General Characteristics Questions in Gujarati

(A) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n 2)} \ BM$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $MnSO_4$ માં,આયન $Mn^{2 }$ છે. $Mn$ $(Z=25)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^5 4s^2$ છે. તેથી,$Mn^{2 }$ એ $[Ar] 3d^5$ છે. તેમાં $n=5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$2$. $Cr_2(SO_4)_3$ માં,આયન $Cr^{3 }$ છે. $Cr$ $(Z=24)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^5 4s^1$ છે. તેથી,$Cr^{3 }$ એ $[Ar] 3d^3$ છે. તેમાં $n=3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$3$. $FeSO_4$ માં,આયન $Fe^{2 }$ છે. $Fe$ $(Z=26)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^6 4s^2$ છે. તેથી,$Fe^{2 }$ એ $[Ar] 3d^6$ છે. તેમાં $n=4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$4$. $CuSO_4$ માં,આયન $Cu^{2 }$ છે. $Cu$ $(Z=29)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે. તેથી,$Cu^{2 }$ એ $[Ar] 3d^9$ છે. તેમાં $n=1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$Mn^{2 }$ પાસે સૌથી વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=5)$ હોવાથી,તેની ચુંબકીય ચાકમાત્રા સૌથી વધુ હશે.

(B) સંક્રાંતિ તત્વો એટલે એવા તત્વો કે જે તેમની ધરા અવસ્થામાં અથવા તેમની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$-કક્ષકો અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય છે.
સંક્રાંતિ તત્વો ($d$-વિભાગના તત્વો) ની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોન રચના $(n - 1)d^{1 - 10} ns^{1 - 2}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $(n - 1)$ એ આંતરિક $d$-કક્ષકો અને $n$ એ સૌથી બહારની કક્ષા દર્શાવે છે.

(C) સંક્રાંતિ ધાતુ તત્વોની ઉષ્માગતિકીય સ્થાયિતા તેમના ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ ($E^{\circ}$ મૂલ્યો) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આ મૂલ્યો જલીય દ્રાવણમાં ધાતુને તેના આયનોમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયામાં સામેલ ઉર્જા ફેરફારોને દર્શાવે છે,જેમાં ઉર્ધ્વપાતન ઉર્જા,આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પીનો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,જલીય માધ્યમમાં તેમની સ્થાયિતા નક્કી કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ એ સાચો માપદંડ છે.

(D) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ શોધવાનું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$\mu = 4.90 \ BM$ માટે,$\sqrt{n(n+2)} = 4.90$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $n(n+2) \approx 24$,તેથી $n = 4$.
$FeSO_4$ માં,$Fe$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. $Fe^{2+}$ $(Z=26)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^6$ છે.
$3d^6$ રચનામાં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=4)$ હોય છે,તેથી $\mu = \sqrt{4(6)} = \sqrt{24} \approx 4.90 \ BM$.
આમ,$FeSO_4$ ની ચુંબકીય ચાકમાત્રા $4.90 \ BM$ છે.

(D) મિશ ધાતુ એ લેન્થેનોઇડ ધાતુઓની મિશ્રધાતુ છે.
તે સામાન્ય રીતે આશરે $95\%$ લેન્થેનોઇડ ધાતુ અને લગભગ $5\%$ આયર્ન ધરાવે છે,સાથે સલ્ફર,કાર્બન,કેલ્શિયમ અને એલ્યુમિનિયમની અલ્પ માત્રા હોય છે.
તેથી,મિશ ધાતુમાં આયર્નનું પ્રમાણ $5\%$ છે.

(B) $(1)$ મૅંગેનીઝ $(Mn)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^5 4s^2$ છે અને તે $+7$ સુધીની ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવી શકે છે (દા.ત.,$KMnO_4$ માં). આ વિધાન સાચું છે.
$(2)$ ઝીંક $(Zn)$ માં $3d^{10}$ રચના સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી તે રંગીન આયનો બનાવી શકતું નથી. આ વિધાન ખોટું છે.
$(3)$ $[CoF_6]^{3-}$ માં,$Co$ એ $+3$ ઑક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^6)$. $F^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી. આમ,તેમાં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે અનુચુંબકીય છે. આ વિધાન ખોટું છે.
$(4)$ સ્કેન્ડિયમ $(Sc)$ ની રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે અને તે માત્ર $+3$ ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે. તે $+4$ અવસ્થા દર્શાવી શકતું નથી. આ વિધાન ખોટું છે.
$(5)$ ઝીંક $(Zn)$ ની રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ છે અને તે $4s$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને માત્ર $+2$ ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
તેથી,વિધાનો $(1)$ અને $(5)$ સાચા છે.

