Physical properties Questions in Hindi

(D) दिए गए तत्वों का घनत्व इस प्रकार है:
$Fe$ (आयरन) $\approx 7.87 \, g/cm^3$
$Cu$ (कॉपर) $\approx 8.96 \, g/cm^3$
$B$ (बोरोन) $\approx 2.34 \, g/cm^3$
$Pb$ (लेड) $\approx 11.34 \, g/cm^3$
इन मानों की तुलना करने पर,$Pb$ का घनत्व सबसे अधिक है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।

(B) $Hg$ दिए गए संक्रमण तत्वों में सबसे कम $M.P.$ और $B.P.$ प्रदर्शित करता है।
इसका कारण यह है कि $Hg$ में पूर्णतः भरे हुए $d$-कक्षक $([Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^2)$ होते हैं,जिसका अर्थ है कि धात्विक बंधन के लिए कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन उपलब्ध नहीं होते हैं।
परिणामस्वरूप,अंतर-परमाणु बल बहुत कमजोर होते हैं,जिससे $Hg$ कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में रहता है और इसका गलनांक $234 \ K$ होता है।

(C) - $d^5$ विन्यास के कारण,धात्विक बंध कमजोर होते हैं।
$d^5$ कक्षक अर्ध-पूर्ण होता है,जिसके परिणामस्वरूप $3d$ इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा अधिक मजबूती से बंधे रहते हैं।
यह इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण को कम करता है,जिसके परिणामस्वरूप धात्विक बंधन कमजोर हो जाता है।

(A) संक्रमण धातुओं का क्वथनांक धात्विक बंधन की मजबूती पर निर्भर करता है,जो $d$-कक्षकों में मौजूद अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होता है।
$Zn$ में $d$-कक्षक पूरी तरह से भरे हुए हैं $(3d^{10} 4s^2)$,जिसका अर्थ है कि इसमें धात्विक बंधन के लिए कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन उपलब्ध नहीं है।
परिणामस्वरूप,दिए गए विकल्पों में $Zn$ में सबसे कमजोर धात्विक बंधन होता है,जिसके कारण इसका क्वथनांक सबसे कम होता है।

(D) घनत्व को प्रति इकाई आयतन द्रव्यमान $(d = \frac{m}{V})$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिए गए तत्वों में,$Pb$ (सीसा) का परमाणु द्रव्यमान बहुत अधिक $(207.2 \ u)$ होता है।
यद्यपि $Pb$ की परमाणु त्रिज्या $Fe$ या $Cu$ से बड़ी है,लेकिन परमाणु द्रव्यमान में महत्वपूर्ण वृद्धि उसके आयतन में वृद्धि से अधिक प्रभावी है,जिसके परिणामस्वरूप अन्य दिए गए विकल्पों की तुलना में इसका घनत्व अधिक होता है।

(C) -ब्लॉक तत्वों में,टंगस्टन $(W)$ का गलनांक सबसे अधिक होता है,जिसका कारण अंतर-परमाणु बंधों के निर्माण में $d$-इलेक्ट्रॉनों की भागीदारी के कारण उत्पन्न मजबूत धात्विक बंधन है।

(A) सही उत्तर $A$. $Os$ और $Sc$ है।
घनत्व को प्रति इकाई आयतन द्रव्यमान के रूप में परिभाषित किया जाता है। संक्रमण तत्वों में,$Osmium$ $(Os)$ का घनत्व सबसे अधिक होता है,जो लगभग $22.60 \ g/cm^3$ है।
$Scandium$ $(Sc)$ का घनत्व $3d$ संक्रमण श्रेणी के तत्वों में सबसे कम होता है,जो लगभग $3.01 \ g/cm^3$ है।

