General Characteristics Questions in Hindi

(N/A) $Mn^{3+}/Mn^{2+}$ युग्म के लिए $E^{\Theta }$ का मान बहुत अधिक धनात्मक है क्योंकि $Mn$ की तीसरी आयनन ऊर्जा बहुत अधिक होती है।
इसका कारण यह है कि $Mn^{2+}$ में एक स्थिर $d^{5}$ विन्यास $([Ar] 3d^{5})$ होता है,और $Mn^{3+}$ $([Ar] 3d^{4})$ बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन को हटाने हेतु बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसके विपरीत,$Cr^{3+}$ अपने $t_{2g}^{3}$ विन्यास के कारण स्थिर है,और $Fe^{3+}$ अपने $d^{5}$ विन्यास के कारण स्थिर है,जिससे $Fe^{3+}$ का $Fe^{2+}$ में अपचयन अपेक्षाकृत आसान हो जाता है।
ऊर्जा की यह उच्च आवश्यकता बताती है कि क्यों $Mn$ की $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था,उसकी $+2$ अवस्था की तुलना में कम स्थिर है और इसका महत्व बहुत कम है।

(N/A) $Ag$ का मूल अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $\left[Kr\right] 4d^{10} 5s^{1}$ होता है।
यद्यपि मूल अवस्था में $d$-कक्षक पूर्णतः भरा हुआ है,लेकिन एक संक्रमण तत्व को ऐसे तत्व के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें उसकी मूल अवस्था या किसी भी सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था में $d$-कक्षक अपूर्ण रूप से भरा हो।
सिल्वर $+1$ और $+2$ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है।
$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $\left[Kr\right] 4d^{9}$ हो जाता है।
चूंकि $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में $d$-कक्षक अपूर्ण रूप से भरा होता है,इसलिए सिल्वर को एक संक्रमण तत्व माना जाता है।

(N/A) परमाणुकरण एन्थैल्पी परमाणुओं के बीच धात्विक बंधन की मजबूती पर निर्भर करती है।
अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या जितनी अधिक होती है,धात्विक बंधन उतना ही मजबूत होता है और परमाणुकरण एन्थैल्पी उतनी ही अधिक होती है।
$3d$ श्रृंखला में,$Zn$ $(3d^{10} 4s^2)$ को छोड़कर सभी तत्वों के $d$-कक्षकों में कम से कम एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है,जो मजबूत अंतर-परमाण्विक धात्विक बंधन में योगदान देता है।
चूंकि $Zn$ में पूर्णतः भरा हुआ $d$-उपकोश $(3d^{10})$ होता है और कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होता है,इसलिए धात्विक बंधन सबसे कमजोर होता है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी परमाणुकरण एन्थैल्पी सबसे कम होती है।

(N/A) $Mn$ $(Z=25)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^{5} 4s^{2}$ है।
$Mn$ के $d$-उपकोश में अधिकतम अयुग्मित इलेक्ट्रॉन ($5$ इलेक्ट्रॉन) और $4s$ कक्षक में $2$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
इन $7$ इलेक्ट्रॉनों के आबंधन के लिए उपलब्ध होने के कारण,$Mn$ $3d$ संक्रमण धातुओं में सबसे अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है,जो $+2$ से $+7$ तक होती हैं।

(N/A) धातु के लिए $E^{\Theta} (M^{2+} / M)$ का मान निम्नलिखित चरणों में शामिल ऊर्जा परिवर्तनों पर निर्भर करता है:
$1.$ ऊर्ध्वपातन: एक मोल परमाणु को ठोस अवस्था से गैसीय अवस्था में बदलने के लिए आवश्यक ऊर्जा।
$M_{(s)} \longrightarrow M_{(g)}$ $\Delta_{a} H^{\Theta}$ (परमाणुकरण ऊर्जा)
$2.$ आयनन: गैसीय अवस्था में एक मोल परमाणुओं से इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा।
$M_{(g)} \longrightarrow M^{2+}_{(g)} + 2e^-$ $\Delta_{i} H^{\Theta}$ (आयनन ऊर्जा)
$3.$ जलयोजन: जब एक मोल आयनों का जलयोजन होता है तो मुक्त होने वाली ऊर्जा।
$M^{2+}_{(g)} + aq \longrightarrow M^{2+}_{(aq)}$ $\Delta_{hyd} H^{\Theta}$ (जलयोजन ऊर्जा)
कुल ऊर्जा परिवर्तन इन ऊर्जाओं का योग है। कॉपर की परमाणुकरण एन्थैल्पी $(\Delta_{a} H^{\Theta})$ बहुत अधिक होती है और जलयोजन एन्थैल्पी $(\Delta_{hyd} H^{\Theta})$ अपेक्षाकृत कम होती है। इन ऊर्जा पदों का योग धनात्मक होता है,जिसके कारण कॉपर के लिए $E^{\Theta} (M^{2+} / M)$ का मान धनात्मक होता है।

(N/A) आंतरिक $d$-कक्षकों में निरंतर इलेक्ट्रॉन भरने के कारण आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः श्रेणी में बढ़ती है।
अनियमित परिवर्तन मुख्य रूप से $d^{0}$,$d^{5}$,और $d^{10}$ जैसी विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक विन्यासों की अतिरिक्त स्थिरता के कारण होते हैं।
प्रथम आयनन एन्थैल्पी के लिए,$Cr$ $(3d^{5} 4s^{1})$ का मान अपेक्षाकृत कम होता है क्योंकि एक इलेक्ट्रॉन निकालने पर स्थिर $3d^{5}$ विन्यास प्राप्त होता है। इसके विपरीत,$Zn$ $(3d^{10} 4s^{2})$ का मान उच्च होता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन एक स्थिर,पूर्णतः भरे हुए $4s$ कक्षक से निकाला जाता है।
द्वितीय आयनन एन्थैल्पी सामान्यतः प्रथम से अधिक होती है। $Cr$ और $Cu$ जैसे तत्व असाधारण रूप से उच्च द्वितीय आयनन एन्थैल्पी प्रदर्शित करते हैं क्योंकि उनके $M^{+}$ आयन स्थिर विन्यास ($Cr^{+}: 3d^{5}$ और $Cu^{+}: 3d^{10}$) रखते हैं,जिससे दूसरा इलेक्ट्रॉन निकालना ऊर्जा की दृष्टि से कठिन हो जाता है।

(N/A) ऑक्साइड $(O^{2-})$ और फ्लोराइड $(F^-)$ दोनों आयन अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक होते हैं और इनका आकार बहुत छोटा होता है। इन गुणों के कारण,वे धातु को उसकी उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीकृत करने में सक्षम होते हैं।

(N/A) तत्व $M$ की परमाणु संख्या $Z=27$ है,जो कोबाल्ट $(Co)$ के अनुरूप है।
$Co$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^7 4s^2$ है।
$M^{2+}$ आयन के लिए,$4s$ कक्षक से दो इलेक्ट्रॉन हटा दिए जाते हैं:
$M^{2+} = [Ar] 3d^7$.
$3d^7$ विन्यास में नीचे दिखाए अनुसार $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं:
$3d^7 = \boxed{\uparrow\downarrow} \boxed{\uparrow\downarrow} \boxed{\uparrow} \boxed{\uparrow} \boxed{\uparrow}$
अतः,अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $n = 3$ है।
'स्पिन ओनली' चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ है।
$n=3$ रखने पर:
$\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{3 \times 5} = \sqrt{15} \ BM$.
$\mu \approx 3.87 \ BM$.