(C) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $(\mu)$ નું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \, B.M.$ છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
આપેલ $\mu = 1.73 \, B.M.$ માટે,$\sqrt{n(n+2)} = 1.73$ થાય.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$n(n+2) = 3$,એટલે કે $n^2 + 2n - 3 = 0$.
આ દ્વિઘાત સમીકરણ ઉકેલતા,$(n+3)(n-1) = 0$,તેથી $n = 1$ મળે.
ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $22$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^2 4s^2$ છે.
$n = 1$ (એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન) માટે,ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^1$ હોવી જોઈએ,જે $Ti^{3+}$ આયન (ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$) દર્શાવે છે.

(B) સંક્રાંતિ ધાતુ તત્વો $(n-1)d$ અને $ns$ ઇલેક્ટ્રોનની બંધમાં ભાગીદારીને કારણે વિવિધ ઑક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
તેઓ અનેક ઑક્સિડેશન અવસ્થાઓ ધારણ કરવાની ક્ષમતા અને મોટી સપાટી પૂરી પાડવાને કારણે ઉદ્દીપકીય ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
તેઓ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીના આધારે અનુચુંબકીય અને પ્રતિચુંબકીય બંને ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
જોકે,તેમના બધા જ આયનો રંગીન હોતા નથી. $d^0$ અથવા $d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ધરાવતા આયનો (જેમ કે $Sc^{3+}$,$Zn^{2+}$,$Cu^+$) રંગવિહીન હોય છે કારણ કે તેમાં $d-d$ સંક્રમણ માટે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી.
તેથી,તેમના બધા જ આયનો રંગીન છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) આપેલ સંક્રાંતિ ધાતુઓ પૈકી,$Zn$ (ઝીંક) સૌથી નરમ છે. સંક્રાંતિ ધાતુઓમાં સામાન્ય રીતે મજબૂત ધાત્વીય બંધને કારણે પરમાણ્વીયકરણની એન્થાલ્પી ઊંચી હોય છે,પરંતુ $Zn$,$Cd$ અને $Hg$ માં તેમના $d$-કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલા હોવાને કારણે ધાત્વીય બંધ પ્રમાણમાં નિર્બળ હોય છે,જે તેમને અન્ય સંક્રાંતિ તત્વો કરતા નરમ બનાવે છે.

(B) ક્યુપ્રસ આયન $(Cu^+)$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $3d^{10}$ છે,જેનો અર્થ છે કે તેની $d$-કક્ષક પૂર્ણ ભરાયેલી છે. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરીને કારણે,$d-d$ સંક્રમણ શક્ય નથી,તેથી તે રંગવિહીન છે.
ક્યુપ્રિક આયન $(Cu^{2+})$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $3d^9$ છે,જેનો અર્થ છે કે તેની $d$-કક્ષક અપૂર્ણ ભરાયેલી છે (એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે). આ $d-d$ સંક્રમણને શક્ય બનાવે છે,જેના કારણે તે રંગીન છે.

(A) $f$-વિભાગના તત્વો,જેમને આંતરિક સંક્રાંતિ તત્વો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં એન્ટી-પેનલ્ટીમેટ કક્ષામાં $f$-કક્ષકો ભરાય છે.
તેમની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $(n - 2)f^{0-14}(n - 1)d^{0-1}ns^2$ છે,જ્યાં $n$ એ બાહ્યતમ કક્ષા છે.

