Hybridisation Questions in Gujarati

(N/A) વ્યાખ્યા: સમાન ઊર્જા ધરાવતી પરમાણુની એક $ns$ કક્ષક અને ત્રણ $np$ કક્ષકોના મિશ્રણથી સમાન આકાર અને ઊર્જા ધરાવતી ચાર સમતુલ્ય સંકર કક્ષકો બનવાની પ્રક્રિયાને $sp^{3}$ સંકરણ કહે છે. પરિણામી કક્ષકોને $sp^{3}$ સંકર કક્ષકો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
લાક્ષણિકતાઓ:
- દરેક $sp^{3}$ સંકર કક્ષકમાં $25\%$ $s$-લક્ષણ અને $75\%$ $p$-લક્ષણ હોય છે.
- ચાર $sp^{3}$ સંકર કક્ષકો નિયમિત ચતુષ્ફલકના ચાર ખૂણાઓ તરફ ગોઠવાયેલી હોય છે.
- કોઈપણ બે $sp^{3}$ સંકર કક્ષકો વચ્ચેનો બંધકોણ $109^{\circ} 28^{\prime}$ (અથવા $109.5^{\circ}$) હોય છે.
- આ કક્ષકો અન્ય પરમાણુઓની $s$,$p$ અથવા અન્ય સંકર કક્ષકો સાથે આંતર-પરમાણ્વીય અક્ષ પર અતિવ્યાપન કરીને સિગ્મા $(\sigma)$ બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ પ્રાપ્ત થાય છે.

(N/A) મિથેન $(CH_4)$ માં,કાર્બનની ધરા અવસ્થામાં ઇલેક્ટ્રોન રચના $[He] \ 2s^2 \ 2p^2$ છે. ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,$2s$ કક્ષકનો એક ઇલેક્ટ્રોન $2p_z$ કક્ષકમાં જાય છે. આ ઉત્તેજના માટે જરૂરી ઉર્જા બંધ નિર્માણ દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જા દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે.
કાર્બન ધરા અવસ્થા: $C: [He] \ 2s^2 \ 2p_x^1 \ 2p_y^1 \ 2p_z^0$
કાર્બન ઉત્તેજિત અવસ્થા: $C^*: [He] \ 2s^1 \ 2p_x^1 \ 2p_y^1 \ 2p_z^1$
ઉત્તેજિત કાર્બન પરમાણુની ચાર પરમાણ્વીય કક્ષકો $(2s, 2p_x, 2p_y, 2p_z)$ $sp^3$ સંકરણ પામીને ચાર સમાન $sp^3$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે.
આ ચાર $sp^3$ સંકર કક્ષકો સમચતુષ્ફલકીય આકારના ચાર ખૂણાઓ તરફ ગોઠવાય છે,જેની વચ્ચેનો ખૂણો $109.5^{\circ}$ હોય છે.
આ ચાર $sp^3$ સંકર કક્ષકોમાંથી દરેક હાઇડ્રોજન પરમાણુની $1s$ કક્ષક સાથે અક્ષીય રીતે અતિવ્યાપન કરીને ચાર $C-H$ સિગ્મા $(\sigma)$ બંધ બનાવે છે.
પરિણામે,$CH_4$ અણુ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે જેમાં $H-C-H$ બંધકોણ $109.5^{\circ}$ હોય છે.

(N/A) $CH_4$ માં,$C$ ની ધરા અવસ્થાની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[He] 2s^2 2p^2$ છે. $2s^2$ માંનો એક ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજિત થઈને ખાલી $2p$ કક્ષકમાં જાય છે,જેથી ઉત્તેજિત કાર્બન પરમાણુ $(C^*)$ બને છે. આ ઉત્તેજન માટે જરૂરી ઊર્જા બંધ નિર્માણ દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જા દ્વારા સરભર થાય છે.
આ ઉત્તેજિત કાર્બન પરમાણુમાં ચાર અર્ધ-ભરાયેલી કક્ષકો હોય છે. આ ચારેય અર્ધ-ભરાયેલી કક્ષકો $(2s, 2p_x, 2p_y, 2p_z)$ નું $sp^3$ સંકરણ થઈને ચાર $sp^3$ સંકૃત કક્ષકો બને છે.
આ ચાર $sp^3$ સંકૃત કક્ષકો સમચતુષ્ફલકીય દિકવિન્યાસમાં $109.5^{\circ}$ ના ખૂણે સમચતુષ્ફલકના ચાર ખૂણાઓ તરફ ગોઠવાયેલી હોય છે.
આ ચાર અર્ધ-ભરાયેલી સંકૃત કક્ષકો ચાર $H$ પરમાણુઓની અર્ધ-ભરાયેલી $1s$ કક્ષકો સાથે આંતર-કેન્દ્રિય ધરી પર સંમિશ્રણ પામીને ચાર $C-H$ $\sigma$ બંધ બનાવે છે.
પરિણામે,$CH_4$ માં ચારેય $C-H$ બંધ ત્રિ-પરિમાણીય અવકાશમાં સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં $109.5^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે ગોઠવાય છે. આમ,$CH_4$ નો આકાર સમચતુષ્ફલકીય છે.

(N/A) કાર્બન પરમાણુનું સંકરણ તેની સાથે જોડાયેલા સિગ્મા બંધોની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
$(a)$ $CH_3-CH_3$: બંને કાર્બન $4$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા છે,તેથી બંને $sp^3$ સંકરિત છે.
$(b)$ $CH_3-CH=CH_2$: છેડાનો $CH_2$ કાર્બન $3$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને દ્વિબંધ ધરાવે છે,તેથી તે $sp^2$ સંકરિત છે. મધ્યનો $CH$ કાર્બન પણ $3$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને દ્વિબંધ ધરાવે છે,તેથી તે $sp^2$ સંકરિત છે. $CH_3$ કાર્બન $4$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે $sp^3$ સંકરિત છે.
$(c)$ $CH_3-CH_2-OH$: બંને કાર્બન $4$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા છે,તેથી બંને $sp^3$ સંકરિત છે.
$(d)$ $CH_3-CHO$: કાર્બોનિલ કાર્બન $(C=O)$ $3$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે $sp^2$ સંકરિત છે. $CH_3$ કાર્બન $4$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે $sp^3$ સંકરિત છે.
$(e)$ $CH_3COOH$: કાર્બોક્સિલ કાર્બન $(C=O)$ $3$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે $sp^2$ સંકરિત છે. $CH_3$ કાર્બન $4$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે $sp^3$ સંકરિત છે.

