General Characteristics Questions in Gujarati

(A) જર્મન સિલ્વર એ કોપર $(Cu)$,ઝિંક $(Zn)$ અને નિકલ $(Ni)$ ની મિશ્રધાતુ છે.
તેનું સામાન્ય બંધારણ $60\% \ Cu$,$20\% \ Ni$ અને $20\% \ Zn$ છે.
તેના ચાંદી જેવા સફેદ રંગને કારણે તેને આ નામ આપવામાં આવ્યું છે,જોકે તેમાં ચાંદી $(Ag)$ હોતી નથી.

(D) $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં,જેમ આપણે ડાબેથી જમણે જઈએ છીએ તેમ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર $(Z_{eff})$ વધે છે,જેના કારણે પરમાણુ કદ ઘટે છે.
જોકે $Zn$ માં ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણને કારણે કદમાં થોડો વધારો જોવા મળે છે,પરંતુ $3d$ શ્રેણીમાં સૌથી મોટી પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા ધરાવતું તત્વ $Sc$ $(Z=21)$ છે,કારણ કે આપેલા તત્વોમાં તેનો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર સૌથી ઓછો છે.

(D) $1$. $Sc$ $(Z=21)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે. ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને તે સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના $[Ar]$ પ્રાપ્ત કરે છે,તેથી $+3$ સૌથી સ્થાયી ઓક્સિડેશન અવસ્થા છે.
$2$. $Zn$ $(Z=30)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^{10} 4s^2$ છે,જે સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે. આ સ્થાયી રચનામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે ખૂબ જ ઊર્જાની જરૂર પડે છે,તેથી તેની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(I.E.)$ અન્ય $3d$ તત્વોની સરખામણીમાં ખૂબ ઊંચી હોય છે.
$3$. $3d$ શ્રેણીમાં,ધાત્વીય ત્રિજ્યા સામાન્ય રીતે $Sc$ થી $Cr$ સુધી ઘટે છે. જોકે,$Mn$ માં અર્ધ-પૂર્ણ $d^5$ રચનાને કારણે આંતર-પરમાણ્વીય ધાત્વીય બંધ નબળા હોય છે,તેથી તેની ત્રિજ્યા અપેક્ષા કરતા થોડી વધારે હોય છે. આમ,$Mn$ ની ધાત્વીય ત્રિજ્યા $Fe$ કરતા વધારે છે.
$4$. બધા વિધાનો સાચા હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વો સંકીર્ણ સંયોજનો બનાવે છે કારણ કે તેમની પાસે નાનું કદ,ઉચ્ચ ન્યુક્લિયર ચાર્જ અને લિગેન્ડ્સ પાસેથી ઇલેક્ટ્રોનની જોડી સ્વીકારવા માટે યોગ્ય ઉર્જા ધરાવતી ખાલી $d$-કક્ષકો હોય છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વો વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Os$ (ઓસ્મિયમ) સમૂહ $8$ નું તત્વ છે અને તે $+8$ સુધીની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવી શકે છે (દા.ત.,$OsO_4$ માં).
$Mn$ (મેંગેનીઝ) $+7$ સુધીની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે (દા.ત.,$KMnO_4$ માં).
$Cr$ (ક્રોમિયમ) $+6$ સુધીની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે (દા.ત.,$K_2Cr_2O_7$ માં).
$Co$ (કોબાલ્ટ) સામાન્ય રીતે $+2$ અને $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
તેથી,$Os$ મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.

(D) ત્રિસંયોજક આયનોનું આયનીય કદ સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે કારણ કે નવી કક્ષાઓ ઉમેરાય છે.
$Ti^{3+}$ એ $3d$ શ્રેણીનો,$Zr^{3+}$ એ $4d$ શ્રેણીનો અને $Hf^{3+}$ એ $5d$ શ્રેણીનો સભ્ય છે.
$La^{3+}$ એ લેન્થેનાઇડ આયન છે જેનું પરમાણ્વીય કદ આપેલા સંક્રાંતિ ધાતુ આયનો કરતા મોટું હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$La^{3+}$ નું આયનીય કદ સૌથી મોટું છે કારણ કે તે $6$થા આવર્તનો સભ્ય છે અને લેન્થેનાઇડ સંકોચનની અસર $Hf^{3+}$ ની સરખામણીમાં $La^{3+}$ માટે ઓછી જોવા મળે છે.

