प्रश्न 1. जिंक (Zn), कैडमियम (Cd) और मरकरी (Hg) को आवर्त सारणी के d-ब्लॉक में होने के बावजूद सामान्यतः **संक्रमण तत्व (Transition Elements)** क्यों नहीं माना जाता है?
Q1. Why are Zinc (Zn), Cadmium (Cd), and Mercury (Hg) not strictly classified as transition elements, despite belonging to the d-block?
सही उत्तर: B) क्योंकि इनकी मूल अवस्था और सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था दोनों में d-उपकोश पूर्णतः भरे (d¹⁰) होते हैं
Correct Answer: B) Because they possess completely filled d-subshells (d¹⁰) in both their ground state and their common stable oxidation states
स्पष्टीकरण: आईयूपीएसी (IUPAC) परिभाषा के अनुसार, संक्रमण तत्व (Transition elements) वे होते हैं जिनके परमाणु या किसी सामान्य स्थिर आयन में **अपूर्ण रूप से भरे हुए d-कक्षक (partially filled d-orbitals)** उपस्थित हों।
– जिंक (Zn), कैडमियम (Cd) और मरकरी (Hg) का सामान्य विन्यास क्रमशः 3d¹⁰ 4s², 4d¹⁰ 5s² और 5d¹⁰ 6s² होता है (पूर्णतः भरा d¹⁰)।
– इनकी सबसे आम ऑक्सीकरण अवस्था +2 (जैसे Zn²⁺) में भी d-उपकोश पूर्णतः भरा रहता है (d¹⁰ विन्यास)।
– अपूर्ण d-कक्षक न होने के कारण इन्हें संक्रमण तत्व नहीं माना जाता, यद्यपि ये d-ब्लॉक के अंत में स्थित हैं।
– जिंक (Zn), कैडमियम (Cd) और मरकरी (Hg) का सामान्य विन्यास क्रमशः 3d¹⁰ 4s², 4d¹⁰ 5s² और 5d¹⁰ 6s² होता है (पूर्णतः भरा d¹⁰)।
– इनकी सबसे आम ऑक्सीकरण अवस्था +2 (जैसे Zn²⁺) में भी d-उपकोश पूर्णतः भरा रहता है (d¹⁰ विन्यास)।
– अपूर्ण d-कक्षक न होने के कारण इन्हें संक्रमण तत्व नहीं माना जाता, यद्यपि ये d-ब्लॉक के अंत में स्थित हैं।
Explanation: By IUPAC definition, transition elements are those which have **partially filled d-orbitals** either in their ground state or in any of their common stable oxidation states.
– Zinc, Cadmium, and Mercury have completely filled d-orbitals (d¹⁰ configuration) in their ground states (nd¹⁰ (n+1)s²).
– Even in their most common stable oxidation state of +2 (e.g., Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺), they retain the filled d¹⁰ configuration. Thus, they are not considered transition metals.
– Zinc, Cadmium, and Mercury have completely filled d-orbitals (d¹⁰ configuration) in their ground states (nd¹⁰ (n+1)s²).
– Even in their most common stable oxidation state of +2 (e.g., Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺), they retain the filled d¹⁰ configuration. Thus, they are not considered transition metals.
प्रश्न 2. प्रथम संक्रमण श्रेणी (3d series) का कौन सा धातु तत्व अपनी यौगिकों में **+7** तक की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था (Highest Oxidation State) प्रदर्शित करता है?
Q2. Which of the 3d transition metals exhibits the highest number of oxidation states, reaching up to **+7**?
सही उत्तर: C) मैंगनीज (Mn) (पोटेशियम परमैंगनेट में)
Correct Answer: C) Manganese (Mn)
स्पष्टीकरण: मैंगनीज (Mn, Z = 25) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] 3d⁵ 4s² होता है।
– इसके पास बाह्यतम कोश में 2 और उपांत्य कोश में 5 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन (कुल 7 संयोजी इलेक्ट्रॉन) उपलब्ध होते हैं।
– चूंकि इसके सभी 7 इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंध बनाने में भाग ले सकते हैं, इसलिए यह 3d श्रेणी में सर्वाधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (+2, +3, +4, +5, +6, +7) प्रदर्शित करता है।
– पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO₄) में मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था **+7** होती है जो कि 3d श्रेणी की उच्चतम अवस्था है।
– इसके पास बाह्यतम कोश में 2 और उपांत्य कोश में 5 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन (कुल 7 संयोजी इलेक्ट्रॉन) उपलब्ध होते हैं।
– चूंकि इसके सभी 7 इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंध बनाने में भाग ले सकते हैं, इसलिए यह 3d श्रेणी में सर्वाधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (+2, +3, +4, +5, +6, +7) प्रदर्शित करता है।
– पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO₄) में मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था **+7** होती है जो कि 3d श्रेणी की उच्चतम अवस्था है।
Explanation: Manganese (Mn, Z = 25) has the valence configuration 3d⁵ 4s².
– It has the maximum number of unpaired electrons (5 in 3d and 2 in 4s), totaling 7 valence electrons available for bonding.
– Consequently, it exhibits the largest range of oxidation states from +2 to +7. In potassium permanganate (KMnO₄), Mn is in its highest stable oxidation state of **+7**.
– It has the maximum number of unpaired electrons (5 in 3d and 2 in 4s), totaling 7 valence electrons available for bonding.
– Consequently, it exhibits the largest range of oxidation states from +2 to +7. In potassium permanganate (KMnO₄), Mn is in its highest stable oxidation state of **+7**.
प्रश्न 3. संक्रमण धातु का एक द्विसंयोजक आयन (M²⁺) जलीय विलयन में केवल-प्रचक्रण चुंबकीय आघूर्ण (Spin-only Magnetic Moment) का मान **3.87 BM** दर्शाता है। इस आयन में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों (unpaired electrons) की संख्या कितनी होगी?
Q3. A divalent transition metal cation (M²⁺) in aqueous solution has a spin-only magnetic moment of **3.87 BM**. The number of unpaired electrons in this ion is:
सही उत्तर: B) 3
Correct Answer: B) 3
स्पष्टीकरण: चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र है:
μ = √[n(n + 2)] BM (जहाँ n अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है)
– यदि n = 3:
μ = √[3(3 + 2)] = √[3 × 5] = √15 ≈ 3.87 BM।
– (एक आसान NEET ट्रिक: चुंबकीय आघूर्ण का पहला पूर्णांक अंक हमेशा अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होता है। यदि मान 3.87 है, तो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन 3 होंगे; यदि 4.90 है, तो 4 होंगे; यदि 5.92 है, तो 5 होंगे)।
μ = √[n(n + 2)] BM (जहाँ n अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है)
– यदि n = 3:
μ = √[3(3 + 2)] = √[3 × 5] = √15 ≈ 3.87 BM।
– (एक आसान NEET ट्रिक: चुंबकीय आघूर्ण का पहला पूर्णांक अंक हमेशा अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होता है। यदि मान 3.87 है, तो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन 3 होंगे; यदि 4.90 है, तो 4 होंगे; यदि 5.92 है, तो 5 होंगे)।
Explanation: The spin-only magnetic moment is calculated as:
μ = √[n(n + 2)] BM (where n is the number of unpaired electrons).
– If n = 3: μ = √[3(3+2)] = √15 ≈ 3.87 BM.
– (A useful NEET tip: the whole-number digit before the decimal point in the magnetic moment value directly equals the number of unpaired electrons. A value of 3.87 BM immediately indicates **3** unpaired electrons).
μ = √[n(n + 2)] BM (where n is the number of unpaired electrons).
– If n = 3: μ = √[3(3+2)] = √15 ≈ 3.87 BM.
– (A useful NEET tip: the whole-number digit before the decimal point in the magnetic moment value directly equals the number of unpaired electrons. A value of 3.87 BM immediately indicates **3** unpaired electrons).
प्रश्न 4. जलीय विलयन में निम्नलिखित संक्रमण धातु आयनों में से कौन सा आयन पूर्णतः **रंगहीन (Colorless)** होगा, क्योंकि उसमें d-d संक्रमण संभव नहीं है?
Q4. Which of the following transition metal ions is completely **colorless** in an aqueous solution because d-d transition is not possible?
सही उत्तर: B) Sc³⁺ (स्कैंडियम आयन)
Correct Answer: B) Sc³⁺
स्पष्टीकरण: संक्रमण धातु आयनों का रंगीन होना अपूर्ण d-उपकोश (d¹ से d⁹ विन्यास) में होने वाले **d-d संक्रमण (d-d transitions)** के कारण होता है।
– **Sc³⁺ (Z = 21, विन्यास: [Ar] 3d⁰ 4s⁰):** इसके पास d-उपकोश में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं है (d⁰)। अयुग्मित इलेक्ट्रॉन न होने के कारण d-d संक्रमण असंभव है, अतः यह पूर्णतः **रंगहीन** है।
– Fe²⁺ (3d⁶): हरा, Cu²⁺ (3d⁹): नीला, Mn²⁺ (3d⁵): हल्का गुलाबी।
– (इसी प्रकार Ti⁴⁺ (3d⁰) और Zn²⁺ (3d¹⁰) भी रंगहीन होते हैं)।
– **Sc³⁺ (Z = 21, विन्यास: [Ar] 3d⁰ 4s⁰):** इसके पास d-उपकोश में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं है (d⁰)। अयुग्मित इलेक्ट्रॉन न होने के कारण d-d संक्रमण असंभव है, अतः यह पूर्णतः **रंगहीन** है।
– Fe²⁺ (3d⁶): हरा, Cu²⁺ (3d⁹): नीला, Mn²⁺ (3d⁵): हल्का गुलाबी।
– (इसी प्रकार Ti⁴⁺ (3d⁰) और Zn²⁺ (3d¹⁰) भी रंगहीन होते हैं)।
Explanation: The color of transition metal ions in solution is due to the absorption of light during **d-d transitions** of unpaired d-electrons. This requires a partially filled d-subshell (d¹ to d⁹).
