Dipole moment Questions in Gujarati

(B) વિધાન $I$: બેન્ટના નિયમ મુજબ,ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિમાં વધુ વિદ્યુતઋણ જૂથો વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પસંદ કરે છે. $(CH_3)_2P(CF_3)_3$ માં,ત્રણ $CF_3$ જૂથો વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર હોય છે,જે અણુને અધ્રુવીય બનાવે છે $(\mu = 0)$. $(CH_3)_3P(CF_3)_2$ માં,બે $CF_3$ જૂથો અક્ષીય સ્થાનો પર હોય છે,જેના પરિણામે તે ધ્રુવીય અણુ બને છે $(\mu \neq 0)$. તેથી,વિધાન $I$ ખોટું છે.
વિધાન $II$: $(CH_3)_3P(CF_3)_2$ માં,$CH_3$ જૂથો વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર હોય છે. મોટા $CF_3$ જૂથો અને $CH_3$ જૂથો વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે,$CH_3-P-CH_3$ બંધકોણ સમાન હોતા નથી. તેથી,વિધાન $II$ ખોટું છે.
વિધાન $III$: $PF_3$ પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે અને $P$ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,તે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે $(\mu \neq 0)$,જે તેને ધ્રુવીય બનાવે છે. $SiF_4$ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે,જે તેને અધ્રુવીય બનાવે છે $(\mu = 0)$. ધ્રુવીય પદાર્થો ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે. તેથી,વિધાન $III$ સાચું છે.
સાચો ક્રમ $FFT$ છે.

(A) $(1)$ બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ એ શૂન્ય ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ધરાવતો સમપ્રમાણ સમતલીય અણુ છે,તેથી તે $NP$ છે.
$(2)$ અકાર્બનિક બેન્ઝીન $(B_3N_3H_6)$ પણ શૂન્ય ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ધરાવતો સમપ્રમાણ સમતલીય અણુ છે,તેથી તે $NP$ છે.
$(3)$ $PCl_3F_2$: બેન્ટના નિયમ મુજબ,ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ ભૂમિતિમાં વધુ વિદ્યુતઋણ અણુઓ અક્ષીય સ્થાનો પર હોય છે. અહીં,$F$ અણુઓ અક્ષીય સ્થાનો પર અને $Cl$ અણુઓ વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર હોય છે. દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રાઓ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,તેથી તે $NP$ છે.
$(4)$ $PCl_2F_3$: આ કિસ્સામાં,$F$ અને $Cl$ અણુઓની ગોઠવણી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રાઓનું અસમપ્રમાણ વિતરણ કરે છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા મળે છે,તેથી તે $P$ છે.
આમ,ક્રમ $NP-NP-NP-P$ છે.

(D) જ્યારે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન જેવા પરિબળોને કારણે ધ્રુવીય બંધો વચ્ચેનો બંધકોણ ઘટે છે,ત્યારે ડાયપોલ મોમેન્ટ $\mu$ (અવલોકિત) એ $\mu$ (સૈદ્ધાંતિક) કરતા વધારે હોય છે.
o-ક્લોરોફિનોલમાં,$-OH$ સમૂહ અને $-Cl$ પરમાણુ વચ્ચે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધનની હાજરી સમૂહોને નજીક ખેંચે છે,જેનાથી $C-O$ અને $C-Cl$ બંધો વચ્ચેનો બંધકોણ $60^\circ$ કરતા ઓછો થાય છે.
$\mu = \sqrt{\mu_1^2 + \mu_2^2 + 2\mu_1\mu_2 \cos \theta}$ હોવાથી,ખૂણો $\theta$ ઘટતા પરિણામી ડાયપોલ મોમેન્ટમાં વધારો થાય છે.
તેથી,o-ક્લોરોફિનોલ માટે $\mu$ (અવલોકિત) > $\mu$ (સૈદ્ધાંતિક) છે.

(C) : સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં એસિડિક પ્રબળતા વધે છે $(HCl < HBr < HI)$ કારણ કે બંધ વિયોજન ઉર્જા ઘટે છે. રિડક્શન કર્તા તરીકેની પ્રબળતા પણ આ જ ક્રમ અનુસરે છે $(HCl < HBr < HI)$. તેથી,વિધાન ખોટું છે.
$B$: બેઝિક પ્રબળતા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતા પર આધાર રાખે છે. જેમ મધ્યસ્થ પરમાણુનું કદ વધે છે $(P < As)$,તેમ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વધુ ફેલાયેલું બને છે,જેથી બેઝિકતા ઘટે છે $(PH_3 > AsH_3)$. મધ્યસ્થ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા ઘટતા બંધકોણ ઘટે છે $(PH_3 > AsH_3)$. તેથી,વિધાન ખોટું છે.
$C$: $CH_3Cl$ $(1.86 \ D)$ નો ડાયપોલ મોમેન્ટ $CH_3F$ $(1.85 \ D)$ કરતા વધારે છે કારણ કે $C-Cl$ માં બંધ લંબાઈ વધારે છે. $CH_3F$ માં $H\hat{C}H$ બંધકોણ $CH_3Cl$ કરતા મોટો છે કારણ કે $F$ વધુ વિદ્યુતઋણ છે,જે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે અને $C-H$ બંધમાં $s$-લક્ષણ વધારે છે. તેથી,વિધાન સાચું છે.
$D$: મેલિક એસિડ (cis-આઈસોમર) નો $K_{a_1}$ વધારે હોય છે કારણ કે મોનોએનાયનમાં આંતરઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ હોય છે,પરંતુ કાર્બોક્સિલેટ સમૂહો વચ્ચેના સ્થિત-વિદ્યુતીય અપાકર્ષણને કારણે $K_{a_2}$ ઓછો હોય છે. ફ્યુમેરિક એસિડ (trans-આઈસોમર) તેનાથી ઉલટું દર્શાવે છે. તેથી,વિધાન ખોટું છે.

