General Characteristics Questions in Gujarati

(A) આયર્ન $(Fe)$,કોબાલ્ટ $(Co)$,નિકલ $(Ni)$,ગેડોલિનિયમ $(Gd)$ અને $CrO_2$ જેવા પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ખૂબ જ મજબૂત રીતે આકર્ષાય છે. આવા પદાર્થોને ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. મજબૂત આકર્ષણ ઉપરાંત,આ પદાર્થોને કાયમી ધોરણે ચુંબકીય બનાવી શકાય છે.

(B) $Gadolinium$ ફેરોમેગ્નેટિક છે.
$Oxygen$ પેરામેગ્નેટિક છે.
$Water$ અને $Benzene$ ડાયામેગ્નેટિક છે.

(B) $Cr$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] \ 3d^5 \ 4s^1$ છે.
$Cr^{2+}$ માટે,બે ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે,જેના પરિણામે $[Ar] \ 3d^4$ રચના મળે છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $4$ છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
$n=4$ મૂકતા: $\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \approx 4.90 \ BM$.

(D) સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1.$ $Sc$ $(Z=21)$: $[Ar] 3d^1 4s^2$. $+3$ અવસ્થામાં,$Sc^{3+}$ એ $[Ar] 3d^0$ છે. અહીં,$n=0$,તેથી $\mu = 0 \text{ BM}$.
$2.$ $Ti$ $(Z=22)$: $[Ar] 3d^2 4s^2$. $+3$ અવસ્થામાં,$Ti^{3+}$ એ $[Ar] 3d^1$ છે. અહીં,$n=1$,તેથી $\mu = \sqrt{3} \text{ BM}$.
$3.$ $V$ $(Z=23)$: $[Ar] 3d^3 4s^2$. $+3$ અવસ્થામાં,$V^{3+}$ એ $[Ar] 3d^2$ છે. અહીં,$n=2$,તેથી $\mu = \sqrt{8} \text{ BM}$.
$4.$ $Cr$ $(Z=24)$: $[Ar] 3d^5 4s^1$. $+3$ અવસ્થામાં,$Cr^{3+}$ એ $[Ar] 3d^3$ છે. અહીં,$n=3$,તેથી $\mu = \sqrt{15} \text{ BM}$.
તેથી,$Sc$ $+3$ અવસ્થામાં સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ દર્શાવતું નથી કારણ કે તેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી.

(C) $Ni$ $(Z=28)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે.
$Ni^{2+}$ માટે,રચના $[Ar] 3d^8$ છે.
$3d$ સબશેલમાં $8$ ઇલેક્ટ્રોન છે,જેના પરિણામે $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=2)$ મળે છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
$n=2$ મૂકતા: $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{2 \times 4} = \sqrt{8} \approx 2.83 \ BM$.
આમ,મૂલ્ય આશરે $2.8 \ BM$ છે.

(B) સ્પિન ઓન્લી મેગ્નેટિક મોમેન્ટનું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
કોઈપણ સ્પીસીઝ માટે સ્પિન ઓન્લી મેગ્નેટિક મોમેન્ટ શૂન્ય હોય ત્યારે $n = 0$ હોવું જોઈએ (એટલે કે બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે).
ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન તપાસતા:
$1. Cu^{2+} (Z=29): [Ar] 3d^9$. તેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$2. Zn^{2+} (Z=30): [Ar] 3d^{10}$. તેમાં $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$3. Ti^{3+} (Z=22): [Ar] 3d^1$. તેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$4. V^{3+} (Z=23): [Ar] 3d^2$. તેમાં $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી,$Zn^{2+}$ માં $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી તેની સ્પિન ઓન્લી મેગ્નેટિક મોમેન્ટ $0$ છે.

(B) પરમાણુ ક્રમાંક $27$ એ કોબાલ્ટ $(Co)$ દર્શાવે છે.
તટસ્થ $Co$ $(Z=27)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] \ 3d^7 \ 4s^2$ છે.
જ્યારે $Co$ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હોય છે,ત્યારે તે $4s$ કક્ષકમાંથી બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે.
પરિણામી ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] \ 3d^7$ બને છે.
તેથી,$d$-સબશેલમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $7$ છે.

