Physical properties Questions in Gujarati

(D) આપેલા તત્વોની ઘનતા નીચે મુજબ છે:
$Fe$ (આયર્ન) $\approx 7.87 \, g/cm^3$
$Cu$ (કોપર) $\approx 8.96 \, g/cm^3$
$B$ (બોરોન) $\approx 2.34 \, g/cm^3$
$Pb$ (લેડ) $\approx 11.34 \, g/cm^3$
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$Pb$ ની ઘનતા સૌથી વધુ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(B) $Hg$ આપેલા સંક્રાંતિ તત્વોમાં સૌથી ઓછું $M.P.$ અને $B.P.$ દર્શાવે છે.
આનું કારણ એ છે કે $Hg$ માં સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષક $([Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^2)$ હોય છે,એટલે કે ધાત્વિક બંધ બનાવવા માટે કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ હોતા નથી.
પરિણામે,આંતર-પરમાણ્વીય બળો ખૂબ જ નબળા હોય છે,જેના કારણે $Hg$ ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી સ્વરૂપમાં હોય છે અને તેનું ગલનબિંદુ $234 \ K$ છે.

(C) - $d^5$ ઇલેક્ટ્રોન રચનાને કારણે,ધાત્વિક બંધ નિર્બળ હોય છે.
$d^5$ કક્ષક અર્ધ-પૂર્ણ હોવાથી,$3d$ ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર દ્વારા વધુ મજબૂતીથી જકડાયેલા રહે છે.
આનાથી ઇલેક્ટ્રોનનું વિસ્થાનિકરણ ઘટે છે,જેના પરિણામે ધાત્વિક બંધ નિર્બળ બને છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓનું ઉત્કલનબિંદુ ધાત્વિક બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે,જે $d$-કક્ષકોમાં રહેલા અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$Zn$ માં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાયેલી છે $(3d^{10} 4s^2)$,એટલે કે તેમાં ધાત્વિક બંધ માટે કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ નથી.
પરિણામે,આપેલા વિકલ્પોમાં $Zn$ સૌથી નબળો ધાત્વિક બંધ ધરાવે છે,જેના કારણે તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.

(D) ઘનતા એટલે એકમ કદ દીઠ દળ $(d = \frac{m}{V})$.
આપેલા તત્વોમાં,$Pb$ (લેડ) નું પરમાણુ દળ ખૂબ વધારે $(207.2 \ u)$ છે.
જોકે $Pb$ ની પરમાણુ ત્રિજ્યા $Fe$ અથવા $Cu$ કરતા મોટી છે,પરંતુ પરમાણુ દળમાં થતો નોંધપાત્ર વધારો તેના કદના વધારા કરતા વધુ અસરકારક છે,જેના પરિણામે અન્ય આપેલા વિકલ્પોની તુલનામાં તેની ઘનતા વધારે છે.

(C) -બ્લોક તત્વોમાં,ટંગસ્ટન $(W)$ સૌથી વધુ ગલનબિંદુ ધરાવે છે,જેનું કારણ આંતર-પરમાણ્વીય બંધોમાં $d$-ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારીને લીધે ઉદ્ભવતું મજબૂત ધાત્વિક બંધન છે.

(A) સાચો જવાબ $A$. $Os$ અને $Sc$ છે.
ઘનતા એટલે એકમ કદ દીઠ દળ. સંક્રાંતિ તત્વોમાં,$Osmium$ $(Os)$ સૌથી વધુ ઘનતા ધરાવે છે,જે આશરે $22.60 \ g/cm^3$ છે.
$Scandium$ $(Sc)$ $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીના તત્વોમાં સૌથી ઓછી ઘનતા ધરાવે છે,જે આશરે $3.01 \ g/cm^3$ છે.

