NCERT Solutions for Class 12 Chemistry In Hindi Chapter 1 The Solid State Hindi Medium

1. 'क्रिस्टलीय' पद को परिभाषित कीजिए। अक्रिस्टलीय ठोसों के कुछ उदाहरण दीजिए।

उत्तर: अनाकार ठोस ऐसे ठोस होते हैं जिनके घटक कण अनियमित आकार के होते हैं और इनमें कम दूरी के क्रम होते हैं। ये ठोस प्रकृति में आइसोट्रोपिक हैं और तापमान की एक सीमा से अधिक पिघलतेहैं।इसलिए, अनाकार ठोस को कभी-कभी छद्म ठोस या सुपर कूल्ड तरल पदार्थ कहा जाता है। उनमें संलयन की निश्चित ऊष्मा नहीं होती है। अनाकार ठोस के उदाहरणों में ग्लास, रबर और प्लास्टिक शामिल हैं।

2. काँच, क्रार्टज जैसे ठोस से किस प्रकार भिन्न है? किन परिस्थितिय में कार्ट्ज़ को काँच में रूपांतरित किया जा सकता है?

उत्तर: घटक कणों की व्यवस्था ग्लास को क्रार्ट्ज से अलग बनाती है।ग्लास में, घटक कणों की शॉर्ट रेंज ऑर्डर होती है, लेकिन क्रार्ट्ज में, घटक कणों की लंबी रेंज और शॉर्ट रेंज ऑर्डर दोनों होते हैं। क्रार्ट्ज को गर्म करके कांच में बदला जा सकता है और फिर इसे तेजी से ठंडा किया जा सकता है।

3. निम्नलिखित ठोसों का वर्गीकरण आयनिक, धात्विक, आण्विक, सहसंयोजक या अक्रिस्टलीय में कीजिए।

(i) टेट्रा फास्फोरस डाइऑक्साइड $\left( {{{\text{P}}_4}{{\text{O}}_{10}}} \right)$ 

(ii) अमोनियम फॉस्फेट ${\left( {{\text{N}}{{\text{H}}_3}} \right)_4}{\text{P}}{{\text{O}}_4}$ 

(iii) SIC

(iv) I2

(v) ${\text{ P}}$ 

(vi) प्लास्टिक 

(vii) ग्राफाईट 

(viii) पीतल 

(ix) Rb 

(x) LIBr 

(xi) S।

उत्तर:

(i) आयनिक $ \to $ अमोनियम फॉस्फेट ${\left( {{\text{N}}{{\text{H}}_3}} \right)_4}{\text{P}}{{\text{O}}_4}$ , LIBr

(ii) धात्विक $ \to $ पीतल, R b

(iii) टेट्राफॉस्फोरस डॉक्सीडे $\left( {{{\text{P}}_4}{{\text{O}}_{10}}} \right),{{\text{l}}_2},{{\text{P}}_4}$

(iv) सहसंयोजक $ \to $ ग्रेफाइट, ${\text{SiC}},{\text{Si}}$

(v) अक्रिस्टलीय $ \to $ प्लास्टिक

4. (i) उपसहसंयोजन संख्या का क्या अर्थ है?

उत्तर: (i) क्रिस्टल जाली में मौजूद किसी भी घटक कण के निकटतम पड़ोसियों की संख्या को इसकी समन्वय संख्या कहा जाता है।

(ii) निम्नलिखित परमाणुओं की उपसहसंयोजक संख्या क्या होती है?

(क) एक घनीय निविड संकुलित संरचना

(ख) एक अंत:केंद्रित घनीय संरचना

उत्तर: परमाणुओं की समन्वय संख्या :

(क) एक क्यूबिक-पैक संरचना में \[12\] है,

(ख) एक शरीर केंदित घन संरचना में \[8\] है।

5. यदि आपको किसी अज्ञात धातु का घनत्व एवं एकक कोष्ठिका की विमाएं ज्ञात हैं तो क्या आप उसके परमाण्विक द्रव्यमान की गणना कर सकते है? स्पष्ट कीजिए।

उत्तर: किसी अज्ञात धातु के घनत्व और उसकी इकाई कोशिका के धातु के परमाणु द्रव्यमान को निर्धारित किया जा सकता है।

परमाण्विक द्रव्यमान $ = \dfrac{{\rho  \times {a^3} \times {N_A}}}{z}$

6. 'किसी क्रिस्टल को स्थिरता उसके गलनांक के परिमाण द्वारा प्रकट होती है'. टिप्पणी कीजिए। किसी आँकड़ा पुस्तक से जल, एथिल अल्कोहल, डाइएथिल ईथर तथा मीथेन के गलनांक एकत्र करें। इन अणुओं के मध्य अंतराआण्विक बला के बारे में आप क्या कह सकते है?  

