Lanthanoids and Actinoids Questions in Hindi

(B) लैंथेनाइड्स $(Ln)$ हैलोजन $(X_2)$ के साथ अभिक्रिया करके ट्राईहैलाइड्स $(LnX_3)$ बनाते हैं।
जब इन्हें ऑक्सीजन $(O_2)$ में जलाया जाता है,तो ये सेस्क्यूऑक्साइड्स $(Ln_2O_3)$ बनाते हैं।
जब इन्हें नाइट्रोजन $(N_2)$ के साथ गर्म किया जाता है,तो ये नाइट्राइड्स $(LnN)$ बनाते हैं।
अतः,$X = LnX_3$,$Y = Ln_2O_3$,और $Z = LnN$।

(C) आवर्त सारणी में लैन्थेनॉइड्स के बाद आने वाले तत्व लैन्थेनॉइड संकुचन से प्रभावित होते हैं।
उदाहरण के लिए, धातु ज़िरकोनियम $(Zr)$ की परमाणु त्रिज्या (आवर्त $-5$ का संक्रमण तत्व) $159 \ pm$ है और हैफ़नियम $(Hf)$ की (संबंधित आवर्त $-6$ का तत्व) $156 \ pm$ है।
इलेक्ट्रॉनों की संख्या $40$ से बढ़कर $72$ हो जाने और परमाणु द्रव्यमान $91.22$ से $178.49 \ g/mol$ तक बढ़ जाने के बावजूद त्रिज्या बहुत समान है।
द्रव्यमान में वृद्धि और लगभग अपरिवर्तित त्रिज्या घनत्व में $6.51$ से $13.35 \ g/cm^3$ तक की तीव्र वृद्धि का कारण बनती है।
इसलिए, ज़िरकोनियम और हैफ़नियम का रासायनिक व्यवहार बहुत समान है, क्योंकि उनकी त्रिज्या और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास काफी मिलते-जुलते हैं।
त्रिज्या-आधारित गुण जैसे जालक ऊर्जा, विलायकन ऊर्जा और संकुलों के स्थिरता स्थिरांक भी समान होते हैं।

(A) एक्टिनोइड्स में $5f$,$6d$ और $7s$ ऊर्जा स्तर लगभग समान ऊर्जा के होते हैं।
इस छोटे ऊर्जा अंतराल के कारण,इन सभी कक्षकों के इलेक्ट्रॉन आबंधन में भाग ले सकते हैं,जिससे ऑक्सीकरण अवस्थाओं की संख्या अधिक हो जाती है।
इसके विपरीत,लैंथेनोइड्स में $4f$ कक्षक बहुत गहराई में स्थित होते हैं और $5d$ कक्षकों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा अंतर रखते हैं,जो ऑक्सीकरण अवस्थाओं की संख्या को सीमित करता है।

(D) लैंथेनॉइड श्रेणी में,जैसे-जैसे हम $La$ $(Z=57)$ से $Lu$ $(Z=71)$ की ओर बढ़ते हैं,$+3$ आयनों की आयनिक त्रिज्या में नियमित रूप से कमी आती है। इस घटना को लैंथेनॉइड संकुचन कहा जाता है।
यह कमी इसलिए होती है क्योंकि $4f$ इलेक्ट्रॉन जुड़ते हैं,जो बढ़ते परमाणु क्रमांक के सामने कमजोर परिरक्षण (shielding) प्रदान करते हैं,जिससे नाभिक और बाहरी इलेक्ट्रॉनों के बीच आकर्षण बढ़ जाता है।
परमाणु क्रमांक इस प्रकार हैं: $La$ $(57)$,$Ce$ $(58)$,$Pm$ $(61)$,और $Yb$ $(70)$।
अतः,आयनिक त्रिज्या का क्रम $La^{+3} > Ce^{+3} > Pm^{+3} > Yb^{+3}$ है,जो $Yb^{+3} < Pm^{+3} < Ce^{+3} < La^{+3}$ के बराबर है।

(B) लैंथेनाइड श्रेणी में,लैंथेनाइड संकुचन के कारण $Ln^{3+}$ आयनों की आयनिक त्रिज्या घटती है।
जैसे-जैसे $Ln^{3+}$ धनायन का आकार घटता है,$Ln-OH$ बंध अधिक सहसंयोजक और कम आयनिक हो जाता है।
चूंकि क्षारीयता $OH^-$ आयनों को मुक्त करने की सरलता से सीधे संबंधित है,इसलिए आयनिक चरित्र में कमी के कारण क्षारीयता में कमी आती है।
अतः,लैंथेनाइड हाइड्रॉक्साइड्स की क्षारीयता $La(OH)_3$ से $Lu(OH)_3$ तक घटती है।