(B) સંક્રાંતિ તત્વોની પરમાણ્વીકરણ એન્થાલ્પી ધાત્વિક બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે,જે $d$-કક્ષકમાં રહેલા અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સાથે સીધો સંબંધ ધરાવે છે.
વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન એટલે મજબૂત ધાત્વિક બંધ અને ઉચ્ચ પરમાણ્વીકરણ એન્થાલ્પી.
આપેલા તત્વોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા તપાસીએ:
$Sc$ $(Z=21)$: $[Ar] 3d^1 4s^2$ ($1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
$Fe$ $(Z=26)$: $[Ar] 3d^6 4s^2$ ($4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
$Cu$ $(Z=29)$: $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ ($1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
$Zn$ $(Z=30)$: $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ ($0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Fe$ પાસે મહત્તમ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(4)$ છે,જેના પરિણામે સૌથી મજબૂત ધાત્વિક બંધ અને સૌથી વધુ પરમાણ્વીકરણ એન્થાલ્પી જોવા મળે છે.

(A) ગેડોલિનિયમ ($Gd$,$Z=64$) ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$ છે.
આ રચનામાં,અર્ધ-પૂર્ણ $4f^7$ પેટાકોષ દ્વારા મળતી સ્થિરતાને કારણે એક ઇલેક્ટ્રોન $5d$ કક્ષકમાં પ્રવેશે છે.
અન્ય લેન્થેનોઇડ્સ જેવા કે $Eu$ $(Z=63)$,$Tb$ $(Z=65)$,અને $Dy$ $(Z=66)$ માટે,તેમની ધરા-સ્થિતિની રચનામાં $5d$ કક્ષક ખાલી રહે છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન $4f$ પેટાકોષમાં ભરાય છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વો એવા તત્વો તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે તેમની ધરાવસ્થામાં અથવા તેમની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી $d$-કક્ષકો ધરાવે છે.
$Zinc$ ($Zn$,પરમાણુ ક્રમાંક $30$) ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ છે.
તેની સામાન્ય $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં,તે $[Ar] 3d^{10}$ રચના સાથે $Zn^{2+}$ બનાવે છે.
ધરાવસ્થા અને $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા બંનેમાં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી,$Zinc$ ને સંક્રાંતિ તત્વ ગણવામાં આવતું નથી અને તે પરિવર્તનશીલ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવતું નથી.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે,$5d$ શ્રેણીના તત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા $4d$ શ્રેણીના અનુરૂપ તત્વોની ત્રિજ્યા જેટલી જ હોય છે.
તેથી,$5d$ શ્રેણીના પરમાણુ કદ $4d$ શ્રેણી કરતા મોટા છે તે વિધાન ખોટું છે.

(A) $Zr$ અને $Hf$ ના ગુણધર્મોમાં સમાનતા મુખ્યત્વે લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે છે। $La$ અને $Hf$ વચ્ચેના તત્વોમાં $4f$ કક્ષકો ભરાવાને કારણે, $Hf$ ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા $(159 \text{ pm})$ એ $Zr$ $(160 \text{ pm})$ ની ત્રિજ્યા જેટલી જ છે। આ ઘટનાને લેન્થેનોઇડ સંકોચન કહેવામાં આવે છે, જેના પરિણામે $4d$ અને $5d$ શ્રેણીના સમાન સમૂહના તત્વોની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યા સમાન હોય છે। તેથી, સાચો જવાબ $A$ છે।

(D) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ નું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
આપેલ $\mu = 5.92 \ BM$ માટે,$\sqrt{n(n+2)} = 5.92$,જેનો અર્થ છે કે $n \approx 5$.
દ્વિસંયોજક આયન $(M^{2+})$ માં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવા માટે,ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $3d^5$ હોવી જોઈએ.
આપેલ તત્વોમાં,$Mn$ $(Z=25)$ ની ભૂમિ અવસ્થાની રચના $[Ar] 3d^5 4s^2$ છે.
$Mn^{2+}$ આયન બનતી વખતે,તે બે $4s$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,પરિણામે $[Ar] 3d^5$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે.
આ રચનામાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,જે $5.92 \ BM$ ની ચુંબકીય ચાકમાત્રા સાથે સુસંગત છે.

