Lanthanoids and Actinoids Questions in Gujarati

(N/A) $1$. વ્યાખ્યા: પરમાણુ ક્રમાંકમાં વધારા સાથે લેન્થેનોઈડ્સની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં થતા ક્રમિક ઘટાડાને લેન્થેનોઈડ સંકોચન કહેવાય છે.
$2$. કારણ: આ એક જ પેટાકોષમાં રહેલા એક $4f$ ઈલેક્ટ્રોન દ્વારા બીજા $4f$ ઈલેક્ટ્રોનનું અપૂર્ણ શીલ્ડિંગ (આવરણ) થવાને કારણે થાય છે. જેમ દરેક પગલે કેન્દ્રીય વીજભારમાં $1$ એકમનો વધારો થાય છે,તેમ $4f$ ઈલેક્ટ્રોન વધતા કેન્દ્રીય આકર્ષણથી બાહ્ય ઈલેક્ટ્રોનને અસરકારક રીતે સુરક્ષિત કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે,જેના પરિણામે કદમાં સંકોચન થાય છે.
$3$. પરિણામો:
$(a)$ ગુણધર્મોમાં સમાનતા: લેન્થેનોઈડ સંકોચનને કારણે બીજી અને ત્રીજી સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વો (દા.ત.,$Zr$ અને $Hf$) ની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ સમાન હોય છે.
$(b)$ અલગીકરણમાં મુશ્કેલી: આયનીય ત્રિજ્યા અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં સમાનતા હોવાને કારણે,લેન્થેનોઈડ્સને તેમના મિશ્રણમાંથી અલગ કરવા ખૂબ મુશ્કેલ છે.
$(c)$ બેઝિક પ્રબળતા: લેન્થેનોઈડ હાઈડ્રોક્સાઈડની બેઝિક પ્રબળતા $La(OH)_3$ થી $Lu(OH)_3$ તરફ જતાં ઘટે છે,કારણ કે કદ ઘટે છે અને સહસંયોજક ગુણધર્મ વધે છે.

(N/A) પરમાણુ ક્રમાંક $La$ $(Z=57)$ થી $Lu$ $(Z=71)$ સુધી વધવાની સાથે લેન્થેનોઇડ્સની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં થતા ક્રમિક ઘટાડાને લેન્થેનોઇડ સંકોચન કહેવામાં આવે છે.
આ ઘટના એક જ પેટાકોષમાં એક $4f$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બીજા ઇલેક્ટ્રોનનું અપૂર્ણ શીલ્ડિંગ (આવરણ) થવાને કારણે ઉદ્ભવે છે.
જેમ જેમ પરમાણુ ક્રમાંક વધે છે,તેમ દરેક તબક્કે કેન્દ્રીય વીજભારમાં એક એકમનો વધારો થાય છે,જ્યારે નવો ઇલેક્ટ્રોન $4f$ કક્ષકમાં દાખલ થાય છે.
$4f$ કક્ષકોનો આકાર ખૂબ જ વિસ્તૃત હોય છે અને તેમની શીલ્ડિંગ અસર નબળી હોય છે,જે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન પર વધતા કેન્દ્રીય આકર્ષણને સરભર કરવામાં અસમર્થ હોય છે.
પરિણામે,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન વાદળને કેન્દ્રની નજીક ખેંચે છે,જેના પરિણામે પરમાણ્વીય અને આયનીય કદમાં ક્રમિક ઘટાડો થાય છે.

(N/A) આવર્ત કોષ્ટકના તળિયે રહેલી તત્વોની બે હરોળ,જેને લેન્થેનોઇડ્સ,$Ce$ $(Z = 58)$ થી $Lu$ $(Z = 71)$ અને એક્ટિનોઇડ્સ,$Th$ $(Z = 90)$ થી $Lr$ $(Z = 103)$ કહેવામાં આવે છે,તેની બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $(n-2)f^{1-14}(n-1)d^{0-1}ns^{2}$ છે.
દરેક તત્વમાં ઉમેરવામાં આવતો છેલ્લો ઇલેક્ટ્રોન $f$-કક્ષકમાં ભરાય છે.
આથી આ બે શ્રેણીના તત્વોને આંતરિક-સંક્રાંતિ તત્વો ($f$-બ્લોક તત્વો) કહેવામાં આવે છે.
તે બધા ધાતુઓ છે અને દરેક શ્રેણીમાં તત્વોના ગુણધર્મો ખૂબ સમાન હોય છે.
શરૂઆતના એક્ટિનોઇડ્સનું રસાયણશાસ્ત્ર લેન્થેનોઇડ્સ કરતા વધુ જટિલ છે કારણ કે આ એક્ટિનોઇડ તત્વો માટે ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની સંખ્યા વધુ હોય છે.
એક્ટિનોઇડ તત્વો રેડિયોએક્ટિવ છે. ઘણા એક્ટિનોઇડ તત્વો ન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા માત્ર નેનોગ્રામ જથ્થામાં જ બનાવવામાં આવ્યા છે અને તેમનું રસાયણશાસ્ત્ર સંપૂર્ણ રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યું નથી.
યુરેનિયમ $(Z = 92)$ પછીના તત્વોને ટ્રાન્સયુરેનિયમ તત્વો કહેવામાં આવે છે.

