कार्बन के अपररूपों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही नहीं है ?
- (a)ग्रैफाइट विद्युत का सुचालक है ।
- (b)हीरा कठोरतम ज्ञात पदार्थ है ।
- (c)फुलेरीन (Fullerene) कार्बन का एक अपररूप है ।
- (d)हीरा के बाद, ग्रैफाइट दूसरा कठोरतम ज्ञात पदार्थ है ।
उत्तर
क्यों
सही — D, 'हीरा के बाद, ग्रैफाइट दूसरा कठोरतम ज्ञात पदार्थ है।' यह गलत है — ग्रैफाइट वास्तव में सबसे मृदु ठोसों में से एक है, इतना मृदु और चिकना कि इसे स्नेहक (lubricant) और पेंसिल की सीसे में प्रयोग किया जाता है।
कार्बन के अपररूपों के बारे में शेष तीनों कथन सही हैं, अतः D ही गलत कथन है।
अन्य विकल्प क्यों गलत हैं
- (a)ग्रैफाइट विद्युत का सुचालक है । — यह सत्य है — ग्रैफाइट में प्रत्येक कार्बन का एक विस्थानीकृत (मुक्त) इलेक्ट्रॉन होता है, इसलिए ग्रैफाइट विद्युत का संचालन करता है; यह एक सही कथन है, उत्तर नहीं।
- (b)हीरा कठोरतम ज्ञात पदार्थ है । — यह सत्य है — हीरे का दृढ़ त्रि-आयामी चतुष्फलकीय (tetrahedral) जालक इसे प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला कठोरतम पदार्थ बनाता है।
- (c)फुलेरीन (Fullerene) कार्बन का एक अपररूप है । — यह सत्य है — C60 ('बकीबॉल') जैसे फुलेरीन कार्बन का एक वास्तविक आणविक अपररूप हैं।
अवधारणा
अपररूप किसी एक तत्व के भिन्न संरचनात्मक रूप होते हैं। कार्बन के कई अपररूप हैं — हीरा, ग्रैफाइट और फुलेरीन — जो सभी केवल कार्बन परमाणुओं से बने होते हैं परंतु भिन्न प्रकार से व्यवस्थित होते हैं, यही कारण है कि इनके गुण इतने भिन्न होते हैं।
हीरा अत्यंत कठोर और अचालक होता है, जबकि ग्रैफाइट मृदु होता है और विद्युत का संचालन करता है।
प्रश्न गलत कथन खोजने को कहता है, अतः तरकीब यह है कि उस गुण को पहचानें जो आपकी जानकारी से मेल नहीं खाता। हीरे का कठोरतम होना, ग्रैफाइट का संचालन करना, और फुलेरीन का एक अपररूप होना — सभी सही हैं; ग्रैफाइट को दूसरा कठोरतम पदार्थ कहना इस तथ्य से टकराता है कि ग्रैफाइट मृदु होता है।
मुख्य तथ्य
- हीरे में प्रत्येक कार्बन चार अन्य कार्बनों से चतुष्फलकीय जालक में बंधा होता है, जो इसे अत्यंत कठोर और अचालक बनाता है।
- ग्रैफाइट में परतदार षट्कोणीय परतें और मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए यह मृदु, चिकना है और विद्युत का संचालन करता है।
- C60 जैसे फुलेरीन और कार्बन नैनोट्यूब कार्बन के आणविक अपररूप हैं।
- ये सभी रूप केवल कार्बन परमाणुओं से बने होते हैं परंतु संरचना में भिन्न होते हैं, इसलिए गुणों में भी भिन्न होते हैं।
आगे की तैयारी
सामान्य भ्रम
- यह मान लेना कि कार्बन के प्रत्येक रूप कठोर होते हैं।
- यह सोचना कि ग्रैफाइट विद्युत का संचालन नहीं करता।
एनडीए/यूपीएससी कार्बन के अपररूपों के बारे में कौन-सा कथन सही या गलत है, यह पूछते हैं — याद रखें हीरा कठोर और अचालक है, ग्रैफाइट मृदु और चालक है।
संबंधित PYQ
NDA_GAT_2019_II_Q592019हीरे और ग्रैफाइट के बारे में निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही नहीं है?
- (a) हीरे की संरचना चतुष्फलकीय होती है, जबकि ग्रैफाइट की संरचना षट्कोणीय समतलीय होती है।
- (b) हीरे और ग्रैफाइट के भौतिक और रासायनिक दोनों गुण भिन्न होते हैं।
- (c) ग्रैफाइट मृदु है परंतु हीरा कठोर है।
- (d) ग्रैफाइट विद्युत का अच्छा चालक है जबकि हीरा नहीं।
उत्तर(b) 'हीरे और ग्रैफाइट के भौतिक और रासायनिक दोनों गुण भिन्न होते हैं' सही नहीं है — एक ही तत्व के अपररूप होने के कारण, इनके भौतिक गुण भिन्न होते हुए भी, रासायनिक गुण समान होते हैं।
एनडीए सामान्य योग्यता परीक्षा 2019 (II) ने कार्बन के अपररूपों में हीरा-बनाम-ग्रैफाइट के इसी अंतर का परीक्षण किया, यह पुष्ट करते हुए कि ग्रैफाइट मृदु और चालक है जबकि हीरा कठोर है, और दोनों रासायनिक रूप से कार्बन के समरूप हैं।
अभ्यास
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
ग्रैफाइट को स्नेहक (lubricant) और पेंसिलों में इस्तेमाल किया जाता है क्योंकि यह
- (a)अत्यंत कठोर होता है
- (b)मृदु और चिकना होता है
- (c)एक कमज़ोर चालक है
- (d)कमरे के तापमान पर गैस है
उत्तर(b) मृदु और चिकना होता है — इसकी परतें एक-दूसरे पर फिसलती हैं, जिससे ग्रैफाइट एक अच्छा स्नेहक और लेखन सामग्री बनता है। - अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
कार्बन का कौन-सा अपररूप कठोरतम प्राकृतिक पदार्थ है?
- (a)ग्रैफाइट
- (b)फुलेरीन
- (c)हीरा
- (d)चारकोल
उत्तर(c) हीरा — इसका दृढ़ चतुष्फलकीय कार्बन जालक इसे प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला कठोरतम पदार्थ बनाता है।