(B) ચુંબકીય મોમેન્ટ $(\mu)$ ની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$Fe^{3+}$ $(Z=26)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $[Ar] 3d^5$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $5$ છે.
$Mn^{2+}$ $(Z=25)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $[Ar] 3d^5$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $5$ છે.
$Fe^{3+}$ અને $Mn^{2+}$ બંનેમાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તેઓ $\sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \ BM$ જેટલી સમાન ચુંબકીય મોમેન્ટ ધરાવે છે.

(B) મિશ્રધાતુ બનાવવા માટે બે તત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યામાં $15\%$ થી વધુ તફાવત ન હોવો જોઈએ. અહીં, ત્રિજ્યાનો તફાવત $(187 - 115) = 72 \ pm$ છે. ટકાવારી તફાવત $\frac{72}{115} \times 100 \approx 62.6\%$ છે. આ તફાવત $15\%$ કરતા ઘણો વધારે હોવાથી, તત્વો મિશ્રધાતુ બનાવી શકતા નથી. તેથી, વિકલ્પ $B$ સાચું કારણ છે.

(C) મિશ્રધાતુ એ બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા ધાતુ અને અધાતુનું સમાંગ મિશ્રણ છે.
સંક્રાંતિ ધાતુઓ તેમના સમાન પરમાણ્વીય કદને કારણે એકબીજા સાથે સરળતાથી મિશ્રધાતુ બનાવે છે.
$Fe$,$Ni$,અને $Cr$ એ તમામ સંક્રાંતિ ધાતુઓ છે જેની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા સમાન છે,જે તેમને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ તરીકે ઓળખાતું સ્થિર ઘન દ્રાવણ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.
તેથી,સાચું મિશ્રણ $Fe, Ni, Cr$ છે.

(C) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ ની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$Cr^{3+}$ $(Z=24)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^3$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $3$. ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 3.87 \ BM$.
$Mn^{2+}$ $(Z=25)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^5$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $5$. ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$.
$Fe^{3+}$ $(Z=26)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^5$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $5$. ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$.
આમ,સાચો ક્રમ $Cr^{3+} < Mn^{2+} = Fe^{3+}$ છે.

(C) ચુંબકીય ચાકમાત્રાની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $V^{3+}$ $([Ar] 3d^2)$ માટે: $n = 2$,$\mu = \sqrt{8} \approx 2.83 \text{ BM}$.
$2$. $Mn^{3+}$ $([Ar] 3d^4)$ માટે: $n = 4$,$\mu = \sqrt{24} \approx 4.90 \text{ BM}$.
$3$. $Fe^{3+}$ $([Ar] 3d^5)$ માટે: $n = 5$,$\mu = \sqrt{35} \approx 5.92 \text{ BM}$.
$4$. $Cu^{3+}$ $([Ar] 3d^8)$ માટે: $n = 2$,$\mu = \sqrt{8} \approx 2.83 \text{ BM}$.
આમ,$Fe^{3+}$ પાસે સૌથી વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=5)$ હોવાથી તે મહત્તમ ચુંબકીય ચાકમાત્રા દર્શાવે છે.

(A) લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે લેન્થેનોઇડ શ્રેણીમાં $Ln^{3+}$ આયનની આયનીય ત્રિજ્યા ઘટવાની સાથે લેન્થેનોઇડ ઓક્સાઇડ $(Ln_2O_3)$ ની બેઝિકતા ઘટે છે.
જેમ આપણે $Pr$ $(Z=59)$ થી $Lu$ $(Z=71)$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
તેથી,બેઝિક ગુણધર્મનો ક્રમ આ મુજબ છે: $Pr_2O_3 > Sm_2O_3 > Gd_2O_3 > Lu_2O_3$.
આમ,$Pr_2O_3$ ની બેઝિકતા સૌથી વધુ છે.