उत्तर: उच्चतर गलनांक, अधिक से अधिक आकर्षण का अंतरआणविक बल है और अधिक से अधिक स्थिरता है। कम गलनांक वाले पदार्थ की तुलना में उच्च गलनांक वाला पदार्थ अधिक स्थिर होता है।

दिए गए पदार्थों के गलनांक निम्न हैं :

जल $ \to 273\;{\text{K}}$

एथिल अल्कोहल $ \to 158.8\;{\text{K}}$

दिएथील ईथर $ \to 156.85\;{\text{K}}$

मीथेन $ \to 89.34\;{\text{K}}$

अब, पिघलने बिंदुओं के मूल्यों का अवलोकन करने पर, यह कहा जा सकता है कि दिए गए पदार्थों में, ठोस पानी में अंतः-आणविक बल सबसे मजबूत है और मीथेन में सबसे कमजोर है।

7. निम्नलिखित युग्मों के पदों में कैसे विभेद करोगे?

(i) पट्कोणीय निविड संकुलन एवं घनीय निविड संकुलन

उत्तर: षष्ट्कोणीय निविद संकुलन एवं घनीय निविद संकुलन :

षष्ट्कोणीय निविद संकुलन - पहली परत का गठन अधिकतम स्थान का उपयोग करके किया जाता है, इस प्रकार न्यूनतम स्थान बर्बाद होता है। प्रत्येक दूसरी पंक्ति में, कण पंक्ति के कणों के बीच अवसादों

(वॉइडस) पर कब्जा कर लेते हैं। तीसरी पंक्ति में, कण पहली पंक्ति में ABAB... व्यवस्था देने वालों के साथ लंबवत रूप से संरेखित होते हैं। उनकी संरचना में हेक्सागोनल समरूपता है और इसे षष्ट्टकोणीय निविदसंकुलन (hcp) संरचना के रूप में जाना जाता है। यह पैकिंग अधिक कुशल है और छोटी जगह छोड़ती है जो कि गोले से रहित है। दो आयामों में केंद्रीय क्षेत्र छह अन्य क्षेत्रों के संपर्क में है। केवल $26\% $ स्थान खाली है। तीन आयामों में, समन्वय संख्या \[12\]. एक एकल इकाई कोशिका में \[4\] परमाणु होते हैं।

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घनीय निविद संकुलन - अगर हम गोले की हेक्सागोनल परत से शुरू करें और गोले की दूसरी परत को पहली परत के वॉइडस पर गोले को रखकर व्यवस्थित किया जाए, तो इनमें से आधे छेद को इन क्षेत्र द्वारा भरा जा सकता है। मान लें कि तीसरी परत में ऑक्टाहेड्रल छेद के ऊपर क्षेत्र व्यवस्थित हैं। यह व्यवस्था तीसरी परत को पहली या दूसरी परत के समान नहीं छोड़ती है, लेकिन चौथी परत पहली, पाँचवीं परत दूसरी से, छठी से तीसरी के समान है। और इसलिए $ABCABC \ldots $ पैटर्न देने पर इस व्यवस्था में क्यूबिक समरूपता है और इसे घन क्लोज-पैक (ccp) व्यवस्था के रूप में जाना जाता है। इसे फेस सेंटेड क्यूबिक भी कहा जाता है।

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(ii) क्रिस्टल जालक एवं एकक कोष्ठिका

उत्तर: क्रिस्टल जालक - तीन आयामी जगह में एक क्रिस्टल के घटक कणों (यानी, परमाणुओं, आयनों या अणुओं) की एक नियमित व्यवस्था को क्रिस्टल जाली कहा जाता है।

एकक कोष्टिका - एक पूर्ण स्थान की जाली का सबसे छोटा तीन आयामी भाग जिसे अलग-अलग दिशाओं में बार-बार दोहराया जाने पर पूर्ण स्थान जाली का निर्माण होता है जिसे एकक कोष्टिका कहा जाता है।