(N/A) કાર્બનનું $sp^3$ સંકરણ: કાર્બનની ધરા અવસ્થા $[He] 2s^2 2p^2$ છે. $2s$ કક્ષકનો એક ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજિત થઈને ખાલી $2p$ કક્ષકમાં જાય છે,જેથી કાર્બન ઉત્તેજિત અવસ્થા $(C^*)$ પ્રાપ્ત કરે છે. $C^*$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[He] 2s^1 2p_x^1 2p_y^1 2p_z^1$ છે.
ઉત્તેજિત કાર્બનના ચાર અર્ધ-પૂર્ણ ભરાયેલી કક્ષકો $sp^3$ સંકરણ પામીને ચાર સમાન $sp^3$ સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે. આ કક્ષકો તેમની વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ન્યૂનતમ રહે તે માટે $109.5^{\circ}$ ના ખૂણે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં ગોઠવાય છે.
$C_2H_6$ માં બંધન: દરેક કાર્બન પરમાણુ તેની ચાર $sp^3$ સંકૃત કક્ષકોનો ઉપયોગ બંધ બનાવવા માટે કરે છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુની એક $sp^3$ કક્ષક અક્ષીય રીતે ઓવરલેપ થઈને $C-C$ સિગ્મા $(\sigma)$ બંધ બનાવે છે. બાકીની ત્રણ $sp^3$ સંકૃત કક્ષકો હાઇડ્રોજનના $1s$ કક્ષક સાથે અક્ષીય રીતે ઓવરલેપ થઈને છ $C-H$ સિગ્મા $(\sigma)$ બંધ બનાવે છે.
આમ,ઈથેન અણુમાં કુલ સાત સિગ્મા $(\sigma)$ બંધ ($1$ $C-C$ અને $6$ $C-H$) હોય છે અને દરેક કાર્બન પરમાણુની આસપાસ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ જોવા મળે છે.

(N/A) ઈથાઈન $(C_2H_2)$ માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp$ સંકરણ અનુભવે છે.
$1$. કાર્બનનું $sp$ સંકરણ:
ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,કાર્બન પરમાણુ પાસે એક $2s$ કક્ષક અને ત્રણ અર્ધ-પૂર્ણ $2p$ કક્ષકો $(2p_x, 2p_y, 2p_z)$ હોય છે. $2s$ અને $2p_z$ કક્ષકો $sp$ સંકરણ પામીને બે સમાન $sp$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે,જે $180^{\circ}$ ના ખૂણે રેખીય રીતે ગોઠવાયેલી હોય છે. અન્ય બે $2p$ કક્ષકો ($2p_x$ અને $2p_y$) અસંકરિત રહે છે અને $sp$ સંકર કક્ષકોની ધરીને લંબ હોય છે.
$2$. ઈથાઈનમાં બંધારણ:
- બે કાર્બન પરમાણુઓ એકબીજા સાથે $C-C$ સિગ્મા $(\sigma)$ બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે,જે દરેક કાર્બન પરમાણુની એક $sp$ સંકર કક્ષકના અક્ષીય અતિવ્યાપનથી બને છે.
- દરેક કાર્બન પરમાણુ પરની બાકીની $sp$ સંકર કક્ષક હાઈડ્રોજન પરમાણુની અર્ધ-પૂર્ણ $1s$ કક્ષક સાથે અક્ષીય અતિવ્યાપન કરીને $C-H$ $\sigma$ બંધ બનાવે છે.
- દરેક કાર્બન પરમાણુ પરની અસંકરિત $2p_x$ અને $2p_y$ કક્ષકો બીજા કાર્બન પરમાણુની અનુરૂપ $2p_x$ અને $2p_y$ કક્ષકો સાથે પાર્શ્વીય (sideways) અતિવ્યાપન કરીને બે $\pi$ બંધ બનાવે છે.
- આમ,ઈથાઈન અણુ રેખીય ભૂમિતિ ધરાવે છે જેમાં બે કાર્બન પરમાણુઓ વચ્ચે ત્રિ-બંધ $(C \equiv C)$ હોય છે.

(N/A) ત્રીજા આવર્તનમાં રહેલા તત્વોમાં $s$ અને $p$ કક્ષકો ઉપરાંત $d$-કક્ષકો હોય છે. સમાન ઊર્જા ધરાવતી કક્ષકો વચ્ચે સંકરણ શક્ય છે.
$(i)$ $3d$ કક્ષકોની ઊર્જા $3s$ અને $3p$ કક્ષકોની ઊર્જા સાથે તુલનાત્મક છે. તેથી,$3s$,$3p$ અને $3d$ કક્ષકોનું સંકરણ શક્ય છે.
$(ii)$ $3d$ કક્ષકોની ઊર્જા $4s$ અને $4p$ કક્ષકોની ઊર્જા સાથે તુલનાત્મક છે. તેથી,$3d$,$4s$ અને $4p$ કક્ષકોનું સંકરણ શક્ય છે.
$3p$ અને $4s$ કક્ષકોની ઊર્જામાં તફાવત નોંધપાત્ર હોવાથી,$3p$,$3d$ અને $4s$ કક્ષકોનું સંકરણ શક્ય નથી.

