Hybridisation Questions in Hindi

(A) ब्यूट$-2-$ईनेडियोइक एसिड की संरचना $HOOC-CH=CH-COOH$ है।
इस अणु में,प्रत्येक कार्बन परमाणु तीन अन्य परमाणुओं (या समूहों) से बंधा होता है और इसमें एक द्वि-आबंध होता है।
विशेष रूप से,दो कार्बोनिल कार्बन एक ऑक्सीजन (द्वि-आबंध),एक हाइड्रॉक्सिल समूह और एक कार्बन परमाणु से बंधे होते हैं,जो उन्हें $sp^{2}$ संकरित बनाते हैं।
दो एल्कीन कार्बन प्रत्येक एक हाइड्रोजन परमाणु,एक कार्बन परमाणु और एक अन्य कार्बन परमाणु (द्वि-आबंध) से बंधे होते हैं,जो उन्हें भी $sp^{2}$ संकरित बनाते हैं।
इसलिए,ब्यूट$-2-$ईनेडियोइक एसिड में सभी $C$ परमाणु $sp^{2}$ संकरित हैं।

(A) $C-H$ बंध लंबाई कार्बन परमाणु के संकरण पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे संकर कक्षक में $s$-लक्षण बढ़ता है,बंध लंबाई कम हो जाती है।
एसिटिलीन $(HC \equiv CH)$ में,कार्बन $sp$ संकरित होता है ($50\% \ s$-लक्षण)।
एथिलीन $(CH_2=CH_2)$ में,कार्बन $sp^2$ संकरित होता है ($33.3\% \ s$-लक्षण)।
मीथेन $(CH_4)$ और एथेन $(CH_3-CH_3)$ में,कार्बन $sp^3$ संकरित होता है ($25\% \ s$-लक्षण)।
चूंकि $sp$ संकरण में सबसे अधिक $s$-लक्षण होता है,इसलिए एसिटिलीन में $C-H$ बंध लंबाई सबसे कम होती है।

(B) संकरित कक्षक में $p$-लक्षण का प्रतिशत उसकी संकरण अवस्था द्वारा निर्धारित किया जाता है।
$sp$ संकरण में,$50 \%$ $s$-लक्षण और $50 \%$ $p$-लक्षण होता है।
$sp^2$ संकरण में,$33.33 \%$ $s$-लक्षण और $66.67 \%$ $p$-लक्षण होता है।
$sp^3$ संकरण में,$25 \%$ $s$-लक्षण और $75 \%$ $p$-लक्षण होता है।
एसिटिलीन $(C_2H_2)$ में $sp$ संकरित कार्बन परमाणु होते हैं,जो $50 \%$ $p$-लक्षण के अनुरूप है।

(C) $BF_3$ अणु की ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय (trigonal planar) होती है।
इस संरचना में,केंद्रीय बोरॉन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है।
त्रिकोणीय समतलीय व्यवस्था के कारण,किन्हीं भी दो $F-B-F$ बंधों के बीच का बंध कोण $120^{\circ}$ होता है।

(B) $AlCl_3$ में,$Al$ परमाणु $3$ क्लोरीन परमाणुओं के साथ $3$ $\sigma$ बंधों द्वारा जुड़ा है और इसमें कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) नहीं है। स्टेरिक संख्या $3$ है,जो $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।
$AlCl_4^{-}$ में,$Al$ परमाणु $4$ क्लोरीन परमाणुओं के साथ $4$ $\sigma$ बंधों द्वारा जुड़ा है और इसमें कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं है। स्टेरिक संख्या $4$ है,जो $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,$Al$ परमाणु का संकरण $sp^2$ से बदलकर $sp^3$ हो जाता है।

(C) संकरण की स्थिति की गणना इस सूत्र का उपयोग करके की जाती है: $\text{Hybridization} = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$
जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायनिक आवेश है,और $A$ ऋणायनिक आवेश है।
$CO_{2}$ के लिए: $V=4, M=0, C=0, A=0$. $\text{Hybridization} = \frac{4+0}{2} = 2 \Rightarrow sp$.
$CH_{4}$ के लिए: $V=4, M=4, C=0, A=0$. $\text{Hybridization} = \frac{4+4}{2} = 4 \Rightarrow sp^{3}$.
$CO_{3}^{2-}$ के लिए: $V=4, M=0, C=0, A=2$. $\text{Hybridization} = \frac{4+0+2}{2} = 3 \Rightarrow sp^{2}$.
अतः,स्थितियाँ क्रमशः $sp, sp^{3}, sp^{2}$ हैं।

