General Characteristics Questions in Gujarati

(D) તાંબાના સિક્કા પર ઝિંક $(Zn)$ નું ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ તેને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.
ગરમ કરવા દરમિયાન, ઝિંકના પરમાણુઓ તાંબાના લેટિસમાં પ્રસરણ પામીને મિશ્રધાતુ બનાવે છે.
પરિણામી મિશ્રધાતુ પિત્તળ (Brass) છે, જેનો લાક્ષણિક સુવર્ણ રંગ હોય છે.
આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે ઝિંક તાંબામાં સ્થળાંતર કરીને પિત્તળ મિશ્રધાતુનું $\alpha$-સ્વરૂપ બનાવે છે (જ્યાં $Cu$ ની ટકાવારી $> 65 \%$ અને $Zn$ ની $< 35 \%$ હોય છે).
$Zn + Cu \xrightarrow{\Delta} \text{Brass (સુવર્ણ રંગ)}$.
આમ, સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(D) ક્યુપ્રસ $(Cu^{+})$ અને ક્યુપ્રિક $(Cu^{2+})$ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના નીચે મુજબ છે:
$Cu^{+} = [Ar] 3d^{10} 4s^{0}$
$Cu^{2+} = [Ar] 3d^{9} 4s^{0}$
જોકે $Cu^{+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના વધુ સ્થાયી છે, તેમ છતાં ઘન અવસ્થામાં $Cu^{2+}$ સંયોજનો વધુ સ્થાયી હોય છે.
આનું મુખ્ય કારણ એ છે કે $Cu$ ની $2^{nd}$ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IP)$ એટલી ઊંચી નથી કે જે $Cu^{2+}$ ના નિર્માણને અટકાવી શકે, અને $Cu^{2+}$ ની ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતાને કારણે આયનીય સંયોજનોમાં લેટીસ ઉર્જા $Cu^{+}$ સંયોજનો કરતા ઘણી વધારે હોય છે.
લેટીસ ઉર્જામાં થતો આ મોટો ઘટાડો બીજા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જાની ભરપાઈ કરે છે.

(D) ઉમદા ધાતુઓને ભેજવાળી હવામાં ઓક્સિડેશન અને કાટ સામેના તેમના પ્રતિકાર દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તેઓ એસિડ અને બેઝ જેવા ઘણા સામાન્ય પ્રક્રિયકો પ્રત્યે રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.
આ રાસાયણિક સ્થિરતા એ મુખ્ય કારણ છે કે તેમને ઉમદા ધાતુઓ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(A) મુખ્ય મુદ્દો: બાહ્યતમ કક્ષાની સમાન ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ધરાવતા તત્વો માટે, કદ આયનીકરણ ઉર્જાનું મૂલ્ય નક્કી કરે છે. કદ જેટલું મોટું, આયનીકરણ ઉર્જાનું મૂલ્ય તેટલું ઓછું.
$II^{nd}$ $I.E$ માટે ઇલેક્ટ્રોનિક રચના:
$Zn^{+}$ આયન $(Z=30) = [Ar] 3d^{10} 4s^{1} - (1734 \ kJ/mol)$
$Cd^{+}$ આયન $(Z=48) = [Kr] 4d^{10} 5s^{1} - (1631 \ kJ/mol)$
$Hg^{+}$ આયન $(Z=80) = [Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^{1} - (1809 \ kJ/mol)$
કારણ કે $Cd^{+}$ નું કદ $Zn^{+}$ કરતા મોટું છે, તેથી તેની $II^{nd}$ આયનીકરણ ઉર્જા ઓછી છે. લેન્થેનોઇડ સંકોચનને કારણે ($4f$ અને $5d$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા નબળા સ્ક્રીનિંગને લીધે), $Hg^{+}$ ની $II^{nd}$ આયનીકરણ ઉર્જા વધારે છે.
તેથી, સાચો ક્રમ $Zn > Cd < Hg$ છે અને વિકલ્પ $(A)$ સાચો જવાબ છે.

