Inorganic Chemistry अकार्बनिक रसायन (Inorganic Chemistry)

Electronic Configuration of d-Block Elements d-ब्लॉक तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (Electronic Configuration of d-Block Elements)

The d-block elements occupy groups 3 through 12 of the periodic table, characterized by the progressive filling of (n-1)d orbitals. Their general valence shell electronic configuration is expressed as (n-1)d1-10ns0-2. d-ब्लॉक तत्व आवर्त सारणी (Periodic Table) के समूह 3 से 12 तक स्थित होते हैं, जो (n-1)d कक्षकों (orbitals) के क्रमिक भराव द्वारा पहचाने जाते हैं। इनका सामान्य संयोजी कोश इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (n-1)d1-10ns0-2 के रूप में व्यक्त किया जाता है।

UP PGT Chemistry Subject Code 02 B.Sc. / M.Sc. Level

General Characteristics and Aufbau Filling सामान्य विशेषताएँ और आउफबाऊ (Aufbau) भराव

Transition elements involve the filling of 3d, 4d, 5d, and 6d subshells across periods 4, 5, 6, and 7 respectively.
The energy of (n-1)d and ns orbitals are comparable, leading to distinct electron promotion energies.
Elements with completely filled d-subhells (Zn, Cd, Hg, Cn) are strictly classified as d-block elements but not transition elements due to lack of partially filled d-orbitals in ground or common oxidation states.

संक्रमण तत्व (Transition elements) क्रमशः आवर्त 4, 5, 6 और 7 में 3d, 4d, 5d और 6d उपकोशों (subshells) के भरने को दर्शाते हैं।
(n-1)d और ns कक्षकों की ऊर्जा तुलनीय होती है, जिससे विशिष्ट इलेक्ट्रॉन प्रोमोशन ऊर्जा प्राप्त होती है।
पूर्णतः भरे हुए d-उपकोश वाले तत्व (Zn, Cd, Hg, Cn) तकनीकी रूप से d-ब्लॉक तत्व हैं, लेकिन संक्रमण तत्व नहीं हैं, क्योंकि इनमें मूल अवस्था (ground state) या सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं में आंशिक रूप से भरे हुए d-कक्षक नहीं होते।

Anomalous Electronic Configurations असामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (Anomalous Electronic Configurations)

Chromium (Cr, Z=24) exhibits a 3d54s1 configuration instead of 3d44s2 due to the extra exchange energy stabilization of half-filled subshells.
Copper (Cu, Z=29) adopts a 3d104s1 configuration rather than 3d94s2 to achieve the complete symmetry and stability of a fully-filled d-subshell.
Molybdenum (Mo) and Silver (Ag) show analogous anomalies in the 4d series, shifting one ns electron to the (n-1)d orbital.
Palladium (Pd, Z=46) is unique with a 4d105s0 configuration, completely bypassing ns orbital occupancy in the ground state.

क्रोमियम (Cr, Z=24) अर्ध-भरे उपकोशों की अतिरिक्त विनिमय ऊर्जा स्थायित्व (exchange energy stabilization) के कारण 3d44s2 के बजाय 3d54s1 विन्यास प्रदर्शित करता है।
कॉपर (Cu, Z=29) पूर्णतः भरे हुए d-उपकोश की पूर्ण समरूपता और स्थायित्व प्राप्त करने के लिए 3d94s2 के बजाय 3d104s1 विन्यास अपनाता है।
मोलिब्डेनम (Mo) और सिल्वर (Ag) 4d श्रेणी में समान विसंगतियाँ दिखाते हैं, जिसमें एक ns इलेक्ट्रॉन (n-1)d कक्षक में स्थानांतरित हो जाता है।
पैलेडियम (Pd, Z=46) अद्वितीय है जिसका विन्यास 4d105s0 है, जो मूल अवस्था में ns कक्षक के भराव को पूरी तरह से छोड़ देता है।

Ionic Configurations and Oxidation States आयनिक विन्यास और ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

Upon ionization to form cations, electrons are always removed from the ns orbital first before the (n-1)d orbitals, despite (n-1)d filling after ns.
The variable oxidation states arise from the small energy gap between (n-1)d and ns orbitals, allowing simultaneous participation of both electrons in bonding.
Maximum oxidation states correspond to the total number of valence electrons (ns + (n-1)d), reaching a peak at Mn (+7) in the first transition series.