(A) $s$,$p$ અને $d$ કક્ષકોના સંકરણને નીચેના કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ છે:
| સંકરણનો પ્રકાર | આકાર અને બંધકોણ | પરમાણ્વીય કક્ષકો | ઉદાહરણો (અણુ / આયન) |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| $dsp^2$ ($d$ એટલે $d_{x^2-y^2}$) | સમતલીય ચોરસ,$90^{\circ}$ | $d + s + 2p$ | $[Ni(CN)_4]^{2-}$,$[Pt(Cl)_4]^{2-}$ |
| $sp^3d$ ($d$ એટલે $d_{z^2}$) | ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ,$90^{\circ}, 120^{\circ}$ | $s + 3p + d$ | $PF_5$,$PCl_5$ |
| $dsp^3$ ($d$ એટલે $d_{z^2}$) | ચોરસ પિરામિડલ,$90^{\circ}$ | $d + s + 3p$ | $BrF_5$,$XeOF_4$,$IF_5$ |
| $sp^3d^2$ અથવા $d^2sp^3$ ($d$ એટલે $d_{x^2-y^2}$ અને $d_{z^2}$) | અષ્ટફલકીય,$90^{\circ}$ | $s + 3p + 2d$ | $SF_6$,$[CrF_6]^{3-}$,$[Co(NH_3)_6]^{3+}$ |

(N/A) $1$. સંકરણ: $PCl_{5}$ માં,મધ્યસ્થ ફોસ્ફરસ $(P)$ પરમાણુ $sp^{3}d$ સંકરણ અનુભવે છે. ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,એક $3s$ ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકમાં જાય છે,જેના પરિણામે પાંચ અર્ધ-ભરાયેલી કક્ષકો $(3s, 3p_{x}, 3p_{y}, 3p_{z}, 3d_{z^{2}})$ બને છે જે સંકરણ પામીને પાંચ સમાન $sp^{3}d$ સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે.
$2$. ભૂમિતિ: આ પાંચ $sp^{3}d$ સંકૃત કક્ષકો ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડના ખૂણાઓ તરફ નિર્દેશિત હોય છે,જે પાંચ $P-Cl$ $\sigma$-બંધ બનાવે છે.
$3$. બંધ લંબાઈ: અક્ષીય $P-Cl$ બંધો વિષુવવૃત્તીય $P-Cl$ બંધો કરતા લાંબા હોય છે કારણ કે ત્રણ વિષુવવૃત્તીય $Cl$ પરમાણુઓ બે અક્ષીય $Cl$ પરમાણુઓ પર વધુ અપાકર્ષણ બળ લગાડે છે. આ અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે,અક્ષીય બંધો થોડા દૂર ધકેલાય છે,જેના પરિણામે વિષુવવૃત્તીય બંધોની તુલનામાં તેમની બંધ લંબાઈ વધુ હોય છે.

(N/A) $sp^{3}d$ સંકરણમાં એક $s$,ત્રણ $p$ અને એક $d$ કક્ષકનું મિશ્રણ થઈને પાંચ સમાન $sp^{3}d$ સંકૃત કક્ષકો બને છે.
ઉદાહરણ: $PCl_{5}$ અણુનું નિર્માણ.
$1$. ફોસ્ફરસ ($P$,પરમાણુ ક્રમાંક $15$) ની ઇલેક્ટ્રોન રચના: ધરા અવસ્થા: $[Ne] 3s^{2} 3p^{3} 3d^{0}$.
$2$. ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,$3s$ કક્ષકનો એક ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકમાં જાય છે: ઉત્તેજિત અવસ્થા: $[Ne] 3s^{1} 3p^{3} 3d^{1}$.
$3$. આ પાંચ કક્ષકો $(3s, 3p_{x}, 3p_{y}, 3p_{z}, 3d_{z^{2}})$ $sp^{3}d$ સંકરણ પામીને પાંચ સમાન $sp^{3}d$ સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે.
$4$. આ સંકૃત કક્ષકો ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડના ખૂણાઓ તરફ ગોઠવાય છે,પરિણામે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ પ્રાપ્ત થાય છે.
$5$. બંધકોણ $120^{\circ}$ (વિષુવવૃત્તીય) અને $90^{\circ}$ (અક્ષીય) હોય છે.
$6$. આ પાંચ $sp^{3}d$ સંકૃત કક્ષકોમાંથી દરેક ક્લોરિન પરમાણુની અર્ધ-પૂર્ણ $p$-કક્ષક સાથે અતિવ્યાપન કરીને પાંચ $P-Cl$ $\sigma$-બંધ બનાવે છે.

(N/A) પાણીના અણુ $(H_2O)$ માં,ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેમાં બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન જોડી) હોય છે,જેના પરિણામે તેનો આકાર વળેલો ($V$-આકાર) હોય છે.
ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,બંધકોણ આદર્શ ચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109.5^{\circ}$ થી ઘટીને $104.5^{\circ}$ થાય છે.

(N/A) પાણીના અણુ $(H_2O)$ માં,ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,બંધકોણ આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109.5^{\circ}$ થી ઘટીને $104.5^{\circ}$ થાય છે.

બોરોનની ઈલેક્ટ્રોનિક રચના $ns^{2} np^{1}$ છે.
તેની સંયોજકતા કક્ષામાં ત્રણ ઈલેક્ટ્રોન હોય છે.
આમ,તે માત્ર ત્રણ સહસંયોજક બંધ બનાવી શકે છે.
આનો અર્થ એ છે કે બોરોનની આસપાસ માત્ર $6$ ઈલેક્ટ્રોન હોય છે અને તેનું અષ્ટક અધૂરું રહે છે.
જ્યારે બોરોનનો એક પરમાણુ ત્રણ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાય છે,ત્યારે તેનું અષ્ટક અધૂરું રહે છે.
તેથી,બોરોન ટ્રાયફ્લોરાઈડ ઈલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવે છે અને લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.

(N/A) $(i)$ $BF_3$: તેના નાના કદ અને ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતાને કારણે,બોરોન મોનોમેરિક સહસંયોજક હેલાઈડ બનાવે છે. આ હેલાઈડ્સ ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
આ ત્રિકોણીય આકાર બોરોનના ત્રણ $sp^2$ સંકૃત કક્ષકોના ત્રણ ફ્લોરિન પરમાણુઓની $p$ કક્ષકો સાથેના અતિવ્યાપન દ્વારા રચાય છે. $BF_3$ માં બોરોન $sp^2$ સંકૃત છે.
$(ii)$ $BH_4^-$: બોરોહાઈડ્રાઈડ આયન $(BH_4^-)$ બોરોન કક્ષકોના $sp^3$ સંકરણ દ્વારા રચાય છે. તેથી,તે ચતુષ્ફલકીય બંધારણ ધરાવે છે.