(iii) चतुष्फलकीय रिक्ति एवं अष्टफलकीय रिक्ति

उत्तर: चतुष्फलकीय रिक्त - ये वॉइडस चार गोले से घिरे होते हैं जो एक नियमित टेट्राहेड्रोन के कोने पर स्थित होते हैं। एक क्रिस्टल में दो चतुष्फलकीय प्रति परमाणु होते हैं और त्रिज्या का अनुपात \[0.225\] होता है।

अष्टफल्कीय रिक्ति- यह वॉइड छह क्षेत्रों से घिरा हुआ है और पहली और दूसरी परत के दो त्रिकोणीय वॉइडस के संयोजन से बनता है। एक क्रिस्टल में एक अष्टफल्कीय प्रति परमाणु होता है। त्रिज्या अनुपात \[0.414\] है।

8. निम्नलिखित जालकों में से प्रत्येक की एकक कोष्ठिका में कितने जालक बिंदु होते है?

उत्तर: 

(i) फलक-केंद्रित घन या अंकित-केन्द्रित चतुर्भुज

$ = 8$ (कोनों पर) $ + 6$ (फलक-केंद्रों पर)

$ = 14$

(ii) फलक-केंद्रित चतुष्फलकीय में \[14{\text{ }}(8\] कोनों से $ + 6$ चेहरे से)

जाली बिंदु हैं।

(iii) अंतः केंद्रित घन $ = 8$ (कोनों पर) $ + 1$ (अंतः-केंद्र पर) $ = 9$

9. समझाइए-

(i) धात्विक एवं आयनिक क्रिस्टलों में समानता एवं विभेद का आधार।

उत्तर: समानताएं: दोनों आयनिक और धातु क्रिस्टल आकर्षण के इलेक्ट्रोस्टैटिक बल हैं। आयनिक क्रिस्टल में, ये विपरीत रूप से आवेशित आयनों के बीच होते हैं। धातुओं में, ये वैलेंस इलेक्ट्रॉनों और गुठली में से हैं। इसीलिए दोनों में गैर-दिशात्मक बंधन रहता हैं।

अंतर: (अ) आयनिक क्रिस्टल में, आयनों को स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र नहीं हैं। इसलिए, वे ठोस अवस्था में बिजली का संचालन नहीं कर सकते हैं। वे केवल पिघले हुए स्टेट या जलीय घोल में ऐसा कर सकते हैं। धातुओं में, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र हैं। इसलिए, वे ठोस अवस्था में बिजली का संचालन कर सकते हैं।

(ब) आकर्षण के इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के कारण आयनिक बंधन मजबूत होता है। वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या और गुठली के आकार के आधार पर धातु बंधन कमजोर या मजबूत हो सकते हैं।

(ii) आयनिक ठोस कठोर एवं भंगुर होते हैं।

उत्तर: आयनिक क्रिस्टल कठोर होते हैं क्योंकि उनके पास विपरीत चाज्ज किए गए आयनों के बीच आकर्षण के मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक बल होते हैं। वे भंगुर हैं क्योंकि आयनिक बंधन गैर-दिशात्मक है।

10. निम्नलिखित के लिए धातु के क्रिस्टल में संकुलन क्षमता की गणना कीजिए।

(i) सरल घनीय, 

उत्तर: समानताएं: दोनों आयनिक और धातु क्रिस्टल आकर्षण के इलेक्ट्रोस्टेटिक बल हैं। आयनिक क्रिस्टल में, ये विपरीत रूप से आवेशित आयनों के बीच होते हैं। धातुओं में, ये वैलेंस इलेक्ट्रॉनों और गुठली में से हैं। इसीलिए दोनों में गैर-दिशात्मक बंधन हैं।

(अ) आयनिक क्रिस्टल में, आयनों को स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र नहीं हैं। इसलिए, वे ठोस अवस्था में बिजली का संचालन नहीं कर सकते हैं। वे केवल पिघले हुए स्टेट या जलीय घोल में ऐसा कर सकते हैं। धातुओं में, वेलेंस इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र हैं। इसलिए, वे ठोस अवस्था में बिजली का संचालन कर सकते हैं

(ब) आकर्षण के इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के कारण आयनिक बंधन मजबूत होता है। वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या और गुठली के आकार के आधार पर धातु बंधन कमजोर या मजबूत हो सकते हैं।

