सामान्य विज्ञान क्विज: रासायनिक बंधन और अभिक्रियाएं

सही उत्तर B है। द्विविस्थापन अभिक्रिया में दो यौगिक अपने आयनों का आदान-प्रदान करते हैं, इसलिए दोनों अभिकारकों का यौगिक होना आवश्यक है। यहाँ हाइड्रोजन और ऑक्सीजन तत्व हैं जो मिलकर एक ही उत्पाद जल बनाते हैं, अतः यह संयोजन अभिक्रिया है और साथ ही दहन तथा रेडॉक्स भी, किंतु द्विविस्थापन निश्चित रूप से नहीं। विकल्प A इसलिए गलत विकल्प है क्योंकि बेरियम क्लोराइड और सल्फ्यूरिक अम्ल आयन बदलकर बेरियम सल्फेट का श्वेत अवक्षेप तथा हाइड्रोक्लोरिक अम्ल देते हैं, जो द्विविस्थापन का प्रचलित अवक्षेपण प्रकार है। विकल्प C गलत है क्योंकि कॉपर सल्फेट और हाइड्रोजन सल्फाइड आयन बदलकर काला कॉपर सल्फाइड तथा सल्फ्यूरिक अम्ल देते हैं। विकल्प D गलत है क्योंकि सोडियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल आयन बदलकर लवण और जल देते हैं, जो उदासीनीकरण है और द्विविस्थापन का ही विशेष रूप है। पहचान सरल है: दो यौगिक साथी बदल रहे हों।

सही उत्तर D, एथिलीन है। एथिलीन, जिसे एथीन भी कहते हैं, का सूत्र C2H4 है और उसके दोनों कार्बन परमाणु इलेक्ट्रॉनों के दो युग्म साझा करते हैं, अर्थात उनके बीच कार्बन-कार्बन द्विबंध है, जो एक सिग्मा और एक पाई बंध से बना है; यह सबसे सरल एल्कीन है। विकल्प A गलत है क्योंकि एथेन, C2H6, एल्केन है जिसमें दोनों कार्बन केवल एकल बंध से जुड़े हैं। विकल्प B गलत है क्योंकि मेथेन, CH4, में केवल एक कार्बन परमाणु है जो चार हाइड्रोजन से एकल बंधों द्वारा जुड़ा है और उसमें कार्बन-कार्बन बंध हो ही नहीं सकता। विकल्प C गलत है क्योंकि एसिटिलीन या एथाइन, C2H2, में त्रिबंध होता है, अर्थात तीन साझा युग्म जो एक सिग्मा और दो पाई बंध बनाते हैं, द्विबंध नहीं। क्रम याद रखें: एथेन एकल, एथिलीन द्विक और एसिटिलीन त्रिक, तथा द्विबंध और त्रिबंध वाले यौगिक असंतृप्त होते हैं।

सही उत्तर A, 12 और 3 है। बेंजीन का सूत्र C6H6 है और उसमें छह कार्बन परमाणुओं की वलय होती है, जिनमें से प्रत्येक पर एक हाइड्रोजन लगा रहता है। पहले सिग्मा बंध गिनें: वलय के चारों ओर छह कार्बन-कार्बन बंध और छह कार्बन-हाइड्रोजन बंध मिलकर बारह सिग्मा बंध देते हैं। केकुले संरचना के अनुसार वलय में तीन कार्बन-कार्बन द्विबंध भी हैं, और चूँकि प्रत्येक द्विबंध एक सिग्मा तथा एक पाई से बनता है, अतिरिक्त अंश तीन पाई बंध हैं। विकल्प B गलत है क्योंकि केवल तीन कहना बारह सिग्मा के ढाँचे की उपेक्षा करता है। विकल्प C गलत है क्योंकि छह में केवल कार्बन-कार्बन सिग्मा बंध गिने गए हैं और छह कार्बन-हाइड्रोजन बंध छूट गए हैं। विकल्प D गलत है क्योंकि नौ का संरचना में कोई आधार नहीं है। सामान्य नियम याद रखें: एकल बंध एक सिग्मा, द्विबंध एक सिग्मा और एक पाई तथा त्रिबंध एक सिग्मा और दो पाई।