(N/A) जलीय माध्यम में,$Cu^{2+}$ आयन $Cu^{+}$ की तुलना में अधिक स्थिर होता है।
इसका कारण यह है कि यद्यपि $Cu^{+}$ से $Cu^{2+}$ बनाने के लिए एक इलेक्ट्रॉन निकालने हेतु ऊर्जा की आवश्यकता होती है,लेकिन $Cu^{2+}$ की उच्च जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) इस ऊर्जा आवश्यकता की भरपाई कर देती है।
इसलिए,जलीय विलयन में $Cu^{+}$ आयन अस्थिर होता है और यह असमानुपातन (disproportionation) अभिक्रिया द्वारा $Cu^{2+}$ और $Cu$ में परिवर्तित हो जाता है।
$2Cu_{(aq)}^{+} \to Cu_{(aq)}^{2+} + Cu_{(s)}$

$(i) Cr^{3+}: [Ar]^{18} 3d^{3}$
$(ii) Pm^{3+}: [Xe]^{54} 4f^{4}$
$(iii) Cu^{+}: [Ar]^{18} 3d^{10}$
$(iv) Ce^{4+}: [Xe]^{54}$
$(v) Co^{2+}: [Ar]^{18} 3d^{7}$
$(vi) Lu^{2+}: [Xe]^{54} 4f^{14} 5d^{1}$
$(vii) Mn^{2+}: [Ar]^{18} 3d^{5}$
$(viii) Th^{4+}: [Rn]^{86}$

(A) $Mn^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] \, 3d^{5}$ है।
$Fe^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] \, 3d^{6}$ है।
अर्ध-पूर्ण और पूर्ण-भरे हुए कक्षक अधिक स्थिर होते हैं। $Mn^{2+}$ में एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $d^{5}$ विन्यास होता है,जो इसे $Mn^{3+}$ में ऑक्सीकरण के प्रति प्रतिरोधी बनाता है।
इसके विपरीत,$Fe^{2+}$ में $3d^{6}$ विन्यास होता है। एक इलेक्ट्रॉन खोकर,यह स्थिर अर्ध-पूर्ण $3d^{5}$ विन्यास प्राप्त कर लेता है। इसलिए,$Fe^{2+}$ आसानी से $Fe^{3+}$ अवस्था में ऑक्सीकृत हो जाता है।

(N/A) $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था धातु परमाणुओं से दो $4s$ इलेक्ट्रॉनों के हटने से प्राप्त होती है। जैसे-जैसे हम $Sc$ $(Z=21)$ से $Mn$ $(Z=25)$ की ओर बढ़ते हैं,$3d$ कक्षक में इलेक्ट्रॉनों की संख्या $1$ से $5$ तक बढ़ जाती है। $+2$ आयनों के लिए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार है:
$Sc^{2+}: 3d^1$
$Ti^{2+}: 3d^2$
$V^{2+}: 3d^3$
$Cr^{2+}: 3d^4$
$Mn^{2+}: 3d^5$
जैसे-जैसे $d$ इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ती है,$d$-कक्षक अर्ध-पूर्ण विन्यास के करीब पहुंचता है। हुंड के नियम और विनिमय ऊर्जा के सिद्धांत के अनुसार,अर्ध-पूर्ण $d^5$ विन्यास अत्यधिक स्थिर होता है। इसलिए,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता श्रृंखला में बढ़ती है और अपने स्थिर $d^5$ विन्यास के कारण $Mn^{2+}$ पर अधिकतम स्थिरता प्राप्त करती है।

(N/A) प्रथम संक्रमण श्रेणी में ऑक्सीकरण अवस्थाओं की स्थिरता निर्धारित करने में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
$1$. $Sc$ $(3d^1 4s^2)$ एक अत्यधिक स्थिर $Sc^{3+}$ आयन बनाता है क्योंकि यह तीन इलेक्ट्रॉनों को खोकर $[Ar]$ जैसा स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त करता है।
$2$. $Ti$ $(3d^2 4s^2)$ और $V$ $(3d^3 4s^2)$ के मामले में,$+4$ और $+5$ ऑक्सीकरण अवस्थाएं स्थिर हैं क्योंकि वे $[Ar]$ विन्यास प्राप्त कर लेते हैं।
$3$. $Mn$ $(3d^5 4s^2)$ के लिए,$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था विशेष रूप से स्थिर है क्योंकि $Mn^{2+}$ आयन में अर्ध-पूर्ण $d$-कक्षक $(3d^5)$ होता है,जो अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करता है।
$4$. सामान्यतः,श्रेणी में आगे बढ़ने पर $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता बढ़ती है क्योंकि $d$-कक्षक क्रमिक रूप से भरते जाते हैं।

(N/A) स्थिर ऑक्सीकरण अवस्थाएँ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और परिणामी आयनों की स्थिरता पर निर्भर करती हैं।

मूल अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास	स्थिर ऑक्सीकरण अवस्थाएँ
$(i)$ $3d^3$ (उदा.,$V$)	$+2, +3, +4, +5$
$(ii)$ $3d^5$ (उदा.,$Cr$ या $Mn$)	$Cr$ के लिए: $+3, +6$; $Mn$ के लिए: $+2, +4, +6, +7$
$(iii)$ $3d^8$ (उदा.,$Ni$)	$+2, +3$
$(iv)$ $3d^4$	मूल अवस्था में $3d^4$ विन्यास वाला कोई संक्रमण तत्व नहीं है (क्योंकि $Cr$ का विन्यास $3d^5 4s^1$ होता है)।

(N/A) संक्रमण तत्व वे तत्व हैं जिनमें उनके मूल अवस्था या किसी भी स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था में $d$-कक्षक आंशिक रूप से भरे होते हैं।
इन्हें संक्रमण तत्व इसलिए कहा जाता है क्योंकि ये अत्यधिक सक्रिय $s$-ब्लॉक धातुओं और कम सक्रिय $p$-ब्लॉक तत्वों के बीच के गुणों को प्रदर्शित करते हैं।
$Zn$,$Cd$,और $Hg$ (समूह $12$ के तत्व) जैसे तत्वों को संक्रमण तत्व नहीं माना जाता है क्योंकि इनकी मूल अवस्था और सामान्य स्थिर ऑक्सीकरण अवस्थाओं में $d$-कक्षक पूरी तरह से भरे ($d^{10}$ विन्यास) होते हैं।

(N/A) संक्रमण तत्वों को उन तत्वों के रूप में परिभाषित किया जाता है जिनमें उनकी मूल अवस्था या उनकी किसी भी ऑक्सीकरण अवस्था में $d$-कक्षक अपूर्ण रूप से भरे होते हैं। उनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-1)d^{1-10}ns^{0-2}$ होता है।
गैर-संक्रमण तत्व वे होते हैं जिनमें आंशिक रूप से भरे हुए $d$-कक्षक नहीं होते हैं। उनमें या तो पूरी तरह से खाली $d$-कक्षक होते हैं या पूरी तरह से भरे हुए $d$-कक्षक होते हैं। उनका सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^{1-2}$ या $ns^2 np^{1-6}$ होता है।

