Hybridisation Questions in Hindi

(C) केंद्रीय परमाणु का संकरण उसके चारों ओर इलेक्ट्रॉन युग्मों (आबंधी युग्म + एकाकी युग्म) की संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है।
$sp^3d^2$ संकरण के लिए,संकर कक्षकों की संख्या $1 + 3 + 2 = 6$ होती है।
संयोजकता कोश इलेक्ट्रॉन युग्म प्रतिकर्षण $(VSEPR)$ सिद्धांत के अनुसार,एक केंद्रीय परमाणु के चारों ओर $6$ इलेक्ट्रॉन युग्म वाला अणु अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण को कम करने के लिए अष्टफलकीय ज्यामिति अपनाता है।
अतः,$sp^3d^2$ संकरण वाले केंद्रीय परमाणु के अणु की ज्यामिति अष्टफलकीय होती है।

(A) सही विकल्प $A$ है। जैसे-जैसे संकरित कक्षक का $s$-लक्षण बढ़ता है,बंध कोण बढ़ता है।

(A) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है,और $A$ ऋणायन आवेश है।
$A$. $PCl_3$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 3] = 4$. यह $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
$B$. $SO_3$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [6 + 0] = 3$. यह $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।
$C$. $BF_3$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [3 + 3] = 3$. यह $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।
$D$. $NO_3^-$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$. यह $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,$PCl_3$ सही उत्तर है।

(C) $BCl_3$ अणु में केंद्रीय बोरॉन परमाणु $sp^2$ संकरण प्रदर्शित करता है।
इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय (trigonal planar) होती है और इसका बंध कोण $120^{\circ}$ होता है।
$NH_3$,$H_3O^{+}$,और $PCl_3$ तीनों में एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) की उपस्थिति के कारण $sp^3$ संकरण और त्रिकोणीय पिरामिडीय (trigonal pyramidal) ज्यामिति होती है।

(C) $BeCl_2$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Be$ में $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं और यह $Cl$ के साथ $2$ बंध बनाता है। यह $sp$-संकरण से गुजरता है और इसकी आकृति रेखीय होती है।
$BCl_3$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $B$ में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं और यह $Cl$ के साथ $3$ बंध बनाता है। यह $sp^2$-संकरण से गुजरता है और इसकी आकृति त्रिकोणीय समतलीय होती है।
अतः,सही सेट $BCl_3$,$sp^2$,त्रिकोणीय समतलीय है।

(A) $CH_4$ में,कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित है। $s$-लक्षण का प्रतिशत $\frac{1}{4} \times 100 = 25\%$ है।
$C_2H_4$ (एथीन) में,कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित है। $s$-लक्षण का प्रतिशत $\frac{1}{3} \times 100 \approx 33.3\%$ है।
$C_2H_2$ (एथाइन) में,कार्बन परमाणु $sp$ संकरित है। $s$-लक्षण का प्रतिशत $\frac{1}{2} \times 100 = 50\%$ है।
अतः,सही क्रम $25, 33, 50$ है।

(C) $SO_2$ में $sp^2$ संकरण होता है और $S$ परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होने के कारण इसकी संरचना मुड़ी हुई ($V$-आकार) होती है,जिसका बंध कोण लगभग $119^o$ होता है।
$CO_2$ और $N_2O$ $sp$ संकरण वाले रैखिक अणु हैं।
$CO$ भी $sp$ संकरण वाला एक रैखिक अणु है।

(A) $1$. $BF_3$ की ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय है और इसमें $sp^2$ संकरण होता है,लेकिन द्विध्रुव आघूर्ण के निरस्त होने के कारण यह अध्रुवीय है।
$2$. $SiF_4$ की ज्यामिति चतुष्फलकीय है और इसमें $sp^3$ संकरण होता है,यह अध्रुवीय है।
$3$. $HClO_2$ में केंद्रीय $Cl$ परमाणु $sp^3$ संकरण में होता है।
$4$. $H_2CO_3$ (कार्बोनिक एसिड) में केंद्रीय कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरण में होता है। परमाणुओं की असममित व्यवस्था और $C$,$O$ तथा $H$ के बीच विद्युत ऋणात्मकता के अंतर के कारण,यह अणु ध्रुवीय होता है।

