सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न: हीरे पर आधारित

परिचय: नमस्कार, प्रतियोगी परीक्षा के उम्मीदवारों! आज हम ‘Doubling Down on Diamond’ के सामयिक संकेत का उपयोग करते हुए, भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के महत्वपूर्ण विज्ञान प्रश्नों का अभ्यास करेंगे। यह प्रश्नोत्तरी आपकी सामान्य विज्ञान की समझ को मजबूत करने और परीक्षा में बेहतर प्रदर्शन करने में मदद करेगी। आइए, इन सवालों को हल करके अपनी तैयारी को परखें!

सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)

1. प्रश्न 1: हीरे का उपयोग कांच को काटने के लिए क्यों किया जाता है?
   • (a) क्योंकि यह मुलायम होता है
   • (b) क्योंकि यह बहुत कठोर होता है
   • (c) क्योंकि यह पारदर्शी होता है
   • (d) क्योंकि यह बिजली का सुचालक होता है

   उत्तर: (b)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle):Mohs Hardness Scale

   व्याख्या (Explanation): हीरा Mohs Hardness Scale पर 10 के साथ सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है। इसकी असाधारण कठोरता इसे अन्य सामग्रियों, जैसे कांच, को आसानी से खरोंचने और काटने में सक्षम बनाती है। अन्य विकल्प गलत हैं क्योंकि हीरे की कोमलता, पारदर्शिता या विद्युत चालकता कांच काटने की क्षमता का कारण नहीं है।

   अतः, सही उत्तर (b) है।

2. प्रश्न 2: हीरे में कार्बन परमाणुओं के बीच किस प्रकार का बंध पाया जाता है?
   • (a) आयनिक बंध
   • (b) सहसंयोजक बंध
   • (c) हाइड्रोजन बंध
   • (d) धात्विक बंध

   उत्तर: (b)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): रासायनिक बंध के प्रकार

   व्याख्या (Explanation): हीरे में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से सहसंयोजक बंध (covalent bonds) द्वारा जुड़ा होता है, जो एक त्रि-आयामी (three-dimensional) जाली संरचना बनाते हैं। ये सहसंयोजक बंध बहुत मजबूत होते हैं, जो हीरे की असाधारण कठोरता और उच्च गलनांक का कारण बनते हैं। आयनिक, हाइड्रोजन और धात्विक बंध हीरे की संरचना में नहीं पाए जाते हैं।

   अतः, सही उत्तर (b) है।

3. प्रश्न 3: हीरे का अपवर्तनांक (refractive index) कितना होता है, जो इसके ‘चमक’ के लिए जिम्मेदार है?
   • (a) लगभग 1.5
   • (b) लगभग 2.42
   • (c) लगभग 3.5
   • (d) लगभग 0.9

   उत्तर: (b)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): प्रकाशिकी और अपवर्तन

   व्याख्या (Explanation): हीरे का अपवर्तनांक लगभग 2.42 होता है, जो बहुत अधिक है। उच्च अपवर्तनांक का मतलब है कि प्रकाश हीरे में प्रवेश करते समय और बाहर निकलते समय अधिक मुड़ता है। हीरे में प्रकाश के कई आंतरिक परावर्तन (internal reflections) होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप यह असाधारण रूप से चमकता है, जिसे “ब्रीलियंस” (brilliance) भी कहा जाता है।

   अतः, सही उत्तर (b) है।

4. प्रश्न 4: हीरे के पूर्ण आंतरिक परावर्तन (total internal reflection) के लिए महत्वपूर्ण क्रांतिक कोण (critical angle) का मान क्या है?
   • (a) लगभग 45 डिग्री
   • (b) लगभग 18 डिग्री
   • (c) लगभग 90 डिग्री
   • (d) लगभग 24.4 डिग्री

   उत्तर: (d)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): क्रांतिक कोण और पूर्ण आंतरिक परावर्तन

   व्याख्या (Explanation): हीरे के लिए क्रांतिक कोण लगभग 24.4 डिग्री होता है। जब प्रकाश हीरे के अंदर प्रवेश करता है और हीरे-वायु सीमा पर इस कोण से बड़े कोण पर टकराता है, तो यह पूरी तरह से अंदर परावर्तित हो जाता है। यह पूर्ण आंतरिक परावर्तन हीरे की आंतरिक चमक में योगदान देता है।