(A) $Yb$ $(Z=70)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^{14} 6s^2$ है।
अतः,$Yb^{3+}$ का विन्यास $[Xe] 4f^{13}$ होता है।
इसमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होने के बावजूद,$Yb^{3+}$ आयन जलीय विलयन में रंगहीन होते हैं क्योंकि दृश्य क्षेत्र में $f-f$ संक्रमण नहीं देखा जाता है।
इसलिए,यह कथन कि $Yb^{3+}$ गुलाबी है,गलत है।

(C) $Ce$ $(Z = 58)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^1 5d^1 6s^2$ है।
चार इलेक्ट्रॉन खोकर,यह $Xe$ $([Xe])$ का स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त कर लेता है,जिससे $Ce$ के लिए $+4$ ऑक्सीकरण अवस्था स्थिर हो जाती है।

(C) लैंथेनॉइड संकुचन का अर्थ है $La$ $(Z=57)$ से $Lu$ $(Z=71)$ तक परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ लैंथेनॉइड तत्वों की परमाण्वीय और आयनिक त्रिज्या में होने वाली क्रमिक कमी।
यह $4f$ इलेक्ट्रॉनों के दुर्बल परिरक्षण प्रभाव (poor shielding effect) के कारण होता है,जिससे प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है और संयोजकता कोश नाभिक के करीब खिंच जाता है।

(A) दिए गए लैंथेनॉइड्स की परमाणु त्रिज्या इस प्रकार है:
$Eu = 199 \text{ pm}$
$Ce = 183 \text{ pm}$
$Nd = 181 \text{ pm}$
$Ho = 176 \text{ pm}$
अतः, परमाणु त्रिज्या का सही क्रम $Eu > Ce > Nd > Ho$ है।

(D) लैंथेनॉइड आयनों का रंग अयुग्मित $f$-इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति पर निर्भर करता है।
$La^{3+}$ का विन्यास $[Xe] 4f^0$ है (कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं)।
$Gd^{3+}$ का विन्यास $[Xe] 4f^7$ है (अर्ध-पूर्ण,स्थिर)।
$Lu^{3+}$ का विन्यास $[Xe] 4f^{14}$ है (पूर्णतः भरा हुआ,कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं)।
$Sm^{3+}$ का विन्यास $[Xe] 4f^5$ है,जिसमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं,जो $f-f$ संक्रमण के कारण पीला रंग प्रदर्शित करता है।

(D) $5f$,$6d$ और $7s$ कक्षकों की तुलनीय ऊर्जा के कारण एक्टिनॉइड्स विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करते हैं।
नेप्चूनियम $(Np)$ और प्लूटोनियम $(Pu)$ एक्टिनॉइड्स के बीच अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करते हैं,जो $+7$ तक पहुंचती हैं।
यह व्यापक श्रेणी इसलिए संभव है क्योंकि $5f$,$6d$ और $7s$ कक्षकों के ऊर्जा स्तर बहुत करीब हैं,जिससे अधिक इलेक्ट्रॉन बंध निर्माण में भाग ले सकते हैं।

(D) $U$ $(Z=92)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn] 5f^3 6d^1 7s^2$ है। $U$ द्वारा प्रदर्शित उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है।
$Pu$ $(Z=94)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn] 5f^6 7s^2$ है। $Pu$ द्वारा प्रदर्शित उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है।

(B) दिया गया इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn]\, 7s^2\, 5f^3\, 6d^1$ है।
$1$. उच्चतम मुख्य क्वांटम संख्या $(n)$ $7$ है,जो दर्शाता है कि तत्व $7$वें आवर्त में है।
$2$. अंतिम इलेक्ट्रॉन $5f$ कक्षक में प्रवेश करता है,इसलिए यह $f$-ब्लॉक का तत्व है।
$3$. सभी $f$-ब्लॉक तत्व समूह $3$ $(III\, B)$ में आते हैं।
अतः,तत्व $7$वें आवर्त,समूह $3$ $(III\, B)$ और $f$-ब्लॉक में स्थित होगा।

(D) लैंथेनम $(Z=57)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 5d^1 6s^2$ है।
$4f$ कक्षक का भरना सीरियम $(Z=58)$ से शुरू होता है,जिसका विन्यास $[Xe] 4f^1 5d^1 6s^2$ है।
जैसे-जैसे हम लैंथेनाइड श्रृंखला में आगे बढ़ते हैं,इलेक्ट्रॉन $4f$ उपकोश में जुड़ते जाते हैं।
$4f$ कक्षक में युग्मन तब शुरू होता है जब $8$वाँ इलेक्ट्रॉन $4f$ उपकोश में प्रवेश करता है,जो गैडोलीनियम $(Z=64)$ के बाद के तत्व टेर्बियम $(Z=65)$ में होता है।
गैडोलीनियम $(Z=64)$ का विन्यास $[Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$ है,और टेर्बियम $(Z=65)$ में $8$वाँ इलेक्ट्रॉन $4f$ कक्षक में युग्मन शुरू करता है।