(C) $Au$ (સોનું) ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા આશરે $144 \ pm$ છે અને $Cu$ (તાંબુ) ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા $128 \ pm$ છે।
આપેલા વિકલ્પોમાં ચોક્કસ મૂલ્યો ઉપલબ્ધ નથી, પરંતુ સંદર્ભ મુજબ $134 \ pm$ અને $117 \ pm$ ને નજીકના મૂલ્યો તરીકે ગણવામાં આવે છે।

(C) સંક્રાંતિ ધાતુઓ અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો ધરાવે છે,જે તેમને વિશિષ્ટ ગુણધર્મો આપે છે.
$1$. પ્રબળ ધાત્વીય બંધને કારણે તેમની પરમાણ્વીકરણની એન્થાલ્પી ઊંચી હોય છે.
$2$. તેઓ સ્ફટિક લેટીસમાં $H, C, N$ જેવા નાના પરમાણુઓને સમાવીને આંતરાલીય સંયોજનો બનાવે છે.
$3$. $(n-1)d$ અને $ns$ ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારીને કારણે તેઓ વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
$4$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે મોટાભાગની સંક્રાંતિ ધાતુઓ અને તેમના આયનો અનુચુંબકીય હોય છે. પ્રતિચુંબકીય હોવું એ સંક્રાંતિ ધાતુઓનો લાક્ષણિક ગુણધર્મ નથી.

(B) ધાતુ આયન ત્યારે જ રંગવિહીન હોય છે જો તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $d^0$ અથવા $d^{10}$ હોય,જેનો અર્થ છે કે તેમાં $d-d$ સંક્રમણ માટે કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી.
$1$. $Ti^{4+}$: પરમાણુ ક્રમાંક $22$. ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^0 4s^0$ છે. તે $d^0$ રચના ધરાવે છે,તેથી તે રંગવિહીન છે.
$2$. $Cu^{+}$: પરમાણુ ક્રમાંક $29$. ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^0$ છે. તે $d^{10}$ રચના ધરાવે છે,તેથી તે રંગવિહીન છે.
$3$. $Cu^{2+}$ $(d^9)$,$Cr^{2+}$ $(d^4)$,અને $Mn^{3+}$ $(d^4)$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી તે રંગીન છે.
તેથી,$Ti^{4+}$ અને $Cu^{+}$ રંગવિહીન છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓ સૌથી વધુ અસરકારક ઉદ્દીપક છે કારણ કે તેઓ ચલિત ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ ધરાવે છે અને પ્રક્રિયક અણુઓના અધિશોષણ માટે વિશાળ સપાટી પૂરી પાડે છે.
તેમના $d$-કક્ષકો તેમને પ્રક્રિયકો સાથે મધ્યવર્તી સંકીર્ણ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે,જે પ્રક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડે છે.

(C) એમાલ્ગમ એ મર્ક્યુરી અને અન્ય એક કે તેથી વધુ ધાતુઓની મિશ્રધાતુ છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$Zn$ એમાલ્ગમ એ $Zn + Hg$ ની મિશ્રધાતુ છે.
$Cd$ એમાલ્ગમ એ $Cd + Hg$ ની મિશ્રધાતુ છે.
તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં રિડક્શન કરતા તરીકે થાય છે.

(C) રિફ્રેક્ટરી ધાતુઓ એવી ધાતુઓ છે જે ગરમી અને ઘસારા સામે અસાધારણ રીતે પ્રતિરોધક હોય છે.
તેઓ ખૂબ જ ઊંચા ગલનબિંદુઓ ($2000 \ ^\circ C$ થી વધુ) દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
આ ઊંચા ગલનબિંદુઓને કારણે,તેનો ઉપયોગ ભઠ્ઠીઓ,રોકેટ નોઝલ અને અન્ય ઉચ્ચ-તાપમાનવાળા કાર્યક્રમોમાં થાય છે.
તેથી,ભઠ્ઠીમાં તેમના ઉપયોગનું મુખ્ય કારણ તેમનું ઊંચું ગલનબિંદુ છે.

(C) $Mn$ $(Z=25)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] \ 3d^5 \ 4s^2$ છે.
$Mn^{4+}$ માટે,રચના $[Ar] \ 3d^3$ છે.
અહીં,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n) = 3$ છે.
ચુંબકીય મોમેન્ટ $(\mu)$ ની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ B.M.$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
$\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 3.87 \ B.M.$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં રાઉન્ડિંગ કરતા,આપણને $4 \ B.M.$ મળે છે.

