“पी-ब्लॉक तत्वों की गुणवैशिष्ट्यों में परिवर्तन, जो गहरे तत्वों के आंतरिक कोर में $d$ और $f$ इलेक्ट्रॉनों के प्रभाव के कारण होता है, उनके रसायन को रोमांचक बनाता है”

$p$-ब्लॉक तत्वों में अंतिम इलेक्ट्रॉन सबसे बाहरी $p$ ओर्बिटल में प्रवेश करता है। जैसा कि हम जानते हैं कि $p$ ओर्बिटलों की संख्या तीन है और, इसलिए $p$ ओर्बिटलों के एक सेट में संभव अधिकतम इलेक्ट्रॉनों की संख्या छह है। परिणामतः $p$-ब्लॉक तत्वों के छह समूह परमाणु सारणी में 13 से 18 के बीच क्रमानुसार व्यवहार करते हैं। बोरॉन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ्लोरीन और हेलियम इन समूहों के प्रथम सदस्य हैं। उनकी तन्तु शरीर इलेक्ट्रॉनिक संरचना $\boldsymbol{n} \boldsymbol{s}^{2} \boldsymbol{n} \boldsymbol{p}^{\mathbf{1 - 6}}$ है ($\mathrm{He}$ के अलावा)। हालाँकि, इलेक्ट्रॉनिक संरचना का आंतरिक कोर अलग-अलग हो सकता है। तत्वों के आंतरिक कोर में होने वाले अंतर उनकी भौतिक गुणों (जैसे परमाणु और आयन त्रिज्या, प्रकाशन ऊर्जा आदि) के साथ-साथ रसायनिक गुणों को भी बड़े पैमाने पर प्रभावित करते हैं। इसके परिणामस्वरूप, $p$-ब्लॉक में तत्वों के गुणों में बहुत अधिक परिवर्तन देखा जा सकता है। $p$-ब्लॉक तत्व द्वारा दिखाई देने वाली अधिकतम ऑक्सीडेशन स्टेट तन्तु शरीर इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या (अर्थात् $s^{-}$ और $p$-इलेक्ट्रॉनों का योग) के बराबर होती है। स्पष्ट है कि परमाणु सारणी के दाहिने ओर जाने पर संभव ऑक्सीडेशन स्टेट की संख्या बढ़ती है। इसके अलावा, इस कहावत द्वारा जाने जाने वाले समूह ऑक्सीडेशन स्टेट के अलावा, $p$-ब्लॉक तत्व अन्य ऑक्सीडेशन स्टेट दिखा सकते हैं जो आम तौर पर, जरूरत नहीं होती कि ये तन्तु शरीर इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या से दो इकाई से अलग हो। $p$-ब्लॉक तत्वों द्वारा दिखाई देने वाले महत्वपूर्ण ऑक्सीडेशन स्टेट्स तालिका 11.1 में दर्शाए गए हैं। बोरॉन, कार्बन और नाइट्रोजन के परिवार में समूह का ऑक्सीडेशन स्टेट समूह के छोटे तत्वों के लिए सबसे स्थिर स्थिति है। हालाँकि, ऑक्सीडेशन स्टेट जो समूह के ऑक्सीडेशन स्टेट से दो इकाई कम है, उसे प्रत्येक समूह के गहरे तत्वों के लिए क्रमशः अधिक स्थिर बनाता है। समूह के ऑक्सीडेशन स्टेट से दो इकाई कम होने वाले ऑक्सीडेशन स्टेट्स के आवर्ती आविष्कार को कभी-कभी ‘निर्बल जोड़ प्रभाव’ के कारण बताया जाता है।

तालिका 11.1 पी-ब्लॉक तत्वों की सामान्य इलेक्ट्रॉनिक संरचना और ऑक्सीडेशन स्टेट्स

इन दोनों ऑक्सीडेशन स्टेट्स - समूह ऑक्सीडेशन स्टेट और समूह ऑक्सीडेशन स्टेट से दो इकाई कम होने वाला ऑक्सीडेशन स्टेट - के निरपेक्ष स्थिरता समूह से समूह तक अलग-अलग हो सकती है और उचित स्थान पर उनके बारे में चर्चा की जाएगी।

