General Characteristics Questions in Gujarati

(A) જલીય દ્રાવણમાં સંક્રાંતિ ધાતુ આયનોનો રંગ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી ($d-d$ સંક્રાંતિ) પર આધાર રાખે છે.
$Sc^{3+}$ $(Z=21)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^0 4s^0$ છે.
અહીં $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,$Sc^{3+}$ રંગવિહીન છે.
$Fe^{2+}$ $(Z=26)$ માટે: $[Ar] 3d^6$ ($4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
$Ti^{3+}$ $(Z=22)$ માટે: $[Ar] 3d^1$ ($1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
$Mn^{2+}$ $(Z=25)$ માટે: $[Ar] 3d^5$ ($5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).

(C) સંક્રાંતિ ધાતુઓની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(n-1)d$ અને $ns$ કક્ષકોમાં બંધ બનાવવા માટે ઉપલબ્ધ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
$(n-1)d^5 ns^2$ (જેમ કે $Mn$,$Z=25$) ઇલેક્ટ્રોનીય રચના ધરાવતી સંક્રાંતિ ધાતુઓમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા મહત્તમ (કુલ સાત) હોય છે,જે તેમને સૌથી ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા (દા.ત. $KMnO_4$ માં $+7$) દર્શાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.
તેથી,$(n-1)d^5 ns^2$ રચના સૌથી ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા સાથે સંબંધિત છે.

(C) સંક્રાંતિ ધાતુઓમાં પરમાણ્વીય ત્રિજ્યાઓનાં મૂલ્યો ખૂબ નજીક હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ ખૂબ સમાન કદ ધરાવે છે.
આ સમાનતાને કારણે,એક સંક્રાંતિ ધાતુના પરમાણુઓ સ્ફટિક લેટાઇસમાં બીજી સંક્રાંતિ ધાતુના પરમાણુઓને સરળતાથી બદલી શકે છે,જે મિશ્રધાતુઓના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.

(C) $Ti$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^2 4s^2$ છે.
$Ti^{3+}$ માટે,ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^1$ છે.
તેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી તે અનુચુંબકીય છે.
$Cu^{+}$ $(3d^{10})$,$Zn^{2+}$ $(3d^{10})$,અને $Ti^{4+}$ $(3d^0)$ માં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી,તેથી તે પ્રતિચુંબકીય (diamagnetic) છે.

(D) જેમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા વધે છે,તેમ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જે લુઈસ એસિડિકતામાં વધારો અને બેઝિકતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.
સંક્રાંતિ ધાતુઓ તેમની ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં સામાન્ય રીતે બેઝિક સંયોજનોને બદલે એસિડિક ઓક્સાઈડ અથવા સહસંયોજક સંકીર્ણ બનાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$[MnO_4]^-$ માં,$Mn$ એ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે અને તે એસિડિક કેન્દ્ર તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં તેઓ બેઝિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(C) સમૂહ $12$ ના તત્વો માટેની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોન રચના $(n - 1)d^{10} ns^2$ છે.
આ તત્વો $Zinc$ $(Zn)$,$Cadmium$ $(Cd)$ અને $Mercury$ $(Hg)$ છે.
$Zn$ ની રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ છે.
$Cd$ ની રચના $[Kr] 4d^{10} 5s^2$ છે.
$Hg$ ની રચના $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^2$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વોની ઘનતા સામાન્ય રીતે $Sc$ થી $Cu$ તરફ જતાં વધે છે કારણ કે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા ઘટે છે અને પરમાણ્વીય દળ વધે છે.
$Zn$ ની ઘનતા $Cu$ અને $Ni$ કરતા ઓછી હોય છે કારણ કે તેની $3d^{10}$ કક્ષક પૂર્ણ હોવાથી તેની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા મોટી હોય છે,જે ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણમાં વધારો કરે છે.
તેથી,આ તત્વો માટે ઘનતાનો સાચો ક્રમ $Cu > Ni > Zn > Sc$ છે.

