Bonding in Carbon - The Covalent Bond Questions in Gujarati

(N/A) $CO_2$ ની ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ રચના એક કાર્બન પરમાણુ અને બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી દ્વારા રચાય છે.
કાર્બન પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
સ્થાયી અષ્ટક રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે,કાર્બન પરમાણુ દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે $2$ ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે,જેના પરિણામે બે દ્વિબંધ રચાય છે.
આ ભાગીદારીને ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ રચના દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જેમાં ભાગીદારી પામેલી ઇલેક્ટ્રોન જોડીઓને પરમાણુઓની વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે:
(Image: $1067-$s1)

(N/A) સલ્ફરનો અણુ સલ્ફરના આઠ પરમાણુઓ $(S_8)$ નો બનેલો હોય છે જે એક વલયાકાર રચનામાં જોડાયેલા હોય છે.
દરેક સલ્ફર પરમાણુમાં $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે અને તેને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે વધુ $2$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે.
તેથી,દરેક સલ્ફર પરમાણુ તેના બે પાડોશી સલ્ફર પરમાણુઓ સાથે બે એકલ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ નિરૂપણ દર્શાવે છે કે દરેક સલ્ફર પરમાણુ તેના પડોશીઓ સાથે બે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે,જેના પરિણામે મુગટ આકારનું વલય બને છે.

(N/A) સાયક્લોપેન્ટેનનું રાસાયણિક સૂત્ર $C_5H_{10}$ છે.
સાયક્લોપેન્ટેન એ એક ચક્રીય હાઇડ્રોકાર્બન છે જેમાં પાંચ કાર્બન પરમાણુઓ એક વલય (ring) માં ગોઠવાયેલા હોય છે. દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય બે કાર્બન પરમાણુઓ અને બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ નિરૂપણ એ સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે પરમાણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી દર્શાવે છે. આ બંધારણમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ તેના અષ્ટકને પૂર્ણ કરવા માટે બે પાડોશી કાર્બન પરમાણુઓ અને બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે,જ્યારે દરેક હાઇડ્રોજન પરમાણુ તેની ડ્યુપ્લેટ પૂર્ણ કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે.
[છબી વર્ણન: પાંચ કાર્બન પરમાણુઓનું પંચકોણીય વલય,જ્યાં દરેક કાર્બન બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે.]

(B) ઈથેનનું આણ્વીય સૂત્ર $C_2H_6$ છે.
આ અણુમાં,એક $C-C$ એકલ બંધ હોય છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે દરેક કાર્બન પરમાણુ દીઠ ત્રણ $C-H$ બંધ બનાવે છે.
તેથી,કુલ $6$ $C-H$ બંધ અને $1$ $C-C$ બંધ છે.
સહસંયોજક બંધની કુલ સંખ્યા = $6 + 1 = 7$ થાય છે.

(N/A) કાર્બન તેના ચાર ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવી શકતું નથી કે મેળવી શકતું નથી કારણ કે બંને પ્રક્રિયાઓમાં ખૂબ વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે છે અને તે તંત્રને અસ્થિર બનાવે છે. તેથી,તે અન્ય કાર્બન પરમાણુઓ અથવા અન્ય તત્વોના પરમાણુઓ સાથે તેના ચાર ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરીને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારીથી બનતા બંધને સહસંયોજક બંધ કહેવામાં આવે છે. સહસંયોજક બંધનમાં,બંને પરમાણુઓ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે,એટલે કે,ભાગીદારી પામેલા ઇલેક્ટ્રોન બંને પરમાણુઓની સંયોજકતા કક્ષાના હોય છે.
અહીં,કાર્બનને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે $4$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે,જ્યારે દરેક હાઇડ્રોજન પરમાણુને તેનું દ્વિક પૂર્ણ કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે. ઉપરાંત,ક્લોરિનને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે. તેથી,આ બધા ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે અને પરિણામે,કાર્બન $CH_3Cl$ બનાવવા માટે હાઇડ્રોજન સાથે $3$ બંધ અને ક્લોરિન સાથે એક બંધ બનાવે છે.

