அலகு 6 — வினாத்தொகுப்பு
s, p, d தொகுப்பு மூலகங்களின் இரசாயனவியல் அலகின் எல்லா உட்தலைப்புகளையும் உள்ளடக்கிய வினாத்தொகுப்பு இது. முதல் பகுதியில் வினாத்தாள் I வகையான பல்தேர்வு வினாக்களும், இரண்டாவது பகுதியில் வினாத்தாள் II வகையான கட்டமைப்பு வினாக்களும் தரப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு வினாவையும் முழுமையாகச் சிந்தித்த பின்னரே விடையைப் பார்க்க வேண்டும்.
ஒவ்வொரு கூட்ட வினாவையும் ஒரே வழியில் அணுகலாம் — முதலில் வலுவளவு இலத்திரன் அமைப்பை (ns¹, ns², ns²np¹ …) நினைவுகூர்தல், அதிலிருந்து வழமையான ஒட்சியேற்ற நிலையைப் பெறுதல், கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும் போக்கின் திசையை (அணுவாரை ↑, அயனாக்கற் சக்தி ↓) உறுதிப்படுத்துதல், வெப்பவுறுதி வினாக்களில் கற்றயனின் முனைவாக்கும் வலுவைப் பயன்படுத்துதல், சமன்பாடுகளில் ஒட்சியேற்ற எண்ணை எண்ணிச் சரிபார்த்தல்.
பகுதி I — பல்தேர்வு வினாக்கள்
ஒவ்வொரு வினாவுக்கும் (1)–(5) என்னும் ஐந்து விடைகளில் சரியான ஒன்றைத் தெரிவு செய்க.
1. கூட்டம் 1 மூலகங்களின் வலுவளவு இலத்திரன் அமைப்பு யாது?
(1) ns¹ (2) ns² (3) ns²np¹ (4) ns²np⁵ (5) ns²np⁶
விடை: (1). கூட்டம் 1 இன் ஒவ்வொரு மூலகமும் தனது வலுவளவு ஓட்டில் ஒற்றை இலத்திரனைக் (ns¹) கொண்டுள்ளது. இவ்வொற்றை இலத்திரன் இலகுவாக நீக்கப்படுவதால் இம்மூலகங்கள் எப்போதும் +1 ஒட்சியேற்ற நிலையைக் காட்டுகின்றன; இதனாலேயே அவை மிக உயர் தாக்கத்திறன் (reactivity) உடையனவாக அமைகின்றன.
2. கூட்டம் 1 இல் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி (first ionisation energy) குறைவதற்கான சரியான காரணம் எது?
(1) அணுக்கருவின் ஏற்றம் குறைகின்றது (2) அணுவாரை அதிகரிப்பதும் திரையிடல் விளைவும் (3) வலுவளவு இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை கூடுகின்றது (4) மின்னெதிர்த்தன்மை அதிகரிக்கின்றது (5) உருகுநிலை அதிகரிக்கின்றது
விடை: (2). கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது புதிய இலத்திரன் ஓடுகள் சேர்க்கப்படுவதால் அணுவாரை அதிகரிக்கின்றது. அதிகரித்த ஆரையும் உள் ஓடுகளின் திரையிடல் விளைவும் (screening effect) காரணமாக வலுவளவு இலத்திரன் அணுக்கருவிலிருந்து தளர்வாகப் பிணைக்கப்படுகின்றது; எனவே அதை நீக்க தேவையான சக்தி குறைகின்றது.
3. சோடியம் வளியில் எரிக்கப்படும்போது பிரதானமாக உருவாகும் சேர்வை எது?
(1) Na₂O (சாதாரண ஒட்சைட்டு) (2) Na₂O₂ (பரவொட்சைட்டு) (3) NaO₂ (சுப்பர் ஒட்சைட்டு) (4) NaOH (5) Na₃N
விடை: (2). கூட்டம் 1 உலோகங்கள் ஒட்சிசனுடன் வேறுபட்ட வகை ஒட்சைட்டுகளைத் தருகின்றன: லிதியம் மட்டுமே சாதாரண ஒட்சைட்டை (Li₂O) தருகின்றது; சோடியம் பிரதானமாகப் பரவொட்சைட்டை (Na₂O₂, இதில் O இன் ஒட்சியேற்ற நிலை −1) தருகின்றது; பொட்டாசியம், ருபீடியம், சீசியம் ஆகியன சுப்பர் ஒட்சைட்டை (MO₂) தருகின்றன.