(A) $(SCN)_2$ અણુમાં અધ્રુવીય $S-S$ બંધ અને ધ્રુવીય $S-C$ તથા $C-N$ બંધો હોય છે.
તેની અરેખીય,ખુલ્લા પુસ્તક જેવી રચનાને કારણે (જે $H_2O_2$ જેવી છે),દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય થતી નથી,તેથી અણુ ધ્રુવીય બને છે $(\mu \neq 0)$.

(D) $1$. $BF_3$ ની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0 \ D$ છે કારણ કે તે સમતલીય ત્રિકોણીય ભૂમિતિ ધરાવે છે જ્યાં બંધના દ્વિધ્રુવો એકબીજાને નાબૂદ કરે છે.
$2$. $NH_3$ અને $NF_3$ બંને પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે અને નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$3$. $NH_3$ માં,$N-H$ બંધના દ્વિધ્રુવ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની દિશા સમાન હોય છે,જેનાથી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા વધારે $(1.46 \ D)$ મળે છે.
$4$. $NF_3$ માં,$N-F$ બંધના દ્વિધ્રુવો અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે,જે કુલ દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ઘટાડે છે $(0.24 \ D)$.
$5$. તેથી,સાચો ક્રમ $NH_3 > NF_3 > BF_3$ છે.

(C) દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા એ સદિશ રાશિ છે જે બંધની ધ્રુવીયતા અને આણ્વિય ભૂમિતિ પર આધાર રાખે છે.
$CO_2$ $(O=C=O)$ રેખીય છે,તેથી તેની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0 \ D$ છે.
$F_2$ $(F-F)$ એ સમકેન્દ્રીય દ્વિપરમાણ્વીય અણુ છે,તેથી તેની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0 \ D$ છે.
$BeF_2$ $(F-Be-F)$ રેખીય છે,તેથી તેની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0 \ D$ છે.
$H_2O$ બેન્ટ (વળેલી) આકાર ધરાવે છે અને તેમાં બે ધ્રુવીય $O-H$ બંધ હોવાથી,તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $1.85 \ D$ છે.
તેથી,$H_2O$ ની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા સૌથી વધુ છે.

(A) $H_2S$ અણુમાં સલ્ફર પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે તેનો આકાર કોણીય (bent) હોય છે.
આ કોણીય આકાર અને સલ્ફર તથા હાઇડ્રોજન વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે,બંધની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા એકબીજાને નાબૂદ કરતી નથી.
તેથી,$H_2S$ ની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા નોન-ઝીરો (શૂન્ય સિવાયની) હોય છે.

(B) આંતર-હેલોજન સંયોજનો સહસંયોજક સ્વભાવના હોય છે.
ક્લોરીનની વિદ્યુતઋણતા $(3.16)$ આયોડીન $(2.66)$ કરતા વધારે હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનની ભાગીદારીની જોડી ક્લોરીન પરમાણુ તરફ આકર્ષાય છે.
તેથી,ચાર્જ ડિસ્ટ્રિબ્યુશનને $I^{\delta+}Cl^{\delta-}$ તરીકે શ્રેષ્ઠ રીતે દર્શાવી શકાય છે.

(C) બંધની ધ્રુવીયતા બંધિત પરમાણુઓ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
વિદ્યુતઋણતાના મૂલ્યો છે: $F = 4.0$,$Cl = 3.0$,$Br = 2.8$,$I = 2.5$.
$I - F$ બંધ માટે વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત મહત્તમ $(4.0 - 2.5 = 1.5)$ છે.
તેથી,$I - F$ બંધ સૌથી વધુ ધ્રુવીય છે.

(A) બે બંધ દ્વિધ્રુવો $\mu_1$ અને $\mu_2$ જે $\theta$ ખૂણે નમેલા હોય,તેમની પરિણામી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $\mu$ નું સૂત્ર $\mu = \sqrt{\mu_1^2 + \mu_2^2 + 2\mu_1\mu_2 \cos \theta}$ છે.
$XY_2$ અણુ માટે,બંધ દ્વિધ્રુવો સમાન હોય છે,તેથી $\mu_1 = \mu_2 = \mu_0$. સૂત્ર $\mu = \sqrt{2\mu_0^2(1 + \cos \theta)}$ બને છે.
ત્રિકોણમિતીય નિત્યસમ $1 + \cos \theta = 2 \cos^2(\theta/2)$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને $\mu = \sqrt{4\mu_0^2 \cos^2(\theta/2)} = 2\mu_0 \cos(\theta/2)$ મળે છે.
જેમ ખૂણો $\theta$ $0^{\circ}$ થી $180^{\circ}$ સુધી વધે છે,તેમ $\cos(\theta/2)$ નું મૂલ્ય ઘટે છે.
તેથી,જ્યારે ખૂણો $\theta$ આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી નાનો એટલે કે $90^{\circ}$ હોય ત્યારે દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા મહત્તમ હોય છે.

(A) અણુની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા વ્યક્તિગત બંધના દ્વિધ્રુવોના સદિશ સરવાળા અને અણુના ભૌમિતિક આકાર પર આધાર રાખે છે.
$CCl_4$ એ સંમિત સમચતુષ્ફલકીય અણુ છે,જેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0 \ D$ છે.
ક્લોરોમિથેન શ્રેણી માટે,દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $Cl$ પરમાણુઓની સંખ્યા અને તેમની ગોઠવણી પર આધાર રાખે છે.
આશરે મૂલ્યો: $CH_3Cl$ $(1.86 \ D)$,$CH_2Cl_2$ $(1.60 \ D)$,$CHCl_3$ $(1.01 \ D)$,અને $CCl_4$ $(0 \ D)$ છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $CH_3Cl$ ની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા સૌથી વધુ છે.