(B) $Cu_2Cl_2$ માં,કોપર $+1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $(Cu^+)$ છે.
$Cu^+$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^{10}$ છે.
$d$-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી,$d-d$ સંક્રાંતિ માટે કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ નથી.
તેથી,$Cu_2Cl_2$ રંગવિહીન છે.

(B) સિક્કા બનાવવાની ધાતુઓ કોપર $(Cu)$,સિલ્વર $(Ag)$ અને ગોલ્ડ $(Au)$ છે. આ તત્વો આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $11$ માં આવે છે,જે $d-$ બ્લોક તત્વોનો ભાગ છે.

(C) $Zn$ (ઝિંક) એ $d$-વિભાગના તત્વોના સમૂહ $12$ માં આવે છે. તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચનામાં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોય છે $([Ar] 3d^{10} 4s^2)$. સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકની સ્થિરતાને કારણે,તે ચલિત સંયોજકતા દર્શાવતું નથી અને માત્ર $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.

(A) પેરામેગ્નેટિક લક્ષણ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$A) Mn^{2+} : [Ar] 3d^5$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $5$)
$B) Fe^{2+} : [Ar] 3d^6$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $4$)
$C) Co^{2+} : [Ar] 3d^7$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $3$)
$D) Ni^{2+} : [Ar] 3d^8$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $2$)
$Mn^{2+}$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા મહત્તમ $(5)$ હોવાથી,તે સૌથી વધુ પેરામેગ્નેટિક લક્ષણ દર્શાવે છે.

(B) સંક્રાંતિ ધાતુના સંકીર્ણોનો રંગ સામાન્ય રીતે $d-d$ સંક્રમણને કારણે હોય છે,જેના માટે અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી $d$ કક્ષકોની જરૂર હોય છે.
$Cu^{+}$ ($3d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) માં,$d$ કક્ષકો સંપૂર્ણપણે ભરાયેલી હોય છે.
$d-d$ સંક્રમણ માટે કોઈ ખાલી $d$ કક્ષકો ન હોવાથી,$Cu^{+}$ ના સંકીર્ણો રંગહીન હોવાની અપેક્ષા છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) જે પદાર્થો ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રબળ રીતે આકર્ષાય છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં પણ કાયમી ચુંબકત્વ દર્શાવે છે તેને ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થો કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણોમાં $Fe, Co, Ni, Gd$ અને $CrO_2$ નો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,$Co$ એ ફેરોમેગ્નેટિક છે.

(A) $Mn$ $(Z=25)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^5 4s^2$ છે.
જ્યારે $Mn$ $4s$ કક્ષકમાંથી બે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,ત્યારે તે $Mn^{2+}$ બનાવે છે,જેની રચના $[Ar] 3d^5$ છે.
$3d^5$ રચના એ અર્ધ-પૂર્ણ $d$-પેટાકોષ દર્શાવે છે,જે વિનિમય ઉર્જા અને સંમિતિને કારણે વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
તેથી,$Mn$ માટે $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(A) $Mn$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $25$ છે. $Mn$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^5 4s^2$ છે.
જ્યારે $Mn$ એ $Mn^{3+}$ આયન બનાવે છે,ત્યારે તે ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે ($4s$ માંથી બે અને $3d$ કક્ષકમાંથી એક).
તેથી,$Mn^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^4$ થાય છે.
$3d^4$ રચનામાં,$d$-કક્ષકોમાં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે લેન્થેનોઇડ્સની આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
$La^{3+}$ $(Z=57)$ નું કદ સૌથી મોટું છે,જ્યારે લેન્થેનોઇડ્સમાં $Lu^{3+}$ $(Z=71)$ નું કદ સૌથી નાનું છે.
$Y^{3+}$ $(Z=39)$ ની આયનીય ત્રિજ્યા ભારે લેન્થેનોઇડ્સ જેવી હોય છે,પરંતુ તે $La^{3+}$ અને $Eu^{3+}$ કરતા નાની છે.
આપેલ આયનોની સરખામણી કરતા: $La^{3+} > Eu^{3+} > Y^{3+} > Lu^{3+}$.
તેથી,સાચો ક્રમ $Lu^{3+} < Y^{3+} < Eu^{3+} < La^{3+}$ છે.

