d And f - Block Elements MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for d And f - Block Elements - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

अवधारणा:

फेरिसायनाइड और फेरस आयनों का उपयोग करके प्रशियन ब्लू का निर्माण

• पोटेशियम फेरिसायनाइड (K₃[Fe(CN)₆]) एक समन्वय संकुल है जिसमें आयरन(III) और छह साइनाइड (CN⁻) लिगैंड होते हैं।
• जब इस विलयन में फेरस आयन (Fe²⁺) मिलाए जाते हैं, तो वे एक अघुलनशील नीले संकुल बनाने के लिए साइनाइड लिगैंड के साथ अभिक्रिया करते हैं जिसे प्रशियन ब्लू कहा जाता है।
• गहरा नीला रंग एक मिश्रित-संयोजकता आयरन संकुल के निर्माण के कारण होता है जहाँ Fe²⁺ और Fe³⁺ CN⁻ लिगैंड द्वारा जुड़े होते हैं।

व्याख्या:

• इस अभिक्रिया में:

  Fe²⁺ + [Fe(CN)₆]³⁻ → Fe³⁺[Fe²⁺(CN)₆]⁻ (प्रशियन ब्लू)

  • [Fe(CN)₆]³⁻ आयन CN⁻ लिगैंड प्रदान करता है जो Fe²⁺ और Fe³⁺ केंद्रों को जोड़ते हैं।
  • आयरन(III) संकुल **साइनाइड लिगैंड (CN⁻) का स्रोत** है जो Fe²⁺ के साथ समन्वित होता है।
• NO₂⁻, CO और SCN⁻ जैसे अन्य लिगैंड पोटेशियम फेरिसायनाइड में मौजूद नहीं हैं।

इसलिए, सही उत्तर: (A) CN⁻ है।

सिद्धांत:

चुंबकीय आघूर्ण

• किसी आयन का चुंबकीय आघूर्ण उसके अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या से निर्धारित होता है।
• इसकी गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

  µ = √(n(n + 2)) BM

• यहाँ, µ चुंबकीय आघूर्ण (बोर मैग्नेटन, BM में) है, और "n" आयन में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
• आयन में मौजूद अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के साथ चुंबकीय आघूर्ण बढ़ता है।

व्याख्या:

• Yb²⁺: यह आयन f-ब्लॉक तत्वों, विशेष रूप से लैंथेनाइड्स से संबंधित है।
  [Xe]4f¹⁴
  इसमें कम अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कम चुंबकीय आघूर्ण होता है।
• Eu³⁺:
  [Xe]4f⁶
  इस आयन में 6 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिससे 7.9 BM से कम चुंबकीय आघूर्ण होता है।
• Gd³⁺:
  [Xe] 4f⁷.
  इस आयन में 7 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। सूत्र का उपयोग करके:

  µ = √(7(7 + 2)) = √63 ≈ 7.9 BM

  इसलिए, Gd³⁺ का चुंबकीय आघूर्ण 7.9 BM है।
• Ce⁴⁺: इस आयन में कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप 0 BM का चुंबकीय आघूर्ण होता है।
• इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 (Gd³⁺) है।

इस प्रकार, 7.9 BM के चुंबकीय आघूर्ण वाला आयन Gd³⁺ है।

सिद्धांत:

लैंथेनाइड आयन का अर्ध-भरा हुआ f-कक्षक

• लैंथेनाइड्स के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में 4f कक्षकों का भरना शामिल है।
• एक अर्ध-भरा हुआ f-कक्षक एक ऐसे इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से मेल खाता है जहाँ 4f उपकोश में 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं (चूँकि f-उपकोश की अधिकतम क्षमता 14 इलेक्ट्रॉन है)।
• 4f उपकोश में ठीक 7 इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति सममित वितरण और विनिमय ऊर्जा के कारण अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करती है।

व्याख्या:

• Ce⁴⁺: +4 ऑक्सीकरण अवस्था में सेरियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe] है।
  इसका 4f उपकोश खाली है, इसलिए इसमें अर्ध-भरा हुआ f-कक्षक नहीं है।
• Tb⁴⁺: +4 ऑक्सीकरण अवस्था में टर्बियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe]4f⁷ है। इसके 4f उपकोश में ठीक 7 इलेक्ट्रॉन हैं, जो अर्ध-भरे हुए f-कक्षक से मेल खाता है।
• Yb²⁺: +2 ऑक्सीकरण अवस्था में इटर्बियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe]4f¹⁴ है। इसका 4f उपकोश पूरी तरह से भरा हुआ है, अर्ध-भरा हुआ नहीं।
• Eu³⁺: +3 ऑक्सीकरण अवस्था में यूरोपियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Xe]4f⁶ है। इसका 4f उपकोश अर्ध-भरा हुआ नहीं है (इसमें 7 से कम इलेक्ट्रॉन हैं)।
• दिए गए विकल्पों में से, Tb⁴⁺ में 7 इलेक्ट्रॉनों के साथ अर्ध-भरा हुआ 4f उपकोश है।

इसलिए, सही उत्तर Tb⁴⁺ है।

सिद्धांत:

लैंथेनाइड संकुचन और आयनिक त्रिज्या

• लैंथेनाइड वे तत्व हैं जिनकी परमाणु संख्या 57 (La) से 71 (Lu) तक होती है, जहाँ 4f कक्षक क्रमिक रूप से भरते हैं।
• लैंथेनाइड संकुचन का अर्थ है परमाणु संख्या बढ़ने के साथ Ln³⁺ आयनों की आयनिक त्रिज्या में क्रमिक कमी।
• यह इस कारण होता है:
  • 4f इलेक्ट्रॉनों का कम परिरक्षण प्रभाव प्रभावी नाभिकीय आवेश को बढ़ाता है।
  • यह बढ़ा हुआ नाभिकीय आकर्षण इलेक्ट्रॉनों को करीब खींचता है, जिससे आयनिक आकार कम हो जाता है।
• इस प्रकार, जैसे ही हम लैंथेनाइड श्रेणी में बाएँ से दाएँ जाते हैं, आयनिक त्रिज्या घटती है।

व्याख्या:

Nd³⁺ > Gd³⁺ > Ho³⁺ > Tm³⁺

• Nd³⁺ (परमाणु संख्या 60) दिए गए आयनों में सबसे बड़ी त्रिज्या वाला है।
• Gd³⁺ (परमाणु संख्या 64) Nd³⁺ से छोटा है।
• Ho³⁺ (परमाणु संख्या 67) Gd³⁺ से छोटा है।
• Tm³⁺ (परमाणु संख्या 69) और भी छोटा है।
• इसलिए, घटती आयनिक त्रिज्या के आधार पर सही क्रम है:

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 है: Nd³⁺ > Gd³⁺ > Ho³⁺ > Tm³⁺

संप्रत्यय:

पोटेशियम क्लोरेट (KClO₃) की आर्द्र ऑक्सैलिक अम्ल के साथ अभिक्रिया

• आर्द्र ऑक्सैलिक अम्ल (C₂H₂O₄) की उपस्थिति में पोटेशियम क्लोरेट (KClO₃) एक रेडॉक्स अभिक्रिया से गुजरता है।
• ऑक्सैलिक अम्ल अपचायक का काम करता है, जबकि KClO₃ ऑक्सीकारक का काम करता है।
• अभिक्रिया के दौरान, KClO₃ क्लोरीन डाइऑक्साइड (ClO₂) में अपचयित हो जाता है, और ऑक्सैलिक अम्ल कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) में ऑक्सीकृत हो जाता है।
• KClO₃ से पोटेशियम आयन ऑक्सलेट आयनों के साथ मिलकर पोटेशियम ऑक्सलेट (K₂C₂O₄) बनाते हैं।

व्याख्या:

KClO₃ + C₂H₂O₄ → K₂C₂O₄ + ClO₂ + CO₂

• दी गई अभिक्रिया:
• अभिक्रिया में चरण:
  • ऑक्सैलिक अम्ल (C₂H₂O₄) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) में ऑक्सीकृत होता है।
  • KClO₃ क्लोरीन डाइऑक्साइड (ClO₂) में अपचयित होता है।
  • KClO₃ से पोटेशियम आयन (K⁺) ऑक्सलेट आयनों (C₂O₄²⁻) के साथ अभिक्रिया करके पोटेशियम ऑक्सलेट (K₂C₂O₄) बनाते हैं।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 है: K₂C₂O₄ + ClO₂ + CO₂.