(D) लैंथेनॉइड हाइड्रोक्साइड $Ln(OH)_3$ की क्षारीयता लैंथेनॉइड संकुचन के कारण $Ln^{3+}$ आयन की आयनिक त्रिज्या घटने के साथ कम हो जाती है।
लैंथेनॉइड श्रृंखला में $Pr$ से $Er$ की ओर जाने पर,आयनिक त्रिज्या घटती है $(Pr^{3+} > Sm^{3+} > Gd^{3+} > Er^{3+})$।
इसलिए,क्षारीयता का क्रम $Pr(OH)_3 > Sm(OH)_3 > Gd(OH)_3 > Er(OH)_3$ है।
चूंकि अम्लता क्षारीयता के व्युत्क्रमानुपाती होती है,इसलिए सबसे अधिक अम्लीय यौगिक वह है जिसकी आयनिक त्रिज्या सबसे छोटी है,जो $Er(OH)_3$ है।

(A) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe]\, 4f^{7}\, 5d^{1}\, 6s^{2}$ गैडोलीनियम ($Gd$,परमाणु क्रमांक $64$) का है।
$Gd$ लैंथेनॉइड श्रेणी का तत्व है,जो $f-$ब्लॉक तत्व हैं,न कि $d-$ब्लॉक तत्व।
इसलिए,यह कथन कि यह $d-$ब्लॉक में स्थित है,गलत है।
$Gd$ में $4f$ कक्षक में $7$ और $5d$ कक्षक में $1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं,कुल $8$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन,जो लैंथेनॉइड्स में अधिकतम हैं।
यह एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला तत्व है।

(D) लैंथेनॉइड संकुचन के कारण,$f$-ब्लॉक तत्वों की आयनिक त्रिज्या $La$ से $Lu$ तक जाने पर घटती है क्योंकि परमाणु क्रमांक बढ़ता है।
चूंकि परमाणु क्रमांक $La (57), Ce (58), Pm (61)$ और $Yb (70)$ हैं,इसलिए आयनिक त्रिज्या का क्रम $La^{3+} > Ce^{3+} > Pm^{3+} > Yb^{3+}$ होता है।
अतः,सही क्रम $Yb^{3+} < Pm^{3+} < Ce^{3+} < La^{3+}$ है।

(A) $58$ परमाणु क्रमांक वाले तत्व (सीरियम,$Ce$) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] \ 4f^1 \ 5d^1 \ 6s^2$ है।
चूंकि अंतिम इलेक्ट्रॉन $4f$ कक्षक में प्रवेश करता है,इसलिए यह एक लैंथेनॉइड तत्व है।
सभी लैंथेनॉइड तत्व आवर्त सारणी के $III-B$ समूह (या समूह $3$) और $6^{th}$ आवर्त में स्थित होते हैं।

(B) $1$. एक्टिनॉइड-ऑक्सीजन बंधों की उच्च आयनिक प्रकृति के कारण लैंथेनॉइड हाइड्रॉक्साइड्स,एक्टिनॉइड हाइड्रॉक्साइड्स की तुलना में कम क्षारीय होते हैं। यह कथन सही है।
$2$. लैंथेनॉइड्स सामान्यतः ऑक्सोकेशन (जैसे $UO_2^{2+}$ या $PuO_2^{2+}$) नहीं बनाते हैं,जबकि एक्टिनॉइड्स स्थिर ऑक्सोकेशन बनाने के लिए जाने जाते हैं। अतः,यह कथन कि लैंथेनॉइड्स ऑक्सोकेशन बनाते हैं,गलत है।
$3$. लैंथेनॉइड्स में,केवल प्रोमेथियम $(Pm)$ रेडियोधर्मी है। यह कथन सही है।
$4$. एक्टिनॉइड्स $UO_2^{2+}$ और $PuO_2^{2+}$ जैसे ऑक्सोकेशन बनाने के लिए जाने जाते हैं। यह कथन सही है।

(D) लॉरेनशियम $(Z = 103)$ एक्टिनाइड श्रेणी का अंतिम तत्व है।
लॉरेनशियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn] \, 5f^{14} \, 6d^1 \, 7s^2$ है।
यद्यपि ऐतिहासिक रूप से इस पर बहस थी,लेकिन प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक अध्ययन पुष्टि करते हैं कि ग्राउंड स्टेट विन्यास में $6d$ कक्षक भरा होता है।

