Lanthanoids and Actinoids Questions in Gujarati

(B) સીરિયમ $(Ce)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $58$ છે.
આઉફબાઉના સિદ્ધાંત અને $f$-કક્ષકોની સ્થિરતાને અનુસરીને,તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Xe] \, 4f^1 \, 5d^1 \, 6s^2$ થાય છે.
આનું કારણ એ છે કે $4f$ અને $5d$ ઉર્જા સ્તરો ખૂબ નજીક છે,અને $Ce$ ના કિસ્સામાં $4f$ પેટાકોષ સંપૂર્ણ ભરાય તે પહેલાં ઇલેક્ટ્રોન $5d$ કક્ષકમાં પ્રવેશ કરે છે.

(B) લેન્થેનાઇડ્સ ($57$ થી $71$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતા તત્વો) ની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Xe] \, 4f^{1-14} \, 5d^{0-1} \, 6s^2$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
આ રચનામાં,$4f$ કક્ષકોમાં $1$ થી $14$ ઇલેક્ટ્રોન ભરાય છે,જ્યારે $5d$ કક્ષકમાં $0$ અથવા $1$ ઇલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે અને $6s$ કક્ષક $2$ ઇલેક્ટ્રોન સાથે પૂર્ણ ભરાયેલી હોય છે.

(B) $1$. $La(OH)_3$ એ $Lu(OH)_3$ કરતા વધુ બેઝિક છે કારણ કે લેન્થેનાઈડ શ્રેણીમાં આયનિક ત્રિજ્યા ઘટતા બેઝિકતા ઘટે છે. તેથી, વિકલ્પ $A$ ખોટો છે.
$2$. લેન્થેનાઈડ સંકોચનને કારણે લેન્થેનાઈડ શ્રેણીમાં $Ln^{3+}$ આયનોની આયનિક ત્રિજ્યા ઘટે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$3$. $La$ $(Z=57)$ એ $d$-બ્લોકનું તત્વ છે, $4f$ તત્વ નથી, તેથી તે લેન્થેનાઈડ નથી. તેથી, વિકલ્પ $C$ ખોટો છે.
$4$. લેન્થેનાઈડ સંકોચનને કારણે $Zr$ $(160 \ pm)$ અને $Hf$ $(159 \ pm)$ ની પરમાણુ ત્રિજ્યા ખૂબ જ સમાન છે. આ વિધાન પણ સાચું છે.

(D) લેન્થેનાઈડ સંકોચનને કારણે $Ce^{3+}$ થી $Lu^{3+}$ તરફ જતાં આયનોનું કદ ઘટે છે.
જેમ $M^{3+}$ આયનનું કદ ઘટે છે,તેમ $M-OH$ બંધમાં સહસંયોજક લાક્ષણિકતા વધે છે,જેનાથી બેઝિકતા ઘટે છે.
તેથી,આપેલ હાઈડ્રોક્સાઈડ માટે બેઝિકતાનો ક્રમ: $Ce(OH)_3 > Eu(OH)_3 > Yb(OH)_3 > Lu(OH)_3$ છે.
આમ,$Ce(OH)_3$ સૌથી વધુ બેઝિક છે.

(D) મિશ્ર ધાતુ (mischmetal) એ લેન્થેનોઇડ ધાતુઓની મિશ્ર ધાતુ છે.
તે સામાન્ય રીતે આશરે $95\%$ લેન્થેનોઇડ ધાતુ અને $5\%$ આયર્ન ધરાવે છે,સાથે $S$,$C$,$Ca$ અને $Al$ ના અલ્પ પ્રમાણ હોય છે.
તેથી,પાયરોફોરિક મિશ્ર ધાતુમાં આયર્નનું પ્રમાણ આશરે $5\%$ છે.

(C) લેન્થેનાઇડ સંકોચન એટલે $La$ $(Z=57)$ થી $Lu$ $(Z=71)$ સુધી પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે લેન્થેનાઇડ તત્વોની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં થતો ક્રમિક ઘટાડો.
આ $4f$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે થાય છે,જે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો કરે છે અને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને કેન્દ્રની નજીક ખેંચે છે.