(D) પ્લેટિનમ $(Pt)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $78$ છે.
$Pt$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Xe] 4f^{14} 5d^9 6s^1$ છે.
કુલ $d$ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે અંદરની કક્ષાઓ પણ ધ્યાનમાં લેવી પડે:
$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6 4d^{10} 5s^2 5p^6 4f^{14} 5d^9 6s^1$.
કુલ $d$ ઇલેક્ટ્રોન = $3d^{10} + 4d^{10} + 5d^9 = 10 + 10 + 9 = 29$.

(B) સંક્રાંતિ તત્વ એટલે એવું તત્વ કે જેની ધરા અવસ્થામાં અથવા તેની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$ કક્ષકો અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય.
$Zn$,$Cd$,અને $Hg$ ની ધરા અવસ્થા તેમજ તેમની સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં $d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના પૂર્ણ ભરાયેલી હોય છે.
તેથી,$Zn$ ને સંક્રાંતિ તત્વ ગણવામાં આવતું નથી,જોકે તે $d$-વિભાગનું તત્વ છે.

(A) $d-$બ્લોક તત્વોની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $(n-1)d^{1-10} ns^{0-2}$ છે.
અહીં,પેનલ્ટીમેટ કક્ષા એટલે $(n-1)$ મી કક્ષા.
$(n-1)$ મી કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન $(n-1)s^2$,$(n-1)p^6$ અને $(n-1)d^{1-10}$ છે.
તેથી,કુલ ઇલેક્ટ્રોન $2 6 (1 { \text{થી }} 10) = 9$ થી $18$ થાય છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $A = [Rn]\,6d^2\,7s^2$ છે.
છેલ્લો ઇલેક્ટ્રોન $d-$ કક્ષકમાં દાખલ થતો હોવાથી,તે $d-$ બ્લોકનું તત્વ છે.
બાહ્યતમ કક્ષાનો મુખ્ય ક્વોન્ટમ આંક $n = 7$ છે,તેથી આવર્ત $7$ છે.
$d-$ બ્લોક તત્વો માટે સમૂહ નંબર $(n-1)d + ns$ ઇલેક્ટ્રોન તરીકે ગણવામાં આવે છે.
અહીં,$2 + 2 = 4$ ઇલેક્ટ્રોન છે,જે જૂની $IUPAC$ પદ્ધતિ મુજબ સમૂહ $4$ અથવા $IVB$ દર્શાવે છે.
તેથી,તત્વ $d-$ બ્લોક,$IVB$ સમૂહ અને $7^{th}$ આવર્તમાં છે.

(B) જો કોઈ સ્પીસીઝમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોય તો તે ડાયામેગ્નેટિક હોય છે.
$1$. $Fe^{+2}$ $([Ar] 3d^6)$ માં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે; $Fe^{+3}$ $([Ar] 3d^5)$ માં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$2$. $Hg_2^{+2}$ માં બે $Hg^{+}$ આયનો $([Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1)$ એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે,જેના પરિણામે યુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન રચના $([Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^0)$ મળે છે,જે તેને ડાયામેગ્નેટિક બનાવે છે. $Hg^{+2}$ $([Xe] 4f^{14} 5d^{10})$ માં સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષક હોય છે,જે તેને ડાયામેગ્નેટિક બનાવે છે.
$3$. $Cu^{+}$ $([Ar] 3d^{10})$ ડાયામેગ્નેટિક છે,પરંતુ $Cu^{+2}$ $([Ar] 3d^9)$ માં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી,$Hg_2^{+2}, Hg^{+2}$ ની જોડી ડાયામેગ્નેટિક છે.

(C) $Sc$ $(Z=21)$ થી $Zn$ $(Z=30)$ સુધીની $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધવાને કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા સામાન્ય રીતે ઘટે છે.
જોકે,આ ઘટાડો સમાન હોતો નથી. $Sc$ થી $Cr$ સુધી કદ ઘટે છે.
$Mn$ થી $Ni$ સુધી,પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ અચળ રહે છે કારણ કે કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો એ $d$-ઇલેક્ટ્રોનની શીલ્ડિંગ અસર દ્વારા સંતુલિત થાય છે.
શ્રેણીના અંતે,ખાસ કરીને $Zn$ $(3d^{10} 4s^2)$ પર,$d$-ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેના પ્રબળ આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણને કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વધે છે,જે વધેલા કેન્દ્રીય વીજભારની અસર કરતા વધારે હોય છે.
તેથી,$3d$ શ્રેણીમાં $Zn$ ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા સૌથી મોટી છે.

