NDA (I) 2024 सामान्य योग्यता परीक्षा · प्रश्न 107 / 96

सही — B, MgO। मैग्नीशियम ऑक्साइड छोटे, द्वि-आवेशित Mg²⁺ और O²⁻ आयनों से बना एक प्रबल आयनिक ठोस है। छोटे आयनों पर उच्च आवेश MgO को असाधारण रूप से बड़ी जालक ऊर्जा देते हैं, इसलिए जालक तोड़ने के लिए बहुत अधिक ऊष्मा चाहिए — इसका गलनांक लगभग 2,800 °C है, जो चारों में सर्वाधिक है। Na₂O, Fe₂O₃ और CuO सभी कहीं कम तापमानों पर पिघलते या विघटित हो जाते हैं।

• (a)Na₂O — सोडियम ऑक्साइड में धातु आयन पर केवल एक धनावेश (Na⁺) होता है, जिससे जालक ऊर्जा कम रहती है और गलनांक MgO से बहुत नीचा होता है।
• (c)Fe₂O₃ — आयरन(III) ऑक्साइड अधिक सहसंयोजी है और स्वच्छ रूप से पिघलने के बजाय विघटित होने की प्रवृत्ति रखता है; इसका गलनांक लगभग 1,500–1,600 °C, MgO से काफी नीचे है।
• (d)CuO — कॉपर(II) ऑक्साइड का गलन/विघटन तापमान तुलनात्मक रूप से नीचा, लगभग 1,200–1,300 °C है, जो MgO से बहुत कम है।

आयनिक ऑक्साइडों में गलनांक जालक ऊर्जा के साथ चलता है — वही ऊर्जा जो आयनों को परस्पर बाँधे रखती है। जालक ऊर्जा आयनी आवेशों के गुणनफल के साथ बढ़ती है और आयनों के बड़े होने पर घटती है। मैग्नीशियम ऑक्साइड में छोटे Mg²⁺ और O²⁻ आयन हैं, जिनमें से प्रत्येक पर दो आवेश हैं, इसलिए उसकी जालक ऊर्जा बहुत उच्च और गलनांक बहुत ऊँचा है — यही कारण है कि इसका उपयोग उच्चतापसह (refractory) पदार्थ के रूप में होता है।

आवेशों और आकारों की तुलना कीजिए। Na₂O में धातु आयन एक-आवेशित है, अतः बंधन दुर्बल है। Mg²⁺ छोटा और द्वि-आवेशित है, जो किसी सरल ऑक्साइड के लिए जालक ऊर्जा को अधिकतम कर देता है। संक्रमण-धातु ऑक्साइड Fe₂O₃ और CuO अधिक सहसंयोजी हैं और नीचे तापमानों पर विघटित होने की प्रवृत्ति रखते हैं। अतः MgO का गलनांक सर्वोच्च है।

• किसी आयनिक ठोस का गलनांक उसकी जालक ऊर्जा के साथ बढ़ता है, जो उच्चतर आयनी आवेशों और छोटी आयनी त्रिज्याओं से बढ़ती है।
• MgO (Mg²⁺, O²⁻) की जालक ऊर्जा बहुत उच्च है और यह लगभग 2,800 °C पर पिघलता है।
• इसी कारण MgO (मैग्नीशिया) का उपयोग भट्टियों की उच्चतापसह अस्तर के रूप में तथा क्रूसिबलों में होता है।
• Na₂O, CuO और Fe₂O₃ MgO की तुलना में बहुत नीचे तापमानों पर पिघलते या विघटित होते हैं।

• यह मान लेना कि सर्वाधिक कुल आयनी आवेश (Fe₂O₃ में Fe³⁺) स्वतः सर्वोच्च गलनांक का अर्थ है — बड़े, अधिक सहसंयोजी आयन और विघटन उसे घटा देते हैं।
• यह भूल जाना कि Na⁺ पर केवल एक आवेश है, जो Na₂O को दुर्बल बनाता है।
• संक्रमण-धातु ऑक्साइडों के विघटन तापमान को स्वच्छ गलनांक मान लेना।

NDA/UPSC पूछते हैं कि किस आयनिक ठोस का गलनांक सर्वोच्च है, अथवा आयनी आवेश और आकार के आधार पर यौगिकों को जालक ऊर्जा के क्रम में रखने को कहते हैं।

No directly related past PYQ was found.

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  किसी आयनिक ठोस की जालक ऊर्जा कब बढ़ती है?

  • (a)जब आयनी आवेश घटते हैं
  • (b)जब आयनी त्रिज्याएँ बढ़ती हैं
  • (c)जब आयनी आवेश बढ़ते हैं और त्रिज्याएँ घटती हैं
  • (d)जब तापमान बढ़ता है

  Answer(c) जब आयनी आवेश बढ़ते हैं और त्रिज्याएँ घटती हैं — दोनों ही स्थिरवैद्युत आकर्षण और इस प्रकार जालक ऊर्जा बढ़ा देते हैं।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  कौन-सा गुण MgO को उच्चतापसह पदार्थ के रूप में उपयुक्त बनाता है?

  • (a)कम घनत्व
  • (b)बहुत उच्च गलनांक
  • (c)अच्छी विद्युत चालकता
  • (d)कम जालक ऊर्जा

  Answer(b) बहुत उच्च गलनांक — MgO भट्टी के तापमानों को बिना पिघले सह लेता है, इसलिए यह भट्टियों और क्रूसिबलों की अस्तर बनाता है।