প্রথম ট্রানজিশন ধাতু সিরিজের একটি ধাতু হতে প্রাপ্ত একটি $M^{3+}$ আয়নে পাঁচটি ইলেক্ট্রন 3d সাবশেলে অবস্থিত। $M^{3+}$ আয়নটি কী হতে পারে?

প্রথম ট্রানজিশন সিরিজের ধাতুগুলি হলো সেই মৌল যাদের পারমাণবিক সংখ্যা ২১ থেকে ৩০ এর মধ্যে। এই ধাতুগুলোর ইলেকট্রন বিন্যাস নির্ণয় করার জন্য আউফবাউ নীতি (Aufbau principle) এবং হুন্ডের নিয়ম (Hund's rule) অনুসরণ করতে হয়। আয়ন (ion) গঠনের সময়, ইলেকট্রনগুলি প্রথমে বাইরেরতম শক্তিস্তর (যেমন 4s) থেকে অপসারিত হয়, তারপর ভিতরের শক্তিস্তর (যেমন 3d) থেকে।

প্রশ্ন অনুযায়ী, একটি \(M^{3+}\) আয়নে 3d সাবশেলে পাঁচটি ইলেকট্রন আছে, অর্থাৎ এর ইলেকট্রন বিন্যাস \([Ar] 3d^5\)। এখন, প্রদত্ত অপশনগুলোর প্রতিটি ধাতুর পারমাণবিক সংখ্যা এবং তাদের \(M^{3+}\) আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস বিশ্লেষণ করা যাক:

১. Chromium (Cr)

    
• ক্রোমিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) = 24
    
• Cr এর ইলেকট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^5 4s^1\) (এটি একটি ব্যতিক্রমী বিন্যাস, কারণ অর্ধ-পূর্ণ 3d অরবিটাল অধিক স্থিতিশীল)।
    
• \(Cr^{3+}\) আয়নের জন্য, 4s থেকে ১টি এবং 3d থেকে ২টি ইলেকট্রন অপসারিত হবে।
    
• \(Cr^{3+}\) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^3\) (সুতরাং, এই অপশনটি সঠিক নয়)।

২. Manganese (Mn)

    
• ম্যাঙ্গানিজের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) = 25
    
• Mn এর ইলেকট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^5 4s^2\)
    
• \(Mn^{3+}\) আয়নের জন্য, 4s থেকে ২টি এবং 3d থেকে ১টি ইলেকট্রন অপসারিত হবে।
    
• \(Mn^{3+}\) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^4\) (সুতরাং, এই অপশনটি সঠিক নয়)।

৩. Iron (Fe)

    
• আইরনের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) = 26
    
• Fe এর ইলেকট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^6 4s^2\)
    
• \(Fe^{3+}\) আয়নের জন্য, 4s থেকে ২টি এবং 3d থেকে ১টি ইলেকট্রন অপসারিত হবে।
    
• \(Fe^{3+}\) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^5\) (এটি প্রশ্নের শর্ত পূরণ করে, কারণ এতে 3d সাবশেলে পাঁচটি ইলেকট্রন আছে)।

৪. Scandium (Sc)

    
• স্ক্যান্ডিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) = 21
    
• Sc এর ইলেকট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^1 4s^2\)
    
• \(Sc^{3+}\) আয়নের জন্য, 4s থেকে ২টি এবং 3d থেকে ১টি ইলেকট্রন অপসারিত হবে।
    
• \(Sc^{3+}\) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: \([Ar]\) অথবা \([Ar] 3d^0\) (সুতরাং, এই অপশনটি সঠিক নয়)।

উপরোক্ত বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে, শুধুমাত্র \(Fe^{3+}\) আয়নেই 3d সাবশেলে পাঁচটি ইলেকট্রন থাকে।