d और f-ब्लॉक तत्व
बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQs)
1. एक संक्रमण तत्व $X$ के +3 ऑक्सीकरण अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3 d^{5}$ है। इसकी परमाणु संख्या क्या है?
(a) 25
(b) 26
(c) 27
(d) 24
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उत्तर: (b)
स्पष्टीकरण:
$X$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3 d^{5}$ है।
जब $X^{3+}$ बनता है, तो 3 इलेक्ट्रॉन खो जाते हैं, इसलिए तत्व $X$ का विन्यास $[Ar] 3 d^{6}4s^2$ होता है।
$ \therefore $ $X$ की परमाणु संख्या $=18+5+3=26$
इसलिए, विकल्प (b) सही है।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(a) 25: यदि तत्व $X$ की परमाणु संख्या 25 होती, तो इसके +3 ऑक्सीकरण अवस्था में यह 3 इलेक्ट्रॉन खो देता। तत्व $X$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^2$ होता। 3 इलेक्ट्रॉन खो जाने के बाद विन्यास $[Ar] 3d^4$ होता, जो $[Ar] 3d^5$ नहीं होता।
(c) 27: यदि तत्व $X$ की परमाणु संख्या 27 होती, तो इसके +3 ऑक्सीकरण अवस्था में यह 3 इलेक्ट्रॉन खो देता। तत्व $X$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^7 4s^2$ होता। 3 इलेक्ट्रॉन खो जाने के बाद विन्यास $[Ar] 3d^6$ होता, जो $[Ar] 3d^5$ नहीं होता।
(d) 24: यदि तत्व $X$ की परमाणु संख्या 24 होती, तो इसके +3 ऑक्सीकरण अवस्था में यह 3 इलेक्ट्रॉन खो देता। तत्व $X$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^1$ होता। 3 इलेक्ट्रॉन खो जाने के बाद विन्यास $[Ar] 3d^3$ होता, जो $[Ar] 3d^5$ नहीं होता।
2. Cu(II) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $3 d^{9}$ है जबकि Cu(I) का विन्यास $3 d^{10}$ है। निम्नलिखित में से कौन सा सही है?
(a) Cu(II) अधिक स्थायी है
(b) Cu(II) कम स्थायी है
(c) Cu(I) और Cu(II) समान रूप से स्थायी हैं
(d) Cu(I) और Cu(II) की स्थायिता कॉपर लवण के प्रकार पर निर्भर करती है
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उत्तर: (a)
स्पष्टीकरण:
Cu(II) Cu(I) की तुलना में अधिक स्थायी है। यह ज्ञात है कि, Cu(I) के विन्यास $3 d^{10}$ स्थायी विन्यास है जबकि Cu(II) के विन्यास $3 d^{9}$ है। लेकिन Cu(II) की अधिक स्थायिता इसलिए है कि Cu(II) के प्रभावी नाभिकीय आवेश के कारण यह 17 इलेक्ट्रॉन धारण करता है जबकि Cu(I) में 18 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
अब, गलत विकल्पों का विचार करें:
(b) Cu(II) कम स्थायी है: यह गलत है क्योंकि Cu(II) वास्तव में Cu(I) की तुलना में अधिक स्थायी है क्योंकि Cu(II) में बड़ा प्रभावी नाभिकीय आवेश होता है, जो इसे अपने इलेक्ट्रॉनों को अधिक तीव्रता से बरकरार रखने में सक्षम बनाता है, भले ही यह Cu(I) की तुलना में एक इलेक्ट्रॉन कम होता है।
(c) Cu(I) और Cu(II) समान रूप से स्थायी हैं: यह गलत है क्योंकि Cu(II) Cu(I) की तुलना में अधिक स्थायी है। Cu(II) में प्रभावी नाभिकीय आवेश के कारण यह अधिक स्थायी है, भले ही इसकी $3d^9$ व्यवस्था होती है, जो Cu(I) की $3d^{10}$ व्यवस्था की तुलना में कम तीव्रता से स्थायी होती है।
(d) Cu(I) और Cu(II) की स्थायित्व तांबा नमक के प्रकृति पर निर्भर करती है: यह गलत है क्योंकि Cu(II) की Cu(I) की तुलना में अंतरिक विशिष्ट स्थायित्व प्रभावी नाभिकीय आवेश के कारण होता है और यह तांबा नमक के प्रकृति पर निर्भर नहीं करता।
3. कुछ संक्रमण तत्वों के धातु त्रिज्या नीचे दिए गए हैं। इन तत्वों में से कौन सा तत्व सबसे अधिक घनत्व रखता है?
| तत्व | $Fe$ | $Co$ | $Ni$ | $Cu$ |
|---|---|---|---|---|
| धातु त्रिज्या/pm | 126 | 125 | 125 | 128 |
(a) $Fe$
(b) $Ni$
(c) Co
(d) $Cu$
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उत्तर: (d)
स्पष्टीकरण:
एक आवर्त में बाएँ से दाएँ जाने पर धातु त्रिज्या घटती जाती है जबकि द्रव्यमान बढ़ता जाता है। धातु त्रिज्या के घटने के साथ-साथ द्रव्यमान के बढ़ने के कारण धातु के घनत्व में वृद्धि होती है।
इसलिए, दिए गए चार विकल्पों में $Cu$ आवर्त सारणी में संक्रमण धातु के दाएँ ओर स्थित है और इसका घनत्व सबसे अधिक होता है $(89 g / cm^{3})$।
अब, गलत विकल्पों का विचार करें:
(a) Fe: लोहा (Fe) की धातु त्रिज्या (126 pm) Co और Ni की तुलना में बड़ी होती है और यह तांबा के तुलना में आवर्त सारणी में बाएँ ओर स्थित होता है। इसका अर्थ है कि इसका द्रव्यमान कम होता है और धातु त्रिज्या बड़ी होती है, जिसके कारण इसका घनत्व Cu की तुलना में कम होता है।
(b) Ni: निकल (Ni) की धातु त्रिज्या (125 pm) Cu की तुलना में कम होती है, लेकिन यह आवर्त सारणी में Cu के बाएँ ओर स्थित होता है। यद्यपि इसकी धातु त्रिज्या कम होती है, लेकिन इसका द्रव्यमान Cu के तुलना में कम होता है, जिसके कारण इसका घनत्व कम होता है।
(c) को: कोबाल्ट (Co) की धातुई त्रिज्या 125 pm है, जो निकल (Ni) के समान है, और यह आवर्त सारणी में कूपर (Cu) के बाईं ओर स्थित है। जैसे कि निकल, इसका परमाणु द्रव्यमान Cu से कम होता है, जिसके कारण घनत्व कम होता है।
4. सामान्यतः, संक्रमण तत्व अपने अनुचुम्बकीय इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण रंगीन लवण बनाते हैं। निम्नलिखित में से कौन-सा यौगिक ठोस अवस्था में रंगीन होगा?
(a) $Ag_2 SO_4$
(b) $CuF_2$
(c) $ZnF_2$
(d) $Cu_2 Cl_2$
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Answer:(b)
Explanation:
संक्रमण तत्व अपने अनुचुम्बकीय इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण रंगीन लवण बनाते हैं। $CuF_2$ में $Cu(II)$ एक अनुचुम्बकीय इलेक्ट्रॉन के साथ होता है, इसलिए $CuF_2$ ठोस अवस्था में रंगीन होता है।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(a) $Ag_2SO_4$: $Ag_2SO_4$ में सिल्वर (Ag) +1 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जो $d^{10}$ विन्यास के पूर्ण भरे हुए होता है। अतः इसमें कोई अनुचुम्बकीय इलेक्ट्रॉन नहीं होते, इसलिए इसमें रंग नहीं दिखाई देता।
(c) $ZnF_2$: $ZnF_2$ में जिंक (Zn) +2 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जो $d^{10}$ विन्यास के पूर्ण भरे हुए होता है। अतः इसमें कोई अनुचुम्बकीय इलेक्ट्रॉन नहीं होते, इसलिए इसमें रंग नहीं दिखाई देता।
(d) $Cu_2Cl_2$: $Cu_2Cl_2$ में कॉपर (Cu) +1 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जो $d^{10}$ विन्यास के पूर्ण भरे हुए होता है। अतः इसमें कोई अनुचुम्बकीय इलेक्ट्रॉन नहीं होते, इसलिए इसमें रंग नहीं दिखाई देता।
5. केंद्रीय $H_2 SO_4$ में छोटी मात्रा में $KMnO_4$ मिलाने पर एक हरे तेली बर्फ के यौगिक की प्राप्ति होती है जो बहुत विस्फोटक प्रकृति का होता है। निम्नलिखित में से कौन-सा यौगिक है?
(a) $Mn_2 O_7$
(b) $MnO_2$
(c) $MnSO_4$
(d) $Mn_2 O_3$
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Answer:(a)
Explanation:
केंद्रीय $H_2 SO_4$ में $KMnO_4$ मिलाने पर एक हरे तेली बर्फ के यौगिक $Mn_2 O_7$ प्राप्त होता है जो बहुत विस्फोटक प्रकृति का होता है।
$ 2 KMnO_4+2 H_2 SO_4 \text { (Conc.) } \longrightarrow Mn_2 O_7+2 KHSO_4+H_2 O $
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(b) $MnO_2$: यह यौगिक मैंगनीज डाइऑक्साइड है, जो ठोस होता है और हरे तेली तरल नहीं होता। यह भी बहुत विस्फोटक प्रकृति का नहीं होता।
(c) $MnSO_4$: यह यौगिक मैंगनीज(II) सल्फेट है, जो एक ठोस होता है और पानी में आमतौर पर लाल या हल्का लाल घोल बनाता है। यह एक हरा तेली तरल नहीं होता है और इसकी उच्च विस्फोटकता नहीं होती है।
(d) $Mn_2 O_3$: यह यौगिक मैंगनीज(III) ऑक्साइड है, जो एक ठोस होता है और एक हरा तेली तरल नहीं होता है। इसकी उच्च विस्फोटकता भी नहीं होती है।
6. धातुओं के चुंबकीय प्रकृति के निर्धारण में असुमेलित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति पर निर्भर करता है। अंतरानुवांशी तत्व की वह विन्यास कौन सा है, जो सबसे अधिक चुंबकीय आघूर्ण दिखाता है?
(a) $3 d^{7}$
(b) $3 d^{5}$
(c) $3 d^{8}$
(d) $3 d^{2}$
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Answer:(b)
Explanation:
अंतरानुवांशी तत्व की वह विन्यास कौन सा है, जो सबसे अधिक चुंबकीय आघूर्ण दिखाता है, इसके लिए हमें दिए गए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में असुमेलित इलेक्ट्रॉन की संख्या के विश्लेषण करना होगा। चुंबकीय आघूर्ण असुमेलित इलेक्ट्रॉन की संख्या के सीधे संबंध में होता है, जिसमें अधिक असुमेलित इलेक्ट्रॉन अधिक चुंबकीय आघूर्ण दिखाते हैं।
अधिक असुमेलित इलेक्ट्रॉन होने पर चुंबकीय आघूर्ण का मान अधिक होता है। क्योंकि, $3 d^{5}$ में 5 असुमेलित इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इसका सबसे अधिक चुंबकीय आघूर्ण होता है।
चुंबकीय आघूर्ण $(\mu)=\sqrt{n(n+2)} B M$।
$ \mu =\sqrt{5(5+2)} $
$ =\sqrt{35} $
$ =5.95 BM$
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(a) $3d^7$: इस विन्यास में 3 असुमेलित इलेक्ट्रॉन होते हैं। चुंबकीय आघूर्ण की गणना इस प्रकार की जाती है:
$ \mu = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 3.87 , \text{BM} $
इसमें $3d^5$ की तुलना में कम असुमेलित इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इसका चुंबकीय आघूर्ण कम होता है।
(c) $3d^8$: इस विन्यास में 2 असुमेलित इलेक्ट्रॉन होते हैं। चुंबकीय आघूर्ण की गणना इस प्रकार की जाती है:
$ \mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 , \text{BM} $
इसमें $3d^5$ की तुलना में कम असुमेलित इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इसका चुंबकीय आघूर्ण कम होता है।
(d) $3d^2$: इस विन्यास में 2 असुमेलित इलेक्ट्रॉन होते हैं। चुंबकीय आघूर्ण की गणना इस प्रकार की जाती है:
$ \mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 , \text{BM} $
इसमें $3d^5$ की तुलना में कम असुमेलित इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इसका चुंबकीय आघूर्ण कम होता है।
7. निम्नलिखित में से कौन सा ऑक्सीकरण अवस्था सभी लैंथेनॉइड के लिए सामान्य है?
(a) +2
(b) +3
(c) +4
(d) +5
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Answer:(b)
Explanation:
लैंथेनॉइड एक समान (+3) ऑक्सीकरण अवस्था द्वारा प्रदर्शित करते हैं। वे आमतौर पर आयनिक और त्रिवलेंट यौगिक बनाते हैं। आयनों के इलेक्ट्रॉनिक संरचना हैं
$Ce^{3+}$ $f^{1}$ , $Pr^{3+} $ $f^{2}$ , $ Nd^{3+} $ $f^{3}$ , $\dots$ $ Lu^{3+}$ $f^{14}$.
अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:
(a) +2: कुछ लैंथेनॉइड एक +2 ऑक्सीकरण अवस्था दिखा सकते हैं, लेकिन यह सभी लैंथेनॉइड के लिए सामान्य नहीं है। +2 अवस्था आमतौर पर कम स्थायी होती है और केवल कुछ विशिष्ट लैंथेनॉइड जैसे Eu और Yb में देखी जाती है।
(c) +4: +4 ऑक्सीकरण अवस्था भी सभी लैंथेनॉइड के लिए सामान्य नहीं है। यह एक सीमित संख्या में लैंथेनॉइड जैसे Ce और Tb में देखी जाती है, जहां तत्व चार इलेक्ट्रॉन खोकर एक स्थायी इलेक्ट्रॉनिक संरचना प्राप्त करते हैं।
(d) +5: +5 ऑक्सीकरण अवस्था बहुत दुर्लभ है और लैंथेनॉइड में देखी नहीं जाती है। लैंथेनॉइड आमतौर पर इस उच्च ऑक्सीकरण अवस्था को प्राप्त नहीं करते क्योंकि पाँच इलेक्ट्रॉन खोने के लिए आवश्यक ऊर्जा बहुत अधिक होती है।
8. निम्नलिखित में से कौन से अभिक्रियाएं अपनी अपनी अभिक्रिया हैं?
(i) $Cu^{+} \longrightarrow Cu^{2+}+Cu$
(ii) $3 MnO_4^{-}+4 H^{+} \longrightarrow 2 MnO_4^{-}+MnO_2+2 H_2 O$
(iii) $2 KMnO_4 \longrightarrow K_2 MnO_4+MnO_2+O_2$
(iv) $2 MnO_4^{-}+3 Mn^{2+}+2 H_2 O \longrightarrow 5 MnO_2+4 H^{+}$
(a) (i)
(b) (i), (ii) और (iii)
(c) (ii), (iii) और (iv)
(d) (i) और (iv)
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Answer:(a)
Explanation:
जिस अभिक्रिया में एक ही परमाणु के ऑक्सीकरण और अपचयन दोनों एक साथ होते हैं, उसे अपनी अपनी अभिक्रिया कहते हैं।
अब, गलत विकल्पों का विचार करें:
(b) (i), (ii) और (iii):
अभिक्रिया (ii) एक अपचयन-उपचयन अभिक्रिया नहीं है क्योंकि इसमें $MnO_4^{-}$ के $MnO_2$ में अपचयन और $MnO_4^{2-}$ में उपचयन होता है, लेकिन ये परिवर्तन एक ही परमाणु पर एक साथ नहीं होते हैं।
अभिक्रिया (iii) एक अपचयन-उपचयन अभिक्रिया नहीं है क्योंकि इसमें $KMnO_4$ के $K_2MnO_4$, $MnO_2$ और $O_2$ में विघटन होता है, लेकिन एक ही पदार्थ के एक साथ उपचयन और अपचयन नहीं होता है।
(c) (ii), (iii) और (iv):
अभिक्रिया (ii) एक अपचयन-उपचयन अभिक्रिया नहीं है क्योंकि इसमें $MnO_4^{-}$ के $MnO_2$ में अपचयन और $MnO_4^{2-}$ में उपचयन होता है, लेकिन ये परिवर्तन एक ही परमाणु पर एक साथ नहीं होते हैं।
अभिक्रिया (iii) एक अपचयन-उपचयन अभिक्रिया नहीं है क्योंकि इसमें $KMnO_4$ के $K_2MnO_4$, $MnO_2$ और $O_2$ में विघटन होता है, लेकिन एक ही पदार्थ के एक साथ उपचयन और अपचयन नहीं होता है।
अभिक्रिया (iv) एक अपचयन-उपचयन अभिक्रिया नहीं है क्योंकि इसमें $MnO_4^{-}$ के $MnO_2$ में अपचयन और $Mn^{2+}$ के $MnO_2$ में उपचयन होता है, लेकिन ये परिवर्तन एक ही परमाणु पर एक साथ नहीं होते हैं।
(d) (i) और (iv):
अभिक्रिया (iv) एक अपचयन-उपचयन अभिक्रिया नहीं है क्योंकि इसमें $MnO_4^{-}$ के $MnO_2$ में अपचयन और $Mn^{2+}$ के $MnO_2$ में उपचयन होता है, लेकिन ये परिवर्तन एक ही परमाणु पर एक साथ नहीं होते हैं।
9. जब $KMnO_4$ विलयन को ऑक्जैलिक अम्ल के विलयन में मिलाया जाता है, तो विलयन के रंग धीरे-धीरे खत्म होता है लेकिन कुछ समय के बाद तेजी से खत्म हो जाता है क्योंकि
(a) $CO_2$ उत्पाद के रूप में बनता है
(b) अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी होती है
(c) $MnO_4^{-}$ अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है
(d) $Mn^{2+}$ स्व-उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है
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उत्तर: (d)
स्पष्टीकरण:
जब पोटैशियम परमैंगनेट $(KMnO_{4})$ को ऑक्जैलिक अम्ल $(H_{2}C_{2}O_{4})$ में मिलाया जाता है, तो एक अपचयन-उपचयन अभिक्रिया होती है जहां $KMnO_{4}$ एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
Initially , अभिक्रिया धीमी होती है क्योंकि $KMnO_{4}$ (जो $Mn$ के +7 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है) को $Mn^{2+}$ (जो +2 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है) में अपचयित करना पड़ता है। इस अपचयन प्रक्रिया में समय लगता है क्योंकि इसमें ऑक्सैलिक अम्ल से $KMnO_{4}$ में इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण की आवश्यकता होती है।
जैसे-जैसे अभिक्रिया आगे बढ़ती है, $MnO_{4}^{-}$ $Mn^{2+}$ में अपचयित होता है। शुरू में बनने वाला $Mn^{2+}$ की मात्रा सीमित होती है, जिसके कारण अभिक्रिया दर धीमी होती है।
जब एक पर्याप्त मात्रा में $Mn^{2+}$ बन जाती है, तो यह अभिक्रिया के एक उत्पाद के रूप में कार्य करने लगता है। इसे स्व-उत्प्रेरकता (autocatalysis) कहा जाता है, जहां अभिक्रिया के एक उत्पाद $Mn^{2+}$ अभिक्रिया को स्वयं तेज करता है।
जैसे-जैसे अधिक $Mn^{2+}$ बनता जाता है, अभिक्रिया दर तेजी से बढ़ती जाती है, जिसके कारण विलयन के रंग का तेजी से विलुप्त होना होता है। इसी कारण अभिक्रिया के शुरू में धीमी चरण के बाद रंग के विलुप्त होना तेजी से हो जाता है।
अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:
(a) $CO_2$ उत्पाद के रूप में बनता है: $CO_2$ के उत्पाद के रूप में बनना अभिक्रिया दर में परिवर्तन की व्याख्या नहीं कर सकता। रंग के तेजी से विलुप्त होने के कारण $Mn^{2+}$ के उत्प्रेरक प्रभाव है, न कि $CO_2$ के उत्पादन के कारण है।
(b) अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी होती है: यद्यपि अभिक्रिया ऊष्मा उत्सर्जित कर सकती है, लेकिन अभिक्रिया की ऊष्माक्षेपी प्रकृति अभिक्रिया के शुरू में धीमी गति के बाद तेजी से रंग के विलुप्त होने की व्याख्या नहीं कर सकती। मुख्य कारक $Mn^{2+}$ के स्व-उत्प्रेरक भूमिका है।
(c) $MnO_4^{-}$ अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है: $MnO_4^{-}$ इस अभिक्रिया में एक अभिकर्मक है, न कि उत्प्रेरक। इस अभिक्रिया में उत्प्रेरक $Mn^{2+}$ है, जो अभिक्रिया के दौरान उत्पन्न होता है और अभिक्रिया की गति को तेज करता है।
10. एक्टिनॉइड श्रेणी में 14 तत्व होते हैं। निम्नलिखित में से कौन सा तत्व इस श्रेणी में नहीं आता है?
(a) $U$
(b) $Np$
(c) $Tm$
(d) $ Fm $
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उत्तर: (c)
व्याख्या:
$Tm(Z=69)$ एक्टिनॉइड श्रेणी में नहीं आता है। एक्टिनॉइड श्रेणी के परमाणु क्रमांक 90 से 103 तक होते हैं। थुलियम (Tm) के परमाणु क्रमांक 69 है और इसके लैंटेनॉइड श्रेणी (4f श्रेणी) में आता है।
अब, गलत विकल्पों का ध्यान दें:
(a) $U$ (यूरेनियम) गलत है क्योंकि इसकी परमाणु संख्या 92 है और इसे एक्टिनॉइड श्रेणी में शामिल किया जाता है।
(b) $Np$ (नेप्चुनियम) गलत है क्योंकि इसकी परमाणु संख्या 93 है और इसे एक्टिनॉइड श्रेणी में शामिल किया जाता है।
(d) $Fm$ (फर्मियम) गलत है क्योंकि इसकी परमाणु संख्या 100 है और इसे एक्टिनॉइड श्रेणी में शामिल किया जाता है।
11. $ KMnO_4$ अम्लीय माध्यम में एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है। अम्लीय विलयन में एक मोल सल्फाइड आयन के साथ प्रतिक्रिया करने वाले $KMnO_4$ के मोल की संख्या है
(a) $\dfrac{2}{5}$
(b) $\dfrac{3}{5}$
(c) $\dfrac{4}{5}$
(d) $\dfrac{1}{5}$
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उत्तर: (a)
स्पष्टीकरण:
$KMnO_4$ के उस प्रतिक्रिया में जिसमें यह अम्लीय माध्यम में एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है, निम्नलिखित होती है:
$2 KMnO_4+3 H_2 SO_4 \longrightarrow K_2 SO_4+2 MnSO_4+3 H_2 O+5[O]$
$ [H_2 S + [O] \longrightarrow H_2 O + S] \times 5 $
${2 KMnO_4+3 H_2 SO_4+5 H_2 S \longrightarrow K_2 SO_4+2 MnSO_4+8 H_2 O+5 S} $
5 मोल $S^{2-}$ आयन $2$ मोल $KMnO_4$ के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। अतः, 1 मोल $S^{2-}$ आयन $ \frac{2}{5} $ मोल $KMnO_4$ के साथ प्रतिक्रिया करता है।
अब, गलत विकल्पों का ध्यान दें:
(b) $\frac{3}{5}$ गलत है क्योंकि इसका अर्थ है कि 1 मोल $S^{2-}$ आयन $ \frac{3}{5} $ मोल $KMnO_4$ के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुपात के विपरीत है। संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार, 1 मोल $S^{2-}$ आयन $ \frac{2}{5} $ मोल $KMnO_4$ के साथ प्रतिक्रिया करता है।
(c) $\frac{4}{5}$ गलत है क्योंकि यह 1 मोल $S^{2-}$ आयन के साथ प्रतिक्रिया करने वाले $KMnO_4$ की मात्रा को अधिक अनुमानित करता है। संतुलित समीकरण के अनुसार, 1 मोल $S^{2-}$ आयन के लिए केवल $ \frac{2}{5} $ मोल $KMnO_4$ की आवश्यकता होती है।
(d) $\frac{1}{5}$ गलत है क्योंकि यह 1 मोल $S^{2-}$ आयन के साथ प्रतिक्रिया करने वाले $KMnO_4$ की मात्रा को अत्यधिक कम अनुमानित करता है। संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार, 1 मोल $S^{2-}$ आयन के लिए $ \frac{2}{5} $ मोल $KMnO_4$ की आवश्यकता होती है।
12. निम्नलिखित में से कौन एम्फोटेरिक ऑक्साइड है?
$ Mn_2 O_7, CrO_3, Cr_2 O_3, CrO, V_2 O_5, V_2 O_4 $
(a) $V_2 O_5, Cr_2 O_3$
(b) $Mn_2 O_7, CrO_3$
(c) $CrO, V_2 O_5$
(d) $V_2 O_5, V_2 O_4$
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उत्तर: (a)
स्पष्टीकरण:
$V_2 O_5$ और $Cr_2 O_3$ एम्फोटेरिक ऑक्साइड हैं क्योंकि दोनों क्षार और अम्ल दोनों के साथ अभिक्रिया करते हैं।
ध्यातव्य: निम्न ऑक्साइड में क्षारीय गुण प्रधान होते हैं जबकि उच्च ऑक्साइड में अम्लीय गुण प्रधान होते हैं।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(b) $Mn_2 O_7, CrO_3$: $Mn_2 O_7$ और $CrO_3$ दोनों एम्फोटेरिक ऑक्साइड नहीं हैं। वे अम्लीय ऑक्साइड हैं क्योंकि वे क्षार के साथ अभिक्रिया करके लवण और पानी बनाते हैं लेकिन अम्ल के साथ अभिक्रिया नहीं करते हैं।
(c) $CrO, V_2 O_5$: $CrO$ एक क्षारीय ऑक्साइड है, न कि एम्फोटेरिक। यह अम्ल के साथ अभिक्रिया करके लवण और पानी बनाता है लेकिन क्षार के साथ अभिक्रिया नहीं करता है। $V_2 O_5$ एम्फोटेरिक है, लेकिन $CrO$ की उपस्थिति के कारण यह विकल्प गलत है।
(d) $V_2 O_5, V_2 O_4$: $V_2 O_4$ एक क्षारीय ऑक्साइड है, न कि एम्फोटेरिक। यह अम्ल के साथ अभिक्रिया करके लवण और पानी बनाता है लेकिन क्षार के साथ अभिक्रिया नहीं करता है। $V_2 O_5$ एम्फोटेरिक है, लेकिन $V_2 O_4$ की उपस्थिति के कारण यह विकल्प गलत है।
13. गैडोलिनियम $4 f$ श्रेणी में आता है। इसकी परमाणु संख्या 64 है। निम्नलिखित में से कौन गैडोलिनियम की सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है?