अवधारणा:

• d-ब्लॉक तत्वों को संक्रमण तत्वों के रूप में जाना जाता है।
• आधुनिक आवर्त सारणी में कुल 4 ब्लॉक हैं। वे इस प्रकार हैं: s ब्लॉक, p ब्लॉक, d ब्लॉक, f ब्लॉक।
• आधुनिक आवर्त सारणी में 18 समूह और 7 अवधियाँ हैं।
• कुल तत्व 118 हैं, जिनमें से 91 धातुएं हैं, 7 धातुकृत हैं, और 20 गैर-धातु हैं।

व्याख्या:

• संक्रमण तत्व वे तत्व हैं जिनके दो सबसे बाहरी शेल अपूर्ण होते हैं।
• ये तत्व आंशिक रूप से अपने किसी भी सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था में या d-उपकक्ष में भरे होते है और इन्हें आमतौर पर d-ब्लॉक संक्रमण तत्वों के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• इन तत्वों का सामान्यीकृत इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (n-1) d1–10 ns1–2 है।
• d-ब्लॉक तत्वों को पहली श्रृंखला संक्रमण तत्वों, दूसरी श्रृंखला संक्रमण तत्वों, तीसरी श्रृंखला संक्रमण तत्वों और चौथी श्रृंखला संक्रमण तत्वों के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
• जिनके उदाहरण हैं: - Cu, Zn, Ag, Cd, Au, Hg, आदि।

सही उत्तर विकल्प 3 है, अर्थात निश्चित ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं।

Key Points

• संक्रमण तत्व वे तत्व हैं जिनके दो सबसे बाहरी कोश अधूरे होते हैं।
• इन तत्वों ने आंशिक रूप से जमीनी अवस्था या उनके किसी भी सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था में d-ब्लॉक को आंशिक रूप से भर दिया है और आमतौर पर d-ब्लॉक संक्रमण तत्वों के रूप में जाना जाता है।
• d-ब्लॉक तत्वों को पहली श्रृंखला संक्रमण तत्वों, दूसरी श्रृंखला संक्रमण तत्वों, तीसरी श्रृंखला संक्रमण तत्वों और चौथी श्रृंखला संक्रमण तत्वों के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
• उदाहरण हैं:- Cu, Zn, Ag, Cd, Au, Hg, आदि।
• f-ब्लॉक तत्वों को आंतरिक संक्रमण तत्व कहा जाता है।
• संक्रमण तत्वों की कुछ विशेषताएं निम्न हैं;
  • वे कठोर और उच्च घनत्व वाले होते हैं।
  • वे हमेशा रंगीन आयन और यौगिक बनाते हैं।
  • इनका गलनांक और क्वथनांक उच्च होता है।
  • इनकी एक से अधिक ऑक्सीकरण अवस्था होती है।

अवधारणा:

अनुचुंबकीय पदार्थ:

• चुंबकीय क्षेत्रों के लिए छोटे, धनात्मक संवेदनशीलता।
• ये पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र द्वारा थोड़े आकर्षित होते है।
• अनुचुंबकीय गुण कुछ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण, और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के कारण इलेक्ट्रॉन पथों की पुनरावृत्ति से होते हैं।
• अनुचुंबकीय पदार्थो में मैग्नीशियम, मोलिब्डेनम, लिथियम और टैंटलम शामिल हैं।

​

चुंबकीय आघूर्ण:

• चुंबक की ताकत और चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में इसके अभिविन्यास को इसका चुंबकीय आघूर्ण कहा जाता है।
• सम्मिश्र में लोन इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो बिना रुके चुंबकीय आघूर्ण में योगदान करते हैं। यह सूत्र द्वारा दिया गया है:

​ \(μ = {\sqrt{n(n+2)} }BM\)

स्पष्टीकरण:

• क्रोमियम d ब्लॉक से संबंधित है। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है: [Ar]3d54s1।
• Cr+2ऑक्सीकरण अवस्था में, यह दो इलेक्ट्रॉनों को खो देता है और इसका विन्यास [Ar]3d4 होता है।
• अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या n = 4।

​

• इस प्रकार, चुंबकीय आघूर्ण हैं:

\(μ = {\sqrt{n(n+2)} }BM\)

\(μ = {\sqrt{4(4+2)} }BM\)