(B) दिए गए यौगिकों में कार्बन का संकरण कार्बन परमाणु से जुड़े सिग्मा बंधों और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है।
$1$. हीरे में,प्रत्येक कार्बन परमाणु एकल बंधों के माध्यम से चार अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण होता है।
$2$. ग्रेफाइट में,प्रत्येक कार्बन परमाणु एक समतलीय षट्कोणीय संरचना में तीन अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^2$ संकरण होता है।
$3$. एथाइन $(C_2H_2)$ में,प्रत्येक कार्बन परमाणु एक हाइड्रोजन परमाणु और एक अन्य कार्बन परमाणु के साथ ट्रिपल बॉन्ड के माध्यम से जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp$ संकरण होता है।
अतः,सही क्रम $sp^3, sp^2, sp$ है।

(C) $CH_4 \rightarrow C_2H_6$ रूपांतरण के लिए,कार्बन परमाणु के संकरण में कोई परिवर्तन नहीं होता है। $CH_4$ और $C_2H_6$ दोनों $sp^3$ संकरण और चतुष्फलकीय ज्यामिति रखते हैं।
$NH_3 \rightarrow NH_4^+$ रूपांतरण के लिए,$NH_3$ में नाइट्रोजन $sp^3$ संकरित है और इसका आकार पिरामिडीय है। $NH_4^+$ में,यह $sp^3$ संकरण बनाए रखता है लेकिन ज्यामिति चतुष्फलकीय हो जाती है।
$H_2O \rightarrow H_3O^+$ रूपांतरण के लिए,$H_2O$ में ऑक्सीजन $sp^3$ संकरित है और इसका आकार मुड़ा हुआ (bent) है। $H_3O^+$ में,यह $sp^3$ संकरण बनाए रखता है लेकिन आकार पिरामिडीय हो जाता है।
$BF_3 \rightarrow BF_4^-$ रूपांतरण के लिए,$BF_3$ में बोरॉन $sp^2$ संकरित है और त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति रखता है। $BF_4^-$ में,संकरण बदलकर $sp^3$ हो जाता है और ज्यामिति चतुष्फलकीय हो जाती है।

(D) एथेन $(C_2H_6)$ में,प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है।
$C-H$ बंध कार्बन के $sp^3$ संकरित कक्षक और हाइड्रोजन के $1s$ कक्षक के अतिव्यापन से बनता है,जो $sp^3-s$ अतिव्यापन है।
$C-C$ बंध एक कार्बन परमाणु के $sp^3$ संकरित कक्षक और दूसरे कार्बन परमाणु के $sp^3$ संकरित कक्षक के अतिव्यापन से बनता है,जो $sp^3-sp^3$ अतिव्यापन है।
अतः,सही उत्तर $sp^3-s$ और $sp^3-sp^3$ है।

(B) ग्रेफाइट में,प्रत्येक $C$ परमाणु $sp^{2}$ संकरित होता है।
$\therefore$ $p$-लक्षण $= \frac{2}{3} \times 100 \approx 67 \%$.
हीरे में,प्रत्येक $C$ परमाणु $sp^{3}$ संकरित होता है।
$\therefore$ $p$-लक्षण $= \frac{3}{4} \times 100 = 75 \%$.
अतः,मान क्रमशः $67 \%$ और $75 \%$ हैं।

(C) बेंजीन का आणविक कक्षक चित्र दर्शाता है कि इसमें सभी छह कार्बन परमाणु $sp^{2}$ संकरित होते हैं।
प्रत्येक $C$ परमाणु के इन तीन $sp^{2}$ संकरित कक्षकों में से,दो कक्षक निकटवर्ती $C$ परमाणुओं के $sp^{2}$ संकरित कक्षकों के साथ अतिव्यापन करके छह $C-C$ एकल बंध बनाते हैं।
प्रत्येक $C$ परमाणु का शेष $sp^{2}$ कक्षक प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु के $s$-कक्षक के साथ अतिव्यापन करके छह $C-H$ एकल सिग्मा बंध बनाता है।
अब प्रत्येक $C$ परमाणु के पास वलय के तल के लंबवत एक असंकरित $p$-कक्षक शेष रहता है।

(B) $NO_{2}^{+}$ में,नाइट्रोजन परमाणु $sp$-संकरित है। $sp$-संकरण में $s$-लक्षण $\frac{1}{2} \times 100 = 50 \%$ होता है।
$NO_{3}^{-}$ में,नाइट्रोजन परमाणु $sp^{2}$-संकरित है। $sp^{2}$-संकरण में $s$-लक्षण $\frac{1}{3} \times 100 = 33.3 \%$ होता है।
अतः,प्रतिशत मात्रा क्रमशः $50 \%$ और $33.3 \%$ है।

(C) $Xenon$ $(II)$ fluoride का रासायनिक सूत्र $XeF_2$ है।
$XeF_2$ में $Xe$ का संकरण ज्ञात करने के लिए,हम स्टेरिक संख्या की गणना करते हैं:
$Steric \ number = \frac{1}{2} \times (8 + 2) = 5$.
$5$ की स्टेरिक संख्या $sp^3d$ संकरण को दर्शाती है।
दिए गए विकल्पों की जाँच करने पर:
$C) C\ell F_3$ और $SF_4$ दोनों $sp^3d$ संकरण रखते हैं,जो $XeF_2$ के समान है।

(D) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम स्टेरिक संख्या $(SN)$ की गणना करते हैं: $SN = \text{आबंध युग्म} + \text{एकाकी युग्म}$.