(C) ડાયપોલ-ઇન્ડ્યુસ્ડ ડાયપોલ આંતરક્રિયા ધ્રુવીય અણુ (કાયમી ડાયપોલ) અને અધ્રુવીય અણુ (પ્રેરિત ડાયપોલ) વચ્ચે થાય છે.
$CO_2$ તેના રેખીય આકારને કારણે અધ્રુવીય અણુ છે.
$SO_2$ તેના વળેલા આકારને કારણે ધ્રુવીય અણુ છે.
તેથી,$CO_2$ (અધ્રુવીય) અને $SO_2$ (ધ્રુવીય) વચ્ચેની આંતરક્રિયા એ ડાયપોલ-ઇન્ડ્યુસ્ડ ડાયપોલ આંતરક્રિયા છે.
$He + Ne$ લંડન ડિસ્પર્ઝન ફોર્સ દર્શાવે છે (અધ્રુવીય + અધ્રુવીય).
$Cl_2 + Ne$ લંડન ડિસ્પર્ઝન ફોર્સ દર્શાવે છે (અધ્રુવીય + અધ્રુવીય).
$CO_2 + SO_3$ લંડન ડિસ્પર્ઝન ફોર્સ દર્શાવે છે (અધ્રુવીય + અધ્રુવીય).

(B) આયન અધ્રુવીય છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે તપાસવું જોઈએ કે તેનો ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ (net dipole moment) શૂન્ય છે કે નહીં.
$1$. $XeF_5^-$: તેનો આકાર પેન્ટાગોનલ પ્લેનર છે,તેથી તેનો દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ શૂન્ય નથી (ધ્રુવીય).
$2$. $SO_3^{2-}$: તેનો આકાર ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ છે,તેથી તેનો દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ શૂન્ય નથી (ધ્રુવીય).
$3$. $SO_4^{2-}$: તેનો આકાર ટેટ્રાહેડ્રલ $(T_d)$ છે,જે અત્યંત સંમિત છે,તેથી ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ $0$ છે (અધ્રુવીય).
$4$. $ClO_4^-$: તેનો આકાર ટેટ્રાહેડ્રલ $(T_d)$ છે,તેથી ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ $0$ છે (અધ્રુવીય).
$5$. $PO_4^{3-}$: તેનો આકાર ટેટ્રાહેડ્રલ $(T_d)$ છે,તેથી ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ $0$ છે (અધ્રુવીય).
$6$. $NO_2^+$: તેનો આકાર રેખીય ($sp$ સંકરણ) છે,તેથી ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ $0$ છે (અધ્રુવીય).
આમ,$SO_4^{2-}, ClO_4^-, PO_4^{3-},$ અને $NO_2^+$ એ અધ્રુવીય આયનો છે. કુલ $4$ આયનો અધ્રુવીય છે.

(D) ડાયપોલ મોમેન્ટ $(\mu) = \text{ચાર્જ } (q) \times \text{અંતર } (d)$.
આપેલ છે: $\mu = 1.2 \, D = 1.2 \times 10^{-18} \, esu \cdot cm$ અને $d = 10^{-10} \, m = 10^{-8} \, cm$.
કિંમતો મૂકતા: $1.2 \times 10^{-18} = q \times 10^{-8}$.
$q$ માટે ઉકેલતા: $q = \frac{1.2 \times 10^{-18}}{10^{-8}} = 1.2 \times 10^{-10} \, esu$.
ઇલેક્ટ્રોનિક ચાર્જ $e$ આશરે $4.8 \times 10^{-10} \, esu$ છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક ચાર્જનો અંશ $\frac{q}{e} \times 100 = \frac{1.2 \times 10^{-10}}{4.8 \times 10^{-10}} \times 100 = 0.25 \times 100 = 25 \%$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) અણુની ધ્રુવીયતા તેના ચોખ્ખા દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ (net dipole moment) પર આધાર રાખે છે.
$I$ $(CH_4)$ અને $IV$ $(CCl_4)$ એ સમપ્રમાણ ટેટ્રાહેડ્રલ અણુઓ છે,જેનું ચોખ્ખું દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ $0$ છે,તેથી તેઓ અધ્રુવીય છે.
બાકીના અણુઓ માટે,ધ્રુવીયતા એ અવેજી (substituents) અને મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
ફ્લોરિન એ ક્લોરિન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણીય છે,અને ક્લોરિન એ હાઇડ્રોજન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણીય છે.
$II$ $(CF_2Cl_2)$,$III$ $(CF_2H_2)$,અને $V$ $(CCl_2H_2)$ ની સરખામણી કરતા:
$II$ $(CF_2Cl_2)$ માં $F$ પરમાણુઓની ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતા અને અસમપ્રમાણતાને કારણે સૌથી વધુ દ્વિધ્રુવ આઘૂર્ણ છે.
$III$ $(CF_2H_2)$ એ $V$ $(CCl_2H_2)$ કરતા વધુ ધ્રુવીય છે કારણ કે $C-F$ બંધ એ $C-Cl$ બંધ કરતા વધુ ધ્રુવીય છે.
આમ,ઘટતી ધ્રુવીયતાનો ક્રમ $II > III > V > IV = I$ છે.

(D) કાર્બોનિલ સંયોજનની ડાયપોલ મોમેન્ટ તેની સ્થિરતામાં ફાળો આપતા સંસ્પંદન બંધારણ દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થાય છે.
સાયક્લોપ્રોપેનોનના કિસ્સામાં,અણુ એક સંસ્પંદન સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે જ્યાં વલય એરોમેટિક બને છે (હ્યુકેલનો નિયમ: $4n+2$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન,જ્યાં $n=0$,જે $2$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન આપે છે).
આ સંસ્પંદન બંધારણમાં વલય પર ધન વીજભાર અને ઓક્સિજન પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર હોય છે $(C_3H_2O \leftrightarrow C_3H_2^+ - O^-)$.
આ એરોમેટિક લાક્ષણિકતા દ્વિધ્રુવીય સંસ્પંદન બંધારણને વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે,જેના પરિણામે અન્ય વિકલ્પોની તુલનામાં ખૂબ જ ઊંચી ડાયપોલ મોમેન્ટ મળે છે જ્યાં આવી એરોમેટિક સ્થિરતા શક્ય નથી.