4. கூட்டம் 1 இன் நைத்திரேற்றுகளுள் (nitrates) வெப்பப்பிரிகையடைந்து உலோக ஒட்சைட்டு, NO₂, O₂ ஆகியவற்றைத் தருவது எது?
(1) NaNO₃ (2) KNO₃ (3) LiNO₃ (4) RbNO₃ (5) CsNO₃
விடை: (3). லிதியம் நைத்திரேற்று மட்டுமே வேறுபட்ட நடத்தையைக் காட்டுகின்றது: 4LiNO₃ → 2Li₂O + 4NO₂ + O₂. சோடியம், பொட்டாசியம் ஆகியவற்றின் நைத்திரேற்றுகள் வெப்பப்பிரிகையடைந்து உரிய நைத்திரைற்றையும் (MNO₂) ஒட்சிசனையும் மட்டுமே தருகின்றன. Li⁺ அயனின் சிறிய பருமனும் உயர் முனைவாக்கும் வலுவுமே இவ்வேறுபாட்டுக்குக் காரணம்.
5. சுவாலைச் சோதனையில் (flame test) பொன்மஞ்சள் நிறத்தைத் தரும் உலோகம் எது?
(1) லிதியம் (2) சோடியம் (3) பொட்டாசியம் (4) கல்சியம் (5) பேரியம்
விடை: (2). சோடியம் சுவாலையில் பொன்மஞ்சள் நிறத்தைத் தருகின்றது. லிதியம் கிரிம்சன் சிவப்பும், பொட்டாசியம் செவ்வூதாவும் (lilac), கல்சியம் செம்மஞ்சள்-சிவப்பும் (brick red), பேரியம் இளம்பச்சையும் (apple green) தருகின்றன. தூண்டப்பட்ட இலத்திரன் தாழ் சக்தி மட்டத்திற்குத் திரும்பும்போது வெளியேற்றப்படும் ஒளியின் நிறமே ஒவ்வொரு உலோகத்தையும் இனங்காட்டுகின்றது.
6. கூட்டம் 2 இன் காபனேற்றுகளின் (carbonates) வெப்பவுறுதித் தன்மை பற்றிய சரியான கூற்று எது?
(1) கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிக் குறைகின்றது (2) கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கின்றது (3) எல்லாக் காபனேற்றுகளுக்கும் சமம் (4) BaCO₃ மிகக் குறைந்த உறுதி (5) காபனேற்றுகள் வெப்பப்பிரிகையடைவதில்லை
விடை: (2). கூட்டம் 2 இல் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது கற்றயனின் பருமன் அதிகரிப்பதால் அதன் முனைவாக்கும் வலு (polarising power) குறைகின்றது; குறைவாக முனைவாக்கப்பட்ட காபனேற்று அயன் இலகுவாகப் பிரிகையடைவதில்லை. எனவே BeCO₃ மிகக் குறைந்த உறுதியுடையது, BaCO₃ மிக உயர் உறுதியுடையது.
7. கூட்டம் 2 இன் சல்பேற்றுகளில் (sulfates) நீரில் கரையாதது எது?
(1) BeSO₄ (2) MgSO₄ (3) CaSO₄ (4) BaSO₄ (5) எல்லாமும் நன்கு கரையும்
விடை: (4). கூட்டம் 2 இன் சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன் கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிக் குறைகின்றது; எனவே BeSO₄, MgSO₄ ஆகியன கரையக்கூடியன, ஆனால் BaSO₄ நீரில் கரையாதது. இதனாலேயே சல்பேற்று அயனுக்கான சோதனையில் BaSO₄ வெண்படிவாக உருவாகின்றது. (ஐதரொட்சைட்டுகளின் கரைதிறன் இதற்கு எதிராக கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கின்றது.)
8. அலுமினியம் சோடியம் ஐதரொட்சைட்டுக் கரைசலுடன் (NaOH) தாக்கமடையும்போது உருவாகும் சிக்கல் அயன் எது?