(N/A) $BF_3$ માં $B-F$ બંધ લંબાઈ $BF_4^-$ માં $B-F$ બંધ લંબાઈ કરતા ટૂંકી છે। $BF_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન ઉણપ ધરાવતી સ્પીસીઝ છે.
બોરોન પર ખાલી $p$-કક્ષક હોવાથી, ફ્લોરિન અને બોરોન પરમાણુઓ આ ઉણપને દૂર કરવા માટે $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગ કરે છે। આ $B-F$ બંધને દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા આપે છે.
આ દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતાને કારણે $BF_3\ (130\ pm)$ માં બંધ લંબાઈ ટૂંકી થાય છે। જો કે, જ્યારે $BF_3$ ફ્લોરાઈડ આયન સાથે જોડાય છે, ત્યારે સંકરણ $sp^2$ ($BF_3$ માં) થી બદલાઈને $sp^3$ ($BF_4^-$ માં) થાય છે.
બોરોન હવે $4\ \sigma$ બંધ બનાવે છે અને દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા ગુમાવે છે। આ $BF_4^-$ આયનમાં $143\ pm$ ની $B-F$ બંધ લંબાઈ માટે જવાબદાર છે।

(N/A) $CO_3^{2-}$: $CO_3^{2-}$ માં કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે,જે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે ત્રણ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.
$(b)$ હીરો: હીરામાં દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જે ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં અન્ય ચાર કાર્બન પરમાણુઓ સાથે ચાર સિગ્મા બંધ બનાવે છે.
$(c)$ ગ્રેફાઇટ: ગ્રેફાઇટમાં દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે,જે સમતલીય ષટ્કોણીય સ્તરની રચનામાં અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે ત્રણ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.

(C) $SiF_6^{2-}$ અને $[Sn(OH)_6]^{2-}$ બંનેમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ (અનુક્રમે $Si$ અને $Sn$) $6$ પરમાણુઓ/સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે.
સવર્ગ આંક $6$ હોવાથી,સંકરણ $sp^3d^2$ (અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ) છે.
આમ,સાચું સંકરણ $sp^3d^2$ છે.

(N/A) સંકર કક્ષકોમાં $s$-લક્ષણ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$sp^3$: $1/4 = 25 \%$,$sp^2$: $1/3 = 33.3 \%$,$sp$: $1/2 = 50 \%$.
વિદ્યુતઋણતા એ $s$-લક્ષણના સમપ્રમાણમાં હોય છે કારણ કે $s$-કક્ષકો કેન્દ્રની નજીક હોય છે.
તેથી,વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $sp > sp^2 > sp^3$ છે.

સંકર કક્ષક	$s$-લક્ષણ
$sp^3$	$25 \%$
$sp^2$	$33.3 \%$
$sp$	$50 \%$

(B) કાર્બનિક સંયોજનનો આકાર કે ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,મધ્યસ્થ પરમાણુના સંકરણનો પ્રકાર જાણવો જરૂરી છે.

સંકરણ	$sp, sp^{2}, sp^{3}$
આકાર	$Linear, Trigonal \text{ planar}, Tetrahedral$

(N/A) $(i)$ ઈથીનમાં $\sigma$-બંધ બે કાર્બન પરમાણુઓ વચ્ચે $sp^{2}-sp^{2}$ ના સીધા અતિવ્યાપનથી અને કાર્બન તથા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ વચ્ચે $sp^{2}-s$ અતિવ્યાપનથી બને છે.
$(ii)$ $\pi$-બંધ બે કાર્બન પરમાણુઓની અસંકરિત $2p$-કક્ષકોના પાર્શ્વિય (sideways) અતિવ્યાપનથી બને છે.
$(iii)$ ઈથીન $(C_{2}H_{4})$ માં $5$ $\sigma$-બંધ ($4$ $C-H$ અને $1$ $C-C$) અને $1$ $\pi$-બંધ હોય છે.
$(iv)$ ઈથીનમાં બંને કાર્બન પરમાણુઓ $sp^{2}$ સંકરણ ધરાવે છે.

(N/A) $PCl_3$ માટે: મધ્યસ્થ ફોસ્ફરસ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે. તેમાં $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.
$PCl_5$ માટે: મધ્યસ્થ ફોસ્ફરસ પરમાણુ $sp^3d$ સંકરણ ધરાવે છે. તેમાં $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.

(N/A) $PCl_5$ માં, અણુ ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.
ત્રણ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) $P-Cl$ બંધો સમાન છે, જે એકબીજા સાથે $120^{\circ}$ નો ખૂણો બનાવે છે.
બાકીના બે $P-Cl$ બંધો અક્ષીય (axial) છે, જે વિષુવવૃત્તીય બંધ યુગ્મો દ્વારા વધુ અપાકર્ષણ અનુભવે છે.
પરિણામે, અક્ષીય $P-Cl$ બંધો વિષુવવૃત્તીય $P-Cl$ બંધો $(202 \ pm)$ કરતા લાંબા $(240 \ pm)$ હોય છે, જેના કારણે પાંચેય બંધ અસમાન બને છે।

(N/A) ત્રિસંયોજક અવસ્થામાં,મોટાભાગના સંયોજનો સહસંયોજક હોય છે અને પાણીમાં જળવિભાજન પામે છે. ઉદાહરણ તરીકે,ટ્રાયક્લોરાઈડ્સ પાણીમાં જળવિભાજન પામીને ટેટ્રાહેડ્રલ $[M(OH)_4]^-$ સ્પીસીઝ બનાવે છે; તત્વ $M$ ની સંકરણ અવસ્થા $sp^3$ છે.
$BCl_3 + 3H_2O \rightarrow B(OH)_3 + 3HCl$
$B(OH)_3 + H_2O \rightarrow [B(OH)_4]^- + H^+$
$[B(OH)_4]^-$ માં,બોરોન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
એસિડિક જલીય દ્રાવણમાં એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઈડ અષ્ટફલકીય $[Al(H_2O)_6]^{3+}$ આયન બનાવે છે. આ સંકીર્ણ આયનમાં,$Al$ ની $3d$-કક્ષકો સામેલ છે અને $Al$ ની સંકરણ અવસ્થા $sp^3d^2$ છે.
$AlCl_3 + 6H_2O \xrightarrow{HCl} [Al(H_2O)_6]^{3+} + 3Cl^-$