– **Sc³⁺ (Z = 21, configuration [Ar] 3d⁰ 4s⁰):** Has an empty d-subshell (d⁰). Since there are no d-electrons available to undergo transitions, Sc³⁺ is completely **colorless**.
– Ions like Fe²⁺ (3d⁶), Cu²⁺ (3d⁹), and Mn²⁺ (3d⁵) possess unpaired d-electrons and are colored. Zn²⁺ (3d¹⁰) is also colorless.
– **Sc³⁺ (Z = 21, configuration [Ar] 3d⁰ 4s⁰):** Has an empty d-subshell (d⁰). Since there are no d-electrons available to undergo transitions, Sc³⁺ is completely **colorless**.
– Ions like Fe²⁺ (3d⁶), Cu²⁺ (3d⁹), and Mn²⁺ (3d⁵) possess unpaired d-electrons and are colored. Zn²⁺ (3d¹⁰) is also colorless.
प्रश्न 5. संक्रमण धातुएं अपने क्रिस्टल जालक के खाली स्थानों में छोटे अधातु परमाणुओं (जैसे H, C, N, B) को फंसाकर **अंतराकाशी यौगिक (Interstitial Compounds)** बनाती हैं। इन यौगिकों की प्रमुख विशेषता क्या होती है?
Q5. Transition metals form **interstitial compounds** by trapping small non-metal atoms (like H, C, N, B) within their crystal lattices. These compounds are characterized by:
सही उत्तर: B) ये अत्यधिक कठोर होते हैं, इनका गलनांक बहुत उच्च होता है और ये धात्विक चालकता बनाए रखते हैं
Correct Answer: B) Having high hardness, very high melting points, and retaining metallic conductivity
स्पष्टीकरण: अंतराकाशी यौगिकों (Interstitial compounds) की मुख्य विशेषताएँ निम्न हैं:
1. इनके **गलनांक बहुत उच्च** होते हैं, जो शुद्ध धातुओं से भी अधिक होते हैं।
2. ये **अत्यधिक कठोर** होते हैं। कुछ बोराइड्स की कठोरता हीरे के समान होती है।
3. ये अपनी **धात्विक चालकता (metallic conductivity) बनाए रखते हैं**।
4. ये रासायनिक रूप से पूरी तरह से अक्रिय (chemically inert) होते हैं। ये कोई विशिष्ट आयनिक या सहसंयोजक अनुपात नहीं दर्शाते (गैर-स्टोइकियोमीट्री होते हैं, जैसे TiC, Mn₄N, Fe₃H)।
1. इनके **गलनांक बहुत उच्च** होते हैं, जो शुद्ध धातुओं से भी अधिक होते हैं।
2. ये **अत्यधिक कठोर** होते हैं। कुछ बोराइड्स की कठोरता हीरे के समान होती है।
3. ये अपनी **धात्विक चालकता (metallic conductivity) बनाए रखते हैं**।
4. ये रासायनिक रूप से पूरी तरह से अक्रिय (chemically inert) होते हैं। ये कोई विशिष्ट आयनिक या सहसंयोजक अनुपात नहीं दर्शाते (गैर-स्टोइकियोमीट्री होते हैं, जैसे TiC, Mn₄N, Fe₃H)।
Explanation: Interstitial compounds are non-stoichiometric in nature (e.g., TiC, Mn₄N, Fe₃H) and exhibit unique physical properties:
1. They possess **high melting points**, higher than those of pure parent metals.
2. They are **extremely hard** (some borides approach the hardness of diamond).
3. They **retain metallic conductivity**.
4. They are chemically inert.
1. They possess **high melting points**, higher than those of pure parent metals.
2. They are **extremely hard** (some borides approach the hardness of diamond).
3. They **retain metallic conductivity**.
4. They are chemically inert.
प्रश्न 6. संक्रमण धातुएं आपस में मिलकर आसानी से **मिश्र धातुएं (Alloys)** बना लेती हैं (जैसे पीतल, कांसा, स्टेनलेस स्टील)। इसका मुख्य संरचनात्मक कारण क्या है?
Q6. Transition metals readily form homogenous solid solutions known as **alloys** with one another. This is primarily because:
सही उत्तर: B) इनके परमाणुओं का आकार लगभग समान होता है (atomic sizes differ by less than 15%) जिससे वे जालक में एक-दूसरे को प्रतिस्थापित कर सकते हैं
Correct Answer: B) Their atomic sizes are very similar (differing by less than 15%), allowing them to easily replace each other in the crystal lattice
स्पष्टीकरण: मिश्र धातुएँ (Alloys) दो या अधिक धातुओं का समरूप ठोस मिश्रण होती हैं।
– संक्रमण धातुओं के परमाणुओं के आकार (त्रिज्या) एक-दूसरे के बहुत समीप होते हैं (आकार में अंतर **15% से कम** होता है)।
– आकार में अत्यधिक समानता होने के कारण, पिघली हुई अवस्था में एक धातु के परमाणु आसानी से दूसरी धातु के क्रिस्टल जालक में उसके परमाणुओं का स्थान ले लेते हैं (प्रतिस्थापन)।
– इसके परिणामस्वरूप अत्यंत कठोर और उच्च गलनांक वाली मिश्र धातुएं बनती हैं।
– संक्रमण धातुओं के परमाणुओं के आकार (त्रिज्या) एक-दूसरे के बहुत समीप होते हैं (आकार में अंतर **15% से कम** होता है)।
– आकार में अत्यधिक समानता होने के कारण, पिघली हुई अवस्था में एक धातु के परमाणु आसानी से दूसरी धातु के क्रिस्टल जालक में उसके परमाणुओं का स्थान ले लेते हैं (प्रतिस्थापन)।
– इसके परिणामस्वरूप अत्यंत कठोर और उच्च गलनांक वाली मिश्र धातुएं बनती हैं।
Explanation: Alloys are homogeneous solid solutions of two or more metals.
– Transition metals have **very similar atomic sizes** (their metallic radii differ by less than 15%).
– Due to this size similarity, atoms of one transition metal can easily replace atoms of another metal within its crystal lattice during solid-solution formation. This leads to the production of robust, hard alloys like brass, bronze, and stainless steel.
– Transition metals have **very similar atomic sizes** (their metallic radii differ by less than 15%).
– Due to this size similarity, atoms of one transition metal can easily replace atoms of another metal within its crystal lattice during solid-solution formation. This leads to the production of robust, hard alloys like brass, bronze, and stainless steel.
प्रश्न 7. लैन्थेनॉयड संकुचन (Lanthanoid Contraction) का मुख्य कारण क्या है?
Q7. Lanthanoid Contraction (steady decrease in atomic and ionic radii along the lanthanoid series) is primarily caused by:
सही उत्तर: B) 4f इलेक्ट्रॉनों का अत्यंत दुर्बल परिरक्षण प्रभाव (poor shielding of 4f electrons)
Correct Answer: B) The exceptionally poor shielding/screening effect of the 4f electrons
स्पष्टीकरण: लैन्थेनॉयड श्रेणी (Ce से Lu) में परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ प्रत्येक चरण में एक इलेक्ट्रॉन आंतरिक **4f उपकोश** में प्रवेश करता है।
– f-कक्षकों की आकृति बहुत अधिक विसरित (highly diffuse shape) होती है।
– विसरित आकृति के कारण, 4f इलेक्ट्रॉनों का बाहरी इलेक्ट्रॉनों के प्रति **परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) अत्यंत दुर्बल** होता है।
– इसके फलस्वरूप, बढ़ता हुआ नाभिकीय आवेश बाहरी इलेक्ट्रॉनों को अधिक बल से अपनी ओर आकर्षित करता है, जिससे परमाणु और आयनिक आकार धीरे-धीरे संकुचित (छोटा) होता जाता है। इसे **लैन्थेनॉयड संकुचन** कहते हैं।
– f-कक्षकों की आकृति बहुत अधिक विसरित (highly diffuse shape) होती है।
– विसरित आकृति के कारण, 4f इलेक्ट्रॉनों का बाहरी इलेक्ट्रॉनों के प्रति **परिरक्षण प्रभाव (shielding effect) अत्यंत दुर्बल** होता है।
– इसके फलस्वरूप, बढ़ता हुआ नाभिकीय आवेश बाहरी इलेक्ट्रॉनों को अधिक बल से अपनी ओर आकर्षित करता है, जिससे परमाणु और आयनिक आकार धीरे-धीरे संकुचित (छोटा) होता जाता है। इसे **लैन्थेनॉयड संकुचन** कहते हैं।
Explanation: In the lanthanoid series, as the atomic number increases, additional electrons enter the inner **4f subshell**.