(B) $C_2H_2$ $(HC \equiv CH)$ में कार्बन का संकरण $sp$ है।
$sp$ संकरण के कारण,बंध कोण $180^{\circ}$ होता है,जिसके परिणामस्वरूप रैखिक आणविक ज्यामिति प्राप्त होती है।
$CCl_4$ की संरचना चतुष्फलकीय (tetrahedral) होती है,$SO_2$ की संरचना मुड़ी हुई (bent) होती है,और $C_2H_4$ में प्रत्येक कार्बन परमाणु के चारों ओर समतलीय त्रिकोणीय संरचना होती है।

(D) $sp^3d^2$ संकरण में एक $s$,तीन $p$ और दो $d$ कक्षकों का मिश्रण होता है।
यह संयोजन $90^{\circ}$ के बंध कोण के साथ अष्टफलकीय ज्यामिति प्रदान करता है।

(A) संरचना निर्धारित करने के लिए,हम प्रत्येक प्रजाति के लिए संकरण और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) की संख्या की गणना करते हैं:
$1$. $BF_4^-$: बोरॉन के पास $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है और ऋण आवेश से $1$ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है। कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $(3+4+1)/2 = 4$। संकरण $sp^3$ है,जो नियमित चतुष्फलकीय ज्यामिति को दर्शाता है।
$2$. $SF_4$: सल्फर के पास $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है,जिससे $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बचता है। कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $5$ ($sp^3d$ संकरण)। एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण,इसका आकार 'सी-सॉ' (see-saw) जैसा होता है।
$3$. $XeF_4$: ज़ेनॉन के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है,जिससे $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बचते हैं। कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $6$ ($sp^3d^2$ संकरण)। दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों के कारण,इसकी ज्यामिति वर्गाकार समतलीय (square planar) होती है।
$4$. $[Ni(CN)_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ का विन्यास $d^8$ है। $CN^-$ एक प्रबल लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों के युग्मन का कारण बनता है। संकरण $dsp^2$ है,जिसके परिणामस्वरूप वर्गाकार समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
अतः,केवल $BF_4^-$ की संरचना नियमित चतुष्फलकीय है।

(A) बोरिक एसिड $(H_3BO_3)$ में,बोरॉन परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से एकल बंध द्वारा जुड़ा होता है। बोरॉन के पास $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,जो सभी बंध बनाने में शामिल होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^2$ संकरण के साथ त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु एक बोरॉन परमाणु और एक हाइड्रोजन परमाणु से जुड़ा होता है,और इसके पास इलेक्ट्रॉनों के दो एकाकी युग्म (lone pairs) भी होते हैं। इस प्रकार,प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु के पास $4$ इलेक्ट्रॉन डोमेन (दो बंध युग्म और दो एकाकी युग्म) होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण होता है।

(B) $BF_3$ अणु में,केंद्रीय बोरॉन परमाणु में $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह $3$ फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $3$ एकल बंध बनाता है।
स्टेरिक नंबर के सूत्र का उपयोग करने पर: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} \times (V + M - C + A)$,जहाँ $V = 3$ ($B$ के संयोजी इलेक्ट्रॉन),$M = 3$ (एकल-संयोजी परमाणु),$C = 0$,और $A = 0$ है।
$\text{Steric Number} = \frac{1}{2} \times (3 + 3) = 3$।
$3$ का स्टेरिक नंबर $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।

(D) केंद्रीय परमाणु के संकरण को निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$,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: $H = \frac{1}{2}(3 + 3) = 3$ ($sp^2$ संकरण)।
$2$. $NCl_3$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(5 + 3) = 4$ ($sp^3$ संकरण)।
$3$. $H_2S$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(6 + 2) = 4$ ($sp^3$ संकरण)।
$4$. $SF_4$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(6 + 4) = 5$ ($sp^3d$ संकरण)।
$5$. $BeCl_2$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(2 + 2) = 2$ ($sp$ संकरण)।
परिणामों की तुलना करने पर,$NCl_3$ और $H_2S$ दोनों में $sp^3$ संकरण है। अतः,सही विकल्प $(D)$ है।