(A) लैंथेनॉइड संकुचन परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ लैंथेनॉइड्स की परमाणु और आयनिक त्रिज्या में निरंतर कमी है।
$1$. $Zr$ ($4d$ श्रेणी) और $Hf$ ($5d$ श्रेणी) के बीच आकार में समानता लैंथेनॉइड संकुचन का सीधा परिणाम है।
$2$. चूंकि $Zr$ और $Hf$ का आकार और रासायनिक गुण समान होते हैं,इसलिए वे प्रकृति में एक साथ पाए जाते हैं।
$3$. छठे आवर्त के तत्वों का उच्च घनत्व भी लैंथेनॉइड संकुचन का परिणाम है,क्योंकि परमाणुओं का आयतन कम हो जाता है जबकि द्रव्यमान बढ़ जाता है।
$4$. $5d$ श्रेणी के तत्वों की $IE_1$ (प्रथम आयनन ऊर्जा) आमतौर पर $3d$ और $4d$ श्रेणी के तत्वों की तुलना में अधिक होती है,लेकिन यह मुख्य रूप से $4f$ इलेक्ट्रॉनों के खराब परिरक्षण प्रभाव और बढ़े हुए प्रभावी परमाणु आवेश के कारण है,न कि अन्य विकल्पों के संदर्भ में संकुचन का सीधा परिणाम।

(C) एक्टिनॉइड श्रेणी में परमाणु क्रमांक $89$ से $103$ तक के तत्व शामिल हैं।
$U$ (यूरेनियम,$Z=92$) एक्टिनॉइड श्रेणी का तत्व है।
$Y$ (यिट्रियम,$Z=39$) एक $d-$ब्लॉक तत्व है।
$Ta$ (टैंटलम,$Z=73$) एक $d-$ब्लॉक तत्व है।
$Pm$ (प्रोमेथियम,$Z=61$) लैंथेनॉइड श्रेणी का तत्व है।

(A) ट्रांसयूरेनिक तत्व वे हैं जिनका परमाणु क्रमांक $92$ से अधिक होता है।
$U_3O_8$ जैसे यूरेनियम अयस्कों में $U^{238}$ द्वारा न्यूट्रॉन कैप्चर और उसके बाद होने वाली $\beta$-क्षय प्रक्रियाओं के कारण $Neptunium$ ($Np$,$Z=93$) और $Plutonium$ ($Pu$,$Z=94$) अल्प मात्रा में पाए जाते हैं।
अतः,सही युग्म $Np$ और $Pu$ है।

(D) $Am$ (अमेरिसियम) एक एक्टिनॉइड है। $5f$,$6d$ और $7s$ कक्षकों की तुलनीय ऊर्जा के कारण एक्टिनॉइड्स,लैंथेनॉइड्स की तुलना में ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित करते हैं।
$Am$ $+2, +3, +4, +5, +6$ और $+7$ ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करता है,जो दिए गए विकल्पों में अधिकतम है।

(B) सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-2)f^{1-14}(n-1)d^{0-1}ns^2$ $f$-ब्लॉक तत्वों को दर्शाता है।
जब $n=6$ होता है,तो विन्यास $4f^{1-14}5d^{0-1}6s^2$ होता है,जो लैंथेनाइड्स के अनुरूप है।
जब $n=7$ होता है,तो विन्यास $5f^{1-14}6d^{0-1}7s^2$ होता है,जो एक्टिनाइड्स के अनुरूप है।

(A) $5f$ और $6d$ कक्षकों के बीच का ऊर्जा अंतर $4f$ और $5d$ कक्षकों के बीच के ऊर्जा अंतर से कम होता है।
इस कम ऊर्जा अंतर के कारण,एक्टिनॉइड्स में इलेक्ट्रॉनों को $5f$ और $6d$ दोनों कक्षकों से निकाला जा सकता है।
परिणामस्वरूप,वे लैंथेनॉइड्स की तुलना में अधिक संख्या में ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करते हैं।

(C) लैंथेनॉइड आयन में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $4f$ कक्षक विन्यास द्वारा निर्धारित की जाती है।
$n$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों वाले लैंथेनॉइड के लिए,$4f$ उपकोश का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $f^n$ है।
$(14-n)$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों वाले लैंथेनॉइड के लिए,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $f^{14-n}$ है।
$f$-कक्षकों में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के सिद्धांत के अनुसार,$f^n$ विन्यास और $f^{14-n}$ विन्यास में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है।
उदाहरण के लिए,$f^1$ और $f^{13}$ दोनों में $1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है,और $f^2$ और $f^{12}$ दोनों में $2$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
चूंकि दोनों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है,इसलिए वे समान चुंबकीय व्यवहार (अनुचुंबकत्व) और $f-f$ संक्रमण के कारण समान रंग प्रदर्शित करते हैं।