(1) Al³⁺ (2) Al₂O₃ (3) [Al(OH)₄]⁻ (4) AlCl₃ (5) AlH₃
விடை: (3). அலுமினியம் ஓர் ஈரியல்பு (amphoteric) மூலகம்; அது காரத்துடன் தாக்கமடையும்போது அமிலம் போல நடந்துகொள்கின்றது. 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ — இங்கு உருவாகும் [Al(OH)₄]⁻ அயன் சோடியம் அலுமினேற்று என அழைக்கப்படுகின்றது. அமிலத்துடன் தாக்கும்போது அலுமினியம் Al³⁺ அயனைத் தருகின்றது.
9. வைரமும் (diamond) கிறபைற்றும் (graphite) காபனின் பிறதிருப்பங்கள் ஆகும். கிறபைற்று மட்டுமே மின்சாரத்தைக் கடத்துவதற்கான காரணம் யாது?
(1) வைரத்தில் காபன் அணுக்கள் இல்லை (2) கிறபைற்றில் sp² கலப்பாக்கம், ஓரிடப்படாத இலத்திரன் உள்ளது (3) வைரம் ஒரு உலோகம் (4) கிறபைற்று அயனிக் கட்டமைப்புடையது (5) வைரம் மென்மையானது
விடை: (2). கிறபைற்றில் ஒவ்வொரு காபன் அணுவும் sp² கலப்பாக்கம் அடைந்து மூன்று அயல் அணுக்களுடன் மட்டுமே பிணைக்கப்படுகின்றது; எஞ்சும் நான்காவது இலத்திரன் ஓரிடப்படாமல் (delocalised) படை முழுவதும் சுதந்திரமாக நகர்வதால் கிறபைற்று மின்சாரத்தைக் கடத்துகின்றது. வைரத்தில் (sp³) எல்லா இலத்திரன்களும் பிணைப்புகளில் பொதிக்கப்பட்டுள்ளதால் அது மின்சாரத்தைக் கடத்துவதில்லை.
10. காபனோர்ஒட்சைட்டு (CO) பற்றிய சரியான கூற்று எது?
(1) ஓர் அமில ஒட்சைட்டு (2) நிறமற்ற, நச்சுத்தன்மையுடைய, ஒட்சிஇறக்கியாகச் செயற்படும் வாயு (3) வளி நிறைவான தகனத்தில் உருவாகின்றது (4) நீரில் கரைந்து வன்னமிலம் தருகின்றது (5) C–O ஒற்றைப் பிணைப்பைக் கொண்டது
விடை: (2). CO ஒரு நிறமற்ற, மணமற்ற, மிக உயர் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்த வாயு; உடலினுள் நுழையும்போது ஒட்சிசனிலும் வலிமையாக ஹீமோகுளோபினுடன் பிணைகின்றது. இது ஒரு நடுநிலை ஒட்சைட்டு; ஒட்சிசன் போதாமை நிலையில் காபன் பகுதியளவாக எரியும்போது உருவாகின்றது. தொழிற்துறையில் CO ஒரு முக்கியமான ஒட்சிஇறக்கியாகச் (reducing agent) செயற்படுகின்றது. CO இல் C–O பிணைப்பு ஒரு மும்மைப் பிணைப்பாகும்.
11. HNO₃ இல் நைதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண் யாது? (H = +1, O = −2)
(1) +3 (2) +4 (3) +5 (4) −3 (5) 0
விடை: (3). ஒரு நடுநிலை மூலக்கூறில் ஒட்சியேற்ற எண்களின் கூட்டுத்தொகை பூச்சியமாகும். HNO₃ இல்: (+1) + N + 3(−2) = 0; எனவே N − 5 = 0; N = +5. நைத்திரிக் அமிலத்தில் நைதரசன் அதன் உயர்ந்த +5 ஒட்சியேற்ற நிலையில் உள்ளது, இதனாலேயே அது ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் அமிலமாகச் செயற்படுகின்றது.
12. செறிந்த நைத்திரிக் அமிலம் (concentrated HNO₃) செம்புடன் தாக்கமடையும்போது வெளிவரும் வாயு எது?
(1) H₂ (2) NO (3) NO₂ (4) N₂O (5) N₂
விடை: (3). நைத்திரிக் அமிலம் ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் அமிலமாதலால் உலோகங்களுடன் தாக்கும்போது ஐதரசன் வாயு வெளிவருவதில்லை; நைதரசனின் ஒட்சைட்டுகளே உருவாகின்றன. செறிந்த HNO₃ ஆனது அதிகமாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு NO₂ ஐத் தருகின்றது: Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O. ஐதான HNO₃ ஆனது குறைவாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு NO ஐத் தருகின்றது.