– Due to the highly diffuse shape of f-orbitals, the **shielding (screening) effect of 4f electrons is extremely poor**.
– Consequently, the outer valence electrons experience a steadily increasing effective nuclear charge, pulling them closer to the nucleus. This results in a regular, cumulative decrease in atomic and ionic radii, known as **Lanthanoid Contraction**.
– Due to the highly diffuse shape of f-orbitals, the **shielding (screening) effect of 4f electrons is extremely poor**.
– Consequently, the outer valence electrons experience a steadily increasing effective nuclear charge, pulling them closer to the nucleus. This results in a regular, cumulative decrease in atomic and ionic radii, known as **Lanthanoid Contraction**.
प्रश्न 8. सभी लैन्थेनॉयड तत्वों द्वारा प्रदर्शित की जाने वाली सबसे सामान्य और अत्यंत स्थिर **ऑक्सीकरण अवस्था (Common Stable Oxidation State)** कौन सी है?
Q8. The most common and highly stable oxidation state exhibited by all the lanthanoid elements is:
सही उत्तर: B) +3
Correct Answer: B) +3
स्पष्टीकरण: यद्यपि कुछ लैन्थेनॉयड खाली, आधे भरे या पूरे भरे f-उपकोशों (f⁰, f⁷, f¹⁴) के अतिरिक्त स्थायित्व के कारण अस्थायी रूप से +2 (जैसे Eu²⁺) और +4 (जैसे Ce⁴⁺) ऑक्सीकरण अवस्थाएँ भी प्रदर्शित करते हैं।
– परन्तु, जलीय विलयन और यौगिकों में सभी लैन्थेनॉयडों की सर्वाधिक सामान्य, प्रधान और स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था **+3** होती है।
– इसलिए, +2 और +4 अवस्था दर्शाने वाले आयन भी रासायनिक क्रिया करके अंततः स्थायी +3 अवस्था में बदलने का प्रयास करते हैं।
– परन्तु, जलीय विलयन और यौगिकों में सभी लैन्थेनॉयडों की सर्वाधिक सामान्य, प्रधान और स्थायी ऑक्सीकरण अवस्था **+3** होती है।
– इसलिए, +2 और +4 अवस्था दर्शाने वाले आयन भी रासायनिक क्रिया करके अंततः स्थायी +3 अवस्था में बदलने का प्रयास करते हैं।
Explanation: While some lanthanoids can exhibit +2 (e.g., Eu²⁺) or +4 (e.g., Ce⁴⁺) oxidation states due to the extra stability of empty (f⁰), half-filled (f⁷), or fully-filled (f¹⁴) f-subshells:
– The predominant, most common, and thermodynamically most stable oxidation state for all lanthanoids is **+3**. Ions in $+2$ or $+4$ states typically act as reducing or oxidizing agents to revert back to the highly stable $+3$ state.
– The predominant, most common, and thermodynamically most stable oxidation state for all lanthanoids is **+3**. Ions in $+2$ or $+4$ states typically act as reducing or oxidizing agents to revert back to the highly stable $+3$ state.
प्रश्न 9. सीरियम अपनी +4 ऑक्सीकरण अवस्था (Ce⁴⁺) में एक **अत्यंत प्रबल ऑक्सीकारक (Strong Oxidizing Agent)** की तरह व्यवहार करता है। इसका रासायनिक कारण क्या है?
Q9. Cerium in its +4 oxidation state (Ce⁴⁺) acts as a powerful oxidizing agent in analytical chemistry because:
सही उत्तर: B) इसकी +3 ऑक्सीकरण अवस्था अत्यधिक स्थायी होती है, अतः यह आसानी से एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके Ce³⁺ में बदल जाता है (Ce⁴⁺ wants to revert to stable Ce³⁺)
Correct Answer: B) The +3 state is the most stable state for cerium, so Ce⁴⁺ readily gains an electron to reduce to Ce³⁺
स्पष्टीकरण: सीरियम (Ce, Z = 58) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe] 4f¹ 5d¹ 6s² होता है।
– चार इलेक्ट्रॉन खोने पर Ce⁴⁺ का विन्यास अक्रिय गैस जीनॉन ([Xe] 4f⁰) जैसा अत्यंत स्थायी हो जाता है।
– इसके बावजूद, चूंकि सभी लैन्थेनॉयडों की सबसे पसंदीदा और मुख्य स्थायी अवस्था **+3** होती है, इसलिए Ce⁴⁺ का इलेक्ट्रोड विभव (E° = +1.74 V) बहुत उच्च धनात्मक होता है।
– यह आसानी से एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके (अपचयित होकर) अत्यंत स्थायी Ce³⁺ में बदल जाता है, अतः यह विश्लेषणात्मक रसायन में एक **प्रबल ऑक्सीकारक** की तरह प्रयुक्त होता है।
– चार इलेक्ट्रॉन खोने पर Ce⁴⁺ का विन्यास अक्रिय गैस जीनॉन ([Xe] 4f⁰) जैसा अत्यंत स्थायी हो जाता है।
– इसके बावजूद, चूंकि सभी लैन्थेनॉयडों की सबसे पसंदीदा और मुख्य स्थायी अवस्था **+3** होती है, इसलिए Ce⁴⁺ का इलेक्ट्रोड विभव (E° = +1.74 V) बहुत उच्च धनात्मक होता है।
– यह आसानी से एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके (अपचयित होकर) अत्यंत स्थायी Ce³⁺ में बदल जाता है, अतः यह विश्लेषणात्मक रसायन में एक **प्रबल ऑक्सीकारक** की तरह प्रयुक्त होता है।
Explanation: Cerium (Ce) can lose 4 electrons to achieve a noble gas f⁰ configuration (Ce⁴⁺).
– However, the most preferred, stable oxidation state for all lanthanoids is **+3**.
– Consequently, the standard reduction potential of Ce⁴⁺/Ce³⁺ is highly positive (E° = +1.74 V).
– This driving force makes Ce⁴⁺ eagerly gain an electron (undergo reduction) to revert to the more stable **Ce³⁺** state, acting as a powerful **oxidizing agent**.
– However, the most preferred, stable oxidation state for all lanthanoids is **+3**.
– Consequently, the standard reduction potential of Ce⁴⁺/Ce³⁺ is highly positive (E° = +1.74 V).
– This driving force makes Ce⁴⁺ eagerly gain an electron (undergo reduction) to revert to the more stable **Ce³⁺** state, acting as a powerful **oxidizing agent**.
प्रश्न 10. अम्लीय माध्यम में क्रोमेट आयन (CrO₄²⁻) और डाइक्रोमेट आयन (Cr₂O₇²⁻) एक-दूसरे में अंतर-परिवर्तित होते हैं। जलीय विलयन में **pH का मान कम करने पर (अम्लीय बनाने पर)** पीले रंग का क्रोमेट आयन किसमें परिवर्तित हो जाता है?
Q10. Chromate (CrO₄²⁻) and dichromate (Cr₂O₇²⁻) ions are interconvertible in aqueous solution depending on pH. Decreasing the pH (making the solution acidic) converts the yellow chromate ion into:
सही उत्तर: B) नारंगी रंग के डाइक्रोमेट आयन (Cr₂O₇²⁻) में
Correct Answer: B) Orange-colored dichromate ion (Cr₂O₇²⁻)
स्पष्टीकरण: जलीय विलयन में क्रोमेट (CrO₄²⁻) और डाइक्रोमेट (Cr₂O₇²⁻) आयनों के बीच साम्यावस्था pH पर निर्भर करती है:
– **अम्लीय माध्यम में (pH < 7, pH कम करने पर):** पीला क्रोमेट आयन प्रोटोनीकृत होकर नारंगी रंग के **डाइक्रोमेट आयन (Cr₂O₇²⁻)** में बदल जाता है:
2 CrO₄²⁻ (पीला) + 2H⁺ &rightleftharpoons Cr₂O₇²⁻ (नारंगी) + H₂O.
– **क्षारीय माध्यम में (pH > 7, pH बढ़ाने पर):** नारंगी डाइक्रोमेट आयन पुनः पीले रंग के क्रोमेट आयन में बदल जाता है:
Cr₂O₇²⁻ + 2OH⁻ &rightleftharpoons 2 CrO₄²⁻ + H₂O।
– दोनों आयनों में क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था **+6** ही होती है (यह रेडॉक्स अभिक्रिया नहीं है)।
– **अम्लीय माध्यम में (pH < 7, pH कम करने पर):** पीला क्रोमेट आयन प्रोटोनीकृत होकर नारंगी रंग के **डाइक्रोमेट आयन (Cr₂O₇²⁻)** में बदल जाता है:
2 CrO₄²⁻ (पीला) + 2H⁺ &rightleftharpoons Cr₂O₇²⁻ (नारंगी) + H₂O.
– **क्षारीय माध्यम में (pH > 7, pH बढ़ाने पर):** नारंगी डाइक्रोमेट आयन पुनः पीले रंग के क्रोमेट आयन में बदल जाता है:
Cr₂O₇²⁻ + 2OH⁻ &rightleftharpoons 2 CrO₄²⁻ + H₂O।
– दोनों आयनों में क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था **+6** ही होती है (यह रेडॉक्स अभिक्रिया नहीं है)।
Explanation: In water, chromate (yellow) and dichromate (orange) ions exist in equilibrium, which is highly sensitive to pH changes:
– **In acidic medium (lowering pH, adding H⁺):** Yellow chromate converts to orange **dichromate**:
2 CrO₄²⁻ (yellow) + 2H⁺ &rightleftharpoons Cr₂O₇²⁻ (orange) + H₂O.
– **In basic medium (raising pH, adding OH⁻):** Orange dichromate reverts back to yellow chromate.