μ = 4.90 BM

अतः, Cr2+ का चुंबकीय आघूर्ण 4.90 BM हैं

Additional Information

प्रतिचुंबकीय पदार्थ

• दुर्बल, चुंबकीय क्षेत्रों के लिए ऋणात्मक संवेदनशीलता।
• एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रतिचुंबकीय पदार्थ को थोड़ा सा हटा दिया जाता है।
• सभी इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा जाता है, इसलिए प्रति परमाणु कोई स्थायी शुद्ध चुम्बकीय आघूर्ण नहीं है।
• आवर्त सारणी में अधिकांश तत्व, जिनमें तांबा, चांदी और सोना शामिल हैं, प्रतिचुंबकीय हैं।

व्याख्या:

स्कैंडियम (Sc) एक संक्रमण धातु तत्व है जो आवर्त सारणी की तीसरी अवधि से संबंधित है और इसकी केवल एक ऑक्सीकरण अवस्था +3 है।

एक संक्रमण धातु आयन का रंग आंशिक रूप से भरे हुए d ऑर्बिटल्स की उपस्थिति के कारण होता है, जो दृश्य प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित कर सकता है और अन्य को प्रतिबिंबित कर सकता है, जिससे आयन को उसका विशिष्ट रंग मिल जाता है।

हालांकि, स्कैंडियम आयन (Sc3+) में आंशिक रूप से भरे हुए d ऑर्बिटल्स नहीं होते हैं, क्योंकि इसने 3+ ऑक्सीकरण अवस्था बनाने के लिए अपने तीनों संयोजी इलेक्ट्रॉनों को त्याग दिया है। नतीजतन, Sc3+ किसी भी दृश्य प्रकाश को अवशोषित नहीं करता है और इसलिए रंगहीन दिखाई देता है।

दूसरी ओर, विकल्पों में सूचीबद्ध अन्य संक्रमण धातु आयनों में आंशिक रूप से भरे हुए d कक्षक होते हैं और जलीय विलयनों या ठोस यौगिकों में विशिष्ट रंग प्रदर्शित करते हैं।

उदाहरण के लिए, V2+ (वैनेडियम आयन) नीला-हरा है, Mn2+ (मैंगनीज आयन) हल्का गुलाबी है, और Co3+ (कोबाल्ट आयन) पीला है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 1, Sc3+ (स्कैंडियम आयन) है, जो दिए गए विकल्पों में से एकमात्र रंगहीन संक्रमण धातु आयन है।

सामान्य प्रजातियों में कोई भी अयुग्मित इलेक्ट्रॉन रंगहीन नहीं होता है अतः Sc3+ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] 3d04s0 है। 

अत: यह रंगहीन आयन है। 

व्याख्या:

एक जलीय विलयन में द्विसंयोजी आयन का चुंबकीय आघूर्ण उसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर निर्भर करता है, जो बदले में तत्व के परमाणु क्रमांक द्वारा निर्धारित होता है।

परमाणु संख्या (z = 25) Mn परमाणु से संबंधित है।

Mn का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास  = [Ar]3d⁵4s²

Mn²⁺ आयन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास= [Ar]3d⁵4s⁰

\(μ=\sqrt{n(n+2)} B M\)

अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 5

\(μ=\sqrt{5(5+2)}=\sqrt{35} \mathrm{BM}\)

μ = 5.92 BM

स्पष्टीकरण:

• जब क्लोराइड युक्त यौगिकों को सल्फ्यूरिक अम्ल की उपस्थिति में पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ गर्म किया जाता है, तो क्रोमिल क्लोराइड का एक लाल द्रव​ बनता है।
• यह उन में क्लोरीन युक्त यौगिकों के लिए एक परीक्षण है।
• क्लोरीन युक्त यौगिक सल्फ्यूरिक अम्ल की उपस्थिति में पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ गर्म होने पर क्रोमाइलक्लोराइड के लाल रंग के वाष्प का उत्पादन करेंगे।
• सल्फ्यूरिक अम्ल निर्जलीकरण कारक के रूप में काम करता है।
• शुद्ध अभिक्रिया है:

K₂Cr₂O₇ + 6KCl + H₂SO₄ → Cr2O2Cl2

इस प्रकार, KCl के साथ पोटेशियम डाइक्रोमेट को सांद्र H2SO4 के मिश्रण को गर्म करने पर प्राप्त गहरे लाल द्रव का सूत्र CrO2Cl2 है।  

Key Points

• क्रोमाइल क्लोराइड Cr2O2Cl2 है, जो एक संक्रमण धातु मिश्रण है।
• संरचना चतुष्फलकीय है।​​
• यह गहरा लाल द्रव है जो असामान्य है क्योंकि संक्रमण मिश्रण ज्यादातर प्रकृति में ठोस होते हैं।
• यह कमरे के तापमान पर अस्थिर है और IUPAC का नाम क्रोमियम (VI) डाइक्लोराइड ऑक्साइड है।
• यह क्रोमियम ऑक्साइड और निर्जल HCL की अभिक्रिया से भी तैयार किया जा सकता है।
• अभिक्रिया है:​

CrO3 + HCl →  Cr₂O₂Cl₂.

