वाफेशी, Ca थंड पाण्याशी.

  • सोपे : 4Li + O₂ → 2Li₂O.
  • मध्यम : 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂.
  • परीक्षेसाठी : Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂.

नियम 2 : N₂, हॅलोजन, H₂ शी अभिक्रिया — Li एकटाच N₂ शी (Li₃N); गट 2 : Mg₃N₂, Ca₃N₂. M + X₂ → MX; M + H₂ → MH (गट 1 : आयनिक हायड्राइड).

  • सोपे : 6Li + N₂ → 2Li₃N.
  • मध्यम : 3Mg + N₂ → Mg₃N₂.
  • परीक्षेसाठी : 2Na + Cl₂ → 2NaCl.

नियम 3 : संयुगांची विद्राव्यता आणि औष्णिक स्थिरता — गट 2 : सल्फेट विद्राव्यता खाली ↓ (BeSO₄ > BaSO₄); कार्बोनेट औष्णिक स्थिरता खाली ↑. गट 1 कार्बोनेट स्थिर (Li₂CO₃ सोडून).

  • सोपे : CaCO₃ → CaO + CO₂ (≈ 1200 K).
  • मध्यम : 2NaNO₃ → 2NaNO₂ + O₂; 4LiNO₃ → 2Li₂O + 4NO₂ + O₂.
  • परीक्षेसाठी : 2Ca(NO₃)₂ → 2CaO + 4NO₂ + O₂.

कारण : गट 2 सल्फेटची विद्राव्यता खाली का घटते?

  • पायरी 1 : विद्राव्यता = जलयोजन एन्थॅल्पी vs जाळी एन्थॅल्पी.
  • पायरी 2 : खाली आयन मोठा ⇒ जलयोजन ऊर्जा जास्त घटते; जाळी ऊर्जा कमी घटते (SO₄²⁻ मोठा).
  • पायरी 3 : म्हणून BaSO₄ अविद्राव्य (गुरुत्व विश्लेषणात वापर).

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) K हवेत जळल्यावर बनते? 1) K₂O 2) K₂O₂ 3) KO₂ 4) K₃N — उत्तर : 3).
  • CET 2) कोणता धातू N₂ शी अभिक्रिया करतो? 1) Na 2) K 3) Li 4) Rb — उत्तर : 3).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: Li₃N साठी Li विशेष; Mg फ्लॅश पावडर; BaSO₄ चा एक्स-रे (बेरियम मील) मध्ये वापर.

लक्षात ठेवा

Li₂O, Na₂O₂, KO₂; फक्त Li N₂ शी; गट 2 सल्फेट खाली ↓ विद्राव्य; कार्बोनेट खाली ↑ स्थिर.

सामान्य चूक

सर्व गट 1 धातू O₂ शी ऑक्साइड बनवतात असे लिहिणे; Na पेरॉक्साइड, K सुपरऑक्साइड.

CET सापळा

LiNO₃ चे विघटन NO₂ देते, NaNO₃ चे नाही.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "ली-ऑक्साइड, ना-पेरॉक्साइड, का-सुपर".

फरक ओळखा

धातूहवेत
LiLi₂O
NaNa₂O₂
K, Rb, CsMO₂
MgMgO + Mg₃N₂

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1Na पाण्याशी कशी अभिक्रिया करतो ते लिहा.
  2. 2Na रॉकेलात का ठेवतात?
  3. 3फक्त Li N₂ शी का?
मध्यम
  1. 4CaCO₃ चे तापन समीकरण.
  2. 5BaSO₄ का अविद्राव्य?
  3. 6LiNO₃ आणि NaNO₃ च्या तापनातील फरक.
आव्हानात्मक
  1. 7Mg + वाफ ची अभिक्रिया लिहा.
  2. 8गट 2 कार्बोनेट खाली जास्त स्थिर का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 12Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂.
  2. 2हवा/पाण्याशी तीव्र अभिक्रिया टाळण्यासाठी.
  3. 3Li⁺ लहान, जाळी ऊर्जा जास्त (Li₃N).
  4. 4CaCO₃ → CaO + CO₂.
  5. 5आयन मोठा ⇒ जलयोजन कमी, जाळी ऊर्जा जास्त.
  6. 6LiNO₃ → Li₂O + NO₂ + O₂; NaNO₃ → NaNO₂ + O₂.
  7. 7Mg + H₂O (वाफ) → MgO + H₂.
  8. 8आयन मोठा ⇒ कार्बोनेट आयनचे ध्रुवीकरण कमी.