(N/A) ઇથેનોઇક એસિડ $(CH_3COOH)$ નું ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ નિરૂપણ કાર્બન,હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી દ્વારા તેમના અષ્ટક/દ્વિક પૂર્ણ કરવા પર આધારિત છે.
(બંધારણીય નિરૂપણ માટે આપેલી આકૃતિ જુઓ).
$(b)$ હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_2S)$ નું ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ નિરૂપણ સલ્ફર પરમાણુ દ્વારા બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે એક-એક ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરીને બે સહસંયોજક બંધ બનાવવાની પ્રક્રિયા છે,જેનાથી સલ્ફરનું અષ્ટક અને હાઇડ્રોજનનું દ્વિક પૂર્ણ થાય છે.
(બંધારણીય નિરૂપણ માટે આપેલી આકૃતિ જુઓ).

(N/A) પ્રોપેનોન: પ્રોપેનોનનું રાસાયણિક સૂત્ર $CH_3COCH_3$ છે. આ બંધારણમાં,મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે દ્વિબંધથી અને અન્ય બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે એકલ બંધથી જોડાયેલ હોય છે. આ બંને કાર્બન પરમાણુઓમાંથી દરેક અન્ય ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા હોય છે.
(મૂળ સંદર્ભમાં આપેલી આકૃતિ પરમાણુઓ વચ્ચેની ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી દર્શાવે છે.)
$(b)$ $F_2$: ફ્લોરિન પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. સ્થાયી અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે,બે ફ્લોરિન પરમાણુઓ ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડીની ભાગીદારી કરે છે,જે એક સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.

(A) અધાતુ $X$ એ કાર્બન છે, જે અપરરૂપતા દર્શાવે છે।
$Y$ એ હીરો છે, જે જાણીતો સૌથી સખત કુદરતી પદાર્થ છે।
$Z$ એ ગ્રેફાઇટ છે, જે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે વિદ્યુતનો સારો સુવાહક છે।
તેથી, $X = \text{કાર્બન}, Y = \text{હીરો}, Z = \text{ગ્રેફાઇટ}$।

(B) કાર્બન સંયોજનો એ ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારીથી બનતા સહસંયોજક સંયોજનો છે.
$(i)$ તેમાં વીજભારિત કણો (આયનો) હોતા નથી અને તેથી તેઓ વિદ્યુતના મંદ વાહક હોય છે. આમ,વિધાન $(ii)$ સાચું છે અને $(i)$ ખોટું છે.
$(ii)$ સહસંયોજક બંધની પ્રકૃતિને કારણે,અણુઓ વચ્ચે આકર્ષણના બળો ખૂબ પ્રબળ હોતા નથી. પરિણામે,તેમના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે. આમ,વિધાન $(iv)$ સાચું છે અને $(iii)$ ખોટું છે.
તેથી,વિધાન $(ii)$ અને $(iv)$ સાચા છે.

(C) એમોનિયા $(NH_3)$ ના અણુમાં,મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ $(N)$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તે તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ $(H)$ સાથે ત્રણ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
દરેક $N-H$ બંધ એ ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડીની ભાગીદારી દ્વારા બનેલો એકલ સહસંયોજક બંધ છે.
તેથી,એમોનિયાના અણુમાં માત્ર ત્રણ એકલ-બંધ અને નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે.

(D) બકમિન્સ્ટરફુલરીન એ $C_{60}$ અણુસૂત્ર ધરાવતો ગોળાકાર અણુ છે.
તે કાર્બનનું એક જાણીતું અપરરૂપ છે,જે ફૂટબોલ જેવી રચનામાં ગોઠવાયેલા $60$ કાર્બન પરમાણુઓનું બનેલું છે (જેને ટ્રંકેટેડ આઇકોસાહેડ્રોન કહેવાય છે).
કાર્બનના અન્ય સામાન્ય અપરરૂપોમાં હીરો અને ગ્રેફાઇટનો સમાવેશ થાય છે.