(B) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ ની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $Cr^{3+}$ $([Ar] 3d^3)$ માટે: $n = 3$,$\mu = \sqrt{15} \approx 3.87 \ BM$.
$2$. $Fe^{3+}$ $([Ar] 3d^5)$ માટે: $n = 5$,$\mu = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$.
$3$. $Ti^{3+}$ $([Ar] 3d^1)$ માટે: $n = 1$,$\mu = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$.
$4$. $Co^{3+}$ $([Ar] 3d^6)$ માટે: હાઇ સ્પિનમાં,$n = 4$,$\mu = \sqrt{24} \approx 4.90 \ BM$.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$Fe^{3+}$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા મહત્તમ $(n=5)$ છે,તેથી તેની સૈદ્ધાંતિક ચુંબકીય ચાકમાત્રા મહત્તમ છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વ એટલે એવું તત્વ કે જેની ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં અથવા તેની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય.
$Au$ (સોનું) ની ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1$ છે. જોકે,તેની $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં તેની કોન્ફિગરેશન $[Xe] 4f^{14} 5d^8$ થાય છે,જેમાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી છે.
$Zn$,$Cd$,અને $Hg$ એ સમૂહ $12$ ના તત્વો છે અને તેમની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $(n-1)d^{10} ns^2$ છે. તેમની ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ અથવા સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(+2)$ માં $d$-કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોય છે,તેથી તેમને સંક્રાંતિ તત્વો ગણવામાં આવતા નથી.
તેથી,$Au$ સાચો જવાબ છે.

(A) ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડની બેઝિક પ્રબળતા $M-OH$ બંધના આયનીય સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.
જેમ ધાતુના આયનનું કદ વધે છે,તેમ $M-OH$ બંધનો આયનીય સ્વભાવ વધે છે,પરિણામે બેઝિકતા વધે છે.
$Al(OH)_3$ એ ઉભયગુણી છે અને આપેલા સંયોજનોમાં સૌથી ઓછો બેઝિક છે.
લેન્થેનોઇડ્સમાં,લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે આયનીય ત્રિજ્યા ઘટતા બેઝિક પ્રબળતા ઘટે છે $(Ce^{3+} > Lu^{3+})$.
$Ca(OH)_2$ એ લેન્થેનોઇડ હાઇડ્રોક્સાઇડની સરખામણીમાં પ્રબળ બેઝ છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો સાચો વધતો ક્રમ $Al(OH)_3 < Lu(OH)_3 < Ce(OH)_3 < Ca(OH)_2$ છે.

(B) $Cu^{2+}(aq)$ આયનોની સ્થિરતા મુખ્યત્વે તેમની ખૂબ જ ઉચ્ચ જલીયકરણ એન્થાલ્પીને કારણે છે,જે $Cu^+(g)$ આયનમાંથી બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા કરતાં વધુ વળતર આપે છે. તેથી,જલીય દ્રાવણમાં $Cu^{2+}$ એ $Cu^+$ કરતા વધુ સ્થિર છે. સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) જર્મન સિલ્વર એ $Copper$ $(Cu)$,$Zinc$ $(Zn)$ અને $Nickel$ $(Ni)$ ની બનેલી મિશ્રધાતુ છે.
તેના નામ છતાં,તેમાં કોઈ $Silver$ $(Ag)$ હોતું નથી.
તેથી,સાચું બંધારણ $Zinc$,$Nickel$ અને $Copper$ છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(n-1)d$ અને $ns$ કક્ષકોમાં રહેલા કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે.
વિકલ્પ $A$ માટે: $(n-1)d^5 ns^2$,કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $5 + 2 = 7$.
વિકલ્પ $B$ માટે: $(n-1)d^8 ns^2$,કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $8 + 2 = 10$ (પરંતુ મહત્તમ સ્થાયી ઓક્સિડેશન અવસ્થા સામાન્ય રીતે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા મર્યાદિત હોય છે).
વિકલ્પ $C$ માટે: $(n-1)d^5 ns^1$,કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $5 + 1 = 6$.
વિકલ્પ $D$ માટે: $(n-1)d^3 ns^2$,કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $3 + 2 = 5$.
આપેલ રચનાઓમાંથી,$(n-1)d^5 ns^2$ (દા.ત.,$Mn$ માટે $3d^5 4s^2$) મહત્તમ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) $d-d$ સંક્રાંતિ ફક્ત એવા આયનોમાં જ શક્ય છે જેની પાસે અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો ($d^1$ થી $d^9$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) હોય.
$1$. $Ti^{4+}$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^0$ છે. $d$-કક્ષકમાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન ન હોવાથી,$d-d$ સંક્રાંતિ શક્ય નથી.
$2$. $Cr^{3+}$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^3$ છે. તેમાં અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો છે,તેથી $d-d$ સંક્રાંતિ શક્ય છે.
$3$. $Mn^{2+}$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^5$ છે. તેમાં અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો છે,તેથી $d-d$ સંક્રાંતિ શક્ય છે.
$4$. $Cu^{2+}$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^9$ છે. તેમાં અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો છે,તેથી $d-d$ સંક્રાંતિ શક્ય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) ચુંબકીય ચાકમાત્રા (માત્ર સ્પિન) ની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $Fe^{3+}$ $(Z=26)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^5$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $5$.
$2$. $Cr^{3+}$ $(Z=24)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^3$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $3$.
$3$. $Co^{3+}$ $(Z=27)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^6$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $4$.
$4$. $Ti^{3+}$ $(Z=22)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^1$ છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $1$.
$Fe^{3+}$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સૌથી વધુ $(n=5)$ હોવાથી,તેની ચુંબકીય ચાકમાત્રા સૌથી વધુ છે.