कर्णसंबंध, उपयोग आणि जैविक महत्त्व

रोजच्या जीवनातून

शाळेत वर्गाच्या कर्णावर बसलेले दोन विद्यार्थी स्वभावाने सारखे असू शकतात; तसेच आवर्त सारणीत कर्णावरील मूलद्रव्ये सारखी.

सोपी व्याख्या

कर्णसंबंध : आवर्त 2 चे Li, Be हे आवर्त 3 च्या Mg, Al शी सारखे — आयनिक विभव (प्रभार ÷ त्रिज्या) जवळपास समान. जैविक महत्त्व : Na⁺/K⁺ पंप, Mg क्लोरोफिलमध्ये, Ca हाडांमध्ये.

कर्णसंबंधकर्णसंबंध (diagonal relationship)LiBeBNaMgAlKCaGaLi ↔ MgBe ↔ AlB ↔ Siकारण : आयनिक विभव (प्रभार ÷ त्रिज्या) जवळपास सारखाLi, Mg : नायट्राइड बनते · कार्बोनेट तापवल्यावर CO₂ देतेBe, Al : उभयधर्मी ऑक्साइड · सहसंयुज क्लोराइड

आकृतीत : Li–Mg आणि Be–Al जोड्या.

नियम 1 : Li आणि Mg चे साम्य — N₂ शी नायट्राइड; कार्बोनेट तापवल्यावर CO₂; हायड्रॉक्साइड कमी विद्राव्य; LiCl, MgCl₂ आर्द्रताशोषक आणि इथेनॉलमध्ये विरघळतात.

  • सोपे : Li₂CO₃ → Li₂O + CO₂.
  • मध्यम : MgCO₃ → MgO + CO₂.
  • परीक्षेसाठी : दोन्ही 'पेरॉक्साइड/सुपरऑक्साइड' न बनवता ऑक्साइड देतात.

नियम 2 : Be आणि Al चे साम्य — उभयधर्मी ऑक्साइड आणि हायड्रॉक्साइड; सहसंयुज क्लोराइड (लुईस आम्ल); conc. HNO₃ मध्ये निष्क्रिय; जटिल आयन [Be(OH)₄]²⁻, [Al(OH)₄]⁻.

  • सोपे : BeO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Be(OH)₄].
  • मध्यम : Al₂O₃ आम्ल आणि क्षार दोन्हींशी.
  • परीक्षेसाठी : BeCl₂ आणि AlCl₃ दोन्ही Cl पुलाने डायमर.

नियम 3 : उपयोग आणि जैविक भूमिका — Li : बॅटरी; Na–K : अणुभट्टी शीतक; Mg : मिश्रधातू; Ca : सिमेंट; Na⁺/K⁺ : मज्जासंस्था; Mg : प्रकाशसंश्लेषण; Ca : हाडे, रक्त गोठणे.

  • सोपे : Na⁺/K⁺ पंप : 3 Na⁺ बाहेर, 2 K⁺ आत.
  • मध्यम : क्लोरोफिलच्या मध्यभागी Mg²⁺.
  • परीक्षेसाठी : हाडे : कॅल्शियम फॉस्फेट (हायड्रॉक्सीअपेटाइट).

कारण : कर्णसंबंध का?