13. அமோனியா மூலக்கூறின் (NH₃) வடிவமும் ஏறக்குறைய H–N–H பிணைப்புக் கோணமும் முறையே யாவை?
(1) நேரியல், 180° (2) நாற்முகி, 109.5° (3) முக்கோணப் பிரமிட்டு, 107° (4) வளைந்தது, 104.5° (5) முக்கோண தளம், 120°
விடை: (3). நைதரசன் அணுவைச் சுற்றி நான்கு இலத்திரன் இணைகள் உள்ளன — மூன்று பிணைப்பு இணைகளும் ஒரு ஏகாந்த இணையும் (lone pair). ஏகாந்த இணை பிணைப்பு இணைகளை வலிமையாகத் தள்ளுவதால் வடிவம் முக்கோணப் பிரமிட்டாகவும் (trigonal pyramidal), H–N–H கோணம் சீரான 109.5° இலிருந்து ஏறக்குறைய 107° ஆகக் குறைக்கப்படுகின்றது.
14. நைத்திரேற்று அயனுக்கான (NO₃⁻) கபில வளையச் சோதனையில் (brown ring test) கபில வளையத்தைத் தரும் சேர்வை எது?
(1) FeSO₄ (2) [Fe(H₂O)₅NO]²⁺ (3) Fe₂O₃ (4) NO₂ (5) Fe(OH)₃
விடை: (2). கபில வளையச் சோதனையில், புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட FeSO₄ கரைசலுடன் செறிந்த H₂SO₄ ஐக் குழாயின் சுவரோரமாக மெதுவாக ஊற்றப்படுகின்றது. நைத்திரேற்று அயன் ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு உருவான NO ஆனது இரும்பு(II) அயன்களுடன் இணைந்து [Fe(H₂O)₅NO]²⁺ எனும் சேர்வையை உருவாக்குகின்றது; இது இரு திரவ அடுக்குகளுக்கும் இடையே ஒரு கபில (செம்பழுப்பு) நிற வளையமாகத் தோன்றுகின்றது.
15. கூட்டம் 16 இன் ஐதரைட்டுகளில் (H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Te) வெப்ப உறுதித்தன்மையின் சரியான போக்கு எது?
(1) H₂O < H₂S < H₂Se < H₂Te (2) H₂O > H₂S > H₂Se > H₂Te (3) எல்லாமும் சமம் (4) H₂Te மிக உறுதியானது (5) H₂S மிக உறுதியானது
விடை: (2). கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது மைய அணுவின் பருமன் அதிகரிப்பதால் X–H பிணைப்பின் வலிமை குறைகின்றது; எனவே வெப்ப உறுதித்தன்மை குறைகின்றது: H₂O > H₂S > H₂Se > H₂Te. நீர்க்கரைசலில் அமிலத்தன்மை இதற்கு எதிராக கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கின்றது (H₂Te > H₂Se > H₂S > H₂O).
16. ஐதரசன் பரவொட்சைட்டில் (H₂O₂) ஒட்சிசனின் ஒட்சியேற்ற நிலை யாது?
(1) 0 (2) −1 (3) −2 (4) +1 (5) +2
விடை: (2). H₂O₂ இல்: 2(+1) + 2(O) = 0; எனவே O = −1. இந்த இடைப்பட்ட ஒட்சியேற்ற நிலையே H₂O₂ ஐ ஒட்சியேற்றியாகவும் (−1 → −2, H₂O ஆக) ஒட்சிஇறக்கியாகவும் (−1 → 0, O₂ ஆக) — இவ்விரண்டாகவும் — செயற்பட வைக்கின்றது. வினையூக்கி முன்னிலையில் H₂O₂ தன்னிலையே சிதைவடைகின்றது (disproportionation).
17. செறிந்த சல்பூரிக் அமிலம் (concentrated H₂SO₄) சீனியிலிருந்து (sucrose) நீரை அகற்றிக் கரிமத்தை விட்டுச்செல்லும்போது அது செயற்படுவது எவ்வாறு?