सही उत्तर A, एल्युमिनियम ऑक्साइड है। उभयधर्मी ऑक्साइड अम्ल और क्षार दोनों से क्रिया करके लवण तथा जल देता है। एल्युमिनियम ऑक्साइड हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में घुलकर एल्युमिनियम क्लोराइड देता है और सोडियम हाइड्रॉक्साइड में घुलकर सोडियम एल्युमिनेट, अर्थात एक स्थिति में वह क्षार जैसा और दूसरी में अम्ल जैसा व्यवहार करता है। जिंक ऑक्साइड भी ऐसा ही करता है। विकल्प B गलत है क्योंकि आयरन ऑक्साइड क्षारीय ऑक्साइड है, जो अम्लों से क्रिया करता है पर क्षारों से नहीं। विकल्प C गलत है क्योंकि मैग्नीशियम ऑक्साइड प्रबल क्षारीय है; जल में घुलने पर वह क्षारीय विलयन देता है और केवल अम्लों से क्रिया करता है। विकल्प D गलत है क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड अधातु का विशिष्ट अम्लीय ऑक्साइड है, जो जल से कार्बोनिक अम्ल बनाता है और चूने के पानी जैसे क्षारों से क्रिया करता है। सबसे अधिक पूछे जाने वाले उभयधर्मी ऑक्साइड एल्युमिनियम और जस्ते के हैं।

सही उत्तर B, Ni अर्थात निकल है। वनस्पति तेलों में असंतृप्त वसा अम्ल होते हैं जिनमें कार्बन-कार्बन द्विबंध रहते हैं, और जब लगभग 60 डिग्री सेल्सियस पर बारीक विभाजित निकल की उपस्थिति में तेल में हाइड्रोजन प्रवाहित की जाती है तो द्विबंध हाइड्रोजन जोड़कर संतृप्त हो जाते हैं और द्रव तेल अर्ध-ठोस वनस्पति घी में बदल जाता है। विकल्प A गलत है क्योंकि सीसा हाइड्रोजनीकरण का उत्प्रेरक नहीं है; कुछ अभिक्रियाओं में तो उसे उत्प्रेरक विष के रूप में प्रयोग किया जाता है। विकल्प C गलत है क्योंकि हाइड्रोजन वह अभिकारक है जो द्विबंध पर जुड़ता है, उत्प्रेरक नहीं, जबकि प्रश्न उस पदार्थ का है जो स्वयं व्यय हुए बिना अभिक्रिया तेज करे। विकल्प D गलत है क्योंकि हीलियम उत्कृष्ट गैस है, रासायनिक रूप से निष्क्रिय, और किसी ऐसी अभिक्रिया में भाग नहीं लेती। औद्योगिक उत्प्रेरक याद रखें: हाइड्रोजनीकरण में निकल, हैबर प्रक्रम में लोहा और संपर्क प्रक्रम में वैनेडियम पेंटॉक्साइड।

सही उत्तर B, आयनिक बंधन है। आयनिक या विद्युत संयोजक बंधन में धातु परमाणु एक या अधिक इलेक्ट्रॉन अधातु परमाणु को दे देता है; धातु धनायन बन जाती है और अधातु ऋणायन, तथा दोनों के बीच का स्थिर वैद्युत आकर्षण यौगिक को जोड़े रखता है, जैसे सोडियम क्लोराइड और मैग्नीशियम ऑक्साइड में। विकल्प A गलत है क्योंकि सहसंयोजक बंधन दो परमाणुओं के बीच, प्रायः दो अधातुओं के बीच, इलेक्ट्रॉन युग्मों की साझेदारी से बनता है और उसमें स्थानांतरण होता ही नहीं। विकल्प C गलत है क्योंकि उपसहसंयोजक बंधन ऐसा विशेष सहसंयोजक बंधन है जिसमें दोनों साझा इलेक्ट्रॉन एक ही परमाणु से आते हैं, जैसे अमोनियम आयन में; वहाँ भी इलेक्ट्रॉन साझा होते हैं, स्थानांतरित नहीं। विकल्प D गलत है क्योंकि हाइड्रोजन बंधन अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु से जुड़े हाइड्रोजन और दूसरे ऐसे परमाणु के एकाकी युग्म के बीच का दुर्बल आकर्षण है।

सही उत्तर C, तीन है। नाइट्रोजन परमाणु में पाँच संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं और अष्टक पूरा करने के लिए तीन और चाहिए, इसलिए दो नाइट्रोजन परमाणु तीन इलेक्ट्रॉन युग्म साझा करके त्रिबंध बनाते हैं। एक सिग्मा और दो पाई बंधों से बना यह त्रिबंध अत्यंत प्रबल होता है, इसीलिए नाइट्रोजन गैस इतनी अक्रिय है कि उसे खाद्य पैकेटों में भरा जाता है और अक्रिय वातावरण बनाने में प्रयोग किया जाता है। विकल्प A गलत है क्योंकि एक साझा युग्म एकल बंध बनाता है, जैसे हाइड्रोजन या क्लोरीन अणु में। विकल्प B गलत है क्योंकि दो साझा युग्म द्विबंध बनाते हैं, जैसे ऑक्सीजन अणु या एथिलीन में। विकल्प D गलत है क्योंकि नाइट्रोजन का कोई साधारण सहसंयोजक अणु चार युग्म साझा नहीं करता; अष्टक नियम यहाँ अधिकतम तीन की अनुमति देता है। समूह याद रखें: हाइड्रोजन एकल, ऑक्सीजन द्विक, नाइट्रोजन त्रिक।