(N/A) $(i)$ संक्रमण धातुएं अनुचुंबकीय व्यवहार प्रदर्शित करती हैं। अनुचुंबकत्व अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होता है,जिसमें प्रत्येक इलेक्ट्रॉन अपने चक्रण कोणीय संवेग से जुड़ी चुंबकीय आघूर्ण रखता है। प्रथम संक्रमण श्रेणी में,कक्षीय कोणीय संवेग समाप्त हो जाता है,इसलिए परिणामी अनुचुंबकत्व मुख्य रूप से अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के कारण होता है।
$(ii)$ संक्रमण तत्वों में उच्च प्रभावी नाभिकीय आवेश और बड़ी संख्या में संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,जो बहुत मजबूत धात्विक बंध बनाते हैं। परिणामस्वरूप,संक्रमण धातुओं की परमाणुकरण एन्थैल्पी उच्च होती है।
$(iii)$ अधिकांश संक्रमण धातु संकुल $d-d$ संक्रमण के कारण रंगीन होते हैं। लिगेंड की उपस्थिति में,$d$-कक्षक अलग-अलग ऊर्जा वाले दो सेटों में विभाजित हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉन इन सेटों के बीच संक्रमण करने के लिए दृश्य प्रकाश से विकिरण को अवशोषित करते हैं,और परावर्तित प्रकाश विलयन को रंग प्रदान करता है।
$(iv)$ संक्रमण तत्वों की उत्प्रेरक सक्रियता के कारण हैं:
$(a)$ उनकी परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करने और संकुल बनाने की क्षमता,जो अस्थिर मध्यवर्ती यौगिक बनाती हैं और अभिक्रिया के लिए कम सक्रियण ऊर्जा,$E_a$ वाला मार्ग प्रदान करती हैं।
$(b)$ वे अभिक्रियाओं के लिए उपयुक्त सतह प्रदान करते हैं।

(N/A) अंतराकाशी यौगिक वे होते हैं जो तब बनते हैं जब $H$,$C$,$N$,या $O$ जैसे छोटे परमाणु संक्रमण धातुओं के क्रिस्टल जालक के अंदर फंस जाते हैं।
संक्रमण धातुएं इन यौगिकों को बनाने के लिए जानी जाती हैं क्योंकि उनका परमाणु आकार बड़ा होता है और उनकी क्रिस्टल संरचना में कई अंतराकाशी स्थान (रिक्तियां) होते हैं जो इन छोटे परमाणुओं को समायोजित कर सकते हैं।

(N/A) संक्रमण तत्वों में,ऑक्सीकरण अवस्थाएँ $1$ इकाई से भिन्न होती हैं (जैसे,$Fe^{2+}$ और $Fe^{3+}$,$Cu^{+}$ और $Cu^{2+}$) क्योंकि $(n-1)d$ और $ns$ कक्षकों के बीच ऊर्जा का अंतर कम होता है।
गैर-संक्रमण तत्वों में,ऑक्सीकरण अवस्थाएँ आमतौर पर $2$ इकाइयों से भिन्न होती हैं (जैसे,$Sn^{2+}$ और $Sn^{4+}$,$Pb^{2+}$ और $Pb^{4+}$) जिसका मुख्य कारण अक्रिय युग्म प्रभाव (inert pair effect) है।

(N/A) $(i)$ $Fe^{3+} / Fe^{2+}$ के लिए ${E^{\Theta}}$ मान $+0.8 \ V$ है,जो $Cr^{3+} / Cr^{2+}$ $(-0.4 \ V)$ से अधिक है और $Mn^{3+} / Mn^{2+}$ $(+1.5 \ V)$ से कम है।
उच्च अपचयन विभव का अर्थ है आसान अपचयन,इसलिए $Mn^{3+}$ का $Mn^{2+}$ में अपचयन सबसे आसानी से होता है,उसके बाद $Fe^{3+}$ आता है,और $Cr^{3+}$ का अपचयन सबसे कठिन है।
अतः,अम्लीय विलयन में इन आयनों की स्थिरता का क्रम: $Mn^{3+} < Fe^{3+} < Cr^{3+}$ है।
$(ii)$ $M^{2+} / M$ युग्मों के लिए अपचयन विभव: $Mn^{2+} / Mn$ $(-1.2 \ V)$,$Cr^{2+} / Cr$ $(-0.9 \ V)$,और $Fe^{2+} / Fe$ $(-0.4 \ V)$ हैं।
कम अपचयन विभव का अर्थ है धातु का अपने $M^{2+}$ आयन में ऑक्सीकरण आसानी से होना।
चूंकि अपचयन विभव के मान $Mn^{2+} / Mn < Cr^{2+} / Cr < Fe^{2+} / Fe$ क्रम में हैं,इसलिए ऑक्सीकरण की सुगमता का क्रम: $Fe < Cr < Mn$ है।

(N/A) केवल वे आयन जिनमें $d$-कक्षक में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं,$d-d$ संक्रमण के कारण रंगीन होते हैं। जिन आयनों में $d$-कक्षक खाली $(d^0)$ या पूरी तरह से भरे $(d^{10})$ होते हैं,वे रंगहीन होते हैं।
तालिका के अनुसार,$Sc^{3+}$ $(d^0)$ और $Cu^{+}$ $(d^{10})$ रंगहीन हैं। अन्य सभी आयन,जैसे $Ti^{3+}, V^{3+}, Mn^{2+}, Fe^{3+},$ और $Co^{2+}$,अपने $d$-कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन रखते हैं और $d-d$ संक्रमण के कारण जलीय विलयन में रंगीन होंगे।

(N/A) प्रथम संक्रमण श्रेणी ($3d$ श्रेणी) में $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता सामान्यतः आवर्त में बाएं से दाएं जाने पर बढ़ती है।
यह प्रवृत्ति इसलिए देखी जाती है क्योंकि श्रेणी में प्रथम और द्वितीय आयनन एन्थैल्पी का योग बढ़ता है,जिससे $d$-कक्षक से तीसरे इलेक्ट्रॉन को निकालना उत्तरोत्तर कठिन हो जाता है।
विशेष रूप से,$Mn^{2+}$ ($d^5$ विन्यास) और $Zn^{2+}$ ($d^{10}$ विन्यास) जैसे तत्वों के लिए,क्रमशः अर्ध-पूरित और पूर्ण-पूरित $d$-कक्षक विन्यास के कारण $+2$ अवस्था विशेष रूप से स्थिर होती है।
इसके विपरीत,श्रेणी के बाईं ओर के तत्वों के लिए,उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएं अक्सर अधिक स्थिर होती हैं क्योंकि $d$-कक्षकों से इलेक्ट्रॉनों को निकालना आसान होता है।

(N/A) प्रथम संक्रमण श्रेणी में,$Cu$ सबसे अधिक बार $+1$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करती है। इसका कारण यह है कि $Cu^+$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] \, 3d^{10}$ है। पूर्णतः भरा हुआ $d$-कक्षक आयन को अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करता है।

(B)

गैसीय आयन	अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या
$(i). Mn^{3+}, [Ar] \, 3d^4$	$4$
$(ii). Cr^{3+}, [Ar] \, 3d^3$	$3$
$(iii). V^{3+}, [Ar] \, 3d^2$	$2$
$(iv). Ti^{3+}, [Ar] \, 3d^1$	$1$