  • पायरी 1 : आवर्तात उजवीकडे आयनिक विभव ↑ (प्रभार वाढतो).
  • पायरी 2 : गटात खाली ↓ (त्रिज्या वाढते).
  • पायरी 3 : उजवीकडे + खाली एकत्र केल्यावर विभव सारखा ⇒ गुणधर्म सारखे.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) Li चा कर्ण-साथी? 1) Na 2) Mg 3) Al 4) Be — उत्तर : 2).
  • CET 2) क्लोरोफिलमधील धातू? 1) Fe 2) Ca 3) Mg 4) Zn — उत्तर : 3).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: Li-आयन बॅटरी, मॅग्नेशियम मिश्रधातूचे हलके भाग, कॅल्शियम हाडांसाठी आणि सोडियम-पोटॅशियम मज्जासंदेशासाठी.

लक्षात ठेवा

Li–Mg, Be–Al; कारण आयनिक विभव; Na⁺/K⁺ पंप 3 : 2; Mg हरितद्रव्यात.

सामान्य चूक

कर्णसंबंध Li–Al असा लिहिणे; जोड्या Li–Mg आणि Be–Al.

CET सापळा

Be ची संयुगे सहसंयुज (आयनिक नाही); Be²⁺ खूप लहान आणि ध्रुवीकारक.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "लीमा (Li-Mg), बेअल (Be-Al)".

फरक ओळखा

जोडीसाम्य
Li–Mgनायट्राइड, CO₂ देणारे कार्बोनेट
Be–Alउभयधर्मी, सहसंयुज क्लोराइड

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1कर्णसंबंध म्हणजे काय?
  2. 2Li आणि Mg चे दोन साम्य सांगा.
  3. 3Be आणि Al ची एक समानता सांगा.
मध्यम
  1. 4Na⁺/K⁺ पंपाचे प्रमाण?
  2. 5Mg चे जैविक महत्त्व काय?
  3. 6BeCl₂ सहसंयुज का?
आव्हानात्मक
  1. 7Li₂CO₃ चे तापन समीकरण लिहा.
  2. 8Al₂O₃ उभयधर्मी असल्याचे अभिक्रियांनी दाखवा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1कर्णावरील मूलद्रव्यांचे साम्य.
  2. 2नायट्राइड; कार्बोनेट CO₂ देतात.
  3. 3उभयधर्मी ऑक्साइड.
  4. 43 Na⁺ : 2 K⁺.
  5. 5क्लोरोफिलचा मध्य अणू.
  6. 6Be²⁺ लहान, जास्त ध्रुवीकारक.
  7. 7Li₂CO₃ → Li₂O + CO₂.
  8. 8Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O; Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄].

सोडियम कार्बोनेट, सोडियम हायड्रॉक्साइड आणि कॅल्शियम कार्बोनेट

रोजच्या जीवनातून

कपडे धुण्याचा सोडा (Na₂CO₃), साबण बनवायला कॉस्टिक सोडा (NaOH) आणि घराच्या बांधकामाला चुनखडी (CaCO₃).

सोपी व्याख्या

Na₂CO₃ सॉल्वे पद्धतीने; NaOH क्लोर-अल्कली विद्युत अपघटनाने; CaCO₃ चुनखडी, तापवून चुना (CaO), सिमेंट आणि प्लास्टर ऑफ पॅरिस.

सॉल्वे पद्धतसॉल्वे पद्धत : Na₂CO₃NaCl + NH₃ + H₂O+ CO₂NaHCO₃ ↓कमी विद्राव्यNa₂CO₃+ H₂O + CO₂चूर्णन 440 KCaCO₃ → CaO + CO₂≈ 1200 KCaO + H₂O → Ca(OH)₂2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂+ 2NH₃ + 2H₂O (NH₃ परत)CO₂ परत

आकृतीत : सॉल्वे पद्धतीचा प्रवाह : NH₃ आणि CO₂ पुनर्वापर.

नियम 1 : सॉल्वे पद्धत — NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl; 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂. NaHCO₃ कमी विद्राव्य म्हणून अवक्षेपित.

  • सोपे : 2NaCl → 1 Na₂CO₃ (मोल गुणोत्तर 2 : 1).
  • मध्यम : 58.5 kg NaCl ⇒ 58.5 × 106 ÷ 117 = 53 kg Na₂CO₃ (100 %).
  • परीक्षेसाठी : NH₃ पुनर्प्राप्ती : 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O.

