இடைநிலை மற்றும் உள்இடைநிலைத் தனிமங்கள் (12ஆம் வகுப்பு வேதியியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்தின் ஒவ்வொரு புத்தகப் பயிற்சி வினாவும் இங்கே — சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
\(Sc (Z=21)\) ஒரு இடைநிலைத் தனிமம் ஆனால் \(Zn (Z=30)\) ஒரு இடைநிலைத் தனிமம் அல்ல. ஏனெனில்,
- A. Sc-ல் d-ஆர்பிட்டால் காலியாக உள்ளது ஆனால் Zn-ல் d-ஆர்பிட்டால் முழுவதும் நிரப்பப்பட்டுள்ளது.
- B. d-ஆர்பிட்டால் ஆனது Sc-ல் பகுதியளவு நிரப்பப்பட்டுள்ளது. ஆனால் Zn-ல் முழுவதும் நிரப்பப்பட்டுள்ளது.சரி
- C. Sc மற்றும் Zn ஆகிய இரண்டிலுமே d-ஆர்பிட்டால்கள் முழுவதும் நிரப்பப்பட்டுள்ளன.
- D. இவை எதுவுமல்ல.
விளக்கம். Scandium has an incomplete d-orbital in its ground state, satisfying the definition of a transition element. Zinc has a completely filled d-subshell in both its atomic and common ionic states, excluding it from being a transition element.
Q2
பின்வருவனவற்றுள் \([Ar] 3d^5 4s^1\) என்ற எலக்ட்ரான் அமைப்பினைப் பெற்றுள்ள தனிமம் எது?
- A. Crசரி
- B. Pd
- C. Pt
- D. இவை எதுவுமல்ல
விளக்கம். Chromium has an exceptional electron configuration. One 4s electron is promoted to the 3d subshell to achieve a half-filled d5 state, which provides extra stability. This results in the configuration \([Ar] 3d^5 4s^1\).
Q3
3d வரிசை இடைநிலை தனிமங்களுள், எந்த ஒரு தனிமமானது அதிக எதிர்க்குறி \(E^0_{M^{2+}/M}\) திட்ட மின்முனை அழுத்த மதிப்பினைப் பெற்றுள்ளது?
- A. Tiசரி
- B. Cu
- C. Mn
- D. Zn
விளக்கம். Titanium exhibits the most negative standard reduction potential in the 3d series for the \(M^{2+}/M\) couple. This high negative value indicates that Titanium has a strong tendency to lose electrons and act as a powerful reducing agent.
Q4
\(V^{3+}\) ல் உள்ள இணையாகாத எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமான இணையாகாத எலக்ட்ரான்களைப் பெற்றுள்ள அயனி எது?
- A. \(Ti^{3+}\)
- B. \(Fe^{3+}\)
- C. \(Ni^{2+}\)சரி
- D. \(Cr^{3+}\)
விளக்கம். \(V^{3+}\) has a \(3d^2\) configuration with two unpaired electrons. \(Ni^{2+}\) has a \(3d^8\) configuration which, according to Hund's rule, also contains two unpaired electrons. Other ions provided have different numbers of unpaired electrons in their outer shells.
Q5
\(Mn^{2+}\) அயனியின் காந்த திருப்புத்திறன் மதிப்பு:
- A. 5.92 BMசரி
- B. 2.80 BM
- C. 8.95 BM
- D. 3.90 BM
விளக்கம். \(Mn^{2+}\) has five unpaired electrons (\(3d^5\) configuration). Using the spin-only magnetic moment formula \(\mu = \sqrt{n(n+2)}\), where \(n=5\), we calculate \(\sqrt{35}\), which is approximately 5.92 Bohr Magnetons (BM).
Q6
இடைநிலைத் தனிமங்கள் மற்றும் அவற்றின் சேர்மங்கள் வினைவேக மாற்றியாகச் செயல்படக் காரணம்:
- A. அவற்றின் அதிக உருகுநிலை
- B. அவற்றின் அதிக அடர்த்தி
- C. அவை மாறுபடும் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை பெற்றுள்ளதால்சரி
- D. இவை அனைத்தும்
விளக்கம். Transition elements are effective catalysts because they exhibit variable oxidation states, allowing them to form unstable intermediate complexes with reactants. They also provide a surface for reactions and have empty d-orbitals to facilitate electron transfer.
Q7
இடைநிலைத் தனிமங்கள் நிறமுள்ள அயனிகளை உருவாக்குவதற்கு காரணம்:
- A. d-d எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம்
- B. p-p எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம்
- C. அதிக அயனியாக்கும் ஆற்றல்சரி
- D. இவை எதுவுமல்ல
விளக்கம். The characteristic color of transition metal ions arises from d-d transitions. Electrons in partially filled d-orbitals absorb specific wavelengths of visible light to move between split d-orbital energy levels, and the remaining reflected light determines the color.