आयनिक क्रिस्टल कठोर होते हैं क्योंकि उनके पास विपरीत चार्ज किए गए आयनों के बीच आकर्षण के मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक बल होते हैं। वे भंगुर हैं क्योंकि आयनिक बंधन गैर-दिशात्मक है।

उत्तर: (i) सरल घनीय - एक सरल घन जाली में, कण केवल घन के कोनों पर स्थित होते हैं और किनारे से एक दूसरे को स्पर्श करते हैं। इसलिए घन के कोर अथवा भुजा की लम्बाई \['a'\] और प्रत्येक कण का अर्द्धव्यास ' \['r'\] निम्लिखित प्रकार से सम्बंधित होता

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$a = 2r$ घनीय एकक कोष्ठिका का आयतन $ = {a^3} = {(2r)^3} = 8{r^3}$

क्युकी सरल घनिया एकक कोष्ठिका मे केवल \[1\] परमाणु होता है

अतः आद्यासित दिक्थान का आयतन $ = \dfrac{{4\pi {r^3}}}{3}$

संकुलन क्षमता $ = $ एक परमाणु का आयतन $ \times 100$

घनीय एकक कोष्ठिका का आयतन

$ = \dfrac{{4\pi {r^3}}}{3} \times 100 = \dfrac{\pi }{6} \times 100 = 52.38\% $

प्रकार की संरचना मे परमाणुओं की कुल संख्या \[4\] होती है तथा उनका आयतन $4 \times \dfrac{{4\pi {r^3}}}{3}$ है

संकुलन क्षमता = एकक कोष्ठिका मे चारो गोलों द्वारा अध्यासित

आयतन $ \times 100$

एकक कोष्ठिका का कुल आयतन

$ = \dfrac{{4 \times \dfrac{{4\pi {r^3}}}{3} = 74\% }}{{{{(2\sqrt 2 r)}^3}}}$

(ii) अंतःकेंद्रित पनीय

उत्तर: अन्तः केंद्रित घनीय - संलग्न चित्र से यह स्पष्ट है की केंद्र पर स्तिथ परमाणु विकर्ण पर व्यवस्तिथ अन्य दो परमाणुओं के संपर्क मे है।

$\vartriangle EFD$ मे,

$\quad {{\text{b}}^2} = {{\text{a}}^2} + {{\text{a}}^2} = 2{{\text{a}}^2}$

$\;{\text{b}} = \sqrt 2 a$

$b = \sqrt 2 a$

अब $\vartriangle AFD$ मे,

${c^2} = {b^2} + {a^2} = {a^2} + 2{a^2} = 3{a^3}$ 

$c = \sqrt 3 a$ काय विकर्ण $c$ की लम्बाई \[4{\text{ r}}\] के बराबर है, जहा $r$ गोले का अर्द्धव्यास है क्योंकि विकर्ण पर उपस्तिथ तीनोँ गोले एक दूसरे के संपर्क मे है 

$\sqrt 3 a = 4r$

$a = \dfrac{{4r}}{{\sqrt 3 }}$

अतः यह भी लिख सकते है की, $r = \dfrac{{\sqrt 3 a}}{4}$

इस प्रकार की संरचना मे परमाणुओं की कुल संखया 2 है तथा उनका आयतन $2 \times \dfrac{{4\pi {r^3}}}{3}$ है

घन का आयतन ${a^3},{\left( {\dfrac{4}{{\sqrt 3 }}r} \right)^3}$ के बराबर होंगे अथवा ${a^3}$

$ = {\left( {\dfrac{4}{{\sqrt 3 }}r} \right)^3}\mid $

संकुलन क्षमता $=$ एकक कोष्ठिका मे दो गोले द्वारा अध्यासित आयतन $ \times $ 100

एकक कोष्ठिका का कुल आयतन

$ = \dfrac{{2 \times (4/3)\pi {r^3}}}{{{{[(4f\sqrt 3 )r]}^3}}} \times 100$

$ = 68\% $

(iii) फलक केंद्रित घनीय।(यह मानते हुए कि परमाणु एक-दूसरे के संपर्क में हैं।) 

उत्तर: फलक केंद्रित घनीय - संलग्न चित्र से, $\vartriangle ABC.$ मे

$b = \sqrt 2 a4$

यदि गोले का अर्द्धव्यास $r$ हो तो

${\text{b}} = 4{\text{r}} = \sqrt 2 a$ 

${\text{a}} = 2\sqrt 2 r$

${\text{r}} = \dfrac{a}{{2\sqrt 2 }}$

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प्रकार की संरचना मे परमाणुओं की कुल संख्या $4$ होती है तथा उनका आयतन $4 \times \dfrac{{4\pi {r^3}}}{3}$ है