(N/A) લેન્થેનોઇડ્સની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] 4f^{1-14} 5d^{0-1} 6s^{2}$ છે.
અનિયમિતતાઓ માટેનું કારણ:
ઇલેક્ટ્રોનિક રચનામાં અનિયમિતતાઓનું મુખ્ય કારણ $4f$ અને $5d$ કક્ષકો વચ્ચેનો ખૂબ જ ઓછો ઉર્જા તફાવત છે.
પરિણામે,આવતો ઇલેક્ટ્રોન $4f$ અથવા $5d$ કક્ષકમાં પ્રવેશી શકે છે.
લેન્થેનોઇડ્સમાં,સામાન્ય રીતે પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે $f$-કક્ષકો ક્રમશઃ ભરાય છે.
જોકે,લેન્થેનમ $(La)$,ગેડોલિનિયમ $(Gd)$ અને લ્યુટેશિયમ $(Lu)$ જેવા તત્વોમાં એક ઇલેક્ટ્રોન $5d$ કક્ષકમાં હાજર હોય છે.
આ અનિયમિતતાઓ અનુક્રમે ખાલી $(f^{0})$,અર્ધ-પૂર્ણ $(f^{7})$ અને પૂર્ણ-ભરાયેલી $(f^{14})$ $f$-કક્ષક ગોઠવણી સાથે સંકળાયેલી વધારાની સ્થિરતાને કારણે છે.
લેન્થેનમ અને લ્યુટેશિયમમાં એક $5d$ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તેમને ક્યારેક સમૂહ $3$ ના તત્વો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(N/A) લેન્થેનોઈડ્સ અને એક્ટિનોઈડ્સ વચ્ચેના તફાવત નીચે મુજબ છે:
| લક્ષણ | લેન્થેનોઈડ્સ | એક્ટિનોઈડ્સ |
| :--- | :--- | :--- |
| $(1)$ | તેઓ $4f$ શ્રેણીના તત્ત્વો છે. | તેઓ $5f$ શ્રેણીના તત્ત્વો છે. |
| $(2)$ | તેમની સામાન્ય સંજ્ઞા $Ln$ છે. | તેમની સામાન્ય સંજ્ઞા $An$ છે. |
| $(3)$ | તેમાં $4f$ ના $14$ તત્ત્વો તથા લેન્થેનમ એમ કુલ $15$ તત્ત્વો છે. | તેમાં $5f$ શ્રેણીના $14$ તત્ત્વો ઉપરાંત એક્ટિનિયમ એમ કુલ $15$ તત્ત્વો છે. |
| $(4)$ | લેન્થેનોઈડ્સ સંક્રાંતિ તત્ત્વોની સરખામણીમાં એકબીજા સાથે વધુ સમાનતા દર્શાવે છે. | એક્ટિનોઈડ્સ લેન્થેનોઈડ્સની સરખામણીમાં એકબીજા સાથે ઓછી સમાનતા દર્શાવે છે. |
| $(5)$ | આ તત્ત્વો મુખ્યત્વે એક જ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(+3)$ ધરાવે છે. | આ તત્ત્વો ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓનો વિશાળ વિસ્તાર ધરાવે છે. |
| $(6)$ | આ તત્ત્વોનું રસાયણવિજ્ઞાન સરળ છે કારણ કે શ્રેણીમાં કદ અને કેન્દ્રીય વીજભારમાં થતો ફેરફાર અલ્પ હોય છે. | એક્ટિનોઈડ્સનું રસાયણવિજ્ઞાન ઘણું જટિલ છે,કારણ કે તેમાં ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની વિવિધતા અને રેડિયો સક્રિયતા હોય છે. |

(A) લેન્થેનમ $(La, Z=57)$ થી લ્યુટેશિયમ $(Lu, Z=71)$ સુધીનાં $15$ તત્ત્વો અને તેમના $+2$ તથા $+3$ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના નીચેના કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ છે. માત્ર $[Xe]$ કોરની બહારના ઇલેક્ટ્રોન દર્શાવ્યા છે.
| પરમાણુ ક્રમાંક | નામ | સંજ્ઞા | $Ln$ | $Ln^{2+}$ | $Ln^{3+}$ |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| $57$ | લેન્થેનમ | $La$ | $5d^1 6s^2$ | $5d^1$ | $4f^0$ |
| $58$ | સિરિયમ | $Ce$ | $4f^1 5d^1 6s^2$ | $4f^2$ | $4f^1$ |
| $59$ | પ્રેસિઓડિમિયમ | $Pr$ | $4f^3 6s^2$ | $4f^3$ | $4f^2$ |
| $60$ | નિયોડિમિયમ | $Nd$ | $4f^4 6s^2$ | $4f^4$ | $4f^3$ |
| $61$ | પ્રોમિથિયમ | $Pm$ | $4f^5 6s^2$ | $4f^5$ | $4f^4$ |
| $62$ | સમેરિયમ | $Sm$ | $4f^6 6s^2$ | $4f^6$ | $4f^5$ |
| $63$ | યુરોપિયમ | $Eu$ | $4f^7 6s^2$ | $4f^7$ | $4f^6$ |
| $64$ | ગેડોલિનિયમ | $Gd$ | $4f^7 5d^1 6s^2$ | $4f^7 5d^1$ | $4f^7$ |
| $65$ | ટર્બિયમ | $Tb$ | $4f^9 6s^2$ | $4f^9$ | $4f^8$ |
| $66$ | ડાયસ્પ્રોસિયમ | $Dy$ | $4f^{10} 6s^2$ | $4f^{10}$ | $4f^9$ |
| $67$ | હોલ્મિયમ | $Ho$ | $4f^{11} 6s^2$ | $4f^{11}$ | $4f^{10}$ |
| $68$ | અર્બિયમ | $Er$ | $4f^{12} 6s^2$ | $4f^{12}$ | $4f^{11}$ |
| $69$ | થુલિયમ | $Tm$ | $4f^{13} 6s^2$ | $4f^{13}$ | $4f^{12}$ |
| $70$ | યટરબિયમ | $Yb$ | $4f^{14} 6s^2$ | $4f^{14}$ | $4f^{13}$ |
| $71$ | લ્યુટેશિયમ | $Lu$ | $4f^{14} 5d^1 6s^2$ | $4f^{14} 5d^1$ | $4f^{14}$ |
લાક્ષણિકતાઓ:
$1$. બધા જ લેન્થેનોઈડ્સ તટસ્થ અવસ્થામાં $6s^2$ રચના ધરાવે છે.
$2$. $Gd$ અને $Eu$ સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $4f^7$ પેટાકોશ ધરાવે છે.
$3$. $Lu$ અને $Yb$ સ્થાયી પૂર્ણ ભરાયેલ $4f^{14}$ પેટાકોશ ધરાવે છે.

(N/A) લેન્થેનોઈડ તત્ત્વો $(Ln)$ અને તેમના આયનો $(Ln^{3+})$ ની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યા લેન્થેનમ $(La)$ થી લ્યુટેશિયમ $(Lu)$ તરફ જતાં ક્રમશઃ ઘટે છે.
પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં થતા આ એકંદર ઘટાડાને લેન્થેનોઈડ સંકોચન કહેવામાં આવે છે.
આનું મુખ્ય કારણ એ છે કે $4f$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન એક પછી એક ઉમેરાય છે,જે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન માટે નબળી શીલ્ડિંગ અસર (આવરણ અસર) પૂરી પાડે છે.
પરિણામે,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન વાદળને કેન્દ્રની નજીક ખેંચે છે,જેના કારણે કદમાં ઘટાડો થાય છે.

