
The periodic table is called the “Symbol of Chemistry”. The modern table holds 118 elements, arranged in tabular form by atomic number. Many elements — gold, silver, iron, phosphorus, sulfur, zinc and arsenic — were known since prehistoric times, but the first real classification came in the 18th century.
پیریڈک ٹیبل کو کیمسٹری کی علامت کہا جاتا ہے۔ جدید ٹیبل میں 118 عناصر ایٹمی نمبر کے لحاظ سے ترتیب دیے گئے ہیں۔ سونا، چاندی، لوہا، فاسفورس، سلفر، زنک اور آرسینک قدیم زمانے سے معلوم تھے، مگر پہلی حقیقی درجہ بندی اٹھارویں صدی میں ہوئی۔
The modern periodic table makes the properties of elements easier to understand. Its main features are:
Remember the rule of thumb: down a group = similar chemistry, slowly changing physics; across a period = gradual change in everything.
جدید پیریڈک ٹیبل سے عناصر کی خصوصیات سمجھنا آسان ہو جاتا ہے۔ اس کی اہم خصوصیات یہ ہیں:
یاد رکھنے کا اصول: گروپ میں نیچے = ملتی جلتی کیمسٹری، آہستہ بدلتی فزکس؛ پیریڈ میں آگے = ہر چیز میں بتدریج تبدیلی۔
Elements are broadly classified into three kinds:
Most periodic tables show a “stair-step line”. The line begins at boron (B) and extends down to polonium (Po), including Si, Ge, As, Sb and Te. Elements to the left of the line are metals; elements just to the right of the line show properties of both metals and nonmetals and are called metalloids or semimetals; elements far to the right are nonmetals. The exception is hydrogen, the first element on the table.
عناصر کو عام طور پر تین اقسام میں تقسیم کیا جاتا ہے:
زیادہ تر ٹیبلز میں ایک سیڑھی نما لکیر دکھائی جاتی ہے۔ یہ لکیر بوران (B) سے شروع ہو کر پولونیم (Po) تک جاتی ہے اور اس میں Si, Ge, As, Sb اور Te شامل ہیں۔ لکیر کے بائیں دھاتیں، لکیر کے فوراً دائیں میٹلائیڈز (نیم دھاتیں) اور دور دائیں غیر دھاتیں ہیں۔ استثنا ہائیڈروجن ہے جو ٹیبل کا پہلا عنصر ہے۔
Elements can be classified by the subshell containing their valence electrons:
Knowing the block an element belongs to tells us about its characteristics, chemical reactivity, oxidation states, electronegativity, ionization energy and electron filling.
عناصر کی درجہ بندی اس سب شیل سے بھی کی جاتی ہے جس میں ان کے ویلنس الیکٹران ہوتے ہیں:
کسی عنصر کا بلاک جاننے سے اس کی خصوصیات، کیمیائی سرگرمی، آکسیڈیشن سٹیٹس، الیکٹرونیگیٹیویٹی، آئنائزیشن انرجی اور الیکٹران فلنگ کا اندازہ ہو جاتا ہے۔
An element family is a set of elements sharing common properties. There are five famous families:
📌 Keep ان Mind (کتاب کا note): Although noble gases are unreactive, they have some compounds — for example, xenon hexafluoroplatinate (XePtF6). That is why the old word “inert gases” was changed to “noble gases”.
ایلیمنٹ فیملی ایسے عناصر کا مجموعہ ہے جن کی خصوصیات مشترک ہوں۔ مشہور فیملیز یہ ہیں:
📌 یاد رکھیں (کتاب کا نوٹ): نوبل گیسیں غیر ری ایکٹو ضرور ہیں مگر ان کے کچھ مرکبات ہیں، مثلاً زینون ہیکسافلورو پلاٹینیٹ (XePtF6) — اسی لیے “انرٹ گیسز” کی بجائے اب “نوبل گیسیں” کہا جاتا ہے۔
An element's position tells us its electronic structure:
So the table works both ways: from position you can deduce configuration, and from configuration you can find the position.
کسی عنصر کی جگہ اس کی الیکٹرانک ساخت بتا دیتی ہے:
یوں ٹیبل دونوں طرف کام کرتا ہے: جگہ سے کنفیگریشن اور کنفیگریشن سے جگہ معلوم ہو جاتی ہے۔
The atomic radius measures the size of an atom: it is half the distance between two identical atoms bonded together. It can vary with the type of bond (covalent, metallic, van der Waals) and the state of the atom, and is typically measured in picometer (pm) or Angstrom (Å).
Factors affecting atomic radius: number of shells, effective nuclear charge, and the shielding effect of inner electrons.
Periodic trends:
ایٹمی رداس ایٹم کے سائز کی پیمائش ہے: یہ دو ایک جیسے جڑے ہوئے ایٹمز کے درمیانی فاصلے کا نصف ہوتا ہے۔ یہ بانڈ کی قسم (کوویلنٹ، میٹالک، وین ڈر والز) اور ایٹم کی حالت سے بدل سکتا ہے، اور عام طور پر پیکومیٹر (pm) یا اینگسٹرم (Å) میں ناپا جاتا ہے۔
اثر انداز عوامل: شیلز کی تعداد، مؤثر نیوکلیئر چارج اور اندرونی الیکٹرانز کا شیلڈنگ اثر۔
پیریڈک رجحانات:
The ionic radius measures the size of an ion in a crystal lattice: the distance from the nucleus of an ion to its outermost electron shell, measured in pm or Å.
Trends: Moving across a period left to right, the ionic radius of cations decreases (increasing nuclear charge pulls electrons closer) and anions also decrease across a period for the same reason. Moving down a group, both cations and anions increase in size because the shell number (n) increases, so the distance between nucleus and outermost electrons grows, outweighing the increased nuclear charge. Book values include: Li+ 60 pm (atom 152), Na+ 95 (186), K+ 133 (231), Mg2+ 65 (160), Ca2+ 99 (197), Al3+ 50 (143), F− 136 (64), Cl− 181 (99), O2− 140 (66), S2− 184 (104).
آئنی رداس کرسٹل لیٹس میں آئن کے سائز کی پیمائش ہے: آئن کے نیوکلیس سے اس کے بیرونی الیکٹران شیل تک کا فاصلہ، pm یا Å میں ناپا جاتا ہے۔
رجحانات: پیریڈ میں بائیں سے دائیں کیشنز اور اینائنز دونوں کا رداس کم ہوتا ہے (نیوکلیئر چارج بڑھنے سے کھنچ مضبوط)۔ گروپ میں نیچے دونوں بڑے ہوتے ہیں کیونکہ شیل نمبر بڑھتا ہے۔ کتاب کی قدریں: Li+ 60 (ایٹم 152)، Na+ 95 (186)، K+ 133 (231)، Mg2+ 65 (160)، Ca2+ 99 (197)، Al3+ 50 (143)، F− 136 (64)، Cl− 181 (99)، O2− 140 (66)، S2− 184 (104) pm۔
First ionization energy (ΔHi1) is “the energy needed to remove one electron from each atom in one mole of atoms of the element in the gaseous state to form one mole of gaseous 1+ ions.”
Na(g) → Na+(g) + e− ΔHi1 = 494 kJ mol−1
Ca(g) → Ca+(g) + e− ΔHi1 = 590 kJ mol−1
Ca+(g) → Ca2+(g) + e− ΔHi2 = 1150 kJ mol−1
Ca2+(g) → Ca3+(g) + e− ΔHi3 = 4940 kJ mol−1
An element can have as many ionization energies as its atomic number. Factors affecting ionization energy:
Periodic trends: Going down a group, ionization energy decreases (atomic size and shielding increase). In Group 1: Li > Na > K > Rb > Cs. Moving across a period left to right, ionization energy increases (shells unchanged, effective nuclear charge increases). Noble gases have the highest values in a period and alkali metals the lowest.