संकुलन क्षमता = एकक कोष्ठिका मे चारो गोलों द्वारा अध्यासित आयतन $ \times 100$

एकक कोष्ठिका का कुल आयतन

$ = \dfrac{{4 \times \dfrac{{4\pi {r^3}}}{3} = 74\% }}{{{{(2\sqrt 2 r)}^3}}}$

11. चांदी का क्रिस्टिलीकरण ${\text{fcc}}$ जलक में होता है। यदि इसकी कोष्ठिका के कोरों की लम्बाई $4.07 \times {10^*} - 8\;{\text{cm}}$ तथा घनत्व $10.5\;{\text{g}}/{\text{cm}}3$ हो तो चांदी का परमाणविक द्रव्यमान ज्ञात कीजिये।

उत्तर: fcc जलक के लिए $Z = 4$

कोर की लम्बाई; ${\text{a}} = 4.077 \times {10^{ - 8}}\;{\text{cm}}$

घनतत्व; $\rho  = 10.5{\text{gc}}{{\text{m}}^{ - 3}}$

$\rho  = \dfrac{{ZM}}{{{a^3}{N_A}}}$

अतः चाँदी का प्रमाणिक द्रव्यमान होगा $107.14{\text{gmo}}{{\text{l}}^{ - 1}}$ ।

12. एक घनीय ठोस दो तत्वों $P$ एवं $Q$ से बना है। घन के कोनो पर $Q$ परमाणु एवं अंत केंद्र पर $P$ परमाणु स्थित है। इस यौगिक का सूत्र क्या है? $P$ एवं $Q$ को उपसहसंयोजन संख्या क्या है?

उत्तर: घन मे परमाणु ${\text{Q}},8$ कोणो पर स्तिथ है। ${\text{Q}}$ परमाणुओं की संख्या $ = \dfrac{1}{8} \times 8 = 1$

परमाणु $P$ अन्तः केंद्र पर स्तिथ है

अतः ${\text{P}}$ परमाणुओं की संख्या $ = 1$

अतः योगिक का सूत्र $ = PQ$

$P$ तथा $Q$ की उप संयोजन संख्या $ = 8$

13: नायोबियम का क्रिस्टिलीकरण अंत ० केंद्रित घनीय संरचना में होता है। यदि इसका घनत्व $8.55\;{\text{g}}/{\text{cm}}3$ हो तो इसके परमाण्विक द्रव्यमान $93{\text{u}}$ का प्रयोग करके परमाणु त्रिज्या की गणना कीजिये।

उत्तर: \[{{\text{a}}^3} = \dfrac{{{\text{M}} \times {\text{Z}}}}{{{\text{dN}} \times {{10}^{ - 30}}}}\]

$= \frac{93 \times 2}{8.55 \times 6.02 \times {{10}^{-30}}}$

$   = 3.61 \times {10^{7}}a  $

$   = {\left( {3.61 \times {{10}^7}} \right)^{\dfrac{1}{3}}}$

$   = {\left( {36.1 \times {{10}^6}} \right)^{\dfrac{1}{3}}}$

$   = 3.304 \times {10^2}{\text{pm}} $

\[ = 330.4{\text{ pm}}\]

14. यदि अष्टफलकीय रिक्ति की त्रिज्या $r$ हो तथा निविड संकुलन में परमाणुओ की त्रिज्या ${\text{R}}$ हो to ${\text{r}}$ एवं ${\text{R}}$ में सम्बन्ध स्थापित कीजिये।

उत्तर: ${\text{B}}{{\text{C}}^2} = {\text{A}}{{\text{B}}^2} + {\text{A}}{{\text{C}}^2}$

$ {{2R}^2} = {{R + r}^2} + {{R + r}^2}{{2R}^2} $

$   = 2{{R + r}^2}{{2R}^{\dfrac{2}{2}}} $

$ = {{R + r}^2}r  $

$ = R{1.414 - 1}r $

$ = 0.141{\text{R}} $

15. कॉपर ${\text{fcc}}$ जालक रूप मे क्रिस्टिलीकृत होता है जिसके कोर की लम्बाई $3.61 \times {10^*} - 8\;{\text{cm}}$ है। यह दर्शाइए की गणना किये गए घनत्व के मान तथा मापे गए घनत्व $8.92\;{\text{g}}/{\text{cm}}3$ में समानता है।