Note: The oxidation state of Chromium remains **+6** in both ions (this is not a redox reaction).
– **In acidic medium (lowering pH, adding H⁺):** Yellow chromate converts to orange **dichromate**:
2 CrO₄²⁻ (yellow) + 2H⁺ &rightleftharpoons Cr₂O₇²⁻ (orange) + H₂O.
– **In basic medium (raising pH, adding OH⁻):** Orange dichromate reverts back to yellow chromate.
Note: The oxidation state of Chromium remains **+6** in both ions (this is not a redox reaction).
प्रश्न 11. अम्लीय माध्यम में पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO₄) एक अत्यंत प्रबल ऑक्सीकारक है। यह जलीय विलयन में उपस्थित ऑक्सालेट आयन (C₂O₄²⁻) को किस गैस में ऑक्सीकृत कर देता है?
Q11. In an acidic medium, potassium permanganate (KMnO₄) acts as a powerful oxidant. It oxidizes oxalate ions (C₂O₄²⁻) present in solution to:
सही उत्तर: B) कार्बन डाइऑक्साइड गैस (CO₂ – carbon dioxide)
Correct Answer: B) Carbon dioxide (CO₂)
स्पष्टीकरण: अम्लीय माध्यम में परमैंगनेट आयन (MnO₄⁻) का अपचयन रंगहीन Mn²⁺ में होता है (n-factor = 5)।
– यह ऑक्सालेट आयन (C₂O₄²⁻, जिसमें कार्बन की ऑक्सीकरण संख्या +3 है) को ऑक्सीकृत करके **कार्बन डाइऑक्साइड गैस (CO₂)** में बदल देता है (जिसमें कार्बन +4 अवस्था में होता है):
2 MnO₄⁻ + 5 C₂O₄²⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 10 CO₂↑ + 8 H₂O.
– यह ऑक्सालेट आयन (C₂O₄²⁻, जिसमें कार्बन की ऑक्सीकरण संख्या +3 है) को ऑक्सीकृत करके **कार्बन डाइऑक्साइड गैस (CO₂)** में बदल देता है (जिसमें कार्बन +4 अवस्था में होता है):
2 MnO₄⁻ + 5 C₂O₄²⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 10 CO₂↑ + 8 H₂O.
Explanation: In acidic medium, the purple permanganate ion (MnO₄⁻) is reduced to colorless Mn²⁺. It oxidizes oxalate ions (C₂O₄²⁻, carbon state is +3) quantitatively into **carbon dioxide (CO₂)** gas (carbon state is +4):
2 MnO₄⁻ + 5 C₂O₄²⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 10 CO₂↑ + 8 H₂O.
2 MnO₄⁻ + 5 C₂O₄²⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 10 CO₂↑ + 8 H₂O.
प्रश्न 12. अम्लीय माध्यम में परमैंगनेट आयन (MnO₄⁻) जलीय आयोडाइड आयनों (I⁻) को आयोडीन गैस (I₂) में ऑक्सीकृत करता है। परन्तु **उदासीन या मंद क्षारीय माध्यम (Neutral or Faintly Alkaline Medium)** में यह आयोडाइड को किसमें ऑक्सीकृत करता है?
Q12. In acidic medium, permanganate ion oxidizes iodide (I⁻) to iodine (I₂). However, in a **neutral or weakly alkaline medium**, it oxidizes iodide (I⁻) to:
सही उत्तर: B) आयोडेट आयन (Iodate ion, IO₃⁻) में
Correct Answer: B) Iodate ion (IO₃⁻)
स्पष्टीकरण: यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण विभेदक (distinguishing) NEET प्रश्न है:
– **अम्लीय माध्यम में:** MnO₄⁻ आयोडाइड को आयोडीन गैस (I₂, शून्य ऑक्सीकरण अवस्था) में ऑक्सीकृत करता है:
2 MnO₄⁻ + 10 I⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 I₂ + 8 H₂O.
– **उदासीन या मंद क्षारीय माध्यम में:** MnO₄⁻ आयोडाइड (I⁻) को सीधे **आयोडेट आयन (IO₃⁻**, जिसमें आयोडीन +5 अवस्था में होता है) में ऑक्सीकृत कर देता है:
2 MnO₄⁻ + H₂O + I⁻ → 2 MnO₂ + 2 OH⁻ + IO₃⁻.
– **अम्लीय माध्यम में:** MnO₄⁻ आयोडाइड को आयोडीन गैस (I₂, शून्य ऑक्सीकरण अवस्था) में ऑक्सीकृत करता है:
2 MnO₄⁻ + 10 I⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 I₂ + 8 H₂O.
– **उदासीन या मंद क्षारीय माध्यम में:** MnO₄⁻ आयोडाइड (I⁻) को सीधे **आयोडेट आयन (IO₃⁻**, जिसमें आयोडीन +5 अवस्था में होता है) में ऑक्सीकृत कर देता है:
2 MnO₄⁻ + H₂O + I⁻ → 2 MnO₂ + 2 OH⁻ + IO₃⁻.
Explanation: This is a key distinguishing reaction of permanganate:
– **In acidic medium:** MnO₄⁻ oxidizes iodide (I⁻) to elemental iodine (I₂): 2 MnO₄⁻ + 10 I⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 I₂ + 8 H₂O.
– **In neutral or weakly alkaline medium:** MnO₄⁻ oxidizes iodide (I⁻) much further into **iodate ion (IO₃⁻)**, where iodine is in the +5 state: 2 MnO₄⁻ + H₂O + I⁻ → 2 MnO₂ + 2 OH⁻ + IO₃⁻.
– **In acidic medium:** MnO₄⁻ oxidizes iodide (I⁻) to elemental iodine (I₂): 2 MnO₄⁻ + 10 I⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 I₂ + 8 H₂O.
– **In neutral or weakly alkaline medium:** MnO₄⁻ oxidizes iodide (I⁻) much further into **iodate ion (IO₃⁻)**, where iodine is in the +5 state: 2 MnO₄⁻ + H₂O + I⁻ → 2 MnO₂ + 2 OH⁻ + IO₃⁻.
प्रश्न 13. पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO₄) का गहरा बैंगनी (deep purple) रंग होता है, यद्यपि इसमें उपस्थित मैंगनीज आयन (Mn⁷⁺) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 3d⁰ (कोई अयुग्मित d-इलेक्ट्रॉन नहीं) होता है। इस रंग का क्या कारण है?
Q13. Potassium permanganate (KMnO₄) exhibits an intense deep purple color, despite Mn⁷⁺ having a 3d⁰ configuration (no unpaired d-electrons). This color is due to:
सही उत्तर: B) संकुल में होने वाला ‘आवेश स्थानांतरण संक्रमण’ (Charge Transfer transition – LMCT)
Correct Answer: B) Charge transfer transition (specifically ligand-to-metal charge transfer, LMCT)
स्पष्टीकरण: मैंगनीज आयन Mn⁷⁺ में d-उपकोश पूरी तरह खाली होता है (3d⁰ 4s⁰ विन्यास)। अयुग्मित इलेक्ट्रॉन न होने के कारण इसमें d-d संक्रमण संभव नहीं है।
– इसके गहरे बैंगनी रंग का कारण संकुल में होने वाला **आवेश स्थानांतरण संक्रमण (Charge Transfer Transition)** है।
– इसे विशिष्ट रूप से **लिगैंड-टू-मेटल आवेश स्थानांतरण (LMCT)** कहते हैं, जिसमें ऑक्सीजन लिगैंड (O²⁻) के p-कक्षकों से इलेक्ट्रॉन क्षणिक रूप से खाली Mn⁷⁺ के d-कक्षकों में स्थानांतरित होते हैं। इस संक्रमण के लिए दृश्य प्रकाश की हरी-पीली किरणें अवशोषित हो जाती हैं, जिससे पूरक गहरा बैंगनी रंग दिखाई देता है।
– (यही कारण नारंगी रंग के पोटेशियम डाइक्रोमेट K₂Cr₂O₇ पर भी लागू होता है, जहाँ Cr⁶⁺ का विन्यास 3d⁰ होता है)।
– इसके गहरे बैंगनी रंग का कारण संकुल में होने वाला **आवेश स्थानांतरण संक्रमण (Charge Transfer Transition)** है।
– इसे विशिष्ट रूप से **लिगैंड-टू-मेटल आवेश स्थानांतरण (LMCT)** कहते हैं, जिसमें ऑक्सीजन लिगैंड (O²⁻) के p-कक्षकों से इलेक्ट्रॉन क्षणिक रूप से खाली Mn⁷⁺ के d-कक्षकों में स्थानांतरित होते हैं। इस संक्रमण के लिए दृश्य प्रकाश की हरी-पीली किरणें अवशोषित हो जाती हैं, जिससे पूरक गहरा बैंगनी रंग दिखाई देता है।
– (यही कारण नारंगी रंग के पोटेशियम डाइक्रोमेट K₂Cr₂O₇ पर भी लागू होता है, जहाँ Cr⁶⁺ का विन्यास 3d⁰ होता है)।
Explanation: In KMnO₄, manganese exists as Mn⁷⁺ with a 3d⁰ configuration, meaning classic d-d transition is impossible.