(1) ஒட்சியேற்றியாக (2) ஒட்சிஇறக்கியாக (3) நீர் அகற்றும் கருவியாக (4) வினையூக்கியாக (5) ஒடுக்கும் அமிலமாக
விடை: (3). செறிந்த சல்பூரிக் அமிலம் ஒரு வலிமையான நீர் அகற்றும் கருவியாகும் (dehydrating agent); இது சீனியிலிருந்து H, O அணுக்களை நீராக அகற்றி கரிமத்தை எஞ்சவைக்கின்றது. இது அதன் நீர் அகற்றும் இயல்பு. உலோகங்களுடன் தாக்கி SO₂ ஐ வெளியிடுவது அதன் ஒட்சியேற்றும் இயல்பு — இவ்விரண்டையும் குழப்பிக் கொள்ளக் கூடாது.
18. பின்வரும் இடப்பெயர்ச்சித் தாக்கங்களுள் (displacement reactions) எது நிகழும்?
(1) I₂ + 2Cl⁻ → 2I⁻ + Cl₂ (2) Br₂ + 2Cl⁻ → 2Br⁻ + Cl₂ (3) Cl₂ + 2Br⁻ → 2Cl⁻ + Br₂ (4) I₂ + 2Br⁻ → 2I⁻ + Br₂ (5) எதுவும் நிகழாது
விடை: (3). ஒரு அலசனின் ஒட்சியேற்றும் திறன் கூட்டம் 17 இல் கீழ்நோக்கிக் குறைகின்றது (Cl₂ > Br₂ > I₂). தாக்கத்திறன் கூடிய அலசன் மட்டுமே தாக்கத்திறன் குறைந்த அலசனின் அயனை இடப்பெயர்க்க முடியும்; எனவே குளோரின் புரோமைட்டை இடப்பெயர்த்துச் சுதந்திர புரோமினை விடுவிக்கின்றது. அயடின் குளோரைட்டையோ புரோமைட்டையோ இடப்பெயர்க்க முடியாது.
19. குளிர், ஐதான NaOH உடன் குளோரின் தாக்கமடையும்போது குளோரின் காட்டும் நிகழ்வு எது?
(1) நடுநிலையாதல் மட்டும் (2) ஒட்சியேற்றம் மட்டும் (3) ஒட்சிஇறக்கம் மட்டும் (4) இருவழிவிகாரம் (disproportionation) (5) வீழ்படிவாதல்
விடை: (4). Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaOCl + H₂O. இங்கு பூச்சிய ஒட்சியேற்ற நிலையில் உள்ள குளோரின் ஒரு பகுதி −1 நிலைக்கு (NaCl இல்) ஒட்சிஇறக்கமும், மறுபகுதி +1 நிலைக்கு (NaOCl இல்) ஒட்சியேற்றமும் அடைகின்றது. ஒரே மூலகம் ஒரே தாக்கத்தில் ஒட்சியேற்றமும் ஒட்சிஇறக்கமும் அடைதலே இருவழிவிகாரம்.
20. XeF₄ மூலக்கூறின் வடிவம் யாது?
(1) நேரியல் (2) நாற்முகி (3) சதுர சமதளம் (square planar) (4) எண்முகி (5) முக்கோணப் பிரமிட்டு
விடை: (3). XeF₄ இல் செனனைச் சுற்றி ஆறு இலத்திரன் இணைகள் உள்ளன — நான்கு பிணைப்பு இணைகளும் இரண்டு ஏகாந்த இணைகளும். இவ்வாறு ஆறு இணைகள் எண்முக ஒழுங்கமைப்பில் அமைகின்றன; இரண்டு ஏகாந்த இணைகள் எதிர் முனைகளில் அமைவதால் நான்கு புளோரின் அணுக்கள் சதுர சமதள வடிவத்தைக் காட்டுகின்றன. He, Ne ஆகியன மிகச் சிறிய அணுவளவும் மிக உயர் அயனாக்கற் சக்தியும் கொண்டிருப்பதால் சேர்வைகளை உருவாக்குவதில்லை.
21. மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தில் (Period 3) ஈரியல்புத் தன்மையைக் (amphoteric) காட்டும் ஒட்சைட்டு எது?
(1) Na₂O (2) MgO (3) Al₂O₃ (4) SO₃ (5) Cl₂O₇
விடை: (3). மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தில் இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது ஒட்சைட்டுகளின் தன்மை மூலம் → ஈரியல்பு → அமிலம் எனப் படிப்படியாக மாறுகின்றது. Na₂O, MgO ஆகியன மூல ஒட்சைட்டுகள்; Al₂O₃ ஈரியல்பு ஒட்சைட்டு — அமிலத்துடனும் காரத்துடனும் தாக்கமடைகின்றது; SiO₂ மென் அமிலம்; P₄O₁₀, SO₃, Cl₂O₇ ஆகியன அமில ஒட்சைட்டுகள்.