(a) $[Xe] 4 f^{7} 5 d^{1} 6 s^{2}$
(b) $[Xe] 4 f^{6} 5 d^{2} 6 s^{2}$
(c) $[Xe] 4 f^{8} 6 d^{2}$
(d) $[Xe] 4 f^{9} 5 s^{1}$
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उत्तर: (a)
स्पष्टीकरण:
गैडोलिनियम $4 f$ श्रेणी में आता है और इसकी परमाणु संख्या 64 है। गैडोलिनियम की सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है
$ _{64} Gd= _{54}[Xe] 4 f^{7} 5 d^{1} 6 s^{2} $
इसके पास $4 f$ उप-शेल के आधा भरे होने के कारण अतिरिक्त स्थायित्व होता है।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(b): $[Xe] 4 f^{6} 5 d^{2} 6 s^{2}$ गलत है क्योंकि यह $4f$ उप-शेल के आधा भरे होने के कारण अतिरिक्त स्थायित्व को ध्यान में नहीं लेता है। गैडोलिनियम में $4f$ उप-शेल में 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं, न कि 6।
(c): $[Xe] 4 f^{8} 6 d^{2}$ गलत है क्योंकि इसका अर्थ है कि $4f$ उप-ऊर्जा स्तर में 8 इलेक्ट्रॉन और $6d$ उप-ऊर्जा स्तर में 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो गैडोलिनियम के वास्तविक इलेक्ट्रॉन संख्या के साथ मेल नहीं खाता है। इसके अतिरिक्त, इसमें $6s$ इलेक्ट्रॉन को छोड़ दिया गया है।
(d): $[Xe] 4 f^{9} 5 s^{1}$ गलत है क्योंकि इसका अर्थ है कि $4f$ उप-ऊर्जा स्तर में 9 इलेक्ट्रॉन और $5s$ उप-ऊर्जा स्तर में 1 इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो गैडोलिनियम के सही इलेक्ट्रॉन विन्यास के लिए गलत है। $5s$ उप-ऊर्जा स्तर के संगत नहीं होना चाहिए और $4f$ उप-ऊर्जा स्तर में 7 इलेक्ट्रॉन होना चाहिए।
14. अंतराकाशी यौगिक बनते हैं जब छोटे परमाणु धातु के क्रिस्टल जाली में फंस जाते हैं। निम्नलिखित में से कौन अंतराकाशी यौगिक की विशिष्ट गुण नहीं है?
(a) वे शुद्ध धातुओं की तुलना में उच्च गलनांक वाले होते हैं
(b) वे बहुत कठोर होते हैं
(c) वे धात्विक चालकता को बरकरार रखते हैं
(d) वे रासायनिक रूप से बहुत अभिक्रियाशील होते हैं
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Answer:(d)
Explanation:
अंतराकाशी यौगिक बनते हैं जब छोटे परमाणु धातु के क्रिस्टल जाली में फंस जाते हैं। इनके कुछ महत्वपूर्ण गुण निम्नलिखित हैं:
(i) वे बहुत कठोर और कठोर होते हैं।
(ii) वे उच्च गलनांक वाले होते हैं जो शुद्ध धातुओं की तुलना में अधिक होते हैं।
(iii) वे शुद्ध धातु की तरह चालकता दिखाते हैं।
(iv) वे रासायनिक अक्रियता प्राप्त कर लेते हैं।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(a) वे शुद्ध धातुओं की तुलना में उच्च गलनांक वाले होते हैं: यह गलत है क्योंकि अंतराकाशी यौगिक वास्तव में उच्च गलनांक वाले होते हैं, जो शुद्ध धातुओं की तुलना में अधिक होते हैं क्योंकि धातु परमाणु और जाली में फंसे छोटे परमाणुओं के बीच मजबूत बंधन होता है।
(b) वे बहुत कठोर होते हैं: यह गलत है क्योंकि अंतराकाशी यौगिक ज्ञात रूप से कठोर और कठोर होते हैं, जो धातु जाली के अंतराकाश में छोटे परमाणुओं के फिट होने के कारण होता है जो जाली की संपूर्ण संरचना को मजबूत करते हैं।
(c) वे धात्विक चालकता को बरकरार रखते हैं: यह गलत है क्योंकि अंतराकाशी यौगिक शुद्ध धातुओं की धात्विक चालकता को बरकरार रखते हैं, क्योंकि जाली में छोटे परमाणुओं की उपस्थिति इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को बहुत कम प्रभावित करती है।
15. चुंबकीय आघूर्ण इसके चक्रण कोणीय आवेग और कक्षीय कोणीय आवेग से संबंधित होता है। $Cr^{3+}$ आयन के चक्रण के आधार पर केवल चुंबकीय आघूर्ण का मान है
(a) $2.87 BM$
(b) $3.87 BM$
(c) $3.47 BM$
(d) $3.57 BM$
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (b)
स्पष्टीकरण:
$ Cr \quad \rightarrow (Z=24) $
$ Cr^{3+} \rightarrow (Z=21) $
$ 1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 3d^{3} 4s^{0} $
$ n=3(3 \text{ असुम्बंधित इलेक्ट्रॉन}) $
$ (\mu) =\sqrt{n(n+2)} BM $
$ =\sqrt{3(3+2)}=\sqrt{15} $
$ =3.87 BM $
अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:
(a) $2.87 BM$: यह मान गलत है क्योंकि इसके पीछे अलग संख्या में असुम्बंधित इलेक्ट्रॉन होते हैं। $Cr^{3+}$ आयन के लिए, जो 3 असुम्बंधित इलेक्ट्रॉन होते हैं, सही गणना $\sqrt{15} \approx 3.87 BM$ देती है, न कि $2.87 BM$।
(c) $3.47 BM$: यह मान गलत है क्योंकि इसके पीछे 3 असुम्बंधित इलेक्ट्रॉन के लिए स्पिन केवल चुंबकीय आघूर्ण सूत्र के परिणाम से मेल नहीं खाता। सही गणना $\sqrt{15} \approx 3.87 BM$ है, न कि $3.47 BM$।
(d) $3.57 BM$: यह मान गलत है क्योंकि इसके पीछे 3 असुम्बंधित इलेक्ट्रॉन के लिए स्पिन केवल चुंबकीय आघूर्ण सूत्र के परिणाम से मेल नहीं खाता। सही गणना $\sqrt{15} \approx 3.87 BM$ है, न कि $3.57 BM$।
16. $ KMnO_4$ क्षारीय माध्यम में एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है। जब क्षारीय $KMnO_4$ को $KI$ के साथ अभिकर्मक किया जाता है, तो आयोडाइड आयन $IO_3^{-}$ में ऑक्सीकृत हो जाता है।
(a) $I_2$
(b) $IO^{-}$
(c) $IO_3^{-}$
(d) $IO_4^{-}$
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (c)
स्पष्टीकरण:
$KMnO_4$ क्षारीय माध्यम में एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है। जब क्षारीय $KMnO_4$ को $KI$ के साथ अभिकर्मक किया जाता है, तो आयोडाइड आयन $IO_3^{-}$ में ऑक्सीकृत हो जाता है।
अभिक्रिया:
$2 \mathrm{KMnO}_4+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\mathrm{KI} \longrightarrow 2 \mathrm{MnO}_4+2 \mathrm{KOH}+\mathrm{KIO}_3$
या, $ \mathrm{I}^{-}+6 \mathrm{OH}^{-} \longrightarrow \mathrm{IO}_3^{-}+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+6 \mathrm{e}^{-}$
अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:
(a) $I_2$: क्षारीय माध्यम में $KMnO_4$ एक मजबूत ऑक्सीकारक होता है और इसके द्वारा आयोडाइड आयन ($I^-$) को उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीकृत किया जाता है। आणविक आयोडीन ($I_2$) अम्लीय या उदासीन शर्तों में बनती है, न कि क्षारीय शर्तों में।
(ब) $IO^{-}$: $IO^{-}$ में आयोडीन की ऑक्सीकरण अवस्था +1 है। हालांकि, क्षारीय माध्यम में एक मजबूत ऑक्सीकारक जैसे $KMnO_4$ की उपस्थिति में, आयोडाइड आयन आयोडीन की ऑक्सीकरण अवस्था +1 से अधिक हो जाती है, विशेष रूप से $IO_3^{-}$ में +5 हो जाती है।
(ड) $IO_4^{-}$: $IO_4^{-}$ में आयोडीन की ऑक्सीकरण अवस्था +7 है। जबकि $KMnO_4$ एक मजबूत ऑक्सीकारक है, क्षारीय माध्यम में यह आमतौर पर आयोडाइड आयन को +5 ऑक्सीकरण अवस्था तक ऑक्सीकृत करता है और $IO_3^{-}$ बनाता है, जबकि $IO_4^{-}$ में +7 ऑक्सीकरण अवस्था नहीं बनाता है।
17. निम्नलिखित में से कौन सा कथन गलत है?
(a) कॉपर अम्ल से हाइड्रोजन छोड़ता है
(b) मैंगनीज के उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में, ऑक्सीजन और फ्लुओरीन के साथ स्थायी यौगिक बनाता है
(c) $Mn^{3+}$ और $Co^{3+}$ जलीय विलयन में ऑक्सीकारक होते हैं
(d) $Ti^{2+}$ और $Cr^{2+}$ जलीय विलयन में अपचायक होते हैं
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (a)
स्पष्टीकरण:
कॉपर विद्युत रासायनिक श्रेणी में हाइड्रोजन के नीचे स्थित होता है और इसलिए अम्ल से $H_2$ छोड़ता नहीं है। या तो कॉपर के धनात्मक $E^{\circ}$ मान इसकी अम्ल से $H_2$ छोड़ने की क्षमता के अभाव के कारण है।
इसलिए, विकल्प (a) गलत है।
अन्य तीन विकल्प $ (b, c, d) $ सही हैं।
अब, सही विकल्पों के बारे में विचार करें:
(ब) मैंगनीज के उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में, ऑक्सीजन और फ्लुओरीन के साथ स्थायी यौगिक बनाता है: यह कथन सही है। मैंगनीज के उच्च ऑक्सीकरण अवस्था (जैसे +4, +6 और +7) में, $ (\text{MnO}_2) $, $ (\text{MnO}_3) $ और $ (\text{MnF}_4) $ जैसे स्थायी यौगिक बनते हैं।
(स) $ (\text{Mn}^{3+}) $ और $ (\text{Co}^{3+}) $ जलीय विलयन में ऑक्सीकारक होते हैं: यह कथन सही है। $ (\text{Mn}^{3+}) $ और $ (\text{Co}^{3+}) $ इलेक्ट्रॉन लेने की प्रवृत्ति रखते हैं और इसलिए जलीय विलयन में ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करते हैं।
(द) $ (\text{Ti}^{2+}) $ और $ (\text{Cr}^{2+}) $ जलीय विलयन में अपचायक होते हैं: यह कथन सही है। $ (\text{Ti}^{2+}) $ और $ (\text{Cr}^{2+}) $ इलेक्ट्रॉन खोने की प्रवृत्ति रखते हैं और इसलिए जलीय विलयन में अपचायक के रूप में कार्य करते हैं।
18. जब अम्लीकृत $K_2 Cr_2 O_7$ विलयन $Sn^{2+}$ लवण में मिलाया जाता है तो $Sn^{2+}$ बदल जाता है
(a) $Sn$
(b) $Sn^{3+}$
(c) $Sn^{4+}$
(d) $Sn^{+}$
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (c)
स्पष्टीकरण:
जब अम्लीकृत $K_2 Cr_2 O_7$ विलयन $Sn^{2+}$ लवण में मिलाया जाता है तो $Sn^{2+}$ $Sn^{4+}$ में बदल जाता है। अभिक्रिया नीचे दी गई है
अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:
(a) $Sn$: यह विकल्प गलत है क्योंकि अम्लीकृत $K_2Cr_2O_7$ के साथ अभिक्रिया में $Sn^{2+}$ ऑक्सीकृत होता है। ऑक्सीकरण में ऑक्सीकरण अवस्था में वृद्धि होती है, न कि तांबा ($Sn$) के तत्व के रूप में अवस्था कम हो जाती है।
(b) $Sn^{3+}$: यह विकल्प गलत है क्योंकि इस अभिक्रिया में टिन की ऑक्सीकरण अवस्था +2 से +4 में बदल जाती है। इस विशिष्ट अपचयन-ऑक्सीकरण अभिक्रिया में +3 की कोई मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था शामिल नहीं होती।
(d) $Sn^{+}$: यह विकल्प गलत है क्योंकि $Sn^{+}$ के रूप में ऑक्सीकरण अवस्था +2 से +1 में कम हो जाती है। हालांकि, अम्लीकृत $K_2Cr_2O_7$ के साथ $Sn^{2+}$ के ऑक्सीकरण में इसकी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ती है, न कि कम होती है।
19. फ्लूओराइड में मैंगनीज की सर्वोच्च ऑक्सीकरण अवस्था $+4 (MnF_4)$ है लेकिन ऑक्साइड में इसकी सर्वोच्च ऑक्सीकरण अवस्था $+7 (Mn_2 O_7)$ है क्योंकि
(a) फ्लूओरीन ऑक्सीजन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक है
(b) फ्लूओरीन में $d$ कक्षक नहीं होते
(c) फ्लूओरीन निम्न ऑक्सीकरण अवस्था को स्थायी बनाए रखता है
(d) सहसंयोजक यौगिकों में, फ्लूओरीन केवल एक बंधन बना सकती है जबकि ऑक्सीजन दो बंधन बना सकती है
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (d)
स्पष्टीकरण:
फ्लूओराइड में मैंगनीज की सर्वोच्च ऑक्सीकरण अवस्था +4 है लेकिन ऑक्साइड में इसकी सर्वोच्च ऑक्सीकरण अवस्था +7 है। कारण यह है कि उच्च ऑक्सीकरण अवस्था यौगिक में बंधन निर्माण की संख्या से संबंधित होती है। चूंकि सहसंयोजक यौगिकों में फ्लूओरीन केवल एक बंधन बना सकती है जबकि ऑक्सीजन दो बंधन बना सकती है।
अब, गलत विकल्पों का विचार करें:
(a) फ्लूरीन ऑक्सीजन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होता है, लेकिन यह मैंगनीज के ऑक्साइड में उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करने के कारण नहीं है। बहुल बंधन बनाने की क्षमता (जैसे ऑक्सीजन के मामले में) उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं के स्थायित्व के लिए अधिक संबंधित है।
(b) फ्लूरीन में $d$ कक्षक नहीं होने के तथ्य के लिए मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था से संबंध नहीं है। ऑक्सीकरण अवस्था तत्व की विभिन्न आवेशों के स्थायित्व के अनुरूप होती है, जो बंधन गुणों के द्वारा अधिक प्रभावित होती है, जो फ्लूरीन में $d$ कक्षक की उपस्थिति से नहीं होती है।
(c) फ्लूरीन के उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण यह निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्थायित्व प्रदान कर सकता है, लेकिन यह मैंगनीज के ऑक्साइड में उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करने के कारण नहीं है। मुख्य कारक ऑक्सीजन की बहुल बंधन बनाने की क्षमता है, जो मैंगनीज की उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं के स्थायित्व के लिए जिम्मेदार है।
20. हालांकि जिरकोनियम $4d$ संक्रमण श्रेणी में और हैफ्नियम $5d$ संक्रमण श्रेणी में स्थित होता है, लेकिन वे एक दूसरे के जैसी भौतिक और रासायनिक गुण दिखाते हैं क्योंकि…… .