(N/A) લેન્થેનોઇડ્સમાં,$Ln(II)$ અને $Ln(III)$ સંયોજનો મુખ્ય પ્રજાતિઓ છે. જોકે,ક્યારેક દ્રાવણમાં અથવા ઘન સંયોજનોમાં $(+2)$ અને $(+4)$ આયનો પણ જોવા મળે છે. આ અનિયમિતતા $f^{0}, f^{7}$ અને $f^{14}$ કક્ષકોની વધારાની સ્થિરતાને કારણે છે.
જલીય દ્રાવણમાં,$Sm^{2+}, Yb^{2+}$ અને $Eu^{2+}$ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે કારણ કે આ આયનો $(+3)$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં વધુ સ્થિરતાને કારણે સરળતાથી $(+3)$ અવસ્થામાં ઓક્સિડેશન પામે છે.
તત્વો $Pr, Nd, Tb$ અને $Dy$ $(+4)$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે પરંતુ માત્ર $MO_{2}$ ઓક્સાઇડમાં. $Tb(IV)$ અર્ધ-ભરાયેલી $f$-કક્ષકો ધરાવે છે અને તે ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
$Ce(IV)$ એક ખૂબ જ સારું વિશ્લેષણાત્મક પ્રક્રિયક છે. $Ce^{4+}/Ce^{3+}$ નું $E^{\circ}$ મૂલ્ય $+1.74 \ V$ છે,જે સૂચવે છે કે $Ce^{4+}$ ખૂબ જ સારું ઓક્સિડેશનકર્તા છે અને સરળતાથી $Ce^{3+}$ માં રિડક્શન પામે છે. તે પાણીનું પણ ઓક્સિડેશન કરી શકે છે. જોકે,પ્રક્રિયાનો દર ખૂબ જ ધીમો છે.

(A) $Ca$ અને $Al$ સાથે લેન્થેનોઈડ્સની સામ્યતા: સામાન્ય રીતે લેન્થેનોઈડ શ્રેણીના પ્રારંભિક તત્વો કેલ્શિયમની જેમ વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક હોય છે,પરંતુ પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે તેઓ એલ્યુમિનિયમ જેવું વર્તન દર્શાવે છે.
લેન્થેનોઈડ્સના ઈલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ:
અર્ધ-પ્રક્રિયા: $Ln^{3+}_{(aq)} + 3e^- \rightarrow Ln_{(s)}$
$E^o_{Ln^{3+}/Ln}$ ના મૂલ્યો $-2.2 \ V$ થી $-2.24 \ V$ ની વચ્ચે હોય છે,સિવાય કે $Eu$ માટે,જ્યાં $E^o_{Eu^{3+}/Eu} = -2.0 \ V$ છે.
લેન્થેનોઈડ્સની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ:
$(i)$ લેન્થેનોઈડ્સ હાઈડ્રોજન સાથે ગરમ કરવાથી હાઈડ્રાઈડ બનાવે છે: $2Ln + 3H_2 \rightarrow 2LnH_3$.
$(ii)$ કાર્બન સાથે ગરમ કરવાથી કાર્બાઈડ બને છે: $Ln + C \xrightarrow{2773 \ K} Ln_3C, Ln_2C_3, LnC_2$.
$(iii)$ મંદ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે: $2Ln_{(s)} + 6H^+_{(aq)} \rightarrow 2Ln^{3+}_{(aq)} + 3H_{2(g)}$.
$(iv)$ હેલોજન $(X_2)$ સાથે બળીને હેલાઈડ બનાવે છે: $2Ln + 3X_2 \rightarrow 2LnX_3$.
$(v)$ $O_2$ સાથે બળીને ઓક્સાઈડ બનાવે છે: $4Ln + 3O_2 \rightarrow 2Ln_2O_3$.
$(vi)$ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવે છે: $2Ln + 6H_2O \rightarrow 2Ln(OH)_3 + 3H_2$.

(N/A) લેન્થેનોઈડ્સ $(Ln)$ ની સામાન્ય રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
$(i)$ લેન્થેનોઈડ્સનો ઉપયોગ પતરાં અને નળીઓ બનાવવા માટે મિશ્રધાતુ સ્ટીલના ઉત્પાદનમાં થાય છે.
$(ii)$ મિશધાતુ: તે સુપ્રસિદ્ધ મિશ્રધાતુ છે. તેમાં લગભગ $95 \%$ લેન્થેનોઈડ ધાતુ અને લગભગ $5 \%$ આયર્ન અને અલ્પ પ્રમાણમાં $S, C, Ca$ અને $Al$ હોય છે.
ઉપયોગ: મિશધાતુનો મોટો જથ્થો $Mg$ આધારિત મિશ્રધાતુ બનાવવામાં થાય છે. તે બંદૂકની ગોળી,કવચ અને લાઈટરમાં ચકમક માટેના પથ્થર બનાવવા ઉપયોગમાં લેવાય છે.
$(iii)$ લેન્થેનોઈડ્સના મિશ્ર ઑક્સાઈડ સંયોજનોના ઉપયોગ: મિશ્ર ઑક્સાઈડ સંયોજનોનો ઉપયોગ પેટ્રોલિયમ ભંજનમાં ઉદ્દીપક તરીકે કરાય છે. લેન્થેનોઈડના કેટલાક ઑક્સાઈડ સંયોજનોનો ઉપયોગ ટેલિવિઝનના પડદામાં સંદીપક તરીકે અને પ્રસ્કુરણ પૃષ્ઠોમાં થાય છે.

(A) લેન્થેનોઇડ્સ અત્યંત સક્રિય ધાતુઓ છે.
$1$. જ્યારે લેન્થેનોઇડ્સ $(Ln)$ પાણી $(H_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તેઓ હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે અને હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે: $2Ln + 6H_2O \rightarrow 2Ln(OH)_3 + 3H_2$.
$2$. જ્યારે લેન્થેનોઇડ્સ ગરમ કરવા પર નાઇટ્રોજન $(N_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તેઓ નાઇટ્રાઇડ બનાવે છે: $2Ln + N_2 \rightarrow 2LnN$.

(C) લેન્થેનોઇડ્સ $(Ln)$ ગરમ કરવા પર કાર્બન $(C)$ અને સલ્ફર $(S)$ જેવા અધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કાર્બાઇડ્સ $(Ln_x C_y)$ અને સલ્ફાઇડ્સ $(Ln_2 S_3)$ બનાવે છે.