(D) સંક્રાંતિ તત્વો અંશતઃ ભરાયેલી $d$-કક્ષકોની હાજરી દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવે છે,જે તેમને પરિવર્તનશીલ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવવા દે છે.
જોકે,$Scandium$ ($Sc$,પરમાણુ ક્રમાંક $21$) ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે.
તેના સંયોજનોમાં,તે $Sc^{3+}$ આયન બનાવવા માટે તેના ત્રણેય સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,જે સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના $([Ar])$ ધરાવે છે.
તે અન્ય સ્થિર ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ ધરાવતું ન હોવાથી,$Scandium$ એ આપેલા વિકલ્પોમાંથી એકમાત્ર સંક્રાંતિ તત્વ છે જે પરિવર્તનશીલ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવતું નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) સંક્રાંતિ તત્વ એટલે એવું તત્વ કે જેની ધરા અવસ્થામાં અથવા તેની કોઈ પણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય.
$Zn$ $([Ar] 3d^{10} 4s^2)$,$Cd$ $([Kr] 4d^{10} 5s^2)$,અને $Hg$ $([Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^2)$ ની ધરા અવસ્થા તેમજ તેમની સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(+2)$ માં $d$-કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોય છે.
$Cu$ $([Ar] 3d^{10} 4s^1)$ ની ધરા અવસ્થામાં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,પરંતુ તેની $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(Cu^{2+})$ માં,તે $3d^9$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ધરાવે છે,જે અપૂર્ણ છે.
તેથી,$Cu$ ને સંક્રાંતિ તત્વ ગણવામાં આવે છે.

(C) આપેલા આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$Ti^{+} (Z=22): [Ar] 3d^2 4s^1$
$V^{+} (Z=23): [Ar] 3d^3 4s^1$
$Cr^{+} (Z=24): [Ar] 3d^5 4s^0$
$Mn^{+} (Z=25): [Ar] 3d^5 4s^1$
આયનીકરણ એન્થાલ્પી એટલે બાહ્યતમ કક્ષામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા.
$Cr^{+}$ પાસે સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $3d^5$ રચના છે અને $4s$ કક્ષકમાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન નથી.
સ્થાયી,અર્ધ-પૂર્ણ $d$-ઉપકોષમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે અન્ય આયનોની $4s$ કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા કરતા ઘણી વધારે ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેથી,$Cr^{+}$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે.