فرسٹ آئنائزیشن انرجی (ΔHi1) وہ انرجی ہے جو گیسی حالت میں ایک مول ایٹمز میں سے ہر ایٹم سے ایک الیکٹران نکال کر ایک مول گیسی 1+ آئن بنانے کے لیے درکار ہو۔
Na(g) → Na+(g) + e− ΔHi1 = 494 kJ mol−1
Ca(g) → Ca+(g) + e− ΔHi1 = 590 kJ mol−1
Ca+(g) → Ca2+(g) + e− ΔHi2 = 1150 kJ mol−1
Ca2+(g) → Ca3+(g) + e− ΔHi3 = 4940 kJ mol−1
کسی عنصر کی آئنائزیشن انرجیز اس کے ایٹمی نمبر کے برابر ہو سکتی ہیں۔ اثر انداز عوامل:
پیریڈک رجحانات: گروپ میں نیچے آئنائزیشن انرجی کم ہوتی ہے (سائز اور شیلڈنگ بڑھتی ہے) — گروپ 1: Li > Na > K > Rb > Cs۔ پیریڈ میں بائیں سے دائیں بڑھتی ہے (شیل وہی، مؤثر نیوکلیئر چارج بڑھتا ہے)۔ نوبل گیسوں کی سب سے زیادہ اور الکلی میٹلز کی سب سے کم ہوتی ہے۔
First electron affinity (ΔHoea1) is the enthalpy change when 1 mole of electrons is added to 1 mole of gaseous atoms to form 1 mole of gaseous uni-negative ions under standard conditions.
Cl(g) + e− → Cl−(g) ΔHoea1 = −348.8 kJ mol−1. Energy is released, so the first electron affinity carries a negative sign.
Second electron affinity (ΔHoea2) is the energy required to add electrons to 1 mole of uni-negative gaseous ions to form 1 mole of gaseous −2 ions. For oxygen, the first addition releases energy (ΔHoea1 = −142 kJ mol−1), but adding a second electron to the negative O− ion needs 844 kJ mol−1 because the negatively charged ion repels the incoming electron: O−(g) + e− → O2−(g), ΔHoea2 = +844 kJ mol−1.
Factors affecting electron affinity: (i) Size of atom — smaller atom → stronger nuclear attraction for the incoming electron → greater electron affinity. (ii) Nuclear charge — greater nuclear charge → stronger attraction → greater electron affinity. (iii) Electronic configuration — electron affinity is low when the electron is added to a half-filled subshell rather than a partially filled one. The values for nitrogen and phosphorus (group 15) are very low because of their half-filled “np” subshells in the valence shell (N = 2s2 2p3, P = 3s2 3p3); these very stable half-filled p-subshells have very little tendency to accept an extra electron.
Periodic trends: As atomic size increases down a group, the incoming electron feels less attraction, so electron affinity generally decreases down the group — observed in halogens (At < I < Br < Cl < F). Electron affinities become more negative as we move left to right in a period, firstly due to increased nuclear charge and secondly due to decreasing atomic radius. Book Table 1.1 (kJ mol−1): Group 17 — F −328.0, Cl −349.0, Br −324.0, I −295.0, At −270.1; Group 1 — Li −60.0, Na −53.0, K −48.0, Rb −47.0, Cs −46.0.
فرسٹ الیکٹران ایفنیٹی (ΔHoea1) وہ اینتھالپی تبدیلی ہے جب معیاری حالات میں 1 مول الیکٹرانز 1 مول گیسی ایٹمز میں شامل ہو کر 1 مول گیسی منفی آئن بناتے ہیں۔
Cl(g) + e− → Cl−(g) ΔHoea1 = −348.8 kJ mol−1۔ انرجی خارج ہوتی ہے اس لیے فرسٹ الیکٹران ایفنیٹی کا نشان منفی ہوتا ہے۔
سیکنڈ الیکٹران ایفنیٹی وہ انرجی ہے جو 1 مول منفی گیسی آئن میں الیکٹران شامل کر کے 1 مول −2 آئن بنانے کے لیے درکار ہو۔ آکسیجن میں پہلا الیکٹران انرجی خارج کرتا ہے (−142 kJ mol−1) مگر منفی O− میں دوسرا الیکٹران ڈالنے کے لیے 844 kJ mol−1 چاہیے کیونکہ منفی آئن آنے والے الیکٹران کو دفع کرتا ہے۔
اثر انداز عوامل: (i) ایٹم کا سائز — چھوٹا ایٹم → آنے والے الیکٹران پر نیوکلیس کی کشش مضبوط → الیکٹران ایفنیٹی زیادہ۔ (ii) نیوکلیئر چارج — چارج زیادہ → کشش مضبوط → ایفنیٹی زیادہ۔ (iii) الیکٹرانک کنفیگریشن — ہاف فلڈ سب شیل میں الیکٹران شامل کرنے پر ایفنیٹی کم ہوتی ہے۔ نائٹروجن و فاسفورس (گروپ 15) کی قدریں بہت کم ہیں کیونکہ ان کا np سب شیل ہاف فلڈ مستحکم ہے (N = 2s2 2p3, P = 3s2 3p3)۔
پیریڈک رجحانات: گروپ میں نیچے الیکٹران ایفنیٹی عام طور پر کم ہوتی ہے (سائز بڑھنے سے کشش کم) — ہیلوجنز میں At < I < Br < Cl < F۔ پیریڈ میں بائیں سے دائیں زیادہ منفی ہوتی ہے (نیوکلیئر چارج بڑھتا ہے، رداس گھٹتا ہے)۔ کتاب کی جدول 1.1: گروپ 17 — F −328.0، Cl −349.0، Br −324.0، I −295.0، At −270.1؛ گروپ 1 — Li −60.0، Na −53.0، K −48.0، Rb −47.0، Cs −46.0 kJ mol−1۔
Electronegativity is the power of an atom to attract the shared pair of electrons toward itself in a molecule. Linus Pauling developed a scale of dimensionless electronegativity values. On this scale, alkali metals have minimum electronegativity (0.8) and halogens have maximum values (F = 4.0).
Factors affecting electronegativity: (i) Atomic size — a larger atomic size gives a lower electronegativity, because electrons far from the nucleus feel a weaker force of attraction. (ii) Effective nuclear charge — a higher effective nuclear charge gives a greater electronegativity, because increased nuclear charge attracts bonded electrons more strongly. This is why electronegativity increases across a period from left to right: Li in period 2 is 1.0 and F is 4.0.
Periodic trends: Moving left to right along a period, electronegativity increases (increasing nuclear charge, decreasing size). In groups it decreases from top to bottom (increasing size and shielding). For example, in the halogen group, electronegativity decreases from fluorine (4.0) to iodine (2.5).
Normally, metals on the left side of the table have lower electronegativity values than nonmetals. Hence, metals are electropositive and nonmetals are electronegative, relatively.
📌 Did You Know (کتاب کا note): Linus Pauling is the only person to have received two unshared Nobel Prizes — one for chemistry in 1954 for his work on the nature of the chemical bond, and one for peace in 1962 for his opposition to weapons of mass destruction.