(B) સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $(n-1) d^5 n s^2$ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, જે $+7$ ની મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે. આનું કારણ એ છે કે $(n-1) d$-ઇલેક્ટ્રોન $n s$-ઇલેક્ટ્રોન સાથે બંધ બનાવવામાં ભાગ લઈ શકે છે, કારણ કે તેમની ઉર્જા સ્તર સમાન હોય છે. આપેલી ગોઠવણીઓ માટે ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ નીચે મુજબ છે:
| ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી | ઓક્સિડેશન અવસ્થા |
| :--- | :--- |
| $(n-1) d^8 n s^2$ | $+2, +3, +4$ |
| $(n-1) d^3 n s^2$ | $+2, +3, +4, +5$ |
| $(n-1) d^5 n s^1$ | $+2, +3, +4, +5, +6$ |
| $(n-1) d^5 n s^2$ | $+2, +3, +4, +5, +6, +7$ |

(B) ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$Cr = [Ar] 3d^{5} 4s^{1}$
$Mn = [Ar] 3d^{5} 4s^{2}$
વિધાન-$I$: $Cr$ ની પ્રથમ આયનીકરણ એન્થાલ્પી $(IE_{1})$ $Mn$ કરતા ઓછી છે કારણ કે $Mn$ માં સ્થાયી અર્ધ-ભરાયેલી $d$-કક્ષક અને પૂર્ણ ભરાયેલી $s$-કક્ષક હોય છે, જેનાથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવો મુશ્કેલ બને છે. તેથી, વિધાન-$I$ સાચું છે.
વિધાન-$II$: $IE_{2}$ માટે, $Cr$ તેની સ્થાયી $3d^{5}$ રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે $4s^{1}$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે, જ્યારે $Mn$ તેની $3d^{5} 4s^{2}$ રચનામાંથી $4s^{1}$ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે. જોકે, $Cr$ ની $IE_{2}$ એ $Mn$ કરતા વધારે છે કારણ કે $Cr$ માંથી બીજો ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાથી સ્થાયી $d^{5}$ રચના ખોરવાય છે. $IE_{3}$ માટે, $Mn$ નું મૂલ્ય વધારે છે કારણ કે તેમાં $Mn^{2+}$ ની સ્થાયી $d^{5}$ રચનામાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, વિધાન-$II$ ખોટું છે.

(B) સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય ચાકમાત્રાનું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ છે, જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
આપેલ છે કે $\mu = \sqrt{35} \text{ BM}$, તેથી $\sqrt{n(n+2)} = \sqrt{35}$, જેનો અર્થ છે કે $n(n+2) = 35$.
$n$ માટે ઉકેલતા, આપણને $n^2 + 2n - 35 = 0$ મળે છે, જેના અવયવો $(n+7)(n-5) = 0$ થાય છે. $n$ ધન હોવો જોઈએ, તેથી $n = 5$.
$Mn^{2+}$ આયનની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar]3d^5$ છે, જેમાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તેથી, $Mn^{2+}$ માટે, $\mu = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \text{ BM}$ થાય છે.

(A) ચુંબકીય ચાકમાત્રાની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)}$ $B$.$M$. સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે, જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $\text{Cr}^{2+}: [Ar]3d^4 \implies n=4$, $\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \approx 4.90$ $B$.$M$.
$2$. $\text{Ni}^{2+}: [Ar]3d^8 \implies n=2$, $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83$ $B$.$M$.
$3$. $\text{Cu}^{2+}: [Ar]3d^9 \implies n=1$, $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73$ $B$.$M$.
$4$. $\text{Co}^{2+}: [Ar]3d^7 \implies n=3$, $\mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 3.87$ $B$.$M$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા, $\text{Cr}^{2+}$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સૌથી વધુ $(n=4)$ છે, તેથી તેની ચુંબકીય ચાકમાત્રા સૌથી વધુ છે.