नियम 2 : NaOH : क्लोर-अल्कली — 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂ + H₂ (NaCl द्रावणाचे विद्युत अपघटन). ॲनोडवर Cl₂, कॅथोडवर H₂ + NaOH.

  • सोपे : साबण, कागद, कापड उद्योगात NaOH.
  • मध्यम : NaOH + HCl → NaCl + H₂O.
  • परीक्षेसाठी : CO₂ शोषक : 2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O.

नियम 3 : चुना, सिमेंट, प्लास्टर ऑफ पॅरिस — CaCO₃ → CaO + CO₂ (≈ 1200 K). सिमेंट : चुना, सिलिका, ॲल्युमिना, लोह ऑक्साइड + जिप्सम 2–3 %. POP : 2(CaSO₄·2H₂O) → 2(CaSO₄)·H₂O + 3H₂O (393 K).

  • सोपे : 1 tonne CaCO₃ ⇒ 560 kg CaO (56 ÷ 100).
  • मध्यम : जिप्सम सिमेंट मंद सेट करते.
  • परीक्षेसाठी : POP : तुटलेल्या हाडाला प्लास्टर.

गणना : 1 टन चुनखडीपासून चुना

  • पायरी 1 : M(CaCO₃) = 100, M(CaO) = 56.
  • पायरी 2 : 100 g → 56 g ⇒ 1000 kg → 560 kg.
  • पायरी 3 : CO₂ = 440 kg (वस्तुमान अक्षय).

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) सॉल्वे पद्धतीत NaHCO₃ का अवक्षेपित होते? 1) जास्त विद्राव्य 2) कमी विद्राव्य 3) अस्थिर 4) जड — उत्तर : 2).
  • CET 2) POP चे सूत्र? 1) CaSO₄·2H₂O 2) CaSO₄·½H₂O 3) CaSO₄ 4) CaCO₃ — उत्तर : 2).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: काच, साबण, कागद उद्योग; बांधकामात सिमेंट; फ्रॅक्चरवर POP.

लक्षात ठेवा

सॉल्वे : 2NaHCO₃ → Na₂CO₃; क्लोर-अल्कली : Cl₂ ॲनोडवर; CaCO₃ → CaO + CO₂; POP = ½H₂O.

सामान्य चूक

सॉल्वे पद्धतीत K₂CO₃ बनत नाही; K₂CO₃ साठी ही पद्धत चालत नाही (KHCO₃ विद्राव्य).

CET सापळा

सॉल्वेमध्ये CO₂ आणि NH₃ दोन्ही पुनर्वापर होतात; फक्त CaCl₂ टाकाऊ.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "सॉल्वे = सोडा, ॲनोड = क्लोरीन, POP = अर्धे पाणी".

फरक ओळखा

संयुगपद्धतउपयोग
Na₂CO₃सॉल्वेकाच, धुण्याचा सोडा
NaOHक्लोर-अल्कलीसाबण
CaOCaCO₃ तापनसिमेंट

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1सॉल्वे पद्धतीची मुख्य अभिक्रिया लिहा.
  2. 2NaOH कसे बनवतात?
  3. 3चुना कसा बनतो?
मध्यम
  1. 458.5 kg NaCl पासून Na₂CO₃ किती (100 %)?
  2. 5सिमेंटमध्ये जिप्सम का घालतात?
  3. 6POP चा उपयोग आणि सूत्र सांगा.
आव्हानात्मक
  1. 71 टन CaCO₃ पासून CaO किती?
  2. 8सॉल्वे मध्ये NH₃ पुनर्प्राप्ती कशी?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl.
  2. 2NaCl द्रावणाचे विद्युत अपघटन.
  3. 3CaCO₃ तापवून.
  4. 453 kg.
  5. 5सेटिंग मंद करण्यासाठी.
  6. 6हाडांचे प्लास्टर; CaSO₄·½H₂O.
  7. 7560 kg.
  8. 8NH₄Cl + Ca(OH)₂ ने.