– Its deep purple color is caused by **Charge Transfer Transition**, specifically **Ligand-to-Metal Charge Transfer (LMCT)**.
– An electron is temporarily promoted from the filled p-orbitals of the oxygen ligands (O²⁻) to the vacant d-orbitals of the central Mn⁷⁺ ion. This transition absorbs green-yellow light, reflecting an intense complementary purple color. (The same explanation accounts for the orange color of K₂Cr₂O₇ where Cr⁶⁺ has a 3d⁰ configuration).
– Its deep purple color is caused by **Charge Transfer Transition**, specifically **Ligand-to-Metal Charge Transfer (LMCT)**.
– An electron is temporarily promoted from the filled p-orbitals of the oxygen ligands (O²⁻) to the vacant d-orbitals of the central Mn⁷⁺ ion. This transition absorbs green-yellow light, reflecting an intense complementary purple color. (The same explanation accounts for the orange color of K₂Cr₂O₇ where Cr⁶⁺ has a 3d⁰ configuration).
प्रश्न 14. संक्रमण तत्वों (3d series) में से किस तत्व का गलनांक (Melting Point) न्यूनतम होता है क्योंकि इसके d-कक्षक पूर्णतः भरे होते हैं और यह धात्विक आबंध में भाग नहीं लेते?
Q14. Which of the following 3d transition metals has the lowest melting point because its d-orbitals are completely filled, preventing participation in metallic bonding?
सही उत्तर: B) जिंक (Zn – जस्ता)
Correct Answer: B) Zinc (Zn)
स्पष्टीकरण: संक्रमण धातुओं के गलनांक और क्वथनांक उच्च होते हैं क्योंकि इनमें मजबूत धात्विक आबंध (metallic bonding) पाए जाते हैं। धात्विक आबंध की ताकत अयुग्मित d-इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करती है जो आबंध बनाने में योगदान देते हैं।
– **जिंक (Zn, विन्यास: [Ar] 3d¹⁰ 4s²):** में कोई अयुग्मित d-इलेक्ट्रॉन नहीं होता।
– इसके 3d इलेक्ट्रॉन पूर्णतः युग्मित होते हैं और धात्विक आबंध में भाग नहीं लेते, जिससे इसके बीच केवल कमजोर धात्विक बल कार्य करते हैं।
– अतः 3d संक्रमण तत्वों में जिंक का गलनांक (419 °C) न्यूनतम होता है। (कैडमियम और मरकरी के गलनांक अपने-अपने वर्गों में इसी कारण न्यूनतम होते हैं, मरकरी तो द्रव ही है)।
– **जिंक (Zn, विन्यास: [Ar] 3d¹⁰ 4s²):** में कोई अयुग्मित d-इलेक्ट्रॉन नहीं होता।
– इसके 3d इलेक्ट्रॉन पूर्णतः युग्मित होते हैं और धात्विक आबंध में भाग नहीं लेते, जिससे इसके बीच केवल कमजोर धात्विक बल कार्य करते हैं।
– अतः 3d संक्रमण तत्वों में जिंक का गलनांक (419 °C) न्यूनतम होता है। (कैडमियम और मरकरी के गलनांक अपने-अपने वर्गों में इसी कारण न्यूनतम होते हैं, मरकरी तो द्रव ही है)।
Explanation: Transition metals generally have high melting points due to strong metallic bonding, which depends on the number of unpaired d-electrons available to form covalent-like metal-metal bonds.
– **Zinc** (configuration [Ar] 3d¹⁰ 4s²) has a completely filled d-subshell and no unpaired d-electrons.
– Consequently, the metallic bonding in zinc is weak, leading to the lowest melting point (419 °C) among the 3d transition metals. (This also explains why Cd and Hg have low melting points in their respective periods).
– **Zinc** (configuration [Ar] 3d¹⁰ 4s²) has a completely filled d-subshell and no unpaired d-electrons.
– Consequently, the metallic bonding in zinc is weak, leading to the lowest melting point (419 °C) among the 3d transition metals. (This also explains why Cd and Hg have low melting points in their respective periods).
प्रश्न 15. अष्टफलकीय क्षेत्र विपाटन (Octahedral Splitting) के अंतर्गत, जलीय माध्यम में Cr²⁺ एक प्रबल अपचायक (Reducing Agent) है, जबकि समान विन्यास (3d⁴) होने के बावजूद Mn³⁺ एक प्रबल ऑक्सीकारक है। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q15. In an aqueous medium, Cr²⁺ is a powerful reducing agent, whereas Mn³⁺ (possessing the identical 3d⁴ configuration) is an oxidizing agent. This is because:
सही उत्तर: B) Cr²⁺ एक इलेक्ट्रॉन त्यागकर अधिक स्थायी अर्द्ध-भरित t2g³ विन्यास (Cr³⁺) प्राप्त करता है, जबकि Mn³⁺ एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके अधिक स्थायी अर्द्ध-भरित d⁵ विन्यास (Mn²⁺) प्राप्त करता है
Correct Answer: B) Oxidation of Cr²⁺ yields Cr³⁺ which has a highly stable, half-filled t2g³ configuration, whereas reduction of Mn³⁺ yields Mn²⁺ which has a stable, half-filled d⁵ configuration
स्पष्टीकरण: यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण NEET वैचारिक प्रश्न है:
– **Cr²⁺ (3d⁴):** एक इलेक्ट्रॉन खोकर (ऑक्सीकृत होकर) Cr³⁺ (3d³) बनाता है। जलीय माध्यम में अष्टफलकीय संकुल क्षेत्र विपाटन (crystal field splitting) के कारण d-कक्षक t2g और e_g स्तरों में टूटते हैं। 3d³ विन्यास का अर्थ है **अर्द्ध-भरित t2g³ स्तर**, जो कि क्रिस्टल क्षेत्र स्थायित्व के कारण अत्यंत स्थायी होता है। अतः Cr²⁺ प्रबल अपचायक है।
– **Mn³⁺ (3d⁴):** एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके (अपचयित होकर) Mn²⁺ (3d⁵) बनाता है। 3d⁵ विन्यास एक **अर्द्ध-भरित d-उपकोश** है, जो अत्यधिक स्थायी होता है। अतः Mn³⁺ प्रबल ऑक्सीकारक है।
– **Cr²⁺ (3d⁴):** एक इलेक्ट्रॉन खोकर (ऑक्सीकृत होकर) Cr³⁺ (3d³) बनाता है। जलीय माध्यम में अष्टफलकीय संकुल क्षेत्र विपाटन (crystal field splitting) के कारण d-कक्षक t2g और e_g स्तरों में टूटते हैं। 3d³ विन्यास का अर्थ है **अर्द्ध-भरित t2g³ स्तर**, जो कि क्रिस्टल क्षेत्र स्थायित्व के कारण अत्यंत स्थायी होता है। अतः Cr²⁺ प्रबल अपचायक है।
– **Mn³⁺ (3d⁴):** एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके (अपचयित होकर) Mn²⁺ (3d⁵) बनाता है। 3d⁵ विन्यास एक **अर्द्ध-भरित d-उपकोश** है, जो अत्यधिक स्थायी होता है। अतः Mn³⁺ प्रबल ऑक्सीकारक है।
Explanation: Both Cr²⁺ and Mn³⁺ have a 3d⁴ configuration, but their chemical behavior in water is opposite due to different stabilization drives:
– **Cr²⁺** acts as a reducing agent because losing one electron oxidizes it to **Cr³⁺ (3d³)**. In octahedral crystal field splitting, 3d³ represents a highly stable, symmetric **half-filled t2g³ level**.
– **Mn³⁺** acts as an oxidizing agent because gaining one electron reduces it to **Mn²⁺ (3d⁵)**, which achieves the highly stable, symmetric **half-filled d⁵** configuration.
– **Cr²⁺** acts as a reducing agent because losing one electron oxidizes it to **Cr³⁺ (3d³)**. In octahedral crystal field splitting, 3d³ represents a highly stable, symmetric **half-filled t2g³ level**.
– **Mn³⁺** acts as an oxidizing agent because gaining one electron reduces it to **Mn²⁺ (3d⁵)**, which achieves the highly stable, symmetric **half-filled d⁵** configuration.
प्रश्न 16. संक्रमण तत्वों (d-block) की प्रथम श्रेणी (3d series) में से किस एकमात्र तत्व के लिए मानक इलेक्ट्रोड अपचयन विभव (E°_M²⁺/M) का मान **धनात्मक (positive)** होता है, जिससे यह अम्लों से हाइड्रोजन विस्थापित नहीं कर पाता?