(B) જ્યારે $H, C, N$ જેવા નાના પરમાણુઓ સંક્રાંતિ ધાતુઓની સ્ફટિક લેટીસમાં ફસાય છે ત્યારે આંતરાલીય સંયોજનો બને છે.
તેમની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. તેમના ગલનબિંદુ ઊંચા હોય છે, જે શુદ્ધ ધાતુઓ કરતા પણ વધારે હોય છે.
$2$. તેઓ ખૂબ જ સખત હોય છે (કેટલાકની સખતાઈ હીરાની નજીક હોય છે).
$3$. તેઓ ધાત્વીય વાહકતા જાળવી રાખે છે.
$4$. તેઓ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય અને સામાન્ય રીતે અ-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક હોય છે.
તેઓ અત્યંત સખત હોવાથી અને ધાત્વીય ગુણધર્મો ધરાવતા હોવાથી,'તેઓ ખૂબ જ નરમ અને આયનીય છે' તે વિધાન ખોટું છે. તેથી, વિકલ્પ $B$ સાચો જવાબ છે.

(C) સૌથી વધુ મેંગેનીઝ ફ્લોરાઈડ $MnF_4$ છે (Mn ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+4$ છે).
સૌથી વધુ મેંગેનીઝ ઓક્સાઈડ $Mn_2O_7$ છે (Mn ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે).
તફાવત $|x| = |7 - 4| = 3$.
આપણે $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા આયનો ઓળખવાના છે:
$Sc^{3+}$: $[Ar] 3d^0$, અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $0$.
$Zn^{2+}$: $[Ar] 3d^{10}$, અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $0$.
$V^{2+}$: $[Ar] 3d^3$, અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $3$.
$Fe^{2+}$: $[Ar] 3d^6$, અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $4$.
$Co^{2+}$: $[Ar] 3d^7$, અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $3$.
આમ, $V^{2+}$ અને $Co^{2+}$ પાસે $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.

(D) આપેલા તત્વોની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$Eu (63): [Xe] 4f^7 6s^2$
$Gd (64): [Xe] 4f^7 5d^1 6s^2$
$Dy (66): [Xe] 4f^{10} 6s^2$
$Ho (67): [Xe] 4f^{11} 6s^2$
$Yb (70): [Xe] 4f^{14} 6s^2$
$Lu (71): [Xe] 4f^{14} 5d^1 6s^2$
$Tm (69): [Xe] 4f^{13} 6s^2$
$Hf (72): [Xe] 4f^{14} 5d^2 6s^2$
$4f$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાની સરખામણી કરતા:
જોડી $A$ ($Eu$ અને $Gd$): બંનેમાં $4f$ કક્ષકમાં $7$ ઇલેક્ટ્રોન છે. (સાચું)
જોડી $B$ ($Dy$ અને $Ho$): $Dy$ માં $10$ અને $Ho$ માં $11$ ઇલેક્ટ્રોન છે. (ખોટું)
જોડી $C$ ($Yb$ અને $Hf$): બંનેમાં $4f$ કક્ષકમાં $14$ ઇલેક્ટ્રોન છે. (સાચું)
જોડી $D$ ($Lu$ અને $Tm$): $Lu$ માં $14$ અને $Tm$ માં $13$ ઇલેક્ટ્રોન છે. (ખોટું)
તેથી, જોડી $A$ અને $C$ સાચી છે.

(D) બોરેક્સ બીડ કસોટીનો ઉપયોગ સંક્રાંતિ ધાતુ આયનોને ઓળખવા માટે થાય છે જે ઓક્સિડેશન અથવા રિડક્શન જ્યોતમાં રંગીન મણકા બનાવે છે.
આપેલા આયનોમાંથી, $Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$ અને $Cr^{2+}$ એ સંક્રાંતિ ધાતુ આયનો છે જે રંગીન મણકા બનાવે છે, જ્યારે $Zn^{2+}$ રંગહીન મણકો બનાવે છે અને તેને નકારાત્મક કસોટી ગણવામાં આવે છે.
આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર અને ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાની સ્થિરતામાં વધારા સાથે વધે છે.
$Fe^{3+}$ પાસે સ્થિર અર્ધ-પૂર્ણ $d^5$ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $([Ar] 3d^5)$ છે અને $Fe^{2+}$ તથા $Cr^{2+}$ ની તુલનામાં વધુ અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ધરાવે છે, જેના પરિણામે આપેલા વિકલ્પોમાં તેની આયનીકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે.
તેથી, સાચો આયન $Fe^{3+}$ છે.

