इकाई 8 डी आणि एफ ब्लॉक घटक (इनटेक्स्ट प्रश्न-५)

उत्तर

ऑक्साईड आणि फ्लोराईड दोन्ही आयन अत्यंत विद्युतऋणात्मक असतात आणि त्यांचा आकार अतिशय लहान असतो. या गुणधर्मांमुळे, ते धातूचे त्याच्या सर्वोच्च ऑक्सिडीकरण अवस्थेपर्यंत ऑक्सिडीकरण करण्यास सक्षम असतात.

उत्तर

क्रोमियम (Cr) : क्रोमियमचा अणुक्रमांक २४ आहे. तटस्थ क्रोमियमसाठी इलेक्ट्रॉन संरूपण $ (Ar)3d^54s^1 $ आहे. $ Cr^{2+} $ साठी, आपण दोन इलेक्ट्रॉन काढून टाकतो, परिणामी $ (Ar)3d^4 $ मिळते.

लोह (Fe) : लोहाचा अणुक्रमांक २६ आहे. तटस्थ लोहासाठी इलेक्ट्रॉन संरूपण $ (Ar)3d^64s^2 $ आहे. $ Fe^{2+} $ साठी, आपण दोन इलेक्ट्रॉन काढून टाकतो, परिणामी $ (Ar)3d^6 $ मिळते.

जेव्हा $ Cr^{2+} $ चे $ Cr^{3+} $ मध्ये ऑक्सिडीकरण होते, तेव्हा ते $ (Ar)3d^4 $ वरून $ (Ar)3d^3 $ मध्ये बदलते. $ 3d^3 $ संरूपण स्थिर आहे कारण त्यात अर्ध-भरलेली $ t_2g $ उपकक्षा आहे. जेव्हा $ Fe^{2+} $ चे $ Fe^{3+} $ मध्ये ऑक्सिडीकरण होते, तेव्हा ते $ (Ar)3d^6 $ वरून $ (Ar)3d^5 $ मध्ये बदलते. $ 3d^5 $ संरूपण देखील त्याच्या अर्ध-भरलेल्या स्वरूपामुळे स्थिर आहे.

जरी $ Cr^{3+} $ आणि $ Fe^{3+} $ दोन्ही स्थिर असली तरी, $ Cr^{3+} $ चे अर्ध-भरलेले $ t_2g $ संरूपण $ Fe^{3+} $ च्या तुलनेत अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करते.

एक प्रबळ क्षपक म्हणजे जो सहजतेने इलेक्ट्रॉन गमावतो (ऑक्सिडाइझ होतो). $ Cr^{2+} $ ला $ Cr^{3+} $ मध्ये ऑक्सिडाइझ होण्याची अधिक प्रवृत्ती आहे, कारण परिणामी अर्ध-भरलेले $ t_2g $ संरूपण स्थिर आहे. याउलट, $ Fe^{2+} $ तुलनेने अधिक स्थिर आहे आणि तितक्या सहजतेने ऑक्सिडाइझ होत नाही.

अशाप्रकारे, $ Cr^{2+} $ हा $ Fe^{2+} $ पेक्षा अधिक प्रबळ क्षपक आहे कारण तो अधिक सहजतेने $ Cr^{3+} $ मध्ये ऑक्सिडाइझ होतो, ज्याचे स्थिर अर्ध-भरलेले इलेक्ट्रॉनी संरूपण आहे.