हायड्रोजन पेरॉक्साइड आणि लिथियम ॲल्युमिनियम हायड्राइड

रोजच्या जीवनातून

केसांचे ब्लीच, जखमेवरील फेस देणारे औषध — हे H₂O₂; ते ऑक्सिजन सोडून जंतू मारते.

सोपी व्याख्या

H₂O₂ : ऑक्सिजनचा O.N. −1; ऑक्सिडीकारक आणि क्षपणकारक दोन्ही; उघड्या पुस्तकासारखी रचना. LiAlH₄ : प्रबळ क्षपणकारक, कार्बनी रसायनशास्त्रात वापर.

H2O2 रचनाH₂O₂ : उघड्या पुस्तकासारखी रचनाOOHHO–O 147.5 pmO–H 95 pmH–O–O 94.8°द्वितल कोन 111.5° (वायू)20 आकारमान H₂O₂ : 1 mL ⇒ 20 mL O₂ (STP) ⇒ ≈ 1.79 M ≈ 6 %ऑक्सिडीकारक आणि क्षपणकारक दोन्ही (O.N. −1)

आकृतीत : H₂O₂ ची रचना आणि 20-आकारमान सामर्थ्य.

नियम 1 : H₂O₂ ची निर्मिती आणि विघटन — BaO₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + H₂O₂; औद्योगिक : 2-इथाइलअँथ्राक्विनॉलचे ऑटो-ऑक्सिडीकरण. 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ (प्रकाश/उष्णता/धातू उत्प्रेरक); म्हणून गडद/प्लास्टिक बाटलीत.

  • सोपे : 1 mL 20-आकारमान H₂O₂ ⇒ 20 mL O₂ (STP).
  • मध्यम : मोलारिटी = 20 ÷ 22400 × 2 × 1000 ≈ 1.79 M.
  • परीक्षेसाठी : सामर्थ्य ≈ 1.79 × 34 ÷ 10 ≈ 6.07 %.

नियम 2 : ऑक्सिडीकारक गुण — आम्ल माध्यमात H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O (E° = +1.78 V).

  • सोपे : 2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ → 2Fe³⁺ + 2H₂O.
  • मध्यम : PbS + 4H₂O₂ → PbSO₄ + 4H₂O (जुन्या चित्रांचे पुनर्संचयन).
  • परीक्षेसाठी : 2I⁻ + H₂O₂ + 2H⁺ → I₂ + 2H₂O.

नियम 3 : क्षपणकारक गुण आणि LiAlH₄ — H₂O₂ अधिक प्रबळ ऑक्सिडीकारकाशी क्षपणकारक : 2MnO₄⁻ + 5H₂O₂ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5O₂. LiAlH₄ : 4LiH + AlCl₃ → LiAlH₄ + 3LiCl; LiAlH₄ + 4H₂O → LiOH + Al(OH)₃ + 4H₂.

  • सोपे : KMnO₄ चा गुलाबी रंग जातो (H₂O₂ ने क्षपण).
  • मध्यम : LiAlH₄ + आल्डिहाइड → प्राथमिक अल्कोहोल.
  • परीक्षेसाठी : LiAlH₄ कोरड्या इथरमध्ये वापरतात (पाण्याशी तीव्र अभिक्रिया).

गणना : 20-आकारमान H₂O₂ ची मोलारिटी

  • पायरी 1 : 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂; 1 mL मध्ये O₂ = 20 mL = 20 ÷ 22400 = 8.93 × 10⁻⁴ mol.
  • पायरी 2 : H₂O₂ = 2 × 8.93 × 10⁻⁴ = 1.786 × 10⁻³ mol प्रति mL.
  • पायरी 3 : मोलारिटी = 1.786 M; % = 1.786 × 34 ÷ 10 = 6.07 %.

CET स्तर (MCQ)

  • CET 1) H₂O₂ मध्ये O चा O.N.? 1) −2 2) −1 3) 0 4) +1 — उत्तर : 2).
  • CET 2) 20-आकारमान H₂O₂ ची मोलारिटी? 1) 0.89 2) 1.79 3) 3.58 4) 5.36 — उत्तर : 2). (20 ÷ 11.2 = 1.79.)