(C) $CO_2$ में केंद्रीय कार्बन परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ द्वि-बंध द्वारा जुड़ा होता है।
वैलेंस शेल इलेक्ट्रॉन पेयर रिपल्शन $(VSEPR)$ सिद्धांत के अनुसार,कार्बन परमाणु के पास दो बंध युग्म और शून्य एकाकी युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप रेखीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
संकरण के संदर्भ में,कार्बन परमाणु $sp$ संकरण से गुजरता है,जहाँ एक $2s$ कक्षक और एक $2p$ कक्षक मिलकर दो समान $sp$ संकर कक्षक बनाते हैं।
ये दो $sp$ संकर कक्षक प्रतिकर्षण को कम करने के लिए $180^{\circ}$ के कोण पर व्यवस्थित होते हैं,जो $CO_2$ अणु की रेखीय आकृति और $180^{\circ}$ के बंध कोण की व्याख्या करता है।

(D) $NH_3$ में,केंद्रीय नाइट्रोजन परमाणु $sp^3$ संकरण दर्शाता है।
इसमें तीन बंध युग्म और एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है,जिसके कारण इसकी ज्यामिति पिरामिडीय होती है।

(B) संकरण की गणना सूत्र $H = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$ का उपयोग करके की जा सकती है,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$1$. $NO_2$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 0] = 2.5$. $NO_2$ में एक विषम इलेक्ट्रॉन होने के कारण,इसे $sp$ संकरित माना जाता है।
$2$. $SF_4$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [6 + 4 - 0 + 0] = 5$,जो $sp^3d$ संकरण के अनुरूप है।
$3$. $PF_6^-$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [5 + 6 - 0 + 1] = 6$,जो $sp^3d^2$ संकरण के अनुरूप है।
अतः,सही सेट $sp$,$sp^3d$,$sp^3d^2$ है।

(B) बोरोन $(B)$ का परमाणु क्रमांक $5$ है। इसकी मूल अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2 2s^2 2p^1$ है।
उत्तेजित अवस्था में,$2s$ कक्षक से एक इलेक्ट्रॉन $2p$ कक्षक में चला जाता है,जिससे विन्यास $1s^2 2s^1 2p_x^1 2p_y^1$ प्राप्त होता है।
ये तीन कक्षक $(2s, 2p_x, 2p_y)$ $sp^2$ संकरण से गुजरते हैं और तीन समान $sp^2$ संकर कक्षक बनाते हैं।
ये तीन $sp^2$ संकर कक्षक तीन $Cl$ परमाणुओं के $3p$ कक्षकों के साथ अतिव्यापन करके तीन $B-Cl$ बंध बनाते हैं।
अतः,$BCl_3$ में $B$ का संकरण $sp^2$ है।

(D) केंद्रीय परमाणु का संकरण सूत्र $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$ का उपयोग करके ज्ञात किया जा सकता 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।
$SO_3$ के लिए,केंद्रीय परमाणु $S$ है (संयोजी इलेक्ट्रॉन $V = 6$)। ऑक्सीजन एक द्विसंयोजक परमाणु है,इसलिए $M = 0$ है।
$H = \frac{1}{2}(6 + 0 - 0 + 0) = 3$।
$H = 3$ का मान $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,$SO_3$ में $S$ परमाणु $sp^2$ संकरित होता है,जिसके परिणामस्वरूप त्रिकोणीय समतलीय संरचना प्राप्त होती है।

(A) केंद्रीय परमाणु $I$ (आयोडीन) का संयोजी कोश इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $5s^2 5p^5$ है।
उत्तेजित अवस्था में,$I$ परमाणु $7$ फ्लोरीन परमाणुओं के साथ बंध बनाने के लिए $5d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है ताकि $7$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन प्राप्त हो सकें।
इसमें एक $s$,तीन $p$ और तीन $d$ कक्षक भाग लेते हैं,जिससे $sp^3d^3$ संकरण होता है।
अतः,$IF_7$ का संकरण $sp^3d^3$ है और इसकी ज्यामिति पेंटागोनल बाइपिरामिडल है।