   अतः, सही उत्तर (d) है।

5. प्रश्न 5: हीरे का गलनांक (melting point) कितना उच्च होता है?
   • (a) 1000 डिग्री सेल्सियस
   • (b) 2500 डिग्री सेल्सियस
   • (c) 3550 डिग्री सेल्सियस
   • (d) 5000 डिग्री सेल्सियस

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): पदार्थ के गुण

   व्याख्या (Explanation): हीरा बहुत उच्च तापमान पर भी स्थिर रहता है। इसका गलनांक लगभग 3550 डिग्री सेल्सियस (6422 डिग्री फारेनहाइट) है। यह असाधारण रूप से उच्च गलनांक इसके मजबूत सहसंयोजक बंधों के कारण होता है। इससे कम तापमान पर, यह सीधे ग्रेफाइट में ऊर्ध्वपातित (sublime) हो सकता है, विशेष रूप से ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

6. प्रश्न 6: निम्नलिखित में से कौन सी स्थिति हीरे को उसके सामान्य रूप से अपारदर्शी (opaque) स्वरूप से रूपांतरित कर सकती है?
   • (a) दबाव बढ़ाना
   • (b) तापमान कम करना
   • (c) शुद्धता में वृद्धि
   • (d) अशुद्धियों की उपस्थिति

   उत्तर: (d)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): पदार्थ की संरचना और रंग

   व्याख्या (Explanation): जबकि शुद्ध हीरा पारदर्शी होता है, कुछ अशुद्धियों (जैसे नाइट्रोजन या बोरॉन) की उपस्थिति हीरे को रंगीन बना सकती है, जैसे पीला, नीला या हरा। ये अशुद्धियाँ प्रकाश को अवशोषित करती हैं, जिससे हीरा अपारदर्शी या रंगीन दिखाई देता है। दबाव, तापमान या शुद्धता में सामान्य वृद्धि हीरे को अपारदर्शी नहीं बनाती है।

   अतः, सही उत्तर (d) है।

7. प्रश्न 7: हीरे की विद्युत चालकता (electrical conductivity) के संबंध में कौन सा कथन सत्य है?
   • (a) यह एक उत्कृष्ट विद्युत चालक है
   • (b) यह एक अर्धचालक (semiconductor) है
   • (c) यह एक विद्युत रोधी (insulator) है
   • (d) इसकी चालकता तापमान के साथ बढ़ती है

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): विद्युत चुम्बकीय गुण

   व्याख्या (Explanation): शुद्ध हीरा एक उत्कृष्ट विद्युत रोधी (insulator) है। इसके सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन (valence electrons) मजबूत सहसंयोजक बंधों में बंधे होते हैं और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की तरह घूमने के लिए स्वतंत्र नहीं होते हैं। हालांकि, बोरॉन जैसी कुछ अशुद्धियाँ हीरे को अर्धचालक बना सकती हैं, लेकिन सामान्यतः यह विद्युत का कुचालक होता है।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

8. प्रश्न 8: हीरे के चमकीलेपन (sparkle) में योगदान देने वाले दो मुख्य भौतिक गुण कौन से हैं?
   • (a) ऊष्मा चालकता और कठोरता
   • (b) अपवर्तनांक और फैलाव (dispersion)
   • (c) घनत्व और गलनांक
   • (d) पारदर्शिता और रंग

   उत्तर: (b)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): प्रकाशिकी और रत्न विज्ञान

व्याख्या (Explanation): हीरे का असाधारण चमकीलापन (sparkle) मुख्य रूप से उसके उच्च अपवर्तनांक (refractive index) और उच्च फैलाव (dispersion) के कारण होता है। उच्च अपवर्तनांक प्रकाश को अधिक मोड़ता है, जिससे अधिक पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है। उच्च फैलाव का मतलब है कि हीरा सफेद प्रकाश को उसके घटक रंगों (इंद्रधनुष प्रभाव) में विभाजित करता है, जिससे ‘फायर’ (fire) या रंगीन चमक उत्पन्न होती है।