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: जखम स्वच्छ करणे, केस/कागद ब्लीच, रॉकेट प्रणोदक; LiAlH₄ औषध निर्मितीतील क्षपणासाठी.

लक्षात ठेवा

H₂O₂ : O.N. −1, दोन्ही भूमिका; 20 आकारमान ≈ 1.79 M ≈ 6 %; LiAlH₄ कोरड्या इथरमध्ये.

सामान्य चूक

H₂O₂ ला फक्त ऑक्सिडीकारक म्हणणे; प्रबळ ऑक्सिडीकारकाशी तो क्षपणकारक.

CET सापळा

आकारमान सामर्थ्य : 'x volume' = 1 mL मधून x mL O₂ (STP); मोलारिटी = x ÷ 11.2.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "M = आकारमान ÷ 11.2" (H₂O₂).

फरक ओळखा

भूमिकाअभिक्रियाO.N.
ऑक्सिडीकारकH₂O₂ + 2I⁻ → …−1 → −2
क्षपणकारकH₂O₂ + MnO₄⁻ → …−1 → 0

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1H₂O₂ मध्ये O.N. किती?
  2. 2H₂O₂ गडद बाटलीत का ठेवतात?
  3. 3LiAlH₄ चा उपयोग सांगा.
मध्यम
  1. 420-आकारमान H₂O₂ ची मोलारिटी काढा.
  2. 5H₂O₂ ने Fe²⁺ चे ऑक्सिडीकरण लिहा.
  3. 6KMnO₄ आणि H₂O₂ च्या अभिक्रियेत H₂O₂ ची भूमिका.
आव्हानात्मक
  1. 7H₂O₂ विघटनात O.N. बदल लिहा.
  2. 8LiAlH₄ पाण्यात का वापरत नाहीत?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1−1.
  2. 2प्रकाशाने विघटन होते.
  3. 3आल्डिहाइडचे अल्कोहोलमध्ये क्षपण.
  4. 420 ÷ 11.2 = 1.79 M.
  5. 52Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ → 2Fe³⁺ + 2H₂O.
  6. 6क्षपणकारक.
  7. 7−1 → −2 आणि −1 → 0 (विषमीकरण).
  8. 8पाण्याशी तीव्र अभिक्रिया H₂ देते.

संपूर्ण धड्याची झटपट उजळणी

संकल्पनामहत्त्वाचे सूत्र / तथ्य
H1s¹; H⁺ आणि H⁻; ¹H, ²H, ³H
H₂ निर्मितीZn + 2HCl ; CH₄ + H₂O (1270 K, Ni) ; CO + H₂O (673 K)
गट 1/2ns¹ / ns²; त्रिज्या ↑ IE ↓
हवेतLi₂O ; Na₂O₂ ; KO₂
कर्णसंबंधLi–Mg ; Be–Al
सॉल्वेNaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ ; 2NaHCO₃ → Na₂CO₃
क्लोर-अल्कली2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂ + H₂
H₂O₂20 volume = 1.79 M ≈ 6 %
Live आकृती

🚀 संपूर्ण धड्याची झटपट उजळणी

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

🎯 परीक्षेसाठी सर्वाधिक महत्त्वाचे मुद्दे

  • हायड्रोजनचे स्थान आणि समस्थानिके.
  • H₂ ची निर्मिती आणि उपयोग.
  • गट 1, 2 चे कल आणि ज्योत चाचणी.
  • ऑक्साइड प्रकार, विद्राव्यता, औष्णिक स्थिरता.
  • कर्णसंबंध; जैविक भूमिका.
  • Na₂CO₃, NaOH, CaCO₃, सिमेंट, POP.
  • H₂O₂ चे गुणधर्म; LiAlH₄.
अभ्यासाचा मंत्र

आधी संकल्पना समजा → सूत्र लक्षात ठेवा → उदाहरण सोडवा → स्वतः प्रश्न सोडवा.