Hybridisation Questions in Gujarati

(A) $CO_2$ એ $sp$ સંકરણ ધરાવતું રેખીય બંધારણ છે.
$HgCl_2$ $(Cl-Hg-Cl)$ અને $C_2H_2$ $(H-C\equiv C-H)$ પણ $sp$ સંકરણને કારણે રેખીય બંધારણ ધરાવે છે.
તેથી,$CO_2$ એ $HgCl_2$ અને $C_2H_2$ સાથે સામ્યતા ધરાવે છે.

(D) $C-H$ બંધ ઉર્જા કાર્બન પરમાણુના સંકરણ પર આધાર રાખે છે.
ઈથેન $(C_2H_6)$ માં,કાર્બન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે ($25\% \ s$-લક્ષણ).
ઈથિલીન $(C_2H_4)$ માં,કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે ($33.3\% \ s$-લક્ષણ).
એસિટિલીન $(C_2H_2)$ માં,કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે ($50\% \ s$-લક્ષણ).
જેમ $s$-લક્ષણ વધે છે,તેમ કાર્બન પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા વધે છે,જે બંધનકર્તા ઈલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિયસની નજીક ખેંચે છે,પરિણામે $C-H$ બંધ ટૂંકો અને મજબૂત બને છે.
તેથી,$C-H$ બંધ ઉર્જા એસિટિલીનમાં સૌથી વધુ હોય છે.

(D) $sp^2$ સંકરણમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ ત્રણ સંકર કક્ષકો બનાવે છે જે સમબાજુ ત્રિકોણના ખૂણાઓ તરફ નિર્દેશિત હોય છે.
આ ગોઠવણીને કારણે કક્ષકો વચ્ચે $120^{\circ}$ નો બંધકોણ જોવા મળે છે.
તેથી,$sp^2$ સંકરણ ધરાવતા અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ન હોય તેવા અણુનો આકાર ત્રિકોણીય સમતલીય હોય છે.

(A) $sp^3$ સંકરણમાં,એક $s$ કક્ષક અને ત્રણ $p$ કક્ષકો મિશ્ર થઈને ચાર સમાન $sp^3$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે.
કુલ $4$ કક્ષકો સંકળાયેલી હોવાથી,દરેક સંકર કક્ષકમાં $s$ કક્ષકનો ફાળો $1/4$ હોય છે.
તેથી,દરેક $sp^3$ સંકર કક્ષક $1/4$ $s-$લક્ષણ ધરાવે છે.

(D) $sp^3d$ સંકરણમાં એક $s$,ત્રણ $p$ અને એક $d$ કક્ષકનું મિશ્રણ થાય છે.
આના પરિણામે એક એવી ભૂમિતિ મળે છે જેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પાંચ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો દ્વારા $Trigonal bipyramidal$ (ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ) બંધારણમાં ગોઠવાયેલ હોય છે.

(D) સાચો જવાબ છે કારણ કે $dsp^3$ સંકરણ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિમાં પરિણમે છે.
આ ભૂમિતિમાં,બંધકોણ $120^o$ (વિષુવવૃત્તીય) અને $90^o$ (અક્ષીય) હોય છે,બધા $90^o$ પર હોતા નથી.

(A) $CO_2$ નું બંધારણ $O=C=O$ છે.
આ અણુમાં,કાર્બન પરમાણુ બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે બે દ્વિબંધ બનાવે છે.
સ્ટેરિક નંબરના નિયમ મુજબ,સ્ટેરિક નંબર એ મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના સિગ્મા બંધો અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોનો સરવાળો છે.
$CO_2$ માં કાર્બન માટે,$2$ સિગ્મા બંધ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જેનો સ્ટેરિક નંબર $2$ થાય છે.
$2$ સ્ટેરિક નંબર $sp$ સંકરણ સૂચવે છે.

(B) $XeF_2$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $2$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $2 \text{ (બંધકારક)} + 3 \text{ (અબંધકારક)} = 5$.
$5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ માટે,સંકરણ $sp^3d$ છે અને ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ છે.