Q8
லந்தனாய்டு குறுக்கத்திற்கு அடிப்படையான காரணம்:
- A. f-ஆர்பிட்டால்களின் அதிக மறைக்கும் விளைவு
- B. f-ஆர்பிட்டால்களின் குறைந்த மறைக்கும் விளைவு
- C. அணு ஆரம் அதிகரிப்பு
- D. எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை குறைதல்சரி
விளக்கம். Lanthanoid contraction is primarily due to the poor shielding effect of the 4f electrons. As nuclear charge increases across the series, the outer electrons are pulled inward more strongly because the diffuse 4f orbitals do not screen the nucleus effectively.
Q9
பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் ஒரு சிறந்த:
- A. ஒடுக்கி
- B. ஆக்சிஜனேற்றிசரி
- C. நீர் நீக்கி
- D. நிறங்காட்டி
விளக்கம். Potassium permanganate (\(KMnO_4\)) is a highly effective oxidizing agent used in various chemical reactions. It readily accepts electrons, reducing the Manganese from +7 to lower oxidation states while oxidizing other species in acidic, neutral, or alkaline media.
Q10
லந்தனாய்டுகளின் பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை:
- A. +2
- B. +3
- C. +4சரி
- D. +7
விளக்கம். While some lanthanoids can show oxidation states of +2 or +4, the +3 oxidation state is the most stable and common for all members of the series. This state is reached by losing two 6s electrons and one 4f or 5d electron.
Q11
1 மோல் பொட்டாசியம் டைகுரோமேட் ஆனது பொட்டாசியம் அயோடைடுடன் வினைப்பட்டு வெளியேற்றும் அயோடினின் மோல்களின் எண்ணிக்கை?
விளக்கம். அமில ஊடகத்தில் ஒரு மோல் \(K_{2}Cr_{2}O_{7}\) ஆறு எலக்ட்ரான்களை ஏற்றுக்கொள்கிறது. அயோடைடு அயனி ஒரு எலக்ட்ரானை இழந்து அயோடினை உருவாக்குகிறது. சமன்செய்யப்பட்ட வினையின்படி, ஒரு மோல் டைகுரோமேட் மூன்று மோல் \(I_{2}\) மூலக்கூறுகளை வெளியேற்றுகிறது.
Q12
1 மோல் பெரஸ் ஆக்ஸலேட்டை (\(FeC_{2}O_{4}\)) ஆக்சிஜனேற்றம் அடையச் செய்யத் தேவையான அமிலம் கலந்த \(KMnO_{4}\) மோல்களின் எண்ணிக்கை
- A. 5
- B. 3
- C. 0.6சரி
- D. 1.5
விளக்கம். \(FeC_{2}O_{4}\) ஆக்சிஜனேற்றம் அடையும்போது \(Fe^{2+}\) ஒரு எலக்ட்ரானையும், ஆக்ஸலேட் அயனி இரண்டு எலக்ட்ரான்களையும் இழக்கின்றன. ஒரு மோல் \(KMnO_{4}\) ஐந்து எலக்ட்ரான்களை ஏற்கிறது. எனவே தேவையான \(KMnO_{4}\) மோல்களின் எண்ணிக்கை 3/5 அல்லது 0.6 ஆகும்.
Q13
லாந்தனானகளைப் பொறுத்து பின்வரும் கூற்றுகளில் சரியல்லாத கூற்று எது?
- A. யுரோப்பியம் +2 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைப் பெற்றுள்ளது.
- B. \(Pr\) லிருந்து \(Lu\) நோக்கிச் செல்லும் போது அயனி ஆரம் குறைவதால், காரத்தன்மையும் குறைகிறது.
- C. அலுமினியத்தைவிட, அனைத்து லாந்தனான்களும் அதிக வினைத்திறன் மிக்கவை.சரி
- D. பருமனறி பகுப்பாய்வில் \(Ce^{4+}\) கரைசலில் ஆக்சிஜனேற்றியாகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
விளக்கம். லாந்தனாய்டுகள் வேதி வினைகளில் அலுமினியத்தைப் போன்ற வினைத்திறனையே பெற்றுள்ளன. அவை அலுமினியத்தை விட மிக அதிக வினைத்திறன் கொண்டவை என்பது தவறான கூற்றாகும். மற்ற கூற்றுகள் அனைத்தும் அவற்றின் பண்புகளை சரியாக விளக்குகின்றன.
Q14
பின்வருவனவற்றுள் எந்த லாந்தனாய்டு அயனி டயாகாந்தத் தன்மையுடையது?