(D) સંક્રાંતિ ધાતુ આયનોના જલીય દ્રાવણનો રંગ અયુગ્મિત $d$-ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી પર આધાર રાખે છે,જે $d-d$ સંક્રમણ માટે જવાબદાર છે.
$1$. $Cu^{2+}$ માં $3d^9$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ($1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન) છે,તેથી તે વાદળી છે.
$2$. $Mn^{2+}$ માં $3d^5$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ($5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન) છે,તેથી તે ગુલાબી છે.
$3$. $Ni^{2+}$ માં $3d^8$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ($2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન) છે,તેથી તે લીલો છે.
$4$. $Zn^{2+}$ માં $3d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ($0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન) છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોવાથી,$d-d$ સંક્રમણ શક્ય નથી,તેથી દ્રાવણ રંગહીન છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) સંક્રાંતિ ધાતુ આયનોનો રંગ $d-d$ સંક્રમણને કારણે હોય છે,જેના માટે $d$-કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે.
$Zn^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે,જેનો અર્થ છે કે તેની તમામ $d$-કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે.
કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોવાથી,$d-d$ સંક્રમણ થતું નથી,તેથી તેનું જલીય દ્રાવણ રંગહીન હોય છે.

(C) $d-d$ સંક્રમણ થવા માટે,ધાતુ આયનમાં અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષક (એટલે કે $d^1$ થી $d^9$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) હોવી જરૂરી છે.
$1$. $Cu^{+}$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે. તેમાં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,તેથી $d-d$ સંક્રમણ શક્ય નથી.
$2$. $Zn^{2+}$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે. તેમાં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,તેથી $d-d$ સંક્રમણ શક્ય નથી.
$3$. $Mn^{3+}$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^4$ છે. તેમાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ ભરાયેલી છે,જે $d-d$ સંક્રમણ માટે શક્યતા આપે છે.
$4$. $Sc^{3+}$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^0$ છે. તેમાં $d$-કક્ષક ખાલી છે,તેથી $d-d$ સંક્રમણ શક્ય નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) $Sc^{3+}$ સંપૂર્ણપણે ખાલી $d$-કક્ષકો ($d^0$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) ધરાવે છે; તેથી,તે જલીય માધ્યમમાં રંગહીન દ્રાવણ બનાવે છે.
$Sc \ (21): [Ar] \ 3d^1 \ 4s^2$
$Sc^{3+}: [Ar] \ 3d^0 \ 4s^0$
$d-d$ સંક્રમણ માટે કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોવાથી,દ્રાવણ રંગહીન છે.

(C) $21$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતા તત્વ $(Sc)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2, 3p^6, 4s^2, 3d^1$ છે.
આ તત્વમાં અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષક હોવાથી,તે $d$-વિભાગનું તત્વ છે.
$d$-વિભાગના તત્વોને સંક્રાંતિ તત્વો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન અને અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નીચે મુજબ છે:
$Zn (Z=30): [Ar] \ 3d^{10} 4s^{2} \implies Zn^{2+}: [Ar] \ 3d^{10}$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $0$)
$Fe (Z=26): [Ar] \ 3d^{6} 4s^{2} \implies Fe^{2+}: [Ar] \ 3d^{6}$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $4$)
$Ni (Z=28): [Ar] \ 3d^{8} 4s^{2} \implies Ni^{3+}: [Ar] \ 3d^{7}$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $3$)
$Cu (Z=29): [Ar] \ 3d^{10} 4s^{1} \implies Cu^{+}: [Ar] \ 3d^{10}$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $0$)
આમ,$Fe^{2+}$ પાસે અયુગ્મિત '$d$' ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા મહત્તમ છે.

(B) સાચી જોડ $I \to (ii), II \to (iii), III \to (i)$ છે.
- $Zn^{2+} (Z=30)$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે. બધા $d$-ઓર્બિટલ્સ સંપૂર્ણ ભરાયેલા હોવાથી,તેમાં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી,તેથી તે રંગહીન છે.
- $Cu^{2+} (Z=29)$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^9$ છે. તેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે. ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{n(n+2)} = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ \text{BM}$ છે.
- $Ni^{2+} (Z=28)$: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8$ છે. આમ,તે $d^8$ રચના ધરાવે છે.

(D) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ ની ગણતરી સૂત્ર: $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$Ti^{3+}$ $(3d^1)$ માટે,$n = 1$. તેથી,$\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$.
$V^{3+}$ $(3d^2)$ માટે,$n = 2$. તેથી,$\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.82 \ BM$.
$Cr^{3+}$ $(3d^3)$ માટે,$n = 3$. તેથી,$\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 3.87 \ BM$.
$Fe^{3+}$ $(3d^5)$ માટે,$n = 5$. તેથી,$\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.91 \ BM$.
તેથી,$Ti^{3+}$ ની ચુંબકીય ચાકમાત્રા આશરે $1.73-1.75 \ BM$ છે.