الیکٹرونیگیٹیویٹی کسی ایٹم کی وہ طاقت ہے جس سے وہ مالیکیول میں مشترکہ الیکٹران جوڑے کو اپنی طرف کھینچتا ہے۔ لائنس پالنگ نے اس کی ایک اسکیل بنائی جس میں الکلی میٹلز کی کم سے کم (0.8) اور ہیلوجنز کی زیادہ سے زیادہ قدریں ہیں (F = 4.0)۔
اثر انداز عوامل: (i) ایٹمی سائز — سائز بڑا → الیکٹرونیگیٹیویٹی کم، کیونکہ نیوکلیس سے دور الیکٹرانز پر کشش کمزور ہوتی ہے۔ (ii) مؤثر نیوکلیئر چارج — چارج زیادہ → الیکٹرونیگیٹیویٹی زیادہ، کیونکہ بانڈڈ الیکٹرانز زیادہ مضبوطی سے کھنچتے ہیں۔ اسی لیے پیریڈ میں بائیں سے دائیں بڑھتی ہے: پیریڈ 2 میں Li = 1.0 اور F = 4.0۔
پیریڈک رجحانات: پیریڈ میں بائیں سے دائیں الیکٹرونیگیٹیویٹی بڑھتی ہے (نیوکلیئر چارج بڑھتا ہے، سائز گھٹتا ہے)۔ گروپس میں اوپر سے نیچے کم ہوتی ہے (سائز اور شیلڈنگ بڑھتی ہے)۔ مثلاً ہیلوجن گروپ میں فلورین (4.0) سے آئیوڈین (2.5) تک کم ہوتی ہے۔
عام طور پر ٹیبل کے بائیں طرف کی دھاتوں کی الیکٹرونیگیٹیویٹی غیر دھاتوں سے کم ہوتی ہے۔ اس لیے دھاتیں الیکٹروپازیٹو اور غیر دھاتیں نسبتاً الیکٹرونیگیٹو کہلاتی ہیں۔
📌 کیا آپ جانتے ہیں؟ (کتاب کا نوٹ): لائنس پالنگ واحد شخص ہیں جنہیں دو غیر مشترکہ نوبل انعامات ملے — 1954 میں کیمسٹری (کیمیائی بانڈ کی نوعیت پر کام) اور 1962 میں امن (تباہی کے ہتھیاروں کی مخالفت) کے لیے۔
The metallic character of elements is typically their tendency to lose electrons. Elements on the left side of the table have a greater tendency to lose their outermost electrons to achieve noble gas configuration. Elements on the right side tend to gain electrons. So the metallic character of an element depends largely on its valence shell electronic configuration.
Consequently, metallic character decreases across a period from left to right: increasing nuclear charge pulls the electron cloud closer to the nucleus, making it more difficult to lose electrons; also, across the period the nuclear charge increases while atomic size decreases, strengthening attraction to valence electrons. Contrarily, metallic character increases down a group because atomic size and shielding increase, reducing nuclear attraction on valence electrons. The increase in metallic character (ease of losing electrons) makes the element more reactive — hence cesium is far more reactive and electropositive than sodium or lithium.
میٹالک کریکٹر عناصر کی الیکٹران کھونے کی صلاحیت ہے۔ ٹیبل کے بائیں طرف کے عناصر اپنے بیرونی الیکٹران آسانی سے کھو کر نوبل گیس کنفیگریشن حاصل کرنا چاہتے ہیں، جبکہ دائیں طرف کے عناصر الیکٹران حاصل کرنا چاہتے ہیں۔ اس لیے میٹالک کریکٹر کا انحصار زیادہ تر ویلنس شیل کی الیکٹرانک کنفیگریشن پر ہے۔
نتیجتاً پیریڈ میں بائیں سے دائیں میٹالک کریکٹر کم ہوتا ہے: نیوکلیئر چارج بڑھنے سے الیکٹران بادل نیوکلیس کے قریب آ جاتا ہے اور الیکٹران کھونا مشکل ہو جاتا ہے۔ اس کے برعکس گروپ میں نیچے میٹالک کریکٹر بڑھتا ہے کیونکہ سائز اور شیلڈنگ بڑھنے سے ویلنس الیکٹرانز پر نیوکلیس کی کشش کم ہو جاتی ہے۔ الیکٹران کھونے کی آسانی ہی ری ایکٹیویٹی بڑھاتی ہے — اس لیے سیزیم سوڈیم یا لیتھیم سے کہیں زیادہ ری ایکٹو اور الیکٹروپازیٹو ہے۔
1.8.1 With Water: Sodium is more reactive than magnesium towards water. Na reacts vigorously with water to form sodium hydroxide and hydrogen, while Mg reacts more slowly to form magnesium hydroxide and hydrogen. However, magnesium reacts with steam more vigorously to make magnesium oxide and hydrogen gas.
2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
Mg(s) + 2H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g)
Mg(s) + 2H2O(g) → MgO(s) + 2H2(g)
1.8.2 With Oxygen: Sodium burns in oxygen with a golden yellow flame to produce a white solid mixture of sodium oxide and sodium peroxide. Sodium is kept under kerosene oil to prevent its reaction with air. It reacts vigorously with oxygen in open air to form peroxide: 2Na(s) + O2(g) → Na2O2(s). Under special conditions like limited O2 or high temperature, sodium oxide is formed: 4Na(s) + O2(g) → 2Na2O(s). Magnesium burns in oxygen with an intense white flame to give white solid magnesium oxide: 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s).
1.8.3 With Chlorine: Chlorine reacts with both metals to give soluble salts. It reacts exothermically with sodium, with a golden yellow flame, to give white solid sodium chloride; magnesium also reacts with chlorine to give white solid magnesium chloride.
2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)
Mg(s) + Cl2(g) → MgCl2(s)
۱.۸.۱ پانی کے ساتھ: سوڈیم پانی کے ساتھ میگنیشیم سے زیادہ ری ایکٹو ہے۔ Na پانی سے زوردار ری ایکشن کر کے سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ اور ہائیڈروجن بناتا ہے، جبکہ Mg آہستہ ری ایکشن کر کے میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ اور ہائیڈروجن بناتا ہے۔ البتہ بھاپ کے ساتھ میگنیشیم زیادہ زور سے ری ایکشن کر کے میگنیشیم آکسائیڈ اور ہائیڈروجن گیس بناتا ہے۔
2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)
Mg(s) + 2H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g)
Mg(s) + 2H2O(g) → MgO(s) + 2H2(g)
۱.۸.۲ آکسیجن کے ساتھ: سوڈیم آکسیجن میں سنہری پیلے شعلے کے ساتھ جل کر سوڈیم آکسائیڈ اور سوڈیم پر آکسائیڈ کا سفید ٹھوس آمیزہ بناتا ہے۔ سوڈیم کو ہوا سے بچانے کے لیے مٹی کے تیل میں رکھا جاتا ہے۔ کھلی ہوا میں یہ آکسیجن سے زوردار ری ایکشن کر کے پر آکسائیڈ بناتا ہے: 2Na + O2 → Na2O2۔ محدود O2 یا زیادہ درجہ حرارت جیسی خاص شرائط میں سوڈیم آکسائیڈ بنتا ہے: 4Na + O2 → 2Na2O۔ میگنیشیم آکسیجن میں تیز سفید شعلے کے ساتھ جل کر سفید ٹھوس میگنیشیم آکسائیڈ دیتا ہے: 2Mg + O2 → 2MgO۔
۱.۸.۳ کلورین کے ساتھ: کلورین دونوں دھاتوں سے مل کر حل پذیر نمک بناتی ہے۔ سوڈیم سے ایکزوتھرمک ری ایکشن میں سنہری پیلے شعلے کے ساتھ سفید ٹھوس سوڈیم کلورائیڈ بنتا ہے؛ میگنیشیم سے بھی سفید ٹھوس میگنیشیم کلورائیڈ بنتا ہے۔
2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)
Mg(s) + Cl2(g) → MgCl2(s)
1.9 Trends in bonding: Oxides of groups 1, 2 and 3 (e.g. Na2O) have more ionic character — they exist as giant ionic lattices with strong electrostatic forces between oppositely charged ions. Oxides of groups 4, 5, 6 and 7 (e.g. SO2) are more covalent — they exist as covalent molecules with weak intermolecular forces. This transition is a result of increasing electronegativity and decreasing ionic character. Similarly, chlorides of groups 1, 2 and 3 (e.g. NaCl) are predominantly ionic, while chlorides of groups 4, 5, 6 and 7 (e.g. PCl3) are covalent; covalent character increases due to decrease in electronegativity difference between the halogen and the other atom.
1.9.1 Classification of oxides: Oxides are binary compounds formed by the reaction of oxygen with other elements, classified as neutral, amphoteric, basic or acidic by their characteristics.