(A) અવલોકિત દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $(\mu_{obs})$ $0.38 \, D$ છે.
બંધલંબાઈ $(d)$ $1.61 \, \mathring{A} = 1.61 \times 10^{-10} \, m$ છે.
$100 \%$ આયનીય લક્ષણ માટે સૈદ્ધાંતિક દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $(\mu_{theo})$ $q \times d$ તરીકે ગણવામાં આવે છે,જ્યાં $q = 1.602 \times 10^{-19} \, C$.
$\mu_{theo} = (1.602 \times 10^{-19} \, C) \times (1.61 \times 10^{-10} \, m) = 2.579 \times 10^{-29} \, C \cdot m$.
ડેબાયમાં રૂપાંતર $(1 \, D = 3.336 \times 10^{-30} \, C \cdot m)$:
$\mu_{theo} = \frac{2.579 \times 10^{-29}}{3.336 \times 10^{-30}} \approx 7.73 \, D$.
આયનીય લક્ષણની ટકાવારી $\frac{\mu_{obs}}{\mu_{theo}} \times 100$ દ્વારા મળે છે.
$\text{આયનીય લક્ષણની ટકાવારી} = \frac{0.38}{7.73} \times 100 \approx 4.91 \% \approx 5 \%$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) સહસંયોજક બંધની ધ્રુવીયતા બંધિત પરમાણુઓ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત જેટલો વધારે,બંધ તેટલો વધુ ધ્રુવીય.
હેલોજનની વિદ્યુતઋણતાના મૂલ્યો $F > Cl > Br > I$ છે.
હાઇડ્રોજન $(H)$ બધામાં સમાન હોવાથી,ધ્રુવીયતા હેલોજનની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.
$H-Cl$ માટે વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત $H-Br$ અને $H-I$ ની સરખામણીમાં મહત્તમ છે,જ્યારે $H-H$ અધ્રુવીય છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $HCl$ માં સૌથી વધુ ધ્રુવીય સહસંયોજક બંધ છે.

(C) ક્લોરોબેન્ઝિન $(Images-1)$ ની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $1.5 \ D$ આપેલી છે.
$Images-2$ ($1,2,3$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝિન) માં ત્રણ $C-Cl$ બંધ છે.
$1,2,3$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝિનની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા વ્યક્તિગત $C-Cl$ બંધની ચાકમાત્રાના સદિશ સરવાળા દ્વારા ગણી શકાય છે.
$1$ અને $3$ સ્થાન પર રહેલા બે $Cl$ પરમાણુઓની પરિણામી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ક્લોરોબેન્ઝિનની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $(1.5 \ D)$ જેટલી જ થાય છે,કારણ કે તેમની વચ્ચેનો ખૂણો $120^{\circ}$ છે ($120^{\circ}$ પર રહેલા બે સમાન સદિશોનો સદિશ સરવાળો એક સદિશના મૂલ્ય જેટલો જ હોય છે).
આ પરિણામી સદિશ $2$ સ્થાન પર રહેલા $C-Cl$ બંધની દિશામાં જ હોય છે.
તેથી,કુલ દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા એ $1,3-Cl$ પરમાણુઓના પરિણામી અને $2-Cl$ પરમાણુનો સરવાળો છે,જે $1.5 \ D + 1.5 \ D = 3.0 \ D$ થાય છે.

(C) ધ્રુવીયતા અણુના ચોખ્ખા ડાયપોલ મોમેન્ટ પર આધાર રાખે છે.
$CH_3NO_2$ (નાઈટ્રોમિથેન) માં અત્યંત ધ્રુવીય નાઈટ્રો ગ્રુપ $(-NO_2)$ હોય છે,જ્યાં $N$ અને $O$ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત નોંધપાત્ર છે અને તેની સંસ્પંદન રચના મોટા ડાયપોલ મોમેન્ટમાં ફાળો આપે છે.
$CH_3NH_2$ માં $N-H$ બંધ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે ડાયપોલ મોમેન્ટ હોય છે,પરંતુ તે $CH_3NO_2$ કરતા ઓછું ધ્રુવીય છે.
$(CH_3)_3CCl$ માં $C-Cl$ બંધ છે,પરંતુ તેની એકંદર સંમિતિ અને મિથાઈલ ગ્રુપની પ્રેરક અસર તેની ધ્રુવીયતા ઘટાડે છે.
$(CH_3)_3CH$ મૂળભૂત રીતે અધ્રુવીય છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $CH_3NO_2$ સૌથી વધુ ધ્રુવીય અણુ છે.

(B) $CN^{-}$ અને $N_2$ બંને સમઇલેક્ટ્રોનીય છે,જેમાં દરેક પાસે $14$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
$CN^{-}$ એ ઋણ વીજભાર ધરાવતો ધ્રુવીય આયન છે,જે તેને પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$N_2$ એ અધ્રુવીય અણુ છે અને બે નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ વચ્ચેના મજબૂત ત્રિ-બંધને કારણે તેની બંધ વિયોજન ઉર્જા ખૂબ ઊંચી $(941 \ kJ/mol)$ છે.
$N_2$ અધ્રુવીય હોવાથી અને તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના ખૂબ સ્થાયી હોવાથી,તે $CN^{-}$ આયનની સરખામણીમાં રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય છે.