(A) દરેક સંકરણ સાથે સંકળાયેલ ભૂમિતિ નીચે મુજબ છે:
$A. sp$ સંકરણ રેખીય ભૂમિતિ આપે છે.
$B. sp^2$ સંકરણ ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ આપે છે.
$C. sp^3$ સંકરણ ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ આપે છે,જે અસમતલીય (non-planar) છે.
$D. dsp^2$ સંકરણ ચોરસ સમતલીય ભૂમિતિ આપે છે.
તેથી,$sp^3$ સંકરણને કારણે નોન-પ્લેનર ઓર્બિટલ્સ મળે છે.

(B) $sp^3d^2$ સંકરણમાં $1$ $s$,$3$ $p$ અને $2$ $d$ કક્ષકોનું મિશ્રણ થઈને $6$ સમાન $sp^3d^2$ સંકર કક્ષકો બને છે.
આ $6$ કક્ષકો અષ્ટફલકના ખૂણાઓ તરફ નિર્દેશિત હોય છે.
તેઓ એકબીજા સાથે $90^{\circ}$ ના ખૂણે ગોઠવાયેલી હોય છે,જેના પરિણામે અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ પ્રાપ્ત થાય છે.

(C) $OF_2$ અણુમાં,મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ બે ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને તેની પાસે બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
સ્ટેરિક નંબર માટેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $SN = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,જ્યાં $V = 6$ ($O$ ના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન),$M = 2$ (એકસંયોજક પરમાણુ $F$),$C = 0$,અને $A = 0$.
$SN = \frac{1}{2} (6 + 2) = 4$.
$4$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.

(A) $sp^3$ સંકરણમાં,એક $s$ કક્ષક અને ત્રણ $p$ કક્ષકો મિશ્ર થઈને ચાર સમાન $sp^3$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે.
સંકળાયેલી કક્ષકોની કુલ સંખ્યા $1 + 3 = 4$ છે.
$s-$ગુણધર્મનો અંશ $\frac{1}{4} = 0.25$ છે.
તેથી,$s-$ગુણધર્મની ટકાવારી $0.25 \times 100 = 25\%$ છે.
સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) $sp$ સંકરણ માટે બંધકોણ મહત્તમ હોય છે.
$sp$ સંકરણમાં,બે સંકર કક્ષકો $180^\circ$ ના બંધકોણ સાથે રેખીય રીતે ગોઠવાયેલી હોય છે.
$sp^2$ સંકરણમાં,બંધકોણ $120^\circ$ હોય છે.
$sp^3$ સંકરણમાં,બંધકોણ આશરે $109.5^\circ$ હોય છે.
$dsp^2$ સંકરણમાં,બંધકોણ $90^\circ$ હોય છે.

(C) $C-H$ બંધ લંબાઈ કાર્બન પરમાણુના સંકરણ પર આધાર રાખે છે.
જેમ સંકર કક્ષકમાં $s$-લક્ષણ વધે છે,તેમ બંધ લંબાઈ ઘટે છે.
$C_2H_2$ ($sp$ સંકરણ,$50\% \ s$-લક્ષણ),$C_2H_4$ ($sp^2$ સંકરણ,$33.3\% \ s$-લક્ષણ),અને $C_6H_6$ ($sp^2$ સંકરણ) માં $C-H$ બંધ ટૂંકા હોય છે.
$C_2H_4Br_2$ ($1$,$2$-ડાયબ્રોમોઈથેન) માં,કાર્બન પરમાણુઓ $sp^3$ સંકરિત ($25\% \ s$-લક્ષણ) છે.
$sp^3$ સંકરિત કાર્બનમાં $s$-લક્ષણ સૌથી ઓછું હોવાથી,$C-H$ બંધ સૌથી લાંબો હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) $CH_2Cl-CH_2Cl$ ($1,2$-ડાયક્લોરોઈથેન) માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ બે હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ,એક ક્લોરિન પરમાણુ અને બીજા એક કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ $4$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી સ્ટેરિક નંબર $4$ છે.
$4$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $4 \text{ (બંધકારક યુગ્મ)} + 2 \text{ (અબંધકારક યુગ્મ)} = 6$.
તેથી,સંકરણ $sp^{3}d^{2}$ છે અને તેનો આકાર સમતલીય ચોરસ છે.