$1. \ NH_3$	$sp^3$
$2. \ ClF_3$	$sp^3d$
$3. \ H_2O$	$sp^3$
$4. \ SO_3$	$sp^2$
$5. \ SF_4$	$sp^3d$
$6. \ CH_4$	$sp^3$
$7. \ XeF_6$	$sp^3d^3$
$8. \ IF_7$	$sp^3d^3$

विकल्पों की तुलना:
- विकल्प $A$: $NH_3$ $(sp^3)$ और $ClF_3$ $(sp^3d)$ - अलग।
- विकल्प $B$: $H_2O$ $(sp^3)$ और $SO_3$ $(sp^2)$ - अलग।
- विकल्प $C$: $SF_4$ $(sp^3d)$ और $CH_4$ $(sp^3)$ - अलग।
- विकल्प $D$: $XeF_6$ $(sp^3d^3)$ और $IF_7$ $(sp^3d^3)$ - समान।
अतः,सही समूह $XeF_6$ और $IF_7$ है।

(D) प्रत्येक अभिक्रिया में रेखांकित परमाणुओं के संकरण का विश्लेषण करते हैं:
$A$) $NH_3 + H^{+} \rightarrow NH_4^{+}$: $NH_3$ में,$N$ का संकरण $sp^3$ है। $NH_4^{+}$ में भी $N$ का संकरण $sp^3$ है।
$B$) $PCl_3 + 3 H_2 O \rightarrow H_3PO_3 + 3 HCl$: $PCl_3$ में,$P$ का संकरण $sp^3$ है। $H_3PO_3$ में भी $P$ का संकरण $sp^3$ है।
$C$) $NaNO_3 + H_2 SO_4 \rightarrow NaHSO_4 + HNO_3$: $NaNO_3$ में,$N$ का संकरण $sp^2$ है। $HNO_3$ में भी $N$ का संकरण $sp^2$ है।
$D$) $XeF_6 + H_2 O \rightarrow XeOF_4 + 2 HF$: $XeF_6$ में,$Xe$ का संकरण $sp^3d^3$ है। $XeOF_4$ में,$Xe$ का संकरण $sp^3d^2$ है। अतः,संकरण $sp^3d^3$ से $sp^3d^2$ में बदल जाता है।

(A) आइए प्रत्येक अभिक्रिया में केंद्रीय परमाणु के संकरण का विश्लेषण करें:
$A$) $NH_3+H^{+} \rightarrow NH_4^{+}$:
$NH_3$ में,$N$ का संकरण $sp^3$ है ($3$ बंध युग्म + $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म)।
$NH_4^{+}$ में,$N$ का संकरण $sp^3$ है ($4$ बंध युग्म + $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म)।
संकरण में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
$B$) $PCl_3+Cl_2 \rightarrow PCl_5$:
$PCl_3$ में,$P$ का संकरण $sp^3$ है।
$PCl_5$ में,$P$ का संकरण $sp^3d$ है।
संकरण $sp^3$ से बदलकर $sp^3d$ हो जाता है।
$C$) $BF_3+F^{-} \rightarrow BF_4^{-}$:
$BF_3$ में,$B$ का संकरण $sp^2$ है।
$BF_4^{-}$ में,$B$ का संकरण $sp^3$ है।
संकरण $sp^2$ से बदलकर $sp^3$ हो जाता है।
$D$) $ClF_3+F_2 \rightarrow ClF_5$:
$ClF_3$ में,$Cl$ का संकरण $sp^3d$ है।
$ClF_5$ में,$Cl$ का संकरण $sp^3d^2$ है।
संकरण $sp^3d$ से बदलकर $sp^3d^2$ हो जाता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) $I$: $SiH_4$ में $Si$ का संकरण $sp^3$ है और इसमें $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) हैं,जिससे चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है। यह सही है।
$II$: $BeCl_2$ में $Be$ का संकरण $sp$ है और इसमें $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं,जिससे रेखीय ज्यामिति प्राप्त होती है। तालिका में गलत तरीके से $sp^2$ और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म दिया गया है।
$III$: $SF_4$ में $S$ का संकरण $sp^3d$ है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,जिससे सी-सॉ (see-saw) ज्यामिति प्राप्त होती है। तालिका में गलत तरीके से $dsp^3$ और वर्ग समतलीय ज्यामिति दी गई है।
$IV$: $SnCl_2$ में $Sn$ का संकरण $sp^2$ है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,जिससे कोणीय (angular) ज्यामिति प्राप्त होती है। तालिका में गलत तरीके से $sp$ और रेखीय ज्यामिति दी गई है।
अतः,केवल सेट $I$ सही है।