۱.۹ بانڈنگ میں رجحان: گروپ 1، 2 اور 3 کے آکسائیڈز (مثلاً Na2O) زیادہ آئنک ہوتے ہیں — یہ مخالف چارج والے آئنز کے درمیان مضبوط الیکٹروسٹیٹک قوتوں کے ساتھ بڑے آئنک لیٹس ہوتے ہیں۔ گروپ 4، 5، 6 اور 7 کے آکسائیڈز (مثلاً SO2) زیادہ کوویلنٹ ہوتے ہیں — یہ کمزور انٹرمالیکیولر قوتوں والے کوویلنٹ مالیکیولز ہوتے ہیں۔ یہ تبدیلی الیکٹرونیگیٹیویٹی بڑھنے اور آئنک کریکٹر گھٹنے کا نتیجہ ہے۔ اسی طرح گروپ 1، 2 اور 3 کے کلورائیڈز (مثلاً NaCl) زیادہ تر آئنک اور گروپ 4–7 کے کلورائیڈز (مثلاً PCl3) کوویلنٹ ہوتے ہیں؛ ہیلوجن اور دوسرے ایٹم کے درمیان الیکٹرونیگیٹیویٹی کا فرق کم ہونے سے کوویلنٹ کریکٹر بڑھتا ہے۔
۱.۹.۱ آکسائیڈز کی درجہ بندی: آکسائیڈز آکسیجن کے دوسرے عناصر سے ری ایکشن سے بننے والے بائنری مرکبات ہیں، جنہیں ان کی خصوصیات کے لحاظ سے نیوٹرل، ایمفوٹیرک، بیسک یا ایسڈک میں تقسیم کیا جاتا ہے۔
1.9.2 Classification of chlorides: Chlorine forms compounds with other elements known as chlorides. These show characteristic behaviour when added to water, resulting in solutions that can be acidic or neutral.
1.10 Variation in oxidation number in oxides and chlorides: The oxidation number of an atom is the formal charge on that atom in a molecule or ion (also called oxidation state). In ionic compounds, an atom's oxidation number is the charge it appears to have. The oxidation number of an element of the 3rd period in its oxide or chloride corresponds to the number of electrons used for bonding and is always positive, because oxygen and chlorine are more electronegative than any of these elements. It matches the group number, reflecting the total number of valence electrons.
Book Table 1.2 — oxides: Na in Na2O +1, Mg in MgO +2, Al in Al2O3 +3, Si in SiO2 +4, P in P4O10/P2O5 +5/+3, S in SO3 +6, S in SO2 +4; chlorides: Na in NaCl +1, Mg in MgCl2 +2, Al in AlCl3 +3, Si in SiCl4 +4, P in PCl5 +5, P in PCl3 +3, S in SCl2 +2. In oxides the oxidation number increases from +1 in Na to +6 in S; in chlorides it increases from +1 in Na to +5 in P. Phosphorus and sulfur exhibit several oxidation numbers because they can expand their octet by exciting electrons into empty 3d orbitals — for instance, in SO2 sulfur has +4 because only four electrons are used for bonding, while in SO3 sulfur has +6 because all six electrons are used for bonding.
۱.۹.۲ کلورائیڈز کی درجہ بندی: کلورین دوسرے عناصر سے مل کر کلورائیڈز بناتی ہے۔ پانی میں ڈالنے پر ان کا برتاؤ خاص ہوتا ہے اور محلول ایسڈک یا نیوٹرل ہو سکتا ہے۔
۱.۱۰ آکسائیڈز اور کلورائیڈز میں آکسیڈیشن نمبر کی تبدیلی: کسی ایٹم کا آکسیڈیشن نمبر مالیکیول یا آئن میں اس پر فرضی چارج ہے (آکسیڈیشن سٹیٹ بھی کہلاتا ہے)۔ آئنک مرکبات میں یہ وہ چارج ہے جو ایٹم پر نظر آتا ہے۔ تیسرے پیریڈ کے عنصر کا اپنے آکسائیڈ یا کلورائیڈ میں آکسیڈیشن نمبر بانڈنگ کے لیے استعمال ہونے والے الیکٹرانز کی تعداد کے برابر اور ہمیشہ مثبت ہوتا ہے، کیونکہ آکسیجن اور کلورین ان عناصر سے زیادہ الیکٹرونیگیٹو ہیں۔ یہ گروپ نمبر سے ملتا ہے جو ویلنس الیکٹرانز کی کل تعداد ظاہر کرتا ہے۔
کتاب کی جدول 1.2 — آکسائیڈز: Na +1، Mg +2، Al +3، Si +4، P +5/+3، S (SO3) +6، S (SO2) +4؛ کلورائیڈز: Na +1، Mg +2، Al +3، Si +4، P (PCl5) +5، P (PCl3) +3، S (SCl2) +2۔ آکسائیڈز میں Na کے +1 سے S کے +6 تک اور کلورائیڈز میں Na کے +1 سے P کے +5 تک بڑھتا ہے۔ فاسفورس اور سلفر کئی آکسیڈیشن نمبر دکھاتے ہیں کیونکہ وہ الیکٹرانز کو خالی 3d آربٹلز میں بھیج کر اپنا آکٹیٹ بڑھا سکتے ہیں — مثلاً SO2 میں سلفر +4 (صرف چار الیکٹران بانڈنگ میں) اور SO3 میں +6 (چھوں الیکٹران بانڈنگ میں)۔
یہ exercise کتاب کے printed pages 17–19 سے لی گئی ہے — تمام سوال کتاب کے اپنے ہیں, جواب کے ساتھ. Note: printed exercise میں Multiple Choice (Q.1), Short Answer (Q.2) اور Descriptive (Q.3–Q.6) ہیں; pages 17–19 پر کوئی الگ “inquisitive” section موجود نہیں, اس لیے کوئی inquisitive سوال invent نہیں کیا گیا.
Q.1 Four choices are given for each question. Select the correct choice.
I. Which scientist first time observed the periodicity in the elements?
Answer: (a) J. Newlands — In 1864 Newlands, arranging the 62 known elements in increasing order of atomic masses, first observed that every eighth element resembled the first in properties. 1864 میں نیولینڈز نے 62 معلوم عناصر کو ایٹمی ماس کی ترتیب میں رکھ کر سب سے پہلے پیریڈیسٹی دیکھی کہ ہر آٹھواں عنصر پہلے جیسا تھا۔
II. Recognize the element if it has 3 electron shells, belongs to “s” block and has 2 electrons in its outer most shell.
Answer: (c) Magnesium — 3 shells = period 3; s-block with 2 outer electrons = group 2; period 3, group 2 is magnesium (2, 8, 2). Calcium is period 4, sodium and potassium have only 1 outer electron. 3 شیلز یعنی پیریڈ 3، اور s بلاک میں 2 بیرونی الیکٹران یعنی گروپ 2 — یہ میگنیشیم ہے (2، 8، 2)۔
III. Which one do you think is correct about metallic character?
Answer: (b) It increases from top to bottom in a group. — Down a group, size and shielding increase, so losing electrons gets easier; across a period metallic character decreases from left to right. گروپ میں نیچے سائز اور شیلڈنگ بڑھنے سے الیکٹران کھونا آسان ہوتا ہے، اس لیے میٹالک کریکٹر بڑھتا ہے؛ پیریڈ میں بائیں سے دائیں کم ہوتا ہے۔
IV. Which property increases as you go down a group in the periodic table?
Answer: (a) Atomic radius — Down a group new shells are added, so the atom gets larger; electron affinity, electronegativity and ionization energy all generally decrease down a group. گروپ میں نیچے نئے شیلز شامل ہونے سے ایٹم بڑا ہوتا ہے؛ باقی تینوں خصوصیات عام طور پر نیچے کم ہوتی ہیں۔
V. Which set of the following conditions results in higher ionization energy?
Answer: (a) Smaller atom and greater nuclear charge. — A small atom holds its outer electrons close, and a greater nuclear charge pulls them harder, so removing an electron needs more energy. چھوٹے ایٹم میں بیرونی الیکٹران قریب ہوتے ہیں اور زیادہ نیوکلیئر چارج انہیں مضبوطی سے کھینچتا ہے، اس لیے الیکٹران نکالنے میں زیادہ انرجی لگتی ہے۔