(B) $KMnO_4$ એ ચાર્જ ટ્રાન્સફરને કારણે જાંબલી રંગનું ક્ષાર છે.
$BaSO_4$ એ સફેદ (રંગહીન) ક્ષાર છે કારણ કે $Ba^{2+}$ અને $SO_4^{2-}$ આયનો $d^0$ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ધરાવે છે અને તેમાં કોઈ $d-d$ સંક્રમણ થતું નથી.
$Na_2CrO_4$ ક્રોમેટ આયનમાં ચાર્જ ટ્રાન્સફરને કારણે પીળા રંગનું છે.
$CoCl_2$ એ $d-d$ સંક્રમણને કારણે વાદળી (નિર્જળ સ્વરૂપમાં) અથવા ગુલાબી (જલીય સ્વરૂપમાં) રંગનું હોય છે.

(D) સમૂહ $11$ ના તત્ત્વો કોપર $(Cu)$,સિલ્વર $(Ag)$ અને ગોલ્ડ $(Au)$ છે.
આ તત્ત્વો આવર્ત કોષ્ટકના $d$-વિભાગના તત્ત્વો છે.
સમૂહ $11$ ના તત્ત્વો માટે સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોન રચના $(n-1)d^{10} ns^1$ છે,જ્યાં $n$ એ બાહ્યતમ કોશ છે.
ઉદાહરણ તરીકે,કોપર $(Cu)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે.

(A) $Pd$ (પેલેડિયમ) આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $10$ અને $5$મા આવર્તનું તત્વ છે.
સમાન સમૂહમાં રહેલા તત્વો શોધવા માટે,આપણે $d$-વિભાગના તત્વો માટે જાદુઈ સંખ્યાઓનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
$Pd$ ની ઉપરનું તત્વ $Ni$ $(Z = 28)$ છે જે $4$થા આવર્તમાં છે.
$Pd$ ની નીચેનું તત્વ $Pt$ $(Z = 78)$ છે જે $6$ઠ્ઠા આવર્તમાં છે.
આમ,પરમાણ્વીય ક્રમાંક $28$ અને $78$ થશે.

(B) -વિભાગના તત્ત્વોમાં,ખાસ કરીને પ્રથમ સંક્રાંતિ શ્રેણી ($3d$ શ્રેણી) માં,$Fe$ $(26)$,$Co$ $(27)$ અને $Ni$ $(28)$ જેવા તત્ત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ સમાન હોય છે.
આનું કારણ એ છે કે પરમાણ્વીય ક્રમાંક વધવાની સાથે વધતો કેન્દ્રીય વીજભાર અને $d$-ઇલેક્ટ્રોનની શીલ્ડિંગ અસર એકબીજાને લગભગ સંતુલિત કરે છે,જેના પરિણામે આ તત્ત્વોમાં પરમાણ્વીય કદમાં ખૂબ જ નજીવો ફેરફાર જોવા મળે છે.

(D) સ્યુડો નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી ઇલેક્ટ્રોન રચના એટલે કે બાહ્યતમ કક્ષામાં $18$ ઇલેક્ટ્રોન હોવા,જે $ns^2 np^6 nd^{10}$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
$Zn^{2+}$ $(Z=30)$: $Zn$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ છે. $2$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરતા $Zn^{2+} = [Ar] 3d^{10}$ મળે છે,જેની બાહ્યતમ કક્ષામાં $18$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
$Cu^{+}$ $(Z=29)$: $Cu$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે. $1$ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરતા $Cu^{+} = [Ar] 3d^{10}$ મળે છે,જેની બાહ્યતમ કક્ષામાં $18$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
$Pd$ $(Z=46)$: $Pd$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Kr] 4d^{10} 5s^0$ છે,જે પણ સ્યુડો નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના દર્શાવે છે.
તેથી,આપેલી તમામ સ્પીસીઝ સ્યુડો નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી ઇલેક્ટ્રોન રચના ધરાવે છે.