यह एक रोमांचक नोट है कि गैर-मेटल्स और उप-मेटल्स केवल परमाणु सारणी के $p$-ब्लॉक में मौजूद होते हैं। तत्वों की गैर-मेटलिक प्रकृति समूह की ओर बढ़ने पर कम हो जाती है। वास्तव में प्रत्येक $p$-ब्लॉक समूह का सबसे गहरा तत्व सबसे अधिक मेटलिक प्रकृति का होता है। गैर-मेटलिक से मेटलिक प्रकृति में बदलाव इन तत्वों के रसायन में विविधता लाता है जो उनके शामिल होने वाले समूह के आधार पर होती है।

सामान्य रूप से, गैर-मेटल्स मेटल्स की तुलना में अधिक प्रकाशन ऊर्जा और अधिक इलेक्ट्रॉनेगेटिविटी रखते हैं। इसलिए, मेटल्स के विपरीत, जो आसानी से धनात्मक आयन बनाते हैं, गैर-मेटल्स आसानी से ऋणात्मक आयन बनाते हैं। अतः उच्च प्रतिक्रियाशीलता वाले गैर-मेटल्स और उच्च प्रतिक्रियाशीलता वाले मेटल्स के बीच बनने वाले यौगिकों आमतौर पर इलेक्ट्रॉनेगेटिविटी में बड़े अंतर के कारण इलेक्ट्रिक होते हैं। दूसरी तरफ, गैर-मेटल्स के बीच बनने वाले यौगिक अपेक्षाकृत छोटे इलेक्ट्रॉनेगेटिविटी में अंतर के कारण अधिकतर कोवालेंट प्रकार के होते हैं। गैर-मेटलिक से मेटलिक प्रकृति में बदलाव को सबसे अच्छे से यौगिकों की प्रकृति द्वारा दिखाया जा सकता है। गैर-मेटल ऑक्साइड्स अम्लीय या स्वच्छ होते हैं जबकि मेटल ऑक्साइड्स आम प्रकृति के होते हैं।

पी-ब्लॉक के प्रथम सदस्य अपने सम्बन्धित समूह के शेष सदस्यों से दो प्रमुख आयामों में भिन्न होते हैं। पहला आयाम आकार और आकार पर निर्भर अन्य सभी गुण हैं। इस प्रकार, $p$-ब्लॉक के सबसे हल्के तत्व लिथियम और बेरिलियम के समान भिन्नता दिखाते हैं। दूसरा महत्वपूर्ण अंतर, जो केवल $p$-ब्लॉक तत्वों के लिए लागू होता है, $d$ ओर्बिटलों के प्रभाव से उत्पन्न होता है जो तन्तु शरीर में गहरे तत्वों (तीसरे अवस्था से लेकर) के $p$-समूहों के $2 s$ ओर्बिटलों के अभाव के कारण है। $2 p$ ओर्बिटलों का उपयोग करके बोरॉन से शुरू होकर $p$-समूह के द्वितीय अवस्था के तत्व अधिकतम चौफूट तक सीमित रहते हैं। विपरीत, $3 s^{2} 3 p^{n}$ इलेक्ट्रॉनिक संरचना वाले $3 d$-समूह के तीसरी अवस्था के तत्वों के $3 p$ और $4 s$ ऊर्जा स्तरों के बीच $d$-ओर्बिटल खाली होते हैं। इन $\left[\mathrm{BF_4} \right]^{-}$-ओर्बिटलों का उपयोग करके तीसरी अवस्था के तत्व चौफूट से ऊपर अपनी कोवालेंस विस्तार कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, जबकि बोरॉन केवल $\left[\mathrm{AlF_6}\right]^{3-}$ यौगिक बनाता है, एल्युमीनम $d$ आयन देता है। इन $d$-ओर्बिटलों के उपस्तिथि गहरे तत्वों के रसायन को कई अन्य तरीकों से प्रभावित करता है। आकार और $\pi$-ओर्बिटलों की उपलब्धता के संयुक्त प्रभाव इन तत्वों को $p \pi-p \pi$-बंधन बनाने की क्षमता पर बड़े पैमाने पर प्रभावित करता है। समूह के प्रथम सदस्य अपने गहरे सदस्यों से अलग होता है अपनी क्षमता में $\mathrm{C}=\mathrm{C}, \mathrm{C} \equiv \mathrm{C}$ आयन बंधन बनाने में (जैसे, $\mathrm{N} \equiv \mathrm{N}$) और अन्य द्वितीय पंक्ति के तत्वों (जैसे, $\mathrm{C}=\mathrm{O}, \mathrm{C}=\mathrm{N}, \mathrm{C} \equiv \mathrm{N}, \mathrm{N}=\mathrm{O}$) के साथ। $\pi$-बंधन का यह प्रकार $p$-ब्लॉक तत्वों के लिए खासकर अस्थायी नहीं है। गहरे तत्व $\pi$-बंधन बनाते हैं लेकिन इसमें $d$-ओर्बिटलों $(d \pi-p \pi$ या $d \pi-d \pi$ शामिल होते हैं। $d$-ओर्बिटलों की $p$-ओर्बिटलों की ऊर्जा से अधिक होने के कारण, उन्हें द्वितीय पंक्ति के तत्वों के $\mathrm{p} \pi-\mathrm{p} \pi$-बंधन की तुलना में यौगिकों की समग्र स्थिरता में कम योगदान देते हैं। हालाँकि, $\mathrm{N}$ अवस्था में गहरे तत्वों की समन्वय संख्या उसी ऑक्सीडेशन स्टेट में प्रथम तत्व की तुलना में अधिक हो सकती है। उदाहरण के लिए, +5 ऑक्सीडेशन स्टेट में $\mathrm{P}$ और $\mathrm{NO_3^-}$ दोनों ऑक्सायाडोआनियों $\pi$ $p$-बंधन के साथ तीन-समन्वय और $\mathrm{PO}_{4}^{3-}$ $s, p$ और $d$-ओर्बिटलों के योगदान से चार-समन्वय के रूप में $\pi$-बंधन बनाते हैं। इस इकाई में हम परमाणु सारणी के $\left(\mathrm{H_3} \mathrm{BO_3}\right)$ और $\mathrm{Na_2} \mathrm{~B_4} \mathrm{O_7} \cdot 10 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$ समूह के तत्वों के रसायन का अध्ययन करेंगे।