(A) લેન્થેનોઇડ શ્રેણીમાં,જેમ પરમાણુ ક્રમાંક $La$ $(Z=57)$ થી $Lu$ $(Z=71)$ સુધી વધે છે,તેમ લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે $Ln^{+3}$ આયનોની આયોનિક ત્રિજ્યા ઘટે છે.
તેથી,આપેલા આયનો માટે આયોનિક ત્રિજ્યાનો ક્રમ $La^{+3} > Ce^{+3} > Pm^{+3} > Yb^{+3}$ છે.
આમ,ચઢતો ક્રમ $Yb^{+3} < Pm^{+3} < Ce^{+3} < La^{+3}$ છે.

(B) $Lanthanoids$ અને $Actinoids$ બંને $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
$Lanthanoids$ મર્યાદિત ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ (મુખ્યત્વે $+3$) દર્શાવે છે,જ્યારે $Actinoids$ માં $5f$,$6d$ અને $7s$ કક્ષકોની ઊર્જા સમાન હોવાને કારણે તેઓ વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
જોકે,$+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા એ બંને શ્રેણીઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવતી સૌથી સ્થાયી અને સામાન્ય લાક્ષણિકતા છે.

(D) લેન્થેનાઈડ સંકોચન મુખ્યત્વે $4f$ ઈલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે થાય છે.
$4f$ કક્ષકોનો આકાર પ્રસરિત હોવાથી,જ્યારે આપણે લેન્થેનાઈડ શ્રેણીમાં આગળ વધીએ છીએ ત્યારે તે વધતા કેન્દ્રીય વીજભાર સામે બાહ્યતમ ઈલેક્ટ્રોનને અસરકારક રીતે શીલ્ડ કરી શકતી નથી.

(B) લેન્થેનાઈડ્સ અને એક્ટિનાઈડ્સ બંને તત્વો સામાન્ય રીતે $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.

(B) લેન્થેનોઇડ્સ તેમની સૌથી સ્થાયી અવસ્થા તરીકે $+3$ ઑક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
$1$. લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે પરમાણુક્રમાંક વધવાની સાથે $Ln(III)$ આયનોની આયનિક ત્રિજ્યા ઘટે છે.
$2$. $Ln(III)$ સંયોજનો $f-f$ સંક્રમણને કારણે રંગીન હોય છે,તેથી તેઓ રંગવિહીન હોય છે તે વિધાન ખોટું છે.
$3$. $Ln(III)$ હાઇડ્રૉક્સાઇડ બેઝિક પ્રકૃતિના હોય છે અને આયનિક ત્રિજ્યા ઘટવાની સાથે તેમની બેઝિકતા ઘટે છે.
$4$. $Ln(III)$ આયનોનું કદ મોટું હોવાથી,તેઓ મુખ્યત્વે આયોનિક પ્રકૃતિ ધરાવતા સંયોજનો બનાવે છે.
તેથી,$Ln(III)$ સંયોજનો મોટેભાગે રંગવિહીન હોય છે તે વિધાન ખોટું છે.

(C) લેન્થેનોઇડ સંકોચન એ $La^{3+}$ $(Z=57)$ થી $Lu^{3+}$ $(Z=71)$ સુધી લેન્થેનોઇડ્સની આયનીય ત્રિજ્યામાં થતા સતત ઘટાડાને દર્શાવે છે.
જેમ પરમાણુ ક્રમાંક વધે છે,તેમ $4f$ ઇલેક્ટ્રોનની શીલ્ડિંગ અસર નબળી હોય છે,જેના પરિણામે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જે ઇલેક્ટ્રોનને કેન્દ્રની નજીક ખેંચે છે.
કારણ કે $_{57}La^{3+}$ ની ત્રિજ્યા $1.06 \ \mathring{A}$ છે,તેથી લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે $_{71}Lu^{3+}$ ની ત્રિજ્યા $1.06 \ \mathring{A}$ કરતા ઓછી હોવી જોઈએ.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$0.85 \ \mathring{A}$ એ એકમાત્ર મૂલ્ય છે જે $1.06 \ \mathring{A}$ કરતા ઓછું છે.

