Телеграм канал «Learn Me»

3. The ionization energy (IE) from ²¹Sc to ²⁹Cu shows a slight increase, but why does Zn's IE increase significantly?
* Answer
Zn has a significantly higher ionization energy because its 3d subshell is completely filled (3d¹⁰), making it very stable. Removing an electron from a stable, fully filled subshell requires a much greater amount of energy compared to elements with partially filled d-subshells.

4. Why is Zn²⁺ colourless? What color is the Zn element?
* Answer
Zn²⁺ is colourless because it has a completely filled 3d subshell (3d¹⁰).
For a transition metal ion to be coloured, it usually needs to have partially filled d-orbitals, allowing for d-d electron transitions which absorb specific wavelengths of light.
Since Zn²⁺ has no vacant d-orbitals for these transitions, it does not absorb visible light and appears colourless.
The Zn element itself is a silvery-white metal.

5. Among the four characteristics of transition elements (variable oxidation states, formation of coloured compounds, magnetic properties, and catalytic properties), which ones does Zn possess?
* Answer
Zn typically
- exhibits only one common oxidation state (+2),
- does not form coloured compounds (as Zn²⁺ is colourless), and
- is diamagnetic (not paramagnetic) because all its electrons are paired.
- While Zn and its compounds can act as catalysts in some reactions, it does not exhibit the typical range of catalytic properties seen in other transition metals due to its filled d-subshell.
- Therefore, it generally lacks the characteristic properties of transition elements.

#SayaThein
#AIguidechat
#VibeLearning
#TransitionElements #Zinc

✍️ ၄။ Zn²⁺ ဟာ ဘာကြောင့် colourless ဖြစ်တာလဲ။ Zn element ကရော ဘာအရောင်လဲ။
😱 transition elements တွေရဲ့ characteristic တစ်ခုဖြစ်တဲ့ "formation of coloured compounds and ions" ကို Textbook မှာ ဖော်ပြထားပါတယ်။ transition metal ions တွေ အရောင်ရှိရခြင်းရဲ့ အဓိကအကြောင်းရင်းကတော့ d-d transition ကြောင့် ဖြစ်ပါတယ်။ ဆိုလိုတာက d orbital တွေမှာ partially filled ဖြစ်နေတဲ့ electron တွေဟာ အလင်းစွမ်းအင်ကို စုပ်ယူပြီး d orbital ထဲမှာပဲ energy level နည်းတဲ့နေရာကနေ energy level များတဲ့နေရာကို ရွေ့လျားတာ (excitation) ကြောင့် အရောင်တွေ ပေါ်လာတာ ဖြစ်ပါတယ်။

Zn²⁺ အိုင်းယွန်းမှာ electron configuration က [Ar] 3d¹⁰ ဖြစ်ပါတယ်။ 3d orbital က electron ၁၀ လုံးနဲ့ အပြည့်ပြည့်နေတဲ့အတွက် partially filled d orbital မရှိပါဘူး။ ဒါကြောင့် d-d transition ဖြစ်ဖို့ မဖြစ်နိုင်ပါဘူး။ ဒီလို d-d transition မဖြစ်နိုင်တဲ့အတွက် Zn²⁺ အိုင်းယွန်းဟာ အလင်းစွမ်းအင်ကို စုပ်ယူနိုင်ခြင်းမရှိဘဲ colourless (အရောင်မဲ့) ဖြစ်တာ ဖြစ်ပါတယ်။

Zn element (သတ္တု) ကတော့ ငွေရောင်ဖျော့ဖျော့ (silvery-grey) အရောင်ရှိပါတယ်။

✍️ ၅။ transition elements တွေရဲ့ characteristics ၄ ချက် (variable oxidation states, formation of coloured compounds, magnetic properties, and catalytic properties) မှာ Zn မှာ ဘယ်အချက်တွေပဲ ရှိတာလဲ။
😱 transition elements တွေရဲ့ characteristic ၄ ချက်ကတော့ variable oxidation states, formation of coloured compounds and ions, magnetic properties နဲ့ catalytic properties တို့ ဖြစ်ပါတယ်။