(B) $HCHO$ (ફોર્માલ્ડિહાઈડ) માં,કાર્બન પરમાણુ બે હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે એકલ બંધ દ્વારા અને એક ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે દ્વિબંધ દ્વારા જોડાયેલ છે.
કાર્બન પરમાણુનો સ્ટેરિક નંબર આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $\text{Steric Number} = \text{સિગ્મા બંધની સંખ્યા} + \text{અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા} = 3 + 0 = 3$.
$3$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(D) સાચો જવાબ છે.
$NH_3$ (એમોનિયા) માં,મધ્યસ્થ $N$ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$CH_4$ (મિથેન) માં,મધ્યસ્થ $C$ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$H_2O$ (પાણી) માં,મધ્યસ્થ $O$ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$CO_2$ (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) માં,મધ્યસ્થ $C$ પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે કારણ કે તે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે બે દ્વિબંધ બનાવે છે.

(A) સંકરણ એ સમાન ઉર્જા ધરાવતી પરમાણ્વીય કક્ષકોના મિશ્રણની પ્રક્રિયા છે જેથી નવી સંકર કક્ષકો બને છે. આ સંકર કક્ષકો વધુ સ્થાયી હોય છે અને જે શુદ્ધ પરમાણ્વીય કક્ષકોમાંથી તે બને છે તેની સરખામણીમાં ઓછી ઉર્જા ધરાવે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) $CCl_4$ એ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં પરિણમે છે.
નિયમિત સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં,બંધકોણ આશરે $109.5^o$ હોય છે,જેને સામાન્ય રીતે $109^o$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(C) $NH_3$ અણુમાં,મધ્યસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $3$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે $3$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા (સ્ટેરિક નંબર) $3 + 1 = 4$ છે.
$4$ ના સ્ટેરિક નંબર માટે,સંકરણ $sp^3$ છે.

(B) ઈથીન $(CH_2=CH_2)$ માં બે કાર્બન પરમાણુઓ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
$sp^2$ સંકરણ ધરાવતી પ્રણાલીમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુની આસપાસનો આકાર સમતલીય ત્રિકોણીય હોય છે.
આ આકાર સાથે સંકળાયેલ બંધકોણ $120^o$ છે.

(D) મિથેન $(CH_4)$ માં,મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$sp^3$ સંકરણને કારણે,અણુ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં બંધકોણ $109.5^o$ હોય છે.

(B) ત્રણ સમાન $sp^2$ સંકર કક્ષકો ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિમાં ગોઠવાય છે.
આ ગોઠવણીમાં,કાર્બન ન્યુક્લિયસ સમબાજુ ત્રિકોણના કેન્દ્રમાં હોય છે અને ત્રણ $sp^2$ કક્ષકો ત્રિકોણના ખૂણાઓ તરફ નિર્દેશ કરે છે.
તેથી,કોઈપણ બે $sp^2$ કક્ષકો વચ્ચેનો બંધકોણ $120^{\circ}$ હોય છે.

(C) સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Steric Number} = \text{સિગ્મા બંધની સંખ્યા} + \text{અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા}$.
$H_3C^{+}$ માટે,કાર્બન પરમાણુ $3$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને તેની પાસે $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. $\text{Steric Number} = 3 + 0 = 3$,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
$NH_3$,$PH_3$ અને $SbH_3$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુઓ $3$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા છે અને તેમની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. $\text{Steric Number} = 3 + 1 = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.

(A) હીરો પૃથ્વી પરનું સૌથી સખત પદાર્થ છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય ચાર કાર્બન પરમાણુઓથી ઘેરાયેલો હોય છે,જે નિયમિત ચતુષ્ફલકના ખૂણાઓ પર આવેલા હોય છે.
સંયોજકતા બંધ દરેક કાર્બન પરમાણુને અન્ય ચાર સાથે જોડે છે.
હીરામાં કાર્બન પરમાણુઓ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જે ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં પરિણમે છે.