(A) જો આયનમાં એક અથવા વધુ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય તો તે પેરામેગ્નેટિક (અનુચુંબકીય) હોય છે.
$1$. $Mn^{2+}$ $([Ar] 3d^5)$: $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (પેરામેગ્નેટિક).
$2$. $Cu^{2+}$ $([Ar] 3d^9)$: $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (પેરામેગ્નેટિક).
$3$. $Zn^{2+}$ $([Ar] 3d^{10})$: $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (ડાયામેગ્નેટિક).
$4$. $Yb^{2+}$ $([Xe] 4f^{14})$: $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (ડાયામેગ્નેટિક).
$5$. $Sc^{3+}$ $([Ar] 3d^0)$: $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (ડાયામેગ્નેટિક).
$6$. $La^{3+}$ $([Xe] 4f^0)$: $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (ડાયામેગ્નેટિક).
$7$. $Gd^{3+}$ $([Xe] 4f^7)$: $7$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (પેરામેગ્નેટિક).
$8$. $Lu^{3+}$ $([Xe] 4f^{14})$: $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (ડાયામેગ્નેટિક).
$9$. $Ti^{4+}$ $([Ar] 3d^0)$: $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (ડાયામેગ્નેટિક).
$10$. $Ce^{4+}$ $([Xe] 4f^0)$: $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (ડાયામેગ્નેટિક).
પેરામેગ્નેટિક આયનો $Mn^{2+}$, $Cu^{2+}$, અને $Gd^{3+}$ છે.
પેરામેગ્નેટિક આયનોની કુલ સંખ્યા = $3$.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓ તેમના પરમાણુઓ વચ્ચેના મજબૂત ધાત્વિક બંધનને કારણે ઊંચા ગલનબિંદુઓ દર્શાવે છે.
ધાત્વિક બંધનમાં આ મજબૂતી એટલા માટે આવે છે કારણ કે $ns$ ઇલેક્ટ્રોન ઉપરાંત, $(n-1)d$ ઇલેક્ટ્રોન પણ આંતરપરમાણ્વીય ધાત્વિક બંધન બનાવવામાં ભાગ લે છે.
$3d$ સંક્રાંતિ ધાતુઓ માટે, $4s$ અને $3d$ બંને ઇલેક્ટ્રોન આ બંધનમાં ફાળો આપે છે, જે પરમાણ્વીકરણની ઊંચી એન્થાલ્પી અને પરિણામે ઊંચા ગલનબિંદુઓ તરફ દોરી જાય છે.
તેથી, વિધાન $A$ અને કારણ $R$ બંને સાચા છે, અને કારણ $R$ એ વિધાન $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(D) $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણી એવા તત્વોને અનુરૂપ છે જેમાં $3d$ કક્ષક ભરાય છે, જે $21$ થી $30$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતા તત્વો છે.
$Cr$ $(Z=24)$ નું ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $[Ar] 3d^5 4s^1$ છે.
$Cu$ $(Z=29)$ નું ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે.
બંને તત્વો $ns^1$ (ખાસ કરીને $4s^1$) કોન્ફિગરેશન ધરાવે છે અને $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં આવે છે.
તેથી, સાચો જવાબ $24$ અને $29$ છે.

(B) $1$. $Cu$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $29$ છે.
$2$. આઉફબાઉના સિદ્ધાંત મુજબ, અપેક્ષિત રચના $[Ar] 3d^9 4s^2$ છે.
$3$. જોકે, સંપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-ઉપકોષ $(d^{10})$ સંમિતિ અને વિનિમય ઉર્જાને કારણે વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
$4$. તેથી, $4s$ કક્ષકમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેના પરિણામે અવલોકિત રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ મળે છે.