धनायन (cation) बनाने के लिए आयनीकरण के दौरान, (n-1)d के बाद ns भरने के बावजूद, इलेक्ट्रॉन हमेशा पहले ns कक्षक से हटाए जाते हैं।
परिवर्ती ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (variable oxidation states) (n-1)d और ns कक्षकों के बीच छोटे ऊर्जा अंतराल के कारण उत्पन्न होती हैं, जिससे दोनों इलेक्ट्रॉनों की आबंधन (bonding) में भागीदारी संभव होती है।
अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्थाएँ कुल संयोजी इलेक्ट्रॉनों (ns + (n-1)d) की संख्या के अनुरूप होती हैं, जो प्रथम संक्रमण श्रेणी में Mn (+7) पर चरम पर पहुँचती हैं।

📐 Key Formulas & Equations 📐 महत्वपूर्ण सूत्र एवं समीकरण

Magnetic Moment (Spin-Only Formula) चुंबकीय आघूर्ण (Magnetic Moment - Spin-Only Formula)

μ = √[n(n+2)]

Conditions: Valid for transition metal ions assuming negligible orbital contribution

शर्तें: संक्रमण धातु आयनों के लिए मान्य, यह मानते हुए कि कक्षीय योगदान नगण्य है

इकाइयाँ: बोर मैग्नेटोन (B.M.)

Effective Nuclear Charge प्रभावी नाभिकीय आवेश (Effective Nuclear Charge)

Z_eff = Z - S

Conditions: Slater's rules applied for shielding constant (S)

शर्तें: परिरक्षण स्थिरांक (S) के लिए स्लेटर के नियमों का अनुप्रयोग

इकाइयाँ: इकाई रहित

Number of Unpaired Electrons अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या (Number of Unpaired Electrons)

n = number of unpaired electrons in (n-1)d orbitals

Conditions: Determined via Hund's rule of maximum multiplicity

शर्तें: हुंड के अधिकतम बहुलता नियम (Hund's rule) द्वारा निर्धारित

इकाइयाँ: संख्या

General Valence Electronic Configuration सामान्य संयोजी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (General Valence Electronic Configuration)

(n-1)d^1-10ns^1-2

Conditions: Applies to neutral ground-state atoms of d-block transition metals

शर्तें: d-ब्लॉक संक्रमण धातुओं के उदासीन मूल अवस्था परमाणुओं पर लागू

इकाइयाँ: लागू नहीं

⚠️ Important Exceptions & Anomalies ⚠️ महत्वपूर्ण अपवाद एवं विसंगतियाँ

Exceptionअपवाद Expected Cr configuration is [Ar] 3d4 4s2अपेक्षित Cr विन्यास [Ar] 3d4 4s2 है

Observation: Observed Cr configuration is [Ar] 3d5 4s1 — Symmetrical spherical charge distribution and maximum exchange energy stabilization of half-filled 3d5 subshell. प्रेक्षण: प्रेक्षित Cr विन्यास [Ar] 3d5 4s1 है — अर्ध-भरे 3d5 उपकोश का सममित गोलाकार आवेश वितरण और अधिकतम विनिमय ऊर्जा स्थायित्व।

Exceptionअपवाद Expected Cu configuration is [Ar] 3d9 4s2अपेक्षित Cu विन्यास [Ar] 3d9 4s2 है

Observation: Observed Cu configuration is [Ar] 3d10 4s1 — Extra stabilization energy associated with a completely filled 3d10 subshell outweighs pairing energy costs. प्रेक्षण: प्रेक्षित Cu विन्यास [Ar] 3d10 4s1 है — पूर्णतः भरे 3d10 उपकोश से जुड़ी अतिरिक्त स्थायित्व ऊर्जा युग्मन ऊर्जा लागत से अधिक होती है।

Exceptionअपवाद Expected Pd configuration is [Kr] 4d8 5s2अपेक्षित Pd विन्यास [Kr] 4d8 5s2 है

Observation: Observed Pd configuration is [Kr] 4d10 5s0 — High pairing energy in the 4d orbital is compensated by the complete filling of the 4d shell to 10 electrons. प्रेक्षण: प्रेक्षित Pd विन्यास [Kr] 4d10 5s0 है — 4d कक्षक में उच्च युग्मन ऊर्जा की भरपाई 4d कोश के 10 इलेक्ट्रॉनों तक पूर्ण भराव द्वारा की जाती है।

💡 Shortcuts & Memory Aids 💡 शॉर्टकट एवं स्मरणीय सूत्र

Half and Full Filled d-Block Trickअर्ध और पूर्ण भरे d-ब्लॉक ट्रिक

Remember atomic numbers ending in 4 and 9 (Cr=24, Cu=29, Mo=42, Ag=47)