Q16. In the 3d transition series, which of the following is the only metal that has a **positive** standard reduction potential (E°_M²⁺/M)?
सही उत्तर: B) कॉपर (Cu – तांबा)
Correct Answer: B) Copper (Cu)
स्पष्टीकरण: 3d श्रेणी में केवल **कॉपर (Cu)** ही एकमात्र ऐसी धातु है जिसका मानक अपचयन विभव धनात्मक होता है (E°_Cu²⁺/Cu = +0.34 V)।
– अन्य सभी 3d संक्रमण धातुओं के विभव ऋणात्मक होते हैं, अतः वे तनु अम्लों से हाइड्रोजन गैस विस्थापित कर सकती हैं, परन्तु कॉपर ऐसा नहीं कर सकता।
– कॉपर के धनात्मक विभव का कारण इसकी बहुत उच्च परमाणुकरण एन्थैल्पी (atomization enthalpy) और उच्च आयनन एन्थैल्पी होना है, जो इसकी जलयोजन एन्थैल्पी (hydration enthalpy) द्वारा संतुलित नहीं हो पाती।
– अन्य सभी 3d संक्रमण धातुओं के विभव ऋणात्मक होते हैं, अतः वे तनु अम्लों से हाइड्रोजन गैस विस्थापित कर सकती हैं, परन्तु कॉपर ऐसा नहीं कर सकता।
– कॉपर के धनात्मक विभव का कारण इसकी बहुत उच्च परमाणुकरण एन्थैल्पी (atomization enthalpy) और उच्च आयनन एन्थैल्पी होना है, जो इसकी जलयोजन एन्थैल्पी (hydration enthalpy) द्वारा संतुलित नहीं हो पाती।
Explanation: In the 3d transition series, **Copper (Cu)** is unique for being the only metal with a positive standard reduction potential (E°_Cu²⁺/Cu = +0.34 V).
– All other 3d series metals have negative reduction potentials and can displace hydrogen gas from dilute acids.
– Copper’s positive value is due to the fact that its high enthalpy of atomization and sublimation, combined with high ionization enthalpies, are not compensated by its hydration enthalpy.
– All other 3d series metals have negative reduction potentials and can displace hydrogen gas from dilute acids.
– Copper’s positive value is due to the fact that its high enthalpy of atomization and sublimation, combined with high ionization enthalpies, are not compensated by its hydration enthalpy.
प्रश्न 17. संक्रमण धातुओं में से कौन सी दो धातुएं अपनी ऑक्साइडों में **+8** तक की असाधारण और उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था (Highest Oxidation State) प्रदर्शित करती हैं?
Q17. The highest oxidation state of **+8** in the entire transition series is exhibited uniquely by which of the following elements in their tetroxides?
सही उत्तर: B) ऑस्मियम (Os) और रुथेनियम (Ru) (OsO₄ और RuO₄ के रूप में)
Correct Answer: B) Osmium (Os) and Ruthenium (Ru)
स्पष्टीकरण: संक्रमण धातुओं में अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करने का गुण पाया जाता है।
– 3d श्रेणी में अधिकतम अवस्था मैंगनीज द्वारा **+7** (KMnO₄ में) दर्शाई जाती है।
– परन्तु भारी संक्रमण श्रृंखलाओं (4d और 5d) में, **रुथेनियम (Ru)** और **ऑस्मियम (Os)** अपने टेट्रॉक्साइडों क्रमशः **RuO₄** और **OsO₄** में **+8** की बेजोड़ और उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं।
– 3d श्रेणी में अधिकतम अवस्था मैंगनीज द्वारा **+7** (KMnO₄ में) दर्शाई जाती है।
– परन्तु भारी संक्रमण श्रृंखलाओं (4d और 5d) में, **रुथेनियम (Ru)** और **ऑस्मियम (Os)** अपने टेट्रॉक्साइडों क्रमशः **RuO₄** और **OsO₄** में **+8** की बेजोड़ और उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं।
Explanation: In the transition block, the maximum oxidation state shown in the 3d series is +7 by Manganese (in KMnO₄).
– However, in the heavier 4d and 5d series, **Ruthenium (Ru)** and **Osmium (Os)** exhibit the maximum oxidation state of **+8** in their stable tetroxides, **RuO₄** and **OsO₄**.
– However, in the heavier 4d and 5d series, **Ruthenium (Ru)** and **Osmium (Os)** exhibit the maximum oxidation state of **+8** in their stable tetroxides, **RuO₄** and **OsO₄**.
प्रश्न 18. अम्लीय माध्यम में पोटेशियम डाइक्रोमेट (K₂Cr₂O₇) का 1 मोल, जलीय फेरस आयनों (Fe²⁺) के कितने मोलों को फेरिक आयनों (Fe³⁺) में ऑक्सीकृत कर सकता है?
Q18. In an acidic medium, 1 mole of potassium dichromate (K₂Cr₂O₇) can oxidize how many moles of ferrous ions (Fe²⁺) to ferric ions (Fe³⁺)?
सही उत्तर: B) 6 मोल (इलेक्ट्रॉन संतुलन के कारण)
Correct Answer: B) 6 moles
स्पष्टीकरण: संतुलित रेडॉक्स समीकरण इस प्रकार है:
– अपचयन अर्द्ध-अभिक्रिया: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O (1 मोल डाइक्रोमेट को 6 मोल इलेक्ट्रॉन चाहिए)।
– ऑक्सीकरण अर्द्ध-अभिक्रिया: 6Fe²⁺ → 6Fe³⁺ + 6e⁻ (6 मोल फेरस आयन 6 मोल इलेक्ट्रॉन देते हैं)।
– समग्र संतुलित समीकरण: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6Fe²⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O।
अतः, 1 मोल K₂Cr₂O₇ पूर्णतः **6 मोल Fe²⁺** को ऑक्सीकृत कर देता है।
– अपचयन अर्द्ध-अभिक्रिया: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O (1 मोल डाइक्रोमेट को 6 मोल इलेक्ट्रॉन चाहिए)।
– ऑक्सीकरण अर्द्ध-अभिक्रिया: 6Fe²⁺ → 6Fe³⁺ + 6e⁻ (6 मोल फेरस आयन 6 मोल इलेक्ट्रॉन देते हैं)।
– समग्र संतुलित समीकरण: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6Fe²⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O।
अतः, 1 मोल K₂Cr₂O₇ पूर्णतः **6 मोल Fe²⁺** को ऑक्सीकृत कर देता है।
Explanation: The balanced redox equation in acidic medium is:
– Reduction half: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O (dichromate requires 6 moles of electrons).
– Oxidation half: 6Fe²⁺ → 6Fe³⁺ + 6e⁻ (each ferrous ion loses 1 electron).
– Net reaction: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6Fe²⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O.
Therefore, 1 mole of K₂Cr₂O₇ oxidizes exactly **6 moles** of Fe²⁺.
– Reduction half: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O (dichromate requires 6 moles of electrons).
– Oxidation half: 6Fe²⁺ → 6Fe³⁺ + 6e⁻ (each ferrous ion loses 1 electron).
– Net reaction: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6Fe²⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O.
Therefore, 1 mole of K₂Cr₂O₇ oxidizes exactly **6 moles** of Fe²⁺.
प्रश्न 19. लेंथेनॉयड संकुचन (Lanthanoid Contraction) के कारण आवर्त सारणी के किन दो तत्वों के परमाणु और आयनिक आकार (त्रिज्या) लगभग बिल्कुल समान हो जाते हैं?
Q19. Due to Lanthanoid Contraction, which of the following pairs of transition elements has almost identical atomic and ionic radii?
सही उत्तर: B) Zr (Z=40, 4d series) और Hf (Z=72, 5d series)
Correct Answer: B) Zr and Hf
स्पष्टीकरण: यह लेंथेनॉयड संकुचन का सबसे महत्वपूर्ण और व्यावहारिक परिणाम (consequence) है:
– सामान्यतः वर्ग में नीचे जाने पर आकार बढ़ना चाहिए (अतः Hf का आकार Zr से स्पष्ट रूप से बड़ा होना चाहिए था)।
– परन्तु 5d संक्रमण श्रेणी के शुरू होने से पहले 14 लैंथेनॉयड तत्वों में 4f उपकोश का भराव होता है।
– 4f इलेक्ट्रॉनों के दुर्बल परिरक्षण प्रभाव के कारण प्रभावी नाभिकीय आवेश बहुत बढ़ जाता है, जिससे आकार संकुचित हो जाता है।
– यह संकुचन बढ़े हुए कोश के प्रभाव को संतुलित कर देता है, जिससे द्वितीय श्रेणी के **Zr (Zirconium, 160 pm)** और तृतीय श्रेणी के **Hf (Hafnium, 159 pm)** की परमाणु और आयनिक त्रिज्याएँ लगभग बिल्कुल समान हो जाती हैं। इनके रासायनिक गुण भी बहुत समान होते हैं।
– सामान्यतः वर्ग में नीचे जाने पर आकार बढ़ना चाहिए (अतः Hf का आकार Zr से स्पष्ट रूप से बड़ा होना चाहिए था)।
– परन्तु 5d संक्रमण श्रेणी के शुरू होने से पहले 14 लैंथेनॉयड तत्वों में 4f उपकोश का भराव होता है।
– 4f इलेक्ट्रॉनों के दुर्बल परिरक्षण प्रभाव के कारण प्रभावी नाभिकीय आवेश बहुत बढ़ जाता है, जिससे आकार संकुचित हो जाता है।
– यह संकुचन बढ़े हुए कोश के प्रभाव को संतुलित कर देता है, जिससे द्वितीय श्रेणी के **Zr (Zirconium, 160 pm)** और तृतीय श्रेणी के **Hf (Hafnium, 159 pm)** की परमाणु और आयनिक त्रिज्याएँ लगभग बिल्कुल समान हो जाती हैं। इनके रासायनिक गुण भी बहुत समान होते हैं।
Explanation: A major consequence of Lanthanoid Contraction is that the atomic and ionic radii of the elements of the 4d series (second transition series) and 5d series (third transition series) are almost identical.