(D) સંક્રાંતિ તત્વોની શ્રેણીમાં પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ અચળ રહે છે કારણ કે પરમાણ્વીય વીજભારમાં થતો વધારો એ $d$-ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી સ્ક્રીનિંગ અસર દ્વારા સંતુલિત થાય છે. જેમ આપણે $Cr$ થી $Cu$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ પરમાણ્વીય વીજભાર વધે છે,પરંતુ ઉમેરાયેલા ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક $(n-1)d$ કક્ષકોમાં જાય છે,જે અસરકારક શીલ્ડિંગ પૂરું પાડે છે. આ શીલ્ડિંગ અસર પરમાણ્વીય વીજભારમાં થતા વધારાને નાબૂદ કરે છે,જેના પરિણામે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ સમાન રહે છે. તેથી,સાચો જવાબ $(D)$ છે.

(B) ગેડોલિનિયમ $(Gd)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $64$ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નિષ્ક્રિય વાયુ ઝેનોન ($Xe$,$Z=54$) પર આધારિત છે.
બાકીના $10$ ઇલેક્ટ્રોન $4f$,$5d$ અને $6s$ કક્ષકોમાં ભરાય છે.
હુંડના નિયમ અને અર્ધ-પૂર્ણ પેટાકોષની સ્થિરતા મુજબ,$4f$ પેટાકોષ અર્ધ-પૂર્ણ $(4f^7)$ રહેવાનું પસંદ કરે છે.
આમ,તેની રચના $[Xe] \ 4f^7 \ 5d^1 \ 6s^2$ છે.

(B) ગેડોલિનિયમ $(Gd)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $64$ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $4f$ કક્ષકો ભરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
અર્ધ-ભરાયેલી $4f^7$ પેટાકોષની વધારાની સ્થિરતાને કારણે,એક ઇલેક્ટ્રોન $4f$ કક્ષકને બદલે $5d$ કક્ષકમાં પ્રવેશે છે.
આમ,સાચી ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$ છે.

(C) ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu$ નું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \, B.M.$ છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
આપેલ $\mu = 2.84 \, B.M.$ હોવાથી,$\sqrt{n(n+2)} = 2.84$,જેનો અર્થ છે કે $n \approx 2$.
ઇલેક્ટ્રોનિક રચના:
$Cr^{2+} (Z=24): [Ar] 3d^4$ $(n=4)$
$Co^{2+} (Z=27): [Ar] 3d^7$ $(n=3)$
$Ni^{2+} (Z=28): [Ar] 3d^8$ $(n=2)$
$Ti^{3+} (Z=22): [Ar] 3d^1$ $(n=1)$
આમ,$Ni^{2+}$ પાસે $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે $2.84 \, B.M.$ ની ચુંબકીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે.

(A) લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે $Zr$ $(40)$ અને $Hf$ $(72)$ ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ સમાન હોય છે.
આ ઘટના એટલા માટે થાય છે કારણ કે $4f$ કક્ષકો,જે $Hf$ પહેલા ભરાય છે,તે નબળું શીલ્ડિંગ પૂરું પાડે છે,જેના પરિણામે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે જે સમૂહમાં નીચે જતાં કદમાં થતા વધારાને સરભર કરે છે.