(D) સંક્રાંતિ તત્વો મુખ્યત્વે ઉદ્દીપક તરીકે વર્તે છે કારણ કે તેઓ વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવી શકે છે અને મુક્ત સંયોજકતા સાથે મોટી સપાટીનું ક્ષેત્રફળ પૂરું પાડે છે.
આ તેમને પ્રક્રિયકો સાથે અસ્થાયી મધ્યવર્તી સંયોજનો બનાવવાની મંજૂરી આપે છે,જે પ્રતિક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) ચુંબકીય ચાકમાત્રા એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$Fe^{2+} ([Ar] 3d^6)$: $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન.
$Fe^{3+} ([Ar] 3d^5)$: $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન.
$Cr^{3+} ([Ar] 3d^3)$: $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન.
$Mn^{3+} ([Ar] 3d^4)$: $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન.
$Fe^{3+}$ માં સૌથી વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(5)$ હોવાથી તે સૌથી વધુ અનુચુંબકીય છે.

(A) $M^{3+}$ આયનની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar]3d^1$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે તટસ્થ પરમાણુ $M$ પાસે આયન કરતા $3$ ઇલેક્ટ્રોન વધારે હોવા જોઈએ.
તટસ્થ પરમાણુ $M$ માં કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $18 (Ar) + 1 (3d) + 3 = 22$ છે.
પરમાણુ ક્રમાંક $22$ ધરાવતું તત્વ ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ છે.
તેથી,આ આયન $Ti^{3+}$ છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વની વ્યાખ્યા મુજબ,જે તત્વ ધરાવસ્થિતિમાં અથવા તેની કોઈ સામાન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય તેને સંક્રાંતિ તત્વ કહેવાય છે.
$_{21}Sc$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે.
તેની સૌથી સામાન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે,જેમાં તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^0$ થાય છે.
અહીં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણપણે ખાલી હોવાથી,તેને સંક્રાંતિ તત્વ ગણી શકાય નહીં.

(C) લેન્થેનાઇડ સંકોચન એ પરમાણુ ક્રમાંકમાં વધારા સાથે લેન્થેનાઇડ્સની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં થતો સતત ઘટાડો છે.
લેન્થેનાઇડ સંકોચનને કારણે,$4d$ અને $5d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વો,ખાસ કરીને $Zr$ $(Z=40)$ અને $Hf$ $(Z=72)$,લગભગ સમાન પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યા દર્શાવે છે.
કદમાં આ સમાનતાને કારણે $Zr$ અને $Hf$ નું અલગીકરણ ખૂબ મુશ્કેલ બને છે.

(B) જો આયનોમાં $d$-કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય,તો તેઓ $d-d$ સંક્રમણને કારણે રંગીન હોય છે.
$(1) \ Cu^{2+} \ ([Ar] 3d^9)$: $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. તે રંગીન છે.
$(2) \ Ti^{4+} \ ([Ar] 3d^0)$: $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. તે રંગહીન છે.
$(3) \ Co^{2+} \ ([Ar] 3d^7)$: $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. તે રંગીન છે.
$(4) \ Fe^{3+} \ ([Ar] 3d^5)$: $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. તે રંગીન છે.
તેથી,રંગીન આયનોનો સમૂહ $(1, 3, 4)$ છે.

(B) તટસ્થ પરમાણુઓની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના નીચે મુજબ છે:
$Ti (Z=22): [Ar] 3d^2 4s^2$
$V (Z=23): [Ar] 3d^3 4s^2$
$Cr (Z=24): [Ar] 3d^5 4s^1$
$Mn (Z=25): [Ar] 3d^5 4s^2$
વિકલ્પ $B$ માં આપેલા આયનોની રચના:
$Ti^{2+}: [Ar] 3d^2$
$V^{3+}: [Ar] 3d^2$
$Cr^{4+}: [Ar] 3d^2$
$Mn^{5+}: [Ar] 3d^2$
આ તમામ આયનો $3d^2$ ઇલેક્ટ્રોનીય રચના ધરાવે છે.