(C) દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $(\mu)$ એ વ્યક્તિગત બંધ દ્વિધ્રુવોના સદિશ સરવાળા અને તેમની વચ્ચેના ખૂણા પર આધાર રાખે છે.
$o$-નાઇટ્રો ફિનોલ $(I)$ માં,$-OH$ અને $-NO_2$ સમૂહો ઓર્થો સ્થાન પર હાજર છે. $-OH$ સમૂહની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ઓક્સિજન પરમાણુ તરફ હોય છે અને $-NO_2$ સમૂહની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા રિંગથી દૂર હોય છે.
$o$-નાઇટ્રો ફિનોલમાં આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધનને કારણે,અસરકારક દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
$o$-ડાયક્લોરો બેન્ઝિન $(II)$ માં,બે $C-Cl$ બંધ $60^{\circ}$ ના ખૂણે છે. પરિણામી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{\mu_1^2 + \mu_2^2 + 2\mu_1\mu_2 \cos(60^{\circ})}$ છે.
બંનેની સરખામણી કરતા,$-NO_2$ સમૂહની પ્રબળ ધ્રુવીય પ્રકૃતિ અને $-OH$ સમૂહને કારણે $o$-નાઇટ્રો ફિનોલની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $o$-ડાયક્લોરો બેન્ઝિન કરતા વધારે હોય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $I > II$ છે.

(B) અણુની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા તેના ભૌમિતિક આકાર અને બંધની ધ્રુવીયતા પર આધાર રાખે છે.
$1,4-$ડાયક્લોરોબેન્ઝિન એક સંમિત અણુ છે જેમાં બે $C-Cl$ બંધની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,પરિણામે કુલ દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0$ થાય છે.
$trans-1,2-$ડાયક્લોરોઈથિન પણ સંમિત છે,તેથી તેની કુલ દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0$ થાય છે.
$trans-2,3-$ડાયક્લોરો$-2-$બ્યુટીન પણ સંમિત છે,જેની કુલ દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0$ થાય છે.
$cis-1,2-$ડાયક્લોરોઈથિનમાં દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય હોતી નથી કારણ કે બે $C-Cl$ બંધ દ્વિબંધની એક જ બાજુએ આવેલા હોય છે,તેથી તેમની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા એકબીજાને નાબૂદ કરતી નથી.

(B) જો અણુના તમામ વ્યક્તિગત બંધ દ્વિધ્રુવોનો સદિશ સરવાળો શૂન્ય હોય,તો અણુની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય હોય છે.
$BF_3$ ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ ધરાવે છે જેમાં ત્રણ $B-F$ બંધ એકબીજા સાથે $120^{\circ}$ ના ખૂણે હોય છે. બે $B-F$ બંધની પરિણામી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ત્રીજા $B-F$ બંધની વિરુદ્ધ અને સમાન હોય છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0$ થાય છે.
$CH_2Cl_2$ ચતુષ્ફલકીય છે અને $H$ તથા $Cl$ ની અલગ-અલગ વિદ્યુતઋણતાને કારણે તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય હોતી નથી.
$NF_3$ પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે જેમાં $N$ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે શૂન્ય ન હોય તેવી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા તરફ દોરી જાય છે.
$ClO_2$ વળેલી (bent) આકાર ધરાવે છે અને તેની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય હોતી નથી.

(C) જો અણુની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય ન હોય,તો તે કાયમી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ધરાવે છે.
$CH_3OCH_3$ (ડાયમિથાઈલ ઈથર) વળેલી ભૂમિતિ ધરાવે છે અને તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા હોય છે.
$CHCl_3$ (ક્લોરોફોર્મ) ટેટ્રાહેડ્રલ છે અને અસમાન બંધ ધ્રુવીયતાને કારણે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ધરાવે છે.
$CF_2Cl_2$ (ડાયક્લોરોડાયફ્લોરોમિથેન) ટેટ્રાહેડ્રલ છે અને અસમાન બંધ ધ્રુવીયતાને કારણે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ધરાવે છે.
$C_2Cl_4$ (ટેટ્રાક્લોરોઈથીન) સમતલીય બંધારણ ધરાવે છે જેમાં સંમિતિને કારણે વ્યક્તિગત બંધ દ્વિધ્રુવો એકબીજાને રદ કરે છે,પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય થાય છે.

(B) સૈદ્ધાંતિક દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $(\mu_{theoretical})$ = $q \times d$
જ્યાં $q = 1.602 \times 10^{-19} \ C$ અને $d = 1.26 \ \mathring{A} = 1.26 \times 10^{-10} \ m$
$\mu_{theoretical} = (1.602 \times 10^{-19} \ C) \times (1.26 \times 10^{-10} \ m) = 2.0185 \times 10^{-29} \ C \cdot m$
$1 \ D = 3.336 \times 10^{-30} \ C \cdot m$
$\mu_{theoretical} = \frac{2.0185 \times 10^{-29}}{3.336 \times 10^{-30}} \ D \approx 6.05 \ D$
નોંધ: પ્રશ્નમાં આપેલ વિકલ્પોમાં ગણતરી મુજબનું મૂલ્ય ઉપલબ્ધ નથી,પરંતુ જો આપણે $100 \%$ આયનીય લક્ષણ માટે ગણતરી કરીએ તો તે $6.05 \ D$ મળે છે. જો $17 \%$ આયનીય લક્ષણ ધ્યાનમાં લઈએ તો $\mu_{observed} = 0.17 \times 6.05 = 1.028 \ D$ મળે છે. આપેલ વિકલ્પોમાં કોઈ સુસંગત નથી.

(D) $BF_3$ એ $sp^2$ સંકરણ સાથે ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ ધરાવે છે. તેની સંમિતિને કારણે,વ્યક્તિગત બંધ દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રાઓ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0$ (અધ્રુવીય) થાય છે.
$NF_3$ એ $sp^3$ સંકરણ અને નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરી અને વિદ્યુતઋણતામાં તફાવતને કારણે,બંધ દ્વિધ્રુવો એકબીજાને નાબૂદ કરતા નથી,પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા (ધ્રુવીય) મળે છે.

(A) $H_2O$ માં મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે તેનો આકાર કોણીય (bent) હોય છે,જેના પરિણામે તેનો ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય હોતો નથી.
$BeF_2$ રેખીય આકાર ($sp$ સંકરણ) ધરાવે છે,જેમાં બે $Be-F$ બંધના દ્વિધ્રુવ સમાન મૂલ્યના અને વિરુદ્ધ દિશામાં હોવાથી એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે,પરિણામે તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય થાય છે.