Application: Directly shift one electron from the ns orbital to the (n-1)d orbital for these specific elements. अनुप्रयोग: इन विशिष्ट तत्वों के लिए सीधे एक इलेक्ट्रॉन को ns कक्षक से (n-1)d कक्षक में स्थानांतरित करें।

Spin-Only Magnetic Moment Shortcutस्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण शॉर्टकट

μ ≈ n + 2 (approximate value based on unpaired electrons n)

Application: For n=1 (∼1.73), n=2 (∼2.83), n=3 (∼3.87), n=4 (∼4.90), n=5 (∼5.92); the integer part matches the number of unpaired electrons roughly. अनुप्रयोग: n=1 (~1.73), n=2 (~2.83), n=3 (~3.87), n=4 (~4.90), n=5 (~5.92); पूर्णांक भाग लगभग अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मेल खाता है।

Cation Electron Removal Ruleधनायन इलेक्ट्रॉन निष्कासन नियम

Fill via Aufbau (ns then (n-1)d), but empty in reverse order ((ns first, then (n-1)d))

Application: Write neutral configuration first, remove electrons from ns before touching d-electrons when forming ions. अनुप्रयोग: पहले उदासीन विन्यास लिखें, आयन बनाते समय d-इलेक्ट्रॉनों को छूने से पहले ns से इलेक्ट्रॉन हटाएँ।

⚖️ Comparison of Transition Metals vs Non-Transition d-Block Elements ⚖️ संक्रमण धातुओं बनाम गैर-संक्रमण d-ब्लॉक तत्वों की तुलना

Parameterपैरामीटर	Transition Metals (e.g., Fe, Cu)संक्रमण धातुएँ (जैसे Fe, Cu)	Non-Transition d-Block (e.g., Zn, Cd)गैर-संक्रमण d-ब्लॉक (जैसे Zn, Cd)
Ground State d-Configurationमूल अवस्था d-विन्यास	(n-1)d1-9 ns1-2(n-1)d1-9 ns1-2	(n-1)d10 ns2(n-1)d10 ns2
Cationic d-Configurationआयनिक d-विन्यास	Contains partially filled d-orbitalsआंशिक रूप से भरे d-कक्षक	Contains completely filled d10 orbitalsपूर्णतः भरे d10 कक्षक
Catalytic Propertyउत्प्रेरक गुण	Exhibit high catalytic activityउच्च उत्प्रेरक सक्रियता	Show poor or no catalytic activityकम या कोई उत्प्रेरक सक्रियता नहीं
Coloured Compoundsरंगीन यौगिक	Form coloured ions due to d-d transitionsd-d संक्रमण के कारण रंगीन आयन	Form colourless compoundsरंगहीन यौगिक

🎯 Key Exam Points 🎯 महत्वपूर्ण परीक्षा बिंदु (Key Exam Points)

0
General electronic configuration of d-block elements is (n-1)d1-10ns1-2.
0
Zinc, cadmium, and mercury have d10s2 configuration and are not true transition elements.
0
Chromium and copper violate the Aufbau principle to achieve half-filled and fully-filled stability.
0
Electrons are always removed from the ns orbital prior to (n-1)d during oxidation.
0
The spin-only magnetic moment is calculated using the formula μ = √[n(n+2)] B.M.
0
Palladium has an anomalous 4d105s0 configuration with zero electrons in the 5s orbital.

d-ब्लॉक तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (n-1)d1-10ns1-2 है।
जिंक, कैडमियम और मरकरी का विन्यास d10s2 होता है और ये वास्तविक संक्रमण तत्व नहीं हैं।
क्रोमियम और कॉपर अर्ध-भरे और पूर्ण-भरे स्थायित्व प्राप्त करने के लिए आउफबाऊ सिद्धांत का उल्लंघन करते हैं।
ऑक्सीकरण के दौरान इलेक्ट्रॉन हमेशा (n-1)d से पहले ns कक्षक से हटाए जाते हैं।
स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण की गणना μ = √[n(n+2)] B.M. सूत्र का उपयोग करके की जाती है।
पैलेडियम का असामान्य विन्यास 4d105s0 है जिसमें 5s कक्षक में शून्य इलेक्ट्रॉन होते हैं।

🚫 Common Errors & Confusions 🚫 सामान्य भ्रांतियाँ एवं त्रुटियाँ (Common Errors)

0
Removing electrons from the d-orbital instead of the ns orbital when writing cation configurations.
0
Assuming all d-block elements are transition elements (forgetting Zn, Cd, Hg).
0
Forgetting that niobium (Nb) and platinum (Pt) also exhibit configuration anomalies in higher series.
0
Confusing exchange energy stabilization with crystal field splitting energy.