(A-2, B-3, C-2, D-1, E-2, F-3) $A-2, B-3, C-2, D-1, E-2, F-3$
$A$. બોરોન મધ્યસ્થ પરમાણુ છે અને તે ફક્ત $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોથી ઘેરાયેલું છે,તેથી તે $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$B$. $[Al(H_2O)_6]^{3+}$ માં,$Al$ નો સવર્ગ આંક $6$ છે અને ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ દર્શાવે છે.
$C$. $B_2H_6$ માં,દરેક $B$ પરમાણુ $4$ અન્ય પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે $sp^3$ સંકરિત કક્ષકોનો ઉપયોગ કરે છે.
$D$. બકમિન્સ્ટરફુલરીન $(C_{60})$ માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ અન્ય ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને $sp^2$ સંકરણ અનુભવે છે.
$E$. સિલિકેટ્સનું મૂળભૂત માળખાકીય એકમ $SiO_4^{4-}$ છે,જેમાં સિલિકોન પરમાણુ ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે ચતુષ્ફલકીય રીતે જોડાયેલ છે,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.
$F$. $[GeCl_6]^{2-}$ માં,$Ge$ નો સવર્ગ આંક $6$ છે,જે અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ અને $sp^3d^2$ સંકરણ ધરાવે છે.

(A) ઈથેન $(CH_3-CH_3)$ માં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$sp^3$ સંકરણને કારણે,દરેક કાર્બન પરમાણુની આસપાસની ભૂમિતિ સમચતુષ્ફલકીય હોય છે.
સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં બંધકોણ $109.5^{\circ}$ હોય છે.

(A) કાર્બન પરમાણુના $sp^3$ સંકરણને કારણે મિથેન $(CH_4)$ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
આ બંધારણમાં, $H-C-H$ બંધકોણ $109.5^{\circ}$ છે.
મિથેનમાં $C-H$ બંધની લંબાઈ આશરે $109 \ pm$ છે.

(N/A) કાર્બનની ભૂમિ અવસ્થામાં ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $1s^2 2s^2 2p_x^1 2p_y^1$ છે. ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,$2s$ કક્ષકમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન $2p_z$ કક્ષકમાં જાય છે,જેના પરિણામે $1s^2 2s^1 2p_x^1 2p_y^1 2p_z^1$ રચના મળે છે. આ ચાર કક્ષકો $sp^3$ સંકરણ પામીને ચાર સમાન $sp^3$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે જે નિયમિત ટેટ્રાહેડ્રલના ખૂણાઓ તરફ નિર્દેશિત હોય છે. જો મિથેન સ્ક્વેર પ્લેનર હોત,તો $H-C-H$ બંધકોણ $90^{\circ}$ હોત. જોકે,$X$-રે વિવર્તન અભ્યાસો પુષ્ટિ કરે છે કે મિથેનમાં $H-C-H$ બંધકોણ $109.5^{\circ}$ છે,જે ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિની લાક્ષણિકતા છે.

(N/A) ફોસ્ફરસ $(P=15)$ ની ધરા અવસ્થામાં ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ne] 3s^2 3p^3$ છે.
ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,$3s$ કક્ષકનો એક ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકમાં જાય છે,જેના પરિણામે $[Ne] 3s^1 3p^3 3d^1$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે.
સંકરણ: એક $3s$,ત્રણ $3p$ અને એક $3d_{z^2}$ કક્ષકો મિશ્ર થઈને પાંચ સમાન $sp^3d$ સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે.
ભૂમિતિ: આ પાંચ $sp^3d$ સંકૃત કક્ષકો ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડના ખૂણાઓ તરફ ગોઠવાય છે,જેનાથી $120^{\circ}$ અને $90^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ભૂમિતિ પ્રાપ્ત થાય છે.
બંધ નિર્માણ: દરેક પાંચ $sp^3d$ સંકૃત કક્ષક ક્લોરિન પરમાણુની અર્ધ-પૂર્ણ $p$ કક્ષક સાથે અતિવ્યાપન કરીને પાંચ $P-Cl$ $\sigma$-બંધ બનાવે છે.

(N/A) ઉદાહરણ: $SF_6$ અણુ.
$1$. સલ્ફર $(S)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના: પરમાણુ ક્રમાંક $Z=16$,રચના $[Ne] 3s^2 3p^4$ છે.
$2$. ઉત્તેજિત અવસ્થા: ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,$3s$ અને $3p$ કક્ષકોમાંથી ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકોમાં જાય છે,જેથી છ અર્ધપૂર્ણ કક્ષકો મળે છે: એક $3s$,ત્રણ $3p$ અને બે $3d$ કક્ષકો.
$3$. $sp^3d^2$ સંકરણ: આ છ અર્ધપૂર્ણ કક્ષકો સંકરણ પામીને છ સમાન $sp^3d^2$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે. આ કક્ષકો અષ્ટફલકીય આકારમાં $90^{\circ}$ ના ખૂણે ગોઠવાયેલી હોય છે.
$4$. બંધ નિર્માણ: $S$ ની દરેક છ $sp^3d^2$ સંકર કક્ષકો ફ્લોરિન $(F)$ પરમાણુ $([He] 2s^2 2p^5)$ ની અર્ધપૂર્ણ $2p$ કક્ષક સાથે અક્ષીય રીતે ઓવરલેપ થઈને છ $S-F$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.

(N/A) સલ્ફર ($S$,$Z=16$) ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ne] 3s^{2} 3p^{4}$ છે.
ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,$3s$ માંથી એક અને $3p$ માંથી એક ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકોમાં જાય છે,જેના પરિણામે છ અર્ધ-પૂર્ણ ભરાયેલી કક્ષકો ($3s$,$3p_{x}$,$3p_{y}$,$3p_{z}$,$3d_{x^{2}-y^{2}}$,અને $3d_{z^{2}}$) મળે છે.
આ છ કક્ષકો $sp^{3}d^{2}$ સંકરણ અનુભવીને છ સમાન $sp^{3}d^{2}$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે.
આ સંકર કક્ષકો અષ્ટફલકીય આકારમાં ગોઠવાય છે,જેનાથી $90^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથેની અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ પ્રાપ્ત થાય છે.
$SF_{6}$ માં,દરેક છ ફ્લોરિન પરમાણુઓ ($F$,$[He] 2s^{2} 2p^{5}$) તેમની અર્ધ-પૂર્ણ $2p$ કક્ષકનો ઉપયોગ કરીને સલ્ફરની $sp^{3}d^{2}$ સંકર કક્ષકો સાથે અક્ષીય રીતે ઓવરલેપ કરે છે અને છ $S-F$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.