$Cr^{3+}$ जलीय विलयन में सबसे अधिक स्थिर है क्योंकि इसमें $t_{2g}^3$ विन्यास होता है,जो अष्टफलकीय क्षेत्र में अर्ध-पूर्ण $t_{2g}$ उपकोष के अनुरूप है।

(N/A) $(i)$ $1^{st}, 2^{nd}$ और $3^{rd}$ संक्रमण श्रृंखला में,क्रमशः $3d, 4d$ और $5d$ कक्षक भरे जाते हैं।
हम जानते हैं कि एक ही ऊर्ध्वाधर स्तंभ में तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास सामान्यतः समान होता है।
पहली संक्रमण श्रृंखला में,दो तत्व असामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास दिखाते हैं:
$Cr(24) = 3d^5 \, 4s^1$
$Cu(29) = 3d^{10} \, 4s^1$
इसी तरह,दूसरी संक्रमण श्रृंखला में भी अपवाद हैं। ये हैं:
$Mo(42) = 4d^5 \, 5s^1$
$Tc(43) = 4d^6 \, 5s^1$
$Ru(44) = 4d^7 \, 5s^1$
$Rh(45) = 4d^8 \, 5s^1$
$Pd(46) = 4d^{10} \, 5s^0$
$Ag(47) = 4d^{10} \, 5s^1$
तीसरी संक्रमण श्रृंखला में भी कुछ अपवाद हैं। ये हैं:
$W(74) = 5d^4 \, 6s^2$
$Pt(78) = 5d^9 \, 6s^1$
$Au(79) = 5d^{10} \, 6s^1$
इन अपवादों के परिणामस्वरूप,कई बार ऐसा होता है कि एक ही समूह में मौजूद तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास असमान होते हैं।
$(ii)$ तीनों संक्रमण श्रृंखलाओं में से प्रत्येक में तत्वों द्वारा दिखाई गई ऑक्सीकरण अवस्थाओं की संख्या मध्य में अधिकतम और अंतिम छोर पर न्यूनतम होती है।
हालाँकि,पहली संक्रमण श्रृंखला में मौजूद सभी तत्वों के लिए $+2$ और $+3$ ऑक्सीकरण अवस्थाएं काफी स्थिर हैं। पहली संक्रमण श्रृंखला में मौजूद सभी धातुएं $+2$ और $+3$ ऑक्सीकरण अवस्थाओं में स्थिर यौगिक बनाती हैं। दूसरी और तीसरी संक्रमण श्रृंखला में $+2$ और $+3$ ऑक्सीकरण अवस्थाओं की स्थिरता कम हो जाती है,जिसमें उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएं अधिक महत्वपूर्ण होती हैं।
उदाहरण के लिए $[Fe^{II}(CN)_6]^{4-}, [Co^{III}(NH_3)_6]^{3+}, [Ti(H_2O)_6]^{3+}$ स्थिर संकुल हैं,लेकिन दूसरी और तीसरी संक्रमण श्रृंखला जैसे $Mo, W, Rh, Ir$ के लिए ऐसे कोई संकुल ज्ञात नहीं हैं। वे ऐसे संकुल बनाते हैं जिनमें उनकी ऑक्सीकरण अवस्थाएं उच्च होती हैं। उदाहरण के लिए: $WCl_6, ReF_7, RuO_4,$ आदि।
$(iii)$ तीनों संक्रमण श्रृंखलाओं में से प्रत्येक में,पहली आयनन एन्थैल्पी बाएं से दाएं बढ़ती है। हालाँकि,कुछ अपवाद हैं। तीसरी संक्रमण श्रृंखला की पहली आयनन एन्थैल्पी पहली और दूसरी संक्रमण श्रृंखला की तुलना में अधिक होती है। यह तीसरी संक्रमण श्रृंखला में $4f$ इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) के कारण होता है।
दूसरी संक्रमण श्रृंखला के कुछ तत्वों की पहली आयनन एन्थैल्पी पहली संक्रमण श्रृंखला में संबंधित ऊर्ध्वाधर स्तंभ के तत्वों की तुलना में अधिक होती है। $2^{nd}$ संक्रमण श्रृंखला में ऐसे तत्व भी हैं जिनकी पहली आयनन एन्थैल्पी $1^{st}$ संक्रमण श्रृंखला में संबंधित ऊर्ध्वाधर स्तंभ के तत्वों की तुलना में कम होती है।
$(iv)$ परमाणु आकार सामान्यतः एक आवर्त में बाएं से दाएं घटता है। अब,तीनों संक्रमण श्रृंखलाओं में,दूसरी संक्रमण श्रृंखला के तत्वों का परमाणु आकार पहली संक्रमण श्रृंखला में संबंधित ऊर्ध्वाधर स्तंभ के तत्वों की तुलना में बड़ा होता है। हालाँकि,तीसरी संक्रमण श्रृंखला के तत्वों का परमाणु आकार दूसरी संक्रमण श्रृंखला के संबंधित सदस्यों के लगभग समान होता है। यह लैंथेनॉइड संकुचन (lanthanoid contraction) के कारण है।

(N/A) प्रथम संक्रमण श्रेणी के तत्वों के गुण भारी संक्रमण तत्वों से कई मायनों में भिन्न होते हैं।
$(i)$ प्रथम संक्रमण श्रेणी के तत्वों का परमाणु आकार भारी तत्वों ($2^{nd}$ और $3^{rd}$ संक्रमण श्रेणी के तत्व) की तुलना में छोटा होता है।
हालाँकि,तीसरी संक्रमण श्रेणी के तत्वों का परमाणु आकार दूसरी संक्रमण श्रेणी के संगत सदस्यों के लगभग समान होता है। यह लैंथेनॉइड संकुचन के कारण होता है।
$(ii)$ प्रथम संक्रमण श्रेणी के तत्वों के लिए $+2$ और $+3$ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ अधिक सामान्य हैं,जबकि भारी तत्वों के लिए उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएँ अधिक सामान्य हैं।
$(iii)$ प्रथम संक्रमण श्रेणी के तत्वों की परमाणुकणन एन्थैल्पी दूसरी और तीसरी संक्रमण श्रेणी के संगत तत्वों की तुलना में कम होती है।
$(iv)$ प्रथम संक्रमण श्रेणी के गलनांक और क्वथनांक भारी संक्रमण तत्वों की तुलना में कम होते हैं। इसका कारण मजबूत धात्विक बंधन ($M-M$ बंधन) की उपस्थिति है।
$(v)$ प्रथम संक्रमण श्रेणी के तत्व लिगेंड क्षेत्र की शक्ति के आधार पर लो-स्पिन या हाई-स्पिन संकुल बनाते हैं। हालाँकि,भारी संक्रमण तत्व लिगेंड क्षेत्र की शक्ति की परवाह किए बिना केवल लो-स्पिन संकुल ही बनाते हैं।