अतः, सही उत्तर (b) है।

9. प्रश्न 9: हीरे का रासायनिक सूत्र क्या है?
   • (a) CO
   • (b) CO2
   • (c) C
   • (d) SiO2

   उत्तर: (c)

   हल (Solution):

   सिद्धांत (Principle): रसायन विज्ञान – मूल तत्व

   व्याख्या (Explanation): हीरा कार्बन (Carbon) का एक अपरूप (allotrope) है। यह शुद्ध कार्बन परमाणुओं से बना होता है जो एक क्रिस्टलीय जाली (crystalline lattice) में व्यवस्थित होते हैं। इसलिए, हीरे का रासायनिक सूत्र केवल ‘C’ है। CO कार्बन मोनोऑक्साइड है, CO2 कार्बन डाइऑक्साइड है, और SiO2 सिलिकॉन डाइऑक्साइड (रेत) है।

   अतः, सही उत्तर (c) है।

10. प्रश्न 10: हीरे की शुद्धता का आकलन करने के लिए प्रयोगशालाओं में किस तकनीक का उपयोग किया जाता है?
    • (a) एक्स-रे विवर्तन (X-ray Diffraction)
    • (b) स्पेक्ट्रोस्कोपी (Spectroscopy)
    • (c) क्रोमेटोग्राफी (Chromatography)
    • (d) उपरोक्त सभी

    उत्तर: (d)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान और भौतिकी

    व्याख्या (Explanation): हीरे की शुद्धता, संरचना और गुणवत्ता का आकलन करने के लिए विभिन्न वैज्ञानिक तकनीकों का उपयोग किया जाता है। एक्स-रे विवर्तन (X-ray Diffraction) क्रिस्टलीय संरचना निर्धारित करता है, स्पेक्ट्रोस्कोपी (Spectroscopy) रासायनिक संरचना और अशुद्धियों का पता लगाता है, और क्रोमेटोग्राफी (Chromatography) का उपयोग कुछ विश्लेषणात्मक प्रक्रियाओं में किया जा सकता है। इसलिए, इन सभी तकनीकों का उपयोग हीरे की शुद्धता के आकलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

    अतः, सही उत्तर (d) है।

11. प्रश्न 11: हीरे का कौन सा भौतिक गुण इसे ऊष्मा का एक उत्कृष्ट चालक बनाता है?
    • (a) इसके कमजोर सहसंयोजक बंध
    • (b) इसके विद्युत आवेशित कण
    • (c) इसके कंपन करने वाले जालीदार अणु (vibrating lattice phonons)
    • (d) इसकी उच्च तापीय चालकता

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): ऊष्मागतिकी और ठोस अवस्था भौतिकी

    व्याख्या (Explanation): हीरे की असाधारण ऊष्मा चालकता (thermal conductivity) इसके क्रिस्टल जाली में कंपन करने वाले फोनॉन (phonons) के कुशल हस्तांतरण के कारण होती है। ये फोनॉन ऊष्मीय ऊर्जा को बहुत तेजी से स्थानांतरित करते हैं, जिससे हीरा तांबे जैसी धातुओं से भी अधिक ऊष्मा का संचालन कर पाता है। इसके कमजोर बंध नहीं होते, न ही इसमें मुक्त आवेशित कण होते हैं, और सीधे भौतिक गुण नहीं पूछा गया है बल्कि उसके कारण पूछा गया है।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

12. प्रश्न 12: कृत्रिम हीरे (synthetic diamonds) बनाने की प्रक्रिया में क्या शामिल है?
    • (a) केवल उच्च तापमान
    • (b) केवल उच्च दबाव
    • (c) उच्च तापमान और उच्च दबाव, या रासायनिक वाष्प जमाव (CVD)
    • (d) कमरे के तापमान पर कार्बन परमाणुओं का संघनन

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): पदार्थ संश्लेषण

    व्याख्या (Explanation): कृत्रिम हीरे मुख्य रूप से दो तरीकों से बनाए जाते हैं: उच्च दबाव, उच्च तापमान (HPHT) विधि, जिसमें ग्राफाइट को अत्यधिक दबाव और तापमान पर हीरे में बदला जाता है, और रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) विधि, जिसमें हाइड्रोकार्बन गैसों का उपयोग करके एक सब्सट्रेट पर हीरे की परतें जमा की जाती हैं। ये विधियाँ प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाली परिस्थितियों की नकल करती हैं।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