(N/A) $SF_6$ માં,મધ્યસ્થ સલ્ફર $(S)$ પરમાણુનો પરમાણુ ક્રમાંક $16$ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ne] 3s^2 3p^4$ છે.
ભૂમિ અવસ્થામાં,$S$ પાસે $3p$ કક્ષકોમાં બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$F$ પરમાણુઓ સાથે $6$ બંધ બનાવવા માટે,$S$ ઉત્તેજિત અવસ્થામાં જાય છે,જેમાં $3s$ કક્ષકમાંથી એક અને $3p$ કક્ષકમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન ખાલી $3d$ કક્ષકોમાં જાય છે.
આના પરિણામે $3s, 3p,$ અને $3d$ પેટાકોષોમાં $6$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન મળે છે.
આ $6$ કક્ષકો ($1$ $s$,$3$ $p$,અને $2$ $d$) $sp^3d^2$ સંકરણ અનુભવીને $6$ સમાન $sp^3d^2$ સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે.
આ $6$ સંકૃત કક્ષકો $6$ ફ્લોરિન પરમાણુઓની $2p$ કક્ષકો સાથે અતિવ્યાપન કરીને $6$ $S-F$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.
$SF_6$ નો આકાર અષ્ટફલકીય છે,જેમાં તમામ $S-F$ બંધ લંબાઈ સમાન છે અને બંધકોણ $90^{\circ}$ છે.

(N/A) આપેલ અણુ $HC \equiv C-CO-CH_2-COOH$ છે.
$1$. પ્રથમ કાર્બન (ડાબેથી) એક $H$ પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે અને બીજા કાર્બન સાથે ત્રિ-બંધ ધરાવે છે. તેમાં બે $\sigma$ બંધ અને બે $\pi$ બંધ છે,તેથી તે $sp$ સંકરણ ધરાવે છે.
$2$. બીજો કાર્બન પ્રથમ કાર્બન સાથે ત્રિ-બંધ અને ત્રીજા કાર્બન સાથે એક-બંધ ધરાવે છે. તેમાં બે $\sigma$ બંધ અને બે $\pi$ બંધ છે,તેથી તે $sp$ સંકરણ ધરાવે છે.
$3$. ત્રીજો કાર્બન કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ નો ભાગ છે. તે બીજા કાર્બન,ચોથા કાર્બન અને ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે દ્વિ-બંધથી જોડાયેલ છે. તેમાં ત્રણ $\sigma$ બંધ અને એક $\pi$ બંધ છે,તેથી તે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
$4$. ચોથો કાર્બન ત્રીજા કાર્બન,બે $H$ પરમાણુઓ અને પાંચમા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે. તેમાં ચાર $\sigma$ બંધ છે,તેથી તે $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$5$. પાંચમો કાર્બન કાર્બોક્સિલ સમૂહ $(-COOH)$ નો ભાગ છે. તે ચોથા કાર્બન,ઓક્સિજન પરમાણુ (દ્વિ-બંધ) અને $OH$ સમૂહ સાથે જોડાયેલ છે. તેમાં ત્રણ $\sigma$ બંધ અને એક $\pi$ બંધ છે,તેથી તે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
$\sigma$ બંધોની કુલ સંખ્યા = $11$
$\pi$ બંધોની કુલ સંખ્યા = $4$

(N/A) સંકરણના આધારે અણુઓના આકાર નીચે મુજબ છે:
$1$. $BCl_3$: મધ્યસ્થ બોરોન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ અનુભવે છે. તે ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે ત્રણ $\sigma$-બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ મળે છે.
$2$. $CH_4$: મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે. તે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે ચાર $\sigma$-બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ મળે છે.
$3$. $CO_2$: મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $sp$ સંકરણ અનુભવે છે. તે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે બે $\sigma$-બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે રેખીય ભૂમિતિ મળે છે $(: \ddot{O} = C = \ddot{O} :)$.
$4$. $NH_3$: મધ્યસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે. તેમાં ત્રણ $\sigma$-બંધ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જેના પરિણામે પિરામિડલ આકાર મળે છે.

(N/A) $PCl_5$ નું નિર્માણ: $PCl_5$ માં,ફોસ્ફરસ $sp^3d$ સંકરણ પામે છે અને પાંચ $sp^3d$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડના પાંચ ખૂણાઓ તરફ નિર્દેશિત હોય છે. આ પાંચ $sp^3d$ સંકર કક્ષકો $Cl$ પરમાણુઓની એકલ ભરાયેલી $p$-કક્ષકો સાથે અતિવ્યાપન કરીને પાંચ $P-Cl$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.
ત્રણ $P-Cl$ બંધ એક જ સમતલમાં હોય છે અને એકબીજા સાથે $120^{\circ}$ નો ખૂણો બનાવે છે. આ બંધોને વિષુવવૃત્તીય બંધો કહેવામાં આવે છે.
બાકીના બે $P-Cl$ બંધ,જેમાંથી એક સમતલની ઉપર અને બીજો સમતલની નીચે હોય છે,તે વિષુવવૃત્તીય સમતલ સાથે $90^{\circ}$ નો ખૂણો બનાવે છે. આ બંધોને અક્ષીય બંધો કહેવામાં આવે છે. અક્ષીય બંધો વિષુવવૃત્તીય બંધો કરતા થોડા લાંબા હોય છે કારણ કે અક્ષીય બંધના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વિષુવવૃત્તીય બંધના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો દ્વારા વધુ અપાકર્ષણ અનુભવે છે.
$SF_6$ નું નિર્માણ: $SF_6$ માં,સલ્ફર $sp^3d^2$ સંકરણ પામે છે અને છ $sp^3d^2$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે જે નિયમિત અષ્ટફલકના છ ખૂણાઓ તરફ નિર્દેશિત હોય છે. આ છ $sp^3d^2$ સંકર કક્ષકો ફ્લોરિન પરમાણુઓની એકલ ભરાયેલી કક્ષકો સાથે અતિવ્યાપન કરીને છ $S-F$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે. આમ,$SF_6$ અણુ નિયમિત અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે અને તમામ $S-F$ બંધોની લંબાઈ સમાન હોય છે.