(B) મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ નીચેના સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે: $\text{Steric Number} = (\text{બંધિત પરમાણુઓની સંખ્યા}) + (\text{અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા})$.
$BeF_2$ માટે: $\text{Steric Number} = 2 + 0 = 2$ ($sp$ સંકરણ).
$BCl_3$ માટે: $\text{Steric Number} = 3 + 0 = 3$ ($sp^2$ સંકરણ).
$C_2H_2$ માટે: કાર્બન પરમાણુઓનો સ્ટેરિક નંબર $2$ છે ($sp$ સંકરણ).
$NH_3$ માટે: $\text{Steric Number} = 3 + 1 = 4$ ($sp^3$ સંકરણ).
આમ,$sp^2$ સંકરણ ધરાવતો અણુ $BCl_3$ છે.

(B) $sp$ સંકૃત કક્ષકમાં,એક $s$ કક્ષક અને એક $p$ કક્ષક જોડાઈને બે $sp$ સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે.
તેથી,$s-$ગુણધર્મ $\frac{1}{1+1} = \frac{1}{2}$ અથવા $50 \,\%$ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
$s-$કક્ષકો ઇલેક્ટ્રોનને કેન્દ્રની નજીક રાખે છે,તેથી $50 \,\%\, s-$ગુણધર્મ ધરાવતી સંકૃત કક્ષક ઇલેક્ટ્રોનને વધુ મજબૂતીથી જકડી રાખે છે.

(B) $CH_3COCl$ માં કાર્બોનિલ કાર્બન ત્રણ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે (એક $CH_3$ સમૂહ,એક $O$ પરમાણુ દ્વિબંધ દ્વારા,અને એક $Cl$ પરમાણુ).
તેમાં $3$ સિગ્મા બંધ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
સ્ટેરિક નંબર $3 + 0 = 3$ છે.
તેથી,કાર્બોનિલ કાર્બનનું સંકરણ $sp^2$ છે.

(C) $sp$ માં $s-$ગુણધર્મ $= \frac{1}{2} \times 100 = 50\%$
$sp^2$ માં $s-$ગુણધર્મ $= \frac{1}{3} \times 100 = 33.3\%$
$sp^3$ માં $s-$ગુણધર્મ $= \frac{1}{4} \times 100 = 25\%$
તેથી,મહત્તમ $s-$ગુણધર્મ $sp-$સંકરણમાં જોવા મળે છે.

(B) $PCl_5$ માં મધ્યસ્થ ફોસ્ફરસ પરમાણુ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તે $5$ ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $5$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
તેથી,જરૂરી સંકર કક્ષકોની સંખ્યા $5$ છે.
આ $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.

(B) $Hybridisation$ (સંકરણ) એ થોડી અલગ ઉર્જા ધરાવતી પરમાણ્વીય કક્ષકોના મિશ્રણની પ્રક્રિયા છે,જેનાથી તેમની ઉર્જાનું પુનઃવિતરણ થાય છે અને સમાન ઉર્જા અને આકાર ધરાવતી નવી કક્ષકોનો સમૂહ રચાય છે,જેને $hybrid \text{ orbitals}$ (સંકર કક્ષકો) કહેવામાં આવે છે.

(C) $sp^3$ સંકર કક્ષકનો બંધકોણ $109.5^o$ છે.
$sp^2$ સંકર કક્ષકનો બંધકોણ $120^o$ છે.
$sp$ સંકર કક્ષકનો બંધકોણ $180^o$ છે.
$sp$ કક્ષકમાં $50\%$ $s$-લક્ષણ,$sp^2$ માં $33.33\%$ $s$-લક્ષણ અને $sp^3$ માં $25\%$ $s$-લક્ષણ હોય છે.
જેમ $s$-લક્ષણ વધે છે,તેમ બંધકોણ વધે છે.
તેથી,$120^o$ ના ખૂણે બંધ બનાવતી સંકર કક્ષક $sp^2$ છે.