(A) $1$. લેન્થેનાઇડ સંકોચન એ પરમાણુ ક્રમાંકમાં વધારા સાથે લેન્થેનાઇડ્સની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યામાં થતો સતત ઘટાડો છે.
$2$. જેમ આપણે $La$ થી $Lu$ તરફ જઈએ છીએ, તેમ $4f$ પેટાકોષમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરાતા જાય છે.
$3$. $4f$ કક્ષકોનો આકાર ખૂબ જ વિસ્તૃત હોય છે, જેના પરિણામે $4f$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા કેન્દ્રીય વીજભારનું શીલ્ડિંગ નબળું હોય છે.
$4$. આ નબળા શીલ્ડિંગને કારણે, બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે, જેના કારણે ઇલેક્ટ્રોન ક્લાઉડ કેન્દ્રની નજીક ખેંચાય છે, પરિણામે પરમાણુ કદમાં ઘટાડો થાય છે.
$5$. તેથી, મુખ્ય કારણ $4f$ ઇલેક્ટ્રોનનું એકબીજા પ્રત્યે નબળું શીલ્ડિંગ છે.

(C) એક્ટિનોઇડ શ્રેણીમાં $Z = 89$ થી $Z = 103$ સુધીના પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતા તત્વોનો સમાવેશ થાય છે. એક્ટિનોઇડ શ્રેણી પછી આવતા પ્રથમ તત્વને પ્રથમ પોસ્ટ-એક્ટિનોઇડ તત્વ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
છેલ્લા એક્ટિનોઇડ $(Lawrencium)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $103$ છે.
તેથી, પ્રથમ પોસ્ટ-એક્ટિનોઇડ તત્વનો પરમાણુ ક્રમાંક $103 + 1 = 104$ $(Rutherfordium)$ છે.
આમ, સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) આંતરિક સંક્રાંતિ તત્વોમાં લેન્થેનોઇડ્સ ($Z = 58$ થી $71$) અને એક્ટિનોઇડ્સ ($Z = 90$ થી $103$) નો સમાવેશ થાય છે.
$(1)$ $Ac$ $(Z = 89)$ એ સંક્રાંતિ તત્વ ($d$-બ્લોક) છે.
$(2)$ $Lu$ $(Z = 71)$ એ લેન્થેનોઇડ શ્રેણીનું છેલ્લું તત્વ છે.
$(3)$ $Ho$ $(Z = 67)$ એ લેન્થેનોઇડ છે.
$(4)$ $Rf$ $(Z = 104)$ એ સંક્રાંતિ તત્વ ($d$-બ્લોક) છે જે સમૂહ $4$ માં આવે છે.
તેથી, $Rf$ એ આંતરિક સંક્રાંતિ તત્વ નથી.

(B) ઝિંક ($Zn$, પરમાણુ ક્રમાંક $30$) ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^2$ છે.
$Zn^{2+}$ આયનમાં, $4s$ કક્ષકમાંથી બે ઇલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે, પરિણામે $[Ar] 3d^{10}$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે.
$3d$ પેટાકોષ સંપૂર્ણ ભરાયેલ હોવાથી, તે અત્યંત સ્થાયી છે અને પરિવર્તનીય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવવા માટે વધુ ઇલેક્ટ્રોન દૂર થવા દેતું નથી.
તેથી, ઝિંક માત્ર $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા દર્શાવે છે.

(C) જો કોઈ આયનમાં ઓછામાં ઓછો એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય, તો તે આયન અનુચુંબકીય હોય છે.
$(1)$ $Ti^{+2}$ $([Ar] 3d^2)$: $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (અનુચુંબકીય).
$(2)$ $Cu^{+2}$ $([Ar] 3d^9)$: $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (અનુચુંબકીય).
$(3)$ $Mn^{+3}$ $([Ar] 3d^4)$: $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન (અનુચુંબકીય).
વિકલ્પ $(C)$ માંના તમામ આયનોમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી, તે બધા અનુચુંબકીય છે.