(D) परमाणुकरण एन्थैल्पी धात्विक बंधन की मजबूती पर निर्भर करती है।
$3d$ श्रेणी में,$Zn$ में पूर्णतः भरे हुए $d$-कक्षक $(3d^{10} 4s^2)$ होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप धात्विक बंधन के लिए अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों का अभाव होता है।
अतः,$Zn$ सबसे कमजोर धात्विक बंधन प्रदर्शित करता है,जिससे इस श्रेणी में इसकी परमाणुकरण एन्थैल्पी सबसे कम होती है।

(A) संक्रमण धातुओं का गलनांक धात्विक बंधन की मजबूती पर निर्भर करता है,जो बंधन के लिए उपलब्ध अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या से प्रभावित होता है।
दिए गए तत्वों में,टंगस्टन $(W)$ का गलनांक सबसे अधिक $(3422 \ ^{\circ}C)$ है क्योंकि इसके $d$-कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिकतम होती है,जिससे सबसे मजबूत धात्विक बंधन बनता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) संक्रमण धातुओं के गलनांक अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या और धात्विक बंधन की मजबूती पर निर्भर करते हैं।
सामान्यतः,अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ने के साथ गलनांक बढ़ता है।
$3d$ श्रेणी के तत्वों के लिए:
$Zn$ $([Ar] 3d^{10} 4s^2)$ में कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है,जिससे इसका गलनांक कम $(419 \ ^\circ C)$ होता है।
$Cu$ $([Ar] 3d^{10} 4s^1)$ में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन है $(1083 \ ^\circ C)$।
$Ni$ $([Ar] 3d^8 4s^2)$ में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं $(1455 \ ^\circ C)$।
$Fe$ $([Ar] 3d^6 4s^2)$ में चार अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं,जो मजबूत धात्विक बंधन बनाते हैं $(1538 \ ^\circ C)$।
अतः,गलनांक का बढ़ता हुआ सही क्रम $Zn < Cu < Ni < Fe$ है।

(A) $1^{st}$ संक्रमण श्रेणी ($3d$ श्रेणी) में,$Cr$ $(Z=24)$ के लिए अधिकतम गलनांक देखा जाता है क्योंकि इसकी स्थिर $d^5$ विन्यास मजबूत धात्विक बंधन की ओर ले जाती है। $Zn$ $(Z=30)$ के लिए न्यूनतम गलनांक देखा जाता है क्योंकि इसमें पूर्ण रूप से भरे हुए $d^{10}$ विन्यास के कारण धात्विक बंधन कमजोर होते हैं।
$2^{nd}$ संक्रमण श्रेणी ($4d$ श्रेणी) में,$Mo$ $(Z=42)$ के लिए अधिकतम गलनांक देखा जाता है क्योंकि इसकी स्थिर $d^5$ विन्यास है। $Cd$ $(Z=48)$ के लिए न्यूनतम गलनांक देखा जाता है क्योंकि इसकी स्थिर $d^{10}$ विन्यास है।
अतः,$1^{st}$ श्रेणी के लिए अधिकतम और न्यूनतम गलनांक $Cr$ और $Zn$ हैं,और $2^{nd}$ श्रेणी के लिए $Mo$ और $Cd$ हैं।

(N/A) धात्विक गुण: सभी संक्रमण तत्व विशिष्ट धात्विक गुण प्रदर्शित करते हैं जैसे $(i)$ उच्च तन्य सामर्थ्य,$(ii)$ तन्यता,$(iii)$ आघातवर्धनीयता और $(iv)$ उच्च तापीय और विद्युत चालकता।
$(b)$ धात्विक संरचनाएं: संक्रमण तत्वों की जालक संरचनाएं नीचे दी गई तालिका में हैं:
(तालिका ऊपर दी गई है)
नोट: $bcc = \text{अंत:केंद्रित घनीय}$,$hcp = \text{षट्कोणीय निविड संकुलित}$,$ccp = \text{घनीय निविड संकुलित}$,$X = \text{एक विशिष्ट धातु संरचना}$। $Zn, Cd, Hg, Mn$ के अपवाद को छोड़कर,संक्रमण तत्व सामान्य तापमान पर एक या अधिक विशिष्ट संरचनाएं प्रदर्शित करते हैं।