(N/A) મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ બંધની દિશા,બંધ બનતા પહેલા મધ્યસ્થ પરમાણુની સંકરિત અથવા પરમાણ્વીય કક્ષકોની અવકાશી ગોઠવણી પર આધાર રાખે છે.
આનું કારણ એ છે કે પરમાણ્વીય કક્ષકોનું અતિવ્યાપન (overlapping) તે ધરી પર થાય છે જ્યાં ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા કેન્દ્રિત હોય છે,જે પરિણામી સહસંયોજક બંધની દિશા નક્કી કરે છે.

(C) $CH_4$ માં,બંધ રચના પહેલાં કાર્બનની $2s$ કક્ષક અને ત્રણ $2p$ કક્ષકો $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે.
આના પરિણામે ચાર સમાન $sp^3$ સંકર કક્ષકો બને છે જે નિયમિત સમચતુષ્ફલકના ખૂણાઓ તરફ દિશામાન હોય છે.
તેથી,બંધો મૂળ $90^{\circ}$ પર રહેલી $p$-કક્ષકોનો ઉપયોગ કરીને બનતા નથી,પરંતુ આ $sp^3$ સંકર કક્ષકો દ્વારા બને છે,જેના પરિણામે બંધકોણ $109.5^{\circ}$ મળે છે.

(A) સંકરણ નીચેના સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$,જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધનભાર છે અને $A$ એ ઋણભાર છે.
$1. NH_3: H = \frac{1}{2}(5 + 3) = 4 \rightarrow sp^3$ સંકરણ.
$2. PCl_5: H = \frac{1}{2}(5 + 5) = 5 \rightarrow sp^3d$ સંકરણ.
$3. SF_6: H = \frac{1}{2}(6 + 6) = 6 \rightarrow sp^3d^2$ સંકરણ.
$4. CCl_4: H = \frac{1}{2}(4 + 4) = 4 \rightarrow sp^3$ સંકરણ.
તેથી,સાચો ક્રમ $NH_3: sp^3, PCl_5: sp^3d, SF_6: sp^3d^2, CCl_4: sp^3$ છે.

(N/A) $(i)$ સંકરણ: સહેજ જુદી જુદી ઊર્જા ધરાવતી કક્ષકોના આંતરમિશ્રણની પ્રક્રિયા,જેનાથી તેમની ઊર્જાનું પુનઃવિતરણ થાય છે અને સમાન ઊર્જા અને આકાર ધરાવતી નવી કક્ષકોનો સમૂહ રચાય છે.
$(ii)$ $sp$ સંકરણ: એક $s$ અને એક $p$ કક્ષકના મિશ્રણથી બે સમાન $sp$ સંકૃત કક્ષકો બને છે,જે $180^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે રેખીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$(iii)$ $sp^2$ સંકરણ: એક $s$ અને બે $p$ કક્ષકોના મિશ્રણથી ત્રણ સમાન $sp^2$ સંકૃત કક્ષકો બને છે,જે $120^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$(iv)$ $sp^3$ સંકરણ: એક $s$ અને ત્રણ $p$ કક્ષકોના મિશ્રણથી ચાર સમાન $sp^3$ સંકૃત કક્ષકો બને છે,જે $109.5^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$(v)$ હાઇડ્રોજન બંધન: આકર્ષણ બળ જે એક અણુના હાઇડ્રોજન પરમાણુને બીજા અણુના વિદ્યુતઋણ પરમાણુ (જેમ કે $F, O, N$) સાથે જોડે છે.

(N/A) આ તમામ સંકર કક્ષકો એક તરફ મોટા ફુગ્ગા (ધન કળા) અને બીજી તરફ નાના ફુગ્ગા જેવો આકાર ધરાવે છે,જે ટીપાં અથવા ડમ્બબેલ જેવી રચના જેવો દેખાય છે.

(A) . હાઇબ્રિડ ઓર્બિટલ્સ સમાન ઉર્જા ધરાવતી પરમાણ્વીય કક્ષકોના મિશ્રણથી બને છે.
આ હાઇબ્રિડ ઓર્બિટલ્સ સામસામે (head-on) ઓવરલેપ કરીને $\sigma$ (સિગ્મા) બંધ બનાવે છે.
તેથી,હાઇબ્રિડ ઓર્બિટલ્સ દ્વારા બનતો સહસંયોજક બંધ $\sigma$ બંધ છે.

(A) વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $sp > sp^2 > sp^3$ છે.
આનું કારણ એ છે કે કક્ષકની વિદ્યુતઋણતા તેના $s$-ગુણધર્મ (s-character) ના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.

સંકરણ	$s$-ગુણધર્મ (%)
$sp$	$50\%$
$sp^2$	$33.3\%$
$sp^3$	$25\%$

$sp$ સંકરિત કક્ષકમાં સૌથી વધુ $s$-ગુણધર્મ $(50\%)$ હોવાથી,તે સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ છે.

(N/A) પરમાણુનું સંકરણ બંધકોણ અને આણ્વીય ભૂમિતિ (આકાર) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1.$ જો બંધકોણ $180^{\circ}$ હોય અને આકાર રેખીય હોય,તો સંકરણ $sp$ છે.
$2.$ જો બંધકોણ $120^{\circ}$ હોય અને આકાર સમતલીય ત્રિકોણ હોય,તો સંકરણ $sp^2$ છે.
$3.$ જો બંધકોણ $109.5^{\circ}$ હોય અને આકાર સમચતુષ્ફલકીય હોય,તો સંકરણ $sp^3$ છે.

(N/A) $(i)$ સિગ્મા બંધ $(\sigma)$ અને પાઈ બંધ $(\pi)$.
$(ii)$ સંકરણ.
$(iii)$ $sp^3$ સંકરણ.
$(iv)$ $sp^3d^2$ સંકરણ.