आयन विन्यास लिखते समय ns कक्षक के बजाय d-कक्षक से इलेक्ट्रॉन हटाना।
यह मान लेना कि सभी d-ब्लॉक तत्व संक्रमण तत्व हैं (Zn, Cd, Hg को भूल जाना)।
यह भूल जाना कि नियोबियम (Nb) और प्लैटिनम (Pt) भी उच्च श्रेणियों में विन्यास विसंगतियाँ प्रदर्शित करते हैं।
विनिमय ऊर्जा स्थायित्व को क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (crystal field splitting energy) के साथ भ्रमित करना।

Syllabus Sectionपाठ्यक्रम अनुभाग

Inorganic Chemistryअकार्बनिक रसायन

Branch topics covered under official UP PGT Chemistry curriculum.आधिकारिक UP PGT रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम के अंतर्गत शामिल विषय।

Dual Nature Of Particle → Heisenberg Uncertainty Principle → Schrodinger Wave Equation → Atomic Orbitals → Quantum Numbers → S Orbitals →

Full Chemistry Tracker →

Electronic Configuration of d-Block Elements d-ब्लॉक तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (Electronic Configuration of d-Block Elements)

General Characteristics and Aufbau Filling सामान्य विशेषताएँ और आउफबाऊ (Aufbau) भराव

Anomalous Electronic Configurations असामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (Anomalous Electronic Configurations)

Ionic Configurations and Oxidation States आयनिक विन्यास और ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

⚡ Quick Revision: Electronic Configuration of d-Block Elements ⚡ त्वरित रिवीज़न: d-ब्लॉक तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (Electronic Configuration of d-Block Elements)

Valence Shell Configuration संयोजी कोश विन्यास

Exchange Energy and Stability विनिमय ऊर्जा और स्थायित्व

Ionization Behavior आयनीकरण व्यवहार

Magnetic Properties चुंबकीय गुण

📚 Terms & Units Glossary 📚 पारिभाषिक शब्दावली एवं इकाइयाँ

🎯 Key Takeaways 🎯 महत्वपूर्ण निष्कर्ष (Key Takeaways)

📌 Quick Recall 📌 त्वरित स्मरण (Quick Recall)

⚖️ Key Differences ⚖️ महत्वपूर्ण अंतर (Key Differences)

❓ Practice Questions (18 MCQs)❓ अभ्यास प्रश्न (18 बहुविकल्पीय प्रश्न)

What is the ground state electronic configuration of Chromium (Z = 24)? क्रोमियम (Z = 24) का मूल अवस्था (ground state) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या है?

Which of the following elements is a d-block element but not a transition element? निम्नलिखित में से कौन सा तत्व d-ब्लॉक का तत्व है लेकिन संक्रमण (transition) तत्व नहीं है?

What is the correct outer electronic configuration of Palladium (Pd, Z = 46)? पैलेडियम (Pd, Z = 46) का सही बाह्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या है?

What is the spin-only magnetic moment of a d³ metal cation in Bohr Magnetons? d³ धातु धनायन का केवल-चक्रण (spin-only) चुंबकीय आघूर्ण बोर मैग्नेटॉन में क्या है?

Which of the following ions has the maximum number of unpaired electrons? निम्नलिखित में से किस आयन में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिकतम है?

The general electronic configuration of d-block elements is represented as: d-ब्लॉक तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार दर्शाया जाता है:

What is the ground state electronic configuration of Copper (Z = 29)? कॉपर (Z = 29) का मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या है?

Which metal in the 3d series exhibits the maximum number of oxidation states? 3d श्रेणी में कौन सी धातु अधिकतम संख्या में ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करती है?

Why do transition elements show variable oxidation states? संक्रमण तत्व परिवर्तनीय ऑक्सीकरण अवस्थाएं क्यों प्रदर्शित करते हैं?

What is the configuration of Fe³⁺ ion (Z = 26)? Fe³⁺ आयन (Z = 26) का विन्यास क्या है?

Which transition series includes Technetium (Tc)? टेक्नेटियम (Tc) किस संक्रमण श्रेणी में शामिल है?

The colour of transition metal ions is primarily attributed to: संक्रमण धातु आयनों का रंग मुख्य रूप से किसके कारण होता है?

Which of the following pairs has identical number of unpaired electrons? निम्नलिखित में से किस युग्म में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है?