(B) अमोनिया $(NH_3)$ अणु में,$N$ परमाणु $sp^3$-संकरित होता है।
नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) की उपस्थिति के कारण,$Lp-Bp$ (एकाकी युग्म-आबंध युग्म) प्रतिकर्षण,$Bp-Bp$ (आबंध युग्म-आबंध युग्म) प्रतिकर्षण से अधिक होता है।
इसके कारण बंध कोण आदर्श चतुष्फलकीय कोण $109.5^\circ$ से घटकर $107^\circ$ हो जाता है,जिसके परिणामस्वरूप विकृत चतुष्फलकीय या पिरामिडीय ज्यामिति प्राप्त होती है।

(A) $Be$ का परमाणु क्रमांक $4$ है। इसकी मूल अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^2, 2s^2$ है।
उत्तेजित अवस्था में,$2s$ कक्षक से एक इलेक्ट्रॉन $2p$ कक्षक में स्थानांतरित हो जाता है,जिससे विन्यास $1s^2, 2s^1, 2p^1$ प्राप्त होता है।
ये दो कक्षक ($2s$ और $2p$) संकरित होकर दो समान $sp$ संकर कक्षक बनाते हैं।
इस प्रकार के संकरण को विकर्णीय या रैखिक संकरण कहा जाता है,जिसके परिणामस्वरूप $BeCl_2$ अणु की ज्यामिति रैखिक होती है।

(A) त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय ज्यामिति $sp^3d$ संकरण से संबंधित है।
इस ज्यामिति में,केंद्रीय परमाणु $5$ इलेक्ट्रॉन युग्मों से घिरा होता है,जिसके परिणामस्वरूप त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय विन्यास प्राप्त होता है,जैसा कि $PCl_5$ में देखा जाता है।

(B) कार्बन के मूल अवस्था विन्यास $(1s^2 2s^2 2p_x^1 2p_y^1)$ में केवल दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
संकरण वह अवधारणा है जिसके द्वारा हम यह समझा सकते हैं कि कार्बन अपने $2s$ और $2p$ कक्षकों को मिश्रित करके चार समान $sp^3$ संकरित कक्षक बनाकर $4$ की संयोजकता कैसे प्राप्त करता है।

(C) संकरण थोड़ी अलग ऊर्जा वाले कक्षकों के आपस में मिलने की प्रक्रिया है ताकि उनकी ऊर्जा का पुनर्वितरण हो सके,जिसके परिणामस्वरूप समान ऊर्जा और आकार वाले कक्षकों का एक नया सेट बनता है। इसलिए,यह समान ऊर्जा सामग्री वाले कक्षकों के अतिव्यापन के कारण होता है।

(D) $MX_3$ अणु के लिए द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होने के लिए,इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय $(trigonal planar)$ होनी चाहिए।
त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति में,केंद्रीय परमाणु $M$ $sp^2$ संकरण $(hybridization)$ से गुजरता है।
ये $3$ $sp^2$ हाइब्रिड ऑर्बिटल्स $X$ परमाणुओं के साथ $3$ $\sigma$ बंध बनाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक सममित संरचना प्राप्त होती है जहाँ व्यक्तिगत बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं।

(A) $NF_3$ में केंद्रीय परमाणु नाइट्रोजन $(N)$ है।
नाइट्रोजन के पास $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$NF_3$ में,नाइट्रोजन $3$ फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $3$ सिग्मा बंध बनाता है और इसके पास $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है।
नाइट्रोजन परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉन युग्मों की कुल संख्या $3 + 1 = 4$ है।
चूंकि स्टेरिक संख्या $4$ है,इसलिए नाइट्रोजन परमाणु का संकरण $sp^3$ है।

(C) $sp^3d$ संकरण में,केंद्रीय परमाणु पांच समान संकर कक्षक बनाने के लिए एक $s$,तीन $p$ और एक $d$-कक्षक का मिश्रण करता है।
विशेष रूप से,इसमें शामिल $d$-कक्षक $d_{z^2}$ है,जो त्रिकोणीय द्वि-पिरामिडीय ज्यामिति बनाने के लिए $z$-अक्ष पर संरेखित होता है।