(A) $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં, અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારાને કારણે પરમાણ્વિય ત્રિજ્યા સામાન્ય રીતે $Sc$ થી $Mn$ સુધી ઘટે છે.
$Fe$ થી $Ni$ સુધી, પરમાણ્વિય ત્રિજ્યા લગભગ અચળ રહે છે કારણ કે કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો એ $d$-ઇલેક્ટ્રોનની શીલ્ડિંગ અસર દ્વારા સંતુલિત થાય છે.
શ્રેણીના અંતે, ખાસ કરીને $Cu$ અને $Zn$ માટે, $d$-ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેના મજબૂત આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણને કારણે પરમાણ્વિય ત્રિજ્યામાં થોડો વધારો થાય છે.
આથી, આપેલા વિકલ્પોમાંથી $A$ એ સૌથી યોગ્ય ક્રમ દર્શાવે છે.

(C) $1$. સંક્રાંતિ તત્વોની વ્યાખ્યા એવી છે કે જે તત્વો તેમની ધરા અવસ્થામાં અથવા તેમની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી $d$-કક્ષકો ધરાવે છે.
$2$. $Zn$,$Cd$ અને $Hg$ જેવા તત્વો ધરા અવસ્થામાં અને સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ધરાવે છે,તેથી તેમને સંક્રાંતિ તત્વો ગણવામાં આવતા નથી.
$3$. તેથી,વિધાન "$d$-વિભાગના બધા જ તત્વો સંક્રાંતિ તત્વો છે" તે ખોટું છે.

(B) સંક્રાંતિ તત્વો તેમના પરમાણુઓ અથવા આયનોમાં અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી $d$-કક્ષકોની હાજરી દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
$(n-1)d$ અને $ns$ કક્ષકો વચ્ચેના નાના ઉર્જા તફાવતને કારણે,બંનેના ઇલેક્ટ્રોન બંધનમાં ભાગ લઈ શકે છે.
આનાથી સંક્રાંતિ તત્વો ચલિત ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવી શકે છે.
તેઓ સામાન્ય રીતે મજબૂત ધાતુબંધને કારણે ઊંચા ગલનબિંદુ ધરાવે છે અને $s$-વિભાગના તત્વો કરતા ઓછા સક્રિય હોય છે.

(A) કોઈ સ્પિસિઝ અનુચુંબકીય છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનામાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી તપાસીએ છીએ.
$1$. $Fe^{2+}$ $(Z=26)$: તેની રચના $[Ar] 3d^6$ છે. તેમાં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી તે અનુચુંબકીય છે.
$2$. $Zn^0$ $(Z=30)$: તેની રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ છે. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે,તેથી તે પ્રતિચુંબકીય છે.
$3$. $Hg^{2+}$ $(Z=80)$: તેની રચના $[Xe] 4f^{14} 5d^{10}$ છે. બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે,તેથી તે પ્રતિચુંબકીય છે.
$4$. $Ti^{4+}$ $(Z=22)$: તેની રચના $[Ar] 3d^0$ છે. $d$-કક્ષકમાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન નથી,તેથી તે પ્રતિચુંબકીય છે.
આમ,માત્ર $Fe^{2+}$ અનુચુંબકીય છે.

(D) અનુચુંબકત્વ એ પદાર્થનો એવો ગુણધર્મ છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા આકર્ષાય છે. આ ગુણધર્મ ધાતુ આયનોની $d-$ કક્ષકોમાં એક અથવા વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે ઉદભવે છે. $3d-$ ધાતુ આયનોમાં ઘણીવાર તેમની $d-$ પેટાકોષમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,તેથી તેઓ અનુચુંબકીય વર્તણૂક દર્શાવે છે.

(D) લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે,$Zr^{4+}$ ($4d$ શ્રેણી) અને $Hf^{4+}$ ($5d$ શ્રેણી) ના આયનીય કદ લગભગ સમાન હોય છે.
આ ઘટનાને લેન્થેનોઇડ સંકોચન કહેવામાં આવે છે,જે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં કદમાં થતા અપેક્ષિત વધારાને સરભર કરે છે.

