હિલીયમ (He) નું રસાયણશાસ્ત્ર - પ્રેક્ટિસ પ્રશ્નો

બહુવિકલ્પીય પ્રશ્નો (MCQs)

1. નીચેનામાંથી કયા ઉમદા વાયુનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે?

A) નિયોન B) આર્ગોન C) હિલીયમ D) ક્રિપ્ટોન

ઉકેલ: C) હિલીયમ

સમજૂતી: હિલીયમનું પરમાણુ કદ સૌથી નાનું છે અને બધા ઉમદા વાયુઓમાં તેનો પરમાણુ દળ સૌથી ઓછો છે. પરિણામે, હિલીયમ પરમાણુઓ વચ્ચેના લંડન વિખેરણ બળો (વાન ડર વાલ્સ બળનો એક પ્રકાર) સૌથી નબળા હોય છે. આ ખૂબ જ નબળા આંતરઆણ્વીય બળોને પાર કરવા માટે ન્યૂનતમ ઊર્જાની જરૂર પડે છે, જેના કારણે હિલીયમનું ઉત્કલનબિંદુ (લગભગ 4.2 K અથવા -269 °C) કોઈપણ જાણીતા પદાર્થ કરતા સૌથી ઓછું હોય છે.

2. ફુગ્ગા ભરવા માટે હાઇડ્રોજન કરતાં હિલીયમને શા માટે પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે?

A) હિલીયમ હાઇડ્રોજન કરતાં હલકું છે. B) હિલીયમમાં ઊંચી ઉઠાણ શક્તિ છે. C) હિલીયમ બિન-જ્વલનશીલ છે. D) હિલીયમ હાઇડ્રોજન કરતાં સસ્તું છે.

ઉકેલ: C) હિલીયમ બિન-જ્વલનશીલ છે.

સમજૂતી: જ્યારે હાઇડ્રોજન (H₂) ખરેખર હિલીયમ (He) કરતાં હલકું છે અને સહેજ વધુ ઉઠાણ શક્તિ પ્રદાન કરે છે, ત્યારે તેની અત્યંત જ્વલનશીલ પ્રકૃતિ તેને ફુગ્ગા, એરશીપ અને અન્ય એપ્લિકેશન્સ જ્યાં લીકેજ થઈ શકે છે ત્યાં ઉપયોગ માટે અત્યંત જોખમી બનાવે છે. હિલીયમ, એક નિષ્ક્રિય ઉમદા વાયુ હોવાથી, બિન-જ્વલનશીલ અને રાસાયણિક રીતે અપ્રતિક્રિયાત્મક છે, જે સહેજ ભારે અને સામાન્ય રીતે વધુ ખર્ચાળ હોવા છતાં ઘણો સુરક્ષિત વિકલ્પ પૂરો પાડે છે.

3. હિલીયમની અપવાદરૂપ નિષ્ક્રિયતા મુખ્યત્વે શેના કારણે છે?

A) નાના પરમાણુ કદને કારણે. B) ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે. C) સંપૂર્ણ ભરાયેલા સંયોજકતા કોષને કારણે. D) ઉપરોક્ત તમામ.

ઉકેલ: D) ઉપરોક્ત તમામ.

સમજૂતી: હિલીયમની નિષ્ક્રિયતા ઘણા પરિબળોની સંચિત અસર છે:

• સંપૂર્ણ ભરાયેલો સંયોજકતા કોષ (1s²): આ સ્થિર ડુપ્લેટ ગોઠવણી તેને ઇલેક્ટ્રોનિય રીતે સંતુષ્ટ બનાવે છે, જેના કારણે તેને ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની, ગુમાવવાની કે વહેંચવાની કોઈ વૃત્તિ હોતી નથી.
• ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી: તેના નાના કદ અને સ્થિર ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણીને કારણે, હિલીયમ પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે નોંધપાત્ર માત્રામાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે.
• વર્ચ્યુઅલી શૂન્ય ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પી: હિલીયમમાં વધારાના ઇલેક્ટ્રોનને સ્વીકારવાની કોઈ વૃત્તિ હોતી નથી.
• નાના પરમાણુ કદ: આ તેની ઊંચી આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને તેના ઇલેક્ટ્રોન વાદળના કોમ્પેક્ટ, સ્થિર સ્વભાવમાં ફાળો આપે છે.

વિધાન-કારણ પ્રશ્નો

1.

વિધાન (A): હિલીયમ એક મોનોએટોમિક વાયુ છે. કારણ (R): હિલીયમનો સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન કોષ સંપૂર્ણ ભરાયેલો હોય છે, જે તેને રાસાયણિક રીતે અપ્રતિક્રિયાત્મક બનાવે છે. A) A અને R બંને સાચા છે, અને R એ A ની સાચી સમજૂતી છે. B) A અને R બંને સાચા છે, પરંતુ R એ A ની સાચી સમજૂતી નથી. C) A સાચું છે, પરંતુ R ખોટું છે. D) A ખોટું છે, પરંતુ R સાચું છે. E) A અને R બંને ખોટા છે.

ઉકેલ: A) A અને R બંને સાચા છે, અને R એ A ની સાચી સમજૂતી છે.

સમજૂતી: હિલીયમ વ્યક્તિગત પરમાણુઓ (મોનોએટોમિક) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે કારણ કે તેનો સંપૂર્ણ ભરાયેલો 1s² સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન કોષ અપવાદરૂપ ઇલેક્ટ્રોનિક સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે. આ સ્થિરતાનો અર્થ એ છે કે હિલીયમ પરમાણુઓને સ્થિર ગોઠવણી પ્રાપ્ત કરવા માટે અન્ય પરમાણુઓ સાથે સહસંયોજક બંધ બનાવવાનો કોઈ ઝોક હોતો નથી. કારણમાં દર્શાવેલ રાસાયણિક અપ્રતિક્રિયાત્મકતા જ તે મોનોએટોમિક રહેવાનું ચોક્કસ કારણ છે.

2.

વિધાન (A): ઊંડા સમુદ્રના ડાઇવર્સ દ્વારા હિલીયમ અને ઓક્સિજનનું મિશ્રણ વાપરવામાં આવે છે. કારણ (R): હિલીયમ નાઇટ્રોજન કરતાં લોહીમાં વધુ દ્રાવ્ય છે. A) A અને R બંને સાચા છે, અને R એ A ની સાચી સમજૂતી છે. B) A અને R બંને સાચા છે, પરંતુ R એ A ની સાચી સમજૂતી નથી. C) A સાચું છે, પરંતુ R ખોટું છે. D) A ખોટું છે, પરંતુ R સાચું છે. E) A અને R બંને ખોટા છે.

ઉકેલ: C) A સાચું છે, પરંતુ R ખોટું છે.

સમજૂતી: ઊંડા સમુદ્રના ડાઇવર્સ