– Therefore, **Zr (Zirconium, 4d)** and **Hf (Hafnium, 5d)** have nearly identical atomic radii (Zr = 160 pm, Hf = 159 pm) and show highly identical chemical properties, making their separation extremely difficult.
– Therefore, **Zr (Zirconium, 4d)** and **Hf (Hafnium, 5d)** have nearly identical atomic radii (Zr = 160 pm, Hf = 159 pm) and show highly identical chemical properties, making their separation extremely difficult.
प्रश्न 20. ऐक्टिनॉयड संकुचन (Actinoid Contraction) का मान संगत लैन्थेनॉयड संकुचन (Lanthanoid Contraction) की तुलना में तत्व से तत्व तक अधिक तीव्र और प्रभावी क्यों होता है?
Q20. Actinoid contraction is greater from element to element than lanthanoid contraction. This is primarily because:
सही उत्तर: B) 5f इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण प्रभाव (shielding effect), 4f इलेक्ट्रॉनों की तुलना में और भी अधिक दुर्बल होता है (poorer shielding of 5f than 4f)
Correct Answer: B) The shielding/screening effect of 5f electrons is even poorer than that of 4f electrons
स्पष्टीकरण: ऐक्टिनॉयड श्रेणी में प्रत्येक चरण में इलेक्ट्रॉन **5f उपकोश** में प्रवेश करता है।
– 5f कक्षक 4f की तुलना में अधिक विसरित (more diffuse) होते हैं और अंतरिक्ष में बाहर की ओर फैले होते हैं।
– इसके कारण, **5f इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण (shielding/screening) प्रभाव 4f इलेक्ट्रॉनों की तुलना में और भी अधिक दुर्बल (poorer)** होता है।
– परिणामतः, बढ़ते परमाणु क्रमांक के साथ बाहरी इलेक्ट्रॉनों पर प्रभावी नाभिकीय आवेश का खिंचाव अधिक तीव्र होता है।
– इसलिए, ऐक्टिनॉयड संकुचन का मान लैन्थेनॉयड संकुचन की तुलना में तत्व से तत्व तक अधिक स्पष्ट और तीव्र होता है।
– 5f कक्षक 4f की तुलना में अधिक विसरित (more diffuse) होते हैं और अंतरिक्ष में बाहर की ओर फैले होते हैं।
– इसके कारण, **5f इलेक्ट्रॉनों का परिरक्षण (shielding/screening) प्रभाव 4f इलेक्ट्रॉनों की तुलना में और भी अधिक दुर्बल (poorer)** होता है।
– परिणामतः, बढ़ते परमाणु क्रमांक के साथ बाहरी इलेक्ट्रॉनों पर प्रभावी नाभिकीय आवेश का खिंचाव अधिक तीव्र होता है।
– इसलिए, ऐक्टिनॉयड संकुचन का मान लैन्थेनॉयड संकुचन की तुलना में तत्व से तत्व तक अधिक स्पष्ट और तीव्र होता है।
Explanation: Both contractions are caused by poor shielding of f-electrons.
– However, **5f orbitals** are more diffuse in space than **4f orbitals**.
– Consequently, the **shielding/screening effect of 5f electrons is even poorer** than that of 4f electrons.
– Therefore, the valence shell experiences an even stronger, sharper increase in effective nuclear charge along the actinoid series, making actinoid contraction more pronounced than lanthanoid contraction.
– However, **5f orbitals** are more diffuse in space than **4f orbitals**.
– Consequently, the **shielding/screening effect of 5f electrons is even poorer** than that of 4f electrons.
– Therefore, the valence shell experiences an even stronger, sharper increase in effective nuclear charge along the actinoid series, making actinoid contraction more pronounced than lanthanoid contraction.
प्रश्न 21. लैन्थेनॉयड धातुओं (लगभग 95%) और आयरन (लगभग 5%) के मिश्रण से बनी उस प्रसिद्ध **मिश्र धातु (Alloy)** का नाम क्या है, जिसका उपयोग सिगरेट लाइटर के चकमक पत्थर (lighter flints) और गोलियों के आवरण बनाने में किया जाता है?
Q21. What is the name of the famous commercially important alloy composed of Lanthanoid metals (~95%) and Iron (~5%), used in making bullet shells and lighter flints?
सही उत्तर: B) मिशधातु / मिश्शमेटल (Mischmetall)
Correct Answer: B) Mischmetall
स्पष्टीकरण: लैन्थेनॉयड धातुओं का सबसे महत्वपूर्ण व्यावसायिक उपयोग मिश्र धातुएँ बनाने में होता है।
– **मिशधातु (Mischmetall):** एक प्रसिद्ध मिश्र धातु है जिसमें लगभग 95% लैन्थेनॉयड धातुएं (विशेषकर सीरियम ~50%, लैन्थेनम, नियोडिमियम) और लगभग 5% आयरन (Fe) होता है। इसमें सूक्ष्म मात्रा में S, C, Ca और Al भी होते हैं।
– इसके लोहे के साथ बने संकुल का उपयोग बंदूक की गोलियाँ (bullets), शेल और सिगरेट लाइटर के चकमक पत्थर (flints) बनाने में किया जाता है।
– **मिशधातु (Mischmetall):** एक प्रसिद्ध मिश्र धातु है जिसमें लगभग 95% लैन्थेनॉयड धातुएं (विशेषकर सीरियम ~50%, लैन्थेनम, नियोडिमियम) और लगभग 5% आयरन (Fe) होता है। इसमें सूक्ष्म मात्रा में S, C, Ca और Al भी होते हैं।
– इसके लोहे के साथ बने संकुल का उपयोग बंदूक की गोलियाँ (bullets), शेल और सिगरेट लाइटर के चकमक पत्थर (flints) बनाने में किया जाता है।
Explanation: **Mischmetall** is a well-known pyrophoric alloy comprising:
– Lanthanoid metals (~95%, primarily Cerium ~50%, Lanthanum, and Neodymium).
– Iron (~5%).
– Traces of S, C, Ca, and Al.
An iron-mischmetall alloy is highly spark-producing upon friction (pyrophoric), making it ideal for lighter flints, bullet shells, and tracer shells.
– Lanthanoid metals (~95%, primarily Cerium ~50%, Lanthanum, and Neodymium).
– Iron (~5%).
– Traces of S, C, Ca, and Al.
An iron-mischmetall alloy is highly spark-producing upon friction (pyrophoric), making it ideal for lighter flints, bullet shells, and tracer shells.
प्रश्न 22. संक्रमण धातुओं (3d series) की जलयोजन एन्थैल्पी (Hydration Enthalpy) और अन्य कारकों के कारण, निम्नलिखित में से कौन सा केवल-प्रचक्रण चुंबकीय आघूर्ण का मान द्विसंयोजक आयन Ti²⁺ (Z = 22) के लिए सही होगा?
Q22. The calculated spin-only magnetic moment for the divalent transition metal ion Ti²⁺ (Z = 22) is:
सही उत्तर: B) 2.83 BM
Correct Answer: B) 2.83 BM
स्पष्टीकरण:
– Ti (परमाणु क्रमांक = 22) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = [Ar] 3d² 4s²
– Ti²⁺ आयन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = [Ar] 3d² 4s⁰
– अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या (n) = 2
– चुंबकीय आघूर्ण सूत्र: μ = √[n(n + 2)] BM
– μ = √[2(2 + 2)] = √[2 × 4] = √8 ≈ 2.83 BM.
– Ti (परमाणु क्रमांक = 22) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = [Ar] 3d² 4s²
– Ti²⁺ आयन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास = [Ar] 3d² 4s⁰
– अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या (n) = 2
– चुंबकीय आघूर्ण सूत्र: μ = √[n(n + 2)] BM
– μ = √[2(2 + 2)] = √[2 × 4] = √8 ≈ 2.83 BM.
Explanation:
– Atomic configuration of Ti (Z = 22) = [Ar] 3d² 4s².
– Configuration of Ti²⁺ = [Ar] 3d².
– Number of unpaired electrons (n) = 2.
– Spin-only formula: μ = √[n(n + 2)] BM.
– μ = √[2(2 + 2)] = √8 ≈ 2.83 BM.
– Atomic configuration of Ti (Z = 22) = [Ar] 3d² 4s².
– Configuration of Ti²⁺ = [Ar] 3d².
– Number of unpaired electrons (n) = 2.
– Spin-only formula: μ = √[n(n + 2)] BM.