(A) જેમ $p-$કેરેક્ટર વધે છે,તેમ બંધકોણ ઘટે છે.
$sp$ સંકરણ માટે,$p-$કેરેક્ટર $\frac{1}{2}$ $(50\%)$ છે અને બંધકોણ $180^{\circ}$ છે.
$sp^2$ સંકરણ માટે,$p-$કેરેક્ટર $\frac{2}{3}$ $(\approx 66.7\%)$ છે અને બંધકોણ $120^{\circ}$ છે.
$sp^3$ સંકરણ માટે,$p-$કેરેક્ટર $\frac{3}{4}$ $(75\%)$ છે અને બંધકોણ $109.5^{\circ}$ છે.
આમ,જેમ $p-$કેરેક્ટર વધે છે,તેમ બંધકોણ ઘટે છે.

(A) $sp^3$ સંકરણમાં એક $s$ અને ત્રણ $p$ કક્ષકોનું મિશ્રણ થઈને ચાર સમાન $sp^3$ સંકર કક્ષકો બને છે.
ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે આ કક્ષકો નિયમિત સમચતુષ્ફલકના ખૂણાઓ તરફ ગોઠવાય છે.
તેથી,$sp^3$ સંકરણ ધરાવતા અણુનો આકાર સમચતુષ્ફલકીય હોય છે.

(A) $SF_6$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ એ $sp^3d^2$ સંકરણ અનુભવે છે.
સલ્ફર પરમાણુની આસપાસ $6$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,તેનો આકાર અષ્ટફલકીય હોય છે.

(B) સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા ગણીએ છીએ: $\text{સંકર કક્ષકોની સંખ્યા} = \text{સિગ્મા બંધની સંખ્યા} + \text{અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા}$.
$BeCl_2$ માં,$Be$ પાસે $2$ સિગ્મા બંધ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,તેથી તે $sp$ સંકરણ ધરાવે છે.
$BCl_3$ માં,$B$ પાસે $3$ સિગ્મા બંધ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,તેથી તે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
$CCl_4$ માં,$C$ પાસે $4$ સિગ્મા બંધ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,તેથી તે $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેથી,સંકર કક્ષકો અનુક્રમે $sp$,$sp^2$ અને $sp^3$ છે.

(D) $CCl_4$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ કાર્બન $(C)$ છે.
કાર્બન પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
દરેક ક્લોરિન $(Cl)$ પરમાણુ કાર્બન સાથે એકલ બંધ બનાવે છે,જે બંધ બનાવવા માટે $4$ ઇલેક્ટ્રોન આપે છે.
મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની કુલ સંખ્યા આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $\frac{1}{2} \times (V + M - C + A)$,જ્યાં $V=4$ ($C$ ના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન),$M=4$ (એકસંયોજક પરમાણુઓ),$C=0$ (ધન આયન વીજભાર),અને $A=0$ (ઋણ આયન વીજભાર).
ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા = $\frac{1}{2} \times (4 + 4) = 4$.
અહીં $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો હોવાથી,સંકરણ $sp^3$ છે,જે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ દર્શાવે છે.

(D) $NH_4^+$ આયનમાં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$sp^3$ સંકરણને કારણે,$NH_4^+$ આયનનો આકાર સમચતુષ્ફલકીય હોય છે.
તેથી,$4$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમચતુષ્ફલકના ખૂણા પર સ્થિત હોય છે.

(B) $sp^2$ સંકરિત પરમાણ્વીય કક્ષક $1$ $s$ કક્ષક અને $2$ $p$ કક્ષકોના મિશ્રણથી બને છે.
$sp^2$ સંકરિત પરમાણુ સામાન્ય રીતે $3$ $\sigma$ બંધ બનાવે છે.
ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિને કારણે,આ કક્ષકો વચ્ચેનો બંધકોણ $120^o$ હોય છે.

(C) બંધકોણ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંકરણ પર આધાર રાખે છે.
$sp^3$ સંકરણ માટે,બંધકોણ આશરે $109.5^o$ છે.
$sp^2$ સંકરણ માટે,બંધકોણ $120^o$ છે.
$sp$ સંકરણ માટે,બંધકોણ $180^o$ છે.
તેથી,બંધકોણનો વધતો ક્રમ $sp^3 < sp^2 < sp$ છે.