उत्तर: ${\text{Cu}}$ द्रव्यमान $ = 63.5{\text{u}}$

$ d = \dfrac{{Z \times M}}{{{a^3} \times N}} $

$ = \dfrac{{4 \times 63.5}}{{\left( {3.61 \times {{10}^{ - 8}}} \right) \times \left( {6.023 \times {{10}^{23}}} \right)}} $

$   = 8.96\;{\text{g}}/{\text{c}}{{\text{m}}^3} $

16. विश्लेषण द्वारा ज्ञात हुआ की निकेल ऑक्साइड का सूत्र \[Ni - {\text{ }}0.98,{\text{ }}O{\text{  - }}1.00\] है। निकेल आयनो का कितना अंश ${\text{N}}{{\text{i}}^{ + 2}}$ और ${\text{N}}{{\text{i}}^{ + 3}}$ के रूप में विद्यमान है?

उत्तर: ${\text{Ni}}$ के \[98\] परमाणु, ${\text{O}}$ के \[100\] परमाणु से संबद्ध है। माना ${\text{N}}{{\text{i}}^{ + 2}} = {\text{x}}$

$N{i^{ + 3}} = 98 - x$

$ \times {\text{N}}{{\text{i}}^{2 + }}$ तथा $(98 - x){\text{N}}{{\text{i}}^{3 + }}$ का कुल आवेश $ = 100\;{{\text{O}}_2}$ - का आवेश इसलिए $x \times 2 + (98 - x) \times 3 = 100 \times 2$ or $2x + 294 - 3x = 200$ or $x$ $ = 94$

${\text{Ni}}$ का ${\text{N}}{{\text{i}}^{ + 2}}$ के रूप में अंश $ = 94/98 \times 100 = 96\% $

${\text{Ni}}$ का ${\text{N}}{{\text{i}}^{ + 3}}$ के रूप में अंश $ = 4/98 \times 100 = 4\% $

17. अर्धचालक क्या होते है? दो मुख्य अर्धचालको का वर्णन कीजिये एवं उनकी चालकता क्रियाविधि में विभेद कीजिये।

उत्तर: इसे ठोस जिनकी चालकता ${10^{ - 6}}$ से ${10^{ - 4}}/{\text{ohm}}/{\text{m}}$ है, उन्हें अर्धचालक कहते है।

तापमान बढ़ने पर इनकी चालकता बढ़ती है।

(i) $n$ type अर्धचालक : वर्ग  के \[14\] तत्वों को वर्ग $15$ के तत्वों के साथ मिलाया जाता है तो वर्ग $15$ के परमाणु के \[4\] इलेक्ट्रान वर्ग \[14\] के तत्व के साथ बंध बना लेते है, परन्तु \[5\] वा इलेक्ट्रान बंध नहीं बनाता तथा चालकता प्रदान करता है ।

(ii) $p$ type अर्धचालक : वर्ग \[14\] के तत्वों का वर्ग \[13\] के तत्वों से संयोजन करवाने पर वर्ग \[13\] के  \[3\] इलेक्ट्रान वर्ग \[14\] के \[3\] इलेक्ट्रान के साथ बंध बना लेते है, परन्तु वर्ग \[14\] के चौथे इलेक्ट्रान के साथ बंध बनाने वाले इलेक्ट्रान की जगह रिक्त होती है, जिसे इलेक्ट्रान रिक्ति या इलेक्ट्रान

छिद्र कहलाता है। यह छिद्र निकटवर्ती परमाणु के इलेक्ट्रान से भर दिया जाता है, परन्तु अपने मूल स्थान को छोड़ने के कारण वहाँ छिद्र बन जाता है। यह छिद्र सकारात्मक आवेश की दिशा में चलता है तथा क्रिस्टल को विद्युतीय चालकता प्रदान करता है।

18. नानस्टाइकियोमेट्री क्यूप्रस ऑक्साइड, \[{\text{C}}{{\text{u}}_2}{\text{O}}\], प्रयोगशाला में बनाया जा सकता है। इसमें कॉपर तथा ऑक्सीजन का अनुपात $2:1$ से कुछ कम है। क्या आप इस तथ्य की व्याख्या कर सकते है की यह पदार्थ $p$ प्रकार का अर्धचालक है?