(A) બાષ્પશીલ ધાતુ સમૂહ એટલે આવર્ત કોષ્ટકનો સમૂહ $12$,જેમાં $Zn$,$Cd$,$Hg$ અને $Cn$ (કોપરનિશિયમ) નો સમાવેશ થાય છે.
આ સમૂહનું છેલ્લું તત્વ $Cn$ (પરમાણુ ક્રમાંક $Z = 112$) છે.
$Cn$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Rn] \ 5f^{14} \ 6d^{10} \ 7s^2$ છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વોનું ગલનબિંદુ ધાત્વિક બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે,જે વિસ્થાનિકીકરણ માટે ઉપલબ્ધ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$3d$ શ્રેણીમાં,$Zn$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ છે.
બધી $d$-કક્ષકો સંપૂર્ણપણે ભરાયેલી હોવાથી,ધાત્વિક બંધ માટે કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ નથી.
પરિણામે,$Zn$ માં આંતર-પરમાણ્વીય ધાત્વિક બંધ પ્રમાણમાં નબળો હોય છે,જેના કારણે અન્ય $3d$ સંક્રાંતિ તત્વોની તુલનામાં તેનું ગલનબિંદુ નીચું હોય છે.

(D) સંક્રાંતિ ધાતુઓ મુખ્યત્વે ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા દર્શાવે છે કારણ કે તેઓ એક કરતાં વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ ધારણ કરી શકે છે અને સંકીર્ણ સંયોજનો બનાવી શકે છે.
તેઓ પ્રક્રિયકો સાથે અસ્થાયી મધ્યવર્તી સંયોજનો બનાવે છે,જે ઓછી સક્રિયકરણ ઊર્જા ધરાવતો વૈકલ્પિક પ્રતિક્રિયા માર્ગ પૂરો પાડે છે.
સક્રિયકરણ ઊર્જામાં આ ઘટાડો પ્રતિક્રિયાનો દર વધારે છે.
અંતે,આ મધ્યવર્તી સંયોજનો વિઘટિત થઈને નીપજ આપે છે અને ઉદ્દીપક પ્રક્રિયાના અંતે પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે.

(B) $La$ $(Z = 57)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] \, 5d^1 \, 6s^2$ છે.
ત્યારબાદ $4f$ કક્ષકો ભરાય છે.
$Eu$ $(Z = 63)$ માટે,રચના $[Xe] \, 4f^7 \, 6s^2$ છે,જે અર્ધ-પૂર્ણ $f$-સબશેલની સ્થિરતા દર્શાવે છે.
આગળના તત્વ $Gd$ $(Z = 64)$ માટે,વધારાનો ઇલેક્ટ્રોન $4f$ કક્ષકને બદલે $5d$ કક્ષકમાં જાય છે જેથી અર્ધ-પૂર્ણ $4f^7$ રચનાની સ્થિરતા જળવાઈ રહે.
આમ,$Gd$ $(Z = 64)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] \, 4f^7 \, 5d^1 \, 6s^2$ છે.

(D) $Zn$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $3d^{10} 4s^2$ છે.
$3d$ કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી,$d-$ઇલેક્ટ્રોન ધાત્વિક બંધનમાં ભાગ લેતા નથી.
આના પરિણામે અન્ય સંક્રાંતિ ધાતુઓની તુલનામાં આંતર-પરમાણ્વીય બળો નબળા હોય છે,જેના કારણે તેનું ગલનબિંદુ નીચું હોય છે.

(B) $Cr$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^5 4s^1$ છે.
જલીય માધ્યમમાં,$Cr^{3+}$ આયન સૌથી સ્થાયી ઓક્સિડેશન અવસ્થા છે.
આનું કારણ એ છે કે $Cr^{3+}$ આયન $t_{2g}^3$ રચના ધરાવે છે,જે અર્ધ-ભરાયેલી $t_{2g}$ પેટાકોષને અનુરૂપ છે,જે અષ્ટફલકીય સંકીર્ણોમાં ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્ટેબિલાઇઝેશન એનર્જીને કારણે વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.

(A) ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$A$ માટે,$\mu = 2 \sqrt{2} = \sqrt{8}$,તેથી $n = 2$,જે $Mn^{5+}$ ને અનુરૂપ છે.
$B$ માટે,$\mu = \sqrt{15}$,તેથી $n = 3$,જે $Mn^{4+}$ ને અનુરૂપ છે.
$C$ માટે,$\mu = \sqrt{35}$,તેથી $n = 5$,જે $Mn^{2+}$ ને અનુરૂપ છે.
$D$ માટે,$\mu = \sqrt{24}$,તેથી $n = 4$,જે $Mn^{3+}$ ને અનુરૂપ છે.
આયનીકરણ ઉર્જા $(IE)$ એ આયન પરના ધન વીજભારના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. તેથી,$Mn^{5+}$ સૌથી વધુ આયનીકરણ ઉર્જા ધરાવે છે.