13. प्रश्न 13: हीरे की कठोरता के कारण, इसे किन उद्योगों में उपयोग किया जाता है?
    • (a) केवल आभूषण उद्योग
    • (b) काटने, पीसने और पॉलिश करने के औजार
    • (c) केवल इलेक्ट्रॉनिक्स
    • (d) केवल औषधीय अनुप्रयोग

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): औद्योगिक अनुप्रयोग

    व्याख्या (Explanation): हीरे की असाधारण कठोरता इसे काटने, पीसने (grinding), ड्रिलिंग (drilling) और पॉलिशिंग (polishing) जैसे औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती है। इसका उपयोग कटिंग ब्लेड, ड्रिल बिट्स, ग्राइंडिंग व्हील्स और पॉलिशिंग पाउडर में किया जाता है। यद्यपि इसका उपयोग आभूषणों और कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स में भी होता है, पर इसकी कठोरता का प्राथमिक औद्योगिक उपयोग काटने और घर्षण (abrasion) से संबंधित है।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

14. प्रश्न 14: हीरे का अपवर्तनांक (refractive index) इतना अधिक क्यों होता है?
    • (a) कार्बन परमाणुओं की बड़ी संख्या
    • (b) कार्बन परमाणुओं के बीच मजबूत सहसंयोजक बंध
    • (c) कार्बन परमाणुओं की घनी पैकिंग और मजबूत बंध
    • (d) हीरे में मौजूद विद्युत क्षेत्र

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): प्रकाशिकी और क्रिस्टल संरचना

    व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च अपवर्तनांक कार्बन परमाणुओं की घनी पैकिंग (dense packing) और उनके बीच के मजबूत सहसंयोजक बंधों के संयोजन का परिणाम है। यह संरचना प्रकाश के साथ मजबूत अंतःक्रिया (interaction) करती है, जिससे प्रकाश की गति में काफी कमी आती है और अपवर्तन अधिक होता है।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

15. प्रश्न 15: निम्नलिखित में से कौन सा कथन ‘हीरे’ के लिए सत्य नहीं है?
    • (a) यह कार्बन का एक अपरूप है
    • (b) यह सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थों में से एक है
    • (c) यह विद्युत का अच्छा सुचालक है
    • (d) यह बहुत उच्च गलनांक रखता है

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): पदार्थों के गुण

    व्याख्या (Explanation): यह कथन कि “हीरा विद्युत का अच्छा सुचालक है” सत्य नहीं है। वास्तव में, शुद्ध हीरा विद्युत का एक उत्कृष्ट रोधी (insulator) है। अन्य सभी कथन सत्य हैं: यह कार्बन का अपरूप है, सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थों में से एक है, और इसका गलनांक बहुत अधिक होता है।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

16. प्रश्न 16: हीरे का रंग किन अशुद्धियों के कारण बदल सकता है?
    • (a) सोना (Gold)
    • (b) नाइट्रोजन (Nitrogen)
    • (c) लोहा (Iron)
    • (d) एल्यूमीनियम (Aluminum)

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): अशुद्धियों का प्रभाव

    व्याख्या (Explanation): हीरे में नाइट्रोजन की अशुद्धियाँ अक्सर उन्हें पीला या भूरा रंग देती हैं। बोरॉन की अशुद्धियाँ उन्हें नीला रंग दे सकती हैं। सोना, लोहा या एल्यूमीनियम सामान्यतः हीरे को रंगीन बनाने वाली मुख्य अशुद्धियाँ नहीं हैं।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

17. प्रश्न 17: हीरे के एक आदर्श क्रिस्टल में, कार्बन परमाणु किस संकरण (hybridization) अवस्था में होते हैं?
    • (a) sp
    • (b) sp²
    • (c) sp³
    • (d) d²sp³

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): रासायनिक बंधन और आणविक ज्यामिति