(D) પરમાણ્વીકરણ એન્થાલ્પી ધાત્વિક બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે.
$3d$ શ્રેણીમાં,$Zn$ પાસે સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષક $(3d^{10} 4s^2)$ છે,જેના કારણે ધાત્વિક બંધ માટે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનનો અભાવ હોય છે.
પરિણામે,$Zn$ સૌથી નબળો ધાત્વિક બંધ દર્શાવે છે,જે શ્રેણીમાં સૌથી ઓછી પરમાણ્વીકરણ એન્થાલ્પી તરફ દોરી જાય છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓનું ગલનબિંદુ ધાત્વીય બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે,જે બંધ બનાવવા માટે ઉપલબ્ધ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
આપેલા તત્વોમાં,ટંગસ્ટન $(W)$ નું ગલનબિંદુ સૌથી વધુ $(3422 \ ^{\circ}C)$ છે કારણ કે તેની પાસે તેના $d$-કક્ષકોમાં મહત્તમ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે સૌથી મજબૂત ધાત્વીય બંધ બનાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓના ગલનબિંદુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અને ધાત્વીય બંધની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
સામાન્ય રીતે,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા વધતા ગલનબિંદુ વધે છે.
$3d$ શ્રેણીના તત્વો માટે:
$Zn$ $([Ar] 3d^{10} 4s^2)$ માં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન નથી,તેથી તેનું ગલનબિંદુ ઓછું $(419 \ ^\circ C)$ છે.
$Cu$ $([Ar] 3d^{10} 4s^1)$ માં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે $(1083 \ ^\circ C)$.
$Ni$ $([Ar] 3d^8 4s^2)$ માં બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે $(1455 \ ^\circ C)$.
$Fe$ $([Ar] 3d^6 4s^2)$ માં ચાર અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,જે મજબૂત ધાત્વીય બંધ બનાવે છે $(1538 \ ^\circ C)$.
તેથી,ગલનબિંદુનો વધતો ક્રમ $Zn < Cu < Ni < Fe$ છે.

(A) $1^{st}$ સંક્રાંતિ શ્રેણી ($3d$ શ્રેણી) માં,$Cr$ $(Z=24)$ માટે મહત્તમ ગલનબિંદુ જોવા મળે છે કારણ કે તેની સ્થાયી $d^5$ ઇલેક્ટ્રોન રચના મજબૂત ધાત્વિક બંધ બનાવે છે. $Zn$ $(Z=30)$ માટે ન્યૂનતમ ગલનબિંદુ જોવા મળે છે કારણ કે તેની સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચનાને કારણે ધાત્વિક બંધ નબળા હોય છે.
$2^{nd}$ સંક્રાંતિ શ્રેણી ($4d$ શ્રેણી) માં,$Mo$ $(Z=42)$ માટે મહત્તમ ગલનબિંદુ જોવા મળે છે કારણ કે તેની સ્થાયી $d^5$ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે. $Cd$ $(Z=48)$ માટે ન્યૂનતમ ગલનબિંદુ જોવા મળે છે કારણ કે તેની સ્થાયી $d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના છે.
તેથી,$1^{st}$ શ્રેણી માટે મહત્તમ અને ન્યૂનતમ ગલનબિંદુ $Cr$ અને $Zn$ છે,અને $2^{nd}$ શ્રેણી માટે $Mo$ અને $Cd$ છે.

(N/A) ધાત્વિય ગુણધર્મો: બધાં જ સંક્રાંતિ તત્ત્વો વિશિષ્ટ ધાત્વિય ગુણધર્મો ધરાવે છે,જેમ કે $(i)$ ઉચ્ચ તનન પ્રબળતા,$(ii)$ તણાવપણું,$(iii)$ ટીપાઉપણું અને $(iv)$ ઉચ્ચ ઉષ્મીય અને વિદ્યુત વાહકતા.
$(b)$ ધાત્વિય બંધારણો: સંક્રાંતિ તત્ત્વોના લેટિસ બંધારણો નીચે મુજબ છે:
(કોષ્ટક ઉપર મુજબ છે)
નોંધ: $bcc = \text{અંત:કેન્દ્રિત સમઘનીય}$,$hcp = \text{ષટ્કોણીય સંવૃત સંકુલિત}$,$ccp = \text{સમઘનીય સંવૃત સંકુલિત}$,$X = \text{એક વિશિષ્ટ ધાતુ બંધારણ}$. $Zn, Cd, Hg, Mn$ ના અપવાદ સિવાય,સામાન્ય તાપમાને સંક્રાંતિ તત્ત્વો એક અથવા વધારે વિશિષ્ટ બંધારણો ધરાવે છે.