(D) लैंथेनॉइड श्रेणी में,लैंथेनॉइड संकुचन के कारण बाएं से दाएं जाने पर आयनिक त्रिज्या घटती है।
जैसे-जैसे आयनिक त्रिज्या घटती है,$M-OH$ बंध की सहसंयोजक प्रकृति बढ़ती है,जिससे हाइड्रॉक्साइड्स की अम्लीय प्रकृति में वृद्धि होती है।
इसलिए,आवर्त सारणी में $Pr$ से $Er$ की ओर जाने पर अम्लता बढ़ती है।
दिए गए विकल्पों में से,$Er(OH)_3$ सबसे अधिक अम्लीय है।

(C) क्यूरियम $(Cm)$ का परमाणु क्रमांक $96$ है।
इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास रेडॉन $(Rn)$ कोर पर आधारित है।
क्यूरियम $(Z=96)$ के लिए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn]\, 5f^7\, 6d^1\, 7s^2$ है।

(B) $Yb$ (येटरबियम) का परमाणु क्रमांक $70$ है।
$Yb$ का मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] \, 4f^{14} \, 6s^2$ है।
जब $Yb$,$Yb^{2+}$ आयन बनाता है,तो यह अपने सबसे बाहरी $6s$ कक्षक से दो इलेक्ट्रॉन खो देता है।
इसलिए,$Yb^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] \, 4f^{14}$ है।

(B) परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ त्रिसंयोजक लैंथेनाइड्स की आयनिक त्रिज्या धीरे-धीरे कम हो जाती है। इस कमी को लैंथेनाइड संकुचन के रूप में जाना जाता है। इसलिए,यह कथन कि परमाणु क्रमांक के साथ आयनिक त्रिज्या बढ़ती है,गलत है।

(B) $I$. $La(OH)_3$ लैंथेनाइड हाइड्रॉक्साइड्स में सबसे अधिक क्षारीय है क्योंकि $La$ से $Lu$ तक आयनिक त्रिज्या घटने के साथ क्षारीयता कम हो जाती है। अतः,कथन $I$ गलत है।
$II$. लैंथेनाइड संकुचन के कारण,$Zr^{4+}$ $(0.79 \ \mathring{A})$ और $Hf^{4+}$ $(0.78 \ \mathring{A})$ की आयनिक त्रिज्या लगभग समान होती है। अतः,कथन $II$ सत्य है।
$III$. $Ce^{4+}$ एक प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट है क्योंकि यह अधिक स्थिर $Ce^{3+}$ ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करने के लिए आसानी से इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है। अतः,कथन $III$ सत्य है।
इसलिए,कथन $II$ और $III$ सत्य हैं।

(A) लैंथेनाइड आयनों में,$4f$ इलेक्ट्रॉन $5s$ और $5p$ इलेक्ट्रॉनों द्वारा बाहरी क्षेत्र से अच्छी तरह से परिरक्षित होते हैं। इसलिए,इलेक्ट्रॉन की कक्षीय गति का चुंबकीय प्रभाव समाप्त नहीं होता है। परिणामस्वरूप,चुंबकीय आघूर्ण की गणना स्पिन और कक्षीय दोनों योगदानों को ध्यान में रखकर की जानी चाहिए।
चुंबकीय आघूर्ण $\mu = g\sqrt{J(J+1)}$ द्वारा दिया जाता है।
$Dy^{3+}$ $([Xe]4f^9)$ के लिए,$4f$ उपकोश आधे से अधिक भरा हुआ है। ऐसे मामलों में,स्पिन और कक्षीय कोणीय संवेग जुड़कर एक उच्च कुल कोणीय संवेग $J$ देते हैं,जिसके परिणामस्वरूप लैंथेनॉइड्स में सबसे अधिक चुंबकीय आघूर्ण प्राप्त होता है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(C) $Eu^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^7$ है,जो एक अर्ध-पूर्ण $f$-कक्षक विन्यास है,जो अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करता है।
$Ce^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^1 5d^1$ है,जो कम स्थिर है।
अतः,कथन सही है।
सीरियम लवणों का उपयोग आमतौर पर पेट्रोलियम क्रैकिंग में उत्प्रेरक के रूप में नहीं किया जाता है; इसके बजाय,जिओलाइट्स या अन्य विशिष्ट उत्प्रेरकों का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार,कारण गलत है।