🤗 Zn မှာ ဒီအချက်တွေထဲက ဘယ်အချက်တွေရှိလဲဆိုတာ ကြည့်ရအောင်။
(၁) Variable oxidation states
Textbook မှာ Table 6.5 ကို ကြည့်မယ်ဆိုရင် Zn မှာ +2 ဆိုတဲ့ oxidation state တစ်ခုတည်းပဲ ရှိတာကို တွေ့ရပါမယ်။ ဒါကြောင့် Zn မှာ variable oxidation states (ပြောင်းလဲနိုင်သော oxidation states) မရှိပါဘူး။
(၂) Formation of coloured compounds and ions
အပေါ်မှာ ရှင်းပြခဲ့သလိုပဲ Zn²⁺ အိုင်းယွန်းဟာ colourless ဖြစ်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် Zn မှာ coloured compounds တွေ ဖြစ်ပေါ်စေတဲ့ characteristic မရှိပါဘူး။
(၃) Magnetic properties
transition elements တွေရဲ့ magnetic properties တွေဟာ partially filled d orbitals တွေမှာရှိတဲ့ unpaired electrons တွေကြောင့် ဖြစ်ပေါ်တာပါ။ Zn²⁺ မှာ 3d¹⁰ ဖြစ်တဲ့အတွက် unpaired electron မရှိပါဘူး။ ဒါကြောင့် Zn မှာ paramagnetism လိုမျိုး magnetic properties မရှိပါဘူး။ (အများအားဖြင့် diamagnetic ဖြစ်ပါတယ်)။
(၄) Catalytic properties
Zn နဲ့ သူ့ရဲ့ compounds တွေဟာ တချို့သော ဓာတ်ပြုမှုတွေမှာ catalyst အဖြစ် အသုံးပြုတာမျိုး ရှိပါတယ်။ ဥပမာ- ZnO ကို ရော်ဘာထုတ်လုပ်ရာမှာ catalyst အဖြစ် သုံးတာမျိုးပေါ့။ (ဒါ့အပြင် Chapter 4 - Equilibrium အပိုင်း၊ Methanol production မှာလည်း catalyst အဖြစ် Cu-ZnO-Al₂O₃ ကို သုံးကြောင်းလည်း ဖော်ပါထားပါတယ်။) ဒါကြောင့် catalytic properties ကတော့ Zn မှာ ရှိနိုင်ပါတယ်။

အချုပ်အားဖြင့်ပြောရရင် Zn မှာ transition elements တွေရဲ့ အဓိက characteristic တွေဖြစ်တဲ့ variable oxidation states နဲ့ formation of coloured compounds and ions တွေ မရှိပါဘူး။ Catalytic properties ကတော့ ရှိနိုင်ပါတယ်။

---
📜 Short Questions

1. Why is Zn not considered a transition element?
* Answer:
Zn = [Ar] 3d¹⁰ 4s² (full filled d orbital)
Zn²⁺ = [Ar] 3d¹⁰ (completely filled d orbital)
Zn is not considered a transition element because its d-subshell is completely filled (3d¹⁰) in both its elemental state and its common oxidation state (Zn²⁺).
By IUPAC definition,
"Transition elements are elements that have partially filled d subshells (orbitals) or which can give rise to cations with incomplete d subshells (orbitals)."

2. In periodic properties, atomic radii generally decrease from left to right, but why does Zn show an increase (larger atomic radii)?
* Answer
While atomic radii generally decrease across a period due to increasing nuclear charge pulling electrons closer, Zn's atomic radius is slightly larger than Cu because of increased electron-electron repulsion among the fully filled 3d¹⁰ electrons. This repulsion slightly expands the electron cloud, counteracting the nuclear pull to some extent.

Chapter 6 - Transition Elements

😱 Zn နဲ့ ပတ်သက်လို့ လေ့လာကြည့်ရအောင်။

🤔 ၁- Zn ကို ဘာကြောင့် transition element အဖြစ် မသတ်မှတ်တာလဲ။

🤔 ၂- periodic properties မှာ atomic radii တွေက left to right decrease ဖြစ်သော်လည်း Zn က ဘာလို့ increase (larger atomic radii) ဖြစ်လာသလဲ။

🤔 ၃- ₂₁Sc to ₂₉Cu ရဲ့ IE ဟာ slightly increase ဖြစ်သော်လည်း Zn ဘာကြောင့် IE သိသိသာသာ တိုးလာတာလဲ။

🤔 ၄- Zn²⁺ ဟာ ဘာကြောင့် colourless ဖြစ်တာလဲ။ Zn element ကရော ဘာအရောင်လဲ။

🤔 ၅- transition elements တွေရဲ့ characteristics ၄ ချက် (variable oxidation states, formation of coloured compounds, magnetic properties, and catalytic properties) မှာ Zn မှာ ဘယ်အချက်တွေပဲ ရှိတာလဲ။


Answer: 📖

✍️ ၁။ Zn ကို ဘာကြောင့် transition element အဖြစ် မသတ်မှတ်တာလဲ။**
😱 IUPAC definition အရ
"Transition elements are elements that have partially filled d subshells (orbitals) or which can give rise to cations with incomplete d subshells (orbitals)." လို့ ဖော်ပြထားပါတယ်။

ဒီအဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်အရဆိုရင် transition element တစ်ခုဖြစ်ဖို့ဆိုတာ d subshell တွေက အပြည့်မဖြစ်သေးဘဲ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသာ ပြည့်နေရပါမယ်။ ဒါမှမဟုတ် အိုင်းယွန်း (cations) အဖြစ်ပြောင်းသွားတဲ့အခါမှာလည်း d subshell တွေက အပြည့်မဖြစ်သေးဘဲ ကျန်နေရပါမယ်။