(A) ત્રીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_3)$ એ $M^{2+}$ આયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા દર્શાવે છે.
$M^{2+}$ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$Ti^{2+} ([Ar] 3d^2)$
$V^{2+} ([Ar] 3d^3)$
$Cr^{2+} ([Ar] 3d^4)$
$Mn^{2+} ([Ar] 3d^5)$
$Mn^{2+}$ $(3d^5)$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો મુશ્કેલ છે કારણ કે તે અર્ધ-પૂર્ણ $d$-કક્ષક ધરાવે છે જે વધુ સ્થિર છે.
$Cr^{2+}$ $(3d^4)$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો $Mn^{2+}$ કરતા પ્રમાણમાં સરળ છે,પરંતુ એક્સચેન્જ ઉર્જા અને સ્થિરતાના પરિબળોને લીધે $Cr^{2+}$ ની $IE_3$ એ $V^{2+}$ અને $Ti^{2+}$ કરતા વધારે છે.
તેથી,$IE_3$ નો ઘટતો સાચો ક્રમ $Mn > Cr > V > Ti$ છે.

(D) સંક્રાંતિ તત્વોને તેમની ધરા-સ્થિતિમાં અથવા તેમની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી $d$-કક્ષકોની હાજરી દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તેઓ તેમના નાના કદ,ઉચ્ચ પરમાણ્વીય વીજભાર અને ખાલી $d$-કક્ષકોની ઉપલબ્ધતાને કારણે મોટી સંખ્યામાં સંકીર્ણ સંયોજનો બનાવવા માટે જાણીતા છે.
તેઓ ચલ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે કારણ કે $(n-1)d$ અને $ns$ કક્ષકો વચ્ચેનો ઉર્જા તફાવત ઓછો હોય છે.
તેઓ ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનો પણ બનાવે છે.
જો કે,તેમની પાસે $(+3)$ ની નિશ્ચિત સમૂહ ઓક્સિડેશન અવસ્થા હોતી નથી; તેમની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ શ્રેણીમાં નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે.

(D) અનુચુંબકીય પદાર્થો તે છે જેમાં એક અથવા વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$Cu^{+2}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^9$ છે,જેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$Fe^{+3}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^5$ છે,જેમાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$Cr^{+3}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^3$ છે,જેમાં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$MnO$ માં $Mn^{+2}$ આયન હોય છે,જેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^5$ છે. જોકે,ઘન અવસ્થામાં $MnO$ એ પ્રતિ-અનુચુંબકીય (antiferromagnetic) પદાર્થ છે કારણ કે $Mn^{+2}$ આયનોની ચુંબકીય મોમેન્ટ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે.

(B) આયન અનુચુંબકીય છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનામાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી તપાસીએ છીએ.
$1$. $O_2^{2-}$ (પેરોક્સાઇડ આયન): કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $18$. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે,તેથી તે પ્રતિચુંબકીય છે.
$2$. $Cr^{3+}$: $Cr$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $24$ છે. $Cr^{3+}$ ની રચના $[Ar] 3d^3$ છે. તેમાં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી તે અનુચુંબકીય છે.
$3$. $Na^+$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $1s^2 2s^2 2p^6$ છે. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે,તેથી તે પ્રતિચુંબકીય છે.
$4$. $Cu^+$: $Cu$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $29$ છે. $Cu^+$ ની રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે,તેથી તે પ્રતિચુંબકીય છે.
તેથી,$Cr^{3+}$ એ અનુચુંબકીય આયન છે.

(D) $Lr$ (લોરેન્સિયમ) એ એક કૃત્રિમ (માનવસર્જિત) તત્વ છે,જે $103$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું કિરણોત્સર્ગી ટ્રાન્સયુરેનિક તત્વ છે.
$Ra$ (રેડિયમ),$Fr$ (ફ્રાન્સિયમ) અને $Rn$ (રેડોન) એ કુદરતી રીતે મળી આવતા કિરણોત્સર્ગી તત્વો છે.