(C) यौगिक $X$ कार्बन टेट्राक्लोराइड $(CCl_4)$ है।
$CCl_4$ में $sp^3$ संकरण होता है और इसकी ज्यामिति पूर्णतः समचतुष्फलकीय (tetrahedral) होती है क्योंकि केंद्रीय कार्बन परमाणु से जुड़े चारों प्रतिस्थापी समान ($Cl$ परमाणु) होते हैं।
क्लोरोमेथेन $(CH_3Cl)$,क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ या आयोडोफॉर्म $(CHI_3)$ जैसे अणुओं में,केंद्रीय कार्बन से अलग-अलग परमाणुओं के जुड़े होने के कारण बंध कोण आदर्श समचतुष्फलकीय कोण $109^o 28'$ से विचलित हो जाते हैं।

(C) सही उत्तर $(C)$ है।
$C_2H_2$ (एसिटिलीन) की संरचना रेखीय होती है क्योंकि दोनों कार्बन परमाणु $sp$-संकरित होते हैं।
$sp$-संकरण में,बंध कोण $180^\circ$ होता है,जिसके परिणामस्वरूप रेखीय ज्यामिति प्राप्त होती है।

(A) जैसे-जैसे संकरित कक्षकों का $s-$लक्षण घटता है,बंध कोण भी घटता है।
$sp^3$ संकरण में: $s-$लक्षण $25\%$ है,बंध कोण $109.5^\circ$ है।
$sp^2$ संकरण में: $s-$लक्षण $33.3\%$ है,बंध कोण $120^\circ$ है।
$sp$ संकरण में: $s-$लक्षण $50\%$ है,बंध कोण $180^\circ$ है।
अतः,जैसे-जैसे $s-$लक्षण घटता है $(50\%$ $\rightarrow 33.3\%$ $\rightarrow 25\%)$,बंध कोण घटता है $(180^\circ$ $\rightarrow 120^\circ$ $\rightarrow 109.5^\circ)$.

(A) कोल्सन के सूत्र $\cos \theta = \frac{s}{s-1}$ का उपयोग करने पर,जहाँ $\theta = 105^{o}$ है।
$\cos(105^{o}) \approx -0.2588$ प्राप्त होता है।
गणना करने पर $s \approx 0.2056$ अर्थात $20.56\%$ प्राप्त होता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(C) $CH_3^+$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु तीन हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है और इसमें कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) नहीं होता है।
कार्बन परमाणु का संकरण $sp^2$ है,जो त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति को दर्शाता है।
अतः,$CH_3^+$ स्पीशीज की आकृति त्रिकोणीय समतलीय है।

(D) विभिन्न ज्यामितियों के लिए $90^{\circ}$ के आबंध युग्म-आबंध युग्म कोणों की संख्या इस प्रकार है:
$1$. $dsp^2$ संकरण (वर्ग समतलीय): आसन्न आबंध युग्मों के बीच $90^{\circ}$ के $4$ कोण होते हैं।
$2$. $sp^3d$ संकरण (त्रिकोणीय द्विपिरामिडी): $90^{\circ}$ के $6$ कोण होते हैं।
$3$. $sp^3d^2$ संकरण (अष्टफलकीय): आसन्न आबंध युग्मों के बीच $90^{\circ}$ के $12$ कोण होते हैं।
इनकी तुलना करने पर,$sp^3d^2$ संकरण में $90^{\circ}$ के कोणों की संख्या अधिकतम है। अतः,सही विकल्प $D$ है।

(D) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम स्टेरिक संख्या $(SN)$ की गणना करते हैं: $SN = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$1$. $SO_4^{2-}$ के लिए: $SN = \frac{1}{2} (6 + 0 - 0 + 2) = 4$,जो $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
$2$. $CH_4$ के लिए: $SN = \frac{1}{2} (4 + 4 - 0 + 0) = 4$,जो $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
$3$. $H_2O$ के लिए: $SN = \frac{1}{2} (6 + 2 - 0 + 0) = 4$,जो $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
$4$. $CO_2$ के लिए: $SN = \frac{1}{2} (4 + 0 - 0 + 0) = 2$,जो $sp$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,$CO_2$ में $sp^3$ संकरण नहीं होता है।

(B) $sp$-संकरण में एक $s$ और एक $p$ कक्षक का मिश्रण होकर दो समान $sp$ संकर कक्षक बनते हैं।
ये दो संकर कक्षक एक-दूसरे से $180^\circ$ के कोण पर स्थित होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप रैखिक ज्यामिति प्राप्त होती है।