Zinc (Zn) ရဲ့ electron configuration ကို ကြည့်ရအောင်။
Zn (atomic number 30) ရဲ့ electron configuration က [Ar] 3d¹⁰ 4s² ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီမှာ 3d subshell က electron ၁၀ လုံးနဲ့ အပြည့်ပြည့်နေတာကို တွေ့ရပါမယ်။
နောက်ပြီး Zn က Zn²⁺ အိုင်းယွန်းအဖြစ် ပြောင်းလဲတဲ့အခါမှာ 4s orbital က electron နှစ်လုံးကို ဆုံးရှုံးပြီး [Ar] 3d¹⁰ လို့ ဖြစ်သွားပါတယ်။ ဒီမှာလည်း 3d subshell က electron ၁၀ လုံးနဲ့ အပြည့်ပြည့်နေတုန်းပါပဲ။

ဒါကြောင့် Zn မှာ သူ့ရဲ့ ground state မှာရော၊ သူ့ရဲ့ အိုင်းယွန်း (Zn²⁺) အနေအထားမှာပါ partially filled d subshell မရှိတဲ့အတွက် Textbook မှာ ဖော်ပြထားတဲ့ transition element ရဲ့ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်နဲ့ မကိုက်ညီပါဘူး။ ဒါကြောင့် Zn ကို transition element အဖြစ် မသတ်မှတ်တာ ဖြစ်ပါတယ်။

✍️ ၂။ periodic properties မှာ atomic radii တွေက left to right decrease ဖြစ်သော်လည်း Zn က ဘာလို့ increase (larger atomic radii) ဖြစ်လာသလဲ။
😱 Table 6.1 ကို ကြည့်မယ်ဆိုရင် Sc ကနေ Cu အထိ atomic radius တွေက တဖြည်းဖြည်း လျော့ကျလာတာကို တွေ့ရမှာပါ။ ဒါပေမဲ့ Cu ကနေ Zn ကို ရောက်တဲ့အခါမှာတော့ atomic radius က ပြန်ပြီး တိုးလာတာကို တွေ့ရပါမယ် (Cu 128 pm ကနေ Zn 138 pm)။

ဒီလိုဖြစ်ရတဲ့ အကြောင်းရင်းကတော့ Textbook မှာ "However, towards the end of the series, zinc has the larger atomic size and ionisation energy due to the increasing electron-electron repulsion as the occupancy of the d orbitals is completed." လို့ ရှင်းပြထားပါတယ်။

ဆိုလိုတာက Sc ကနေ Cu အထိဆိုရင် nuclear charge (atomic number) တိုးလာတာနဲ့အမျှ နျူကလိယ (nucleus) ရဲ့ ဆွဲအားက electron တွေကို ပိုပြီး ဆွဲထားနိုင်တဲ့အတွက် atomic radius တွေက လျော့ကျလာတာပါ။ ဒါပေမဲ့ Zn မှာတော့ 3d orbital က electron တွေ အပြည့်ပြည့်သွားပြီဖြစ်တဲ့အတွက် electron-electron repulsion (အီလက်ထရွန် အချင်းချင်း တွန်းကန်မှု) က သိသိသာသာ တိုးလာပါတယ်။ ဒီလို တွန်းကန်မှုတွေ များလာတဲ့အခါမှာ electron cloud က ပိုပြီး ပြန့်ကားလာတဲ့အတွက် atomic radius က ပိုကြီးလာတာ ဖြစ်ပါတယ်။

✍️ ၃။ ₂₁Sc to ₂₉Cu ရဲ့ IE ဟာ slightly increase ဖြစ်သော်လည်း Zn ဘာကြောင့် IE သိသိသာသာ တိုးလာတာလဲ။
😱 ဒီမေးခွန်းရဲ့ အဖြေကလည်း နံပါတ် ၂ နဲ့ ဆက်စပ်နေပါတယ်။ Textbook မှာ
"Similarly, the first ionisation energies (IE) of scandium to copper increase only slightly as the positive charge on the nucleus (atomic number) increases.
The trend correlates with an increase in the nuclear charge and a decrease in the atomic radius.
However, towards the end of the series, zinc has the larger atomic size and ionisation energy due to the increasing electron-electron repulsion as the occupancy of the d orbitals is completed." လို့ ရှင်းပြထားပါတယ်။

Sc ကနေ Cu အထိ nuclear charge တိုးလာပြီး atomic radius လျော့ကျလာတဲ့အတွက် electron ကို ဖယ်ရှားဖို့ ပိုခက်လာတာကြောင့် IE က အနည်းငယ် တိုးလာပါတယ်။ ဒါပေမဲ့ Zn မှာတော့ 3d orbital က electron တွေ အပြည့်ပြည့်သွားတဲ့အတွက် electron configuration က ပိုပြီး stable ဖြစ်သွားပါတယ်။ stable ဖြစ်တဲ့ configuration ကနေ electron ကို ဖယ်ရှားဖို့ဆိုတာ ပိုပြီး ခက်ခဲတာကြောင့် IE က သိသိသာသာ တိုးလာတာ ဖြစ်ပါတယ်။ (Table 6.1 မှာ Cu ရဲ့ IE က 745 kJ mol⁻¹ ဖြစ်ပြီး Zn ရဲ့ IE က 906 kJ mol⁻¹ ဖြစ်တာကို တွေ့ရပါမယ်။)

Equally or Unequally Share Electrons 🤔