Which element does not belong to the first transition series (3d series)? कौन सा तत्व प्रथम संक्रमण श्रेणी (3d श्रेणी) से संबंधित नहीं है?

🏛️ Exam Trends & Question Pattern🏛️ परीक्षा ट्रेंड एवं प्रश्न पैटर्न

⏱️ Timed Topic Test⏱️ समयबद्ध टॉपिक टेस्ट

Instructionsनिर्देश

Electronic Configuration of d-Block Elements d-ब्लॉक तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (Electronic Configuration of d-Block Elements)

General Characteristics and Aufbau Filling सामान्य विशेषताएँ और आउफबाऊ (Aufbau) भराव

Anomalous Electronic Configurations असामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (Anomalous Electronic Configurations)

Ionic Configurations and Oxidation States आयनिक विन्यास और ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

⚡ Quick Revision: Electronic Configuration of d-Block Elements ⚡ त्वरित रिवीज़न: d-ब्लॉक तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (Electronic Configuration of d-Block Elements)

Valence Shell Configuration संयोजी कोश विन्यास

Exchange Energy and Stability विनिमय ऊर्जा और स्थायित्व

Ionization Behavior आयनीकरण व्यवहार

Magnetic Properties चुंबकीय गुण

📚 Terms & Units Glossary 📚 पारिभाषिक शब्दावली एवं इकाइयाँ

🎯 Key Takeaways 🎯 महत्वपूर्ण निष्कर्ष (Key Takeaways)

📌 Quick Recall 📌 त्वरित स्मरण (Quick Recall)

⚖️ Key Differences ⚖️ महत्वपूर्ण अंतर (Key Differences)

❓ Practice Questions (18 MCQs)❓ अभ्यास प्रश्न (18 बहुविकल्पीय प्रश्न)

What is the ground state electronic configuration of Chromium (Z = 24)? क्रोमियम (Z = 24) का मूल अवस्था (ground state) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या है?

Which of the following elements is a d-block element but not a transition element? निम्नलिखित में से कौन सा तत्व d-ब्लॉक का तत्व है लेकिन संक्रमण (transition) तत्व नहीं है?

What is the correct outer electronic configuration of Palladium (Pd, Z = 46)? पैलेडियम (Pd, Z = 46) का सही बाह्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या है?

What is the spin-only magnetic moment of a d3 metal cation in Bohr Magnetons? d3 धातु धनायन का केवल-चक्रण (spin-only) चुंबकीय आघूर्ण बोर मैग्नेटॉन में क्या है?

Which of the following ions has the maximum number of unpaired electrons? निम्नलिखित में से किस आयन में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिकतम है?

The general electronic configuration of d-block elements is represented as: d-ब्लॉक तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार दर्शाया जाता है:

What is the ground state electronic configuration of Copper (Z = 29)? कॉपर (Z = 29) का मूल अवस्था इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या है?

Which metal in the 3d series exhibits the maximum number of oxidation states? 3d श्रेणी में कौन सी धातु अधिकतम संख्या में ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करती है?

Why do transition elements show variable oxidation states? संक्रमण तत्व परिवर्तनीय ऑक्सीकरण अवस्थाएं क्यों प्रदर्शित करते हैं?

What is the configuration of Fe3+ ion (Z = 26)? Fe3+ आयन (Z = 26) का विन्यास क्या है?

Which transition series includes Technetium (Tc)? टेक्नेटियम (Tc) किस संक्रमण श्रेणी में शामिल है?

The colour of transition metal ions is primarily attributed to: संक्रमण धातु आयनों का रंग मुख्य रूप से किसके कारण होता है?

Which of the following pairs has identical number of unpaired electrons? निम्नलिखित में से किस युग्म में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है?

Which element does not belong to the first transition series (3d series)? कौन सा तत्व प्रथम संक्रमण श्रेणी (3d श्रेणी) से संबंधित नहीं है?

🏛️ Exam Trends & Question Pattern🏛️ परीक्षा ट्रेंड एवं प्रश्न पैटर्न

⏱️ Timed Topic Test⏱️ समयबद्ध टॉपिक टेस्ट

Instructionsनिर्देश

Test Resultपरीक्षा परिणाम

What is the spin-only magnetic moment of a d³ metal cation in Bohr Magnetons? d³ धातु धनायन का केवल-चक्रण (spin-only) चुंबकीय आघूर्ण बोर मैग्नेटॉन में क्या है?

What is the configuration of Fe³⁺ ion (Z = 26)? Fe³⁺ आयन (Z = 26) का विन्यास क्या है?