(D) $Cu$ $(Z=29)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે.
$Cu^+$ $(Cu^+)$ માટે,રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે,જેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી.
$Cu^{2+}$ $(Cu^{2+})$ માટે,રચના $[Ar] 3d^9$ છે,જેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી,વિધાન ખોટું છે કારણ કે $Cu^+$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી,જ્યારે $Cu^{2+}$ માં એક છે.
કારણની વાત કરીએ તો,$Cu^+$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરીને કારણે રંગહીન છે ($d^{10}$ રચના),અને $Cu^{2+}$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે $d-d$ સંક્રમણને લીધે વાદળી રંગનો છે.
આમ,વિધાન ખોટું છે અને કારણ સાચું છે,તેથી સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટના બંધારણમાં સામાન્ય રીતે નીચેના મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. ટ્રાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ $(Ca_3SiO_5)$: $50-70\%$
$2$. ડાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ $(Ca_2SiO_4)$: $20-30\%$
$3$. ટ્રાયકેલ્શિયમ એલ્યુમિનેટ $(Ca_3Al_2O_6)$: $5-10\%$
$4$. ટેટ્રાકેલ્શિયમ એલ્યુમિનોફેરાઈટ $(Ca_4Al_2Fe_2O_{10})$: $5-15\%$
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,$Ca_3SiO_5$ (ટ્રાયકેલ્શિયમ સિલિકેટ) સૌથી વધુ પ્રમાણમાં હાજર હોય છે.

(A) ગેલિયમ $(Ga)$ એક નરમ,રૂપેરી ધાતુ છે.
તેનું ગલનબિંદુ $30\,^oC$ છે.
આ ધાતુ જ્યારે ઘન સ્વરૂપમાં ફેરવાય છે ત્યારે $3.1\%$ જેટલું વિસ્તરણ પામે છે,તેથી તેને કાચ અથવા ધાતુના પાત્રોમાં સંગ્રહિત કરવી જોઈએ નહીં.

(A) $Mn^{3+}/Mn^{2+}$ $(+1.51 \ V)$ માટે પ્રમાણિત રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^o$ એ $Cr^{3+}/Cr^{2+}$ $(-0.41 \ V)$ કરતા ઘણું વધારે છે.
આનું કારણ એ છે કે $Mn^{2+}$ પાસે સ્થાયી $d^5$ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે,જે $Mn^{3+}$ નું $Mn^{2+}$ માં રિડક્શન ખૂબ જ સરળ બનાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,$Mn$ ની ત્રીજી આયનીકરણ ઉર્જા ખૂબ ઊંચી છે કારણ કે તેમાં $Mn^{2+}$ ની સ્થાયી $d^5$ રચનામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે.
ત્રીજી આયનીકરણ ઉર્જા એ $M^{2+}$ આયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જાનું માપ હોવાથી,$Mn$ માટેનું ઉચ્ચ મૂલ્ય સમજાવે છે કે શા માટે $Mn^{3+}$ એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(D) સંક્રાંતિ ધાતુના સંયોજનોમાં રંગ અયુગ્મિત $d-$ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે હોય છે,જે $d-d$ સંક્રાંતિ માટે જવાબદાર છે.
$Ti^{3+} = [Ar] \, 3d^1$ (એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
$Fe^{3+} = [Ar] \, 3d^5$ (પાંચ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
$Co^{2+} = [Ar] \, 3d^7$ (ત્રણ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
આ તમામ આયનોમાં અયુગ્મિત $d-$ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,આપેલા તમામ સંયોજનો રંગીન છે.

(B) -બ્લોક તત્વોમાં ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સ્થિરતા ઘણીવાર ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$Mn^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી $3d^5$ છે,જે અર્ધ-ભરાયેલી સ્થિર ગોઠવણી છે.
$Mn^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી $3d^4$ છે,જે અર્ધ-ભરાયેલી $3d^5$ અવસ્થા કરતા ઓછી સ્થિર છે.
તેથી,$Mn^{2+} > Mn^{3+}$ એ સ્થિરતાનું સાચું નિરૂપણ છે.

(D) $Cu^{+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે. બધી $d-$કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી,તેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી,તેથી તે રંગહીન છે.
$Cu^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^9$ છે. તેમાં $d-$કક્ષકમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,જે $d-d$ સંક્રમણ શક્ય બનાવે છે,તેથી તે રંગીન છે.