(C) જ્યારે સંયોજનમાં રહેલા ધાતુ આયનમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય ત્યારે રંગીન દ્રાવણનું નિર્માણ શક્ય છે,જે $d-d$ સંક્રમણ માટે જવાબદાર છે.
ઉદાહરણ તરીકે:
$Cu^{+}: 3d^{10} 4s^{0}$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી,રંગહીન)
$Cu^{2+}: 3d^{9} 4s^{0}$ (એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન,વાદળી)

(A) સંક્રાંતિ ધાતુ આયનો રંગહીન હોય છે જો તેમની પાસે તેમના $d$-કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોય,એટલે કે તેમની પાસે $d^{0}$ અથવા $d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના હોય,કારણ કે તેઓ $d-d$ સંક્રમણ કરી શકતા નથી.
$Sc^{3+}$: પરમાણુ ક્રમાંક $21$,ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{0} 4s^{0}$ ($d^{0}$ રચના,રંગહીન).
$Zn^{2+}$: પરમાણુ ક્રમાંક $30$,ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^{0}$ ($d^{10}$ રચના,રંગહીન).
તેથી,$Sc^{3+}$ અને $Zn^{2+}$ બંને રંગહીન છે.

(D) આપેલા જૂથોના તત્વો માટે સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોન રચના $(n-1)d^{10} ns^2$ છે.
$Zn$ $([Ar] 3d^{10} 4s^2)$,$Cd$ $([Kr] 4d^{10} 5s^2)$,અને $Hg$ $([Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^2)$ આ રચના ધરાવે છે.
$Cu$ ની રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે.
$Ag$ ની રચના $[Kr] 4d^{10} 5s^1$ છે.
$Ag, Cu$ ની જોડીમાં,બંને તત્વો $(n-1)d^{10} ns^2$ રચના ધરાવતા નથી.

(D) સમૂહ $12$ ના તત્વો $(Zn, Cd, Hg, Cn)$ ની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $(n-1)d^{10}ns^2$ છે.
કોપર $(Cu)$ સમૂહ $11$ માં આવે છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $3d^{10}4s^1$ છે.
ઝિંક $(Zn)$ સમૂહ $12$ માં આવે છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $3d^{10}4s^2$ છે.
વિકલ્પ $D$ માં,$Cu$ પાસે $(n-1)d^{10}ns^2$ રચના નથી,જ્યારે $Zn$ પાસે છે.
તેથી,જે જોડીમાં બંને તત્વો પાસે આ રચના નથી તે $Cu, Zn$ છે.

(C) વિકલ્પ $(C)$ ની સામે દર્શાવેલ ગુણધર્મ ખોટો છે.
આપેલ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$Cr^{2+} = [Ar] 3d^4$ ($4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
$Mn^{2+} = [Ar] 3d^5$ ($5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
$Fe^{2+} = [Ar] 3d^6$ ($4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
પેરામેગ્નેટિક વર્તણૂક એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$Mn^{2+}$ પાસે $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે ત્રણેયમાં સૌથી વધુ પેરામેગ્નેટિક વર્તણૂક દર્શાવે છે.
તેથી,પેરામેગ્નેટિક વર્તણૂકનો સાચો ક્રમ $Cr^{2+} = Fe^{2+} < Mn^{2+}$ છે.

(C) $Sc$ $(Z=21)$ થી $Cu$ $(Z=29)$ સુધીના તત્વો $3d$ શ્રેણીના સંક્રાંતિ તત્વો છે.
આ તમામ તત્વો માટે,તેમની ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણીમાં $3d$ સબશેલ આંશિક રીતે ભરાયેલી હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે:
$Sc: [Ar] 3d^1 4s^2$
$Ti: [Ar] 3d^2 4s^2$
...
$Cu: [Ar] 3d^{10} 4s^1$
તેથી,$Sc$ થી $Cu$ સુધીના તમામ તત્વો માટે ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં $3d$ ઓર્બિટલ સંપૂર્ણપણે ભરાયેલી હોતી નથી,તેથી વિકલ્પ $(c)$ સૌથી યોગ્ય છે.