(B) નાઈટ્રોજન $(N)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $7$ છે અને તેની ઈલેક્ટ્રોન રચના $2, 5$ છે.
સ્થાયી અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે,દરેક નાઈટ્રોજન પરમાણુને વધુ $3$ ઈલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે.
તેથી,બે નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ તેમની વચ્ચે $3$ ઈલેક્ટ્રોનની જોડી શેર કરીને ત્રિ-બંધ બનાવે છે.
ઈલેક્ટ્રોન બિંદુ રચનામાં,$3$ સહિયારી જોડીઓને બે $N$ પરમાણુઓ વચ્ચે $3$ ટપકાં (અથવા રેખાઓ) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે અને દરેક નાઈટ્રોજન પર બાકી રહેલી અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મને $2$ ટપકાં દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
આમ,સાચું નિરૂપણ $:N \vdots N:$ છે.

(C) પેન્ટેનનું આણ્વીય સૂત્ર $C_5H_{12}$ છે.
પેન્ટેનમાં,$5$ કાર્બન પરમાણુઓ એક શૃંખલામાં $4$ $C-C$ એકલ સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ તેની $4$ ની સંયોજકતા સંતોષવા માટે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
તેમાં $12$ $C-H$ એકલ સહસંયોજક બંધ હોય છે.
કુલ સહસંયોજક બંધની સંખ્યા = ($C-C$ બંધની સંખ્યા) + ($C-H$ બંધની સંખ્યા) = $4 + 12 = 16$ સહસંયોજક બંધ.

(A) કાર્બનનો પરમાણુ ક્રમાંક $6$ છે. તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $(2, 4)$ છે.
સ્થાયી અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે,કાર્બન તેના $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને અન્ય પરમાણુઓ સાથે વહેંચીને $4$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
$4$ ઇલેક્ટ્રોન વહેંચવાથી,કાર્બનની બાહ્યતમ કક્ષામાં $4$ વધારાના ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરાય છે,જેથી બાહ્યતમ કક્ષામાં કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $4 + 4 = 8$ થાય છે.
આમ,કુલ $2 + 8 = 10$ ઇલેક્ટ્રોન થાય છે,જે નિયોન ($10$ ઇલેક્ટ્રોન: $2, 8$) ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચનાને સમાન છે.

(N/A) જ્યારે કાર્બન ક્લોરિન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ $(CCl_4)$ બને છે.
$(b)$ જ્યારે કાર્બન ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ બને છે.

(N/A) ક્લોરિનનો પરમાણુ ક્રમાંક $17$ છે. તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $K, L, M$ કક્ષામાં અનુક્રમે $2, 8, 7$ છે.
$(b)$ દરેક ક્લોરિન પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે,દરેક ક્લોરિન પરમાણુ બીજા ક્લોરિન પરમાણુ સાથે એક ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે,જેનાથી એક સહસંયોજક બંધ બને છે. ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ નિરૂપણ નીચે મુજબ છે:
:Cl:Cl: (દરેક Cl ની આસપાસ $6$ ટપકાં અને વચ્ચે $2$ સહિયારા ટપકાં)

(N/A) કાર્બન સિલિકોન અથવા અન્ય કોઈપણ તત્વ કરતા ઘણી વધારે કેટેનેશન ક્ષમતા દર્શાવે છે.
આનું મુખ્ય કારણ કાર્બનનું નાનું કદ છે,જે મજબૂત અને સ્થિર $C-C$ સહસંયોજક બંધ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે.
તેની સામે,સિલિકોનનું પરમાણુ કદ મોટું હોવાથી,તેના $Si-Si$ બંધ લાંબા અને નબળા હોય છે,જે તેને $C-C$ બંધની તુલનામાં ઓછું સ્થિર બનાવે છે.
વધુમાં,$C-C$ બંધની ઉચ્ચ બંધ ઉર્જા કાર્બન સંયોજનોમાં જોવા મળતા વ્યાપક કેટેનેશનમાં ફાળો આપે છે.