VI. Which of the following atoms show more than one (variable) oxidation states?
Answer: (d) Phosphorous — Book Table 1.2 gives phosphorus +5 (PCl5) and +3 (PCl3), while Na is +1, Mg +2 and Al +3 only; phosphorus can expand its octet into empty 3d orbitals. کتاب کی جدول کے مطابق فاسفورس +5 اور +3 دونوں دکھاتا ہے جبکہ سوڈیم +1، میگنیشیم +2 اور ایلومینیم +3 ہی رہتے ہیں۔
VII. Which is the correct general trend in the variation of electron affinity in a group?
Answer: (a) It becomes less negative from top to bottom. — Down a group the atom gets bigger, so the incoming electron feels less nuclear attraction; e.g. halogens F −328 → At −270 kJ mol−1. گروپ میں نیچے ایٹم بڑا ہونے سے آنے والے الیکٹران پر کشش کم ہو جاتی ہے، مثلاً ہیلوجنز میں F −328 سے At −270 kJ mol−1 تک۔
VIII. What is the oxidation state of sulfur in the sulfate ion (SO42−)?
Answer: (c) +6 — Note: the book's own table gives sulfur +6 in SO3 but has no dedicated passage for the sulfate ion itself; this answer uses the chapter's own oxidation-number rule: oxygen is −2 each (4 × −2 = −8), and the ion total is −2, so sulfur must be +6 (−8 + 6 = −2). کتاب میں سلفیٹ آئن کا الگ ذکر نہیں، مگر باب کے اصول سے: آکسیجن −2 فی ایٹم (کل −8) اور آئن کا کل چارج −2 ہے، اس لیے سلفر +6 ہوگا۔
IX. Which is the correct trend in variation of electronegativity along a period of the periodic table?
Answer: (b) It increases from left to right across a period. — Nuclear charge increases and size decreases across a period, so attraction for shared electrons grows (e.g. period 2: Li 1.0 → F 4.0). پیریڈ میں بائیں سے دائیں نیوکلیئر چارج بڑھتا اور سائز گھٹتا ہے، اس لیے مشترکہ الیکٹرانز کی کشش بڑھتی ہے (پیریڈ 2: Li 1.0 سے F 4.0 تک)۔
X. The atomic radius generally……… across a period in the periodic table.
Answer: (b) Decreases — Across a period, increasing nuclear charge pulls the electron cloud closer to the nucleus. پیریڈ میں بائیں سے دائیں نیوکلیئر چارج بڑھنے سے الیکٹران بادل نیوکلیس کی طرف کھنچ جاتا ہے، اس لیے رداس کم ہوتا ہے۔
XI. Which one of the following elements has the highest ionization energy?
Answer: (d) Argon (Ar) — Noble gases have the highest ionization energies in their periods because of their highly stable fully-filled shells (ns2 np6); Na, Mg and Al are all before argon in period 3. نوبل گیسوں کی اپنے پیریڈ میں سب سے زیادہ آئنائزیشن انرجی ہوتی ہے کیونکہ ان کا شیل مکمل اور بہت مستحکم ہوتا ہے؛ سوڈیم، میگنیشیم اور ایلومینیم پیریڈ 3 میں آرگان سے پہلے ہیں۔
Q.2 Attempt the following short-answer questions:
First ionization energy (ΔHi1) is the energy needed to remove one electron from each atom in one mole of atoms of the element in the gaseous state to form one mole of gaseous 1+ ions. Example: Na(g) → Na+(g) + e−, ΔHi1 = 494 kJ mol−1 (book also gives Ca: 590 kJ mol−1). فرسٹ آئنائزیشن انرجی وہ انرجی ہے جو گیسی حالت میں ایک مول ایٹمز سے ہر ایٹم سے ایک الیکٹران نکال کر ایک مول 1+ آئن بنانے کے لیے درکار ہو، مثلاً سوڈیم کے لیے 494 kJ mol−1۔
Phosphorus has the stable half-filled configuration 3s2 3p3, while sulfur is 3s2 3p4 — its fourth p electron is spin-paired in an already occupied orbital, and spin-pair repulsion makes it easier to remove. Note: the book's explicit worked comparison is nitrogen vs oxygen (N 1403, O 1365 kJ mol−1, same half-filled vs paired reasoning); the sulfur/phosphorus case follows the chapter's own half-filled-stability and spin-pair-repulsion mechanisms. فاسفورس کی 3p3 ہاف فلڈ ترتیب مستحکم ہے جبکہ سلفر میں چوتھا p الیکٹران جوڑے میں ہے اور اسپن پیئر ریپلشن سے آسانی سے نکل جاتا ہے؛ کتاب میں یہی دلیل نائٹروجن و آکسیجن کی مثال سے دی گئی ہے۔
Because their valence electrons are in the “p” subshell — elements are classified into blocks by the subshell containing their valence electrons, and groups 13 to 18 (including the inert gases) belong to the p-block. کیونکہ ان کے ویلنس الیکٹران “p” سب شیل میں ہوتے ہیں؛ بلاک کی درجہ بندی ویلنس الیکٹران والے سب شیل سے ہوتی ہے اور گروپ 13 تا 18 p بلاک ہیں۔
The book lists two factors: (i) atomic size — a larger atomic size gives a lower electronegativity, because electrons far from the nucleus feel a weaker attraction; (ii) effective nuclear charge — a higher effective nuclear charge gives a greater electronegativity, because increased nuclear charge attracts bonded electrons more strongly. کتاب میں دو عوامل ہیں: (i) ایٹمی سائز — بڑا سائز، کم الیکٹرونیگیٹیویٹی؛ (ii) مؤثر نیوکلیئر چارج — زیادہ چارج، زیادہ الیکٹرونیگیٹیویٹی۔
Down Group 1, atomic size increases and shielding by inner electrons increases, so the single outer electron is held less tightly and ionization energy decreases (Li > Na > K > Rb > Cs). Losing that electron — the basis of alkali-metal reactivity and metallic character — therefore gets easier, so reactivity increases; the book notes cesium is far more reactive and electropositive than sodium or lithium. گروپ 1 میں نیچے سائز اور شیلڈنگ بڑھنے سے واحد بیرونی الیکٹران ڈھیلا ہو جاتا ہے اور آئنائزیشن انرجی کم ہوتی ہے، اس لیے الیکٹران کھونا اور ری ایکٹیویٹی بڑھتی ہے؛ سیزیم سوڈیم و لیتھیم سے کہیں زیادہ ری ایکٹو ہے۔
The oxidation number of a 3rd-period element in its oxide or chloride corresponds to the number of electrons used for bonding and matches its group number. Elements like Na, Mg and Al use only their valence electrons, so they show one fixed number (+1, +2, +3). Phosphorus and sulfur can expand their octet by exciting electrons into empty 3d orbitals, so they use different numbers of electrons for bonding — e.g. P +5/+3, S +6 in SO3 but +4 in SO2. سوڈیم، میگنیشیم اور ایلومینیم صرف ویلنس الیکٹران استعمال کرتے ہیں اس لیے ان کا نمبر ایک ہی رہتا ہے، جبکہ فاسفورس و سلفر الیکٹرانز کو خالی 3d آربٹلز میں بھیج کر آکٹیٹ بڑھا سکتے ہیں، اس لیے ان کے کئی نمبر ہوتے ہیں۔