(D) જો આયનોમાં તેમના $d$-ઓર્બિટલ્સમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય (એટલે કે $d^1$ થી $d^9$ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના),તો તેઓ જલીય દ્રાવણમાં રંગીન હોય છે.
$1$. $Sc^{3+}$ $(3d^0)$: રંગહીન (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી).
$2$. $Ti^{3+}$ $(3d^1)$: રંગીન (એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
$3$. $Mn^{2+}$ $(3d^5)$: રંગીન (પાંચ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
$4$. $Ni^{2+}$ $(3d^8)$: રંગીન (બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
$5$. $Cu^{+}$ $(3d^{10})$: રંગહીન (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી).
$6$. $Ti^{4+}$ $(3d^0)$: રંગહીન (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી).
વિકલ્પો તપાસતા:
- વિકલ્પ $(A)$: $Sc^{3+}$ રંગહીન છે.
- વિકલ્પ $(B)$: $Ti^{4+}$ રંગહીન છે.
- વિકલ્પ $(C)$: $Cu^{+}$ રંગહીન છે.
- વિકલ્પ $(D)$: $Mn^{2+}$ અને $Ti^{3+}$ બંનેમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે અને તેઓ રંગીન છે.
તેથી,સાચી જોડી $(Mn^{2+}, Ti^{3+})$ છે.

(C) જો પદાર્થમાં ઓછામાં ઓછો એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય તો તે પેરામેગ્નેટિક છે. વિકલ્પ $C$ માં આપેલા આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના તપાસીએ:
$Ti$ $(Z=22)$: $[Ar] 4s^{2} 3d^{2}$. $Ti^{2+}$: $[Ar] 3d^{2}$ ($2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે).
$Cu$ $(Z=29)$: $[Ar] 4s^{1} 3d^{10}$. $Cu^{2+}$: $[Ar] 3d^{9}$ ($1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે).
$Mn$ $(Z=25)$: $[Ar] 4s^{2} 3d^{5}$. $Mn^{3+}$: $[Ar] 3d^{4}$ ($4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે).
આ બધા આયનો અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા હોવાથી,તેઓ પેરામેગ્નેટિક છે.

(B) સાચો જવાબ $(B)$ છે.
$Zn$ (ઝિંક) સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષક $(3d^{10}4s^2)$ ધરાવે છે અને તે ચલિત ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવતું નથી; તે માત્ર $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.

(C) આયન $X^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^5$ તરીકે આપવામાં આવી છે.
તટસ્થ તત્વ $X$ નો પરમાણુ ક્રમાંક શોધવા માટે,આપણે ઓક્સિડેશન દરમિયાન ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને આયનમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં ઉમેરીએ છીએ.
$X^{3+}$ માં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $= 18 (Ar) + 5 (3d) = 23 \ e^-$.
ઓક્સિડેશન આંક $+3$ હોવાથી,તટસ્થ તત્વ $X$ માં $23 + 3 = 26 \ e^-$ હોય છે.
તેથી,તત્વ $X$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $26$ છે,જે આયર્ન $(Fe)$ ને અનુરૂપ છે.

(A) ધાતુ આયનોની ચુંબકીય ચાકમાત્રા (magnetic moment) અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ દ્વારા સૂત્ર $\mu_{spin} = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ નો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. $Mn^{2+}$ $(3d^5)$ માટે: $n = 5$,$\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \ BM \approx 5.92 \ BM$.
$2$. $Cu^{2+}$ $(3d^9)$ માટે: $n = 1$,$\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \ BM \approx 1.73 \ BM$.
$3$. $Sc^{2+}$ $(3d^1)$ માટે: $n = 1$,$\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \ BM \approx 1.73 \ BM$.
$4$. $Cu^{+}$ $(3d^{10})$ માટે: $n = 0$,$\mu = 0 \ BM$.
આમ,$Mn^{2+}$ પાસે સૌથી વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=5)$ હોવાથી,તે મહત્તમ અનુચુંબકીય ગુણધર્મ દર્શાવે છે.