(B) एक्टिनाइड्स के चुंबकीय आघूर्ण के मान सैद्धांतिक रूप से अनुमानित मानों से कम होते हैं क्योंकि $5f$ इलेक्ट्रॉनों का बाहरी कोशों द्वारा प्रभावी परिरक्षण (shielding) नहीं हो पाता है। इसके परिणामस्वरूप कक्षीय योगदान (orbital contribution) कम हो जाता है,जिससे प्रेक्षित मान सैद्धांतिक मानों से कम प्राप्त होते हैं। यद्यपि एक्टिनाइड्स अनुचुंबकीय होते हैं,लेकिन दिया गया कारण यह स्पष्ट नहीं करता है कि चुंबकीय आघूर्ण अनुमानित मानों से कम क्यों हैं।

(B) $Eu$ का परमाणु क्रमांक $63$ है। $Eu$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^{7} 6s^{2}$ है।
$Eu^{2+}$ के लिए,$6s$ कक्षक से दो इलेक्ट्रॉन हटा दिए जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $[Xe] 4f^{7}$ प्राप्त होता है।
$Ce$ का परमाणु क्रमांक $58$ है। $Ce$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^{1} 5d^{1} 6s^{2}$ है।
$Ce^{3+}$ के लिए,तीन इलेक्ट्रॉन हटा दिए जाते हैं (दो $6s$ से और एक $5d$ से),जिसके परिणामस्वरूप $[Xe] 4f^{1}$ प्राप्त होता है।

(A) लैंथेनॉइड श्रेणी के तत्व आमतौर पर $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। हालाँकि,सीरियम $(Z=58)$ $+4$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करने के लिए जाना जाता है क्योंकि यह चार इलेक्ट्रॉनों को खोने के बाद एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास $([Xe]4f^0)$ प्राप्त कर लेता है।

(N/A) एक्टिनॉइड्स में,$5f$ कक्षक भरे जाते हैं। इन $5f$ कक्षकों का परिरक्षण प्रभाव (shielding effect),लैंथेनॉइड्स के $4f$ कक्षकों की तुलना में कम होता है।
अतः,एक्टिनॉइड्स के मामले में संयोजकता कोश में इलेक्ट्रॉनों द्वारा अनुभव किया जाने वाला प्रभावी नाभिकीय आवेश,लैंथेनॉइड्स की तुलना में बहुत अधिक होता है।
इसलिए,लैंथेनॉइड्स की तुलना में एक्टिनॉइड्स में आकार का संकुचन अधिक होता है।

(N/A) जैसे-जैसे हम लैंथेनॉइड श्रेणी में आगे बढ़ते हैं,परमाणु क्रमांक धीरे-धीरे $1$ बढ़ता है। इसका अर्थ है कि परमाणु में मौजूद इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन की संख्या भी $1$ बढ़ जाती है। जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन एक ही कोश में जुड़ते हैं,प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि प्रोटॉन के जुड़ने के कारण नाभिकीय आकर्षण में वृद्धि,इलेक्ट्रॉन के जुड़ने के कारण होने वाले अंतः-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण में वृद्धि की तुलना में अधिक प्रभावी होती है। साथ ही,परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ,$4f$ कक्षक में इलेक्ट्रॉनों की संख्या भी बढ़ती है। $4f$ इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) कम होता है। इसलिए,बाहरी इलेक्ट्रॉनों द्वारा अनुभव किया जाने वाला प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है। परिणामस्वरूप,नाभिक का सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉनों के प्रति आकर्षण बढ़ जाता है। इसके परिणामस्वरूप परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ लैंथेनॉइड्स के आकार में निरंतर कमी आती है। इसे लैंथेनॉइड संकुचन कहा जाता है।
लैंथेनॉइड संकुचन के परिणाम:
$i$. दूसरी और तीसरी संक्रमण श्रेणियों के गुणों में समानता होती है।
$ii$. लैंथेनॉइड संकुचन के कारण लैंथेनॉइड्स का पृथक्करण संभव है।
$iii$. लैंथेनॉइड संकुचन के कारण ही लैंथेनॉइड हाइड्रॉक्साइड्स की क्षारीय शक्ति में भिन्नता होती है। (क्षारीय शक्ति $La(OH)_3$ से $Lu(OH)_3$ तक घटती है)।

(N/A) लैंथेनॉइड श्रेणी में,$+3$ ऑक्सीकरण अवस्था सबसे सामान्य है,अर्थात $Ln(III)$ यौगिक प्रमुख हैं। हालाँकि,$+2$ और $+4$ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ भी कुछ विलयनों या ठोस यौगिकों में देखी जा सकती हैं।