(B) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम $SN = \text{सिग्मा बंधों की संख्या} + \text{एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या}$ सूत्र का उपयोग करके स्टेरिक संख्या $(SN)$ की गणना करते हैं।
$1$. $ClF_3$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Cl$ में $3$ बंध युग्म और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं। $SN = 3 + 2 = 5$,जो $sp^3d$ संकरण के अनुरूप है।
$2$. $NH_3$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $N$ में $3$ बंध युग्म और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है। $SN = 3 + 1 = 4$,जो $sp^3$ संकरण के अनुरूप है।
$3$. $SO_3$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $S$ में $3$ बंध युग्म और $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं। $SN = 3 + 0 = 3$,जो $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
अतः,संकरण क्रमशः $sp^3d, sp^3, sp^2$ हैं।

(B) . $dsp^2$ संकरण वर्ग समतलीय आकृति के अनुरूप है।
$B$. $sp^3$ संकरण चतुष्फलकीय आकृति के अनुरूप है।
$C$. $d^2sp^3$ संकरण अष्टफलकीय आकृति के अनुरूप है।
$D$. $sp^3d$ संकरण त्रिकोणीय द्विपिरामिडी आकृति के अनुरूप है।
अतः,सही मिलान $A-I, B-II, C-III, D-IV$ है।

(A) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है,और $A$ ऋणायन आवेश है।
$(A)$ $ICl_4^-$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} (7 + 4 + 1) = 6$. संकरण $sp^3d^2$ $(R)$ है।
$(B)$ $NO_3^-$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} (5 + 0 + 1) = 3$. संकरण $sp^2$ $(S)$ है।
$(C)$ $PCl_4^+$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} (5 + 4 - 1) = 4$. संकरण $sp^3$ $(P)$ है।
$(D)$ $SiF_6^{2-}$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} (4 + 6 + 2) = 6$. संकरण $sp^3d^2$ $(R)$ है।
अतः,सही मिलान $A-R, B-S, C-P, D-R$ है।

(A) $BCl_3$ में,बोरॉन परमाणु $sp^2$ संकरणित होता है,जिससे त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
जब $BCl_3$,$NH_3$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह $BCl_3 \cdot NH_3$ संकुल बनाता है।
इस संकुल में,बोरॉन परमाणु का संकरण $sp^2$ से बदलकर $sp^3$ हो जाता है,जिसके परिणामस्वरूप बोरॉन परमाणु के चारों ओर चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है।

(C) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है,और $A$ ऋणायन आवेश है।
$1$. $BF_3$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [3 + 3 - 0 + 0] = 3$. यह $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
$2$. $NO_2^{-}$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$. यह $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
$3$. $H_2O$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [6 + 2 - 0 + 0] = 4$. यह $sp^3$ संकरण के अनुरूप है।
$4$. $NH_2^{-}$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 2 - 0 + 1] = 4$. यह $sp^3$ संकरण के अनुरूप है।
अतः,$BF_3$ और $NO_2^{-}$ दोनों में केंद्रीय परमाणु $sp^2$ संकरित हैं।

(B) विद्युत ऋणात्मकता संकरित कक्षक में $s$-लक्षण के प्रतिशत के सीधे आनुपातिक होती है। जैसे-जैसे $s$-लक्षण का प्रतिशत बढ़ता है,संकरित कक्षक नाभिक के अधिक निकट रहता है,जिससे इलेक्ट्रॉन आकर्षित करने की प्रवृत्ति बढ़ जाती है।
कार्बन की विभिन्न संकरण अवस्थाओं में $s$-लक्षण का प्रतिशत इस प्रकार है:
$sp = 50\%$,$sp^2 = 33.3\%$,और $sp^3 = 25\%$.
अतः,विद्युत ऋणात्मकता का क्रम $sp > sp^2 > sp^3$ है।

(A) केंद्रीय परमाणु $Se$ में $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$SeF_4$ में,$Se$ चार $F$ परमाणुओं के साथ $4$ सिग्मा बंध बनाता है।
इससे $6 - 4 = 2$ इलेक्ट्रॉन शेष बचते हैं,जो $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) बनाते हैं।
स्टेरिक संख्या = (बंध युग्मों की संख्या) + (एकाकी युग्मों की संख्या) = $4 + 1 = 5$।
$5$ की स्टेरिक संख्या $sp^3d$ संकरण को दर्शाती है।
$1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण,इसकी ज्यामिति सी-सॉ (see-saw) आकार की होती है।