(D) $Ce$ $(Z = 58)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Xe] 4f^1 5d^1 6s^2$ છે.
ચાર ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને તે $Xe$ ની સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે,તેથી તે $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
$La$ $(Z = 57)$ સામાન્ય રીતે $+3$ અવસ્થા દર્શાવે છે.
$Eu$ $(Z = 63)$ અને $Gd$ $(Z = 64)$ સામાન્ય રીતે $+3$ અવસ્થા દર્શાવે છે,જેમાં $Eu$ $+2$ અવસ્થા પણ દર્શાવે છે.

(B) $f$-બ્લોકના તત્વોમાં,ખાસ કરીને લેન્થેનોઇડ્સમાં,પરમાણુક્રમાંક વધવાની સાથે પરમાણુ અને આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે. આ ઘટનાને લેન્થેનોઇડ સંકોચન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આનું કારણ એ છે કે $4f$ ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રીય વીજભાર માટે નબળું શીલ્ડિંગ પૂરું પાડે છે,જેના કારણે બહારના ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રની વધુ નજીક ખેંચાય છે.

(B) મિશમેટલ એ લેન્થેનોઇડ ધાતુઓની મિશ્રધાતુ છે.
તેમાં સામાન્ય રીતે આશરે $50\%$ સીરિયમ $(Ce)$,$40\%$ લેન્થેનમ $(La)$,$7\%$ આયર્ન $(Fe)$ અને $3\%$ અન્ય ટ્રેસ ધાતુઓ ($Al, Ca, C, S, Si$ વગેરે) હોય છે.
આ રચનાનો ઉપયોગ લાઇટરના ફ્લિન્ટ્સ માટે પાયરોફોરિક મિશ્રધાતુઓ બનાવવામાં થાય છે.

(A) સાચું વિધાન એ છે કે $La(OH)_3$ એ $Lu(OH)_3$ કરતા વધુ બેઝિક છે.
જેમ આપણે $La^{3+}$ થી $Lu^{3+}$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ લેન્થેનાઈડ સંકોચનને કારણે આયનીય કદ ઘટે છે,જે સહસંયોજક લાક્ષણિકતા વધારે છે અને બેઝિકતા ઘટાડે છે.
તેથી,$La(OH)_3$ સૌથી વધુ બેઝિક છે અને $Lu(OH)_3$ સૌથી ઓછું બેઝિક છે.
વિકલ્પ $A$ ખોટો છે.

(A) થોરિયમ $(Th)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $90$ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $Rn$ $(Z=86)$ કોર પર આધારિત છે.
જોકે $Th$ ને ઘણીવાર એક્ટિનોઇડ શ્રેણીમાં મૂકવામાં આવે છે,પરંતુ તેની ધરા-સ્થિતિની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Rn] \, 5f^0 \, 6d^2 \, 7s^2$ છે કારણ કે તટસ્થ પરમાણુમાં $5f$ કક્ષકો હજુ ભરાયેલી હોતી નથી.

(B) વિધાન $(i)$ ખોટું છે કારણ કે $La^{3+}$ ની આયનિક ત્રિજ્યા સૌથી મોટી હોવાથી $La(OH)_3$ સૌથી વધુ બેઝિક છે. જેમ આપણે $La$ થી $Lu$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ આયનિક ત્રિજ્યા ઘટે છે,જેના પરિણામે બેઝિકતામાં ઘટાડો થાય છે.
વિધાન $(ii)$ સાચું છે કારણ કે લેન્થેનોઈડ સંકોચનને કારણે $Zr^{4+}$ અને $Hf^{4+}$ લગભગ સમાન આયનિક ત્રિજ્યા ધરાવે છે.
વિધાન $(iii)$ સાચું છે કારણ કે $Ce^{4+}$ પાસે સ્થાયી $Ce^{3+}$ $(4f^1)$ રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે ઈલેક્ટ્રોન મેળવવાની પ્રબળ વૃત્તિ છે,તેથી તે પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
તેથી,વિધાન $(ii)$ અને $(iii)$ સાચા છે.