(B) જે તત્ત્વોમાં છેલ્લો ઇલેક્ટ્રોન $f$-કક્ષકમાં દાખલ થાય છે,તેમને $f$-વિભાગનાં તત્ત્વો કહેવામાં આવે છે. આ તત્ત્વોને આંતર-સંક્રાંતિ તત્ત્વો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ આવર્ત કોષ્ટકમાં સંક્રાંતિ શ્રેણી ($d$-વિભાગ) ની અંદર મૂકવામાં આવ્યા છે.

(B) $4f$ શ્રેણી,જેને લેન્થેનોઇડ શ્રેણી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં પરમાણુ ક્રમાંક $58$ $(Ce)$ થી $71$ $(Lu)$ સુધીના તત્ત્વોનો સમાવેશ થાય છે.
$4f$ શ્રેણીમાં કુલ $14$ તત્ત્વો છે.

(N/A) $1.$ લેન્થેનોઈડ સંકોચનને કારણે તૃતીય સંક્રાંતિ શ્રેણીનાં તત્ત્વોની ત્રિજયાઓ બીજી સંક્રાંતિ શ્રેણીનાં અનુવર્તી તત્ત્વોની ત્રિજયાઓ જેટલી જ (લગભગ સમાન) હોય છે.
$2.$ સમેરિયમ $1347 \ K$ તાપમાને પીગળે છે.
$3.$ લેન્થેનોઈડ આયનોનો રંગ $f$-ઈલેક્ટ્રૉનની હાજરીના કારણે હોય છે.

(A) $Lu^{3+}$ $([Xe]4f^{14}5d^0)$ અને $Yb^{2+}$ $([Xe]4f^{14}5d^0)$ માં $4f$ કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે,તેથી તેઓ પ્રતિચુંબકીય છે (અનુચુંબકીય નથી). આ વિધાન સાચું $(T)$ છે.
$(b)$ મિશધાતુ એ લેન્થેનોઇડ્સ (આશરે $95\%$) અને આયર્ન (આશરે $5\%$) ની મિશ્રધાતુ છે,જેમાં $S, C, Ca,$ અને $Al$ અલ્પ માત્રામાં હોય છે. તે બરડ હોય છે અને તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે લાઈટરના પથ્થરો અને બુલેટની ટીપ્સ બનાવવા માટે થાય છે,પતરાં બનાવવા માટે નહીં. આ વિધાન ખોટું $(F)$ છે.
$(c)$ તેની બરડ પ્રકૃતિને કારણે,મિશધાતુનો ઉપયોગ નળીઓ બનાવવા માટે થઈ શકતો નથી. આ વિધાન ખોટું $(F)$ છે.

(A) મિશમેટલ એ એક મિશ્રધાતુ છે જેમાં લેન્થેનોઇડ ધાતુ $(\approx 95\%)$,આયર્ન $(\approx 5\%)$,અને $S, C, Ca,$ તથા $Al$ ના અંશો હોય છે. તેથી,વિધાન $(a)$ સાચું $(T)$ છે.
સીરિયમની સંજ્ઞા $Ce$ છે,જ્યારે $Cs$ એ સીઝિયમની સંજ્ઞા છે. તેથી,વિધાન $(b)$ ખોટું $(F)$ છે.
સીરિયમની સંજ્ઞા $Ce$ છે. તેથી,વિધાન $(c)$ સાચું $(T)$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $(a)-T, (b)-F, (c)-T$ છે.

(A) વિધાન $(a)$ સાચું છે: લેન્થેનમની સંજ્ઞા $La$ છે.
વિધાન $(b)$ ખોટું છે: $Lu$ તત્ત્વનું નામ લ્યુટેશિયમ છે,લેન્થેનમ નથી.
વિધાન $(c)$ સાચું છે: $La$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $57$ $([Xe] 5d^1 6s^2)$ છે,તેથી $La^{3+}$ એ $[Xe] 4f^0$ છે. $Ce$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $58$ $([Xe] 4f^1 5d^1 6s^2)$ છે,તેથી $Ce^{4+}$ એ $[Xe] 4f^0$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $T, F, T$ છે.

(N/A) $(i)$ $Ac$ અને $14$ એક્ટિનોઈડ્સના પરમાણુક્રમાંક,નામ,સંજ્ઞા અને ઇલેક્ટ્રોનીય રચના નીચેના કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ છે:

પરમાણ્વીય ક્રમાંક $(Z)$	સંજ્ઞા	નામ	ઇલેક્ટ્રોનીય રચના
$89$	$Ac$	એક્ટિનિયમ	$[Rn]^{86} 6d^1 7s^2$
$90$	$Th$	થોરિયમ	$[Rn]^{86} 6d^2 7s^2$
$91$	$Pa$	પ્રોટેક્ટિનિયમ	$[Rn]^{86} 5f^2 6d^1 7s^2$
$92$	$U$	યુરેનિયમ	$[Rn]^{86} 5f^3 6d^1 7s^2$
$93$	$Np$	નેપ્ચ્યુનિયમ	$[Rn]^{86} 5f^4 6d^1 7s^2$
$94$	$Pu$	પ્લુટોનિયમ	$[Rn]^{86} 5f^6 7s^2$
$95$	$Am$	એમેરિશિયમ	$[Rn]^{86} 5f^7 7s^2$
$96$	$Cm$	ક્યુરિયમ	$[Rn]^{86} 5f^7 6d^1 7s^2$
$97$	$Bk$	બર્કિલિયમ	$[Rn]^{86} 5f^9 7s^2$
$98$	$Cf$	કેલિફોર્નિયમ	$[Rn]^{86} 5f^{10} 7s^2$
$99$	$Es$	આઈન્સ્ટાઈનિયમ	$[Rn]^{86} 5f^{11} 7s^2$
$100$	$Fm$	ફર્મિયમ	$[Rn]^{86} 5f^{12} 7s^2$
$101$	$Md$	મેન્ડેલિવિયમ	$[Rn]^{86} 5f^{13} 7s^2$
$102$	$No$	નોબેલિયમ	$[Rn]^{86} 5f^{14} 7s^2$
$103$	$Lr$	લોરેન્સિયમ	$[Rn]^{86} 5f^{14} 6d^1 7s^2$

$(ii)$ એવું માનવામાં આવે છે કે બધા એક્ટિનોઈડ્સમાં $7s^2$ ઇલેક્ટ્રોનીય રચના હોય છે અને $5f$ તથા $6d$ પેટાકોષો જુદી જુદી રીતે ભરાય છે.
$14$ ઇલેક્ટ્રોન $5f$ કક્ષકોમાં ભરાઈ શકે છે.
થોરિયમ $(Th)$,$Z=90$ માં $5f^0$ છે,પરંતુ પ્રોટેક્ટિનિયમ $(Pa)$,$Z=91$ અને ત્યારબાદના તત્વોમાં $5f$ માં ઇલેક્ટ્રોન ભરાતા જાય છે અને છેલ્લે લોરેન્સિયમ $(Lr)$,$Z=103$ માં $5f$ કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાઈને $5f^{14}$ રચના પ્રાપ્ત કરે છે.