(N/A) બધા જ લેન્થેનોઇડ્સ રૂપેરી-સફેદ નરમ ધાતુઓ છે અને હવામાં ઝડપથી ઝાંખા પડી જાય છે.
પરમાણ્વીય ક્રમાંક વધવાની સાથે તેમની કઠિનતા વધે છે. સમેરિયમ $(Sm)$ સ્ટીલ જેવું કઠણ છે.
તેમના ગલનબિંદુઓ $1000 \ K$ થી $1200 \ K$ ની વચ્ચે હોય છે. જોકે,સમેરિયમ $1623 \ K$ પર પીગળે છે.
તેઓ ચળકાટ ધરાવે છે અને ઉષ્મા તથા વિદ્યુતના સારા વાહકો છે.
ઘનતા અને અન્ય ગુણધર્મોમાં $Eu$ અને $Yb$ સિવાય,અને ક્યારેક $Sm$ અને $Tm$ સિવાય,સરળ ફેરફાર જોવા મળે છે. $La^{3+}$,$Ce^{4+}$,$Yb^{2+}$ અને $Lu^{3+}$ જેવા આયનો સિવાયના લેન્થેનોઇડ્સ અનુચુંબકીય (paramagnetic) હોય છે.
લેન્થેનોઇડ્સની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી આશરે $600 \ kJ \ mol^{-1}$ અને બીજી આશરે $1200 \ kJ \ mol^{-1}$ હોય છે,જે કેલ્શિયમની આયનીકરણ એન્થાલ્પી સાથે તુલનાત્મક છે.
લેન્થેનમ $(La)$,ગેડોલિનિયમ $(Gd)$ અને લ્યુટેશિયમ $(Lu)$ તત્વોની ત્રીજી આયનીકરણ એન્થાલ્પી અસાધારણ રીતે ઓછી જોવા મળે છે,જેનું કારણ આ તત્વોમાં અનુક્રમે $f^{0}$,$f^{7}$ અને $f^{14}$ કક્ષકોની સ્થિરતા છે.

(A) ઝિંક $(Zn)$ અને કેડમિયમ $(Cd)$ અન્ય સંક્રાંતિ તત્વોની સરખામણીમાં પ્રમાણમાં નરમ ધાતુઓ છે.
તેમની પાસે સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો ($d^{10}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) હોવાને કારણે તેઓ નબળા ધાત્વિક બંધ બનાવે છે,જે ધાત્વિક બંધનમાં ભાગ લેતી નથી.
$Zn$ નું ગલનબિંદુ $419.5\,^{\circ}C$ છે અને $Cd$ નું ગલનબિંદુ $321\,^{\circ}C$ છે.
આ બંને મૂલ્યો $500\,^{\circ}C$ થી ઓછા છે.

(C) $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં,જેમ પરમાણ્વીય દળ વધે છે અને પરમાણ્વીય કદ ઘટે છે તેમ સામાન્ય રીતે ઘનતા ડાબેથી જમણે વધે છે.
જોકે,$Zn$ ની ઘનતા $Cr$ કરતા ઓછી છે કારણ કે તેના પૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકોને લીધે તેનું પરમાણ્વીય કદ મોટું છે.
ઘનતાના મૂલ્યો ($g/cm^3$ માં) આ મુજબ છે: $Zn (7.13) < Cr (7.19) < Fe (7.87) < Co (8.90) < Cu (8.96)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $Zn < Cr < Fe < Co < Cu$ છે.

(B) સંક્રાંતિ તત્વોના ગલનબિંદુઓ ધાત્વિક બંધની મજબૂતી સાથે સંબંધિત છે,જે બંધ બનાવવા માટે ઉપલબ્ધ અયુગ્મિત $d$-ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
$3d$ શ્રેણીમાં,$Cr$ $(3d^5 4s^1)$ પાસે છ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે,જે મજબૂત ધાત્વિક બંધ અને ઊંચા ગલનબિંદુ તરફ દોરી જાય છે.
$Mn$ $(3d^5 4s^2)$ પાસે સ્થાયી અર્ધ-પૂર્ણ $d$-પેટાકોષ છે,જે $d$-ઇલેક્ટ્રોનને ધાત્વિક બંધ માટે ઓછા ઉપલબ્ધ બનાવે છે,જેના પરિણામે $Cr$ ની તુલનામાં તેનું ગલનબિંદુ નોંધપાત્ર રીતે નીચું હોય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $Cr > Mn$ છે.