(B) લેન્થેનાઇડ સંકોચન એ પરમાણુ ક્રમાંકમાં વધારા સાથે લેન્થેનાઇડ્સની પરમાણ્વીય અને આયોનિક ત્રિજ્યામાં થતો સતત ઘટાડો છે.
$4f$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જેનાથી પરમાણુઓનું કદ ઘટે છે.
આ ઘટના એ હકીકત માટે જવાબદાર છે કે બીજી અને ત્રીજી સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વો લગભગ સમાન પરમાણ્વીય અને આયોનિક ત્રિજ્યા ધરાવે છે.
ખાસ કરીને,$Zr$ ($4d$ શ્રેણી) અને $Hf$ ($5d$ શ્રેણી) લેન્થેનાઇડ સંકોચનને કારણે લગભગ સમાન સહસંયોજક અને આયોનિક ત્રિજ્યા દર્શાવે છે.

(B) લેન્થેનાઈડ્સની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] 4f^{1-14} 5d^{0-1} 6s^2$ છે,જ્યારે એક્ટિનાઈડ્સ માટે તે $[Rn] 5f^{1-14} 6d^{0-1} 7s^2$ છે.
એક્ટિનાઈડ્સમાં,$5f$ અને $6d$ કક્ષકો વચ્ચેનો ઉર્જા તફાવત લેન્થેનાઈડ્સમાં $4f$ અને $5d$ કક્ષકો વચ્ચેના ઉર્જા તફાવત કરતા ઘણો ઓછો છે.
વધુમાં,$5f$ કક્ષકો કેન્દ્રથી વધુ દૂર હોવાથી,તે બંધ બનાવવામાં વધુ સરળતાથી ભાગ લઈ શકે છે,જેના કારણે તે વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.

(B) એક્ટિનોઇડ શ્રેણીમાં $89$ થી $103$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતા તત્વોનો સમાવેશ થાય છે.
આ તત્વો $Actinium$ ($Ac$,$Z=89$) થી $Lawrencium$ ($Lr$,$Z=103$) સુધીના છે.
તેથી,સાચી શ્રેણી $Ac$ થી $Lr$ છે.

(B) ગેસ લાઇટરમાં વપરાતી પથરી (flint) પાયરોફોરિક મિશ્રધાતુમાંથી બનેલી હોય છે જેને મિશમેટલ કહેવાય છે.
તેમાં લેન્થેનોઇડ ધાતુ (આશરે $95\%$) સાથે આયર્ન (આશરે $5\%$) અને $S$,$C$,$Ca$ તથા $Al$ ના અંશો હોય છે.
આ મિશ્રધાતુ પાયરોફોરિક છે,જેનો અર્થ છે કે તે અથડાવાથી કે ઘસાવાથી તણખા ઉત્પન્ન કરે છે,જે ગેસને સળગાવે છે.

(B) લેન્થેનાઇડ્સ એ સીરિયમ ($Ce$,$Z=58$) થી લ્યુટેશિયમ ($Lu$,$Z=71$) સુધીના $14$ તત્વોની શ્રેણી છે.
બધા લેન્થેનાઇડ્સ બે $6s$ ઇલેક્ટ્રોન અને એક $4f$ અથવા $5d$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાને કારણે $+3$ સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
જોકે કેટલાક તત્વો ચોક્કસ સંયોજનોમાં $+2$ અથવા $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે,પરંતુ સમગ્ર શ્રેણી માટે $+3$ એ સૌથી સ્થાયી અને લાક્ષણિક ઓક્સિડેશન અવસ્થા છે.