(D) જ્યારે $H, B, C, N,$ જેવા નાના પરમાણુઓ સંક્રાંતિ ધાતુઓની સ્ફટિક લેટીસમાં ફસાય છે ત્યારે આંતરાલીય સંયોજનો બને છે.
આ સંયોજનો નીચેના ગુણધર્મો ધરાવે છે:
$1$. તેઓ શુદ્ધ ધાતુ કરતા ઘણા સખત હોય છે.
$2$. તેમના ગલનબિંદુ શુદ્ધ ધાતુ કરતા ઊંચા હોય છે.
$3$. તેઓ ધાત્વીય વાહકતા જાળવી રાખે છે.
$4$. તેઓ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.
તેથી,તેઓ રાસાયણિક રીતે સક્રિય છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) સંક્રાંતિ તત્વ એટલે એવું તત્વ કે જેમાં તેની ધરાવસ્થામાં અથવા તેની કોઈપણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય.
$Sc \ (Z = 21)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] \ 3d^{1} 4s^{2}$ છે. $3d$ કક્ષક આંશિક રીતે ભરાયેલી હોવાથી,તે એક સંક્રાંતિ તત્વ છે.
$Zn \ (Z = 30)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] \ 3d^{10} 4s^{2}$ છે. ધરાવસ્થામાં તેમજ તેની સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(Zn^{2+}: 3d^{10})$ માં $3d$ કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોવાથી,તેને સંક્રાંતિ તત્વ ગણવામાં આવતું નથી.

(C) $Ti, V, Cr, Mn$ માટે,ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સંખ્યા અનુક્રમે $3, 4, 5, 6$ છે. તેથી,$Ti < V < Cr < Mn$ સાચું છે.
ચુંબકીય મોમેન્ટ $(\mu) = \sqrt{n(n+2)} \ B.M$ માટે:
$Ti^{3+} (3d^1): n=1, \mu = \sqrt{3} \ B.M$
$V^{3+} (3d^2): n=2, \mu = \sqrt{8} \ B.M$
$Cr^{3+} (3d^3): n=3, \mu = \sqrt{15} \ B.M$
$Mn^{3+} (3d^4): n=4, \mu = \sqrt{24} \ B.M$
તેથી,$Ti^{3+} < V^{3+} < Cr^{3+} < Mn^{3+}$ સાચું છે.
ગલનબિંદુઓનો સાચો ક્રમ $Mn < Ti < Cr < V$ છે. તેથી,$Ti < V < Cr < Mn$ ખોટું છે.
$2^{nd}$ આયનીકરણ એન્થાલ્પીનો ક્રમ $Ti < V < Mn < Cr$ છે,જે સાચું છે.

(C) પ્રમાણિત વિદ્યુતધ્રુવ પોટેન્શિયલ $(E^o_{M^{2+}/M})$ નું મૂલ્ય પરમાણ્વીયકરણની એન્થાલ્પી,આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પીના સરવાળા પર આધાર રાખે છે.
મોટાભાગની સંક્રાંતિ ધાતુઓ માટે $(E^o_{M^{2+}/M})$ નું મૂલ્ય ઋણ હોય છે.
જોકે,$Cu$ માટે $Cu(s)$ માંથી $Cu^{2+}(aq)$ માં રૂપાંતરિત થવા માટેની ઉચ્ચ ઉર્જા તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી દ્વારા ભરપાઈ થતી નથી,જેના પરિણામે $+0.34 \ V$ નું ધન $(E^o_{M^{2+}/M})$ મૂલ્ય મળે છે.
તેથી,$Cu$ સાચો જવાબ છે.

(D) તટસ્થ પરમાણુઓનું ઇલેક્ટ્રોનિક બંધારણ નીચે મુજબ છે:
$Mn (25) = [Ar] 3d^5 4s^2$
$Fe (26) = [Ar] 3d^6 4s^2$
$Co (27) = [Ar] 3d^7 4s^2$
$Ni (28) = [Ar] 3d^8 4s^2$
આયનો માટે:
$Ni^{3+} = [Ar] 3d^7$
$Mn^{3+} = [Ar] 3d^4$
$Fe^{3+} = [Ar] 3d^5$
$Co^{3+} = [Ar] 3d^6$
આમ,$Co^{3+}$ પાસે $[Ar] 3d^6$ ઇલેક્ટ્રોનિક બંધારણ છે.

(C) સામાન્ય રીતે,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યા વધે છે.
જો કે,દ્વિતીય સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વો $(Zr, Nb, Mo, \dots)$ અને તૃતીય સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વો $(Hf, Ta, W, \dots)$ લગભગ સમાન ત્રિજ્યા ધરાવે છે.
આ ઘટના લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે થાય છે,જે એક $4f$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બીજાના અપૂર્ણ શીલ્ડિંગને કારણે ઉદ્ભવે છે,જેના પરિણામે $4d$ થી $5d$ શ્રેણીમાં જતાં કદમાં અપેક્ષા કરતા ઓછો વધારો થાય છે.
તેથી,$Zr^{4+}$ અને $Hf^{4+}$ લગભગ સમાન આયનીય ત્રિજ્યા ધરાવે છે.