(N/A) $(i)$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: लैंथेनोइड्स के लिए सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] \ 4f^{0-14} \ 5d^{0-1} \ 6s^2$ है और एक्टिनोइड्स के लिए $[Rn] \ 5f^{1-14} \ 6d^{0-1} \ 7s^2$ है। $4f$ कक्षकों के विपरीत,$5f$ कक्षक अधिक बाहर की ओर होते हैं और बंधन में अधिक भाग लेते हैं।
$(ii)$ परमाणु और आयनिक आकार: लैंथेनोइड संकुचन के समान,एक्टिनोइड्स में भी एक्टिनोइड संकुचन देखा जाता है (परमाणु और आयनिक त्रिज्या में कमी)। $5f$ कक्षकों के कमजोर परिरक्षण प्रभाव के कारण यह संकुचन लैंथेनोइड्स की तुलना में अधिक होता है।
$(iii)$ ऑक्सीकरण अवस्था: लैंथेनोइड्स की मुख्य ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। हालाँकि,$f$-कक्षकों की स्थिरता के कारण $+2$ और $+4$ अवस्थाएँ भी देखी जाती हैं। एक्टिनोइड्स अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करते हैं (जैसे $+3, +4, +5, +6, +7$) क्योंकि $5f, 6d,$ और $7s$ ऊर्जा स्तर लगभग समान ऊर्जा के होते हैं।
$(iv)$ रासायनिक अभिक्रियाशीलता: लैंथेनोइड्स कैल्शियम के समान उच्च अभिक्रियाशील होते हैं। एक्टिनोइड्स भी अत्यधिक अभिक्रियाशील धातुएँ हैं। वे उबलते पानी के साथ अभिक्रिया करके ऑक्साइड और हाइड्राइड बनाते हैं और मध्यम तापमान पर अधिकांश अधातुओं के साथ जुड़ते हैं। वे क्षार से अप्रभावित रहते हैं और नाइट्रिक एसिड के साथ उनकी प्रतिक्रिया सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत के कारण सीमित होती है।

(N/A) मिश्रधातु एक धात्विक मैट्रिक्स में दो या दो से अधिक तत्वों का ठोस विलयन है। यह आंशिक ठोस विलयन या पूर्ण ठोस विलयन हो सकता है। मिश्रधातुओं के भौतिक गुण आमतौर पर उनके घटक तत्वों से भिन्न होते हैं।
लैंथेनॉइड्स की एक महत्वपूर्ण मिश्रधातु 'मिशमेटल' $(Mischmetal)$ है। इसमें लैंथेनॉइड्स $(94-95 \%)$,आयरन $(5 \%)$ और $S$,$C$,$Si$,$Ca$ तथा $Al$ के अंश होते हैं।
उपयोग:
$(1)$ मिशमेटल का उपयोग सिगरेट और गैस लाइटर में किया जाता है।
$(2)$ इसका उपयोग फ्लेम-थ्रोइंग टैंकों में किया जाता है।
$(3)$ इसका उपयोग ट्रेसर बुलेट और शेल में किया जाता है।

आंतरिक संक्रमण तत्व वे तत्व हैं जिनमें अंतिम इलेक्ट्रॉन $f$-कक्षक में प्रवेश करता है। इन तत्वों को $f$-ब्लॉक तत्व भी कहा जाता है,जिनमें $4f$ और $5f$ कक्षक क्रमिक रूप से भरे जाते हैं।
लैंथेनॉइड्स का परमाणु क्रमांक $58$ से $71$ ($4f$ श्रेणी) तक होता है।
एक्टिनॉइड्स का परमाणु क्रमांक $90$ से $103$ ($5f$ श्रेणी) तक होता है।
दिए गए परमाणु क्रमांकों की तुलना करने पर:
$29$ $Cu$ ($d$-ब्लॉक) है,
$59$ $Pr$ (लैंथेनॉइड) है,
$74$ $W$ ($d$-ब्लॉक) है,
$95$ $Am$ (एक्टिनॉइड) है,
$102$ $No$ (एक्टिनॉइड) है,
$104$ $Rf$ ($d$-ब्लॉक) है।
अतः,आंतरिक संक्रमण तत्वों के परमाणु क्रमांक $59, 95,$ और $102$ हैं।

(N/A) लैंथेनॉइड्स मुख्य रूप से $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। वे सीमित संख्या में ऑक्सीकरण अवस्थाएँ दिखाते हैं क्योंकि $4f$,$5d$ और $6s$ कक्षकों के बीच ऊर्जा का अंतर काफी अधिक होता है।
दूसरी ओर,एक्टिनॉइड्स में $5f$,$6d$ और $7s$ कक्षकों के बीच ऊर्जा का अंतर बहुत कम होता है।
परिणामस्वरूप,एक्टिनॉइड्स ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित करते हैं।
उदाहरण के लिए,यूरेनियम $(U)$ और प्लूटोनियम $(Pu)$ $+3, +4, +5$ और $+6$ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करते हैं,जबकि नेप्चूनियम $(Np)$ $+3, +4, +5$ और $+7$ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है।