- A. \(Eu^{2+}\)
- B. \(Yb^{2+}\)சரி
- C. \(Ce^{2+}\)
- D. \(Sm^{2+}\)
விளக்கம். \(Yb^{2+}\) அயனியின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு \([Xe]4f^{14}\) ஆகும். இதில் \(4f\) உடகூடு முழுவதும் நிரம்பியுள்ளதால், தனித்த எலக்ட்ரான்கள் ஏதுமில்லை. எனவே இது டயாகாந்தத் தன்மையைக் காட்டுகிறது.
Q15
பின்வரும் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளுள், லாந்தனாய்டுகளின் பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை யாது?
- A. +4
- B. +2
- C. +5
- D. +3சரி
விளக்கம். லாந்தனாய்டுகள் அனைத்தும் அவற்றின் சேர்மங்களில் +3 என்ற பொதுவான மற்றும் நிலைப்புத்தன்மை வாய்ந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைக் காட்டுகின்றன. சில தனிமங்கள் +2 மற்றும் +4 நிலைகளைக் காட்டினாலும் +3 நிலையே முதன்மையானது.
Q16
கூற்று: \(Ce^{4+}\) ஆனது பருமனறி பகுப்பாய்வில் ஆக்சிஜனேற்றியாகப் பயன்படுகிறது.
காரணம்: \(Ce^{4+}\) ஆனது +3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை அடையும் தன்மையினைக் கொண்டுள்ளது.
- A. கூற்று மற்றும் காரணம் இரண்டும் சரி, மேலும் காரணமானது கூற்றிற்கு சரியான விளக்கமாகும்.சரி
- B. கூற்று மற்றும் காரணம் இரண்டும் சரி, ஆனால் காரணமானது கூற்றிற்கு சரியான விளக்கமல்ல.
- C. கூற்று சரி ஆனால் காரணம் தவறு.
- D. கூற்று மற்றும் காரணம் இரண்டும் தவறு.
விளக்கம். சீரியம் +4 நிலையில் ஒரு வலிமையான ஆக்சிஜனேற்றியாகச் செயல்படுகிறது. ஏனெனில் அது லாந்தனாய்டுகளின் மிகவும் நிலையான ஆக்சிஜனேற்ற நிலையான +3 நிலையை அடைய முனைகிறது. எனவே கூற்று மற்றும் விளக்கம் இரண்டும் சரியானவை.
Q17
ஆக்டினாய்டுகளின் பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலை
- A. +2
- B. +3சரி
- C. +4
- D. +6
விளக்கம். லாந்தனாய்டுகளைப் போலவே, ஆக்டினாய்டுகளும் +3 என்ற பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலையையே பெற்றுள்ளன. இவை அதிகப்படியான பிற ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டினாலும், +3 நிலையே அடிப்படையானது.
Q18
+7 என்ற அதிகபட்ச ஆக்சிஜனேற்ற நிலையினைப் பெற்றுள்ள ஆக்டினாய்டு தனிமம்
- A. \(Np\), \(Pu\), \(Am\)சரி
- B. \(U\), \(Fm\), \(Th\)
- C. \(U\), \(Th\), \(Md\)
- D. \(Es\), \(No\), \(Lr\)
விளக்கம். நெப்டூனியம் (\(Np\)), புளுட்டோனியம் (\(Pu\)) மற்றும் அமெரிசியம் (\(Am\)) ஆகிய தனிமங்கள் அவற்றின் வேதிப் பண்புகளின் அடிப்படையில் +7 என்ற மிக உயர்ந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை அடைகின்றன.
Q19
பின்வருவனவற்றுள் சரியல்லாதது எது?
- A. \(La(OH)_{3}\) ஆனது \(Lu(OH)_{3}\) ஐக்காட்டிலும் குறைவான காரத்தன்மை உடையது.சரி
- B. லாந்தனாய்டு வரிசையில் \(Ln^{3+}\) அயனிகளின் அயனி ஆர மதிப்பு குறைகிறது.
- C. \(La\) ஆனது லாந்தனாய்டு தொடரில் உள்ள தனிமம் என்பதை விட ஒரு இடைநிலை தனிமம் என்பதே சரி.
- D. லாந்தனாய்டு குறுக்கத்தின் விளைவாக \(Zr\) மற்றும் \(Hf\) ஒத்த அணு ஆர மதிப்பினைப் பெற்றுள்ளன.
விளக்கம். லாந்தனாய்டு குறுக்கத்தின் காரணமாக, வரிசையில் செல்லும்போது அயனி அளவு குறைகிறது. இதனால் காரத்தன்மையும் குறைகிறது. எனவே, பெரிய அயனியான \(La^{3+}\) கொண்ட \(La(OH)_{3}\), சிறிய அயனியான \(Lu^{3+}\) கொண்ட \(Lu(OH)_{3}\) ஐ விட அதிக காரத்தன்மை கொண்டது.