(a) दोनों $d$-ब्लॉक में होते हैं
(b) दोनों के इलेक्ट्रॉन संख्या समान होती है
(c) दोनों के समान परमाणु त्रिज्या होती है
(d) दोनों आवर्त सारणी के एक ही समूह में होते हैं
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (c)
स्पष्टीकरण:
लैंथेनॉइड संकुचन के कारण, Zr और Hf के लगभग समान परमाणु और आयनिक त्रिज्या होती है, अर्थात $Zr$=160 pm और $Hf$=159 pm, $Zr^{4+}$=79 pm और $Hf^{4+}$=78 pm। इसलिए, इन दो तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुण समान होते हैं।
अब, गलत विकल्पों का विचार करें:
(a) दोनों $d$-ब्लॉक में होते हैं: हालांकि जिरकोनियम और हैफ्नियम दोनों $d$-ब्लॉक में होते हैं, लेकिन इसके कारण उनके भौतिक और रासायनिक गुण के जैसा व्यवहार नहीं होता। $d$-ब्लॉक में कई तत्व ऐसे गुणों में निकटतम नहीं होते।
(b) दोनों के इलेक्ट्रॉन संख्या समान होती है: जिरकोनियम और हैफ्नियम के इलेक्ट्रॉन संख्या समान नहीं होती। जिरकोनियम में 40 इलेक्ट्रॉन होते हैं, जबकि हैफ्नियम में 72 इलेक्ट्रॉन होते हैं। इलेक्ट्रॉन संख्या उनके गुणों के समान होने के कारण नहीं होती।
(d) दोनों आवर्त सारणी के एक ही समूह में स्थित हैं: यद्यपि जिरकोनियम और हैफ्नियम आवर्त सारणी के एक ही समूह (समूह 4) में स्थित हैं, इसके कारण उनके लगभग समान भौतिक और रासायनिक गुण नहीं होते। मुख्य कारण लैंथेनॉइड संकुचन है, जो उनके लगभग समान परमाणु और आयनिक त्रिज्याओं के कारण होता है।
21. क्यों $HCl$ का उपयोग $KMnO_4$ के अम्लीय माध्यम में ऑक्सीकरण अभिक्रियाओं में माध्यम को अम्लीय बनाने के लिए नहीं किया जाता?
(a) $HCl$ और $KMnO_4$ दोनों ऑक्सीकारक एजेंट के रूप में कार्य करते हैं
(b) $KMnO_4$ $HCl$ को $Cl_2$ में ऑक्सीकृत करता है, जो एक ऑक्सीकारक एजेंट भी है
(c) $KMnO_4$ $HCl$ की तुलना में कम ऑक्सीकारक एजेंट है
(d) $KMnO_4$ के $HCl$ की उपस्थिति में अपचायक एजेंट के रूप में कार्य करता है
उत्तर दिखाएं
Answer:(b)
Explanation:
$HCl$ का उपयोग $KMnO_4$ के अम्लीय माध्यम में ऑक्सीकरण अभिक्रियाओं में माध्यम को अम्लीय बनाने के लिए नहीं किया जाता। कारण यह है कि यदि $HCl$ का उपयोग किया जाता है, तो $KMnO_4+HCl$ से उत्पन्न ऑक्सीजन आंशिक रूप से $HCl$ को $Cl$ में ऑक्सीकृत करती है, जो खुद एक ऑक्सीकारक एजेंट के रूप में कार्य करती है और आंशिक रूप से अपचायक एजेंट को ऑक्सीकृत करती है।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(a) $HCl$ और $KMnO_4$ दोनों ऑक्सीकारक एजेंट के रूप में कार्य करते हैं: यह गलत है क्योंकि $HCl$ एक ऑक्सीकारक एजेंट नहीं है; यह एक मजबूत अम्ल है जिसे $KMnO_4$ ऑक्सीकृत कर सकता है।
(c) $KMnO_4$ $HCl$ की तुलना में कम ऑक्सीकारक एजेंट है: यह गलत है क्योंकि $KMnO_4$ $HCl$ की तुलना में कहाँ तक एक मजबूत ऑक्सीकारक एजेंट है।
(d) $KMnO_4$ के $HCl$ की उपस्थिति में अपचायक एजेंट के रूप में कार्य करता है: यह गलत है क्योंकि $KMnO_4$ एक मजबूत ऑक्सीकारक एजेंट है और $HCl$ की उपस्थिति में अपचायक एजेंट के रूप में कार्य नहीं करता है।
बहुविकल्पीय प्रश्न (एक से अधिक विकल्प)
22. सामान्यतः संक्रमण तत्व और उनके लवण अपने धातु आयनों में असुमेलित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति के कारण रंगीन होते हैं। निम्नलिखित में से कौन-से यौगिक रंगीन होते हैं?
(a) $KMnO_4$
(b) $Ce(SO_4)_2$
(c) $TiCl_4$
(d) $Cu_2 Cl_2$
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (a,b)
स्पष्टीकरण:
$KMnO_4$ रंगीन होता है चार्ज परिवहन के कारण नहीं बल्कि असुमेय इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण। इसी तरह, $Ce(SO_4)_2$ में $Ce$ का ऑक्सीकरण अवस्था +4 है जिसमें $4 f^{\circ}$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है। यह भी रंगीन (पीला) होता है चार्ज परिवहन के कारण नहीं बल्कि $f-f$ परिवर्तन के कारण।
अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:
(c) $TiCl_4$ रंगहीन होता है क्योंकि $TiCl_4$ में तितानियम +4 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जिसमें $3d^0$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है, जिसका अर्थ है कि कोई असुमेय इलेक्ट्रॉन नहीं होते जो रंग के कारण हो सकते हैं।
(d) $Cu_2Cl_2$ रंगहीन होता है क्योंकि $Cu_2Cl_2$ में कॉपर +1 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जिसमें $3d^{10}$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है, जिसका अर्थ है कि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं और कोई असुमेय इलेक्ट्रॉन नहीं होते जो रंग के कारण हो सकते हैं।
23. संक्रमण तत्व इलेक्ट्रॉनों के घूर्णन और ऑर्बिटल गति के कारण चुंबकीय आघूर्ण प्रदर्शित करते हैं। निम्नलिखित धातुई आयनों में से कौन से लगभग समान घूर्णन आधारित चुंबकीय आघूर्ण रखते हैं?
(a) $Co^{2+}$
(b) $Cr^{2+}$
(c) $Mn^{2+}$
(d) $Cr^{3+}$
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उत्तर: (a,d)
स्पष्टीकरण:
एक इलेक्ट्रॉन/द्विध्रुवी आघूर्ण के चुंबकीय आघूर्ण के कारण इसके अंतर्निहित गुणों जैसे घूर्णन और विद्युत आवेश होते हैं। यह इसके मूल बाह्य शेल में असुमेय इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करता है। असुमेय इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिक होने पर चुंबकीय आघूर्ण का मान अधिक होता है।
$Co^{2+}$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^{7}$ होती है; असुमेय इलेक्ट्रॉनों की संख्या $=3$
$Cr^{2+}$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^{4}$ होती है; असुमेय इलेक्ट्रॉनों की संख्या $=4$
$Mn^{2+}$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^{5}$ होती है; असुमेय इलेक्ट्रॉनों की संख्या $=5$
$Cr^{3+}$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^{3}$ होती है; असुमेय इलेक्ट्रॉनों की संख्या $=3$
स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है कि $Co^{2+}$ और $Cr^{3+}$ दोनों में असुमेय इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है, अर्थात 3 है। इसलिए दोनों के समान घूर्णन आधारित चुंबकीय आघूर्ण होता है।
अब, गलत विकल्पों के बारे में सोचें:
(b) $Cr^{2+}$: $Cr^{2+}$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^4$ होती है, जिसका अर्थ है कि इसमें 4 असुमेय इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $Co^{2+}$ और $Cr^{3+}$ में 3 असुमेय इलेक्ट्रॉन के विपरीत है।
(c) $Mn^{2+}$: $Mn^{2+}$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5$ होती है, जिसका अर्थ है कि इसमें 5 असुम्पन इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $Co^{2+}$ और $Cr^{3+}$ में 3 असुम्पन इलेक्ट्रॉन के विपरीत है।
24. डाइक्रोमेट के रूप में, $Cr(VI)$ अम्लीय माध्यम में एक मजबूत ऑक्सीकारक होता है, लेकिन $MoO_3$ में $Mo(VI)$ और $WO_3$ में $W(VI)$ ऐसा नहीं होता क्योंकि
(a) $Cr(VI)$ $Mo(VI)$ और $W(VI)$ की तुलना में अधिक स्थायी होता है।
(b) $Mo(VI)$ और $W(VI)$ $Cr(VI)$ की तुलना में अधिक स्थायी होते हैं।
(c) संक्रमण श्रेणी के समूह-6 के भारी सदस्यों के उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएं अधिक स्थायी होती हैं।
(d) संक्रमण श्रेणी के समूह-6 के भारी सदस्यों के निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं अधिक स्थायी होती हैं।
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Answer:(b,c)
Explanation:
d-ब्लॉक तत्वों में, भारी तत्वों के उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएं अधिक स्थायी होती हैं। इसलिए, $Mo(VI)$ और $W(VI)$ $Cr(VI)$ की तुलना में अधिक स्थायी होते हैं। इस कारण, $Cr(VI)$ डाइक्रोमेट के रूप में अम्लीय माध्यम में एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक होता है, जबकि $MoO_3$ और $WO_3$ ऐसा नहीं होते।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(a) $Cr(VI)$ $Mo(VI)$ और $W(VI)$ की तुलना में अधिक स्थायी होता है: यह गलत है क्योंकि वास्तव में, $Mo(VI)$ और $W(VI)$ $Cr(VI)$ की तुलना में अधिक स्थायी होते हैं। आवर्त सारणी में समूह के नीचे जाने पर उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं की स्थायिता बढ़ती जाती है, जिसके कारण $Mo(VI)$ और $W(VI)$ $Cr(VI)$ की तुलना में अधिक स्थायी होते हैं।
(d) संक्रमण श्रेणी के समूह-6 के भारी सदस्यों के निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं अधिक स्थायी होती हैं: यह गलत है क्योंकि d-ब्लॉक के भारी तत्वों में उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएं आमतौर पर अधिक स्थायी होती हैं। इसलिए, समूह-6 के भारी सदस्यों के निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं की स्थायिता के बारे में कथन गलत है।
25. निम्नलिखित में से कौन से एक्टिनॉइड ऑक्सीकरण अवस्थाओं तक +7 दिखाते हैं?
(a) $ Am $
(b) $ Pu $
(c) $ U $
(d) $ Np $
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Answer:(b,d)
Explanation:
निम्नलिखित एक्टिनॉइडों की ऑक्सीकरण अवस्थाएं हैं:
(a) अमेरिसियम $(Z=95)$; इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Rn] 5f^{7} 6d^{0} 7s^{2}$ ऑक्सीकरण अवस्थाएं $A m=+3,+4,+5,+6$ होती हैं।
(ब) प्लूटोनियम $(Z=94)$; इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Rn] 5 f^{6} 6 d^{0} 7 s^{2}$ ऑक्सीकरण अवस्थाएं $Pu=+3,+4,+5,+6,+7$ हैं।
(स) यूरेनियम ( $Z=92$ ); इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Rn] 5 f^{3} 6 d^{1} 7 s^{2}$ ऑक्सीकरण अवस्थाएं $U=+3,+4,+5,+6$ हैं।
(द) नेप्ट्यूनियम ( $Z=93$ ); इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Rn] 5 f^{4} 6 d^{1} 7 s^{2}$ ऑक्सीकरण अवस्थाएं $Np=+3,+4,+5,+6,+7$ हैं।
अब, गलत विकल्पों को ध्यान में रखें:
(अ) अमेरिसियम (Am): अमेरिसियम +7 की ऑक्सीकरण अवस्था नहीं दिखाता है। इसकी सबसे ऊँची ऑक्सीकरण अवस्था +6 है।
(स) यूरेनियम (U): यूरेनियम +7 की ऑक्सीकरण अवस्था नहीं दिखाता है। इसकी सबसे ऊँची ऑक्सीकरण अवस्था +6 है।
26. एक्टिनॉइड्स के सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-2) f^{1-14}(n-1) d^{0-2} n s^{2}$ है। निम्नलिखित में से कौन से एक्टिनॉइड्स में 6d ऑर्बिटल में एक इलेक्ट्रॉन होता है?