(A) તમામ કાર્બનિક સંયોજનો કાર્બનની સાંકળો અથવા વલયો પર આધારિત હોય છે.
કાર્બન એ પાયાનું તત્વ છે જે દરેક કાર્બનિક અણુનો મુખ્ય આધાર બનાવે છે.
કાર્બનનો પરમાણુ ક્રમાંક $6$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2, 4$ છે.
તે આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $14$ માં આવે છે,જેને કાર્બન પરિવાર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) સમૂહ $14$ ના તત્વોની સૌથી બહારની કક્ષામાં $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
સ્થાયી અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે,તત્વ $X$ તેના $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને $4$ ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે વહેંચે છે,જેમાં દરેક એક ઇલેક્ટ્રોનનું યોગદાન આપે છે.
તેથી,બનતા ક્લોરાઈડનું સૂત્ર $XCl_4$ છે.
બંધન એ તત્વ $X$ અને ક્લોરિન પરમાણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી દ્વારા બનતું હોવાથી,બંધનનો પ્રકાર સહસંયોજક (covalent) છે.

(N/A) કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઈડનું રાસાયણિક સૂત્ર $CCl_4$ છે.
આ અણુમાં,એક કાર્બન પરમાણુ તેના $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને $4$ ક્લોરીન પરમાણુઓ સાથે વહેંચે છે,જેમાં દરેક ક્લોરીન પરમાણુ એક ઇલેક્ટ્રોનનું યોગદાન આપીને $4$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
દરેક ક્લોરીન પરમાણુ કાર્બન સાથે એક ઇલેક્ટ્રોન વહેંચીને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે,અને કાર્બન પરમાણુ તેના $4$ ઇલેક્ટ્રોનને $4$ ક્લોરીન પરમાણુઓ સાથે વહેંચીને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ રચના નીચે મુજબ છે:
(મધ્યમાં રહેલો કાર્બન પરમાણુ ચાર ક્લોરીન પરમાણુઓથી ઘેરાયેલો છે,જેમાં કાર્બન અને દરેક ક્લોરીન પરમાણુ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની એક સહિયારી જોડી છે.)

(A) તત્વ $X$ નાઇટ્રોજન $(N)$ છે. તેનો પરમાણુ ક્રમાંક $7$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2, 5$ છે. તેથી,તેમાં $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$(b)$ નાઇટ્રોજનનો દ્વિપરમાણ્વીય અણુ $N_2$ છે. ઇલેક્ટ્રોન ટપકાં રચના દર્શાવે છે કે દરેક નાઇટ્રોજન પરમાણુ પોતાનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે બીજા સાથે $3$ ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે,જેના પરિણામે ત્રિ-સહસંયોજક બંધ (triple covalent bond) રચાય છે.
$(c)$ એમોનિયા $(NH_3)$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ દરેક $3$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે એક-એક ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે. આના પરિણામે $3$ એકલ સહસંયોજક બંધો (single covalent bonds) રચાય છે.

(C) એમોનિયાના અણુ $(NH_{3})$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુનો પરમાણુ ક્રમાંક $7$ છે,જેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $2, 5$ છે. સ્થાયી અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે,નાઇટ્રોજનને $3$ વધુ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે. તે આ $3$ ઇલેક્ટ્રોનને $3$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે વહેંચે છે,જેનાથી $3$ સહસંયોજક બંધ બને છે. તેથી,નાઇટ્રોજન પરમાણુની આસપાસ કુલ $3$ બંધો હાજર હોય છે.

(C) ઈથેનનું રાસાયણિક સૂત્ર $C_2H_6$ છે.
ઈથેનના અણુમાં એક $C-C$ એકલ સહસંયોજક બંધ હોય છે.
તેમાં છ $C-H$ એકલ સહસંયોજક બંધ હોય છે (દરેક કાર્બન પરમાણુ માટે ત્રણ).
તેથી,ઈથેનમાં કુલ સહસંયોજક બંધની સંખ્યા $1 + 6 = 7$ થાય છે.