(B) સંક્રાંતિ તત્વો માટે $E^o_{M^{2+}/M}$ ના પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ મૂલ્યો ઉર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી,આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પીના સરવાળા પર આધાર રાખે છે.
$Mn^{2+}$ માટે ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $3d^5$ છે,જે અર્ધ-પૂર્ણ $d$-કક્ષકને કારણે સ્થાયી છે,તેથી તેનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ $E^o_{Mn^{2+}/Mn}$ વધુ ઋણ $(-1.18 \ V)$ છે.
$Cr^{2+}$ માટે રચના $3d^4$ $(-0.91 \ V)$ છે.
$Fe^{2+}$ માટે રચના $3d^6$ $(-0.44 \ V)$ છે.
$Co^{2+}$ માટે રચના $3d^7$ $(-0.28 \ V)$ છે.
આમ,ઋણ મૂલ્યોનું પ્રમાણ $Mn > Cr > Fe > Co$ ક્રમમાં છે.

(B) $Ti$ $(Z=22)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^2 4s^2$ છે. તેથી,$Ti^{2+}$ એ $[Ar] 3d^2$ છે,જેમાં $n=2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$Ni$ $(Z=28)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે. તેથી,$Ni^{2+}$ એ $[Ar] 3d^8$ છે. $3d^8$ માં $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=2)$ હોય છે.
આમ,$Ti^{2+}$ અને $Ni^{2+}$ બંને સમાન સંખ્યામાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વની વ્યાખ્યા મુજબ,જે તત્વ તેની ધરા-સ્થિતિમાં અથવા તેની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય તેને સંક્રાંતિ તત્વ કહેવાય છે.
સ્કેન્ડિયમ $(_{21}Sc)$ માટે,ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે.
તેની સૌથી સ્થાયી ઓક્સિડેશન અવસ્થા $Sc^{3+}$ માં,ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^0$ થાય છે.
$Sc^{3+}$ આયનમાં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણપણે ખાલી હોવાથી અને તેની ધરા-સ્થિતિમાં પણ અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષક ન હોવાથી,તેને સંક્રાંતિ તત્વ ગણવામાં આવતું નથી.

(A) મિશ્રધાતુ એ બે કે તેથી વધુ ધાતુઓ અથવા ધાતુ અને અધાતુનું ઘન દ્રાવણ છે. વિસ્થાપિત ઘન દ્રાવણો (મિશ્રધાતુઓ) બનાવવા માટે સામાન્ય રીતે નીચેની શરતો જરૂરી છે:
$1$. ઘટકોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યામાં $15\%$ થી વધુ તફાવત ન હોવો જોઈએ.
$2$. ઘટકોની સ્ફટિક રચના સમાન હોવી જોઈએ.
$3$. સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોન રચના સમાન હોવી જોઈએ.
$4$. વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત ઓછો હોવો જોઈએ.
તેથી,સાચો નિયમ એ છે કે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વચ્ચેનો તફાવત $15\%$ થી વધુ ન હોવો જોઈએ.

(D) આયન પ્રતિચુંબકીય છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનામાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી તપાસીએ છીએ.
$1$. $Cu^{+2}$ $(Z=29)$: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^9$ છે. તેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી તે અનુચુંબકીય (paramagnetic) છે.
$2$. $Cr^{+3}$ $(Z=24)$: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^3$ છે. તેમાં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી તે અનુચુંબકીય છે.
$3$. $Ti^{+3}$ $(Z=22)$: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^1$ છે. તેમાં $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી તે અનુચુંબકીય છે.
આપેલા તમામ આયનોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તેમાંથી કોઈ પણ પ્રતિચુંબકીય નથી.

(B) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu$ ની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \, BM$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $Ti^{2+}$ $([Ar] 3d^2)$ માટે: $n = 2$,તેથી $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \, BM$.
$2$. $V^{3+}$ $([Ar] 3d^2)$ માટે: $n = 2$,તેથી $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \, BM$.
$3$. $Ni^{2+}$ $([Ar] 3d^8)$ માટે: $n = 2$,તેથી $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \, BM$.
આમ,$Ti^{2+}$,$V^{3+}$ અને $Ni^{2+}$ માટે ચુંબકીય ચાકમાત્રા અનુક્રમે $2.83 \, BM, 2.83 \, BM, 2.83 \, BM$ છે.