Antimony (Sb). Note: the book does not name this element in a dedicated passage; it is identified by the chapter's own rules — period 5 means 5 electron shells, group 15 means 5 valence electrons (5s2 5p3), which is the group-15 element of period 5, antimony (atomic number 51). کتاب میں اس عنصر کا نام الگ سے نہیں دیا گیا؛ باب کے اصول سے: پیریڈ 5 یعنی 5 شیلز اور گروپ 15 یعنی 5 ویلنس الیکٹران (5s2 5p3) — یہ پیریڈ 5 کا گروپ 15 عنصر اینٹیمنی (Sb) ہے۔
Oxides of groups 1, 2 and 3 (e.g. Na2O) have more ionic character and exist as giant ionic lattices, while oxides of groups 4–7 (e.g. SO2, and by the same trend the oxides of N and P) are more covalent molecules. Across a period, electronegativity increases and ionic character decreases, so the left-side oxides (Na, Mg) are far more ionic than the right-side oxides (N, P). گروپ 1–3 کے آکسائیڈز زیادہ آئنک اور بڑے آئنک لیٹس ہوتے ہیں جبکہ گروپ 4–7 کے آکسائیڈز زیادہ کوویلنٹ مالیکیولز ہوتے ہیں؛ پیریڈ میں بائیں سے دائیں الیکٹرونیگیٹیویٹی بڑھنے سے آئنک کریکٹر گھٹتا ہے۔
Sodium has one valence electron and a lower ionization energy (494 kJ mol−1) than the group-2 pattern shown in the book (Ca first ionization energy 590 kJ mol−1); magnesium, with two valence electrons held by a larger effective nuclear charge, likewise holds its electrons more tightly than sodium. Sodium is therefore more metallic and more reactive: it burns in oxygen with a golden yellow flame and reacts vigorously, even in open air to form peroxide, and reacts exothermically with chlorine; magnesium burns with an intense white flame to MgO and also gives MgCl2, but reacts more slowly (e.g. slowly with cold water, vigorously only with steam). The difference is the chapter's metallic-character trend: reactivity falls as ionization energy rises across a period. سوڈیم کا ایک ویلنس الیکٹران اور کم آئنائزیشن انرجی اسے زیادہ میٹالک و ری ایکٹو بناتی ہے — آکسیجن میں سنہری پیلا شعلہ اور کھلی ہوا میں پر آکسائیڈ؛ میگنیشیم کے دو ویلنس الیکٹران مضبوطی سے جکڑے ہوتے ہیں، اس لیے وہ تیز سفید شعلے سے MgO بناتا ہے مگر آہستہ ری ایکشن کرتا ہے۔
Helium has the complete, highly stable 1s2 shell in a very small atom, so its single shell's electrons are held extremely tightly — noble gases have the highest ionization energies in their periods. Lithium's outer electron is in the 2nd shell, farther from the nucleus and shielded by the inner 1s2 electrons, so despite the +3 nuclear charge it is much easier to remove. Size, shielding and the complete-shell stability — the chapter's own factors — outweigh the bare nuclear charge here. ہیلیم کا 1s2 شیل مکمل اور بہت چھوٹے ایٹم میں سخت جکڑا ہوا ہے، اس لیے اس کی آئنائزیشن انرجی سب سے زیادہ ہے؛ لیتھیم کا بیرونی الیکٹران دوسرے شیل میں دور اور اندرونی شیل سے شیلڈڈ ہے، اس لیے +3 چارج کے باوجود آسانی سے نکل جاتا ہے۔
Beryllium is 1s2 2s2 — its outer subshell is completely filled and therefore extra stable, so removing an electron costs more energy. Boron is 1s2 2s2 2p1 — its single 2p electron is in a higher-energy, partially filled subshell and is easier to remove. This is the book's own Quick Check 1.4(i) case: the fully-filled-subshell stability outweighs boron's larger nuclear charge. بیریلیم 2s2 مکمل فلڈ اور بہت مستحکم ہے اس لیے الیکٹران نکالنا مشکل ہے، جبکہ بوران کا اکیلا 2p1 الیکٹران آسانی سے نکل جاتا ہے؛ یہ کتاب کے کوئیک چیک 1.4 کی مثال ہے۔
All five are isoelectronic: each has 10 electrons with the configuration 1s2 2s2 2p6 (the neon configuration). Increasing order of size: Al3+ < Mg2+ < Na+ < Ne < F−. Reason (chapter's mechanism): with the same number of electrons, a larger nuclear charge pulls the electron cloud in more tightly — Al3+ (charge +13) is smallest, F− (charge +9, with extra electron repulsion) is largest; Ne (charge +10, neutral) sits between Na+ and F−. Book values supporting the cation part: Al3+ 50, Mg2+ 65, Na+ 95, F− 136 pm. Note: the book's figure does not give a neon radius, so Ne's position between Na+ and F− is deduced from the nuclear-charge mechanism, not quoted from the book. پانچوں آئسو الیکٹرانک ہیں — سب کے 10 الیکٹران اور کنفیگریشن 1s2 2s2 2p6 ہے۔ بڑھتی ترتیب: Al3+ < Mg2+ < Na+ < Ne < F− — جتنا نیوکلیئر چارج زیادہ، بادل اتنا ہی سکڑا ہوا۔ نیون کا رداس کتاب میں نہیں دیا گیا، اس کی جگہ نیوکلیئر چارج کے اصول سے نکالی گئی ہے۔
(i) NaCl — neutral; MgCl2 — neutral; PCl5 — acidic. (ii) NaCl and MgCl2 are group 1 and 2 chlorides: they do not react with water but simply dissolve, giving hydrated ions (hydration) — NaCl gives a solution of pH 7 and MgCl2 of pH 6.5, i.e. close to neutral, and the book classifies group 1 and 2 chlorides as neutral. PCl5 is a period-3 chloride beyond aluminium: like SiCl4 and PCl3 in the book, it undergoes hydrolysis with water, producing acid (HCl and phosphoric acid), so its solution is acidic (pH < 7). No chloride in the book's classification is “basic” — basic behaviour belongs to the oxides/hydroxides, not the chlorides. NaCl اور MgCl2 گروپ 1 و 2 کے کلورائیڈز ہیں جو پانی سے ری ایکشن نہیں کرتے بلکہ ہائیڈریشن سے حل ہوتے ہیں (pH 7 اور 6.5 — نیوٹرل)؛ PCl5 ہائیڈرولائسز سے ایسڈ (HCl) بناتا ہے اس لیے ایسڈک ہے۔
Q.3–Q.6 Descriptive questions from the book's exercise (printed p. 19).