(N/A) सभी लैंथेनॉइड्स चांदी जैसी सफेद नरम धातुएं हैं और हवा में तेजी से धूमिल हो जाती हैं।
परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ कठोरता बढ़ती है। समैरियम $(Sm)$ स्टील जैसा कठोर होता है।
गलनांक $1000 \ K$ से $1200 \ K$ के बीच होता है। हालांकि,समैरियम $1623 \ K$ पर पिघलता है।
वे चमक दिखाते हैं और ऊष्मा तथा विद्युत के अच्छे सुचालक होते हैं।
घनत्व और अन्य गुण $Eu$ और $Yb$ को छोड़कर,और कभी-कभी $Sm$ और $Tm$ को छोड़कर,सुचारू रूप से बदलते हैं। $La^{3+}$,$Ce^{4+}$,$Yb^{2+}$ और $Lu^{3+}$ जैसे आयनों को छोड़कर लैंथेनॉइड्स अनुचुंबकीय (paramagnetic) होते हैं।
लैंथेनॉइड्स की प्रथम आयनन एन्थैल्पी लगभग $600 \ kJ \ mol^{-1}$ और दूसरी लगभग $1200 \ kJ \ mol^{-1}$ होती है,जो कैल्शियम के बराबर है।
लैंथेनम $(La)$,गैडोलीनियम $(Gd)$ और ल्यूटेशियम $(Lu)$ तत्वों की तीसरी आयनन एन्थैल्पी असाधारण रूप से कम पाई जाती है क्योंकि इन तत्वों में क्रमशः $f^{0}$,$f^{7}$ और $f^{14}$ कोशों की स्थिरता होती है।

(A) जिंक $(Zn)$ और कैडमियम $(Cd)$ अन्य संक्रमण तत्वों की तुलना में अपेक्षाकृत नरम धातुएं हैं।
इनमें पूर्णतः भरे हुए $d$-कक्षकों ($d^{10}$ विन्यास) की उपस्थिति के कारण ये कमजोर धात्विक बंध बनाते हैं,जो धात्विक बंधन में भाग नहीं लेते हैं।
$Zn$ का गलनांक $419.5\,^{\circ}C$ है और $Cd$ का गलनांक $321\,^{\circ}C$ है।
ये दोनों मान $500\,^{\circ}C$ से कम हैं।

(C) $3d$ संक्रमण श्रेणी में,सामान्यतः घनत्व बाएं से दाएं बढ़ने पर बढ़ता है क्योंकि परमाणु द्रव्यमान बढ़ता है और परमाणु आयतन घटता है।
हालाँकि,$Zn$ का घनत्व $Cr$ से कम होता है क्योंकि पूर्ण भरे हुए $d$-कक्षकों के कारण इसका परमाणु आकार बड़ा होता है।
घनत्व के मान ($g/cm^3$ में) इस प्रकार हैं: $Zn (7.13) < Cr (7.19) < Fe (7.87) < Co (8.90) < Cu (8.96)$।
अतः,सही क्रम $Zn < Cr < Fe < Co < Cu$ है।

(B) संक्रमण तत्वों के गलनांक धात्विक बंधन की मजबूती से संबंधित होते हैं,जो बंधन के लिए उपलब्ध अयुग्मित $d$-इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करते हैं।
$3d$ श्रेणी में,$Cr$ $(3d^5 4s^1)$ में छह अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं,जिससे मजबूत धात्विक बंधन और उच्च गलनांक प्राप्त होता है।
$Mn$ $(3d^5 4s^2)$ में एक स्थिर अर्ध-पूर्ण $d$-उपकोश होता है,जो $d$-इलेक्ट्रॉनों को धात्विक बंधन के लिए कम उपलब्ध बनाता है,जिसके परिणामस्वरूप $Cr$ की तुलना में इसका गलनांक काफी कम होता है।
इसलिए,सही क्रम $Cr > Mn$ है।