(A) પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_1)$ સામાન્ય રીતે આવર્તમાં પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે વધે છે.
જોકે,$d-$બ્લોક તત્વોમાં ઇલેક્ટ્રોનિક રચના અને શીલ્ડિંગ અસરને કારણે આ ક્રમ અનિયમિત હોય છે.
આપેલા તત્વો માટે પ્રાયોગિક મૂલ્યોના આધારે,સાચો ક્રમ $Zn > Fe > Cu > Cr$ છે.

(D) $Cu$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે.
$Cu^{+}$ (ક્યુપ્રસ આયન) માટે,રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે,જેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી.
$Cu^{2+}$ (ક્યુપ્રિક આયન) માટે,રચના $[Ar] 3d^9$ છે,જેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી,વિધાન ખોટું છે કારણ કે તે વિરુદ્ધ માહિતી આપે છે.
$Cu^{+}$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરીને કારણે રંગહીન છે,જ્યારે $Cu^{2+}$ જલીય દ્રાવણમાં પાણીના લિગેન્ડની હાજરીમાં $d-d$ સંક્રમણને કારણે વાદળી રંગનો હોય છે. આમ,કારણ સાચું છે.
સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) $Cr$ $(Z=24)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] \, 3d^5 \, 4s^1$ છે.
આ રચનામાં,$3d$ પેટાકોષમાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન અને $4s$ પેટાકોષમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,જે કુલ $6$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે.
$Cr$ પરમાણુની સ્થિરતા અર્ધ-પૂર્ણ $d$ પેટાકોષ $(3d^5)$ ને કારણે છે,$s$ કક્ષકને કારણે નહીં.
તેથી,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે સંક્રાંતિ ધાતુઓમાં અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો હોય છે,જે તેમને $ns$ અને $(n-1)d$ બંને પેટાકોષોમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની મંજૂરી આપે છે.
કારણ ખોટું છે કારણ કે $ns$ અને $(n-1)d$ ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે ઊર્જાનો તફાવત વાસ્તવમાં ખૂબ જ ઓછો હોય છે,જેનું મુખ્ય કારણ એ છે કે બંને ઇલેક્ટ્રોન સેટ બંધ બનાવવામાં ભાગ લઈ શકે છે,જેના પરિણામે ચલ સંયોજકતા જોવા મળે છે.

(B) બોરેક્સ બીડ કસોટીનો ઉપયોગ લાક્ષણિક રંગીન મેટાબોરેટ્સના નિર્માણ દ્વારા સંક્રાંતિ ધાતુ આયનોને ઓળખવા માટે થાય છે. $Al^{3+}$ આયનો રંગીન મેટાબોરેટ્સ બનાવતા નથી,તેથી આ કસોટી $Al(III)$ માટે યોગ્ય નથી.
$Al_2O_3$ ખરેખર પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે,પરંતુ આ ગુણધર્મ એલ્યુમિનિયમ માટે બોરેક્સ બીડ કસોટીની નિષ્ફળતા સાથે સંબંધિત નથી. તેથી,બંને વિધાનો સાચા છે,પરંતુ કારણ એ વિધાનની સમજૂતી આપતું નથી.

(A) સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ $(\mu)$ ની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ B.M.$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1. \ Co^{3+} (3d^6)$: $n = 4$,તેથી $\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \ B.M.$ ($iv$ સાથે જોડાય છે)
$2. \ Cr^{3+} (3d^3)$: $n = 3$,તેથી $\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \ B.M.$ ($v$ સાથે જોડાય છે)
$3. \ Fe^{3+} (3d^5)$: $n = 5$,તેથી $\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \ B.M.$ ($ii$ સાથે જોડાય છે)
$4. \ Ni^{2+} (3d^8)$: $n = 2$,તેથી $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \ B.M.$ ($i$ સાથે જોડાય છે)
તેથી,સાચો ક્રમ $(a)-(iv), (b)-(v), (c)-(ii), (d)-(i)$ છે.