(a) $U$ (परमाणु संख्या 92)
(b) $Np$ (परमाणु संख्या 93)
(c) $Pu$ (परमाणु संख्या 94)
(d) $Am$ (परमाणु संख्या 95)
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (a,b)
स्पष्टीकरण:
एक्टिनॉइड्स के सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $(n-1) f^{1-14}(n-1) d^{0-2} n s^{2} $ है।
$U$ और $Np$ में प्रत्येक में 6d ऑर्बिटल में एक इलेक्ट्रॉन होता है।
यूरेनियम ( $Z=92$ ): इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Rn] 5 f^{3} 6 d^{1} 7 s^{2}$
नेप्ट्यूनियम ( $Z=93$ ): इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Rn] 5 f^{4} 6 d^{1} 7 s^{2}$
अब, गलत विकल्पों को ध्यान में रखें:
(स) Pu (परमाणु संख्या 94): प्लूटोनियम के सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Rn] $5f^6 7s^2$ होता है। इसमें 6d ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉन नहीं होता है।
(द) Am (परमाणु संख्या 95): अमेरिसियम के सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Rn] $5f^7 7s^2$ होता है। इसमें 6d ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉन नहीं होता है।
27. निम्नलिखित में से कौन से लैंथेनॉइड्स लैंथेनॉइड्स की विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्था +3 के अलावा +2 ऑक्सीकरण अवस्था दिखाते हैं?
(a) $Ce$
(b) $Eu$
(c) $Yb$
(d) $ Ho $
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (b,c)
स्पष्टीकरण:
(a) सीरियम $(Z=57) \Rightarrow$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Xe] 4 f^{5} 5 d^{0} 6 s^{2}$ ऑक्सीकरण अवस्था $Ce=+3,+4$
(ब) यूरेशियम $(Z=63) \Rightarrow$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Xe] 4 f^{7} 5 d^{0} 6 s^{2}$ ऑक्सीकरण अवस्था $Eu=+2,+3$
(स) इटरबियम $(Z=70) \Rightarrow$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Xe] 4 f^{14} 5 d^{0} 6 s^{2}$ ऑक्सीकरण अवस्था $Yb=+2,+3$
(द) होल्मियम $(Z=67) \Rightarrow$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=[Xe] 4 f^{11} 5 d^{0} 6 s^{2}$ ऑक्सीकरण अवस्था $Ho=+3$
अब, गलत विकल्पों को ध्यान में रखें:
(ए) सीरियम (Ce): सीरियम आमतौर पर +3 और +4 ऑक्सीकरण अवस्था दिखाता है। यह +2 ऑक्सीकरण अवस्था के रूप में आमतौर पर नहीं दिखाता है।
(द) होल्मियम (Ho): होल्मियम आमतौर पर +3 ऑक्सीकरण अवस्था दिखाता है और +2 ऑक्सीकरण अवस्था के रूप में आमतौर पर नहीं दिखाता है।
28. निम्नलिखित आयनों में से कौन से आयन उच्च चुंबकीय आघूर्ण मान दिखाते हैं?
(a) $Ti^{3+}$
(b) $Mn^{2+}$
(c) $Fe^{2+}$
(d) $Co^{3+}$
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (b,c)
स्पष्टीकरण:
दिए गए आयनों में से कौन से आयन उच्च चुंबकीय आघूर्ण मान दिखाते हैं, इसका निर्धारण करने के लिए हम प्रत्येक आयन के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और असुमित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के आधार पर विश्लेषण करेंगे। अधिक असुमित इलेक्ट्रॉन होंगे, उतना ही अधिक चुंबकीय आघूर्ण मान होगा।
जैसे कि,
$ Ti^{3+} =[Ar] 3 d^{1} $
$ Mn^{2+} =[Ar] 3 d^{5},(t_{2 g}^{3} e_g^{2}) $
$ Fe^{2+} =[Ar] 3 d^{6}(t_{2 g}^{4} e_{2 g}^{2}) $
$ Co^{3+} =[Ar] 3 d^{6}(t_{2 g}^{6} e_g^{0}) $
क्रिस्टल क्षेत्र विभाजन ऊर्जा (CFSE) $Co^{3+}$ में उच्च होती है, इसलिए इलेक्ट्रॉन $t_{2 g}$ में जोड़ लेते हैं।
इसलिए, केवल $Fe^{2+}$ और $Mn^{2+}$ उच्च चुंबकीय आघूर्ण मान दिखाते हैं।
अब, गलत विकल्पों को ध्यान में रखें:
(ए) $Ti^{3+}$: यह आयन 3d ऑर्बिटल में एक असुमित इलेक्ट्रॉन ($3d^1$ विन्यास) रखता है। चुंबकीय आघूर्ण केवल असुमित इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करता है। केवल एक असुमित इलेक्ट्रॉन के साथ, $Ti^{3+}$ के चुंबकीय आघूर्ण मान अधिक असुमित इलेक्ट्रॉन वाले आयनों के तुलना में कम होता है।
(द) $Co^{3+}$: यह आयन $3d^6$ विन्यास रखता है। $Co^{3+}$ में उच्च क्रिस्टल क्षेत्र विभाजन ऊर्जा (CFSE) के कारण, इलेक्ट्रॉन $t_{2g}$ ऑर्बिटल में जोड़ लेते हैं, जिसके परिणामस्वरूप $t_{2g}^6 e_g^0$ में कोई असुमित इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। इसलिए, $Co^{3+}$ के चुंबकीय आघूर्ण मान बहुत कम या शून्य होता है।
29. संक्रमण तत्व अपचायक तत्वों के साथ द्विसंयोजन यौगिक बनाते हैं। निम्नलिखित में से कौन $MF_3$ प्रकार के यौगिक बनाएगा?
(a) $Cr$
(b) $ Co $
(c) $Cu$
(d) $Ni$
उत्तर दिखाएं
उत्तर: (a,b)
स्पष्टीकरण:
अपचायक $F$ उच्च ऑक्सीकरण अवस्था को स्थायी बनाने में सक्षम है। संक्रमण तत्व $Cr, Co$ उच्च ऑक्सीकरण अवस्था के कारण $MF_3$ प्रकार के यौगिक बनाते हैं। उच्च लेटिस ऊर्जा के कारण $CoF_{3}$ यौगिक के निर्माण होता है और उच्च सहसंयोजक बंध के लिए उच्च बंध ऊर्जा के कारण $CrF_{6}$ बनता है।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(c) Cu: कॉपर आमतौर पर +1 और +2 ऑक्सीकरण अवस्था में यौगिक बनाता है, जैसे $CuF$ और $CuF_2$। +3 ऑक्सीकरण अवस्था कॉपर के लिए कम स्थायी होती है, इसलिए $CuF_3$ बनने की संभावना कम है।
(d) Ni: निकल आमतौर पर +2 ऑक्सीकरण अवस्था में यौगिक बनाता है, जैसे $NiF_2$। +3 ऑक्सीकरण अवस्था निकल के लिए स्थायी नहीं होती है, इसलिए $NiF_3$ आमतौर पर बनता नहीं है।
30. निम्नलिखित में से कौन अपचायक एजेंट के रूप में कार्य नहीं करेगा?
(a) $CrO_3$
(b) $MoO_3$
(c) $WO_3$
(d) $CrO_4^{2-}$
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उत्तर: (b,c)
स्पष्टीकरण:
एक विशिष्ट विशेषता केवल तभी अपचायक एजेंट के रूप में कार्य कर सकती है जब धातु उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में हो। लेकिन निम्न ऑक्सीकरण अवस्था स्थायी होती है। जबकि $W$ और $Mo$ की उच्च ऑक्सीकरण अवस्था स्थायी होती है, इसलिए वे अपचायक एजेंट के रूप में कार्य नहीं करेंगे।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(a) $CrO_3$: क्रोमियम ट्राइऑक्साइड ($CrO_3$) में क्रोमियम +6 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, जो एक उच्च ऑक्सीकरण अवस्था है। इस अवस्था में क्रोमियम इलेक्ट्रॉन ग्रहण कर सकता है और निम्न ऑक्सीकरण अवस्था में रूपांतरित हो सकता है, इसलिए यह एक मजबूत अपचायक एजेंट है।
(d) $CrO_4^{2-}$: क्रोमेट आयन ($CrO_4^{2-}$) में क्रोमियम +6 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है। $CrO_3$ के जैसे, इस अवस्था में क्रोमियम इलेक्ट्रॉन ग्रहण कर सकता है और निम्न ऑक्सीकरण अवस्था में रूपांतरित हो सकता है, इसलिए यह एक अपचायक एजेंट के रूप में कार्य कर सकता है।
31. भले ही +3 लैंथेनॉइड के विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्था होती है लेकिन सीरियम भी +4 ऑक्सीकरण अवस्था दिखाता है क्योंकि
(a) इसका आयनन एन्थैल्पी चर होती है
(b) इसके नोबल गैस विन्यास के प्राप्त करने की प्रवृत्ति होती है
(c) इसके $f^{0}$ विन्यास के प्राप्त करने की प्रवृत्ति होती है
(d) इसके $Pb^{4+}$ के समान व्यवहार होता है
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Answer:(b,c)
Explanation:
सीरियम के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास :
$ Ce $ - $ 4f^15d^16s^2 $
$ Ce^{4+} $ - $ 4f^05d^06s^0 $
लेड के बाहरी चार इलेक्ट्रॉन खो जाने की प्रवृत्ति होती है ताकि इसका नोबल गैस विन्यास प्राप्त हो सके और इस इलेक्ट्रॉन के खोने के कारण $ f^0 $ विन्यास प्राप्त होता है जिसके कारण इसका +4 ऑक्सीकरण अवस्था स्थायी हो जाती है।
अब, गलत विकल्पों के बारे में विचार करें:
(a) इसका आयनन एन्थैल्पी चर होती है: यह विकल्प गलत है क्योंकि सीरियम के +4 ऑक्सीकरण अवस्था के प्रदर्शन के मुख्य कारण आयनन एन्थैल्पी के चर होने के कारण नहीं होता बल्कि इसकी स्थायी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के प्राप्त करने की क्षमता होती है।
(d) इसके $Pb^{4+}$ के समान व्यवहार होता है: यह विकल्प गलत है क्योंकि $Pb^{4+}$ के समान व्यवहार इसके +4 ऑक्सीकरण अवस्था के प्रदर्शन के महत्वपूर्ण कारण नहीं होता। मुख्य कारण इसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और स्थायित्व से संबंधित होते हैं।
छोटे उत्तर प्रकार प्रश्न
32. क्यों तांबा अम्लों से हाइड्रोजन को विस्थापित नहीं करता?
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Answer
तांबा अम्लों से हाइड्रोजन को विस्थापित नहीं करता क्योंकि $Cu$ के धनात्मक इलेक्ट्रोड विभव $ E^{\circ} $ होता है जो इसके हाइड्रोजन के सापेक्ष कम प्रतिक्रियाशील होने को दर्शाता है, जो $0.00 V$ के इलेक्ट्रोड विभव के साथ होता है। वे तत्व जिनका $E^{\circ}$ मान हाइड्रोजन के इलेक्ट्रोड विभव से अधिक होता है, अम्लों से हाइड्रोजन को विस्थापित नहीं कर सकते।
33. क्यों $Mn, N i$ और $Z n$ के $E^{\circ}$ मान अपेक्षित से अधिक नकारात्मक होते हैं?
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Answer
$Mn$ और $Zn$ के $E^{\circ}$ मान अपेक्षित से अधिक नकारात्मक होते हैं क्योंकि $Mn^{2+}$ और $Zn^{2+}$ आयन $d^{5}$ के आधा भरे हुए और $d^{10}$ के पूर्ण भरे हुए विन्यास के कारण अतिरिक्त स्थायित्व रखते हैं। $Ni^{2+}$ आयन के अत्यधिक नकारात्मक हाइड्रेशन एन्थैल्पी के कारण $Ni$ के $E^{\circ}$ मान नकारात्मक होता है।
इसलिए, $Mn, Ni$ और $Zn$ के $E^{\circ}$ मान अपेक्षित से अधिक नकारात्मक होते हैं।
34. $Cr$ के प्रथम आयनन py $Zn$ के प्रथम आयनन py से कम क्यों होता है?
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Answer
क्रोमियम के प्रथम आयनन py जिंक के प्रथम आयनन py से कम होता है। Cr (Z=24) की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] $3d^{5}$ $4s^{1}$ होती है। Cr के मामले में, पहले इलेक्ट्रॉन को 4s ऑर्बिटल से आसानी से हटाया जा सकता है ताकि अधिक स्थायी आधा भरे विन्यास के रूप में पहुंचा जा सके। इसलिए Cr के प्रथम आयनन py कम होता है।
लेकिन जिंक (Z=30) के मामले में, इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] $3d^{10}$ $4s^{2}$ होती है। यहां पहले इलेक्ट्रॉन को सबसे स्थायी पूर्ण भरे इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से हटाना कठिन होता है और इसके लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस कारण $Cr$ के प्रथम आयनन py $Zn$ के प्रथम आयनन py से कम होता है।
35. संक्रमण तत्व उच्च गलनांक दिखाते हैं। क्यों?
