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प्रश्न
संक्षेप में स्पष्ट कीजिए कि प्रथम संक्रमण श्रेणी के प्रथम अर्धभाग में बढ़ते हुए परमाणु क्रमांक के साथ +2 ऑक्सीकरण अवस्था कैसे अधिक स्थायी होती जाती है?
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उत्तर १
संक्रमण धातुओं की पहली पंक्ति के पहले आधे भाग द्वारा प्रदर्शित ऑक्सीकरण अवस्थाएँ नीचे दी गई तालिका में दी गई हैं।
| Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn |
| +2 | +2 | +2 | +2 | +2 | +2 | +2 | +1 | +2 | |
| +3 | +3 | +3 | +3 | +3 | +3 | +3 | +3 | +2 | |
| +4 | +4 | +4 | +4 | +4 | +4 | +4 | |||
| +5 | +5 | +5 | |||||||
| +6 | +6 | +6 | |||||||
| +7 |
यह आसानी से देखा जा सकता है कि Sc को छोड़कर, अन्य सभी धातुएँ +2 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करती हैं। साथ ही, Sc से Mn की ओर बढ़ने पर, परमाणु संख्या 21 से बढ़कर 25 हो जाती है। इसका मतलब है कि 3d-कक्षक में इलेक्ट्रॉनों की संख्या भी 1 से बढ़कर 5 हो जाती है।
| Sc (+2) = d1 |
| Ti (+2) = d2 |
| V (+2) = d3 |
| Cr (+2) = d4 |
| Mn (+2) = d5 |
+2 ऑक्सीकरण अवस्था इन धातुओं द्वारा दो 4s इलेक्ट्रॉनों के नुकसान से प्राप्त होती है। चूँकि (+2) अवस्था में d इलेक्ट्रॉनों की संख्या भी Ti (+2) से Mn (+2) तक बढ़ जाती है, इसलिए +2 अवस्था की स्थिरता बढ़ जाती है (क्योंकि d-कक्षक अधिक से अधिक आधा भरा हुआ होता है)। Mn (+2) में d5 इलेक्ट्रॉन होते हैं (जो कि आधा भरा हुआ d कक्षक है, जो अत्यधिक स्थिर होता है)।
उत्तर २
s-कक्षक से दो इलेक्ट्रॉन खोने से परमाणु संख्या बढ़ने के साथ प्रभावी परमाणु आवेश में वृद्धि होती है। आयन का आकार घटता है, जिससे अधिक स्थिरता होती है। स्थिरता शुरुआत में कम हो जाती है क्योंकि खोने या विनिमय करने के लिए बहुत कम इलेक्ट्रॉन होते हैं।
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M2+/M तथा M3+/M2+ निकाय के संदर्भ में कुछ धातुओं के EΘ के मान नीचे दिए गए हैं।
| Cr2+/Cr | −0.9 V |
| Mn2+/Mn | −1.2 V |
| Fe2+/Fe | −0.4 V |
| Cr3/Cr2+ | −0.4 V |
| Mn3+/Mn2+ | +1.5 V |
| Fe3+/Fe2+ | +0.8 V |
उपरोक्त आँकड़ों के आधार पर निम्नलिखित पर टिप्पणी कीजिए –
समान प्रक्रिया के लिए क्रोमियम अथवा मैंगनीज धातुओं की तुलना में आयरन के ऑक्सीकरण में सुगमता।
आप निम्नलिखित को किस प्रकार से स्पष्ट करेंगे –
d4 स्पीशीज़ में से Cr2+ प्रबल अपचायक है, जबकि मैंगनीज (III) प्रबल ऑक्सीकारक है।
आप निम्नलिखित को किस प्रकार से स्पष्ट करेंगे –
जलीय विलयन में कोबाल्ट (II) स्थायी है परंतु संकुलनकारी अभिकर्मकों की उपस्थिति में यह सरलतापूर्वक ऑक्सीकृत हो जाता है।
निम्नलिखित गैसीय आयनों में अयुगलित इलेक्ट्रॉनों की गणना कीजिए –
Mn3+, Cr3+, V3+ तथा Ti3+। इनमें से कौन-सा जलीय विलयन में अतिस्थायी है?
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d-ब्लॉक के तत्वों में कौन से तत्व संक्रमण श्रेणी के तत्व नहीं कहे जा सकते?
बताइए कि निम्नलिखित में कौन से परमाणु क्रमांक आंतरिक संक्रमण तत्वों के हैंं –
29, 59, 74, 95, 102, 104