(A) संकरण की गणना सूत्र $H = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$ का उपयोग करके की जा सकती है,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$NO_3^{-}$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$,जो $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।
$NO_2^{-}$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$,जो $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।
$NH_4^{+}$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [5 + 4 - 1 + 0] = 4$,जो $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,संकरण क्रमशः $sp^2, sp^2$ और $sp^3$ हैं।

(A) संकरण ज्ञात करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Steric number} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।

$A. NO_3^-$	$\frac{1}{2}(5 + 0 - 0 + 1) = 3 \rightarrow sp^2$
$B. NH_2^-$	$\frac{1}{2}(5 + 2 - 0 + 1) = 4 \rightarrow sp^3$
$C. SCN^-$	$\frac{1}{2}(4 + 0 - 0 + 2) = 3$ (नोट: $SCN^-$ के लिए,केंद्रीय $C$ में $2$ सिग्मा बंध हैं,$sp$ संकरण)
$D. ICl_2^-$	$\frac{1}{2}(7 + 2 - 0 + 1) = 5 \rightarrow sp^3d$

सही मिलान $A-4, B-1, C-2, D-3$ है।

(B) संकरण $(H)$ निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$
जहाँ $V$ = केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या,$M$ = एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या,$C$ = धनायन आवेश,और $A$ = ऋणायन आवेश है।
$1$. $NO_2^{+}$ के लिए:
$H = \frac{1}{2}(5 + 0 - 1 + 0) = 2$,जो $sp$ संकरण के अनुरूप है।
$2$. $NO_3^{-}$ के लिए:
$H = \frac{1}{2}(5 + 0 - 0 + 1) = 3$,जो $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
$3$. $NH_4^{+}$ के लिए:
$H = \frac{1}{2}(5 + 4 - 1 + 0) = 4$,जो $sp^3$ संकरण के अनुरूप है।
अतः,संकरण के प्रकार क्रमशः $sp, sp^2, sp^3$ हैं।

(C) $BeF_2$ में $Be$ की संकरण अवस्था को सूत्र $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$ का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।
यहाँ,$V$ केंद्रीय परमाणु $(Be)$ के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या = $2$ है।
$M$ जुड़े हुए एकसंयोजक परमाणुओं $(F)$ की संख्या = $2$ है।
$C$ धनायन आवेश = $0$ है।
$A$ ऋणायन आवेश = $0$ है।
इन मानों को रखने पर: $H = \frac{1}{2}(2 + 2 - 0 + 0) = 2$।
$2$ का मान $sp$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,$BeF_2$ अणु में $Be$ का संकरण $sp$ है।

(A) $pent-1-en-4-yne$ की संरचना $CH_2=CH-CH_2-C \equiv CH$ है।
प्रत्येक कार्बन परमाणु के संकरण का निर्धारण करते हैं:
$C_1$: $CH_2=$ (द्वि-आबंध),इसलिए यह $sp^2$ संकरित है।
$C_2$: $-CH=$ (द्वि-आबंध),इसलिए यह $sp^2$ संकरित है।
$C_3$: $-CH_2-$ (सभी एकल आबंध),इसलिए यह $sp^3$ संकरित है।
$C_4$: $-C \equiv$ (त्रि-आबंध),इसलिए यह $sp$ संकरित है।
$C_5$: $\equiv CH$ (त्रि-आबंध),इसलिए यह $sp$ संकरित है।
अतः,बाएं से दाएं संकरण का क्रम $sp^2, sp^2, sp^3, sp, sp$ है।

(B) $CO_2$ की ज्यामिति रेखीय होती है।
$CO_2$ में,कार्बन परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ द्वि-आबंध द्वारा जुड़ा होता है।
कार्बन परमाणु $sp$-संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप $180^{\circ}$ के कोण पर स्थित दो $sp$-संकरित कक्षक बनते हैं।
केंद्रीय कार्बन परमाणु पर कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) नहीं होता है,जो रेखीय ज्यामिति को बनाए रखता है।
अतः,विकल्प $(B)$ सही है।

(A) $PCl_5$ में,फास्फोरस परमाणु $sp^3d$ संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
इसमें तीन निरक्षीय बंध और दो अक्षीय बंध होते हैं।
अक्षीय बंध तीन निरक्षीय बंधों से $90^{\circ}$ के कोण पर होने के कारण उनके द्वारा अधिक प्रतिकर्षण का अनुभव करते हैं।
परिणामस्वरूप,अक्षीय $P-Cl$ बंध निरक्षीय $P-Cl$ बंधों की तुलना में लंबे और कमजोर होते हैं।
इसलिए,कथन $(i)$ सत्य है।