(N/A) मूल रूप से,संक्रमण धातुओं का नाम इस तथ्य से लिया गया था कि उनके रासायनिक गुण $s$- और $p$-ब्लॉक तत्वों के बीच के होते हैं।
$IUPAC$ के अनुसार,संक्रमण तत्वों को उन तत्वों के रूप में परिभाषित किया जाता है जिनमें उनके तटस्थ परमाणु या उनकी आयनिक (ऑक्सीकृत) अवस्था में $d$-उपकोष अपूर्ण रूप से भरा होता है।
अपूर्ण रूप से भरे हुए $d$-कक्षकों की उपस्थिति संक्रमण तत्वों को गैर-संक्रमण तत्वों से अलग बनाती है।
जिंक $(Zn)$,कैडमियम $(Cd)$ और मरकरी $(Hg)$ अपनी तटस्थ और ऑक्सीकृत दोनों अवस्थाओं में पूरी तरह से भरे हुए $d$-कक्षक ($d^{10}$ विन्यास) रखते हैं।
उदाहरण के लिए:
${ }_{30} Zn: [Ar] 3d^{10} 4s^{2} \implies Zn^{2+}: [Ar] 3d^{10}$
${ }_{48} Cd: [Kr] 4d^{10} 5s^{2} \implies Cd^{2+}: [Kr] 4d^{10}$
${ }_{80} Hg: [Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^{2} \implies Hg^{2+}: [Xe] 4f^{14} 5d^{10}$
चूंकि किसी भी सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था में इनका $d$-उपकोष अपूर्ण नहीं होता है,इसलिए इन्हें संक्रमण तत्व नहीं माना जाता है।

(N/A) आवर्त सारणी में,$d$-ब्लॉक तत्व $s$-ब्लॉक और $p$-ब्लॉक तत्वों के बीच स्थित होते हैं और ये तत्व आवर्त सारणी के बड़े मध्य भाग पर कब्जा करते हैं।
$d$-ब्लॉक के तत्व आवर्त $4$ से $7$ में समूह-$3$ से समूह-$12$ तक मौजूद होते हैं। इन तत्वों में परमाणुओं के उप-अंतिम ऊर्जा स्तर के $d$-कक्षक में इलेक्ट्रॉन भरते हैं,जिससे संक्रमण तत्वों की चार पंक्तियाँ बनती हैं,अर्थात् $3d, 4d, 5d$ और $6d$,जो इस प्रकार हैं:
$(i)$ प्रथम संक्रमण श्रेणी या $3d$-श्रेणी $4^{th}$ आवर्त से संबंधित है।
$(ii)$ द्वितीय संक्रमण श्रेणी या $4d$-श्रेणी $5^{th}$ आवर्त से संबंधित है।
$(iii)$ तृतीय संक्रमण श्रेणी या $5d$-श्रेणी $6^{th}$ आवर्त से संबंधित है।
$(iv)$ चतुर्थ संक्रमण श्रेणी या $6d$-श्रेणी $7^{th}$ आवर्त से संबंधित है।
अतः,प्रत्येक श्रेणी में दस तत्वों के साथ कुल चालीस तत्व हैं।

(N/A) -ब्लॉक तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-1)d^{1-10}ns^{1-2}$ होता है। $(n-1)$ आंतरिक $d$-कक्षकों को दर्शाता है जिनमें एक से दस इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं और सबसे बाहरी $ns$-कक्षक में एक से दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं।
$(n-1)d$ और $ns$ कक्षकों की ऊर्जा में बहुत कम अंतर होने के कारण $d$-ब्लॉक तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में कुछ अपवाद देखे जाते हैं।
उदाहरण के लिए,$Cr$ $(3d^5 4s^1)$ अर्ध-पूरित $d$-उपकोश के कारण स्थिरता प्रदर्शित करता है और $Cu$ $(3d^{10} 4s^1)$ पूर्णतः पूरित $d$-उपकोश के कारण स्थिरता प्रदर्शित करता है।

(N/A) $(n-1)d$ और $ns$ कक्षकों के बीच बहुत कम ऊर्जा अंतर होने के कारण इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में अपवाद होते हैं।
$(i)$ $Cr$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^4 4s^2$ नहीं बल्कि $[Ar] 3d^5 4s^1$ होता है।
$(ii)$ $Cu$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^9 4s^2$ नहीं बल्कि $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ होता है।
$Cr$ में $3d^5$ विन्यास बनता है क्योंकि अर्ध-पूरित $d$-कक्षक अधिक स्थिर होते हैं।
$Cu$ में $3d^{10}$ विन्यास बनता है क्योंकि पूर्णतः पूरित $d$-कक्षक $(3d^{10})$ अधिक स्थिर होते हैं।
$3d$ और $4s$ कक्षकों के बीच कम ऊर्जा अंतराल के कारण,अर्ध-पूरित $3d^5$ और पूर्णतः पूरित $3d^{10}$ विन्यास अपेक्षाकृत अधिक स्थिर होते हैं।

(A) सत्य: संक्रमण तत्व वे तत्व हैं जिनमें उनकी मूल अवस्था या उनकी किसी भी ऑक्सीकरण अवस्था में अपूर्ण $d$-कक्षक होते हैं।
$(b)$ सत्य: संक्रमण तत्व आमतौर पर अपूर्ण $d$-कक्षक की उपस्थिति के कारण परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करते हैं।
$(c)$ असत्य: पूर्ण रूप से भरे हुए $d$-कक्षक वाले तत्वों (जैसे $Zn, Cd, Hg$) को संक्रमण तत्व नहीं माना जाता है क्योंकि उनकी मूल अवस्था या सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं में अपूर्ण $d$-कक्षक नहीं होते हैं।
$(d)$ सत्य: यह संक्रमण तत्व की मानक $IUPAC$ परिभाषा है।

(A) सत्य: संक्रमण तत्व वह है जिसके मूल अवस्था या किसी ऑक्सीकरण अवस्था में $d$-उपकोश अपूर्ण रूप से भरा होता है।
$(b)$ सत्य: $Sc$ $(Z=21)$ का विन्यास $[Ar] 3d^1 4s^2$ है। मूल अवस्था में $d$-कक्षक अपूर्ण होने के कारण यह एक संक्रमण तत्व है।
$(c)$ असत्य: $Zn$ $(Z=30)$ का विन्यास $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ है। इसकी सामान्य $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में भी $3d^{10}$ विन्यास होता है,इसलिए यह संक्रमण तत्व नहीं है।
$(d)$ असत्य: $(n-1)d$ और $ns$ कक्षकों के बीच ऊर्जा का अंतर बहुत कम होता है,जो विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं को संभव बनाता है।

(N/A) $Cr$ $(Z=24)$ का मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^1$ है और $Cu$ $(Z=29)$ के लिए यह $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ है।
$(b)$ आंशिक रूप से भरी हुई $d$-कक्षकों के कारण संक्रमण तत्व विशिष्ट गुण प्रदर्शित करते हैं।
$(c)$ संक्रमण तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-1)d^{1-10} ns^{1-2}$ है।

(A) $4f$ श्रेणी के तत्वों को लैंथेनॉइड्स और $5f$ श्रेणी के तत्वों को एक्टिनॉइड्स कहा जाता है।
$(b)$ संक्रमण तत्वों में,इलेक्ट्रॉन $(n-1)d$ कक्षकों में भरे जाते हैं,जो सबसे बाहरी $ns$ कोश की तुलना में आंतरिक ऊर्जा स्तरों को दर्शाते हैं।