(C) પગલું $1$: આવર્ત કોષ્ટકમાં $Co$ (કોબાલ્ટ) નું સ્થાન ઓળખો. $Co$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $27$ છે અને તે $3d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં આવે છે.
પગલું $2$: આવર્ત કોષ્ટકમાં $Mo$ (મોલિબ્ડેનમ) નું સ્થાન ઓળખો. $Mo$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $42$ છે અને તે $4d$ સંક્રાંતિ શ્રેણીમાં આવે છે.
પગલું $3$: તેથી, $Co$ અને $Mo$ અનુક્રમે $3d$ અને $4d$ શ્રેણીમાં આવે છે.

(D) $1$. જો સંક્રાંતિ ધાતુ આયનમાં $d-d$ સંક્રાંતિને કારણે અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો (એટલે કે $d^1$ થી $d^9$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) હોય, તો તે રંગીન સંયોજનો બનાવે છે.
$2$. ઇલેક્ટ્રોન રચના:
- $Sc^{3+}$ $(Z=21)$: $[Ar] 3d^0$ ($d$-ઇલેક્ટ્રોન નથી, રંગહીન).
- $Ti^{4+}$ $(Z=22)$: $[Ar] 3d^0$ ($d$-ઇલેક્ટ્રોન નથી, રંગહીન).
- $Cu^{+}$ $(Z=29)$: $[Ar] 3d^{10}$ (પૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો, રંગહીન).
- $V^{3+}$ $(Z=23)$: $[Ar] 3d^2$ (અપૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકો, રંગીન).
$3$. તેથી, $V^{3+}$ રંગીન સંયોજનો બનાવે છે.

(C) સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$(A)$ $Ti^{3+}$ $(Z=22)$: $[Ar] 3d^1$, $n=1$.
$(B)$ $Cr^{3+}$ $(Z=24)$: $[Ar] 3d^3$, $n=3$.
$(C)$ $Mn^{2+}$ $(Z=25)$: $[Ar] 3d^5$, $n=5$.
$(D)$ $Fe^{3+}$ $(Z=26)$: $[Ar] 3d^5$, $n=5$.
$(E)$ $Sc^{3+}$ $(Z=21)$: $[Ar] 3d^0$, $n=0$.
કારણ કે $Mn^{2+}$ અને $Fe^{3+}$ બંનેમાં $n=5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે, તેથી તેઓ સમાન સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ દર્શાવે છે. આમ, સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(A) $1$. સંક્રાંતિ ધાતુ આયનોનો રંગ અયુગ્મિત $d$-ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી પર આધાર રાખે છે, જે $d-d$ સંક્રાંતિ માટે જવાબદાર છે.
$2$. $Sc$ $(Z=21)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^1 4s^2$ છે. $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં, તે $Sc^{3+} = [Ar] 3d^0$ બને છે.
$3$. $Sc^{3+}$ માં કોઈ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ન હોવાથી ($d^0$ રચના), $d-d$ સંક્રાંતિ શક્ય નથી, તેથી તેના સંયોજનો રંગહીન હોય છે.
$4$. $Ni^{3+}$, $Cr^{3+}$, અને $V^{3+}$ માં આંશિક રીતે ભરાયેલી $d$-કક્ષકો હોય છે (અનુક્રમે $d^7$, $d^3$, અને $d^2$), જે $d-d$ સંક્રાંતિને મંજૂરી આપે છે, પરિણામે તે રંગીન સંયોજનો બનાવે છે.

(B) $1$. સંક્રાંતિ તત્વોનું સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક બંધારણ $(n-1)d^{1-10} ns^{0-2}$ છે.
$2$. $3d$ શ્રેણી માટે, $n=4$, તેથી બંધારણ $[Ar] 3d^{1-10} 4s^{1-2}$ છે.
$3$. $4d$ શ્રેણી માટે, $n=5$, તેથી બંધારણ $[Kr] 4d^{1-10} 5s^{0-2}$ છે.
$4$. $5d$ શ્રેણી માટે, $n=6$, તેથી બંધારણ $[Xe] 4f^{14} 5d^{1-10} 6s^{0-2}$ છે.
$5$. તેથી, બંધારણ $[Kr] 4d^{1-10} 5s^{0-2}$ એ $4d$ શ્રેણીને અનુરૂપ છે.