(B) જો અણુ પાસે ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ હોય તો તે ધ્રુવીય છે.
$BF_3$ નો આકાર ત્રિકોણીય સમતલીય છે,તેથી તેની ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ $0$ છે.
$CO_2$ નો આકાર રેખીય છે,તેથી તેની ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ $0$ છે.
$CH_4$ નો આકાર સમચતુષ્ફલકીય છે,તેથી તેની ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ $0$ છે.
$C_2H_5F$ (ફ્લોરોઈથેન) માં $C$ અને $F$ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે અસમપ્રમાણ બંધારણ હોય છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ મળે છે.
તેથી,$C_2H_5F$ ધ્રુવીય છે.

(B) અણુની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા તેના ભૂમિતિ અને બંધની ધ્રુવીયતા પર આધાર રાખે છે.
$CO_2$ રેખીય ભૂમિતિ $(O=C=O)$ ધરાવે છે. બે $C=O$ બંધની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા સમાન મૂલ્યની અને વિરુદ્ધ દિશામાં હોવાથી એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે. તેથી,કુલ દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0$ થાય છે.
$ClO_2$,$NO_2$ અને $SO_2$ વળેલા (bent) અણુઓ છે અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી તેમની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય હોતી નથી.

(C) ડાયપોલ મોમેન્ટ $(\mu)$ એ બંધની ધ્રુવીયતા અને આણ્વિય ભૂમિતિ પર આધાર રાખે છે.
$trans-2-butene$ એ સંમિતિને કારણે અધ્રુવીય અણુ છે,તેથી $\mu = 0 \ D$.
$1,3-dimethylbenzene$ $(m-xylene)$ માં બેન્ઝીન રિંગ પર બે મિથાઈલ ગ્રુપના સદિશ સરવાળાને કારણે શૂન્ય સિવાયની ડાયપોલ મોમેન્ટ હોય છે.
$acetophenone$ $(C_6H_5COCH_3)$ માં અત્યંત ધ્રુવીય કાર્બોનિલ ગ્રુપ $(C=O)$ હોય છે,જે નોંધપાત્ર ડાયપોલ મોમેન્ટ આપે છે.
$ethanol$ $(C_2H_5OH)$ માં ધ્રુવીય $O-H$ બંધ હોય છે,પરંતુ તેની ડાયપોલ મોમેન્ટ વિશિષ્ટ ઇલેક્ટ્રોનિક વિતરણને કારણે $acetophenone$ કરતા ઓછી હોય છે.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,આપેલા વિકલ્પોમાં $acetophenone$ સૌથી વધુ ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે.

(A) ટકાવાર આયનીય લાક્ષણિકતા નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$\text{ટકાવાર આયનીય લાક્ષણિકતા} = \left( \frac{\text{પ્રાયોગિક દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા}}{\text{સૈદ્ધાંતિક દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા}} \right) \times 100$
આપેલ છે:
$\text{પ્રાયોગિક દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા} = 1.03 \, D$
$\text{સૈદ્ધાંતિક દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા} = 6.12 \, D$
કિંમતો મૂકતા:
$\text{ટકાવાર આયનીય લાક્ષણિકતા} = \left( \frac{1.03}{6.12} \right) \times 100 \approx 16.83\% \approx 17\%$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) જો અણુનો ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા (net dipole moment) શૂન્ય ન હોય,તો તે અણુ ધ્રુવીય હોય છે.
$IF_7$ નો આકાર પેન્ટાગોનલ બાયપિરામિડલ છે અને તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે.
$SF_6$ નો આકાર અષ્ટફલકીય (octahedral) છે અને તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે.
$PCl_5$ નો આકાર ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે અને તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે.
$PCl_3$ માં ફોસ્ફરસ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોવાને કારણે તેનો આકાર ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ છે,જેના પરિણામે તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા શૂન્ય હોતી નથી.
તેથી,$PCl_3$ એ ધ્રુવીય અણુ છે.

(D) $PCl_3Br_2$ અણુ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.
અણુની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય હોવા માટે,તે અધ્રુવીય હોવું જોઈએ,જેનો અર્થ છે કે વ્યક્તિગત બંધ દ્વિધ્રુવો એકબીજાને નાબૂદ કરવા જોઈએ.
બંધારણ $I$ માં,બે $Br$ પરમાણુઓ અક્ષીય સ્થાનો પર છે અને ત્રણ $Cl$ પરમાણુઓ વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર છે. અક્ષીય $P-Br$ બંધો એકબીજાને નાબૂદ કરે છે અને ત્રણ વિષુવવૃત્તીય $P-Cl$ બંધો એકબીજા સાથે $120^{\circ}$ ના ખૂણે ગોઠવાયેલા છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય થાય છે.
બંધારણ $II$ અને $III$ માં,$Cl$ અને $Br$ પરમાણુઓની ગોઠવણી એવી છે કે બંધ દ્વિધ્રુવો એકબીજાને નાબૂદ કરતા નથી,જેના પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય હોતી નથી.
તેથી,ફક્ત બંધારણ $I$ ની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય છે.

(D) અણુની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા તેના ભૌમિતિક આકાર અને બંધિત પરમાણુઓ વચ્ચેના વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
$1$. $BCl_3$ એ સમતલીય ત્રિકોણીય અણુ છે,જેની સંરચના સંમિત હોવાથી તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે.
$2$. $PCl_5$ એ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ અણુ છે,જેની સંરચના સંમિત હોવાથી તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે.
$3$. $NH_3$ નો આકાર પિરામિડલ છે અને નાઈટ્રોજન પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. તેની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા આશરે $1.47 \ D$ છે.
$4$. $H_2O$ નો આકાર કોણીય (bent) છે. બે $O-H$ બંધની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા અને ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો એકબીજાને મદદરૂપ થાય છે,જેના પરિણામે તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા આશરે $1.85 \ D$ જેટલી ઊંચી મળે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $H_2O$ ની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા સૌથી વધુ છે.