(B) સંક્રાંતિ તત્વ દ્વારા દર્શાવવામાં આવતી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સંખ્યા બંધન માટે ઉપલબ્ધ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $3d^54s^1$ (ક્રોમિયમ) માટે,કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $6$ છે,તેથી તે $+6$ સુધીની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવી શકે છે.
$2$. $3d^54s^2$ (મેંગેનીઝ) માટે,કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $7$ છે,તેથી તે $+7$ સુધીની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવી શકે છે.
$3$. $3d^24s^2$ (ટાઇટેનિયમ) માટે,કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $4$ છે,તેથી તે $+4$ સુધીની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવી શકે છે.
$4$. $3d^34s^2$ (વેનેડિયમ) માટે,કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $5$ છે,તેથી તે $+5$ સુધીની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવી શકે છે.
આમ,$3d^54s^2$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ધરાવતું તત્વ સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.

(C) યુનિપોઝિટિવ આયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જાને બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી કહેવામાં આવે છે.
$M^+$ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$Ti^+: [Ar] 3d^2 4s^1$
$V^+: [Ar] 3d^3 4s^1$
$Cr^+: [Ar] 3d^5$
$Mn^+: [Ar] 3d^5 4s^1$
$Cr^+$ માં,$3d^5$ રચના બરાબર અડધી ભરાયેલી છે,જે ખૂબ જ સ્થિર છે. આ સ્થિર રચનામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે નોંધપાત્ર રીતે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેથી,$Cr$ ની બીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી $Mn$ કરતા વધારે છે.
આમ,ઘટતો ક્રમ $Cr > Mn > V > Ti$ છે.

(D) જલીય દ્રાવણમાં આયનોની સ્થિરતા તેમની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી અને જલીયકરણ ઉર્જા પર આધાર રાખે છે.
$Ti^{3+}$ $(3d^1)$,$V^{3+}$ $(3d^2)$,$Cr^{3+}$ $(3d^3)$,અને $Mn^{3+}$ $(3d^4)$ માટે,$Cr^{3+}$ આયન તેના અષ્ટફલકીય ક્ષેત્રમાં અડધી ભરાયેલી $t_{2g}$ સબશેલ $(t_{2g}^3 e_g^0)$ ને કારણે ખૂબ જ સ્થાયી છે.
$Mn^{3+}$ જલીય દ્રાવણમાં અસ્થાયી છે કારણ કે તે સરળતાથી $Mn^{2+}$ $(3d^5)$ માં રિડક્શન પામે છે,જે સ્થાયી અડધી ભરાયેલી $d$-ઓર્બિટલ ગોઠવણી ધરાવે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Cr^{3+}$ જલીય દ્રાવણમાં સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(B) જો આયનોમાં $d$-કક્ષકોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય,તો તેઓ $d-d$ સંક્રમણને કારણે રંગીન હોય છે.
$Sc^{3+} \rightarrow [Ar] 3d^{0}$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી,રંગહીન)
$Ti^{3+} \rightarrow [Ar] 3d^{1}$ (એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન,રંગીન)
$Ni^{2+} \rightarrow [Ar] 3d^{8}$ (બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન,રંગીન)
$Cu^{+} \rightarrow [Ar] 3d^{10}$ (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી,રંગહીન)
$Co^{2+} \rightarrow [Ar] 3d^{7}$ (ત્રણ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન,રંગીન)
વિકલ્પોની સરખામણી કરતા:
$A$: $Ni^{2+}$ (રંગીન),$Cu^{+}$ (રંગહીન)
$B$: $Ni^{2+}$ (રંગીન),$Ti^{3+}$ (રંગીન)
$C$: $Sc^{3+}$ (રંગહીન),$Ti^{3+}$ (રંગીન)
$D$: $Sc^{3+}$ (રંગહીન),$Co^{2+}$ (રંગીન)
આમ,વિકલ્પ $B$ માં બંને આયનો રંગીન છે.