(C) સંક્રાંતિ ધાતુ આયનોના જલીય દ્રાવણો રંગીન હોય છે જો તેમની પાસે અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો હોય,જેના કારણે $d-d$ સંક્રાંતિ થાય છે.
$Zn^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^{10}$ (પૂર્ણ ભરાયેલી) છે,તેથી તે રંગહીન છે.
$Li^+$ એ આલ્કલી ધાતુ આયન છે જેમાં કોઈ $d$-ઇલેક્ટ્રોન નથી,તેથી તે રંગહીન છે.
$Co^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^7$ (અપૂર્ણ ભરાયેલી) છે,જે $d-d$ સંક્રાંતિને મંજૂરી આપે છે,તેથી તેનું જલીય દ્રાવણ ગુલાબી/રંગીન હોય છે.
પોટાશ એલમ $(KAl(SO_4)_2 \cdot 12H_2O)$ માં $Al^{3+}$ હોય છે,જેમાં કોઈ $d$-ઇલેક્ટ્રોન નથી,તેથી તે રંગહીન છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Co(NO_3)_2$ છે.

(B) $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં,જેમ આપણે $Cr$ થી $Cu$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ પરમાણુ ક્રમાંક વધે છે,જેનાથી કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે.
જોકે,ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક $3d$ કક્ષકોમાં ઉમેરાય છે.
આ $3d$ ઇલેક્ટ્રોન એક શિલ્ડિંગ અસર પૂરી પાડે છે જે બહારના $4s$ ઇલેક્ટ્રોનને વધતા કેન્દ્રીય વીજભારથી સુરક્ષિત કરે છે.
આ શિલ્ડિંગ અસર કેન્દ્રીય વીજભારમાં થતા વધારાને લગભગ સંપૂર્ણપણે સંતુલિત કરે છે,જેના પરિણામે આ શ્રેણીમાં પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ અચળ રહે છે.

(A) ગેડોલિનિયમ $(Gd)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $64$ છે.
તેનું ઇલેક્ટ્રોનિક સંરૂપણ $[Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$ છે.
જ્યારે તે $Gd^{3+}$ આયન બનાવે છે,ત્યારે તે ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે ($6s$ માંથી $2$ અને $5d$ માંથી $1$).
પરિણામી ઇલેક્ટ્રોનિક સંરૂપણ $[Xe] 4f^7$ છે.
$4f$ પેટાકક્ષામાં મહત્તમ $14$ ઇલેક્ટ્રોન રહી શકે છે,તેથી $4f^7$ સંરૂપણ એ અર્ધ-પૂર્ણ પેટાકક્ષા દર્શાવે છે,જે વિનિમય ઉર્જા અને સંમિતિને કારણે વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.

(C) બધા જ પરમાણ્વીય અને આણ્વીય ઘટકો કે જે એક અથવા વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે,તે પેરામેગ્નેટિક હોય છે.
$d$-વિભાગના તત્વોના આયનો પેરામેગ્નેટિક હોય છે કારણ કે તેઓ મુખ્યત્વે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,$Sc^{3+}$,$Ti^{4+}$,$Zn^{2+}$ અને $Cu^{+}$ જેવા આયનોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી,તેથી તેઓ ડાયામેગ્નેટિક અને રંગવિહીન હોય છે.