(A) प्रथम संक्रमण श्रेणी में $3d$ कक्षक श्रेणी के तत्व शामिल हैं, जो आवर्त सारणी के चौथे आवर्त के अनुरूप हैं。
तत्व इस प्रकार हैं:
$Sc$ ($\text{स्कैंडियम}$, $Z=21$)
$Ti$ ($\text{टाइटेनियम}$, $Z=22$)
$V$ ($\text{वैनेडियम}$, $Z=23$)
$Cr$ ($\text{क्रोमियम}$, $Z=24$)
$Mn$ ($\text{मैंगनीज}$, $Z=25$)
$Fe$ ($\text{आयरन}$, $Z=26$)
$Co$ ($\text{कोबाल्ट}$, $Z=27$)
$Ni$ ($\text{निकेल}$, $Z=28$)
$Cu$ ($\text{कॉपर}$, $Z=29$)
$Zn$ ($\text{जिंक}$, $Z=30$)

(A) संक्रमण तत्वों को $d$-कक्षकों में इलेक्ट्रॉन भरने के आधार पर चार श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:
$1$. प्रथम संक्रमण श्रेणी में $3d$-कक्षक भरते हैं ($Sc$ से $Zn$)।
$2$. द्वितीय संक्रमण श्रेणी में $4d$-कक्षक भरते हैं ($Y$ से $Cd$)।
$3$. तृतीय संक्रमण श्रेणी में $5d$-कक्षक भरते हैं ($La$ और $Hf$ से $Hg$)।
$4$. चौथी संक्रमण श्रेणी में $6d$-कक्षक भरते हैं।
अतः,द्वितीय संक्रमण श्रेणी $4d$-कक्षकों से और तृतीय संक्रमण श्रेणी $5d$-कक्षकों से संबंधित है।

(B) तृतीय संक्रमण श्रेणी तत्वों की $5d$-श्रेणी के अनुरूप है।
यह लैंथेनम ($La$, परमाणु क्रमांक $57$) से शुरू होती है और मरकरी ($Hg$, परमाणु क्रमांक $80$) पर समाप्त होती है।
सामान्यतः, प्रत्येक संक्रमण श्रेणी में $10$ तत्व होते हैं।

(A) $3d$ श्रेणी के तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास सामान्यतः $(n-1)d^{1-10}ns^{1-2}$ पैटर्न का पालन करता है।
हालाँकि,$Cr$ $(Z=24)$ अर्ध-पूर्ण $d$-उपकोष से अतिरिक्त स्थिरता प्राप्त करने के लिए $3d^4 4s^2$ के बजाय $[Ar] 3d^5 4s^1$ विन्यास रखता है।
इसी प्रकार,$Cu$ $(Z=29)$ पूर्णतः भरे हुए $d$-उपकोष की स्थिरता प्राप्त करने के लिए $3d^9 4s^2$ के बजाय $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ विन्यास रखता है।

मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार हैं:
$Sc \ (Z=21): [Ar] \ 3d^1 \ 4s^2$
$Ti \ (Z=22): [Ar] \ 3d^2 \ 4s^2$
$V \ (Z=23): [Ar] \ 3d^3 \ 4s^2$
$Cr \ (Z=24): [Ar] \ 3d^5 \ 4s^1$
$Mn \ (Z=25): [Ar] \ 3d^5 \ 4s^2$
$Fe \ (Z=26): [Ar] \ 3d^6 \ 4s^2$
$Co \ (Z=27): [Ar] \ 3d^7 \ 4s^2$
$Ni \ (Z=28): [Ar] \ 3d^8 \ 4s^2$
$Cu \ (Z=29): [Ar] \ 3d^{10} \ 4s^1$

(N/A) संक्रमण तत्वों में,धात्विक बंधों की मजबूती अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करती है। $(n-1)d$ उपकोष में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या जितनी अधिक होगी,धात्विक बंधन उतना ही मजबूत होगा और बंध की शक्ति उतनी ही अधिक होगी। यह धातु की कठोरता को बढ़ाता है।
इन तत्वों के उच्च गलनांक परमाणुओं के बीच मजबूत धात्विक बंधों के कारण होते हैं,जो सहसंयोजक गुण प्रदर्शित करते हैं। इसलिए,धातुओं को पिघलाने के लिए बंधों को तोड़ने हेतु बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
एक आवर्त में,संक्रमण तत्वों के गलनांक $(n-1)d$ उपकोष में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ते हैं। परिणामस्वरूप,प्रथम संक्रमण श्रेणी में,क्रोमियम $(d^5)$ का गलनांक उच्च होता है और यह एक कठोर धातु है।
श्रेणी के मध्य के बाद इलेक्ट्रॉन युग्मित होने लगते हैं,जिसके परिणामस्वरूप बंधों की मजबूती में कमी आती है। इसलिए,श्रेणी के मध्य के बाद,गलनांक घटने लगते हैं।
$Zn$,$Cd$ और $Hg$ नरम और वाष्पशील होते हैं क्योंकि इन तत्वों में कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। इसलिए,उनके गलनांक कम होते हैं।

(N/A) किसी तत्व की उसकी मानक अवस्था में $1 \ mol$ गैसीय परमाणु बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा को मानक परमाणुकरण की एन्थैल्पी $(\Delta_a H^{\ominus})$ कहा जाता है।
संक्रमण तत्वों में परमाणुओं के बीच मजबूत अंतर-परमाणु आकर्षण (मजबूत धात्विक बंध) की उपस्थिति के कारण उनकी परमाणुकरण की एन्थैल्पी उच्च होती है।
परमाणुकरण की एन्थैल्पी आमतौर पर अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ती है,जिसके परिणामस्वरूप मजबूत धात्विक बंध बनते हैं।
$4d$ और $5d$ श्रेणी के तत्वों की परमाणुकरण की एन्थैल्पी प्रथम संक्रमण श्रेणी ($3d$ श्रेणी) के संबंधित तत्वों की तुलना में अधिक होती है,जिसके परिणामस्वरूप भारी संक्रमण तत्वों के यौगिकों में धातु-धातु बंधन अधिक होता है।
संक्रमण तत्वों की परमाणुकरण की एन्थैल्पी में रुझान:
प्रथम संक्रमण श्रेणी में,$Zn$ की परमाणुकरण की एन्थैल्पी न्यूनतम होती है क्योंकि इसके $d$-कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों का अभाव होता है ($3d^{10} 4s^2$ विन्यास)।

(N/A) आवर्त में संक्रमण तत्वों की परमाणु त्रिज्या सामान्यतः परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ घटती है, लेकिन श्रेणी के मध्य के बाद यह कमी कम हो जाती है।
$1$. श्रेणी की शुरुआत में, प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ने के कारण परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ परमाणु त्रिज्या घटती है। नाभिक और सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनों $(4s)$ के बीच आकर्षण बढ़ता है, जिसके परिणामस्वरूप $Sc$ से $Cr$ तक परमाणु त्रिज्या में कमी आती है।
$2$. श्रेणी के मध्य में, $d$-इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) और बढ़ता हुआ नाभिकीय आकर्षण एक-दूसरे को संतुलित कर लेते हैं। परिणामस्वरूप, $Cr$ से $Cu$ तक परमाणु त्रिज्या लगभग स्थिर रहती है।
$3$. श्रेणी के अंत में, $d$-कक्षकों में इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण नाभिकीय आकर्षण पर हावी हो जाता है। ये प्रतिकर्षण इलेक्ट्रॉन बादल का विस्तार करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप परमाणु त्रिज्या में वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, $Zn$ $(137 \text{ pm})$ की परमाणु त्रिज्या $Cu$ $(128 \text{ pm})$ से अधिक होती है।