(D) એક્ટિનાઈડ્સ એ $Actinium$ $(Z = 89)$ થી $Lawrencium$ $(Z = 103)$ સુધીના તત્વોની શ્રેણી છે.
$Uranium$ $(Z = 92)$,$Curium$ $(Z = 96)$,અને $Californium$ $(Z = 98)$ એ બધા એક્ટિનાઈડ શ્રેણીના સભ્યો છે.
$Erbium$ $(Z = 68)$ એ લેન્થેનોઈડ તત્વ છે,જે $4f$ શ્રેણીમાં આવે છે,$5f$ એક્ટિનાઈડ શ્રેણીમાં નહીં.
તેથી,સાચો જવાબ $Erbium$ છે.

(A) લેન્થેનોઇડ્સમાં,પ્રોમિથિયમ $(Pm)$ સિવાયના તમામ તત્વો બિન-રેડિયોસક્રિય છે.
પ્રોમિથિયમ એ લેન્થેનોઇડ શ્રેણીમાં પરમાણુ ક્રમાંક $61$ ધરાવતું એકમાત્ર કૃત્રિમ રેડિયોસક્રિય તત્વ છે.

(D) $Lanthanoid \ contraction$ (લેન્થેનાઈડ સંકોચન) ને કારણે,લેન્થેનાઈડ્સની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યા $La^{3+}$ થી $Lu^{3+}$ તરફ જતાં નિયમિતપણે ઘટે છે.
જેમ પરમાણુ ક્રમાંક $57$ થી $71$ સુધી વધે છે,તેમ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જે ઈલેક્ટ્રોનને કેન્દ્રની નજીક ખેંચે છે.
તેથી,$Lu^{3+}$ ની આયનીય ત્રિજ્યા $La^{3+}$ $(1.06 \ \mathop{A}\limits^o)$ કરતા ઓછી હોવી જોઈએ.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$0.85 \ \mathop{A}\limits^o$ એ સૌથી નજીકનું અને યોગ્ય મૂલ્ય છે.

(A) $f$-બ્લોક તત્વોને બે શ્રેણીમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: લેન્થેનાઇડ્સ ($4f$-શ્રેણી) અને એક્ટિનાઇડ્સ ($5f$-શ્રેણી).
બંને શ્રેણીમાં $f$-કક્ષકો ભરાય છે અને સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે,તેથી એક્ટિનાઇડ્સને લેન્થેનાઇડ્સના સમધર્મી માનવામાં આવે છે.

(B) સૌથી સામાન્ય લેન્થેનાઇડ $Cerium$ $(Ce)$ છે. તે પૃથ્વીના પોપડામાં લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાં સૌથી વધુ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે.

(B) એક્ટિનોઇડ્સ લેન્થેનોઇડ્સની તુલનામાં ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની વિશાળ શ્રેણી દર્શાવે છે કારણ કે $5f$,$6d$ અને $7s$ ઉર્જા સ્તરો ઉર્જામાં ખૂબ નજીક છે.
આ નાનો ઉર્જા તફાવત આ પેટાકોષોમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને બંધનમાં ભાગ લેવા દે છે,જેનાથી ઉત્તેજના સરળ બને છે.

(C) લેન્થેનોઇડ શ્રેણીના શરૂઆતના સભ્યો $Ca$ ની જેમ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે. પરંતુ,પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે,તેમની સક્રિયતા ઘટે છે અને તેઓ $Al$ જેવું વર્તન કરે છે. તેથી,એ વિધાન કે બધા લેન્થેનોન્સ $Al$ કરતા વધુ સક્રિય છે,તે ખોટું છે.