(C) કાર્બનનો પરમાણુ ક્રમાંક $6$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $(2, 4)$ છે.
તેની સૌથી બહારની કક્ષામાં $4$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના (અષ્ટક) પ્રાપ્ત કરવા માટે,તેને વધુ $4$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે.
ઉર્જાની મર્યાદાઓને કારણે $4$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવા કે મેળવવા મુશ્કેલ હોવાથી,કાર્બન અન્ય પરમાણુઓ સાથે તેના $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરીને સહસંયોજક બંધ બનાવીને સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે.

(4) $(i)$ આલ્કેનમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય ચાર પરમાણુઓ સાથે એકલ સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે,તેથી તેની સંયોજકતા $4$ છે.
$(ii)$ આલ્કાઈનમાં,ત્રિ-બંધમાં સામેલ દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય બે પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે,આમ તે કુલ $4$ સંયોજકતા જાળવી રાખે છે.

(N/A) કાર્બનના બે લાક્ષણિક ગુણધર્મો જે મોટી સંખ્યામાં કાર્બન સંયોજનોના નિર્માણ માટે જવાબદાર છે તે નીચે મુજબ છે:
$(i)$ કેટેનેશન (Catenation): કાર્બન પરમાણુઓની અન્ય કાર્બન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવાની અજોડ ક્ષમતા,જેનાથી લાંબા અણુઓ (શૃંખલાઓ,શાખિત શૃંખલાઓ અથવા વલયો) બને છે.
$(ii)$ ચતુઃસંયોજકતા (Tetravalency): કાર્બનની સંયોજકતા $4$ છે,જે તેને અન્ય ચાર કાર્બન પરમાણુઓ અથવા હાઇડ્રોજન,ઓક્સિજન,નાઇટ્રોજન,સલ્ફર,ક્લોરિન વગેરે જેવા અન્ય એકસંયોજક તત્વોના પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે.

(N/A) ઈથેન $(C_{2}H_{6})$ ની ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ રચના દોરવા માટે:
$1$. ઈથેનમાં બે કાર્બન પરમાણુઓ એકલ સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
$2$. દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
$3$. કાર્બન પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન અને હાઇડ્રોજન પાસે $1$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$4$. દરેક કાર્બન પરમાણુ પોતાનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે બીજા કાર્બન પરમાણુ સાથે એક ઇલેક્ટ્રોન અને ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે એક-એક ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરે છે.
$5$. તેની ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ રચના નીચે મુજબ છે:
$H \quad H$
$.. \quad ..$
$H : C : C : H$
$.. \quad ..$
$H \quad H$

(N/A) કાર્બન સંયોજનો સામાન્ય રીતે સહસંયોજક બંધ ધરાવે છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ પરમાણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી દ્વારા બનેલા હોય છે. જ્યારે તેમને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે અથવા પીગળેલી અવસ્થામાં લેવામાં આવે,ત્યારે તેઓ આયનો કે વીજભારિત કણોમાં વિભાજિત થતા નથી. આથી,તેમની પાસે વિદ્યુતનું વહન કરવા માટે જરૂરી મુક્ત વીજભારિત કણોનો અભાવ હોય છે.

(N/A) $(i)$ સહસંયોજક સંયોજનો વિદ્યુતના મંદ વાહક છે કારણ કે આ સંયોજનોમાં બંધારણ કોઈ પણ પ્રકારના વીજભારિત આયનો ઉત્પન્ન કરતું નથી.
$(ii)$ સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલા અણુઓમાં અણુની અંદરના બંધ મજબૂત હોય છે,પરંતુ અણુઓ વચ્ચે આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો ખૂબ જ નિર્બળ હોય છે,જેના પરિણામે તેમના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે.