(N/A) आयनन एन्थैल्पी तीन कारकों पर निर्भर करती है:
$(i)$ \text{नाभिक}-\text{इलेक्ट्रॉन आकर्षण}
$(ii)$ \text{इलेक्ट्रॉन}-\text{इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण}
$(iii)$ \text{विनिमय ऊर्जा}
\text{विनिमय ऊर्जा ऊर्जा अवस्था के स्थिरीकरण के लिए जिम्मेदार है। यह समानांतर चक्रण वाले समभ्रंश कक्षकों के संभावित युग्मों की कुल संख्या के लगभग समानुपाती होती है। जब कई इलेक्ट्रॉन समभ्रंश कक्षकों के एक सेट पर कब्जा करते हैं}, \text{तो सबसे कम ऊर्जा अवस्था कक्षकों के एकल व्यवसाय और समानांतर चक्रण की अधिकतम संभव सीमा के अनुरूप होती है } (\text{हुंड का नियम}) \text{। विनिमय ऊर्जा का नुकसान स्थिरता बढ़ाता है और इसलिए आयनन एन्थैल्पी बढ़ जाती है।}
$(i)$ \text{प्रथम आयनन एन्थैल्पी}: \text{प्रथम आयनन एन्थैल्पी एक अनियमित प्रवृत्ति का पालन करती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पहला इलेक्ट्रॉन हटाए जाने पर }$3d$ \text{और }$4s$ \text{कक्षकों की सापेक्ष ऊर्जा बदल जाती है। इलेक्ट्रॉन पहले }$4s$ \text{से और फिर }$3d$ \text{कक्षकों से हटाए जाते हैं।}
\text{प्रथम संक्रमण श्रेणी में}, \text{स्कैंडियम से जिंक तक जाने पर}, \text{परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ नाभिकीय आवेश बढ़ता है और इलेक्ट्रॉन }$3d$ \text{कक्षकों में जोड़े जाते हैं। नाभिकीय आवेश में वृद्धि का विरोध }$3d$ \text{इलेक्ट्रॉनों के परिरक्षण प्रभाव द्वारा किया जाता है}; \text{परिणामस्वरूप}, \text{परमाणु त्रिज्या कम तेजी से घटती है और इसलिए }$3d$ \text{श्रेणी में आयनन एन्थैल्पी में थोड़ी वृद्धि होती है।}
$(ii)$ \text{क्रमिक आयनन एन्थैल्पी}: \text{सामान्य तौर पर}, \text{तीसरी आयनन एन्थैल्पी दूसरी से अधिक होती है}, \text{जो पहली से अधिक होती है। क्रमिक आयनन एन्थैल्पी के उच्च मान उच्च प्रभावी नाभिकीय आवेश और एक }$d$-\text{इलेक्ट्रॉन द्वारा दूसरे के खराब परिरक्षण के कारण होते हैं।}
\text{क्रोमियम की दूसरी आयनन एन्थैल्पी मैंगनीज से अधिक है}, \text{जबकि मैंगनीज की तीसरी आयनन एन्थैल्पी क्रोमियम से अधिक है। क्रोमियम के मामले में}, \text{दूसरा इलेक्ट्रॉन एक अर्ध}-\text{पूर्ण }$(d^{5})$ \text{उपकोष से हटाया जाना है जो अतिरिक्त स्थिर है। मैंगनीज के मामले में}, \text{तीसरा इलेक्ट्रॉन एक अर्ध}-\text{पूर्ण }$(d^{5})$ \text{उपकोष से हटाया जाना है, इसलिए मैंगनीज के लिए तीसरी आयनन एन्थैल्पी क्रोमियम से अधिक है।}

(N/A) संक्रमण तत्व परिवर्तनीय ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करते हैं क्योंकि उनके $(n-1)d$ और $ns$ कक्षकों की ऊर्जा लगभग समान होती है।
संक्रमण तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-1)d^{1-10}ns^{1-2}$ होता है।
चूंकि $(n-1)d$ और $ns$ कक्षकों के बीच ऊर्जा का अंतर बहुत कम होता है,इसलिए दोनों कोशों के इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंध बनाने में भाग ले सकते हैं।
प्रथम संक्रमण श्रेणी के लिए,$4s$ इलेक्ट्रॉन मुख्य रूप से निचली ऑक्सीकरण अवस्थाओं के लिए जिम्मेदार होते हैं,जबकि $3d$ और $4s$ दोनों इलेक्ट्रॉन उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं में योगदान करते हैं।

(N/A) प्रथम संक्रमण श्रेणी ($3d$-श्रेणी) में ऑक्सीकरण अवस्थाओं में परिवर्तन इस प्रकार है:
$1$. श्रेणी की शुरुआत में,रासायनिक बंधन के लिए कम $d$-इलेक्ट्रॉन उपलब्ध होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप कम ऑक्सीकरण अवस्थाएँ दिखाई देती हैं। उदाहरण के लिए,स्कैंडियम ($Sc$,$d^1$) केवल $(+3)$ दिखाता है,जबकि टाइटेनियम ($Ti$,$d^2$) $(+2, +3, +4)$ दिखाता है।
$2$. श्रेणी के अंत में,$d$-कक्षक लगभग या पूरी तरह से भरे होते हैं,जिससे बंधन के लिए कम कक्षक उपलब्ध होते हैं। उदाहरण के लिए,जिंक ($Zn$,$d^{10}$) केवल $(+2)$ दिखाता है,और कॉपर ($Cu$,$d^9$) $(+1, +2)$ दिखाता है।
$3$. श्रेणी के मध्य में सबसे अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ देखी जाती हैं,जहाँ $s$ और $d$ दोनों इलेक्ट्रॉन बंधन के लिए उपलब्ध होते हैं। मैंगनीज $(Mn)$ $(+2)$ से $(+7)$ तक की सबसे विस्तृत श्रृंखला दिखाता है।
$4$. संक्रमण तत्वों में अक्सर एक से अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं जो इकाई (unity) के अंतर से भिन्न होती हैं (जैसे,$V^{II}, V^{III}, V^{IV}, V^{V}$),जो गैर-संक्रमण तत्वों से भिन्न है जहाँ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ आमतौर पर दो के अंतर से भिन्न होती हैं।
$5$. समूह में नीचे जाने पर,उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएँ अधिक स्थिर हो जाती हैं। उदाहरण के लिए,$Mo(VI)$ और $W(VI)$,$Cr(VI)$ की तुलना में अधिक स्थिर हैं।
$6$. कम ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (जैसे,शून्य) उन संकुल यौगिकों में देखी जाती हैं जहाँ लिगेंड $\pi$-स्वीकर्ता के रूप में कार्य करते हैं,जैसे कि $Ni(CO)_4$ और $Fe(CO)_5$ में।