(C) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{n(n+2)} \, BM$ સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$(i) \, V^{4+} (Z=23): [Ar] 3d^1$,$n=1$,$\mu = \sqrt{3} \approx 1.73 \, BM$.
$(ii) \, Mn^{4+} (Z=25): [Ar] 3d^3$,$n=3$,$\mu = \sqrt{15} \approx 3.87 \, BM$.
$(iii) \, Fe^{3+} (Z=26): [Ar] 3d^5$,$n=5$,$\mu = \sqrt{35} \approx 5.92 \, BM$.
$(iv) \, Ni^{2+} (Z=28): [Ar] 3d^8$,$n=2$,$\mu = \sqrt{8} \approx 2.83 \, BM$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $5.92 (Fe^{3+}) > 3.87 (Mn^{4+}) > 2.83 (Ni^{2+}) > 1.73 (V^{4+})$.
આમ,સાચો ક્રમ $(iii) > (ii) > (iv) > (i)$ છે.

(B) જલીય દ્રાવણમાં સંક્રાંતિ ધાતુ આયનોનો રંગ મુખ્યત્વે $d-d$ સંક્રમણને કારણે હોય છે.
$Ti^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $3d^1$ છે.
અષ્ટફલકીય સ્ફટિક ક્ષેત્રમાં,$d$-કક્ષકમાં રહેલો એક ઇલેક્ટ્રોન પીળા-લીલા રંગના પ્રકાશનું શોષણ કરીને $d-d$ સંક્રમણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે તેનો પૂરક રંગ જાંબલી (purple) જોવા મળે છે.
તેથી,$Ti^{3+}$ આયનો જલીય દ્રાવણમાં જાંબલી રંગના દેખાય છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(n-1)d$ અને $ns$ કક્ષકોમાં રહેલા કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$3d^5 4s^2$ માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $5 + 2 = 7$ છે. તેથી,મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે.
$3d^2 4s^2$ માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $2 + 2 = 4$ છે. તેથી,મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ છે.
$3d^1 4s^2$ માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $1 + 2 = 3$ છે. તેથી,મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.
$3d^5 4s^1$ માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $5 + 1 = 6$ છે. તેથી,મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+6$ છે.
આમ,$3d^5 4s^2$ રચના સૌથી ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.

(A) $Gd$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $64$ છે. $Gd$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$ છે.
$Gd^{3+}$ માટે,ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે,પરિણામે $[Xe] 4f^7$ રચના મળે છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $7$ છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ B.M.$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે.
$n = 7$ મૂકતા: $\mu = \sqrt{7(7+2)} = \sqrt{7 \times 9} = \sqrt{63} \approx 7.94 \ B.M.$
આમ,સૌથી નજીકનું મૂલ્ય $7.9 \ B.M.$ છે.

(C) ચલિત સંયોજકતા એ સંક્રાંતિ તત્વોનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે,જે બંધ નિર્માણમાં $(n-1)d$ અને $ns$ બંને ઇલેક્ટ્રોનના ભાગ લેવાને કારણે જોવા મળે છે.
સંક્રાંતિ તત્વો ચલિત ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે કારણ કે $(n-1)d$ અને $ns$ કક્ષકો વચ્ચેનો ઉર્જા તફાવત ખૂબ જ ઓછો હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે $Cu^+/Cu^{2+}$ અને $Fe^{2+}/Fe^{3+}$.
જોકે કેટલાક $p$-વિભાગના તત્વો પણ ચલિત સંયોજકતા દર્શાવે છે (નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે),પરંતુ તે સંક્રાંતિ તત્વોનો મુખ્ય અને વ્યાપક ગુણધર્મ છે.

(A) લેન્થેનાઇડ્સની જલીય દ્રાવણમાં ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સ્થિરતા આયનીકરણ માટે જરૂરી ઉર્જા (આયનીકરણ એન્થાલ્પી) અને જલીયકરણ દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જા (જલીયકરણ એન્થાલ્પી) વચ્ચેના સંતુલન દ્વારા નક્કી થાય છે. $Ln(s) \rightarrow Ln^{3+}(aq) + 3e^-$. એકંદર સ્થિરતા આ ઉર્જા પદોના સરવાળા પર આધાર રાખે છે.

(A) $TiCl_2$ માં $Ti$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. $Ti^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^2$ છે. તેમાં બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી $d-d$ સંક્રાંતિ શક્ય છે,જે જલીય દ્રાવણને રંગીન બનાવે છે. જ્યારે $Zn^{2+}$ $(3d^{10})$,$Cd^{2+}$ $(4d^{10})$ અને $Hg_2^{2+}$ $(5d^{10})$ માં $d$-કક્ષકો પૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી તે રંગવિહીન હોય છે.