    व्याख्या (Explanation): हीरे की चतुष्फलकीय (tetrahedral) क्रिस्टल संरचना में, प्रत्येक कार्बन परमाणु चार अन्य कार्बन परमाणुओं से sp³ संकरण (hybridization) के माध्यम से जुड़ा होता है। यह sp³ संकरण टेट्राहेड्रल ज्यामिति को जन्म देता है, जो हीरे की कठोरता और स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण है।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

18. प्रश्न 18: यदि हीरे को वायुमंडल में गरम किया जाए, तो यह किस गैस में परिवर्तित हो जाएगा?
    • (a) ऑक्सीजन (O₂)
    • (b) नाइट्रोजन (N₂)
    • (c) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂)
    • (d) कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): दहन (Combustion) की अभिक्रिया

    व्याख्या (Explanation): जब हीरे (कार्बन) को ऑक्सीजन की उपस्थिति में उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, तो यह जल जाता है और मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) बनाता है। अभिक्रिया इस प्रकार है: C (ठोस) + O₂ (गैस) → CO₂ (गैस)।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

19. प्रश्न 19: निम्नलिखित में से कौन सा जैविक पदार्थ (biomaterial) प्रकृति में हीरे के समान कठोर होता है?
    • (a) हड्डी (Bone)
    • (b) दांतों का इनेमल (Tooth enamel)
    • (c) बाल (Hair)
    • (d) नाखून (Nails)

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): जैव-सामग्री विज्ञान

    व्याख्या (Explanation): दांतों का इनेमल, जो दांतों की बाहरी परत है, प्रकृति में सबसे कठोर जैविक पदार्थों में से एक है। यह मुख्य रूप से हाइड्रॉक्सीएपैटाइट (hydroxyapatite) से बना होता है और इसकी कठोरता कुछ खनिजों के बराबर होती है, हालाँकि यह हीरे जितना कठोर नहीं होता। अन्य विकल्प हीरे की तुलना में काफी कम कठोर होते हैं।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

20. प्रश्न 20: हीरा विद्युत का रोधी (insulator) क्यों है?
    • (a) इसमें बहुत कम इलेक्ट्रॉन होते हैं
    • (b) इसके इलेक्ट्रॉन बंधे हुए होते हैं और स्वतंत्र रूप से नहीं घूम सकते
    • (c) इसमें धनात्मक आवेशित कणों की अधिकता होती है
    • (d) यह बहुत कम तापमान पर जम जाता है

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): विद्युत चालकता के सिद्धांत

    व्याख्या (Explanation): विद्युत चालकता के लिए मुक्त इलेक्ट्रॉनों (free electrons) की उपस्थिति आवश्यक है। हीरे में, कार्बन के सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन मजबूत सहसंयोजक बंधों में बंधे होते हैं और मुक्त रूप से विचरण (wander) नहीं कर सकते। इसलिए, यह विद्युत का संचालन नहीं करता और एक रोधी के रूप में कार्य करता है।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

21. प्रश्न 21: पृथ्वी पर हीरे कहाँ पाए जाते हैं?
    • (a) केवल समुद्र तल में
    • (b) केवल ज्वालामुखी चट्टानों (volcanic rocks) जैसे कि किम्बरलाइट (kimberlite) में
    • (c) केवल उल्कापिंडों (meteorites) में
    • (d) केवल उष्णकटिबंधीय जंगलों में

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): भूविज्ञान और खनिज विज्ञान

    व्याख्या (Explanation): हीरे पृथ्वी के मेंटल (mantle) में अत्यधिक उच्च दबाव और तापमान पर बनते हैं। वे आमतौर पर किम्बरलाइट (kimberlite) और लैम्प्रोइट (lamproite) जैसी ज्वालामुखीय चट्टानों के माध्यम से सतह पर लाए जाते हैं, जो गहरे पृथ्वी से उत्पन्न होती हैं। हालांकि उल्कापिंडों में भी हीरे पाए जा सकते हैं, मुख्य स्रोत ज्वालामुखी चट्टानें हैं।

    अतः, सही उत्तर (b) है।

22. प्रश्न 22: हीरे का उपयोग कटिंग टूल्स में करने का सबसे महत्वपूर्ण कारण क्या है?
    • (a) इसकी चमक
    • (b) इसका रंग
    • (c) इसकी कठोरता
    • (d) इसकी विद्युत चालकता