(N/A) $(i)$ એક્ટિનોઇડ શ્રેણીમાં, પરમાણુ ક્રમાંકમાં વધારા સાથે પરમાણુઓ અને $M^{3+}$ આયનોનું કદ ક્રમશઃ ઘટે છે.
$(ii)$ એક્ટિનોઇડ સંકોચન: એક્ટિનોઇડ્સના પરમાણુઓ અને આયનોના કદમાં થતા ક્રમિક ઘટાડાને એક્ટિનોઇડ સંકોચન કહેવામાં આવે છે। આ સંકોચન $5f$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે થાય છે, જે એક તત્વથી બીજા તત્વ તરફ વધતી જાય છે.
$(iii)$ કેટલાક $M^{3+}$ અને $M^{4+}$ આયનોની ત્રિજ્યા ($pm$ માં) નીચેના કોષ્ટકમાં આપેલી છે:

પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$	નામ/સંજ્ઞા	$M^{3+}$ $(pm)$	$M^{4+}$ $(pm)$
$89$	એક્ટિનિયમ $(Ac)$	$111$	-
$90$	થોરિયમ $(Th)$	-	$99$
$91$	પ્રોટેક્ટિનિયમ $(Pa)$	-	$96$
$92$	યુરેનિયમ $(U)$	$103$	$93$
$93$	નેપ્ચ્યુનિયમ $(Np)$	$101$	$92$
$94$	પ્લુટોનિયમ $(Pu)$	$100$	$90$
$95$	એમેરિશિયમ $(Am)$	$99$	$89$
$96$	ક્યુરિયમ $(Cm)$	$99$	$88$
$97$	બર્કિલિયમ $(Bk)$	$98$	$87$
$98$	કેલિફોર્નિયમ $(Cf)$	$98$	$86$

$(iv)$ આ તત્વો કિરણોત્સર્ગી છે, જેના કારણે તેમનો અભ્યાસ કરવો મુશ્કેલ છે.

(N/A) લેન્થેનોઇડ્સની તુલનામાં,એક્ટિનોઇડ્સ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની વિશાળ શ્રેણી દર્શાવે છે કારણ કે $5f$,$6d$ અને $7s$ ઉર્જા સ્તરો સમાન ઉર્જા ધરાવે છે.
એક્ટિનોઇડ્સમાં,$5f$ કક્ષકો લેન્થેનોઇડ્સની $4f$ કક્ષકો કરતા કેન્દ્રથી વધુ દૂર વિસ્તરેલી હોય છે,જે તેમને રાસાયણિક બંધનમાં ભાગ લેવા દે છે,જ્યારે $4f$ કક્ષકો બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સંપૂર્ણપણે આવરી લેવાયેલી હોય છે.
એક્ટિનોઇડ્સ સામાન્ય રીતે $(+3)$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
શ્રેણીના પ્રથમ અર્ધભાગમાં રહેલા તત્વો વારંવાર ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $Th$ માં $(+4)$ થી વધીને $Pa$,$U$ અને $Np$ માં અનુક્રમે $(+5)$,$(+6)$ અને $(+7)$ થાય છે,પરંતુ પછીના તત્વોમાં તે ઘટે છે.
એક્ટિનોઇડ્સ લેન્થેનોઇડ્સને મળતા આવે છે કારણ કે તેમાં $(+4)$ અવસ્થા કરતા $(+3)$ અવસ્થામાં વધુ સંયોજનો હોય છે. જોકે,$(+3)$ અને $(+4)$ આયનો જળવિભાજન પામવાની વૃત્તિ ધરાવે છે.

(N/A) સમાનતાના મુદ્દાઓ:
$1$. બંને $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
$2$. બંને શ્રેણીમાં ત્રિ-ધન આયનીય અવસ્થામાં કદમાં સંકોચન દર્શાવે છે.
$3$. બંને અનુચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવે છે.
$4$. બંને વિદ્યુત-ધન અને પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$5$. બંને રંગીન આયનો બનાવે છે.
અસમાનતાના મુદ્દાઓ:
$1$. અસમાનતાઓનું કારણ: $(i)$ $4f$ ઇલેક્ટ્રોનની તુલનામાં $5f$ ઇલેક્ટ્રોનની ઓછી બંધન ઉર્જા. $(ii)$ $4f$ ઇલેક્ટ્રોનની તુલનામાં $5f$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસર.
$2$. એક્ટિનોઇડ્સ મોટી સંખ્યામાં ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ ($+7$ સુધી) દર્શાવે છે,જ્યારે લેન્થેનોઇડ્સ મહત્તમ $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
$3$. બધા એક્ટિનોઇડ્સ કિરણોત્સર્ગી છે,જ્યારે લેન્થેનોઇડ્સમાં માત્ર પ્રોમેથિયમ $(Pm)$ કિરણોત્સર્ગી છે.
$4$. એક્ટિનોઇડ્સમાં બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન બંધન માટે સરળતાથી ઉપલબ્ધ હોય છે.
$5$. એક્ટિનોઇડ્સ ઓક્સો-એનાયન બનાવે છે (દા.ત.,$UO_{2}^{2+}$),જ્યારે લેન્થેનોઇડ્સ ઓક્સો-એનાયન બનાવતા નથી.
$6$. એક્ટિનોઇડ્સ મધ્યમ તાપમાને અધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,જ્યારે લેન્થેનોઇડ્સને ઊંચા તાપમાનની જરૂર પડે છે.

(B) એક્ટિનોઈડ્સની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રૉનીય રચના $[Rn] \ 5f^{0-14} \ 6d^{0-2} \ 7s^2$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
આ રચના $5f$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રૉન ભરાવા,$6d$ કક્ષકોમાં અનિશ્ચિત ઇલેક્ટ્રૉન સંખ્યા અને બધા જ એક્ટિનોઈડ્સમાં હાજર સ્થાયી $7s^2$ કક્ષકને દર્શાવે છે.