(C) $Ag$ $(144 \text{ pm})$ અને $Au$ $(144 \text{ pm})$ ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ સમાન છે।
આ ઘટના લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે થાય છે, જ્યાં $4f$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને લીધે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો થાય છે, જે $4d$ થી $5d$ શ્રેણીમાં નીચે તરફ જતાં પરમાણુ કદમાં થતા અપેક્ષિત વધારાને સરભર કરે છે।

(A) આપેલ તત્વોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$Mn (Z=25): [Ar] 3d^5 4s^2$
$Fe (Z=26): [Ar] 3d^6 4s^2$
$Co (Z=27): [Ar] 3d^7 4s^2$
$Ni (Z=28): [Ar] 3d^8 4s^2$
બે ઇલેક્ટ્રોન દૂર કર્યા પછી ($M^{2+}$ આયનો):
$Mn^{2+}: [Ar] 3d^5$
$Fe^{2+}: [Ar] 3d^6$
$Co^{2+}: [Ar] 3d^7$
$Ni^{2+}: [Ar] 3d^8$
ત્રીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પીમાં $3d$ કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે. $Fe^{2+}$ માટે,એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાથી સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $3d^5$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે. તેથી,$Fe^{2+}$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા (ત્રીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી) આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછી છે.

(N/A) $(i)$ લોરેન્સ બર્કલે લેબોરેટરી દ્વારા લોરેન્સિયમ $(Lr)$ જેનો $Z=103$ છે અને બર્કિલિયમ $(Bk)$ જેનો $Z=97$ છે,તે તત્વોના નામ આપવામાં આવ્યા હતા.
$(ii)$ સીબોર્ગના જૂથ દ્વારા સીબોર્ગિયમ $(Sg)$ જેનો $Z=106$ છે,તે તત્વનું નામ આપવામાં આવ્યું હતું.

(N/A) સંક્રાંતિ તત્વની વ્યાખ્યા એવા તત્વ તરીકે કરવામાં આવે છે જેની ધરાવસ્થામાં અથવા તેની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$ કક્ષકો અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય.
સ્કેન્ડિયમ $(Z=21)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે. તેમાં $3d$ કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોવાથી,તેને સંક્રાંતિ તત્વ ગણવામાં આવે છે.
ઝિંક $(Z=30)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ છે. તેની ધરાવસ્થા અને તેની સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(Zn^{2+}: [Ar] 3d^{10})$ માં,$d$ કક્ષકો સંપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય છે. તેથી,તેને સંક્રાંતિ તત્વ ગણવામાં આવતું નથી.

(N/A) સંક્રાંતિ તત્વોના $(n-1)d$ કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા વધુ હોય છે.
આ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે પરમાણુઓ વચ્ચે આંતર-પરમાણ્વીય આકર્ષણ અને ધાત્વિક બંધન મજબૂત હોય છે.
આ મજબૂત ધાત્વિક બંધનને તોડવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જેના પરિણામે તેમની પરમાણ્વીયકરણ એન્થાલ્પી ઊંચી હોય છે.

(A) સ્કેન્ડિયમ ($Sc$,$Z=21$) ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે. તે તેના ત્રણ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને માત્ર $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે,અને તેથી તે ચલિત ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવતું નથી.

(N/A) $Cr^{2+}$ રિડક્શનકર્તા છે કારણ કે તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $d^{4}$ માંથી $d^{3}$ માં બદલાય છે,જેમાં $d^{3}$ રચના અર્ધ-પૂર્ણ $t_{2g}$ કક્ષા ધરાવે છે જે સ્થિર છે.
બીજી તરફ,$Mn^{3+}$ માંથી $Mn^{2+}$ માં ફેરફાર થવાથી $d^{5}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના પ્રાપ્ત થાય છે,જે અર્ધ-પૂર્ણ હોવાથી વધારાની સ્થિરતા ધરાવે છે.

(A) $E^{\Theta } (M^{2+}/M)$ મૂલ્યો નિયમિત નથી કારણ કે તે ઉર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી,આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પીના સરવાળા પર આધાર રાખે છે.
$1$. આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(\Delta_{i} H_{1} + \Delta_{i} H_{2})$ માં થતો અનિયમિત ફેરફાર આ મૂલ્યોમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
$2$. ઉર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી પણ એક મુખ્ય પરિબળ છે,જે $Mn$ અને $V$ જેવા તત્વો માટે પ્રમાણમાં ઘણી ઓછી હોય છે,જે તેમના વધુ ઋણ $E^{\Theta }$ મૂલ્યોમાં ફાળો આપે છે.
$3$. $Mn^{2+}$ માં $d^5$ કોન્ફિગરેશનની સ્થિરતા અને $Cu^{2+}$ ની ઉચ્ચ જલીયકરણ ઉર્જા (જે તેના $E^{\Theta }$ ને ધન બનાવે છે) પણ નિર્ણાયક પરિબળો છે.