(N/A) $(i)$ સહસંયોજક સંયોજનોના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે.
$(ii)$ સહસંયોજક સંયોજનો વિદ્યુતનું વહન કરતા નથી.

(N/A) $(i)$ સિલિકોન એવું તત્વ છે જે સાત કે આઠ પરમાણુઓ સુધી કેટેનેશનનો ગુણધર્મ દર્શાવે છે.
$(ii)$ ના,આ સંયોજનો સ્થાયી નથી કારણ કે તે અત્યંત સક્રિય હોય છે,ખાસ કરીને ઓક્સિજન અથવા ભેજની હાજરીમાં,કારણ કે $C-C$ બંધની તુલનામાં $Si-Si$ બંધ નબળો હોય છે.

(N/A) આયનીય બંધ બનાવવા માટે,કાર્બને કાં તો $4e^-$ ગુમાવીને $C^{4+}$ આયન બનાવવો પડે અથવા $4e^-$ મેળવીને $C^{4-}$ આયન બનાવવો પડે.
$1$. $4e^-$ ગુમાવવા માટે ખૂબ જ મોટી માત્રામાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે,જે પરમાણુના કેન્દ્રના મજબૂત આકર્ષણ બળને દૂર કરવા માટે જરૂરી છે,જે ઊર્જાની દ્રષ્ટિએ અનુકૂળ નથી.
$2$. $4e^-$ મેળવવાથી $10e^-$ થઈ જાય,જેને કેન્દ્રમાં રહેલા માત્ર $6$ પ્રોટોન દ્વારા પકડી રાખવા મુશ્કેલ છે,જે અસ્થિરતા પેદા કરે છે.
તેથી,કાર્બન આયનીય સંયોજનો બનાવતું નથી અને તેના બદલે ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરીને સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.

(C) તમામ કાર્બનિક સંયોજનો કાર્બન શૃંખલા અથવા વલયો પર આધારિત હોય છે.
કાર્બન એ પાયાનું તત્વ છે જે તમામ કાર્બનિક અણુઓનો મુખ્ય આધાર બનાવે છે.
કાર્બનનો પરમાણુ ક્રમાંક $6$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2, 4$ છે.
તે આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $14$ માં આવે છે,જેને કાર્બન પરિવાર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) કાર્બનના બે ગુણધર્મો જે તેને અન્ય તત્વોમાં અજોડ બનાવે છે તે નીચે મુજબ છે:
$(i)$ કેટેનેશન (Catenation): કાર્બન પાસે અન્ય કાર્બન પરમાણુઓ સાથે મજબૂત સહસંયોજક બંધ બનાવવાની અજોડ ક્ષમતા છે,જેના પરિણામે લાંબી શૃંખલાઓ,શાખિત શૃંખલાઓ અથવા વલય આકારની રચનાઓ બને છે.
$(ii)$ ચતુઃસંયોજકતા (Tetravalency): કાર્બનની સંયોજકતા $4$ છે,જે તેને અન્ય ચાર કાર્બન પરમાણુઓ અથવા હાઇડ્રોજન,ઓક્સિજન,નાઇટ્રોજન કે હેલોજન જેવા અન્ય એકસંયોજક તત્વો સાથે સ્થાયી બંધ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે.
કાર્બનના તેના ગુણધર્મો પર આધારિત બે ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ગ્રેફાઇટ (કાર્બનનું અપરરૂપ) નો ઉપયોગ પેન્સિલની અણીમાં અને સૂકા ઊંજણ તરીકે થાય છે,કારણ કે તેની સ્તરીય રચના અને સ્તરો વચ્ચેના નિર્બળ આકર્ષણ બળોને લીધે તે લપસણું હોય છે.
$(ii)$ હીરો (કાર્બનનું અપરરૂપ) નો ઉપયોગ કાપવાના અને ડ્રિલિંગ કરવાના સાધનોમાં થાય છે,કારણ કે તેની ત્રિ-પરિમાણીય ચતુષ્ફલકીય સ્ફટિક રચના અત્યંત કઠણ હોય છે.