With water: 2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g) (vigorous); Mg(s) + 2H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g) (slow); with steam: Mg(s) + 2H2O(g) → MgO(s) + 2H2(g) (vigorous). With oxygen: 2Na(s) + O2(g) → Na2O2(s) (peroxide, golden yellow flame; in open air); 4Na(s) + O2(g) → 2Na2O(s) (limited O2/high temperature); 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) (intense white flame). With chlorine: 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s) (exothermic, golden yellow flame); Mg(s) + Cl2(g) → MgCl2(s). Comparison (metallic character): Sodium is more metallic and more reactive than magnesium in every case. Metallic character is the tendency to lose electrons; Na has one valence electron held loosely (ionization energy 494 kJ mol−1) while Mg has two valence electrons held by a larger effective nuclear charge, so it loses electrons less readily. This is the across-a-period trend: metallic character decreases from left to right, so Na (group 1) is more reactive/metallic than Mg (group 2). سوڈیم ہر صورت میں میگنیشیم سے زیادہ میٹالک و ری ایکٹو ہے کیونکہ اس کا ایک ویلنس الیکٹران ڈھیلا ہے جبکہ میگنیشیم کے دو الیکٹران مضبوطی سے جکڑے ہیں؛ پیریڈ میں بائیں سے دائیں میٹالک کریکٹر کم ہوتا ہے۔
Basic oxides: Group 1 and 2 oxides give alkalis with water — Na2O(s) + H2O(l) → 2NaOH(aq); CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(aq). Acidic oxides: Nonmetal oxides give acids with water — P2O5(s) + H2O(l) → H3PO4(aq); SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq) — and react with bases: SiO2(s) + 2NaOH(aq) → Na2SiO3(aq) + H2O(l); SO2(g) + 2NaOH(aq) → Na2SO3(aq) + H2O(l). Amphoteric oxide: Al2O3 reacts with both — Al2O3(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl3(s) + 3H2O(l) (as a base) and Al2O3(s) + 2NaOH(aq) → 2NaAlO2(s) + H2O(l) (as an acid). Chlorides: Neutral — NaCl(s) → Na+(aq) + Cl−(aq) (pH 7), MgCl2(s) → Mg2+(aq) + 2Cl−(aq) (pH 6.5) — mere hydration, no reaction with water. Acidic — AlCl3(s) + 3H2O(l) → Al(OH)3(s) + 3HCl(aq); SiCl4(l) + 2H2O(l) → SiO2(s) + 4HCl(aq); PCl3(l) + 3H2O(l) → H3PO3(s) + 3HCl(aq) — hydrolysis producing HCl, so pH < 7. The pattern: left of period 3 = ionic/basic/neutral, right = covalent/acidic. بیسک آکسائیڈز پانی سے الکلی، ایسڈک آکسائیڈز ایسڈ دیتے ہیں، Al2O3 دونوں سے ری ایکشن کرتا ہے؛ کلورائیڈز میں NaCl/MgCl2 نیوٹرل (ہائیڈریشن) اور AlCl3/SiCl4/PCl3 ایسڈک (ہائیڈرولائسز سے HCl) ہیں۔
Definition: First electron affinity is the enthalpy change when 1 mole of electrons is added to 1 mole of gaseous atoms to form 1 mole of gaseous uni-negative ions: Cl(g) + e− → Cl−(g), ΔHoea1 = −348.8 kJ mol−1 (negative because energy is released). The second electron affinity is positive (O− + e− → O2−, +844 kJ mol−1) because the negative ion repels the incoming electron. Factors: (i) Size — smaller atom, stronger nuclear attraction for the incoming electron, greater affinity. (ii) Nuclear charge — greater charge, stronger attraction, greater affinity. (iii) Electronic configuration — affinity is low when the electron enters a half-filled subshell; N and P (group 15, np3) have very low values because their half-filled p-subshells are very stable. Trends: Down a group, affinity generally decreases (becomes less negative) as size increases — halogens: F −328, Cl −349, Br −324, I −295, At −270 kJ mol−1 (note Cl is slightly more negative than F — the book's table shows this; the general trend is still less negative down the group); group 1: Li −60 → Cs −46 kJ mol−1. Across a period, affinities become more negative left to right due to increasing nuclear charge and decreasing radius. الیکٹران ایفنیٹی پر سائز، نیوکلیئر چارج اور الیکٹرانک کنفیگریشن اثر ڈالتے ہیں؛ گروپ میں نیچے کم منفی اور پیریڈ میں بائیں سے دائیں زیادہ منفی ہوتی ہے، اور سیکنڈ ایفنیٹی مثبت ہوتی ہے کیونکہ منفی آئن الیکٹران کو دفع کرتا ہے۔
Definition: First ionization energy is the energy needed to remove one electron from each atom in one mole of gaseous atoms to form one mole of gaseous 1+ ions: Na(g) → Na+(g) + e−, ΔHi1 = 494 kJ mol−1. Successive energies rise (Ca: 590, 1150, 4940 kJ mol−1 for 1st, 2nd, 3rd), and an element can have as many as its atomic number. Factors: (i) Nuclear charge — greater effective charge, higher ionization energy. (ii) Size — bigger atom, weaker nucleus–outer-electron attraction, lower ionization energy. (iii) Electronic arrangement — removing an electron from a half-filled or fully-filled subshell costs more: noble gases (ns2 np6) are highest in their periods; nitrogen (half-filled 2p3, 1403 kJ mol−1) exceeds oxygen (1365 kJ mol−1). (iv) Shielding — more inner electrons shield the valence electrons, lowering ionization energy. (v) Spin-pair repulsion — paired electrons in one orbital repel and are easier to remove (Mn, 4s2, lower than expected vs Cr, 4s1). Trends: Down a group, ionization energy decreases (size and shielding increase) — Group 1: Li > Na > K > Rb > Cs. Across a period, it increases (same shells, rising effective nuclear charge) — noble gases highest, alkali metals lowest, with the known dips (B below Be, Al below Mg, O below N) explained by filled/half-filled stability above. آئنائزیشن انرجی پر نیوکلیئر چارج، سائز، الیکٹرانک ترتیب، شیلڈنگ اور اسپن پیئر ریپلشن اثر ڈالتے ہیں؛ گروپ میں نیچے کم اور پیریڈ میں بائیں سے دائیں زیادہ ہوتی ہے، نوبل گیسوں کی سب سے زیادہ اور الکلی میٹلز کی سب سے کم۔
پانی: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 (زوردار)؛ Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 (آہستہ)؛ بھاپ: Mg + 2H2O → MgO + 2H2 (زوردار)۔ آکسیجن: 2Na + O2 → Na2O2 (سنہری پیلا شعلہ)؛ 4Na + O2 → 2Na2O (محدود آکسیجن/زیادہ درجہ حرارت)؛ 2Mg + O2 → 2MgO (تیز سفید شعلہ)۔ کلورین: 2Na + Cl2 → 2NaCl (ایکزوتھرمک)؛ Mg + Cl2 → MgCl2۔ موازنہ: سوڈیم زیادہ میٹالک و ری ایکٹو ہے کیونکہ اس کا ایک ویلنس الیکٹران ڈھیلا ہے (494 kJ mol−1) جبکہ میگنیشیم کے دو الیکٹران زیادہ مؤثر نیوکلیئر چارج سے جکڑے ہیں؛ پیریڈ میں بائیں سے دائیں میٹالک کریکٹر کم ہوتا ہے، اس لیے گروپ 1 کا سوڈیم گروپ 2 کے میگنیشیم سے زیادہ ری ایکٹو ہے۔