(A) केंद्रीय परमाणु का संकरण सूत्र $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$ का उपयोग करके निकाला जाता है,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$ClO_2^-$ के लिए,$V = 7$ ($Cl$ के लिए),$M = 0$ (ऑक्सीजन द्विसंयोजक है),$C = 0$,और $A = 1$ है।
$H = \frac{1}{2}(7 + 0 - 0 + 1) = \frac{8}{2} = 4$ है।
$4$ का मान $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,$ClO_2^-$ में क्लोरीन परमाणु $sp^3$ संकरित है,जिसके परिणामस्वरूप दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) की उपस्थिति के कारण इसकी आकृति कोणीय (angular) होती है।

(B) $ClF_3$ में केंद्रीय परमाणु क्लोरीन $(Cl)$ है।
क्लोरीन के पास $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह $3$ फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $3$ एकल बंध बनाता है,जिसमें $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन उपयोग होते हैं।
इससे $4$ इलेक्ट्रॉन शेष बचते हैं,जो $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) बनाते हैं।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या = $\text{आबंध युग्म} + \text{एकाकी युग्म} = 3 + 2 = 5$।
$5$ इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या $sp^3d$ संकरण को दर्शाती है।

(C) $IF_4^+$ में केंद्रीय आयोडीन परमाणु के पास $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है,जिससे $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) शेष रहता है।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $4 \text{ (बंध युग्म)} + 1 \text{ (एकाकी युग्म)} = 5$.
अतः,संकरण $sp^3d$ है।
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,$1$ एकाकी युग्म के साथ $5$ इलेक्ट्रॉन युग्म सी-सॉ (see-saw) या अनियमित चतुष्फलकीय ज्यामिति प्रदान करते हैं।

(A) सही उत्तर है क्योंकि $BeF_3^-$ मानक परिस्थितियों में एक स्थिर प्रजाति के रूप में मौजूद नहीं होता है।
$OH_3^+$ (हाइड्रोनियम आयन) में,$O$ परमाणु एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के साथ $sp^3$ संकरित होता है।
$NH_2^-$ में,$N$ परमाणु दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों के साथ $sp^3$ संकरित होता है।
$NF_3$ में,$N$ परमाणु एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के साथ $sp^3$ संकरित होता है।

(A) $ClO_2^-$ में क्लोरीन परमाणु का संकरण 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 है $(Cl = 7)$,
$M$ जुड़े हुए मोनोवैलेंट परमाणुओं की संख्या है ($0$,क्योंकि ऑक्सीजन डाइवैलेंट है),
$C$ धनायनित आवेश है $(0)$,
$A$ ऋणायनित आवेश है $(1)$.
$H = \frac{1}{2} [7 + 0 - 0 + 1] = \frac{8}{2} = 4$.
$4$ का मान $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
$ClO_2^-$ में क्लोरीन परमाणु पर दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप इसकी संरचना $V$-आकार या बेंट (bent) होती है।

(B) केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$XeF_2$ में,$Xe$ परमाणु $F$ परमाणुओं के साथ $2$ एकल बंध बनाता है,जिसमें $2$ इलेक्ट्रॉनों का उपयोग होता है।
शेष $6$ इलेक्ट्रॉन $3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) बनाते हैं।
स्टेरिक संख्या की गणना इस प्रकार की जाती है: $\text{Steric Number} = \text{बंध युग्मों की संख्या} + \text{एकाकी युग्मों की संख्या} = 2 + 3 = 5$.
$5$ की स्टेरिक संख्या $sp^3d$ संकरण को दर्शाती है।

(A) $1, 1, 2, 2-$टेट्राक्लोरोएथीन $(Cl_2C=CCl_2)$ में,प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है,जो $120^{\circ}$ के बंध कोण के साथ त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति को दर्शाता है।
टेट्राक्लोरोमेथेन $(CCl_4)$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है,जो $109.5^{\circ}$ के बंध कोण के साथ चतुष्फलकीय ज्यामिति को दर्शाता है।
अतः,सही बंध कोण क्रमशः $120^{\circ}$ और $109.5^{\circ}$ हैं।