(B) $H_3C-CH=C=CH-CH_3$ अणु में,कार्बन परमाणुओं को बाएं से दाएं क्रम देने पर: $C_1(H_3)-C_2(H)=C_3=C_4(H)-C_5(H_3)$.
$C_2$ एक हाइड्रोजन परमाणु,एक कार्बन परमाणु (एकल बंध द्वारा) और एक कार्बन परमाणु (द्वि-बंध द्वारा) से जुड़ा है। इसमें $3$ सिग्मा बंध हैं,इसलिए इसका संकरण $sp^2$ है।
$C_3$ दोनों तरफ द्वि-बंध द्वारा कार्बन परमाणुओं से जुड़ा है। इसमें $2$ सिग्मा बंध हैं,इसलिए इसका संकरण $sp$ है।
अतः,$C_2$ और $C_3$ का संकरण क्रमशः $sp^2$ और $sp$ है।

(B) हाइड्रोजन परमाणु संकरण में भाग नहीं लेते हैं। संकरित कक्षकों की संख्या की गणना इस प्रकार की जाती है:
$(A)$ $C_6H_6$: सभी छह $C$-परमाणु $sp^2$-संकरित हैं (प्रत्येक में $3$ संकरित कक्षक हैं)। कुल $= 6 \times 3 = 18$.
$(B)$ $(CH_3)_4C$: सभी पांच $C$-परमाणु $sp^3$-संकरित हैं (प्रत्येक में $4$ संकरित कक्षक हैं)। कुल $= 5 \times 4 = 20$.
$(C)$ $(CH_3)_2C=O$: $CH_3$ समूह में दो $C$-परमाणु $sp^3$-संकरित हैं ($2 \times 4 = 8$ कक्षक)। कार्बोनिल $C$-परमाणु $sp^2$-संकरित है ($3$ कक्षक)। $O$-परमाणु $sp^2$-संकरित है ($3$ कक्षक)। कुल $= 8 + 3 + 3 = 14$.
$(D)$ $CH_3-CH=CH-CN$: $C_4$ $sp^3$ है ($4$ कक्षक),$C_3$ और $C_2$ $sp^2$ हैं ($2 \times 3 = 6$ कक्षक),$C_1$ $sp$ है ($2$ कक्षक),और $N$ $sp$ है ($2$ कक्षक)। कुल $= 4 + 6 + 2 + 2 = 14$.
अतः,$(CH_3)_4C$ में संकरित कक्षकों की संख्या अधिकतम है। सही विकल्प $(B)$ है।

(D) $SF_4, XeF_4, CF_4$ के समूह में अणुओं की ज्यामिति अलग-अलग है और उनके केंद्रीय परमाणुओं का संकरण भी भिन्न है,जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

अणु	संकरण	ज्यामिति
$SF_4$	$sp^3d$	सी-सॉ (See-saw)
$XeF_4$	$sp^3d^2$	वर्ग समतलीय
$CF_4$	$sp^3$	चतुष्फलकीय

(C) $XeF_4$ में $Xe$ केंद्रीय परमाणु है जिसमें $4$ आबंध युग्म और $2$ एकाकी युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3 d^2$ संकरण होता है। $2$ एकाकी युग्मों की उपस्थिति के कारण इसका आकार वर्गाकार समतलीय होता है।
$CCl_4$ में $C$ केंद्रीय परमाणु है जिसमें $4$ आबंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण और चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है।

(B) $XeF_2$ में केंद्रीय परमाणु का संकरण $sp^3d$ है (स्टेरिक संख्या $5$: $2$ बंध युग्म + $3$ एकाकी युग्म),जिसके परिणामस्वरूप एकाकी युग्मों के भूमध्यरेखीय स्थितियों पर होने के कारण इसका आकार रैखिक होता है।
$PF_5$ में केंद्रीय परमाणु का संकरण भी $sp^3d$ है (स्टेरिक संख्या $5$: $5$ बंध युग्म + $0$ एकाकी युग्म),जिसके परिणामस्वरूप इसका आकार त्रिकोणीय द्वि-पिरामिडीय होता है।
चूंकि दोनों का संकरण $(sp^3d)$ समान है लेकिन आकार (रैखिक बनाम त्रिकोणीय द्वि-पिरामिडीय) भिन्न हैं,इसलिए $XeF_2$ और $PF_5$ दी गई शर्तों को पूरा करते हैं।

(C) परमाणु में $3d$ और $4s$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉन हैं,जिसका अर्थ है कि यह $3d$ संक्रमण श्रेणी का है।
चूंकि इसमें $3d, 4s,$ और $4p$ कक्षक मौजूद हैं,यह विभिन्न संकरणों में भाग ले सकता है।
$sp^3$ संकरण में $4s$ और $4p$ कक्षक शामिल होते हैं (उदाहरण: $[NiCl_4]^{2-}$)।
$dsp^2$ संकरण में एक $3d$,एक $4s$,और दो $4p$ कक्षक शामिल होते हैं (उदाहरण: $[Ni(CN)_4]^{2-}$)।
$d^2sp^3$ संकरण में दो $3d$,एक $4s$,और तीन $4p$ कक्षक शामिल होते हैं (उदाहरण: $[Cr(NH_3)_6]^{3+}$)।
अतः,परमाणु $sp^3, dsp^2,$ और $d^2sp^3$ संकरण से गुजर सकता है।