22. ஒரு d தொகுப்பு மூலகம் தாண்டல் மூலகமாக (transition element) வகைப்படுத்தப்படுவதற்கான சரியான நிபந்தனை எது?
(1) d உபசக்திமட்டத்தில் எந்த இலத்திரனும் இல்லாதிருத்தல் (2) மூலக நிலையில் அல்லது உறுதியான ஒரு அயனிலாவது பகுதியாக நிரப்பப்பட்ட d உபசக்திமட்டத்தைக் கொண்டிருத்தல் (3) முற்றாக நிரப்பப்பட்ட d¹⁰ அமைப்பு (4) ஒரே ஒரு ஒட்சியேற்ற நிலை (5) நிறமற்ற அயன்கள்
விடை: (2). மூலக நிலையில் அல்லது உறுதியான ஒரு அயனிலாவது பகுதியாக நிரப்பப்பட்ட d உபசக்திமட்டத்தைக் கொண்டிருக்கும் d தொகுப்பு மூலகமே தாண்டல் மூலகம் ஆகும். எனவே Sc (Sc³⁺ : 3d⁰) உம் Zn (Zn²⁺ : 3d¹⁰) உம் d தொகுப்பு மூலகங்கள் ஆயினும் தாண்டல் மூலகங்கள் அல்ல.
23. குரோமியத்தின் (Chromium, Cr) தரைநிலை இலத்திரன் அமைப்பு யாது?
(1) [Ar]3d⁴4s² (2) [Ar]3d⁵4s¹ (3) [Ar]3d⁶4s⁰ (4) [Ar]3d³4s² (5) [Ar]3d⁵4s²
விடை: (2). குரோமியத்தின் இலத்திரன் அமைப்பு எதிர்பார்க்கப்படும் [Ar]3d⁴4s² அல்ல; அது [Ar]3d⁵4s¹ ஆகும். அரைவாசியாக நிரப்பப்பட்ட d⁵ அமைப்பு கூடிய உறுதிப்பாட்டைக் கொண்டிருப்பதால் ஒரு 4s இலத்திரன் 3d க்கு மாறுகின்றது. செப்பும் இதே போல் [Ar]3d¹⁰4s¹ அமைப்பைக் காட்டுகின்றது (முற்றாக நிரப்பப்பட்ட d¹⁰ உறுதிப்பாடு).
24. தாண்டல் உலோக அயன்கள் நிறமுடையனவாகக் காணப்படுவதற்கான முக்கிய காரணம் எது?
(1) அவை மிக உயர் அடர்த்தியுடையன (2) பகுதியாக நிரப்பப்பட்ட d உபசக்திமட்டம் கட்புலனாகும் கதிர்வீசலை உறிஞ்சுகின்றது (3) அவை வினையூக்கிகள் (4) அவற்றின் d உபசக்திமட்டம் காலியானது (5) அவை சிக்கல் அயன்களை உருவாக்குவதில்லை
விடை: (2). பகுதியாக நிரப்பப்பட்ட d உபசக்திமட்டத்தைக் கொண்ட தாண்டல் உலோக அயன்கள், மின்காந்தத் திருசியத்தின் கட்புலனாகும் பகுதியிலிருந்து கதிர்வீசலை உறிஞ்சுவதால் நிறமுடையனவாகக் காணப்படுகின்றன. d⁰ அல்லது d¹⁰ அமைப்பைக் கொண்ட Sc³⁺, Zn²⁺ ஆகியன நிறமற்றவை.
25. [Fe(CN)₆]³⁻ எனும் சிக்கல் அயனில் இரும்பின் ஒட்சியேற்ற எண் யாது? (CN⁻ இன் ஏற்றம் −1)
(1) +2 (2) +3 (3) +4 (4) −3 (5) +6
விடை: (2). ஒரு சிக்கல் அயனின் மொத்த ஏற்றம், மத்திய உலோக அயனின் ஒட்சியேற்ற எண்ணுக்கும் இணையிகளின் ஏற்றங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கும் இடையிலான கூட்டலாகும். ஆறு CN⁻ இன் மொத்த ஏற்றம் = 6 × (−1) = −6. சிக்கலின் ஏற்றம் −3 ஆதலால்: Fe + (−6) = −3; எனவே Fe = +3.