(A) संरचना $CH_3^{III} - CH_2^{II} - C \equiv CH^I$ है।
विद्युत ऋणात्मकता संकर कक्षक के $s$-लक्षण के सीधे आनुपातिक होती है।
$I$: अंतिम कार्बन $sp$ संकरित है,जिसमें $50\% \ s$-लक्षण होता है।
$II$: $CH_2$ में कार्बन $sp^3$ संकरित है,जिसमें $25\% \ s$-लक्षण होता है।
$III$: $CH_3$ में कार्बन $sp^3$ संकरित है,जिसमें $25\% \ s$-लक्षण होता है।
चूंकि $sp$ संकरण में सबसे अधिक $s$-लक्षण होता है,इसलिए $I$ के रूप में चिह्नित कार्बन परमाणु सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक है।

(B) $CH_4$ अणु में,कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है।
यह संकरण चार समान $C-H$ बंधों को एक नियमित चतुष्फलक के कोनों की ओर निर्देशित करता है।
इसलिए,केंद्रीय कार्बन परमाणु के चारों ओर हाइड्रोजन परमाणु $109.5^{\circ}$ के बंध कोण के साथ चतुष्फलकीय ज्यामिति में व्यवस्थित होते हैं।

(C) .

$\text{प्रकार}$	$s-\text{लक्षण}$
$sp^{3}$	$25\%$
$sp^{2}$	$33.33\%$
$sp$	$50\%$

$s-$लक्षण की गणना $\frac{1}{n+1} \times 100$ द्वारा की जाती है,जहाँ $n$ संकरण में शामिल $p-$कक्षकों की संख्या है। $sp$ संकरण के लिए,$n=1$ है,इसलिए $s-\text{लक्षण} = \frac{1}{1+1} \times 100 = 50\%$. यह दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक है।

(A) $C_2H_2$ (एसिटिलीन) में,प्रत्येक कार्बन परमाणु एक हाइड्रोजन परमाणु से एकल बंध द्वारा और दूसरे कार्बन परमाणु से त्रि-बंध द्वारा जुड़ा होता है।
प्रत्येक कार्बन परमाणु दो इलेक्ट्रॉन डोमेन (एक $C-H$ सिग्मा बंध और एक $C-C$ सिग्मा बंध) से घिरा होता है।
इसलिए,स्टेरिक संख्या $2$ है,जो $sp$ संकरण को दर्शाता है।
संरचना $\mathop {CH}\limits^{sp} \equiv \mathop {CH}\limits^{sp}$ है।

(A) $CH_3 - C \equiv CH$ में,मिथाइल समूह $(CH_3)$ का कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित है और त्रि-बंध में शामिल निकटवर्ती कार्बन परमाणु $sp$ संकरित है। अतः,मिथाइल समूह और एल्काइन कार्बन के बीच का $C-C$ एकल बंध मिथाइल कार्बन के $sp^3$ कक्षक और एल्काइन कार्बन के $sp$ कक्षक के अतिव्यापन से बनता है। संरचना इस प्रकार है: $\mathop{CH_3}\limits_{sp^3} - \mathop{C}\limits_{sp} \equiv CH$.

(A) $CH_2Cl_2$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं और दो क्लोरीन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
यह $sp^3$ संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप कार्बन परमाणु के चारों ओर चतुष्फलकीय ज्यामिति बनती है।
अतः,सही विकल्प $(A)$ है।

(D) $CH_3^+$ (मिथाइल कार्बोनियम आयन) में,केंद्रीय कार्बन परमाणु तीन हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है और उस पर धनात्मक आवेश होता है,जिसके परिणामस्वरूप तीन आबंध युग्म और शून्य एकाकी युग्म होते हैं। स्टेरिक संख्या $3$ है,जो $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
$C_2H_5^+$ (एथिल कार्बोनियम आयन) में,धनावेशित कार्बन परमाणु एक मिथाइल समूह और दो हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप भी तीन आबंध युग्म और शून्य एकाकी युग्म होते हैं। स्टेरिक संख्या $3$ है,जो $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
अतः,$CH_3^+$ और $C_2H_5^+$ दोनों $sp^2$ संकरण प्रदर्शित करते हैं।