(A) સંક્રાંતિ ધાતુઓ યોગ્ય કદના આંતરાલીય સ્થાનો (ખાલી જગ્યાઓ) ધરાવતી સ્ફટિક લેટીસ રચના ધરાવે છે. $H$, $C$, $N$ અને $O$ જેવા નાના પરમાણુઓ સરળતાથી આ ખાલી જગ્યાઓમાં ગોઠવાઈ શકે છે, જે આંતરાલીય સંયોજનો બનાવે છે. તેથી, સાચું કારણ આ આંતરાલીય સ્થાનોની હાજરી છે.

(B) સ્પિન-ઓનલી ચુંબકીય મોમેન્ટની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ B.M.}$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $Ti^{3+}$ $(Z=22)$: $[Ar] 3d^1$, $n=1$, $\mu = \sqrt{1(3)} = 1.73 \text{ B.M.}$
$2$. $Zn^{2+}$ $(Z=30)$: $[Ar] 3d^{10}$, $n=0$, $\mu = 0 \text{ B.M.}$
$3$. $Cr^{2+}$ $(Z=24)$: $[Ar] 3d^4$, $n=4$, $\mu = \sqrt{4(6)} = 4.90 \text{ B.M.}$
$4$. $Fe^{2+}$ $(Z=26)$: $[Ar] 3d^6$, $n=4$, $\mu = \sqrt{4(6)} = 4.90 \text{ B.M.}$
$5$. $Cr^{3+}$ $(Z=24)$: $[Ar] 3d^3$, $n=3$, $\mu = \sqrt{3(5)} = 3.87 \text{ B.M.}$
$6$. $Cu^{2+}$ $(Z=29)$: $[Ar] 3d^9$, $n=1$, $\mu = 1.73 \text{ B.M.}$
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા, $Cr^{2+}$ અને $Fe^{2+}$ બંનેમાં $n=4$ છે અને તેથી તેમની ચુંબકીય મોમેન્ટ સમાન છે.

(B) -બ્લોક તત્વોને $d$-કક્ષકોના ભરાવાને આધારે ચાર સંક્રાંતિ શ્રેણીઓમાં ગોઠવવામાં આવ્યા છે:
$1$. $3d$-શ્રેણી (પ્રથમ સંક્રાંતિ શ્રેણી) માં $3d$-કક્ષકોનું ભરાવું સામેલ છે.
$2$. $4d$-શ્રેણી (દ્વિતીય સંક્રાંતિ શ્રેણી) માં $4d$-કક્ષકોનું ભરાવું સામેલ છે.
$3$. $5d$-શ્રેણી (તૃતીય સંક્રાંતિ શ્રેણી) માં $5d$-કક્ષકોનું ભરાવું સામેલ છે.
$4$. $6d$-શ્રેણી (ચતુર્થ સંક્રાંતિ શ્રેણી) માં $6d$-કક્ષકોનું ભરાવું સામેલ છે.
તેથી, કુલ $4$ સંક્રાંતિ શ્રેણીઓ છે.

(C) પગલું $1$: દરેક આયન માટે ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન અને અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરો.
$Fe^{2+}$ $(Z=26)$: $[Ar] 3d^6$। અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $4$।
$Mn^{2+}$ $(Z=25)$: $[Ar] 3d^5$। અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $5$।
$Co^{2+}$ $(Z=27)$: $[Ar] 3d^7$। અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $3$।
$Ni^{2+}$ $(Z=28)$: $[Ar] 3d^8$। અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $2$।
$Cr^{2+}$ $(Z=24)$: $[Ar] 3d^4$। અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $4$।
પગલું $2$: અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાની સરખામણી કરો.
$Fe^{2+}$ માં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે અને $Cr^{2+}$ માં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી, $Fe^{2+}$ અને $Cr^{2+}$ ની જોડીમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન છે.