(N/A) चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में,संक्रमण तत्वों के लिए दो प्रकार के चुंबकीय व्यवहार देखे जाते हैं: $(i)$ अनुचुंबकत्व और $(ii)$ प्रतिचुंबकत्व। अनुचुंबकीय पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा आकर्षित होते हैं जबकि प्रतिचुंबकीय पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं।
लोहचुंबकत्व अनुचुंबकत्व का एक चरम रूप है जहाँ पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा बहुत मजबूती से आकर्षित होता है। अनुचुंबकत्व $(n-1)d$-कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से उत्पन्न होता है,जिसमें प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का अपनी स्पिन और कक्षीय गति के साथ एक चुंबकीय आघूर्ण जुड़ा होता है। अधिकांश संक्रमण तत्वों के लिए,कक्षीय योगदान बहुत महत्वपूर्ण नहीं है।
चुंबकीय आघूर्ण संक्रमण धातु आयनों के अनुचुंबकीय व्यवहार को व्यक्त करता है और "स्पिन-ओनली" सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ का उपयोग करके गणना की जाती है,जहाँ:
$n =$ $(n-1)d$-कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या
$\mu =$ बोर मैग्नेटोन $(BM)$ में चुंबकीय आघूर्ण
(तालिका के लिए अंग्रेजी संस्करण देखें)
चुंबकीय आघूर्ण अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि के साथ बढ़ता है। यदि चुंबकीय आघूर्ण शून्य है,तो पदार्थ प्रतिचुंबकीय होता है और चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रतिकर्षित होता है।

(N/A) अनुचुंबकत्व अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होता है।
प्रत्येक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन दो प्रकार की गति करता है: $(i)$ चक्रण कोणीय संवेग और $(ii)$ कक्षीय कोणीय संवेग। संक्रमण धातुओं की प्रथम श्रेणी के यौगिकों के लिए,कक्षीय कोणीय संवेग का योगदान प्रभावी रूप से शमित (quenched) हो जाता है,और इसलिए चुंबकीय आघूर्ण के मान में इसका योगदान महत्वपूर्ण नहीं है। अतः,चुंबकीय आघूर्ण का मान उपस्थित अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है।
चुंबकीय आघूर्ण की गणना 'स्पिन-ओनली' सूत्र का उपयोग करके की जाती है,जो इस प्रकार है:
$\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$,जहाँ $n =$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या।
$\mu =$ चुंबकीय आघूर्ण (इकाई बोहर मैग्नेटोन $(BM)$ है)।
इस प्रकार,जैसे-जैसे अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ती है,चुंबकीय आघूर्ण का मान बढ़ता है।
नीचे दी गई तालिका परिकलित और प्रायोगिक रूप से प्रेक्षित चुंबकीय आघूर्ण मान प्रदान करती है:
| आयन | इलेक्ट्रॉनिक विन्यास | अयुग्मित इलेक्ट्रॉन | परिकलित चुंबकीय आघूर्ण $(BM)$ | प्रेक्षित चुंबकीय आघूर्ण $(BM)$ |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| $Sc^{3+}$ | $3d^0$ | $0$ | $0$ | $0$ |
| $Ti^{3+}$ | $3d^1$ | $1$ | $1.73$ | $1.75$ |
| $Ti^{2+}$ | $3d^2$ | $2$ | $2.84$ | $2.76$ |
| $V^{2+}$ | $3d^3$ | $3$ | $3.87$ | $3.86$ |
| $Cr^{2+}$ | $3d^4$ | $4$ | $4.90$ | $4.80$ |
| $Mn^{2+}$ | $3d^5$ | $5$ | $5.92$ | $5.96$ |
| $Fe^{2+}$ | $3d^6$ | $4$ | $4.90$ | $5.3 - 5.5$ |
| $Co^{2+}$ | $3d^7$ | $3$ | $3.87$ | $4.4 - 5.2$ |
| $Ni^{2+}$ | $3d^8$ | $2$ | $2.84$ | $2.9 - 3.4$ |
| $Cu^{2+}$ | $3d^9$ | $1$ | $1.73$ | $1.8 - 2.2$ |
| $Zn^{2+}$ | $3d^{10}$ | $0$ | $0$ | $0$ |

(N/A) मिश्र धातुएं दो या दो से अधिक धातुओं या एक धातु और एक अधातु के समांगी ठोस विलयन होते हैं।
मिश्र धातुओं में,एक धातु के परमाणु दूसरी धातु के जालक (lattice) में यादृच्छिक रूप से वितरित होते हैं।
मिश्र धातुएं घटकों को एक साथ पिघलाकर तैयार की जाती हैं। मिश्र धातुओं के निर्माण के लिए सामान्य शर्तें इस प्रकार हैं:
$(i)$ परमाणुओं की धात्विक त्रिज्याओं में अंतर $15\%$ से कम होना चाहिए।
$(ii)$ संक्रमण धातुओं की परमाणु त्रिज्या और अन्य विशेषताएं समान होती हैं,जिससे उनके लिए मिश्र धातु बनाना आसान हो जाता है।
गुण: मिश्र धातुएं आमतौर पर अपनी घटक धातुओं की तुलना में कठोर होती हैं और उनका गलनांक उच्च होता है।
उदाहरण: लौह मिश्र धातुएं सबसे आम हैं। विभिन्न प्रकार के स्टील और स्टेनलेस स्टील का उत्पादन करने के लिए $Cr, V, W, Mo,$ और $Mn$ जैसी धातुओं का उपयोग किया जाता है। मिश्र धातुएं संक्रमण धातुओं और गैर-संक्रमण धातुओं के बीच भी बन सकती हैं।
उदाहरणों में $(i)$ पीतल $(Copper-Zinc)$ और $(ii)$ कांसा $(Copper-Tin)$ शामिल हैं। इन मिश्र धातुओं का औद्योगिक महत्व बहुत अधिक है।

(A) -इलेक्ट्रॉनों का आकार विसरित (diffuse) होने के कारण उनका परिरक्षण प्रभाव $p$-इलेक्ट्रॉनों की तुलना में कम प्रभावी होता है।
$(b)$ विनिमय ऊर्जा में कमी स्थिरता में कमी लाती है,क्योंकि विनिमय ऊर्जा स्थिरता के सीधे समानुपाती होती है।
$(c)$ $Mn$ $(Z=25)$ की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है,जो इसके $3d^5 4s^2$ विन्यास के अनुरूप है।
$(d)$ $Mo(VI)$ और $W(VI)$ की स्थिरता $Cr(VI)$ की तुलना में अधिक पाई जाती है क्योंकि समूह में नीचे जाने पर उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं की स्थिरता बढ़ती है।

(A) लैंथेनॉइड संकुचन और नई कक्षा के जुड़ने के कारण,$4d$ श्रेणी के तत्वों की परमाणु त्रिज्या $3d$ श्रेणी के तत्वों से बड़ी होती है। यह कथन सत्य $(T)$ है।
$(b)$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
$Cr^{+} (Z=24): [Ar] 3d^5$
$Mn^{2+} (Z=25): [Ar] 3d^5$
$Fe^{3+} (Z=26): [Ar] 3d^5$
चूंकि सभी का विन्यास समान है,इसलिए यह कथन सत्य $(T)$ है।
$(c)$ जैसा कि ऊपर दिखाया गया है,उनका विन्यास $d^5$ है,$d^6$ नहीं। यह कथन असत्य $(F)$ है।