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. \(Sc^{3+}\) மற்றும் \(Zn^{2+}\) ஆகிய இரு அயனிகளும் நிறமற்றவை; வெண்ணிறச் சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன.
- B. Sc இல் 3d ஆர்பிட்டால்கள் பகுதியளவு நிரப்பப்பட்டுள்ளன; ஆனால் Zn இல் அவை முழுவதும் நிரப்பப்பட்டுள்ளன.சரி
- C. துத்தநாகத்தில் கடைசி எலக்ட்ரான் 4s மட்டத்தில் சேர்வதாகக் கருதப்படுகிறது.
- D. Sc மற்றும் Zn இரண்டுமே மாறுபடும் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டுவதில்லை.
விளக்கம். இடைநிலைத் தனிமங்கள் அவற்றின் அடிநிலையிலோ நிலையான அயனி நிலைகளிலோ முழுமையாக நிரப்பப்படாத d துணைக்கூட்டைப் பெற்றிருக்க வேண்டும். ஸ்காண்டியத்தில் 3d ஆர்பிட்டால் பகுதியளவு நிரம்பியுள்ளது; துத்தநாகத்தில் உலோக நிலையிலும் அயனி நிலையிலும் 3d ஆர்பிட்டால் முழுமையாக நிரம்பியுள்ளது.
Q2
பின்வரும் d-தொகுதித் தனிமங்களில், பாதியளவு நிரம்பிய இறுதிக்கு முந்தைய d துணைக்கூட்டையும் பாதியளவு நிரம்பிய இணைதிறன் துணைக்கூட்டையும் பெற்றுள்ளது எது?
- A. Crசரி
- B. Pd
- C. Pt
- D. இவை எதுவுமல்ல
விளக்கம். குரோமியம் \([Ar] 3d^5 4s^1\) என்ற விதிவிலக்கான எலக்ட்ரான் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இதில் இறுதிக்கு முந்தைய 3d துணைக்கூடும் இணைதிறன் 4s துணைக்கூடும் பாதியளவு நிரம்பியுள்ளன; இது பரிமாற்ற ஆற்றல் மூலம் அணுவிற்குக் கூடுதல் நிலைப்புத்தன்மையை அளிக்கிறது.
Q3
3d வரிசை இடைநிலை தனிமங்களுள், எந்த ஒரு தனிமமானது அதிக எதிர்க்குறி \(M/M^{2+}\) திட்ட மின்முனை அழுத்த மதிப்பினைப் பெற்றுள்ளது?
- A. Tiசரி
- B. Cu
- C. Mn
- D. Zn
விளக்கம். 3d இடைநிலை வரிசையில் டைட்டேனியம் மிக அதிக எதிர்க்குறி திட்ட மின்முனை அழுத்த மதிப்பைப் பெற்றுள்ளது. இதன் பொருள், டைட்டேனியம் எலக்ட்ரான்களை இழந்து கரைசலில் \(M^{2+}\) அயனிகளாக மாறும் வெப்ப இயக்கவியல் போக்கு அதிகம் என்பதாகும்.
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. \(V^{3+}\) அயனி \(3d^2\) அமைப்பில் இரண்டு இணையாகாத எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. \(Ni^{2+}\) அயனியும் \(3d^8\) அமைப்பில் இரண்டு இணையாகாத எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது; எனவே இரண்டிலும் இணையாகாத எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை சமம்.
Q5
\(Mn^{2+}\) அயனியின் காந்த திருப்புத்திறன் மதிப்பு:
- A. 5.92 BMசரி
- B. 2.80 BM
- C. 8.95 BM
- D. 3.90 BM
விளக்கம். \(Mn^{2+}\) அயனியின் 3d துணைக்கூட்டில் (\(3d^5\)) ஐந்து இணையாகாத எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. சுழற்சி மட்டும் காந்தத் திருப்புத்திறன் சூத்திரம் \(\mu = \sqrt{n(n+2)}\) இல் \(n=5\) எனப் பிரதியிட, \(\sqrt{35}\) ≈ 5.92 BM கிடைக்கிறது.
Q6
இடைநிலைத் தனிமங்கள் மற்றும் அவற்றின் சேர்மங்கள் வினைவேக மாற்றியாகச் செயல்படக் காரணம்:
- A. அவற்றின் காந்தப் பண்பு
- B. அவற்றின் நிரம்பாத d ஆர்பிட்டால்கள்
- C. மாறுபடும் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை ஏற்கும் திறன்சரி
- D. அவற்றின் வேதி வினைதிறன்
விளக்கம். இடைநிலை உலோகங்கள் சிறந்த வினைவேக மாற்றிகளாகச் செயல்பட முதன்மைக் காரணம், அவை பல ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டும் திறனே ஆகும். இதனால் அவை வினைபடு பொருட்களுடன் பல்வேறு இடைநிலை அணைவுகளை உருவாக்கி, வினையின் கிளர்வு ஆற்றலைக் குறைக்கின்றன.
Q7
மின்வேதி முறை எதைப் பிரித்தெடுக்கப் பயன்படுகிறது?
- A. இரும்பு
- B. காரீயம்
- C. சோடியம்சரி
- D. வெள்ளி
விளக்கம். சோடியம் போன்ற அதிக வினைத்திறன் மிக்க உலோகங்களை அவற்றின் உருகிய உப்புகளிலிருந்து பிரித்தெடுக்க மின்வேதி முறைகள் தேவைப்படுகின்றன. இவ்வுலோகங்களின் சேர்மங்கள் மிகுந்த நிலைப்புத்தன்மை கொண்டவை என்பதால், வழக்கமான வேதி ஒடுக்கிகளால் அவற்றைத் தூய உலோகமாக ஒடுக்க இயலாது.
Q8
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மார்ச் 2025
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.
Q9
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.
Q10
லாந்தனான்களைப் 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.
Q11
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 \(4f\) துணைக்கூடு முழுவதும் நிரம்பியுள்ளதால் இணையாகாத எலக்ட்ரான்கள் ஏதுமில்லை. எனவே இது டயாகாந்தத் தன்மையைக் காட்டுகிறது.
Q12
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மே 2022
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.
Q13
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.
Q14
பொதுத் தேர்வில் கேட்கப்பட்டது:
மார்ச் 2023
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.
Q15
+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.
Q16
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.