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Answer
संक्रमण तत्व उच्च गलनांक दिखाते हैं, जिसका मुख्य कारण धातु बंधन में अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉन के भाग लेना होता है, जिसके कारण अधिक शक्तिशाली परमाणु अंतराकाश आकर्षण और अधिक स्थायी क्रिस्टल संरचना बनती है।
36. जब $Cu^{2+}$ आयन $KI$ के साथ अभिक्रिया करता है, तो एक सफेद अवक्षेप बनता है। रासायनिक समीकरण की सहायता से अभिक्रिया की व्याख्या करें।
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Answer
जब $Cu^{2+}$ आयन $KI$ के साथ अभिक्रिया करता है, तो अंतिम उत्पाद में $Cu_2 I_2$ सफेद अवक्षेप बनता है।
$ 2 Cu^{2+}+4 I^{-} \longrightarrow \underset{\text { (White ppt.) }}{Cu_2 I_2}+I_2 $
(इस अभिक्रिया में, पहले $CuI_2$ बनता है जो अस्थायी होता है, जिसके कारण यह $Cu_2 I_2$ और $I_2$ में विघटित हो जाता है।)
37. $Cu_2 Cl_2$ और $CuCl_2$ में से कौन स्थायी है और क्यों?
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Answer
$Cu Cl_2$ $Cu_2 Cl_2$ की तुलना में अधिक स्थायी होता है क्योंकि $Cu Cl_2$ में कॉपर के उच्च ऑक्सीकरण अवस्था (+2) होती है, जो बड़ी हाइड्रोलाइज़ेशन एंथैल्पी और स्थायिता के कारण होती है।
38. मैंगनीज के एक भूरे यौगिक (A) के साथ $HCl$ के उपचार से एक गैस (B) प्राप्त होती है। गैस को अतिरिक्त मात्रा में लेकर $NH_3$ के साथ अभिक्रिया कराने पर विस्फोटक यौगिक (C) प्राप्त होता है। यौगिक A, B और C की पहचान करें।
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$MnO_2$ वह भूरे रंग का यौगिक है जो $HCl$ के साथ अभिक्रिया करके $Cl_2$ गैस देता है। इस गैस को $NH_3$ के साथ अभिक्रिया कराने पर विस्फोटक यौगिक $NCl_3$ बनता है।
इसलिए, $A=MnO_2 ; B=Cl_2 ; C=NCl,3$ और अभिक्रियाएँ निम्नलिखित हैं
(i) $\underset{[A]}{MnO_2}+4 HCl \longrightarrow MnCl_2+\underset{[B]}{Cl_2}+2 H_2 O$
(ii) $NH_3+\underset{\text { (अतिरिक्त) }}{3 Cl_2} \longrightarrow \underset{\text { [C] }}{NCl_3}+3 HCl$
39. फ्लूओरीन ऑक्सीजन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होता है, लेकिन ऑक्सीजन के उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्थायी बनाने की क्षमता फ्लूओरीन की तुलना में अधिक होती है। क्यों?
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ऑक्सीजन धातुओं के साथ बहुलक बनाने में सक्षम होती है, जबकि फ्लूओरीन धातुओं के साथ बहुलक बनाने में असमर्थ होती है। इसलिए, ऑक्सीजन के उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्थायी बनाने की क्षमता फ्लूओरीन की तुलना में अधिक होती है।
40. भले ही $Cr^{3+}$ और $Co^{2+}$ आयनों में समान संख्या के असंगत इलेक्ट्रॉन होते हैं, लेकिन $Cr^{3+}$ का चुंबकीय आघूर्ण $3.87 BM$ होता है और $Co^{2+}$ का चुंबकीय आघूर्ण $4.87 BM$ होता है, क्यों?
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किसी धातु आयन के चुंबकीय आघूर्ण को इलेक्ट्रॉन के घूर्णन तथा कक्षीय योगदान के आधार पर निर्धारित किया जा सकता है। $Cr^{3+}$ आयन में सममित इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण कक्षीय योगदान नहीं होता है।
हालांकि, $Co^{2+}$ आयन में अपेक्षाकृत अधिक कक्षीय योगदान होता है।
41. $Ce, Pr$ और $Nd$ के आयनीकरण एंथैल्पी $Th, Pa$ और $U$ की तुलना में अधिक होती है। क्यों?
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$Ce, Pr$ और $Nd$ लैंथेनाइड श्रेणी के होते हैं, जबकि $Th, Pa$ और $U$ एक्टिनाइड श्रेणी के होते हैं।
जब इलेक्ट्रॉन 4f और 5f कक्षकों में बसे शुरू होते हैं, तो 5f इलेक्ट्रॉन आंतरिक नाभिक से कम गहराई में प्रवेश करते हैं। वे 4f इलेक्ट्रॉन की तुलना में नाभिक के आकर्षण बल के प्रभाव से अधिक रक्षित होते हैं।
इस कारण 5f इलेक्ट्रॉन के लिए नाभिकीय आकर्षण बल कम होता है और इसलिए उनके आयनीकरण एंथैल्पी लैंथेनाइड की तुलना में कम होती है।
42. हालांकि $Zr$ $4d$ और $Hf$ $5d$ संक्रमण श्रेणी में स्थित हैं, लेकिन उनका अलग करना बहुत कठिन होता है, क्यों?
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$Zr$ और $Hf$ के अलग करना कठिन है क्योंकि लैंथेनॉइड संकुचन के कारण है। लैंथेनॉइड संकुचन के कारण, उनका आकार लगभग समान होता है $(Zr=160 pm$ और $Hf=159 pm)$ और इसलिए, उनके रासायनिक गुण भी समान होते हैं। इस कारण रासायनिक विधियों द्वारा उन्हें अलग करना बहुत कठिन होता है।
43. हालांकि +3 ऑक्सीकरण अवस्था लैंथेनॉइड की विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्था होती है, लेकिन सीरियम +4 ऑक्सीकरण अवस्था को भी प्रदर्शित करता है, क्यों?
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इसके कारण यह है कि एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन खो जाने के बाद, सीरियम के पास स्थायी $4f^{\circ}$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास हो जाता है। इसलिए, सीरियम +3 ऑक्सीकरण अवस्था के साथ-साथ +4 ऑक्सीकरण अवस्था को भी प्रदर्शित करता है।
44. अम्लीय माध्यम में ऑक्जैलिक अम्ल के घोल में $KMnO_4$ के घोल में ऑक्जैलिक अम्ल मिलाने पर $KMnO_4$ के रंग चले जाते हैं, क्यों?
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उत्तर
$KMnO_{4}$ के रंग अम्लीय माध्यम में ऑक्जैलिक अम्ल के घोल में मिलाने पर चले जाते हैं क्योंकि $KMnO_{4}$ ऑक्जैलिक अम्ल को $CO_{2}$ में ऑक्सीकृत करता है और अपने आप में $Mn^{2+}$ आयन में परिवर्तित हो जाता है, जो रंगहीन होता है।
अभिक्रिया निम्नलिखित है:
$ 5 C_2 O_4^{2-}+\underset{\text { (रंगीन) }}{2 MnO_4^{-}}+16 H^{+} \longrightarrow \underset{\text { (रंगहीन) }}{2 Mn^{2+}}+8 H_2 O+10 CO_2 $
रंग चलना पहले धीमा होता है, लेकिन कुछ समय के बाद तेज हो जाता है क्योंकि $Mn^{2+}$ एक स्व-उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। इसका अर्थ है कि $Mn^{2+}$ अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है जिसके कारण अभिक्रिया तेजी से चलती है।
45. नारंगी घोल जो $Cr_2 O_7^{2-}$ आयन धारण करता है, जब एक क्षारक के साथ उपचार किया जाता है, तो एक पीला घोल बनता है और जब पीले घोल में $H^+$ आयन डाले जाते हैं, तो नारंगी घोल प्राप्त होता है। इसके कारण क्या है?
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उत्तर
नारंगी घोल जो $Cr_2 O_7^{2-}$ आयन धारण करता है, जब एक क्षारक के साथ उपचार किया जाता है, तो $\mathrm{CrO}_4^{2-}$ के पीले घोल का निर्माण होता है। इसी तरह, जब पीले घोल में $H^{+}$ आयन डाले जाते हैं, तो नारंगी घोल प्राप्त होता है क्योंकि एक दूसरे में परिवर्तन होता है।
$ \underset{\substack{\text { Dichromate } \\ \text { (orange) }}} {Cr_2O_7^{2-}} \xleftrightharpoons [\mathrm{H}^{+}]{\mathrm{OH}^{-}} \underset{\substack{\text { Chromate } \\ \text { (yellow) }}}{CrO_4^{2-}} $
46. $A$ $KMnO_4$ के विलयन के अपचायक अपचायन से एक रंगहीन विलयन या एक भूरे अवक्षेप या एक हरा विलयन प्राप्त हो सकता है जो विलयन के $pH$ पर निर्भर करता है। इन अवस्थाओं को कौन से अपचायन के चरण प्रदर्शित करते हैं और ये कैसे किए जाते हैं?
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Answer
$KMnO_4$ के ऑक्सीकारक व्यवहार $pH$ पर निर्भर करता है।
अम्लीय माध्यम में ( $pH<7$ )
$ MnO_4^{-}+8 H^{+}+5 e^{-} \longrightarrow \underset{\text { रंगहीन }}{Mn^{2+}}+4 H_2 O $
क्षारीय माध्यम में $(pH>7)$
$ MnO_4^{-}+e^{-} \longrightarrow \underset{(\text { हरा })}{MnO_4^{2-}} $
न्यूट्रल माध्यम में $(pH=7)$
$ MnO_4^{-}+2 H_2 O+3 e^{-} \longrightarrow \underset{\text { (भूरा अवक्षेप) }}{MnO_2}+4 OH^{-} $
47. संक्रमण तत्वों के द्वितीय और तृतीय पंक्ति पहली पंक्ति के अपेक्षा एक दूसरे के समान अधिक विशिष्ट होती हैं। क्यों?
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Answer
लैंथेनॉइड संकुचन के कारण, द्वितीय और तृतीय पंक्ति के संक्रमण तत्वों की परमाणु त्रिज्या लगभग समान होती है। इसलिए, वे पहली पंक्ति के तत्वों की अपेक्षा एक दूसरे के समान अधिक विशिष्ट होती हैं और समान व्यवहार प्रदर्शित करती हैं।
48. $Cu$ के $E^{\circ}$ का मान $+0.34 V$ है जबकि $Zn$ के $E^{\circ}$ का मान $-0.76 V$ है। समझाइए।
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Answer
$Cu$ के $E^{\circ}$ मान धनात्मक है क्योंकि $Cu(s)$ को $Cu^{2+}(a q)$ में परिवर्तित करने के लिए उपचार एन्थैल्पी और आयनन एन्थैल्पी के योग इतना अधिक होता है कि इसे अपचायक एन्थैल्पी द्वारा संतुलित नहीं किया जा सकता।
हालांकि, $Zn$ के आयनन एन्थैल्पी का मान कम होता है क्योंकि दो इलेक्ट्रॉन खो जाने के बाद $3d^{10}$ स्थिर संरचना प्राप्त हो जाती है। $Zn^{2+}$ के जलयोजन ऊर्जा $Cu^{2+}$ के जलयोजन ऊर्जा के समान होती है। इसलिए, $Zn$ के $E^{\circ}$ नकारात्मक होता है।
49. संक्रमण तत्वों के विलयन उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में अधिक सहसंयोजी हो जाते हैं। क्यों?
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जैसे ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ती है, संक्रमण तत्व के आयन का आकार कम हो जाता है। फज़ान के नियम के अनुसार, जैसे धातु आयन का आकार कम होता है, उसके बनाए गए बंध के सहसंयोजी गुण बढ़ते हैं।
इसलिए, संक्रमण तत्वों के विलयन धातु की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ते हुए अधिक सहसंयोजी हो जाते हैं।
50. परमाणु कक्षक में इलेक्ट्रॉन भरते समय, $4 s$ कक्षक $3 d$ कक्षक से पहले भर जाता है, लेकिन परमाणु के आयनन के दौरान विपरीत घटना होती है। क्यों?