उत्तर: \[{\text{C}}{{\text{u}}_2}{\text{O}}\] का अनुपात $2:1$ से कम होना यह दर्शाता है कि क्यूप्रिक आयन ने क्यूप्रस आयन को विस्थापित कर दिया है। आवेश को संतुलित करने के लिए  \[1\] क्यूप्रिक आयन, \[2\] क्यूप्रस आयन को विस्थापित करता है। चूँकि इसकी चालकता इलेक्ट्रिक छिद्रो के कारण होती है इसलिए यह $p$ प्रकार के अर्धचालक का उदाहरण है।

19. फेरिक ऑक्साइड, ऑक्साइड आयन के षट्कोणीय निविड संकुलन में क्रिस्टिलीकृत होता है जिसकी तीन अष्टफलकीय रिक्तियो में से दो पर फेरिक आयन होते है। फेरिक ऑक्साइड का सूत्र ज्ञात कीजिये।

उत्तर: माना क्रिस्टलीकृत ऑक्साइड आयनों की संख्या $ = 90$

अष्टफलकीय रिक्तियों की संख्या $ = 90$

चूँकि अष्टफलकीय रिक्तियों के $\dfrac{2}{3}$ पर ${\text{F}}{{\text{e}}^{3 + }}$ आयन कब्जा करता

है, इसलिए फेरिक आयन की संख्या $ = \dfrac{2}{{3 \times 90}} = 60$

${\text{F}}{{\text{e}}^{ + 3}}:{{\text{O}}^{{\text{2 - }}}}$ का अनुपात $ = 60:90 = 2:3$

इसलिए फेरिक ऑक्साइड का सूत्र = ${\text{F}}{{\text{e}}_2}{{\text{O}}_3}$

20. निम्नलिखित को $p$ प्रकार या $n$ प्रकार के अर्धचालको में वर्गीकृत कीजिये -

(i) \[In\] से डोपित \[Ge\]

उत्तर: वर्ग $14({\text{Ge}})$ तथा वर्ग \[13{\text{ }}\left( {In} \right)\] में चालकता इलेक्ट्रान छिद्र द्वारा प्रदान की जाती है इसलिए यह $p$ प्रकार का अर्धचालक है।

(ii) ${\text{B}}$ से डोपित ${\text{Si}}$

उत्तर: वर्ग $14({\text{Si}})$ तथा वर्ग \[13{\text{ }}\left( B \right)\] में चालकता इलेक्ट्रान छिद्र द्वारा प्रदान की जाती है इसलिए यह $p$ प्रकार का अध्धचालक है।

21. सोना (परमाणु त्रिज्या $ = 0.144\;{\text{nm}})$ फलक केंद्रित एकक कोष्ठिका में क्रिस्टिलीकृत होता है। इसकी कोष्ठिका के कोर की लम्बाई ज्ञात कीजिये।

उत्तर: दिया गया है,

$r = 0.144\;{\text{nm}}$

FCC में,

$a = 2 \times 1.414r$

$ = 2 \times 1.414 \times 0.144$

$ = 0.407\;{\text{nm}}$

22. बैंड सिद्धांत के आधार पर

(i) चालक एवं रोधी

उत्तर: (i) धातुओं की चालकता उनमे उपस्थित संयोजक एलेक्ट्रॉनों की संख्या और निर्भर करती है। धातु के परमाण्वीय कक्षक आणविक कक्षक बनाते है जिनकी ऊर्जा लगभग समान होती है जिससे वे बैंड बन लेते है। यदि यह बैंड आंशिक रूप से भरा होता है या यह एक उच्च ऊर्जा वाले रिक्त चालकता बैंड के साथ अतिव्यापन करता हो तो विद्युत क्षेत्र में इलेक्ट्रान आसानी से प्रवहित हो सकते हैं जिससे धातु चालकता दर्शाती हैं।

(ii) चालक एवं अर्धचालक में क्या अंतर होता है?