(B) $BF_3$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $B$ પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $3$ $F$ પરમાણુઓ સાથે $3$ એકલ બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મળે છે.
સ્ટેરિક નંબર $3 + 0 = 3$ છે,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
આ $3$ $sp^2$-સંકર કક્ષકો $120^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિમાં ગોઠવાયેલી હોય છે.

(A) $NH_4^+$ માં મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે.
નાઈટ્રોજન પરમાણુની આસપાસ $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,એમોનિયમ આયનનો આકાર સમચતુષ્ફલકીય હોય છે.

(D) $sp$ સંકરણમાં,એક $s$ કક્ષક અને એક $p$ કક્ષક મિશ્ર થઈને બે સમાન $sp$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે.
આ કક્ષકો અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે $180^{\circ}$ ના ખૂણે ગોઠવાયેલી હોય છે.
તેથી,પરિણામી આણ્વિય ભૂમિતિ રેખીય હોય છે.

(B) બંધકોણ કાર્બન પરમાણુની સંકરણ અવસ્થા પર આધાર રાખે છે.
$sp^3$ સંકરણ માટે,બંધકોણ $109.5^\circ$ છે.
$sp^2$ સંકરણ માટે,બંધકોણ $120^\circ$ છે.
$sp$ સંકરણ માટે,બંધકોણ $180^\circ$ છે.
તેથી,જેમ સંકરણ અવસ્થા $sp^3$ $\rightarrow sp^2$ $\rightarrow sp$ માં બદલાય છે,તેમ બંધકોણ ક્રમશઃ વધે છે.

(D) $Si(CH_3)_4$ માં,મધ્યસ્થ સિલિકોન પરમાણુ $4$ મિથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે.
મધ્યસ્થ $Si$ પરમાણુની આસપાસ $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,સ્ટેરિક નંબર $4+0 = 4$ થાય છે.
$4$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^3$ સંકરણ અને ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ સૂચવે છે.

(C) ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ માં,દરેક બોરોન પરમાણુ અન્ય ચાર પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે (બે ટર્મિનલ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અને બે બ્રિજિંગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ).
વેલેન્સ બોન્ડ થિયરી મુજબ,દરેક બોરોન પરમાણુ ચાર $sp^3$ સંકર કક્ષકો બનાવવા માટે $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે.
આ કક્ષકોનો ઉપયોગ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવા માટે થાય છે.

(A) $CH_2 = CH_2$ (ઈથીન) સમતલીય બંધારણ ધરાવે છે કારણ કે કાર્બન પરમાણુઓ $sp^2$-સંકરિત છે,જેના પરિણામે બંધકોણ આશરે $120^{\circ}$ હોય છે.
$(B)$ $HC \equiv CH$ (ઈથાઈન) $sp$-સંકરણને કારણે રેખીય છે.
$(C)$ $BeCl_2$ એ $sp$-સંકરણને કારણે રેખીય છે.
$(D)$ $CO_2$ એ $sp$-સંકરણને કારણે રેખીય છે.
તેથી,જે સંયોજન રેખીય બંધારણ ધરાવતું નથી તે $CH_2 = CH_2$ છે.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે,અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$1$. $NO_2^+$ માટે:
મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ $(V=5)$,$M=0$,$C=1$,$A=0$.
$\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 1 + 0] = 2$. સંકરણ $sp$ છે.
$2$. $SF_4$ માટે:
મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ $(V=6)$,$M=4$,$C=0$,$A=0$.
$\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [6 + 4 - 0 + 0] = 5$. સંકરણ $sp^3d$ છે.
$3$. $PF_6^-$ માટે:
મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ $(V=5)$,$M=6$,$C=0$,$A=1$.
$\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 6 - 0 + 1] = 6$. સંકરણ $sp^3d^2$ છે.
આમ,સાચો સંકરણ પ્રકાર $sp$,$sp^3d$,અને $sp^3d^2$ છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$PF_3$ માં,તે $3$ $P-F$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
સ્ટેરિક નંબરની ગણતરી આ મુજબ થાય છે: $\text{Steric Number} = \text{સિગ્મા બંધની સંખ્યા} + \text{અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા} = 3 + 1 = 4$.
$4$ સ્ટેરિક નંબર $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.