بیسک آکسائیڈز: Na2O + H2O → 2NaOH؛ CaO + H2O → Ca(OH)2۔ ایسڈک آکسائیڈز: P2O5 + H2O → H3PO4؛ SO2 + H2O → H2SO3؛ بیسز سے: SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O؛ SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O۔ ایمفوٹیرک: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O (بیس کی طرح) اور Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (ایسڈ کی طرح)۔ کلورائیڈز: نیوٹرل — NaCl → Na+ + Cl− (pH 7)، MgCl2 → Mg2+ + 2Cl− (pH 6.5)، صرف ہائیڈریشن؛ ایسڈک — AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3HCl؛ SiCl4 + 2H2O → SiO2 + 4HCl؛ PCl3 + 3H2O → H3PO3 + 3HCl (ہائیڈرولائسز، pH < 7)۔ اصول: پیریڈ 3 میں بائیں = آئنک/بیسک/نیوٹرل، دائیں = کوویلنٹ/ایسڈک۔
تعریف: فرسٹ الیکٹران ایفنیٹی وہ اینتھالپی تبدیلی ہے جب 1 مول الیکٹران 1 مول گیسی ایٹمز میں شامل ہو کر 1 مول منفی آئن بنائے: Cl + e− → Cl−، −348.8 kJ mol−1 (منفی کیونکہ انرجی خارج ہوتی ہے)؛ سیکنڈ ایفنیٹی مثبت ہوتی ہے (O− + e− → O2−، +844 kJ mol−1) کیونکہ منفی آئن الیکٹران کو دفع کرتا ہے۔ عوامل: (i) سائز — چھوٹا ایٹم، زیادہ کشش، زیادہ ایفنیٹی؛ (ii) نیوکلیئر چارج — زیادہ چارج، زیادہ ایفنیٹی؛ (iii) الیکٹرانک کنفیگریشن — ہاف فلڈ سب شیل (N, P کا np3) میں الیکٹران لینے کی رغبت بہت کم۔ رجحانات: گروپ میں نیچے کم منفی (ہیلوجنز: F −328، Cl −349، Br −324، I −295، At −270؛ گروپ 1: Li −60 سے Cs −46) اور پیریڈ میں بائیں سے دائیں زیادہ منفی (چارج بڑھتا ہے، سائز گھٹتا ہے)۔
تعریف: فرسٹ آئنائزیشن انرجی وہ انرجی ہے جو گیسی حالت میں ایک مول ایٹمز سے ہر ایٹم سے ایک الیکٹران نکال کر ایک مول 1+ آئن بنانے کے لیے درکار ہو: Na → Na+ + e−، 494 kJ mol−1؛ اگلی انرجیز بڑھتی ہیں (Ca: 590، 1150، 4940 kJ mol−1)۔ عوامل: (i) نیوکلیئر چارج — زیادہ، زیادہ انرجی؛ (ii) سائز — بڑا ایٹم، کم انرجی؛ (iii) الیکٹرانک ترتیب — ہاف فلڈ/مکمل فلڈ سے نکالنا مشکل (نوبل گیسیں سب سے زیادہ؛ نائٹروجن 1403 بمقابلہ آکسیجن 1365 kJ mol−1)؛ (iv) شیلڈنگ — زیادہ شیلڈنگ، کم انرجی؛ (v) اسپن پیئر ریپلشن — جوڑے والے الیکٹران آسانی سے نکلتے ہیں (Mn بمقابلہ Cr)۔ رجحانات: گروپ میں نیچے کم (Li > Na > K > Rb > Cs) اور پیریڈ میں بائیں سے دائیں زیادہ؛ نوبل گیسوں کی سب سے زیادہ اور الکلی میٹلز کی سب سے کم، جبکہ B/Be، Al/Mg اور O/N کی کمیاں فلڈ/ہاف فلڈ استحکام سے سمجھ آتی ہیں۔
Periodic Table and Periodic Properties is the map of all chemistry. History (1.1): Lavoisier's metals/nonmetals, Döbereiner's triads, Newlands' first periodicity (1864), Lothar Meyer's curves, Mendeleev's gaps and predictions (1869), and Moseley's atomic-number table (1913) — the Periodic Law: properties are periodic functions of atomic numbers; 118 elements today. Modern table (1.2): 7 periods, 18 groups, same group = same valence electrons = similar chemistry. Types (1.3): metals lose electrons, nonmetals gain them, metalloids sit on the stair-step line from B to Po (hydrogen is the exception). Blocks (1.4): s = groups 1–2, p = 13–18, d = transition metals, f = lanthanides/actinides. Families (1.5): alkali (1), alkaline earth (2), transition (variable states, coloured compounds), chalcogens (16), halogens (17, need 1 electron), noble gases (18, full shells — yet XePtF6 exists). Position ↔ configuration (1.6): period = shells, group = valence electrons (Mg: period 3, group 2; Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1). Properties (1.7): atomic radius ↓ across, ↑ down; cation < atom < anion; ionization energy ↑ across, ↓ down (noble gases highest, alkali lowest; N > O, Be > B dips explained); electron affinity more negative across, less negative down (Cl −349, halogens down to At −270; 2nd affinity positive); electronegativity ↑ across (Li 1.0 → F 4.0), ↓ down (F 4.0 → I 2.5); metallic character ↓ across, ↑ down (Cs most reactive). Na & Mg (1.8): Na vigorous with water, golden yellow flame, peroxide in air; Mg slow with cold water, vigorous with steam, intense white flame; both give chlorides. Oxides/chlorides (1.9): period 3 goes ionic/basic/neutral (left) to covalent/acidic (right); Al2O3 amphoteric; chlorides neutral by hydration (NaCl pH 7, MgCl2 pH 6.5) or acidic by hydrolysis (AlCl3, SiCl4, PCl3). Oxidation numbers (1.10): match group numbers (Na +1 … S +6/+4, P +5/+3) via empty 3d orbitals.
Revision guidance: رٹ لو — period/group rules, تھے five ionization-energy factors, تھے EA table values for groups 1 and 17, تھے نہ/Mg equations (flame colours included), and تھے oxide/chloride classification with one equation each. Exercise کے MCQs I–XI اور short (a)–(m) کو پہلے خود حل کرو, پھر answers سے ملاؤ.
Topics in this chapter: History · Modern table · Metals/nonmetals/metalloids · Blocks · Families · Configuration · Atomic radius · Ionic radius · Ionization energy · Electron affinity · Electronegativity · Metallic character · Na & Mg reactions · Oxides · Chlorides & oxidation numbers · Exercise
پیریڈک ٹیبل اور پیریڈک خصوصیات پوری کیمسٹری کا نقشہ ہے۔ تاریخ (1.1): لیوازے، ڈوبیرائنر کے ٹرائیڈز، نیولینڈز کی پہلی پیریڈیسٹی (1864)، مائر کے گراف، مینڈیلیف کے خالی خانے و پیش گوئیاں (1869) اور موزلے کا ایٹمی نمبر والا ٹیبل (1913) — آج 118 عناصر۔ جدید ٹیبل (1.2): 7 پیریڈز، 18 گروپس، ایک گروپ یعنی برابر ویلنس الیکٹران یعنی ملتی جلتی کیمسٹری۔ اقسام (1.3): دھاتیں الیکٹران کھوتی ہیں، غیر دھاتیں حاصل کرتی ہیں، میٹلائیڈز B سے Po تک سیڑھی والی لکیر پر ہیں۔ بلاکس (1.4): s = گروپ 1–2، p = 13–18، d = ٹرانزیشن، f = لینتھانائیڈز/ایکٹینائیڈز۔ فیملیز (1.5): الکلی (1)، الکلائن ارتھ (2)، ٹرانزیشن، چیلکوجنز (16)، ہیلوجنز (17)، نوبل گیسیں (18)۔ جگہ ↔ کنفیگریشن (1.6): پیریڈ = شیلز، گروپ = ویلنس الیکٹران۔ خصوصیات (1.7): ایٹمی رداس پیریڈ میں کم، گروپ میں زیادہ؛ کیشن چھوٹا، اینائن بڑا؛ آئنائزیشن انرجی پیریڈ میں زیادہ، گروپ میں کم؛ الیکٹران ایفنیٹی پیریڈ میں زیادہ منفی، گروپ میں کم منفی؛ الیکٹرونیگیٹیویٹی Li 1.0 سے F 4.0 تک؛ میٹالک کریکٹر پیریڈ میں کم، گروپ میں زیادہ۔ Na و Mg (1.8): سوڈیم زوردار، سنہری شعلہ، پر آکسائیڈ؛ میگنیشیم ٹھنڈے پانی سے آہستہ، بھاپ سے زوردار، سفید شعلہ۔ آکسائیڈز/کلورائیڈز (1.9): بائیں = آئنک/بیسک/نیوٹرل، دائیں = کوویلنٹ/ایسڈک؛ Al2O3 ایمفوٹیرک۔ آکسیڈیشن نمبر (1.10): گروپ نمبر کے برابر (Na +1 تا S +6/+4، P +5/+3)۔
نظرثانی کی رہنمائی: پیریڈ/گروپ کے اصول، آئنائزیشن انرجی کے پانچ عوامل، گروپ 1 و 17 کی EA قدریں، Na/Mg کی مساواتیں (شعلوں کے رنگ سمیت) اور آکسائیڈ/کلورائیڈ کی درجہ بندی ہر ایک کی ایک مساوات کے ساتھ رٹ لیں۔ مشق کے MCQs اور مختصر سوالات پہلے خود حل کریں، پھر جوابات سے ملائیں۔
اس باب کے موضوعات: تاریخ · جدید ٹیبل · دھاتیں/غیر دھاتیں · بلاکس · فیملیز · کنفیگریشن · ایٹمی رداس · آئنی رداس · آئنائزیشن انرجی · الیکٹران ایفنیٹی · الیکٹرونیگیٹیویٹی · میٹالک کریکٹر · Na و Mg · آکسائیڈز · کلورائیڈز و آکسیڈیشن نمبر · مشق
Chapter-wise tests, fresh random papers اور instant score کے لیے PunjabTest.com کا میں test section دیکھو:
PunjabTest.com — Complete Guide Book • FSc Part 1 Chemistry, Chapter 1 (New Book, Session 2026–27) • English + Urdu