(B) લેન્થેનોઇડ્સની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના સામાન્ય ભાત $[Xe] \, 4f^{n} \, 5d^{0-1} \, 6s^2$ ને અનુસરે છે.
$Eu$ $(Z=63)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] \, 4f^7 \, 6s^2$ છે.
$Gd$ $(Z=64)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] \, 4f^7 \, 5d^1 \, 6s^2$ છે (અર્ધ-ભરાયેલી $f$-કક્ષકની સ્થિરતાને કારણે).
$Tb$ $(Z=65)$ માટે: ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] \, 4f^9 \, 6s^2$ છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) લેન્થેનોઇડ સંકોચન એ લેન્થેનાઇડ્સની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં થતો નિયમિત ઘટાડો છે.
આનું કારણ $f$-ઓર્બિટલ્સનું અપૂર્ણ શીલ્ડિંગ (અથવા નબળી સ્ક્રીનિંગ અસર) છે.
તેમના પ્રસરિત આકારને કારણે,$f$-ઓર્બિટલ્સ વધતા પરમાણ્વીય ભારની અસરને સંતુલિત કરવામાં અસમર્થ હોય છે.
તેથી,અંતિમ પરિણામ લેન્થેનોઇડ્સના કદમાં સંકોચન છે.

(B) જે લેન્થેનોઇડ આયનમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી તે ડાયમેગ્નેટિક હોય છે.
$Ce_{58} = [Xe] 4f^{2} 5d^{0} 6s^{2} \implies Ce^{2+} = [Xe] 4f^{2}$ (બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
$Sm_{62} = [Xe] 4f^{6} 5d^{0} 6s^{2} \implies Sm^{2+} = [Xe] 4f^{6}$ (છ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
$Eu_{63} = [Xe] 4f^{7} 5d^{0} 6s^{2} \implies Eu^{2+} = [Xe] 4f^{7}$ (સાત અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન)
$Yb_{70} = [Xe] 4f^{14} 5d^{0} 6s^{2} \implies Yb^{2+} = [Xe] 4f^{14}$ (કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી)
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરીને કારણે,$Yb^{2+}$ ડાયમેગ્નેટિક છે.

(C) એક્ટિનિયમ $(Ac)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $89$ છે.
$Ac$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Rn] \ 6d^1 \ 7s^2$ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોન રચનાની સ્થિરતાને કારણે,તે માત્ર $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
તેની સામે,$Th$ $(Z=90)$ $+3$ અને $+4$,$Pa$ $(Z=91)$ $+3, +4, +5$,અને $U$ $(Z=92)$ $+3, +4, +5, +6$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.

(D) લેન્થેનોઇડ્સ દ્વારા દર્શાવવામાં આવતી સૌથી સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.

(B) $La^{3+}$ થી $Lu^{3+}$ સુધી લેન્થેનાઇડ આયનોની ત્રિજ્યામાં થતા નિયમિત ઘટાડાને લેન્થેનાઇડ સંકોચન કહેવામાં આવે છે.
તે $4f$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે છે,જે વધેલા પરમાણુ ભારને ઇલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિયસની નજીક ખેંચવા દે છે.
લેન્થેનોઇડ સંકોચનના પરિણામે,$4d$ અને $5d$ શ્રેણીના તત્વોની પરમાણુ ત્રિજ્યા ખૂબ સમાન બની જાય છે,જેના કારણે તેમના રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં સમાનતા જોવા મળે છે.
તેથી,$4d$ અને $5d$ શ્રેણીમાં કોઈ સમાનતા નથી તેવું વિધાન ખોટું છે.

(C) લેન્થેનોઇડ્સની તુલનામાં એક્ટિનોઇડ્સ વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે.
આનું મુખ્ય કારણ એ છે કે $4f$ અને $5d$ કક્ષકો વચ્ચેના ઉર્જા તફાવતની સરખામણીમાં $5f$ અને $6d$ કક્ષકો વચ્ચેનો ઉર્જા તફાવત ઓછો હોય છે.
પરિણામે,$5f$ ઇલેક્ટ્રોન $4f$ ઇલેક્ટ્રોન કરતા વધુ સરળતાથી બંધનમાં ભાગ લઈ શકે છે.