– μ = √[2(2 + 2)] = √8 ≈ 2.83 BM.
प्रश्न 23. पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO₄) को बनाने के लिए मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO₂) को वायु या ऑक्सीकारक की उपस्थिति में सर्वप्रथम किस क्षार के साथ संकलित (fuse) किया जाता है, जिससे हरे रंग का पोटेशियम मैंगनेट प्राप्त होता है?
Q23. In the preparation of potassium permanganate (KMnO₄), pyrolusite ore (MnO₂) is fused with which alkali in the presence of air or an oxidizing agent to yield green potassium manganate?
सही उत्तर: B) पोटेशियम हाइड्रोक्साइड (KOH – potassium hydroxide)
Correct Answer: B) Potassium hydroxide (KOH)
स्पष्टीकरण: पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO₄) का निर्माण पायरोलुसाइट अयस्क (MnO₂) से किया जाता है:
– पहले पद में, MnO₂ को वायु की ऑक्सीजन या ऑक्सीकारक (जैसे KNO₃) की उपस्थिति में **पोटेशियम हाइड्रोक्साइड (KOH)** के साथ संकलित (fuse) किया जाता है।
– इसके फलस्वरूप गहरे हरे रंग का पोटेशियम मैंगनेट (K₂MnO₄) प्राप्त होता है:
2 MnO₂ + 4 KOH + O₂ → 2 K₂MnO₄ (हरा) + 2 H₂O.
– दूसरे पद में, इस हरे मैंगनेट को अम्लीय या विद्युत अपघटनी ऑक्सीकरण द्वारा गहरे बैंगनी परमैंगनेट (KMnO₄) में बदला जाता है।
– पहले पद में, MnO₂ को वायु की ऑक्सीजन या ऑक्सीकारक (जैसे KNO₃) की उपस्थिति में **पोटेशियम हाइड्रोक्साइड (KOH)** के साथ संकलित (fuse) किया जाता है।
– इसके फलस्वरूप गहरे हरे रंग का पोटेशियम मैंगनेट (K₂MnO₄) प्राप्त होता है:
2 MnO₂ + 4 KOH + O₂ → 2 K₂MnO₄ (हरा) + 2 H₂O.
– दूसरे पद में, इस हरे मैंगनेट को अम्लीय या विद्युत अपघटनी ऑक्सीकरण द्वारा गहरे बैंगनी परमैंगनेट (KMnO₄) में बदला जाता है।
Explanation: The preparation of KMnO₄ from pyrolusite ore (MnO₂) involves:
– Step 1: Fusion of MnO₂ with **potassium hydroxide (KOH)** in the presence of air or an oxidizing agent like KNO₃ to form dark-green potassium manganate (K₂MnO₄):
2 MnO₂ + 4 KOH + O₂ → 2 K₂MnO₄ + 2 H₂O.
– Step 2: Oxidation of manganate to permanganate (KMnO₄) via electrolytic oxidation or disproporationation in acidic media.
– Step 1: Fusion of MnO₂ with **potassium hydroxide (KOH)** in the presence of air or an oxidizing agent like KNO₃ to form dark-green potassium manganate (K₂MnO₄):
2 MnO₂ + 4 KOH + O₂ → 2 K₂MnO₄ + 2 H₂O.
– Step 2: Oxidation of manganate to permanganate (KMnO₄) via electrolytic oxidation or disproporationation in acidic media.
प्रश्न 24. क्रोमियम आयन Cr²⁺ जलीय विलयन में एक प्रबल अपचायक (reducing agent) है, जबकि समान विन्यास (3d⁴) होने के बावजूद Mn³⁺ एक ऑक्सीकारक है। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q24. Why is Cr²⁺ a strong reducing agent in aqueous medium, whereas Mn³⁺ (having the same 3d⁴ configuration) is an oxidizing agent?
सही उत्तर: B) Cr²⁺ ऑक्सीकृत होकर अधिक स्थायी अर्द्ध-भरित t2g³ विन्यास (Cr³⁺) बनाता है, जबकि Mn³⁺ अपचयित होकर अधिक स्थायी अर्द्ध-भरित d⁵ विन्यास (Mn²⁺) बनाता है
Correct Answer: B) Cr²⁺ oxidizes to Cr³⁺ which has a stable, half-filled t2g³ configuration, while Mn³⁺ reduces to Mn²⁺ which has a stable, half-filled d⁵ configuration
स्पष्टीकरण: यह प्रश्न संक्रमण धातुओं के अपचायक और ऑक्सीकारक गुणों की वैज्ञानिक व्याख्या करता है:
– **Cr²⁺ (3d⁴):** एक इलेक्ट्रॉन आसानी से त्यागकर Cr³⁺ (3d³) में ऑक्सीकृत हो जाता है, क्योंकि जलीय संकुलों में क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन के कारण 3d³ विन्यास एक अत्यंत स्थायी **अर्द्ध-भरित t2g³ स्तर** का निर्माण करता है। अतः यह प्रबल अपचायक है।
– **Mn³⁺ (3d⁴):** एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके Mn²⁺ (3d⁵) में अपचयित होना पसंद करता है क्योंकि 3d⁵ विन्यास एक **अत्यंत स्थायी अर्द्ध-भरित d-उपकोश** होता है। अतः यह प्रबल ऑक्सीकारक है।
– **Cr²⁺ (3d⁴):** एक इलेक्ट्रॉन आसानी से त्यागकर Cr³⁺ (3d³) में ऑक्सीकृत हो जाता है, क्योंकि जलीय संकुलों में क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन के कारण 3d³ विन्यास एक अत्यंत स्थायी **अर्द्ध-भरित t2g³ स्तर** का निर्माण करता है। अतः यह प्रबल अपचायक है।
– **Mn³⁺ (3d⁴):** एक इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके Mn²⁺ (3d⁵) में अपचयित होना पसंद करता है क्योंकि 3d⁵ विन्यास एक **अत्यंत स्थायी अर्द्ध-भरित d-उपकोश** होता है। अतः यह प्रबल ऑक्सीकारक है।
Explanation: Both ions have a 3d⁴ configuration but behave opposite chemically:
– **Cr²⁺** is reducing because losing an electron oxidizes it to **Cr³⁺ (3d³)**, which possesses a highly stable **half-filled t2g³ level** (under octahedral coordination crystal field splitting).
– **Mn³⁺** is oxidizing because gaining an electron reduces it to **Mn²⁺ (3d⁵)**, which achieves a highly stable, symmetric **half-filled d⁵** configuration.
– **Cr²⁺** is reducing because losing an electron oxidizes it to **Cr³⁺ (3d³)**, which possesses a highly stable **half-filled t2g³ level** (under octahedral coordination crystal field splitting).
– **Mn³⁺** is oxidizing because gaining an electron reduces it to **Mn²⁺ (3d⁵)**, which achieves a highly stable, symmetric **half-filled d⁵** configuration.
प्रश्न 25. लैन्थेनॉयड श्रेणी के संक्रमण तत्वों में से वह कौन सा एकमात्र कृत्रिम तत्व है जो रेडियोधर्मी (Radioactive) होता है और प्रकृति में नहीं पाया जाता?
Q25. Which of the following is the only synthetic, **radioactive** element present in the Lanthanoid series?
सही उत्तर: A) प्रोमेथियम (Promethium, Pm, Z=61)
Correct Answer: A) Promethium (Pm)
स्पष्टीकरण: लैन्थेनॉयड श्रेणी (Ce से Lu, 14 तत्व) में से अधिकांश तत्व प्रकृति में स्थायी रूप से पाए जाते हैं।
– **प्रोमेथियम (Pm, Z = 61):** एकमात्र ऐसा लैन्थेनॉयड सदस्य है जो अस्थाई और **रेडियोधर्मी (radioactive)** होता है।
– यह प्रकृति में नहीं पाया जाता और इसे केवल प्रयोगशालाओं में कृत्रिम परमाणु विखंडन द्वारा ही तैयार किया जा सकता है। (जबकि ऐक्टिनॉयड श्रेणी के लगभग सभी तत्व रेडियोधर्मी होते हैं)।
– **प्रोमेथियम (Pm, Z = 61):** एकमात्र ऐसा लैन्थेनॉयड सदस्य है जो अस्थाई और **रेडियोधर्मी (radioactive)** होता है।
– यह प्रकृति में नहीं पाया जाता और इसे केवल प्रयोगशालाओं में कृत्रिम परमाणु विखंडन द्वारा ही तैयार किया जा सकता है। (जबकि ऐक्टिनॉयड श्रेणी के लगभग सभी तत्व रेडियोधर्मी होते हैं)।
Explanation: In the Lanthanoid series (comprising 14 elements from Cerium to Lutetium), almost all elements are naturally occurring and stable.
– **Promethium (Pm, Z = 61)** is the only synthetic, highly unstable, and **radioactive** element in the entire lanthanoid series.
– It is virtually absent in nature and must be produced artificially in nuclear reactors. (In contrast, all actinoids are radioactive).
– **Promethium (Pm, Z = 61)** is the only synthetic, highly unstable, and **radioactive** element in the entire lanthanoid series.
– It is virtually absent in nature and must be produced artificially in nuclear reactors. (In contrast, all actinoids are radioactive).