(A) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ શોધવાનું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
આપેલ $\mu = 3.87 \ BM$ માટે,$n = 3$ મળે છે.
હવે,ઇલેક્ટ્રોન રચના તપાસીએ:
$Co^{2+}$ $(Z=27)$: $[Ar] 3d^7$,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $n=3$.
$Co^{3+}$ $(Z=27)$: $[Ar] 3d^6$,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $n=4$.
$Fe^{2+}$ $(Z=26)$: $[Ar] 3d^6$,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $n=4$.
$Fe^{3+}$ $(Z=26)$: $[Ar] 3d^5$,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $n=5$.
તેથી,$Co^{2+}$ માં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,જે $3.87 \ BM$ ચુંબકીય ચાકમાત્રા દર્શાવે છે.

(D) સંક્રાંતિ ધાતુઓ વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે કારણ કે $ns$ અને $(n - 1)d$ કક્ષકો વચ્ચેની ઉર્જાનો તફાવત ખૂબ જ ઓછો હોય છે.
તેથી,$ns$ અને $(n - 1)d$ બંને ઇલેક્ટ્રોન બંધ બનાવવામાં ભાગ લે છે,જે આ ધાતુઓને ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ પ્રાપ્ત કરવામાં મદદ કરે છે.

(A) સંક્રાંતિ તત્વો દ્વારા દર્શાવવામાં આવતી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સંખ્યા $(n-1)d$ અને $ns$ કક્ષકોમાં ઉપલબ્ધ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
$3d^5\,4s^2$ (મેંગેનીઝ,$Z=25$) માટે,બંધ બનાવવા માટે ઉપલબ્ધ કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $5 + 2 = 7$ છે. આમ,તે $+2$ થી $+7$ સુધીની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
$3d^2\,4s^2$ (ટાઇટેનિયમ,$Z=22$) માટે,કુલ સંખ્યા $2 + 2 = 4$ છે.
$3d^3\,4s^2$ (વેનેડિયમ,$Z=23$) માટે,કુલ સંખ્યા $3 + 2 = 5$ છે.
$3d^5\,4s^1$ (ક્રોમિયમ,$Z=24$) માટે,કુલ સંખ્યા $5 + 1 = 6$ છે.
તેથી,$3d^5\,4s^2$ ઇલેક્ટ્રોન રચના મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.

(C) સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં,પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે $d$-કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા વધે છે. $Sc$ $(d^1)$ થી $Mn$ $(d^5)$ સુધી અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા વધે છે,તેથી અનુચુંબકીય ગુણધર્મ વધે છે. $Mn$ પછી,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થવાનું શરૂ થાય છે,જેના કારણે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ઘટે છે અને પરિણામે અનુચુંબકીય ગુણધર્મ ઘટે છે.

(B) લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે લેન્થેનોઇડ્સની આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
$La^{3+}$ $(Z=57)$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી મોટી છે.
$Lu^{3+}$ $(Z=71)$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી નાની છે.
$Eu^{3+}$ $(Z=63)$ એ $La^{3+}$ અને $Lu^{3+}$ ની વચ્ચે આવે છે.
આમ,ક્રમ $Lu^{3+} < Eu^{3+} < La^{3+}$ છે.
$Y^{3+}$ એ $4d$ સંક્રાંતિ ધાતુ આયન છે જેની આયનીય ત્રિજ્યા $La^{3+}$ ($5d$ શ્રેણી) કરતા નાની હોય છે.
સાચો ક્રમ $Y^{3+} < Lu^{3+} < Eu^{3+} < La^{3+}$ છે.

(B) $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતા ધાતુ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના પર આધાર રાખે છે.
$Mn^{2+}$ $(3d^5)$ અર્ધ-પૂર્ણ હોવાથી સૌથી વધુ સ્થિર છે.
$Mn^{2+} > Fe^{2+} > Co^{2+} > Cr^{2+}$ એ સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ છે.