उत्तर: (ii) यदि पूरित संयोजक बैंड तथा आगामी उच्च रिक्त बैंड के मध्य अंतराल कम होता हैं तो इलेक्ट्रान उनमे से लाँघ सकते हैं और यह अर्धचालक कि तरह व्यवहार करते हैं। अर्धचालको कि वाहकता तापमान के साथ बढ़ती हैं।

23. उचित उदाहरणों द्वारा निम्नलिखित पदों की परिभाषित कीजिये -

(i) शॉटकी दोष

उत्तर: शॉटकी दोष

(ii) फ्रेंकेल दोष

उत्तर: फ्रेंकेल दोष

(iii) अंतराकाशी

उत्तर: अंतराकाशी 

(iv) $F$ केंद्र

उत्तर: $F$ केंद्र

24. एलुमिनियम घनीय निविड संकुलित संरचना में क्रिस्टिलीकृत होता है। इसका धात्विक अर्धव्यास $125{\text{pm}}$ है।

(i) एकक कोष्ठिका के कोर की लम्बाई ज्ञात कीजिये।

(ii) $1.0\;{\text{cm}}3$ एलुमिनियम में कितनी एकक कोष्ठिकाये होंगी?

उत्तर: दिया गया है,

उत्तर 24: दिया गया है,

$r = 125{\text{pm}}$

(i) ${\text{fcc}}({\text{ccp}})$ के लिए,

$a = 2 \times 1.414 \times 125{\text{pm}}$

$ = 354{\text{pm}}$

(ii) एक यूनिट सेल का आयतन $ = {a^3}$

$ = {\left( {354 \times {{10}^{ - 10}}\;{\text{cm}}} \right)^3}$

$ = 4.44 \times {10^{ - 23}}\;{\text{c}}{{\text{m}}^3}$

$1\;{\text{c}}{{\text{m}}^3}$ में यूनिट सेल की संख्या =

\[ = \dfrac{{1\;{\text{c}}{{\text{m}}^3}}}{{4.44 \times {{10}^{ - 23}}}}\]

$ = 2.25 \times {10^{22}}$

25. यदि ${\text{NaCl}}$ को $\operatorname{SrCl} {}_3$ के ${10^{ - 3}}$ मोल से डोपित किया जाये तो धनायनों की रिक्तयों का सांद्रण क्या होगा?

उत्तर: माना ${\text{NaCl}}$ के मोल की संख्या $ = 100$

$\operatorname{SrCl} {}_3$ के डोपित मोल की संख्या $ = {10^{ - 3}}$

प्रत्येक ${\text{S}}{{\text{r}}^{2 + }},2{\text{N}}{{\text{a}}^ + }$ आयनों को विस्थापित करता है। आवेश को संतुलित करने के लिए ${\text{S}}{{\text{r}}^{2 + }}$ एक जगह पर कब्जा करता है तथा एक धनायन रिक्ति बनता है ।

${\text{NaCl}}$ के \[100\] मोल धनायन रिक्ति $ = {10^{ - 3}}$

\[1\] मोल ${\text{NaCl}}$ में धनायन रिक्ति $ = {10^{ - 3}} \times {10^{ - 2}} = {10^{ - 5}}$

धनायन रिक्तियों की संख्या 

$ = {10^{ - 5}} \times 6.022 \times {10^{23}}$

$ = 6.022 \times {10^{18}}/{\text{mol}}$

26. निम्नलिखित को उचित उदाहरणों से समझाइये -

(i) लोहचुम्बकत्व

उत्तर:  चुंबकीय क्षेत्र में बहुत प्रबलता से आकर्षित होने वाले तत्व लोहचुंबकीय तत्व कहलाते हैं। उदाहरण - ${\text{Fe}},{\text{Ni}},{\text{Co}}$ तथा ${\text{Cr}}{{\text{O}}_2}$ ये तत्व स्थाई रूप से चुंबकित किये जा सकते हैं। इस प्रकार का चुंबकीय आघूर्ण अयुगल एलेक्ट्रॉनों के एक ही दिशा में विन्यासित होने से होता हैं।

(ii) अनचुम्बकत्व

उत्तर:  चुंबकीय क्षेत्र में बहुत दुर्बलता से आकर्षित होने वाले तत्व अनचुंबकीय तत्व कहलाते हैं। एक या अधिक अयुगल एलेक्ट्रॉनों कि उपस्थिति इसे चुंबकीय क्षेत्र में आकर्षित करती हैं। चुंबकीय क्षेत्र हटाने पर यह चुंबकत्व खो देते हैं।

उदहारण - ${O_2}{\text{,C}}{{\text{u}}^{2 + }},{\text{F}}{{\text{e}}^{ + 3}}$ आदि।

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