(D) ધ્રુવીયતા નક્કી કરવા માટે,આપણે આણ્વિય ભૂમિતિ અને ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા (net dipole moment) જોઈએ છીએ.
$I_3^{-}$ રેખીય છે અને તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે.
$CO_3^{2-}$ ત્રિકોણીય સમતલીય છે અને તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે.
$XeF_4$ ચોરસ સમતલીય છે અને તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે.
$PH_3$ માં ફોસ્ફરસ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોવાને કારણે તેની ભૂમિતિ પિરામિડલ છે,જેના પરિણામે તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા શૂન્ય હોતી નથી.
તેથી,$PH_3$ એક ધ્રુવીય અણુ છે.

(D) $100 \%$ આયનીય બંધ માટે સૈદ્ધાંતિક ડાયપોલ મોમેન્ટ $(\mu_{Cal})$ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે: $\mu_{Cal} = q \times d = (1.6 \times 10^{-19} \ C) \times (2 \times 10^{-10} \ m) = 3.2 \times 10^{-29} \ C \cdot m$.
આયનીય ગુણધર્મની ટકાવારી: $\% \text{ ionic character} = (\mu_{exp} / \mu_{Cal}) \times 100 = (5.12 \times 10^{-30} / 3.2 \times 10^{-29}) \times 100 = 16 \%$.
સહસંયોજક ગુણધર્મની ટકાવારી: $\% \text{ covalent character} = 100 - 16 = 84 \%$.

(C) જો અણુના વ્યક્તિગત બંધ ડાયપોલનો સદિશ સરવાળો શૂન્ય ન હોય,તો ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય નથી.
$(i)$ $p$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન: બે $C-Cl$ બંધ વિરુદ્ધ દિશામાં છે,તેથી તેમની ડાયપોલ મોમેન્ટ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે. $\mu = 0$.
(ii) $p$-ડાયમિથોક્સીબેન્ઝીન: $-OCH_3$ સમૂહોના પરિભ્રમણને કારણે,અણુ એવા સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવી શકે છે જ્યાં ડાયપોલ મોમેન્ટ એકબીજાને નાબૂદ કરતી નથી. તેથી,$\mu \neq 0$.
(iii) $p$-ડાયહાઈડ્રોક્સીબેન્ઝીન (હાઈડ્રોક્વિનોન): $p$-ડાયમિથોક્સીબેન્ઝીનની જેમ,$-OH$ સમૂહોના પરિભ્રમણને કારણે ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય હોતી નથી. $\mu \neq 0$.
(iv) $SF_4$: તેનો આકાર સી-સો (see-saw) છે અને સલ્ફર પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. અણુ અસમપ્રમાણ હોવાથી,ડાયપોલ મોમેન્ટ એકબીજાને નાબૂદ કરતી નથી. $\mu \neq 0$.
તેથી,સ્પીસીઝ (ii),(iii) અને (iv) ની ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય નથી.

(C) અણુની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા એ સદિશ રાશિ છે. અણુની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા શૂન્ય થવા માટે,અણુની સંમિતિને કારણે વ્યક્તિગત બંધ દ્વિધ્રુવો એકબીજાને નાબૂદ કરવા જોઈએ.
$trans-1, 2-$ ડાયક્લોરોઇથિલીનમાં,બે $C-Cl$ બંધો એકબીજાથી $180^{\circ}$ ના ખૂણે વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
$Cl$ ની વિદ્યુતઋણતા $C$ કરતા વધારે હોવાથી,બંધ દ્વિધ્રુવો $Cl$ પરમાણુઓ તરફ નિર્દેશ કરે છે.
અણુ કેન્દ્ર-સંમિત હોવાથી,આ બે સમાન અને વિરુદ્ધ બંધ દ્વિધ્રુવો એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $\mu = 0$ મળે છે.

(A) દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $(\mu)$ એ વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત અને બંધ લંબાઈ બંને પર આધાર રાખે છે।
મિથાઈલ હેલાઈડ્સ $(CH_3X)$ માટે, વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $F > Cl > Br > I$ છે।
જોકે, બંધ લંબાઈનો ક્રમ $C-F < C-Cl < C-Br < C-I$ છે।
$CH_3Cl$ માં, $C-F$ ની સરખામણીમાં $C-Cl$ ની વધુ બંધ લંબાઈની અસર $F$ ની વધુ વિદ્યુતઋણતા કરતા વધારે હોય છે।
તેથી, દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રાનો ક્રમ $CH_3Cl > CH_3F > CH_3Br$ છે।

(B) $100 \%$ આયનીય લાક્ષણિકતા માટે સૈદ્ધાંતિક ડાયપોલ મોમેન્ટ $(\mu_{calc})$ ની ગણતરી $\mu = q \times d$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે।
આપેલ છે કે $q = 4.8 \times 10^{-10} \ esu$ (ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર) અને $d = 187.5 \ pm = 187.5 \times 10^{-10} \ cm$.
$\mu_{calc} = 4.8 \times 10^{-10} \ esu \times 187.5 \times 10^{-10} \ cm = 900 \times 10^{-20} \ esu \ cm = 9 \times 10^{-18} \ esu \ cm = 9 \ D$.
આપેલ અવલોકિત ડાયપોલ મોમેન્ટ $\mu_{obs} = 0.63 \ D$.
ટકાવારી આયનીય લાક્ષણિકતા $= (\mu_{obs} / \mu_{calc}) \times 100$.
ટકાવારી આયનીય લાક્ષણિકતા $= (0.63 / 9) \times 100 = 7 \%$.