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Answer
इलेक्ट्रॉन भरते समय $(n+l)$ नियम का पालन करते हैं। यहाँ $4 s$ कक्षक $3 d$ कक्षक से कम ऊर्जा वाला होता है। जब कक्षक भर जाते हैं तो $4 s$ $3 d$ से बाहर जाता है, अर्थात $4 s$ नाभिक से दूरी पर होता है। इसलिए, $4 s$ के इलेक्ट्रॉन $3 d$ के इलेक्ट्रॉन से पहले हट जाते हैं।
51. संक्रमण तत्वों की क्रियाशीलता लगभग नियमित रूप से एस एस से क्यू तक घटती है। समझाइए।
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संक्रमण तत्वों की क्रियाशीलता बहुत अधिक आयनन एंथैल्पी पर निर्भर करती है। जब हम आवर्त सारणी में बाएं से दाएं जाते हैं (एस से क्यू तक), आयनन एंथैल्पी लगभग नियमित रूप से बढ़ती है।
इसलिए, उनकी क्रियाशीलता एस से क्यू तक लगभग नियमित रूप से घटती है।
स्तम्भों का मिलान
52. स्तम्भ I में दिए गए उत्प्रेरकों को स्तम्भ II में दिए गए प्रक्रमों के साथ मिलाइए।
| स्तम्भ I (उत्प्रेरक) |
स्तम्भ II (प्रक्रम) |
||
|---|---|---|---|
| A. | $Ni$ हाइड्रोजन की उपस्थिति में | 1. | ज़िगलर-नैटा उत्प्रेरक |
| B. | $Cu_2 Cl_2$ | 2. | संपर्क प्रक्रम |
| C. | $V_2 O_5$ | 3. | वनस्पति तेल के घी में परिवर्तन |
| D. | छोटे छोटे लोहा | 4. | सैंडमेयर अभिक्रिया |
| E. | $TiCl_4+Al(CH_3)_3$ | 5. | हैबर के प्रक्रम |
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Answer
A. $\rightarrow(3)$
बी। $\rightarrow(4)$
सी। $\rightarrow (2)$
डी। $\rightarrow (5)$
ई। $\rightarrow(1)$
| कैटलिस्ट | प्रक्रम | |
|---|---|---|
| ए। | $Ni$ हाइड्रोजन की उपस्थिति में पोर्सेंस में | वनस्पति तेल घी में |
| बी। | $Cu_2 Cl_2$ | सैंडमेयर अभिक्रिया |
| सी। | $ V_2 O_5$ | संपर्क प्रक्रम $\qquad SO_2 \xrightarrow{V_2 O_5} SO_3$ |
| डी। | छोटे छोटे लोहा | हैबर के प्रक्रम $\qquad N_2+3 H_2 \xrightarrow{Fe} 2 NH_3$ |
| ई। | $ TiCl_4+$ $Al(CH_3)_3$ | ज़िगलर-नाटा कैटलिस्ट |
53. स्तंभ I में दिए गए यौगिक/तत्व को स्तंभ II में दिए गए उपयोगों के साथ मिलाएं।
| स्तंभ I (यौगिक/तत्व) |
स्तंभ II (उपयोग) |
||
|---|---|---|---|
| ए। | लैंथेनॉइड ऑक्साइड | 1. | लोहा एलॉय के उत्पादन |
| बी। | लैंथेनॉइड | 2. | टेलीविज़न स्क्रीन |
| सी। | मिश मेटल | 3. | पेट्रोलियम क्रैकिंग |
| डी। | मैग्नीशियम आधारित एलॉय का अंग | 4. | लैंथेनॉइड धातु + लोहा |
| ई। | लैंथेनॉइड के मिश्रित ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है | 5. | बुलेट्स |
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उत्तर
ए। $\rightarrow(2)$
बी। $\rightarrow(1)$
सी। $\rightarrow(4)$
डी। $\rightarrow(5)$
ई। $\rightarrow(3)$
| यौगिक /तत्व | उपयोग | |
|---|---|---|
| ए। | लैंथेनॉइड ऑक्साइड | टेलीविज़न स्क्रीन |
| बी। | लैंथेनॉइड | लोहा एलॉय के उत्पादन |
| सी। | मिश मेटल | लैंथेनॉइड धातु + लोहा |
| डी। | मैग्नीशियम आधारित एलॉय का अंग | बुलेट्स |
| ई | लैंथेनॉइड के मिश्रित ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है | पेट्रोलियम क्रैकिंग |
54. स्तंभ I में दिए गए गुणों को स्तंभ II में दिए गए धातुओं के साथ मिलाएं।
| स्तंभ I (गुण) |
स्तंभ II (धातु) |
||
|---|---|---|---|
| ए। | एक तत्व जो +8 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शा सकता है | 1. | $M n$ |
| बी। | $3 d$ ब्लॉक तत्व जो +7 ऑक्सीकरण अवस्था तक दर्शा सकता है |
2. | $Cr$ |
| सी। | $3 d$ ब्लॉक तत्व जो सबसे अधिक गलनांक वाला है | 3. | Os |
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ए। $\rightarrow(3)$
बी। $\rightarrow(1)$
सी। $\rightarrow(2)$
ए। ओस्मियम एक तत्व है जो +8 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शा सकता है।
बी। $3 d$ ब्लॉक तत्व जो +7 ऑक्सीकरण अवस्था तक दर्शा सकता है वह मैंगनीज है।
सी। $3 d$ ब्लॉक तत्व में सबसे उच्च गलनांक वाला तत्व क्रोमियम है।
55। स्तम्भ I में दिए गए कथनों को स्तम्भ II में दिए गए ऑक्सीकरण अवस्था से मिलाएं।
| स्तम्भ I | स्तम्भ II | ||
|---|---|---|---|
| A. | $Mn$ की $MnO_2$ में ऑक्सीकरण अवस्था है | 1. | +2 |
| B. | $Mn$ की सबसे स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था है | 2. | +3 |
| C. | ऑक्साइड में $Mn$ की सबसे स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था है | 3. | +4 |
| D. | लैंथेनॉइड की विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्था है | 4. | +5 |
| 5. | +7 |
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उत्तर
A. $\rightarrow(3)$
B. $\rightarrow(1)$
C. $\rightarrow(5)$
D. $\rightarrow(2)$
A. $MnO_2$ में $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था +4 है।
B. $Mn$ की सबसे स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था +2 है।
C. ऑक्साइड में $Mn$ की सबसे स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था +7 है।
D. लैंथेनॉइड की विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्था +3 है।
56। स्तम्भ I में दिए गए विलयनों को स्तम्भ II में दिए गए रंगों से मिलाएं।
| स्तम्भ I (लवण का जलीय विलयन) |
स्तम्भ II (रंग) |
||
|---|---|---|---|
| A. | $FeSO_4 \cdot 7 H_2 O$ | 1. | हरा |
| B. | $NiCl_2 \cdot 4 H_2 O$ | 2. | हल्का लाल |
| C. | $MnCl_2 \cdot 4 H_2 O$ | 3. | नीला |
| D. | $CoCl_2 \cdot 6 H_2 O$ | 4. | पीला हरा |
| E. | $Cu_2 Cl_2$ | 5. | लाल |
| 6. | रंगहीन |
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उत्तर
A. $\rightarrow(4)$
B. $\rightarrow(1) \quad$
C. $\rightarrow(2) \quad$
D. $\rightarrow(5)$
E. $\rightarrow(6)$
| लवण का जलीय विलयन | रंग | |
|---|---|---|
| A. | $FeSO_4 \cdot 7 H_2 O$ | पीला हरा |
| B. | $NiCl_2 \cdot 4 H_2 O$ | हरा |
| C. | $MnCl_2 \cdot 4 H_2 O$ | हल्का लाल |
| D. | $CoCl_2 \cdot 6 H_2 O$ | लाल |
| E. | $Cu_2 Cl_2$ | रंगहीन |
57। स्तम्भ I में दिए गए गुण को स्तम्भ II में दिए गए तत्व से मिलाएं।
| स्तंभ I (गुण) |
स्तंभ II (तत्व) |
||
|---|---|---|---|
| A. | लैंथेनॉइड जो +4 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शाता है | 1. | Pm |
| B. | लैंथेनॉइड जो +2 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शा सकता है |
2. | $Ce$ |
| C. | $\quad$ रेडियोएक्टिव लैंथेनॉइड | 3. | Lu |
| D. | लैंथेनॉइड जो +3 ऑक्सीकरण अवस्था में $4 f^{7}$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास रखता है |
4. | $Eu$ |
| E. | लैंथेनॉइड जो +3 ऑक्सीकरण अवस्था में $4 f^{14}$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास रखता है |
5. | Gd |
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उत्तर
A. $\rightarrow(2)$
B. $\rightarrow(4)$
C. $\rightarrow(1)$
D. $\rightarrow(5)$
E. $\rightarrow(3)$
A. +4 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शाने वाला लैंथेनॉइड सीरियम है।
$ _{58} Ce=[Xe] 4 f^{2} 5 d^{0} 6 s^{2} ;$ ऑक्सीकरण अवस्था $=+3,+4$
B. +2 ऑक्सीकरण अवस्था दर्शा सकने वाला लैंथेनॉइड यूरेनियम है।
$ _{63} Eu=[Xe] 4 f^{7} 5 d^{0} 6 s^{2} ;$ ऑक्सीकरण अवस्था $=+2,+3$
C. रेडियोएक्टिव लैंथेनॉइड प्रोमेथियम है। यह एकमात्र संशोधित (मानव निर्मित) रेडियोएक्टिव लैंथेनॉइड है।
D. +3 ऑक्सीकरण अवस्था में $4 f^{7}$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास रखने वाला लैंथेनॉइड गैडोलिनियम है।
$ _{64} Gd=[Xe] 4 f^{7} 5 d^{1} 6 s^{2} ;$ ऑक्सीकरण अवस्था $=+3$
E. +3 ऑक्सीकरण अवस्था में $4 f^{14}$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास रखने वाला लैंथेनॉइड लुटेटियम है
$ _{71} Lu=[Xe] 4 f^{14} 5 d^{1} 6 s^{2} ;$ ऑक्सीकरण अवस्था $=+3$
58. स्तंभ I में दिए गए गुणों को स्तंभ II में दिए गए धातुओं के साथ मिलाएं।
| स्तंभ I (गुण) |
स्तंभ II (धातु) |
||
|---|---|---|---|
| A. | सबसे अधिक द्वितीय आयनन एन्थैल्पी वाला तत्व | 1. | $Co$ |
| B. | सबसे अधिक तृतीय आयनन एन्थैल्पी वाला तत्व | 2. | $Cr$ |
| C. | $M(CO)_6$ में $M$ है | 3. | $Cu$ |
| D. | सबसे अधिक परमाणु ऊष्मा वाला तत्व | 4. | $Zn$ |
| 5. | $Ni$ |
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उत्तर
A. $\rightarrow(3)$
B. $\rightarrow(4)$
C. $\rightarrow(2)$
D. $\rightarrow(5)$
A. $Cu^{+}=3 d^{10}$ जो भरे हुए कक्षक के कारण बहुत स्थायी विन्यास है। इसलिए, द्वितीय इलेक्ट्रॉन के निकालने में बहुत ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
बी। $Zn^{2+}=3 d^{10}$ जो बहुत स्थायी व्यवस्था है। इसलिए, तीसरे इलेक्ट्रॉन के अपसारण के लिए बहुत उच्च ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
सी। सूत्र $M(CO)_6$ के साथ धातु कार्बोनिल $Cr(CO)_6$ है।
डी। निकल वह तत्व है जिसका अपघटन ऊष्मा सबसे अधिक होती है।
अस्थिरता और कारण
निम्नलिखित प्रश्नों में एक अस्थिरता कथन (A) और एक कारण कथन (R) दिया गया है। निम्नलिखित विकल्पों में से सही उत्तर चुनें।
(a) अस्थिरता और कारण दोनों सत्य हैं, और कारण अस्थिरता की सही व्याख्या है।
(b) अस्थिरता और कारण दोनों सत्य हैं लेकिन कारण अस्थिरता की सही व्याख्या नहीं है।
(c) अस्थिरता सत्य नहीं है लेकिन कारण सत्य है।
(d) अस्थिरता और कारण दोनों असत्य हैं।
59. अस्थिरता (A) $Cu^{2+}$ आयोडाइड नहीं जाना जाता। कारण (R) $Cu^{2+}$ $I^{-}$ को आयोडीन में ऑक्सीकृत करता है।
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उत्तर: (a) अस्थिरता और कारण दोनों सत्य हैं, और कारण अस्थिरता की सही व्याख्या है।
$Cu^{+2}$ $Cu^{+}$ की तुलना में अधिक स्थायी होता है (उच्च हाइड्रेशन एंथैल्पी के कारण), आयोडीन के मामले में, $Cu^{+2}$ $I^{-}$ को $I_2$ में ऑक्सीकृत करता है। इसलिए कॉपर(II) आयोडाइड नहीं जाना जाता।
60. अस्थिरता (A) $Zr$ और $Hf$ के अलग करना कठिन है। कारण (R) $Zr$ और $Hf$ आवर्त सारणी के एक ही समूह में होते हैं।
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उत्तर: (b) अस्थिरता और कारण दोनों सत्य हैं लेकिन कारण अस्थिरता की सही व्याख्या नहीं है।
$Zr$ और $Hf$ के अलग करना कठिन है; यह आवर्त सारणी के एक ही समूह में होने के कारण नहीं है। यह लैंथेनॉइड संकुचन के कारण होता है जो दोनों के लगभग समान त्रिज्या कारण बनता है।
61. अस्थिरता (A) एक्टिनॉइड लैंथेनॉइड की तुलना में अपेक्षाकृत कम स्थायी यौगिक बनाते हैं।
कारण (R) एक्टिनॉइड 5f ऑर्बिटल के साथ 6d ऑर्बिटल का उपयोग बंधन में कर सकते हैं लेकिन लैंथेनॉइड 4f ऑर्बिटल का उपयोग बंधन में नहीं करते।
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उत्तर: (c) अस्थिरता सत्य नहीं है लेकिन कारण सत्य है।