(A) આપેલ ધાતુ આયનો માટે $E^{\circ}_{M^{2+}/M}$ ના મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$E^{\circ}_{Mn^{2+}/Mn} = -1.18 \ V$
$E^{\circ}_{Cr^{2+}/Cr} = -0.91 \ V$
$E^{\circ}_{Fe^{2+}/Fe} = -0.44 \ V$
$E^{\circ}_{Co^{2+}/Co} = -0.28 \ V$
આ મૂલ્યોના માન (magnitude) ને ધ્યાનમાં લેતા,સાચો ક્રમ $Mn > Cr > Fe > Co$ થાય છે.

(C) $Ni$ $(Z = 28)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે.
$Ni^{2+}$ માટે,રચના $[Ar] 3d^8$ છે.
$3d^8$ માં,$2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ \mu_B$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$n = 2$ મૂકતા: $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \ \mu_B$.
આમ,સૌથી નજીકનું મૂલ્ય $2.84 \ \mu_B$ છે.

(A) $f-$કક્ષકોની શીલ્ડિંગ અસર નબળી હોય છે. ખાસ કરીને,$4f$ કક્ષકો $5f$ કક્ષકોની સરખામણીમાં કેન્દ્રની નજીક હોય છે,જેનો અર્થ છે કે $4f$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી શીલ્ડિંગ અસર $5f$ ઇલેક્ટ્રોન કરતા વધારે હોય છે. તેથી,$4f$ અને $5f$ કક્ષકો સમાન રીતે શીલ્ડિંગ પામે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓ તેમની નીચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં સામાન્ય રીતે બેઝિક ઓક્સાઈડ અથવા હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવે છે,જ્યારે તેમની ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં તેઓ એસિડિક ઓક્સાઈડ અથવા હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવે છે.
તેથી,એ વિધાન કે સંક્રાંતિ ધાતુઓ તેમની સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં બેઝિક ગુણધર્મ દર્શાવે છે તે ખોટું છે.
ઉદાહરણ તરીકે:
$\underbrace{MnO, Mn_2O_3}_{({\text{બેઝિક}}) ( 2, 3)} \quad \underbrace{Mn_2O_7}_{({\text{એસિડિક}}) ( 7)}$

(D) $Gd$ (ગેડોલિનિયમ) નો પરમાણુ ક્રમાંક $64$ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના આઉફબાઉના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે,પરંતુ વધારાની સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરવા માટે તેમાં ફેરફાર કરવામાં આવે છે.
$4f$ સબશેલ અર્ધ-ભરાયેલી $(4f^7)$ હોવાથી તે પરમાણુને વધારાની સ્થિરતા આપે છે.
તેથી,સાચી ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$ છે.

(A) પેરામેગ્નેટિક વર્તન અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ \text{BM}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$V^{2+} (3d^3): n = 3$
$Cr^{2+} (3d^4): n = 4$
$Mn^{2+} (3d^5): n = 5$
$Fe^{2+} (3d^6): n = 4$
પેરામેગ્નેટિક વર્તનનો સાચો ક્રમ $V^{2+} < Cr^{2+} = Fe^{2+} < Mn^{2+}$ છે.
આમ,વિકલ્પ $(A)$ માં આપેલી ગોઠવણી ખોટી છે.

(D) પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $E^{o}_{M^{3+} / M^{2+}}$ એ $M^{3+}$ અને $M^{2+}$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
આપેલા તત્વો માટેના મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$Cr^{3+} / Cr^{2+} = -0.41 \ V$
$Mn^{3+} / Mn^{2+} = +1.57 \ V$
$Fe^{3+} / Fe^{2+} = +0.77 \ V$
$Co^{3+} / Co^{2+} = +1.97 \ V$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$Co^{3+} / Co^{2+}$ નું મૂલ્ય સૌથી વધુ $+1.97 \ V$ છે,જે દર્શાવે છે કે આપેલા તત્વોમાં $Co^{3+}$ નું $Co^{2+}$ માં રિડક્શન સૌથી સરળતાથી થાય છે.