(C) એક્ટિનોઈડ્સની ઇલેક્ટ્રોન રચના $5f$ કક્ષકના ભરાવાને અનુસરે છે.
જેમ આપણે એક્ટિનોઈડ શ્રેણીમાં આગળ વધીએ છીએ,તેમ $5f$ કક્ષકો ક્રમશઃ ભરાય છે.
તત્ત્વ $No$ (નોબેલિયમ,$Z=102$) ની રચના $[Rn] 5f^{14} 7s^2$ છે.
તત્ત્વ $Lr$ (લોરેન્સિયમ,$Z=103$) ની રચના $[Rn] 5f^{14} 6d^1 7s^2$ છે.
તેથી,$No$ અને $Lr$ બંને $5f^{14}$ રચના ધરાવે છે.

(B) $5f$ કક્ષકો $4f$ કક્ષકો કરતા બંધ બનાવવામાં વધુ સક્ષમ છે.
આનું કારણ એ છે કે $5f$ કક્ષકો $4f$ કક્ષકોની તુલનામાં ઓછી અંદરની તરફ (વધારે વિસ્તૃત) હોય છે.
પરિણામે,$5f$ ઇલેક્ટ્રોન રાસાયણિક બંધ બનાવવા માટે અન્ય અણુઓ સાથે આંતરક્રિયા કરવા માટે વધુ સુલભ હોય છે.

(N/A) લેન્થેનોઇડ્સની તુલનામાં એક્ટિનોઇડ્સ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓની વિશાળ શ્રેણી દર્શાવે છે. આનું કારણ એ છે કે $5f$,$6d$ અને $7s$ ઉર્જા સ્તરો લગભગ સમાન ઉર્જા ધરાવે છે.
$1$. તમામ એક્ટિનોઇડ્સની મુખ્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.
$2$. શરૂઆતના એક્ટિનોઇડ્સ (જેમ કે $Th$,$Pa$,$U$,$Np$,$Pu$) વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે,જેમ કે $+4, +5, +6$ અને $Np$ તથા $Pu$ માટે $+7$ સુધીની અવસ્થાઓ.
$3$. જેમ આપણે શ્રેણીમાં આગળ વધીએ છીએ,તેમ વધતા અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર અને $5f$ કક્ષકોના સંકોચનને કારણે $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા વધુ સ્થિર બને છે.
$4$. પછીના એક્ટિનોઇડ્સ માટે $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા સૌથી વધુ સ્થિર છે.

(C) થોરિયમ $(Th)$ એ $90$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું એક્ટિનોઇડ તત્વ છે.
તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Rn] 6d^2 7s^2$ છે.
તે સ્થાયી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે તેના ચારેય સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવી શકે છે,જેના પરિણામે તેની મહત્તમ ઑક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ મળે છે.

(N/A) $1.$ એક્ટિનોઈડ સંકોચનને કારણે એક્ટિનોઈડ શ્રેણીના $M^{3+}$ આયનોના કદ પરમાણુક્રમાંક વધવાની સાથે ક્રમશઃ ઘટે છે.
$2.$ એક્ટિનોઈડ્સ શ્રેણીનાં તત્ત્વોની સામાન્ય ઑક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે.
$3.$ એક્ટિનોઈડ્સ શ્રેણીનાં તત્ત્વોના દેખાવ ધાત્વિક/રૂપેરી જેવા છે.

(N/A) $1.$ એક્ટિનોઈડ્સમાં છેલ્લો ઈલેક્ટ્રૉન $5f$ કક્ષકોમાં દાખલ થાય છે.
$2.$ આંતર સંક્રાંતિ તત્ત્વો તે $f$-બ્લોક શ્રેણીનાં તત્ત્વો છે.
$3.$ જે તત્ત્વોમાં $5f$ કક્ષકો ભરાતી હોય તેને એક્ટિનોઈડ્સ કહે છે.
$4.$ એક્ટિનોઈડ શ્રેણીનાં ઘણાં તત્ત્વો રેડિયોએક્ટિવ (કિરણોત્સર્ગી) છે.

(A) વિધાન $(a)$ સાચું $(T)$ છે: એક્ટિનોઈડ સંકોચન એ પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે એક્ટિનોઈડ્સની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં થતો ક્રમિક ઘટાડો છે,જે એક તત્ત્વથી બીજા તત્ત્વ તરફ વધુ સ્પષ્ટ થાય છે.
વિધાન $(b)$ ખોટું $(F)$ છે: સંકોચન સંચિત હોવાથી,તે ઘટતું નથી; તે શ્રેણીમાં સતત જોવા મળે છે.
વિધાન $(c)$ ખોટું $(F)$ છે: એક્ટિનોઈડ સંકોચન એ લેન્થેનોઈડ સંકોચન જેવી જ એક સુસ્થાપિત ઘટના છે,જે $5f$ ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે થાય છે.

(A) સાચું $(T)$: $5f$ ઈલેક્ટ્રોનની શીલ્ડિંગ અસર $4f$ ઈલેક્ટ્રોન કરતાં ઓછી હોવાથી,લેન્થેનોઈડ્સની સરખામણીમાં એક્ટિનોઈડ્સમાં સંકોચન વધારે જોવા મળે છે.
$(b)$ ખોટું $(F)$: એક્ટિનોઈડ્સ એ $5f$ શ્રેણીનાં તત્ત્વો છે,$4f$ શ્રેણીનાં નહીં.
$(c)$ સાચું $(T)$: બધા જ એક્ટિનોઈડ્સમાં $7s^2$ ઈલેક્ટ્રોનિક રચના હોય છે,જ્યારે $5f$ અને $6d$ કક્ષકો ક્રમશઃ ભરાય છે.

(D) એક્ટિનોઈડ્સની સામાન્ય ઈલેક્ટ્રૉનીય રચના $(5f)^{0-14} (6d)^{0-2} (7s)^2$ છે.
બધા જ એક્ટિનોઈડ્સમાં $7s$ કક્ષકમાં બે ઈલેક્ટ્રૉન હોય છે,તેથી વિધાન $(a)$ ખોટું $(F)$ છે કારણ કે તેમાં $7s^1$ હોતું નથી.
વિધાન $(b)$ ખોટું $(F)$ છે કારણ કે તેમાં $7s^0$ હોતું નથી.
વિધાન $(c)$ ખોટું $(F)$ છે કારણ કે તેમાં $7s$ કક્ષકમાં બે ઈલેક્ટ્રૉન હોય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $(a) F, (b) F, (c) F$ છે.