Actinoids, लैंथेनॉइड्स की तुलना में, अपेक्षाकृत अधिक स्थायी संकुल बनाते हैं क्योंकि actinoids अपने $5 f$ ऑर्बिटल के साथ $6 d$ ऑर्बिटल का उपयोग बंधन में कर सकते हैं, लेकिन लैंथेनॉइड्स $4 f$ ऑर्बिटल का उपयोग बंधन में नहीं करते।
62. अस्वीकरण (A) Cu अम्लों से हाइड्रोजन छोड़ नहीं सकता।
कारण (R) क्योंकि इसका धनात्मक इलेक्ट्रोड विभव होता है।
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उत्तर: (a) दोनों अस्वीकरण और कारण सही हैं, और कारण अस्वीकरण की सही व्याख्या है।
Cu अम्लों से हाइड्रोजन छोड़ नहीं सकता क्योंकि इसका धनात्मक इलेक्ट्रोड विभव होता है। इलेक्ट्रोड विभव के नकारात्मक मान वाले धातुएं $H_2$ गैस छोड़ते हैं।
63. अस्वीकरण (A) ओसमियम का सर्वोच्च ऑक्सीकरण अवस्था +8 है।
कारण (R) ओसमियम एक 5d-ब्लॉक तत्व है।
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उत्त र: (b) दोनों अस्वीकरण और कारण सही हैं लेकिन कारण अस्वीकरण की सही व्याख्या नहीं है।
ओसमियम का सर्वोच्च ऑक्सीकरण अवस्था +8 है क्योंकि इसकी अपने सभी 8 इलेक्ट्रॉन (2 से 6s और 6 से 5d) का उपयोग करके अष्टक विस्तार करने की क्षमता होती है।
लंबे उत्तर प्रकार प्रश्न
64. A से E तक पहचानें और भी अभिक्रिया के बारे में समझाएं।
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उत्तर
$A$ से $E$ तक के पदार्थ हैं
$A=Cu $
$B=Cu(NO_3)_2 $
$C=[Cu(NH_3)_4]^{2+} $
$D=CO_2$
$E=CaCO_3$
अभिक्रियाएं:
(i) $\mathrm{{CuCO_3 \xrightarrow{\Delta} CuO+CO_2] \times 2}}$
(ii) $\mathrm{2 CuO+CuS \longrightarrow \underset{\text{[A]}}{3 Cu}+SO_2}$
(iii) $\mathrm{\underset{\text{[A]}}{Cu}+4 HNO_3 (conc.) \longrightarrow \underset{\text{[B]}}{Cu(NO_3)_2}+2 NO+2 H_2 O}$
(iv) $\mathrm{\underset{\text{[B]}}{Cu^{2+}}+NH_3 \longrightarrow \underset{\substack{ \text{[C]} \\ \text { (Blue Solution) }}}{[Cu(NH_3)_4]}}$
(v) $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2+ \underset{\text{[D]}}{\mathrm{CO}_2} \longrightarrow \underset{\substack{\text{[E]} \\ \text{(दूध जैसा)}}}{\mathrm{CaCO}_3}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$
(vi) $\mathrm{CaCO_3+H_2 O+CO_2 \longrightarrow Ca(HCO_3)_2}$
65. जब एक क्रोमाइट अयस्क $(A)$ सोडियम कार्बोनेट के साथ हवा के आरक्षित अधिकता में गलन कराया जाता है और उत्पाद जल में घोल दिया जाता है, तो एक पीले घोल के यौगिक (B) प्राप्त होता है। इस पीले घोल के साथ अम्ल सल्फ्यूरिक अम्ल के उपचार के बाद, यौगिक (C) को घोल से क्रिस्टलीकृत किया जा सकता है। जब यौगिक (C) को $KCl$ के साथ उपचार किया जाता है, तो एक लाल घुटन के यौगिक (D) के क्रिस्टल बाहर आ जाते हैं। $A$ से $D$ तक यौगिकों की पहचान करें और अभिक्रियाओं की व्याख्या भी करें।
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Answer
$K_2 Cr_2 O_7$ एक लाल यौगिक है। यह $Na_2 Cr_2 O_7$ के $KCl$ के साथ अभिक्रिया के द्वारा बनता है। अम्लीय माध्यम में, पीले रंग के $CrO_4^{2-}$ (क्रोमेट आयन) द्विक्रोमेट में बदल जाता है।
दिया गया प्रक्रम क्रोमेट अयस्क से पोटेशियम डाइक्रोमेट के तैयार करने की विधि है।
$A=FeCr_2 O_4 $
$B=Na_2 CrO_4 $
$C=Na_2 Cr_2 O_7$
$D=K_2 Cr_2 O_7 $
(i) $\mathrm{\underset{\text{[A]}}{4 FeCr_2 O_4} + 8 Na_2 CO_3+7 O_2 \longrightarrow \underset{\text{[B]}}{8 Na_2 CrO_4}+2 Fe_2 O_3+8 CO_2}$
(ii) $\mathrm{2 Na_2 CrO_4+2 H^{+} \longrightarrow Na_2 Cr_2 O_7+2 Na^{+}+H_2 O}$
(iii) $\mathrm{\underset{\text{[C]}}{Na_2 Cr_2 O_7}+2 KCl \longrightarrow \underset{\text{[D]}}{K_2 Cr_2 O_7}+2 NaCl}$
66. जब मैंगनीज के एक ऑक्साइड $(A)$ को $KOH$ के साथ एक ऑक्सीकारक उपस्थिति में गलन कराया जाता है और जल में घोल दिया जाता है, तो एक गहरे हरे घोल के यौगिक (B) प्राप्त होता है। यौगिक (B) उदासीन या अम्लीय घोल में अपचयन अभिक्रिया करता है और बैंगनी यौगिक (C) देता है। यौगिक (C) के क्षारीय घोल नाइट्रेट के घोल को एक यौगिक (D) में ऑक्सीकृत करता है और यौगिक (A) भी बनता है। यौगिकों A से D की पहचान करें और अभिक्रियाओं की व्याख्या भी करें।
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Answer
यह पोटेशियम परमैंगनेट (बैंगनी) के तैयार करने की विधि है।
तो,
$(A)=MnO_2$
$(B)=K_2 MnO_4$
$(C)=KMnO_4$
$(D)=KIO_3$
$ \underset{[A]}{2 MnO_2}+4 KOH+O_2 \longrightarrow \underset{[B]}{2 K_2 MnO_4}+2 H_2 O $
$ 3 MnO_4^{2-}+4 H^{+} \longrightarrow \underset{[C]}{2 MnO_4^{-}}+MnO_2+2 H_2 O $
$ 2 MnO_4^{-}+H_2 O+KI \longrightarrow \underset{[A]}{2 MnO_2}+{2 OH^{-}}+\underset{[D]}KIO_3 $
67. लैंथेनॉइड संकुचन के आधार पर निम्नलिखित के बारे में समझाइए:
(i) $La_2 O_3$ और $Lu_2 O_3$ में बंधन की प्रकृति।
(ii) लैंथेनॉइड के ऑक्सो लवण के स्थायिता के प्रवृत्ति ला से लू तक।
(iii) लैंथेनॉइड के संकुल के स्थायिता।
(iv) $4d$ और $5d$ ब्लॉक तत्वों के त्रिज्या।
(v) लैंथेनॉइड ऑक्साइड के अम्लीय गुण के प्रवृत्ति।
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Answer
(i) जैसे आकार कम होता जाता है, सहसंयोजक गुण बढ़ता जाता है। इसलिए, $La_2 O_3$ अधिक आयनिक होता है और $Lu_2 O_3$ अधिक सहसंयोजक होता है।
(ii) जैसे आकार ला से लू तक कम होता जाता है, ऑक्सो लवण की स्थायिता भी कम होती जाती है।
(iii) लैंथेनॉइड के संकुल की स्थायिता लैंथेनॉइड के आकार कम होने के साथ बढ़ती जाती है।
(iv) $4d$ और $5d$-ब्लॉक तत्वों के त्रिज्या लगभग समान होते हैं।
(v) ऑक्साइड के अम्लीय गुण ला से लू तक बढ़ते जाते हैं।
68. (a) निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए
(i) पहली संक्रमण श्रेणी के किस तत्व के द्वितीय आयनन एन्थैल्पी सर्वाधिक होती है?
(ii) पहली संक्रमण श्रेणी के किस तत्व के तृतीय आयनन एन्थैल्पी सर्वाधिक होती है?
(iii) पहली संक्रमण श्रेणी के किस तत्व के परमाणुकरण एन्थैल्पी सबसे कम होती है?
(b) धातु की पहचान करें और अपना उत्तर औचित्यपूर्ण बनाएं।
(i) कार्बोनिल $M(CO)_5$
(ii) $MO_3 F$
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Answer
(a)
(i) $Cu$, क्योंकि $Cu$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $3 d^{10} 4 s^{1}$ होती है। इसलिए, दूसरा इलेक्ट्रॉन पूर्ण रूप से भरे हुए $d$-कक्षक से हटाना बहुत कठिन होता है।
(ii) जिंक, क्योंकि $Zn$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $3 d^{10} 4 s^{2}$ होती है और $Zn^{2+}$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $3 d^{10}$ होती है जो पूर्ण रूप से भरी हुई होती है और इसलिए बहुत स्थायी होती है। तीसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
(iii) जिंक, क्योंकि इसमें $3d$ उप-शेल पूरी तरह से भर रहे हैं और धातु बंधन के लिए कोई असुम्बित इलेक्ट्रॉन उपलब्ध नहीं है।
(b)
(i) कार्बोनिल $M(CO)_5$ है $Fe(CO)_5$
EAN नियम के अनुसार, धातु कार्बोनिल में धातु के प्रभावी इलेक्ट्रॉन संख्या सबसे करीबी अक्रिय गैस के परमाणु क्रमांक के बराबर होती है।
EAN की गणना इस प्रकार की जाती है
EAN $=$ धातु में इलेक्ट्रॉन की संख्या $+2 \times (CO)$ $=$ सबसे करीबी अक्रिय गैस के परमाणु क्रमांक
$M(CO)_5 = x + 2 \times (5) = 36$ ( $Kr$ सबसे करीबी अक्रिय गैस है)
$x = 26$ (धातु के परमाणु क्रमांक)
इसलिए, धातु $Fe$ (लोहा) है।
(ii) $MO_3 F$ है $MnO_3 F$.
$MO_3 F$ में
मान लीजिए $M$ के ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है
$ x + 3 \times (-2) + (-1) = 0 $
या, $x = +7$ अर्थात, $M$ के +7 ऑक्सीकरण अवस्था में है।
इसलिए, दिया गया यौगिक $MnO_3 F$ है।
69. जब छोटे परमाणु जैसे $H, C$ और $N$ संक्रमण धातुओं के क्रिस्टल जालक में फंस जाते हैं तो उत्पन्न होने वाले यौगिकों के प्रकार का उल्लेख करें। इन यौगिकों के भौतिक और रासायनिक गुण भी बताएं।
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उत्तर
जब छोटे परमाणु जैसे $H, C$ और $N$ संक्रमण धातुओं के क्रिस्टल जालक में फंस जाते हैं तो उत्पन्न होने वाले यौगिकों को अंतरानुभागीय यौगिक कहते हैं।
ऐसे यौगिकों के गुण हैं:
(i) ये उच्च गलनांक वाले होते हैं, शुद्ध धातुओं के गलनांक से अधिक।
(ii) ये बहुत कठोर होते हैं।
(iii) ये धातु चालकता को बरकरार रखते हैं।
(iv) ये रासायनिक अक्रिय होते हैं।
70. (a) संक्रमण धातुएं विस्थापक के रूप में कार्य कर सकती हैं क्योंकि ये अपने ऑक्सीकरण अवस्था को बदल सकती हैं। आयोडाइड और परसल्फेट आयनों के बीच अभिक्रिया में Fe (III) कैसे विस्थापक के रूप में कार्य करता है?
(b) संक्रमण धातुएं विस्थापक के रूप में कार्य करती हैं के तीन प्रक्रियाओं का उल्लेख करें।
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उत्तर
(a)
आयोडाइड और परसल्फेट आयनों के बीच अभिक्रिया
$ 2 \mathrm{I}^{-}+\mathrm{S}_2 \mathrm{O}_8^{2-} \rightarrow \mathrm{ I_2 + 2SO_4^{2-}} $
इस विस्थापक क्रिया की व्याख्या इस प्रकार की जा सकती है:
$ 2\mathrm{Fe}^{3+}+2 \mathrm{I}^{-} \longrightarrow 2 \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{I}_2 $
$ 2 \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{S}_2 \mathrm{O}_8^{2-} \longrightarrow 2 \mathrm{Fe}^{3+}+2 \mathrm{SO}_4^{2-} $
(ब)
(i) संपर्क प्रक्रम में वैनेडियम ( $V$ ) ऑक्साइड का उपयोग $SO_2$ के $SO_3$ में ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है।
(ii) हैबर के प्रक्रम में नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के $NH_3$ में परिवर्तन के लिए फिनली विभाजित लोहा का उपयोग किया जाता है।
(iii) $KClO_3$ से ऑक्सीजन के तैयार करने में $MnO_2$ का उपयोग किया जाता है।
71. एक बैगनी यौगिक मैंगनीज $(A)$ गरम करने पर ऑक्सीजन एवं मैंगनीज के यौगिक (B) और (C) उत्पन्न करता है। यौगिक (C) के $KOH$ के साथ काल्शियम नाइट्रेट की उपस्थिति में $KOH$ के साथ यौगिक (B) बनता है। यौगिक (C) को गरम करने पर तनु $H_2 SO_4$ और $NaCl$ के साथ क्लोरीन गैस उत्पन्न होती है और मैंगनीज के एक यौगिक ( $D$ ) एवं अन्य उत्पाद बनते हैं। यौगिक A से D तक की पहचान करें और इन अभिक्रियाओं के बारे में समझाएं।
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उत्तर
क्योंकि, यौगिक $(C)$ को तनु $H_2 SO_4$ और $NaCl$ के साथ उपचार करने पर $Cl_2$ गैस उत्पन्न होती है, इसलिए यह मैंगनीज डाइऑक्साइड $(MnO_2)$ है। जब $KMnO_4$ (बैगनी) गरम किया जाता है तो इसके साथ $MnO_4^{2-}$ के साथ $MnO_2$ प्राप्त होता है।
इसलिए,
$(A)=KMnO_4$
$(B)=K_2 MnO_4 $
$(C)=MnO_2$
$(D)=MnCl_2$
$ \underset{[A]}{KMnO_4} \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} \underset{[B]}{K_2 MnO_{4}}+\underset{[C]}{MnO_2}+O_2 $
$2 MnO_2+4 KOH+O_2 \longrightarrow 2 K_2 MnO_4+2 H_2 O$
$MnO_2+4 NaCl+4 H_2 SO_4 \longrightarrow \underset{[D]} {MnCl_2} +4 NaHSO_4+2 H_2 O+Cl_2$
बीटा