(N/A) $(i)$ સહસંયોજક સંયોજનોના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે કારણ કે તેમની વચ્ચે આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો નિર્બળ હોય છે.
$(ii)$ સામાન્ય રીતે,આ સંયોજનો વિદ્યુતના મંદ વાહક હોય છે કારણ કે તેમાં ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી થાય છે અને કોઈ મુક્ત વીજભારિત કણો (આયનો) બનતા નથી.
$(iii)$ સામાન્ય રીતે,સહસંયોજક સંયોજનો કાર્બનિક દ્રાવકો જેવા કે ઈથર અથવા બેન્ઝીનમાં દ્રાવ્ય હોય છે અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. આનું કારણ એ છે કે આ સંયોજનો સામાન્ય રીતે અધ્રુવીય હોય છે અને 'જેવું દ્રાવ્ય તેવું દ્રાવક' (like dissolves like) ના સિદ્ધાંત મુજબ તે અધ્રુવીય દ્રાવકોમાં ઓગળે છે.

(N/A) $(i)$ આ તત્વ ઓક્સિજન $(O)$ છે.
$(ii)$ બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે બંધનું નિર્માણ આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
$(iii)$ બંધનો પ્રકાર દ્વિ-સહસંયોજક બંધ છે,કારણ કે દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ તેની અષ્ટક રચના પૂર્ણ કરવા માટે બે ઇલેક્ટ્રોનનું ભાગીદારી કરે છે.

(D) ઈથેનનું આણ્વીય સૂત્ર $C_{2}H_{6}$ છે.
ઈથેનમાં,બે કાર્બન પરમાણુઓ એકલ સહસંયોજક બંધ $(C-C)$ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે એકલ સહસંયોજક બંધ $(C-H)$ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.
કુલ બંધ = $1$ ($C-C$ બંધ) + $6$ ($C-H$ બંધ) = $7$ સહસંયોજક બંધ.
તેથી,ઈથેનમાં $7$ સહસંયોજક બંધ હોય છે.

(B) જ્યારે બે પરમાણુઓ તેમની વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનની ત્રણ જોડ વહેંચે ત્યારે ત્રિ-બંધ બને છે.
ત્રિ-બંધમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ વહેંચાયેલા ઇલેક્ટ્રોનમાં ત્રણ ઇલેક્ટ્રોનનું યોગદાન આપે છે,જેના પરિણામે કુલ $3$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વહેંચાય છે.
તેથી,ત્રિ-બંધ દ્વારા જોડાયેલા બે કાર્બન પરમાણુઓ દ્વારા વહેંચાયેલી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા $3$ જોડ છે.

(C) નાઈટ્રોજન $(N)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $7$ છે. તેની ઈલેક્ટ્રોન રચના $2, 5$ છે.
સ્થાયી અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે,દરેક નાઈટ્રોજન પરમાણુને વધુ $3$ ઈલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે.
તેથી,બે નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ તેમની વચ્ચે $3$ ઈલેક્ટ્રોનની જોડી શેર કરીને ત્રિ-બંધ બનાવે છે.
દરેક નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) બાકી રહે છે.
સાચી ઈલેક્ટ્રોન બિંદુ રચના બે $N$ પરમાણુઓ વચ્ચે $3$ સહિયારી જોડી અને દરેક $N$ પરમાણુ પર એક અબંધકારક યુગ્મ દર્શાવીને કરવામાં આવે છે,જે $:N \vdots N:$ છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$3$ સહિયારી જોડી (ત્રિ-બંધ) અને દરેક પરમાણુ પર એક અબંધકારક યુગ્મ દર્શાવતી રચના વિકલ્પ $C$ માં યોગ્ય રીતે દર્શાવેલ છે.