(N/A) एक्टिनॉइड श्रेणी का अंतिम तत्व लॉरेंसियम,$Lr$ है। इसका परमाणु क्रमांक $103$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Rn] \, 5f^{14} \, 6d^{1} \, 7s^{2}$ है। इसके द्वारा प्रदर्शित सबसे सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है; क्योंकि $3$ इलेक्ट्रॉन खोने के बाद यह स्थिर $f^{14}$ विन्यास प्राप्त कर लेता है।

(D) $Ce$ का परमाणु क्रमांक $58$ है। $Ce$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^{1} 5d^{1} 6s^{2}$ है।
$Ce^{3+}$ बनाने के लिए,तीन इलेक्ट्रॉनों को हटाया जाता है (दो $6s$ से और एक $5d$ से,जिससे $Ce^{3+}$ का विन्यास $[Xe] 4f^{1}$ हो जाता है)।
अतः,$Ce^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe] 4f^{1}$ है।
$4f$ कक्षक में $n = 1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन है।
'स्पिन-ओनली' चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ है।
$n = 1$ रखने पर:
$\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} = 1.732 \ BM$.

(N/A) $+2$ और $+4$ ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करने वाले लैंथेनॉइड्स नीचे दी गई तालिका में सूचीबद्ध हैं:

$+2$ ऑक्सीकरण अवस्था	$+4$ ऑक्सीकरण अवस्था
$Nd \ (60), Sm \ (62), Eu \ (63), Tm \ (69), Yb \ (70)$	$Ce \ (58), Pr \ (59), Nd \ (60), Tb \ (65), Dy \ (66)$

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के साथ संबंध:
$1$. $Ce^{4+}$ $([Xe] \ 4f^0)$ एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास प्राप्त करता है।
$2$. $Tb^{4+}$ $([Xe] \ 4f^7)$ एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $f$-कक्षक विन्यास प्राप्त करता है।
$3$. $Eu^{2+}$ $([Xe] \ 4f^7)$ एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $f$-कक्षक विन्यास प्राप्त करता है।
$4$. $Yb^{2+}$ $([Xe] \ 4f^{14})$ एक स्थिर पूर्ण-भरे $f$-कक्षक विन्यास प्राप्त करता है।

(A) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:
लैंथेनोइड्स के लिए सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Xe]^{54} 4f^{0-14} 5d^{0-1} 6s^{2}$ है और एक्टिनोइड्स के लिए $[Rn]^{86} 5f^{1-14} 6d^{0-1} 7s^{2}$ है। $4f$ कक्षकों के विपरीत,$5f$ कक्षक गहराई में दबे नहीं होते हैं और बंधन में अधिक सीमा तक भाग लेते हैं।
ऑक्सीकरण अवस्थाएँ:
लैंथेनोइड्स की मुख्य ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। हालाँकि,कभी-कभी पूर्ण-भरे और अर्ध-भरे कक्षकों के अतिरिक्त स्थायित्व के कारण $+2$ और $+4$ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ भी देखी जाती हैं। एक्टिनोइड्स ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक बड़ी श्रृंखला प्रदर्शित करते हैं क्योंकि $5f, 6d,$ और $7s$ स्तरों की ऊर्जा तुलनीय होती है। एक्टिनोइड्स के लिए भी $+3$ मुख्य ऑक्सीकरण अवस्था है।
रासायनिक अभिक्रियाशीलता:
लैंथेनोइड श्रृंखला में,शुरुआती सदस्य अधिक अभिक्रियाशील होते हैं,जिनकी अभिक्रियाशीलता $Ca$ के तुलनीय होती है। परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ,वे $Al$ के समान व्यवहार करने लगते हैं। एक्टिनोइड्स अत्यधिक अभिक्रियाशील धातुएँ हैं,विशेष रूप से जब वे बारीक विभाजित होते हैं। उबलते पानी में मिलाने पर,वे ऑक्साइड और हाइड्राइड का मिश्रण देते हैं। एक्टिनोइड्स मध्यम तापमान पर अधिकांश अधातुओं के साथ जुड़ जाते हैं। क्षार का उन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है,और नाइट्रिक एसिड द्वारा उन पर एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत बनने के कारण उनका प्रभाव बहुत कम होता है।

(N/A) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास आउफबाऊ सिद्धांत और उत्कृष्ट गैस कोर संकेतन के आधार पर निर्धारित किए जाते हैं:

परमाणु क्रमांक	इलेक्ट्रॉनिक विन्यास
$61$	$[Xe] \, 4f^{5} \, 6s^{2}$
$91$	$[Rn] \, 5f^{2} \, 6d^{1} \, 7s^{2}$
$101$	$[Rn] \, 5f^{13} \, 7s^{2}$
$109$	$[Rn] \, 5f^{14} \, 6d^{7} \, 7s^{2}$