(N/A) સીરિયમ ($Ce$,પરમાણુ ક્રમાંક $58$) ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] 4f^1 5d^1 6s^2$ છે.
ચાર ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને,તે ઝેનોન $([Xe])$ ની સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે.
આ રચના અત્યંત સ્થાયી છે કારણ કે તે ખાલી $4f$ કક્ષકને અનુરૂપ છે,જે ઊર્જાની દ્રષ્ટિએ અનુકૂળ છે.
તેથી,$Ce^{4+}$ એક સ્થાયી આયન છે,જે સીરિયમને $(+4)$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.

(A-2, B-1, C-4, D-5, E-3) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$A \rightarrow 2$ (લેન્થેનોઇડ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ ટેલીવિઝનના પડદામાં થાય છે).
$B \rightarrow 1$ (લેન્થેનોઇડ્સનો ઉપયોગ આયર્નની મિશ્રધાતુ બનાવવા માટે થાય છે).
$C \rightarrow 4$ (મિશ ધાતુમાં લેન્થેનોઇડ ધાતુ અને આયર્ન હોય છે).
$D \rightarrow 5$ (લેન્થેનોઇડ ધરાવતી મેગ્નેશિયમ આધારિત મિશ્રધાતુનો ઉપયોગ બંદૂકની ગોળીમાં થાય છે).
$E \rightarrow 3$ (મિશ્ર લેન્થેનોઇડ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ પેટ્રોલિયમના ભંજનમાં ઉદ્દીપક તરીકે થાય છે).
તેથી,સાચો ક્રમ: $A-2, B-1, C-4, D-5, E-3$ છે.

(A) $(A) \rightarrow (ii)$ ($Ce^{4+}$ નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચનાને કારણે સ્થાયી છે).
$(B) \rightarrow (iv)$ ($Eu^{2+}$ એ $4f^7$ રચનાને કારણે સ્થાયી છે).
$(C) \rightarrow (i)$ ($Pm$ એ એકમાત્ર રેડિયો સક્રિય લેન્થેનોઇડ છે).
$(D) \rightarrow (v)$ ($Gd^{3+}$ એ $4f^7$ રચના ધરાવે છે).
$(E) \rightarrow (iii)$ ($Lu^{3+}$ એ $4f^{14}$ રચના ધરાવે છે).

(B) યુરેનિયમ $(Z = 92)$ કરતા વધારે પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતા તત્ત્વોને અનુયુરેનિયમ તત્ત્વો કહે છે. આ તત્ત્વો ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બનાવવામાં આવતા કૃત્રિમ તત્ત્વો છે.

(N/A) $f$-વિભાગનાં તત્ત્વો (આંતરસંક્રાંતિ તત્ત્વો) ના ગુણધર્મો લગભગ સમાન હોય છે,કારણ કે વધારાના ઇલેક્ટ્રોન $(n-2)f$ કક્ષકોમાં દાખલ થાય છે,જે અંદરની તરફ હોવાથી બહારની કક્ષકો દ્વારા આવૃત હોય છે,જેના પરિણામે તેમની રાસાયણિક વર્તણૂકમાં ખૂબ જ ઓછો તફાવત જોવા મળે છે.

(B) $Actinoid$ શ્રેણીનાં તત્ત્વો રેડિયોસક્રિય હોય છે.

(B) એક્ટિનોઇડ તત્ત્વો કેન્દ્રિય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નેનોગ્રામ કે તેનાથી ઓછા પ્રમાણમાં મેળવવામાં આવે છે.

(N/A) $(i)$ પિચબ્લેન્ડ
$(ii)$ આંતર સંક્રાંતિ શ્રેણી
$(iii)$ કોશ
$(iv)$ અર્ધધાતુ અથવા ઉપધાતુ

(N/A) $(i)$ $La$ થી $Lu$ તરફ જતાં આયનીય કદ ઘટે છે. તેથી,$La_2O_3$ વધુ આયનીય છે,જ્યારે $Lu_2O_3$ માં સહસંયોજક ગુણધર્મ વધુ હોય છે.
$(ii)$ $La$ થી $Lu$ સુધી આયનીય કદમાં ઘટાડો થવાને કારણે,ઓક્સો-ક્ષારોની સ્થિરતા ઘટે છે.
$(iii)$ જેમ આયનીય કદ ઘટે છે,તેમ વીજભાર ઘનતા વધે છે,જે લેન્થેનોઇડ સંકીર્ણોની સ્થિરતામાં વધારો કરે છે.
$(iv)$ લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે,$4d$ અને $5d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા લગભગ સમાન હોય છે.
$(v)$ $La$ થી $Lu$ સુધી આયનીય કદ ઘટતું હોવાથી,ઓક્સાઇડનો સહસંયોજક ગુણધર્મ વધે છે,જેના પરિણામે તેમના એસિડિક ગુણધર્મમાં વધારો થાય છે.

(N/A) લેન્થેનોઇડ શ્રેણીમાં,પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં એકંદર ઘટાડો જોવા મળે છે. આ ઘટનાને લેન્થેનોઇડ સંકોચન કહેવામાં આવે છે અને તે લેન્થેનોઇડ્સના રસાયણશાસ્ત્રની એક વિશિષ્ટ લાક્ષણિકતા છે.
લેન્થેનોઇડ સંકોચન માટેનું કારણ:
જેમ આપણે સીરિયમ $(Ce)$ થી લ્યુટેટિયમ $(Lu)$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે અને ઇલેક્ટ્રોન ક્રમશઃ $4f$ કક્ષકમાં ઉમેરાય છે.
$4f$-કક્ષકોના વિશિષ્ટ આકારને કારણે એક $4f$-ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બીજા $4f$-ઇલેક્ટ્રોનનું શીલ્ડિંગ (આવરણ) ખૂબ જ નબળું હોય છે,જે $d$-ઇલેક્ટ્રોન કરતા પણ ઓછું હોય છે.
પરિણામે,$4f$-ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જેના કારણે પરમાણુ અથવા આયનનું કદ ઘટે છે.
પરમાણુ ક્રમાંક સાથે કેન્દ્રીય વીજભાર સતત વધે છે અને $4f$-ઇલેક્ટ્રોનની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે પરમાણુ/આયનના કદમાં સતત ઘટાડો થાય છે. આને લેન્થેનોઇડ સંકોચન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ કદમાં ઘટાડો તટસ્થ પરમાણુઓ કરતા ટ્રાયપોઝિટિવ આયનો $(Ln^{3+})$ ના કિસ્સામાં વધુ સ્પષ્ટ હોય છે.