• इसका उपयोग एटार्ड की अभिक्रिया में किया जाता है।

अवधारणा:

• उपरोक्त विकल्प में सभी आयन d ब्लॉक तत्व हैं।
• आवर्त सारणी में d ब्लॉक तत्वों के अधिकांश आयन रंगीन होते हैं।
• ऐसा निम्न ऊर्जा स्तर d-कक्षक से उच्च ऊर्जा स्तर d-कक्षकों तक इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने के लिए दृश्य प्रकाश क्षेत्र में विकिरण के अवशोषण के कारण होता है।
• इसे d-d संक्रमण के नाम से भी जाना जाता है।
• आयन का रंग उसके द्वारा अवशोषित रंग का पूरक होता है।

स्पष्टीकरण:

• d-d संक्रमण तभी होता है जब आयनों में d कक्षक रिक्त होता है।
• आयनों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से रिक्त d कक्षकों का पता लगाया जा सकता है।
• दिए गए आयनों में से केवल Ti3+, Cr3+ और V³⁺ में d कक्षक खाली हैं।

अतः, रंगीन आयनों का समुच्चय Ti3+, Cr3+ और V3+ है।

अवधारणा:

संक्रमण धातुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

• संक्रमण धातुएँ ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित करने के लिए जानी जाती हैं।
• किसी धातु द्वारा प्रदर्शित ऑक्सीकरण अवस्थाओं की संख्या उसके इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था पर निर्भर करती है, मुख्य रूप से d-कक्षक में।
• उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएँ आमतौर पर संक्रमण श्रेणी के मध्य में पाई जाती हैं, जहाँ बंधन निर्माण के लिए अधिक संख्या में संयोजी इलेक्ट्रॉन उपलब्ध होते हैं।

व्याख्या:-

• 1) आयरन (Fe):
  • सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: +2, +3
  • अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था: +6 (दुर्लभ)
• 2) मैंगनीज (Mn):
  • सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: +2, +3, +4, +6, +7
  • अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था: +7 (जैसा कि परमैंगनेट्स, MnO₄⁻ में देखा जाता है)।
  • मैंगनीज 3d श्रेणी धातुओं में ऑक्सीकरण अवस्थाओं की सबसे अधिक संख्या प्रदर्शित करता है, जो +2 से +7 तक होती है।
• 3) टाइटेनियम (Ti):
  • सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: +2, +3, +4
  • अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था: +4
• 4) कोबाल्ट (Co):
  • सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: +2, +3
  • अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था: +5 (बहुत दुर्लभ)

निष्कर्ष:

सही उत्तर (2) मैंगनीज (Mn) है।

3d शृंखला में Cu का मान \(\mathrm{E}_{\mathrm{Cu}^{2+} / \mathrm{Cu}}^{\circ}\) धनात्मक है।

\(\mathrm{E}_{\mathrm{Cu}^{2+} / \mathrm{Cu}}^{\circ}\) = 0.34 V

\(\mathrm{E}_{\mathrm{Cr}^{2+} / \mathrm{Cr}}^{\circ}\) = –0.90 V

\(\mathrm{E}_{\mathrm{V}^{2+} / \mathrm{V}}^{\circ}\) = –1.18 V

\(\mathrm{E}_{\mathrm{Ni}^{2+} / \mathrm{Ni}}^{\circ}\) = = –0.25 V

Ti का बाह्य इलेक्ट्रॉन विन्यास = 3d24s2

तो, Ti का अधिकतम O.S. = +4 

V का बाहरी E.C. = 3d34s2

तो, V का अधिकतम O.S. = +5 Mn का बाहरी इलेक्ट्रॉन विन्यास = 3d54s2

तो, Mn का अधिकतम O.S. = +7

Cu का बाहरी E.C.  = 3d104s1

तो, Cu का अधिकतम O.S. = +2

तो, सही विकल्प A-II, B-III, CI, D-IV है।