(C) સંકરણની ગણતરી સૂત્ર $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$ દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$(1)$ $SF_4$: $H = \frac{1}{2}(6 + 4) = 5 \rightarrow sp^3d$ ($C$ સાથે જોડાય છે)
$(2)$ $IF_5$: $H = \frac{1}{2}(7 + 5) = 6 \rightarrow sp^3d^2$ ($A$ સાથે જોડાય છે)
$(3)$ $NO_2^+$: $H = \frac{1}{2}(5 + 0 - 1) = 2 \rightarrow sp$ ($E$ સાથે જોડાય છે)
$(4)$ $NH_4^+$: $H = \frac{1}{2}(5 + 4 - 1) = 4 \rightarrow sp^3$ ($D$ સાથે જોડાય છે)
સાચી જોડ: $(1-C, 2-A, 3-E, 4-D)$.

(A) સંકરણ અણુના આકારને નક્કી કરે છે:
$(1)$ સમચતુષ્કલકીય આકાર $sp^3$ સંકરણને અનુરૂપ છે (દા.ત.,$CH_4$).
$(2)$ ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર $sp^2$ સંકરણને અનુરૂપ છે (દા.ત.,$BF_3$).
$(3)$ રેખીય આકાર $sp$ સંકરણને અનુરૂપ છે (દા.ત.,$BeCl_2$).
તેથી,સાચી જોડ $1-C, 2-A, 3-B$ છે.

(A) $1$. $BeCl_2$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Be$ પાસે $2$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $Cl$ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે. સ્ટેરિક નંબર = $2 + 0 = 2$,તેથી સંકરણ $sp$ છે.
$2$. $CO_2$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $C$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $O$ સાથે $2$ દ્વિબંધ બનાવે છે. સ્ટેરિક નંબર = $2 + 0 = 2$,તેથી સંકરણ $sp$ છે.
$3$. $BH_3$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $B$ પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $H$ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે. સ્ટેરિક નંબર = $3 + 0 = 3$,તેથી સંકરણ $sp^2$ છે.
$4$. $BCl_3$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $B$ પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $Cl$ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે. સ્ટેરિક નંબર = $3 + 0 = 3$,તેથી સંકરણ $sp^2$ છે.
આમ,સંકરણનો ક્રમ $sp, sp, sp^2, sp^2$ છે.

(N/A) કાર્બન પરમાણુ $1$ અને $3$ એ $sp^2$ સંકરિત છે કારણ કે દરેક ત્રણ પરમાણુઓ (બે $H$ પરમાણુ અને એક $C$ પરમાણુ) સાથે જોડાયેલા છે અને એક દ્વિબંધમાં ભાગ લે છે.
મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $(C_2)$ એ $sp$-સંકરિત છે કારણ કે તે બે દ્વિબંધ દ્વારા બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે.
એલીન $(H_2C=C=CH_2)$ ની રચનામાં,બે $\pi$ બંધ એકબીજાને લંબ હોય છે. મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $(C_2)$ ની $2p_y$ અને $2p_z$ કક્ષકો પાસપાસેના કાર્બન પરમાણુઓ સાથે $\pi$ બંધ બનાવવામાં ભાગ લે છે,જેનાથી સંકરણ માટે માત્ર $2s$ અને એક $2p$ કક્ષક બાકી રહે છે,પરિણામે $C_2$ માટે $sp$ સંકરણ પ્રાપ્ત થાય છે.

(N/A) સંકરણ એ સમાન પરમાણુની લગભગ સમાન ઊર્જા ધરાવતી પરમાણ્વીય કક્ષકોના મિશ્રણથી સમાન સંખ્યામાં સમાન ઊર્જા અને આકાર ધરાવતી નવી સંકૃત કક્ષકો બનવાની ઘટના છે.
એલિન અણુ $(CH_2=C=CH_2)$ માં:
- છેડાના કાર્બન પરમાણુઓ ($C_1$ અને $C_3$) બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અને એક કાર્બન પરમાણુ સાથે $\sigma$-બંધથી જોડાયેલા છે. તેઓ $sp^2$ સંકૃત છે.
- મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $(C_2)$ બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે $\sigma$-બંધથી જોડાયેલો છે. તે $sp$ સંકૃત છે.
સમતલીયતા વિશે:
- $C_1$ કાર્બન અને તેના સાથે જોડાયેલા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એક સમતલમાં હોય છે.
- $C_3$ કાર્બન અને તેના સાથે જોડાયેલા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ $C_1$ ના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓના સમતલને લંબ સમતલમાં હોય છે.
- આનું કારણ એ છે કે મધ્યસ્થ $sp$-સંકૃત કાર્બન દ્વારા બનતા બે $\pi$-બંધોમાં $p$-કક્ષકોના અલગ સેટ ($2p_y$ અને $2p_z$) સામેલ હોય છે,જે એકબીજાને લંબ હોય છે.
- તેથી,એલિન અણુ અસમતલીય (non-planar) છે.

(B) પ્રક્રિયા $\underline{Xe}F_4 + SbF_5 \rightarrow [XeF_3]^+ [SbF_6]^-$ માં,$Xe$ નું સંકરણ $XeF_4$ માં $sp^3d^2$ થી બદલાઈને $[XeF_3]^+$ કેટાયનમાં $sp^3d$ થાય છે.
$NH_3$ માં,$N$ એ $sp^3$ છે અને $[NH_4]^+$ માં,$N$ એ $sp^3$ છે.
$H_2SO_4$ માં,$S$ એ $sp^3$ છે અને $NaHSO_4$ માં,$S$ એ $sp^3$ જ રહે છે.
$H_3PO_2$ માં,$P$ એ $sp^3$ છે અને $PH_3$ તથા $H_3PO_3$ માં,$P$ એ $sp^3$ જ રહે છે.

(D) $IF_{7}$ માં મધ્યસ્થ આયોડિન પરમાણુ $(I)$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તે $7$ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $7$ બંધ બનાવે છે.
સ્ટેરિક નંબરની ગણતરી નીચે મુજબ થાય છે:
$\text{Steric Number} = \frac{1}{2} \times (V + M - C + A) = \frac{1}{2} \times (7 + 7) = 7$.
$7$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^{3}d^{3}$ સંકરણ સૂચવે છે,જે પંચકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.
આ બંધારણમાં,પાંચ ફ્લોરિન પરમાણુઓ પંચકોણીય સમતલમાં $72^{\circ}$ ના $I-F$ બંધકોણ સાથે ગોઠવાયેલા હોય છે,અને બે ફ્લોરિન પરમાણુઓ સમતલની ઉપર અને નીચે $90^{\circ}$ ના ખૂણે ગોઠવાયેલા હોય છે.