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): सामग्री विज्ञान और औद्योगिक अनुप्रयोग

    व्याख्या (Explanation): हीरे की अविश्वसनीय कठोरता इसे अन्य कठिन सामग्रियों को काटने, ड्रिल करने और पीसने के लिए सबसे उपयुक्त बनाती है। यहMohs Hardness Scale पर 10 का स्कोर करता है, जो इसे अन्य सभी ज्ञात प्राकृतिक खनिजों से अधिक कठोर बनाता है। चमक, रंग या विद्युत चालकता इसके औद्योगिक काटने के उपयोग का प्राथमिक कारण नहीं हैं।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

23. प्रश्न 23: क्या हीरे का फैलाव (dispersion) उसके चमकीलेपन में योगदान देता है?
    • (a) हाँ, यह सफेद प्रकाश को रंगों में विभाजित करता है
    • (b) नहीं, फैलाव का चमक से कोई लेना-देना नहीं है
    • (c) हाँ, लेकिन केवल तापमान बदलने पर
    • (d) नहीं, फैलाव प्रकाश को अवशोषित करता है

    उत्तर: (a)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): प्रकाशिकी और वर्ण विक्षेपण (Dispersion)

    व्याख्या (Explanation): हीरे का उच्च फैलाव (dispersion) अपवर्तनांक का प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (wavelength) पर निर्भरता को दर्शाता है। इसका मतलब है कि हीरा सफेद प्रकाश को उसके घटक रंगों (लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, बैंगनी) में विभाजित करता है, ठीक वैसे ही जैसे एक प्रिज़्म करता है। यह प्रभाव, जिसे ‘फायर’ (fire) भी कहा जाता है, हीरे के समग्र चमकीलेपन और सौंदर्य में महत्वपूर्ण योगदान देता है।

    अतः, सही उत्तर (a) है।

24. प्रश्न 24: कृत्रिम हीरे (synthetic diamonds) का उत्पादन किस प्रकार के वातावरण में किया जाता है?
    • (a) बहुत कम दबाव और कम तापमान
    • (b) सामान्य वायुमंडलीय दबाव और कमरे का तापमान
    • (c) उच्च दबाव और उच्च तापमान
    • (d) निर्वात (vacuum) में

    उत्तर: (c)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): पदार्थ संश्लेषण

    व्याख्या (Explanation): प्राकृतिक हीरे उच्च दबाव और उच्च तापमान (HPHT) की परिस्थितियों में बनते हैं। कृत्रिम हीरे बनाने के लिए, विशेष रूप से HPHT विधि में, समान या उससे भी अधिक चरम परिस्थितियों (अत्यधिक दबाव और तापमान) का अनुकरण किया जाता है ताकि कार्बन परमाणुओं को हीरे की संरचना में व्यवस्थित किया जा सके। CVD विधि में गैस चरण की प्रतिक्रियाएँ शामिल होती हैं, लेकिन वे भी विशिष्ट नियंत्रित परिस्थितियों में होती हैं।

    अतः, सही उत्तर (c) है।

25. प्रश्न 25: हीरे के रूप में जाने जाने वाले कार्बन के अपरूप (allotrope) की क्रिस्टल संरचना क्या है?
    • (a) षटकोणीय (Hexagonal)
    • (b) घन (Cubic)
    • (c) चतुष्कोणीय (Tetragonal)
    • (d) समलम्बाकार (Rhombic)

    उत्तर: (b)

    हल (Solution):

    सिद्धांत (Principle): क्रिस्टलोग्राफी (Crystallography)

    व्याख्या (Explanation): हीरे की क्रिस्टल संरचना घन (cubic) होती है, विशेष रूप से फेस-सेंटर्ड क्यूबिक (FCC) जाली के रूप में, जिसमें कार्बन परमाणु चतुष्फलकीय रूप से व्यवस्थित होते हैं। यह घन व्यवस्था हीरे की समरूपता (symmetry) और उसके गुणों के लिए जिम्मेदार है।

    अतः, सही उत्तर (b) है।