பகுதி II — கட்டமைப்பு வினாக்கள்
அனைத்துப் படிகளையும் காட்டி, மாதிரி விடையுடன் ஒப்பிடுக.
(அ) கூட்டம் 1 மூலகங்களின் தாக்கத்திறன் கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கி அதிகரிப்பதற்குக் காரணம் தருக. (ஆ) கூட்டம் 1 உலோகங்கள் ஒட்சிசனுடன் எரியும்போது தரும் மூன்று வகை ஒட்சைட்டுகளை, உரிய மூலகங்களுடன் கூறுக. (இ) கூட்டம் 2 இன் காபனேற்றுகளின் வெப்பவுறுதி கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கி அதிகரிப்பதை விளக்குக.
(ஆ) லிதியம் சாதாரண ஒட்சைட்டை (Li₂O, O இன் ஒட்சியேற்ற நிலை −2) தருகின்றது; சோடியம் பரவொட்சைட்டை (Na₂O₂, O இன் ஒட்சியேற்ற நிலை −1) தருகின்றது; பொட்டாசியம், ருபீடியம், சீசியம் சுப்பர் ஒட்சைட்டை (MO₂) தருகின்றன.
(இ) கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது கற்றயனின் பருமன் அதிகரிப்பதால் அதன் ஏற்ற அடர்த்தியும் முனைவாக்கும் வலுவும் குறைகின்றன. குறைவாக முனைவாக்கப்பட்ட காபனேற்று அயன் இலகுவாகப் பிரிகையடைவதில்லை; எனவே வெப்பவுறுதி அதிகரிக்கின்றது (BeCO₃ குறைந்த உறுதி, BaCO₃ கூடிய உறுதி).
(அ) ஈரியல்புப் பதார்த்தம் (amphoteric substance) என்றால் என்ன? (ஆ) அலுமினியம் ஐதான ஐதரோகுளோரிக் அமிலத்துடனும் சோடியம் ஐதரொட்சைட்டுக் கரைசலுடனும் தாக்கமடையும் தாக்கங்களுக்கான ஈடுசெய்யப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக. (இ) அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பில் உருவாகும் Al₂O₃ படையின் பணியைக் கூறுக.
(ஆ) அமிலப் பாதை : 2Al(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl₃(aq) + 3H₂(g)
காரப் பாதை : 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H₂O(l) → 2Na[Al(OH)₄](aq) + 3H₂(g)
(இ) அலுமினியத்தின் வெளிக்காட்டப்படும் மேற்பரப்பில் உருவாகும் மெல்லிய Al₂O₃ படை ஊடுபுகவிடாததாகும்; அது உள்ளே உள்ள உலோகம் மேலும் ஒட்சிசனுடன் தாக்கமடைவதைத் தடுக்கின்றது. பாதுகாப்புப் படையால் உலோகம் இவ்வாறு தடைபடுதல் இடைநிறுத்தம் (passivation) எனப்படுகின்றது; இதனாலேயே அலுமினியம் வளியில் தாக்கமற்ற மூலகமாகத் தோன்றுகின்றது.
(அ) ஈர்நைதரசன் (N₂) அறை வெப்பநிலையில் மிகக் குறைந்த தாக்கத்திறன் கொண்டிருப்பதற்குக் காரணம் தருக. (ஆ) ஐதான மற்றும் செறிந்த நைத்திரிக் அமிலம் செம்புடன் தாக்கமடையும் தாக்கங்களுக்கான ஈடுசெய்யப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தந்து, வெளிவரும் வாயுக்கள் வேறுபடுவதற்குக் காரணம் கூறுக. (இ) நைதரசு அமிலத்தின் (HNO₂) இருவழிவிகாரத் தாக்கத்தை எழுதுக.
(ஆ) ஐதான HNO₃ : 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
செறிந்த HNO₃ : Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
நைத்திரிக் அமிலம் ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் அமிலமாதலால் ஐதரசன் வாயு வெளிவருவதில்லை. ஐதான அமிலம் குறைவாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு NO ஐயும், செறிந்த அமிலம் அதிகமாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு NO₂ ஐயும் தருகின்றது.