(B) લેન્થેનોઇડ સંકોચનનું મુખ્ય કારણ $4f$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બાહ્ય કક્ષાના ઇલેક્ટ્રોનનું નબળું શીલ્ડિંગ છે.
$4f$ કક્ષકોનો આકાર પ્રસરિત હોવાથી,તેમની શીલ્ડિંગ અસર અપૂર્ણ હોય છે.
પરિણામે,બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જેના કારણે કેન્દ્ર બાહ્ય કક્ષાના ઇલેક્ટ્રોનને વધુ મજબૂતીથી આકર્ષે છે,જે લેન્થેનોઇડ શ્રેણીમાં પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં ઘટાડો કરે છે.

(A) $5f$ કક્ષકો $4f$ કક્ષકોની સરખામણીમાં કેન્દ્રથી વધુ દૂર વિસ્તરેલી હોય છે.
આને કારણે,$5f$ ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર દ્વારા ઓછા મજબૂતીથી જકડાયેલા હોય છે અને બંધ બનાવવા માટે વધુ ઉપલબ્ધ હોય છે.
પરિણામે,એક્ટિનોઇડ્સ લેન્થેનોઇડ્સની તુલનામાં ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની વધુ વિવિધતા દર્શાવે છે.

(B) લેન્થેનોઇડ્સની તુલનામાં એક્ટિનોઇડ્સ દ્વારા ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની મોટી સંખ્યા દર્શાવવાનું મુખ્ય કારણ $4f$ અને $5d$ કક્ષકો વચ્ચેના ઉર્જા તફાવતની સરખામણીમાં $5f$ અને $6d$ કક્ષકો વચ્ચેનો ઓછો ઉર્જા તફાવત છે.
એક્ટિનોઇડ્સમાં $5f$,$6d$ અને $7s$ કક્ષકોની ઉર્જા સમાન હોવાથી,આ કક્ષકોના ઇલેક્ટ્રોન બંધનમાં ભાગ લઈ શકે છે,જે ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની વિશાળ શ્રેણી તરફ દોરી જાય છે.

(B) લેન્થેનોઇડ્સનું રસાયણવિજ્ઞાન $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે.
મોટાભાગના $Ln^{3+}$ આયનોમાં અયુગ્મિત $f$-ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે $f-f$ સંક્રમણ અનુભવે છે,જેના કારણે તેઓ રંગીન હોય છે.
તેથી,$Ln(III)$ સંયોજનો સામાન્ય રીતે રંગહીન હોય છે તે વિધાન ખોટું છે.
$La^{3+}$ $(f^0)$ અને $Lu^{3+}$ $(f^{14})$ રંગહીન છે,પરંતુ અન્ય મોટાભાગના રંગીન છે.

(D) લેન્થેનોઇડ્સ સામાન્ય રીતે $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
$4f$ ઇલેક્ટ્રોન ઊંડે આવેલા હોય છે અને $5s$,$5p$ તથા $5d$ કક્ષકો દ્વારા આવરિત હોય છે,જેના કારણે તેઓ $d$-વિભાગના તત્વોની સરખામણીમાં બંધન માટે ઓછા ઉપલબ્ધ હોય છે.
જોકે કેટલાક લેન્થેનોઇડ્સ જેમ કે $Ce$ $(+4)$ અને $Tb$ $(+4)$ સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાને કારણે $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે,પરંતુ તે શ્રેણીના તમામ સભ્યોનો ગુણધર્મ નથી.
તેથી,એ વિધાન કે તમામ સભ્યો $+4$ અવસ્થામાં સંયોજનો બનાવે છે તે ખોટું છે.

(D) પ્રોમિથિયમ $(Pm)$ એ લેન્થેનાઇડ્સમાં એકમાત્ર તત્વ છે જે કુદરતી રીતે રેડિયોએક્ટિવ છે.
પ્રોમિથિયમ પ્રમાણમાં અસ્થિર છે અને તેના તમામ આઇસોટોપ્સ રેડિયોએક્ટિવ છે.
આમ,સાચો જવાબ વિકલ્પ $D$ છે.