(D) $1$. મેંગેનીઝ $(Mn)$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $25$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^5 4s^2$ છે.
$2$. તે સ્થાયી રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે તેના તમામ $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ($3d$ માંથી $5$ અને $4s$ માંથી $2$) ગુમાવી શકે છે.
$3$. તેથી, મેંગેનીઝ દ્વારા દર્શાવવામાં આવતી મહત્તમ ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+7$ છે, જે પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_4)$ જેવા સંયોજનોમાં જોવા મળે છે.

(B) $1$. બીજી સંક્રાંતિ શ્રેણી એ $4d$ શ્રેણી છે, જે ઇટ્રિયમ $(Z=39)$ થી શરૂ થાય છે અને કેડમિયમ $(Z=48)$ પર પૂર્ણ થાય છે.
$2$. આ તત્વો ક્રિપ્ટોન ($[Kr]$, $Z=36$) ના ઉમદા વાયુ કોરને અનુસરે છે.
$3$. $d$-બ્લોક તત્વો માટે સામાન્ય સંયોજકતા કોષની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $(n-1)d^{1-10} ns^{1-2}$ છે.
$4$. બીજી સંક્રાંતિ શ્રેણી માટે, $n=5$ છે. તેથી, રચના $[Kr] 4d^{1-10} 5s^{0-2}$ છે (જ્યાં $5s$ માં તત્વના આધારે $0, 1,$ અથવા $2$ ઇલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે, જેમ કે $Pd$ જે $4d^{10} 5s^0$ છે).

(C) સંક્રાંતિ તત્વ એટલે એવું તત્વ કે જેની ધરા અવસ્થામાં અથવા તેની કોઈ પણ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય.
$Sc$ $([Ar] 3d^1 4s^2)$ માં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી છે.
$Cu$ $([Ar] 3d^{10} 4s^1)$, $Cu^{2+}$ $([Ar] 3d^9)$ બનાવે છે, જેમાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી છે.
$Au$ $([Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1)$, $Au^{3+}$ $([Xe] 4f^{14} 5d^8)$ બનાવે છે, જેમાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી છે.
$Cd$ $([Kr] 4d^{10} 5s^2)$ ની ધરા અવસ્થામાં અને તેની એકમાત્ર સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થા $Cd^{2+}$ $([Kr] 4d^{10})$ માં $d$-કક્ષક સંપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય છે.
તેથી, $Cd$ ને સંક્રાંતિ તત્વ ગણવામાં આવતું નથી.

(D) $1$. સંક્રાંતિ તત્વો એટલે એવા તત્વો કે જે તેમની ધરાવસ્થામાં અથવા તેમની કોઈપણ સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં $d$-કક્ષક અપૂર્ણ રીતે ભરાયેલી હોય છે.
$2$. $Mn$ $(Z=25)$, $Ag$ $(Z=47)$, $Zr$ $(Z=40)$, $Au$ $(Z=79)$, $Mo$ $(Z=42)$, અને $Pt$ $(Z=78)$ એ બધા સંક્રાંતિ તત્વો છે.
$3$. $Sn$ $(Z=50)$ એ સમૂહ $14$ ($p$-બ્લોક) માં રહેલી પોસ્ટ-ટ્રાન્ઝિશન ધાતુ છે.
$4$. $Pm$ $(Z=61)$ એ લેન્થેનોઇડ (આંતરિક સંક્રાંતિ તત્વ) છે.
$5$. તેથી, જોડી $(Sn, Pm)$ માં કોઈ પણ સંક્રાંતિ તત્વનો સમાવેશ થતો નથી.

(B) $Cr$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^5 4s^1$ છે.
$Cr^{2+}$ આયનની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^4 4s^0$ છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ = $4$ છે.
સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટનું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \text{ BM}$ છે.
સૂત્રમાં $n = 4$ મૂકતા: $\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{4 \times 6} = \sqrt{24} \approx 4.90 \text{ BM}$.