(C) कार्बन और सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के बीच की अभिक्रिया: $C + 2H_2SO_4 \rightarrow CO_2 + 2SO_2 + 2H_2O$ है।
प्राप्त ऑक्साइड $CO_2$,$SO_2$ और $H_2O$ हैं।
$CO_2$ $(O=C=O)$ में,कार्बन परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा है और इसमें कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं है,इसलिए इसका संकरण $sp$ है।
$H_2O$ $(H-O-H)$ में,ऑक्सीजन परमाणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा है और इसमें दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं,इसलिए इसका संकरण $sp^3$ है।
अतः,$C$ और $H$ के ऑक्साइड में केंद्रीय परमाणुओं का संकरण क्रमशः $sp$ और $sp^3$ है।

(A) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम स्टेरिक संख्या $(SN)$ की गणना करते हैं: $SN = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$.
$A$: $H_2O$ के लिए,$SN = \frac{1}{2} (6 + 2) = 4$ $(sp^3)$. $NH_3$ के लिए,$SN = \frac{1}{2} (5 + 3) = 4$ $(sp^3)$. दोनों में $sp^3$ संकरण है।
$B$: $ClF_3$ के लिए,$SN = 5$ $(sp^3d)$. $NH_3$ के लिए,$SN = 4$ $(sp^3)$.
$C$: $XeF_2$ के लिए,$SN = 5$ $(sp^3d)$. $ClF_5$ के लिए,$SN = 6$ $(sp^3d^2)$.
$D$: $SF_4$ के लिए,$SN = 5$ $(sp^3d)$. $CF_4$ के लिए,$SN = 4$ $(sp^3)$.
अतः,सही युग्म $H_2O$ और $NH_3$ है।

(C) प्रत्येक अणु में केंद्रीय परमाणु का संकरण $\text{Hybridization} = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है।
$(a)$ $SF_6$ के लिए: $V=6, M=6$. संकरण $= \frac{1}{2}(6+6) = 6$,जो $sp^3d^2$ के अनुरूप है।
$(b)$ $PCl_5$ के लिए: $V=5, M=5$. संकरण $= \frac{1}{2}(5+5) = 5$,जो $sp^3d$ के अनुरूप है।
$(c)$ $XeF_4$ के लिए: $V=8, M=4$. संकरण $= \frac{1}{2}(8+4) = 6$,जो $sp^3d^2$ के अनुरूप है।
$(d)$ $IF_7$ के लिए: $V=7, M=7$. संकरण $= \frac{1}{2}(7+7) = 7$,जो $sp^3d^3$ के अनुरूप है।

(A) $1$. $I_3^{-}$ में,केंद्रीय $I$ परमाणु में $3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और $2$ आबंध युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3d$ संकरण और रैखिक आकृति प्राप्त होती है।
$2$. $BeCl_2$ में,केंद्रीय $Be$ परमाणु में $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और $2$ आबंध युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp$ संकरण और रैखिक आकृति प्राप्त होती है।
$3$. दोनों प्रजातियों की आकृति रैखिक है,लेकिन उनके संकरण ($sp^3d$ और $sp$) भिन्न हैं।
$4$. अतः,$I_3^{-}$ और $BeCl_2$ का युग्म दी गई शर्त को पूरा करता है।

(C) आइए प्रत्येक अणु का विश्लेषण करें:
$1$. $PCl_5$: केंद्रीय परमाणु $P$ में $5$ बंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म हैं। संकरण $sp^3d$ है और आकार त्रिकोणीय द्विपिरामिडी है।
$2$. $[Ni(CN)_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ में $d^8$ विन्यास है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों के युग्मन का कारण बनता है। संकरण $dsp^2$ है और आकार वर्ग समतलीय है।
$3$. $SF_6$: केंद्रीय परमाणु $S$ में $6$ बंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म हैं। संकरण $sp^3d^2$ है और आकार अष्टफलकीय है। यह सही है।
$4$. $IF_3$: केंद्रीय परमाणु $I$ में $3$ बंध युग्म और $2$ एकाकी युग्म हैं। संकरण $sp^3d$ है और आकार मुड़ा हुआ $T$-आकार है।
अतः,सही सेट $(c)$ है।