(C) સંક્રાંતિ તત્વો એટલે એવા તત્વો કે જે તેમની ધરા અવસ્થામાં અથવા તેમની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી $d$-કક્ષકો ધરાવે છે.
સંક્રાંતિ તત્વો ($d$-વિભાગના તત્વો) નું સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક સંરૂપણ $(n - 1) \,d^{1 - 10} \,ns^{1 - 2}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓ આંતરાલીય સંયોજનો બનાવે છે કારણ કે તેમના સ્ફટિક લેટાઇસમાં આંતરાલીય ખાલી જગ્યાઓ હોય છે.
$H$,$C$,$N$ અને $B$ જેવા નાના પરમાણુઓ ધાતુની લેટાઇસ રચનામાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કર્યા વિના આ આંતરાલીય સ્થાનોમાં સરળતાથી ગોઠવાઈ શકે છે.

(D) સંક્રાંતિ ધાતુની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(n-1)d$ અને $ns$ કક્ષકોમાં રહેલા કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(n-1)d^3ns^2$ માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $3 + 2 = 5$.
$(n-1)d^5ns^1$ માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $5 + 1 = 6$.
$(n-1)d^8ns^2$ માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $8 + 2 = 10$.
$(n-1)d^5ns^2$ માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોન = $5 + 2 = 7$.
આમ,$(n-1)d^5ns^2$ ઇલેક્ટ્રોન રચનામાં બંધ બનાવવા માટે સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ હોવાથી તે સૌથી ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.

(A) $Cr$ $(3d^5 4s^1)$ ની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી તેના પડોશી તત્વો કરતા વધારે છે કારણ કે તેની $d$-કક્ષક અડધી ભરાયેલી અને સ્થાયી છે.
તે જ રીતે,$Cu$ $(3d^{10} 4s^1)$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી પણ તેના પડોશી તત્વો કરતા વધારે છે કારણ કે તેની $d$-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી અને સ્થાયી છે.
તેથી,$Cr$ અને $Cu$ તેમના પડોશી તત્વોની તુલનામાં ઉચ્ચ આયનીકરણ એન્થાલ્પી મૂલ્યો દર્શાવે છે.

(D) જલીય દ્રાવણમાં ધાતુ આયનની સ્થિરતા એ આયન બનાવવા માટે જરૂરી ઊર્જા (પરમાણ્વીકરણ એન્થાલ્પી અને આયનીકરણ ઊર્જાનો સરવાળો) અને હાઈડ્રેશન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જા (હાઈડ્રેશન એન્થાલ્પી) વચ્ચેના સંતુલન પર આધાર રાખે છે.
ચોક્કસ રીતે,ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^\circ)$ આ ઊર્જા પદોના સરવાળા દ્વારા નક્કી થાય છે:
$E^\circ = \Delta_{sub}H + \Delta_{ion}H + \Delta_{hyd}H$.
તેથી,આ તમામ પરિબળો જલીય માધ્યમમાં ઓક્સિડેશન અવસ્થાની સ્થિરતામાં ફાળો આપે છે.

(D) સંક્રાંતિ ધાતુઓ અને તેમના સંયોજનો ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં ઉદ્દીપક તરીકે વ્યાપકપણે વપરાય છે.
આ મુખ્યત્વે તેમની એક કરતાં વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ પ્રાપ્ત કરવાની અને પ્રક્રિયકો સાથે સંકીર્ણ બનાવવાની ક્ષમતાને કારણે છે.
પ્રક્રિયા માટે સપાટી પૂરી પાડીને અને મધ્યવર્તી સંયોજનો બનાવીને,તેઓ પ્રક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડે છે.
જોકે અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી $d$-કક્ષકો હોવી એ એક લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે,પરંતુ ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા ખાસ કરીને તેમની બદલાતી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ અને અધિશોષણ માટે મોટી સપાટી પૂરી પાડવાની ક્ષમતાને આભારી છે.