(A) લેન્થેનોઇડ્સની આયનીય ત્રિજ્યા $La$ $(Z=57)$ થી $Lu$ $(Z=71)$ સુધી પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે ઘટે છે.
આ ઘટનાને લેન્થેનોઇડ સંકોચન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,આયનીય ત્રિજ્યાનો ક્રમ $La^{3+} > Ce^{3+} > Pm^{3+} > Yb^{3+}$ છે.
વધતા ક્રમમાં,આ $Yb^{3+} < Pm^{3+} < Ce^{3+} < La^{3+}$ થશે.

(D) અયુગ્મિત $f-$ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે લેન્થેનાઇડ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના લખીએ છીએ:
$1$. $Tm^{+3} (Z = 69)$: તટસ્થ $Tm$ એ $[Xe] 4f^{13} 6s^2$ છે. $Tm^{+3}$ એ $[Xe] 4f^{12}$ છે. $4f^{12}$ માં $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$2$. $Nd^{+3} (Z = 60)$: તટસ્થ $Nd$ એ $[Xe] 4f^4 6s^2$ છે. $Nd^{+3}$ એ $[Xe] 4f^3$ છે. $4f^3$ માં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$3$. $Dy^{+3} (Z = 66)$: તટસ્થ $Dy$ એ $[Xe] 4f^{10} 6s^2$ છે. $Dy^{+3}$ એ $[Xe] 4f^9$ છે. $4f^9$ માં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
$4$. $Tb^{+3} (Z = 65)$: તટસ્થ $Tb$ એ $[Xe] 4f^9 6s^2$ છે. $Tb^{+3}$ એ $[Xe] 4f^8$ છે. $4f^8$ માં $6$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
આમ,$Tb^{+3}$ પાસે $6$ અયુગ્મિત $f-$ઇલેક્ટ્રોન છે.

(D) લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે, $Zr$ $(160 \ pm)$ અને $Hf$ $(159 \ pm)$ ની પરમાણુ ત્રિજ્યા લગભગ સમાન છે.
પરમાણુ કદમાં આ સમાનતાને કારણે, $Zr$ અને $Hf$ ખૂબ જ સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે અને તેમને અલગ કરવા મુશ્કેલ છે.
તેથી, બંને વિધાનો $(a)$ અને $(b)$ સાચા છે.

(A) લેન્થેનોઇડ્સ સામાન્ય રીતે $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
જોકે,$Ce$ (સીરિયમ,$Z=58$) ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] 4f^1 5d^1 6s^2$ છે.
ચાર ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યા પછી,તે $Xe$ ની સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
આમ,$Ce^{4+}$ જલીય માધ્યમમાં સ્થાયી આયન છે,જે તેને પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા બનાવે છે.

(A) . લેન્થેનાઇડ સંકોચનને કારણે,$La^{3+}$ થી $Lu^{3+}$ તરફ જતાં આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે. ફાજાનના નિયમ મુજબ,જેમ કદ ઘટે તેમ સહસંયોજક લાક્ષણિકતા વધે છે,જેનાથી બેઝિક પ્રબળતા ઘટે છે. આમ,$La(OH)_3$ એ $Lu(OH)_3$ કરતા વધુ બેઝિક છે. તેથી,વિકલ્પ $A$ માં આપેલ વિધાન $INCORRECT$ છે.
$B$. લેન્થેનાઇડ કાર્બાઇડ $(LnC_2)$ માં $C_2^{2-}$ આયન હોય છે,જે પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિટિલીન $(C_2H_2)$ આપે છે.
$C$. સીરિયમ સલ્ફાઇડ $(CeS)$ અત્યંત સ્થાયી છે અને તેનો ઉપયોગ ક્રુસિબલ બનાવવા માટે થાય છે.
$D$. મિશ-મેટલ,જે લેન્થેનાઇડ્સ (આશરે $95\%$) અને આયર્ન (આશરે $5\%$) ની મિશ્રધાતુ છે,તેનો ઉપયોગ સિગારેટ લાઇટરમાં થાય છે.