11.1 समूह 13 तत्व: बोरॉन परिवार

इस समूह के तत्व गुणों में एक बड़ी विविधता दिखाते हैं। बोरॉन एक प्रकार का गैर-मेटल है, एल्युमीनम एक मेटल है लेकिन बोरॉन के साथ कई रसायनिक समानताएँ दिखाता है, और गैलियम, इन्डियम और थैलियम अधिकांशतः मेटलिक प्रकृति के होते हैं।

बोरॉन एक बहुत ही कम आवृत्ति वाला तत्व है, जो मुख्यतः ऑर्थोबोरिक एसिड, $\mathrm{Na_2} \mathrm{~B_4} \mathrm{O_7} \cdot 4 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$, बोरैक्स, $0.0001 %$, और कर्नाइट, ${ }^{10} \mathrm{~B}(19 %)$ के रूप में मिलता है। भारत में बोरैक्स पुगा वैली (लद्दाख) और साम्बर झील (राजस्थान) में मिलता है। पृथ्वी की क्षितिज में बोरॉन की मात्रा ${ }^{11} \mathrm{~B}(81 %)$ द्वारा कम है। बोरॉन के दो आयुगुणिक रूप $8.3 %$ और $45.5 %$ हैं। एल्युमीनम सबसे अधिक आवृत्ति वाला मेटल और पृथ्वी की क्षितिज में तीसरा सबसे अधिक आवृत्ति वाला तत्व ($\mathrm{Si}(27.7 %)$ द्वारा) ऑक्सीजन ($\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3} \cdot 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$) और $\mathrm{Na_3} \mathrm{AlF_6}$ के बाद है। बॉक्साइट, $n s^{2} n p^{1}$ और क्राइलोट, $10 d$ एल्युमीनम के महत्वपूर्ण खनिज हैं। भारत में यह मध्य प्रदेश, कर्नाटक, उड़ीसा और जम्मू में माइका के रूप में मिलता है। गैलियम, इन्डियम और थैलियम प्राकृतिक दुनिया में कम आवृत्ति वाले तत्व हैं।

इन तत्वों की परमाणु, भौतिक और रसायनिक गुण नीचे चर्चा किए गए हैं।

11.1.1 इलेक्ट्रॉनिक संरचना

इन तत्वों की बाहरी इलेक्ट्रॉनिक संरचना $14 f$ है। इलेक्ट्रॉनिक संरचना की निष्कर्षण करने पर स्पष्ट है कि $10 d$ और $10 d$ के अलावा $\mathrm{B}$ और $\mathrm{Al}$ के अलावा $\mathrm{Al}$ के अलावा $\mathrm{Ga}$ के अलावा $d$ के अलावा $f$ के अलावा $\Delta_{i} \mathrm{H_1}<\Delta_{i} \mathrm{H_2}<\Delta_{i} \mathrm{H_3}$ के अला