सही उत्तर B, हाइड्रोजन है। सक्रियता श्रेणी में जस्ता हाइड्रोजन से ऊपर है, इसलिए वह तनु अम्ल से हाइड्रोजन को विस्थापित कर देता है: जस्ता और तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से जिंक क्लोराइड तथा हाइड्रोजन गैस बनती है। यह विस्थापन अभिक्रिया है और गैस की पहचान परखनली के मुँह पर जलती हुई तीली ले जाकर की जाती है, जहाँ वह पॉप ध्वनि के साथ जलती है। विकल्प A गलत है क्योंकि धातु और अम्ल की क्रिया से ऑक्सीजन नहीं बनती; वह हाइड्रोजन परऑक्साइड या पोटैशियम क्लोरेट जैसे पदार्थों के वियोजन से मिलती है। विकल्प C गलत है क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड तब निकलती है जब अम्ल किसी कार्बोनेट या बाइकार्बोनेट से क्रिया करे, धातु से नहीं। विकल्प D गलत है क्योंकि यहाँ क्लोरीन मुक्त नहीं होती; क्लोराइड आयन लवण जिंक क्लोराइड में चला जाता है। नियम याद रखें: सक्रियता श्रेणी में हाइड्रोजन से ऊपर की धातु और तनु अम्ल से लवण तथा हाइड्रोजन बनते हैं।

सही उत्तर B, उपचयन है। जंग लगना एक मंद उपचयन है जिसमें लोहा नमी की उपस्थिति में ऑक्सीजन से मिलकर जलयोजित आयरन ऑक्साइड बनाता है, वही लाल-भूरा परतदार पदार्थ जिसे हम जंग कहते हैं। इसके लिए वायु और जल दोनों आवश्यक हैं, इसीलिए सूखी हवा में या घुली हुई ऑक्सीजन रहित उबले जल में लोहे पर जंग नहीं लगती, और इसीलिए उसे पेंट, तेल, जस्ते के लेप या स्टेनलेस स्टील जैसे मिश्रातु से बचाया जाता है। विकल्प A गलत है क्योंकि अपचयन ऑक्सीजन का हटना या इलेक्ट्रॉन का ग्रहण है, जो यहाँ लोहे के साथ हो रहे परिवर्तन के ठीक विपरीत है। विकल्प C गलत है क्योंकि उदासीनीकरण अम्ल और क्षार की क्रिया से लवण तथा जल बनने की प्रक्रिया है, जिसका जंग से कोई संबंध नहीं। विकल्प D गलत है क्योंकि वियोजन में एक यौगिक सरल पदार्थों में टूटता है, जबकि जंग में नया यौगिक बनता है। जंग लगना संक्षारण का ही एक रूप है।

सही उत्तर C, चतुष्फलकीय है। मेथेन में कार्बन परमाणु चार हाइड्रोजन परमाणुओं से चार एकल बंधों द्वारा जुड़ा होता है और उस पर कोई एकाकी युग्म नहीं होता, इसलिए चारों बंधन युग्म एक दूसरे को अधिकतम दूर धकेलते हैं और एक समचतुष्फलक के कोनों की ओर संकेत करते हैं, जिनका बंध कोण लगभग 109.5 अंश होता है। विकल्प A गलत है क्योंकि रैखिक आकृति, जिसका बंध कोण 180 अंश होता है, कार्बन डाइऑक्साइड और एसिटिलीन जैसे अणुओं की है। विकल्प B गलत है क्योंकि त्रिकोणीय समतलीय आकृति, जिसके कोण 120 अंश होते हैं, बोरॉन ट्राइफ्लोराइड जैसे अणुओं की है जिनमें केवल तीन बंधन युग्म होते हैं। विकल्प D गलत है क्योंकि पिरामिडी आकृति अमोनिया की है, जहाँ नाइट्रोजन का एक एकाकी युग्म तीनों बंधों को दबाकर कोण लगभग 107 अंश कर देता है। दो एकाकी युग्मों वाला जल लगभग 104.5 अंश पर मुड़ा होता है; इन चारों आकृतियों को साथ याद करें।