(N/A) લેન્થેનોઇડ સંકોચનની અસરો નીચે મુજબ છે:
$1$. પરમાણ્વીય ત્રિજ્યામાં સમાનતા: બીજી અને ત્રીજી સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વોની પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા સમાન હોય છે (દા.ત.,$Zr-Hf$,$Nb-Ta$). આને કારણે તેમની રાસાયણિક ગુણધર્મો સમાન હોવાથી તેમને અલગ કરવા મુશ્કેલ છે.
$2$. આયનીકરણ એન્થાલ્પી: લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે ત્રીજી સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વોની આયનીકરણ એન્થાલ્પી બીજી શ્રેણી કરતા વધારે હોય છે.
$3$. હાઇડ્રોક્સાઇડની બેઝિક પ્રબળતા: લેન્થેનોઇડના કદમાં ઘટાડો થવાને કારણે $La(OH)_{3}$ થી $Lu(OH)_{3}$ તરફ જતાં હાઇડ્રોક્સાઇડની બેઝિક પ્રબળતા ઘટે છે.
$4$. ઘનતા: ત્રીજી સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વો અસામાન્ય રીતે ઊંચી ઘનતા ધરાવે છે.
રંગીન આયનો વિશે:
ઘણા ત્રિસંયોજક લેન્થેનોઇડ આયનો $(M^{3+})$ ઘન અને જલીય બંને અવસ્થામાં રંગીન હોય છે. આ $f-f$ સંક્રમણને કારણે થાય છે. $4f^{n}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ધરાવતા આયનોનો રંગ $4f^{(14-n)}$ રચના ધરાવતા આયનો જેવો જ હોય છે (દા.ત.,$Nd^{3+}$ $(4f^{3})$ અને $Er^{3+}$ $(4f^{11})$ બંને લાલ રંગના છે). $f^{0}$,$f^{7}$ અને $f^{14}$ રચના ધરાવતા આયનો (દા.ત.,$La^{3+}$,$Gd^{3+}$,$Lu^{3+}$) રંગવિહીન હોય છે.

(N/A) સીરિયમ ($Ce$,પરમાણુ ક્રમાંક $58$) ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Xe] \ 4f^{1} \ 5d^{1} \ 6s^{2}$ છે.
ચાર ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને,તે ઝેનોન $([Xe])$ ની સ્થાયી નિષ્ક્રિય વાયુ જેવી રચના પ્રાપ્ત કરે છે,જે $[Xe] \ 4f^{0} \ 5d^{0} \ 6s^{0}$ છે.
$4f$ સબશેલ ખાલી હોવાને કારણે મળતી આ વધારાની સ્થિરતા સીરિયમને $(+4)$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.

(B) $101$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું તત્વ મેન્ડેલેવિયમ $(Md)$ છે,જે એક્ટિનોઇડ શ્રેણી ($89-103$ પરમાણુ ક્રમાંક) માં આવે છે.
$104$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું તત્વ રધરફોર્ડિયમ $(Rf)$ છે,જે $4d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીનું પ્રથમ તત્વ છે અને તે આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $4$ માં આવે છે.

(A) લેન્થેનોઇડ્સ અને $Fe$ ની મિશ્રધાતુને મિશમેટલ કહેવામાં આવે છે.
તેમાં લેન્થેનોઇડ ધાતુ $(\sim 95 \%)$ અને આયર્ન $(\sim 5 \%)$ તેમજ $S, C, Ca$ અને $Al$ ના અલ્પ પ્રમાણનો સમાવેશ થાય છે.

(B) લેન્થેનોઇડ્સ સામાન્ય રીતે $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે. જોકે,સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ($f^0$,$f^7$,અથવા $f^{14}$) ને કારણે કેટલાક તત્વો $+2$ અથવા $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.
$Ce$ $(Z=58)$ સ્થાયી $f^0$ રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે $+4$ દર્શાવે છે.
$Tb$ $(Z=65)$ સ્થાયી $f^7$ રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે $+4$ દર્શાવે છે.
$Dy$ $(Z=66)$ અમુક સંયોજનોમાં $+4$ દર્શાવી શકે છે.
$Eu$ $(Z=63)$ સ્થાયી $f^7$ રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે,પરંતુ તે $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવતું નથી.

(C) લેન્થેનોઇડ્સ મુખ્યત્વે $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે. જોકે, તેઓ દ્રાવણમાં અથવા ઘન સંયોજનોમાં $+2$ અથવા $+4$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ પણ દર્શાવી શકે છે.
તેથી, તેઓ માત્ર $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) એક્ટિનાઇડ શ્રેણીમાં,એક્ટિનાઇડ સંકોચનને કારણે આયનીય ત્રિજ્યા ડાબેથી જમણે ઘટે છે,જે લેન્થેનોઇડ સંકોચન જેવું જ છે.
એક્ટિનાઇડ શ્રેણીમાં $Bk$ (પરમાણુ ક્રમાંક $97$) એ $Np$ (પરમાણુ ક્રમાંક $93$) પછી આવે છે,તેથી $Bk^{3+}$ આયનનું કદ $Np^{3+}$ આયન કરતા નાનું હોય છે.
તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
જો કે,એક્ટિનાઇડ શ્રેણીમાં કદમાં ઘટાડો એક્ટિનાઇડ સંકોચનને કારણે થાય છે,લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે નહીં. આમ,કારણ $R$ ખોટું છે.

(D) $_{58}Ce \rightarrow [Xe] 4f^1 5d^1 6s^2$. સંકીર્ણમાં,$Ce^{4+} \rightarrow [Xe] 4f^0$. અહીં $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી $\mu_m = 0 \ B.M$.
$(b)$ $_{64}Gd^{3+} \rightarrow [Xe] 4f^7$. અહીં $7$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી $\mu_m = \sqrt{7(7+2)} = \sqrt{63} \ B.M$.
$(c)$ $_{63}Eu^{3+} \rightarrow [Xe] 4f^6$. અહીં $6$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,તેથી $\mu_m = \sqrt{6(6+2)} = \sqrt{48} \ B.M$.
ચુંબકીય મોમેન્ટની સરખામણી કરતા: $0 < \sqrt{48} < \sqrt{63}$.
આમ,વધતો ક્રમ $(a) < (c) < (b)$ છે.