(இ) 3HNO₂(aq) → HNO₃(aq) + 2NO(g) + H₂O(l) — இங்கு +3 நிலையில் உள்ள நைதரசன் ஒரு பகுதி +5 க்கு (HNO₃) ஒட்சியேற்றமும், மறுபகுதி +2 க்கு (NO) ஒட்சிஇறக்கமும் அடைகின்றது.
(அ) இருவழிவிகாரம் (disproportionation) என்றால் என்ன? (ஆ) குளிர், ஐதான NaOH உடனும் சூடான, செறிந்த NaOH உடனும் குளோரின் தாக்கமடையும் தாக்கங்களுக்கான ஈடுசெய்யப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தந்து, ஒவ்வொன்றிலும் குளோரினின் ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்தைக் காட்டுக. (இ) குளோரின் நீருடன் தாக்கமடையும் தாக்கத்தை எழுதி, அது ஏன் ஒரு மீளும் தாக்கம் என்பதைக் கூறுக.
(ஆ) குளிர், ஐதான : Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaOCl + H₂O (Cl : 0 → −1 மற்றும் 0 → +1)
சூடான, செறிந்த : 3Cl₂ + 6NaOH → 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O (Cl : 0 → −1 மற்றும் 0 → +5)
(இ) Cl₂(g) + H₂O(l) ⇌ HCl(aq) + HOCl(aq). இது ஒரு மீளும் தாக்கம்; விளைவுகள் மீண்டும் தாக்கிகளாக மாறக்கூடியதால் சமநிலை அம்புக்குறி (⇌) பயன்படுத்தப்படுகின்றது. உருவாகும் HOCl ஒளியின் முன்னிலையில் சிதைவடைந்து ஒட்சிசனை விடுவிப்பதால் குளோரின் நீர் நிறம் நீக்கும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.
(அ) மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தின் குறுக்காக இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது உலோக இயல்பு குறைவதற்குக் காரணம் தருக. (ஆ) Na₂O, Al₂O₃, SO₃ ஆகிய ஒட்சைட்டுகளின் அமில-மூல இயல்பை வரிசையாகக் கூறி, ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒரு தாக்கச் சமன்பாட்டைத் தருக. (இ) NaH நீருடன் தாக்கமடையும் தாக்கத்தில் ஐதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்தைக் குறிப்பிடுக.
(ஆ) Na₂O மூல ஒட்சைட்டு : Na₂O + 2HCl → 2NaCl + H₂O.
Al₂O₃ ஈரியல்பு ஒட்சைட்டு : Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O (மூலமாக); Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄] (அமிலமாக).
SO₃ அமில ஒட்சைட்டு : SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.
(இ) NaH(s) + H₂O(l) → NaOH(aq) + H₂(g). NaH இல் ஐதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண் −1; H₂ இல் அது 0. எனவே ஐதரசன் −1 இலிருந்து 0 க்கு ஒட்சியேற்றமடைகின்றது.
(அ) தாண்டல் மூலகத்தின் வரைவிலக்கணத்தைத் தந்து, Zn ஏன் தாண்டல் மூலகமாகக் கருதப்படுவதில்லை என்பதை விளக்குக. (ஆ) தாண்டல் மூலகங்கள் பல ஒட்சியேற்ற நிலைகளைக் காட்டுவதற்குக் காரணம் கூறுக. (இ) [Cu(NH₃)₄]²⁺ எனும் சிக்கல் அயனின் பெயரை விதிகளுடன் தருக.
(ஆ) தாண்டல் மூலகங்களில் 4s, 3d ஓபிற்றல்களின் சக்தி மட்டங்கள் நெருக்கமாக இருப்பதால், பிணைப்பில் வேறுபட்ட எண்ணிக்கையான இலத்திரன்கள் பங்கேற்க முடிகின்றது; எனவே அவை பல ஒட்சியேற்ற நிலைகளில் உறுதியான கற்றயன்களை உருவாக்குகின்றன.
(இ) நான்கு NH₃ இணையிகள் → tetraammine; சிக்கல் கற்றயனாதலால் உலோகத்தின் ஆங்கிலப் பெயரே பயன்படுகின்றது → copper; NH₃ நடுநிலை இணையி, சிக்கல் ஏற்றம் +2 ஆதலால் Cu இன் ஒட்சியேற்ற எண் +2. பெயர்: tetraamminecopper(II) ion.