(D) કાર્બનનો પરમાણુ ક્રમાંક $6$ છે. તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 4$ છે.
સ્થાયી અષ્ટક પ્રાપ્ત કરવા માટે,કાર્બન તેના $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને અન્ય પરમાણુઓ સાથે વહેંચીને $4$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
$4$ ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરીને,કાર્બન તેની સંયોજકતા કક્ષામાં $4$ વધારાના ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે,જેના પરિણામે કુલ $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ($2 + 4 + 4 = 10$ કુલ ઇલેક્ટ્રોન) થાય છે.
આમ,તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $2, 8$ બને છે,જે નિષ્ક્રિય વાયુ નિયોન ($Ne$,પરમાણુ ક્રમાંક $10$) જેવી છે.

(A) પાણીનો અણુ $(H_2O)$ એક ઓક્સિજન પરમાણુ અને બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનો બનેલો છે.
ઓક્સિજન પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે અને તેને તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરવા માટે $2$ વધુ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે.
દરેક હાઇડ્રોજન પરમાણુ પાસે $1$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે અને તેને તેની ડ્યુપ્લેટ પૂર્ણ કરવા માટે $1$ વધુ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે.
ઓક્સિજન દરેક હાઇડ્રોજન સાથે એક-એક ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારી કરીને બે સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) બાકી રહે છે.
સાચી ઇલેક્ટ્રોન બિંદુ રચનામાં ભાગીદારી પામેલા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને $(:)$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે અને ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને ટપકાંની બે જોડી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
આમ,સાચી રચના $H:\underset{\centerdot \,\centerdot }{\overset{\centerdot \,\centerdot }{\mathop{O}}}\,:H$ છે.

(D) પેન્ટેનનું આણ્વીય સૂત્ર $C_{5}H_{12}$ છે.
સહસંયોજક બંધોની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે પેન્ટેનનું બંધારણીય સૂત્ર જોઈ શકીએ છીએ.
પેન્ટેન એ $5$ કાર્બન પરમાણુઓની સીધી શૃંખલા ધરાવતો આલ્કેન છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય પરમાણુઓ સાથે એકલ સહસંયોજક બંધ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.
$5$ કાર્બન પરમાણુઓ વચ્ચે $4$ $C-C$ બંધ હોય છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ તેની $4$ ની સંયોજકતા સંતોષવા માટે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
પેન્ટેનની શૃંખલામાં $4$ $C-C$ બંધ અને $12$ $C-H$ બંધ હોય છે.
કુલ સહસંયોજક બંધ = ($C-C$ બંધની સંખ્યા) + ($C-H$ બંધની સંખ્યા) = $4 + 12 = 16$ સહસંયોજક બંધ.
વૈકલ્પિક રીતે,$n$ કાર્બન પરમાણુઓ ધરાવતા કોઈપણ આલ્કેન માટે,કુલ સહસંયોજક બંધની સંખ્યા $3n + 1$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
પેન્ટેન માટે,$n = 5$,તેથી કુલ બંધ = $3(5) + 1 = 15 + 1 = 16$.

(FALSE) ખોટું. નાઈટ્રોજન અણુ $(N_2)$ બે નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ વચ્ચે ઈલેક્ટ્રોનની ત્રણ જોડીની ભાગીદારી દ્વારા બને છે,જેના પરિણામે ત્રિ-સહસંયોજક બંધ $(N \equiv N)$ રચાય છે.

(A) કાર્બન એ પાયાનું તત્ત્વ છે જે વિટામિન,પ્રોટીન અને કાર્બોહાઈડ્રેટ સહિતના તમામ કાર્બનિક અણુઓનો મુખ્ય આધાર બનાવે છે. આ સંયોજનોને કાર્બનિક સંયોજનો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તે મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજન,ઓક્સિજન,નાઇટ્રોજન અને અન્ય તત્ત્વો સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુઓથી બનેલા હોય છે. કાર્બનની પોતાની સાથે અને અન્ય પરમાણુઓ સાથે સ્થિર સહસંયોજક બંધ બનાવવાની અજોડ ક્ષમતા જીવન માટે જરૂરી જટિલ બંધારણોને શક્ય બનાવે છે.