(A) ડાયપોલ મોમેન્ટ $(\mu)$ એ વીજભારના મૂલ્ય $(q)$ અને તેમની વચ્ચેના અંતર $(d)$ નો ગુણાકાર છે,જે $\mu = q \times d$ સૂત્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
જોકે ફ્લોરિન એ ક્લોરિન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,પરંતુ $C-Cl$ બંધની લંબાઈ $C-F$ બંધની લંબાઈ કરતા ઘણી વધારે છે.
$CH_3Cl$ માં આ વધારે બંધ લંબાઈ,$CH_3F$ માં ફ્લોરિનની વધુ વિદ્યુતઋણતા કરતા પ્રભાવી છે,જેના પરિણામે $CH_3Cl$ ની ડાયપોલ મોમેન્ટ વધુ હોય છે.
તેથી,ડાયપોલ મોમેન્ટનો સાચો ઘટતો ક્રમ $CH_3Cl > CH_3F > CH_3Br > CH_3I$ છે.

(D) વાયુનું ક્રાંતિક તાપમાન આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોના મૂલ્ય પર આધાર રાખે છે.
$H_2O$ એ નોંધપાત્ર દ્વિ-ધ્રુવ ચાકમાત્રા ધરાવતો ધ્રુવીય અણુ છે,જે મજબૂત આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન તરફ દોરી જાય છે.
તેની સરખામણીમાં,$O_2$ એ માત્ર નબળા લંડન ડિસ્પર્શન બળો ધરાવતો અધ્રુવીય અણુ છે.
$H_2O$ માં મજબૂત આંતરઆણ્વીય બળોને કારણે $O_2$ ની તુલનામાં તેનું ક્રાંતિક તાપમાન ઊંચું હોય છે.

(D) સહસંયોજક બંધની ધ્રુવીયતા બે બંધિત પરમાણુઓ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે. વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત જેટલો વધારે,બંધની ધ્રુવીયતા તેટલી વધારે. સંબંધિત પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણતાના મૂલ્યો છે: $C = 2.55$,$O = 3.44$,$Br = 2.96$,$S = 2.58$,અને $F = 3.98$. વિદ્યુતઋણતાના તફાવત નીચે મુજબ છે:
$C-O: |3.44 - 2.55| = 0.89$
$C-Br: |2.96 - 2.55| = 0.41$
$C-S: |2.58 - 2.55| = 0.03$
$C-F: |3.98 - 2.55| = 1.43$
$C-F$ બંધ માટે તફાવત સૌથી વધુ હોવાથી,તે સૌથી વધુ ધ્રુવીય બંધ છે.

(A) $1$. $BF_3$ એ ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ ધરાવતો સમતલીય અણુ છે. ત્રણ $B-F$ બંધની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $0 \ D$ થાય છે.
$2$. $NH_3$ અને $NF_3$ બંને પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે અને નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$3$. $NH_3$ માં,$N-H$ બંધની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની દિશા સમાન હોય છે,જે એકબીજામાં ઉમેરાઈને ઊંચું મૂલ્ય $(1.46 \ D)$ આપે છે.
$4$. $NF_3$ માં,$N-F$ બંધની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે,જે આંશિક રીતે નાબૂદ થાય છે,પરિણામે નીચું મૂલ્ય $(0.24 \ D)$ મળે છે.
$5$. તેથી,દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રાનો સાચો ક્રમ $BF_3 (0 \ D) < NF_3 (0.24 \ D) < NH_3 (1.46 \ D)$ છે.

(B) આયોડિન $(I)$ ની વિદ્યુતઋણતા $(2.66)$ ક્લોરિન ($Cl$,$3.16$) કરતા ઓછી છે.
વિદ્યુતઋણતામાં આ તફાવતને કારણે,$I-Cl$ બંધમાં રહેલી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વધુ વિદ્યુતઋણીય ક્લોરિન પરમાણુ તરફ આકર્ષાય છે.
આના પરિણામે ક્લોરિન પરમાણુ પર આંશિક ઋણ વીજભાર $(\delta-)$ અને આયોડિન પરમાણુ પર આંશિક ધન વીજભાર $(\delta+)$ ઉદ્ભવે છે.
તેથી,વીજભાર વિતરણ $I^{\delta+}Cl^{\delta-}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(C) $BF_3$ અને $B_2H_6$ અધ્રુવીય અણુઓ છે અને તેમની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0 \ D$ છે.
$NF_3$ માં,અત્યંત વિદ્યુતઋણ $F$ પરમાણુઓ $N$ પરમાણુથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાને દૂર ખેંચે છે,જેથી ત્રણ $N-F$ બંધોની પરિણામી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $N$ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રાની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે.
$NH_3$ માં,ત્રણ $N-H$ બંધોની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $N$ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રાની સમાન દિશામાં હોય છે.
તેથી,$NH_3$ માં બંધ ચાકમાત્રાઓનો સરવાળો થાય છે,જેના પરિણામે આપેલા વિકલ્પોમાં તેની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા સૌથી વધુ હોય છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે મોટા અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોન નબળા રીતે જોડાયેલા હોય છે,જેનાથી તેમની ધ્રુવીભવનક્ષમતા વધે છે.
કારણ ખોટું છે કારણ કે ધ્રુવીભવનક્ષમતા એ તમામ અણુઓનો ગુણધર્મ છે,પછી ભલે તેઓ કાયમી દ્વિધ્રુવી ચાકમાત્રા ધરાવતા હોય કે ન હોય.
અધ્રુવીય અણુઓ (જેમ કે $H_2$,$O_2$,અથવા $CH_4$) પણ પ્રેરિત દ્વિધ્રુવોને કારણે ધ્રુવીભવનક્ષમતા દર્શાવે છે.

(B) $BF_3$ ની રચના સમતલીય ત્રિકોણીય છે જેમાં બંધકોણ $120^{\circ}$ હોય છે.
તેની સંમિત ભૂમિતિને કારણે,બે $B-F$ બંધોની પરિણામી ડાયપોલ મોમેન્ટ ત્રીજા $B-F$ બંધની ડાયપોલ મોમેન્ટ જેટલી અને વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે.
તેથી,$BF_3$ અણુની ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ શૂન્ય થાય છે.