(D) एक कार्बन परमाणु $sp$-संकरित होता है यदि वह दो $\pi$-बंधों से जुड़ा हो।
$I$. एथेन नाइट्राइल $(CH_3-C \equiv N)$: साइनो समूह का कार्बन $sp$-संकरित है।
$II$. ब्यूटा$-1,3-$डाईन: सभी कार्बन $sp^2$-संकरित हैं।
$III$. प्रोपेन$-1,2-$डाईन $(CH_2=C=CH_2)$: केंद्रीय कार्बन $sp$-संकरित है।
$IV$. एथाइन $(HC \equiv CH)$: दोनों कार्बन $sp$-संकरित हैं।
$V$. बेंजीन: सभी कार्बन $sp^2$-संकरित हैं।
अतः,अणु $I, III,$ और $IV$ में $sp$-संकरित कार्बन मौजूद हैं।

(A) $BCl_3$ की आणविक ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय होती है क्योंकि बोरॉन $sp^2$ संकरित होता है जिसमें तीन बंध युग्म होते हैं और कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं होता है।
$BCl_3 \cdot NH_3$ संकुल में,बोरॉन परमाणु $NH_3$ के नाइट्रोजन परमाणु के साथ एक उपसहसंयोजक बंध बनाता है।
उपसहसंयोजक बंध के निर्माण के बाद,बोरॉन परमाणु चार परमाणुओं (तीन $Cl$ और एक $N$) से घिरा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण होता है।
इसलिए,$BCl_3 \cdot NH_3$ की ज्यामिति चतुष्फलकीय होती है।

(B) हीरा,ग्रेफाइट और $C_{60}$ कार्बन के अपररूप हैं।
हीरे में,प्रत्येक कार्बन परमाणु चतुष्फलकीय ज्यामिति में चार अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण होता है।
ग्रेफाइट में,प्रत्येक कार्बन परमाणु एक समतलीय षट्कोणीय नेटवर्क में तीन अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^2$ संकरण होता है।
$C_{60}$ (बकमिन्स्टरफुलरीन) में,प्रत्येक कार्बन परमाणु भी एक गोलाकार संरचना में तीन अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^2$ संकरण होता है।
अतः,संकरण क्रमशः $sp^2, sp^3, sp^2$ है।

(B) $1$. $SO_2$ में,केंद्रीय $S$ परमाणु के पास $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) और $2$ सिग्मा बंध हैं,जिससे स्टेरिक संख्या $3$ प्राप्त होती है,जो $sp^2$ संकरण को दर्शाता है। एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण इसकी ज्यामिति बेंट होती है।
$2$. $O_3$ में,केंद्रीय $O$ परमाणु के पास $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और $2$ सिग्मा बंध हैं,जिससे स्टेरिक संख्या $3$ प्राप्त होती है,जो $sp^2$ संकरण को दर्शाता है। एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण इसकी ज्यामिति बेंट होती है।
$3$. $H_2O$ में,केंद्रीय $O$ परमाणु के पास $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और $2$ सिग्मा बंध हैं,जिससे स्टेरिक संख्या $4$ प्राप्त होती है,जो $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
$4$. अतः,$sp^2$ संकरण और बेंट ज्यामिति वाली जोड़ी $SO_2$ और $O_3$ है।

(C) ${SF}_6$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $S$ में $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं और यह $F$ परमाणुओं के साथ $6$ बंध बनाता है। स्टेरिक संख्या $6 + 0 = 6$ है,जो $sp^3d^2$ संकरण और अष्टफलकीय ज्यामिति के अनुरूप है।
${BrF}_5$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Br$ में $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $5$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। स्टेरिक संख्या $5 + 1 = 6$ है,जो $sp^3d^2$ संकरण के अनुरूप है। एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण इसकी ज्यामिति वर्गाकार पिरामिडीय है।
कथन-$I$ कहता है कि संकरण समान नहीं है,जो गलत है क्योंकि दोनों $sp^3d^2$ हैं।
कथन-$II$ कहता है कि ${BrF}_5$ वर्गाकार पिरामिडीय है और ${SF}_6$ अष्टफलकीय है,जो सही है।

(A) अभिक्रिया इस प्रकार है: $NH_2CONH_2 + 2 H_2O \rightarrow (NH_4)_2CO_3 \rightleftharpoons 2 NH_3 + H_2O + CO_2$.
यहाँ,$[X]$ अमोनियम कार्बोनेट $(NH_4)_2CO_3$ है और $[Y]$ कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ है।
कार्बोनेट आयन $(CO_3^{2-})$ में,कार्बन परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ एक द्वि-आबंध और दो एकल आबंधों द्वारा जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^2$ संकरण होता है।
कार्बन डाइऑक्साइड अणु $(O=C=O)$ में,कार्बन परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ दो द्वि-आबंधों द्वारा जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp$ संकरण होता है।
अतः,$X$ और $Y$ में कार्बन का संकरण क्रमशः $sp^2$ और $sp$ है।