Hybridisation Questions in Hindi

(B) $NH_3$ में संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या $5 + (3 \times 1) = 8$ है।
स्टेरिक नंबर $X$ ज्ञात करने का सूत्र $X = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ है,जहाँ $V = 5$ ($N$ के संयोजकता इलेक्ट्रॉन),$M = 3$ (एकल संयोजी परमाणु),$C = 0$ और $A = 0$ है।
$X = \frac{8}{2} = 4$।
चूँकि स्टेरिक नंबर $4$ है,इसलिए संकरण $sp^3$ प्रकार का होगा।

(C) $BF_4^-$ में केंद्रीय बोरॉन परमाणु $sp^3$ संकरण दर्शाता है।
चूंकि केंद्रीय परमाणु पर कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) नहीं होता है,इसलिए इसकी ज्यामिति नियमित चतुष्फलकीय होती है।

(B) $sp^3d^2$ संकरण अष्टफलकीय ज्यामिति से संबंधित है,जिसमें सभी आसन्न बंधित इलेक्ट्रॉन युग्मों के बीच का बंध कोण $90^\circ$ होता है।

(C) $MX_3$ अणु का द्विध्रुव आघूर्ण शून्य $(\mu = 0)$ होने के लिए,अणु को सममित और त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति का होना चाहिए।
यह ज्यामिति तब प्राप्त होती है जब केंद्रीय परमाणु $M$ का $sp^2$ संकरण होता है।

(D) परमाणु के संकरण को निर्धारित करने के लिए,हम उससे जुड़े सिग्मा बंधों और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या गिनते हैं।
$1$. $HCOOH$ (फॉर्मिक अम्ल) में,$C$ परमाणु $H$,$OH$ से जुड़ा है और $O$ के साथ द्वि-आबंध बनाता है। यह $sp^2$ संकरित है।
$2$. $(H_2N)_2CO$ (यूरिया) में,$C$ परमाणु दो $NH_2$ समूहों से जुड़ा है और $O$ के साथ द्वि-आबंध बनाता है। यह $sp^2$ संकरित है।
$3$. $HCHO$ (फॉर्मेल्डिहाइड) में,$C$ परमाणु दो $H$ परमाणुओं से जुड़ा है और $O$ के साथ द्वि-आबंध बनाता है। यह $sp^2$ संकरित है।
$4$. $CH_3CHO$ (ऐसीटैल्डिहाइड) में,मिथाइल कार्बन $(CH_3)$ तीन $H$ परमाणुओं और एक $C$ परमाणु से जुड़ा है। चूंकि इसमें चार सिग्मा बंध हैं,इसलिए यह $sp^3$ संकरित है।

(A) $ClO_2^-$ में केंद्रीय परमाणु $Cl$ का संकरण निर्धारित करने के लिए,हम स्टेरिक संख्या $(X)$ की गणना करते हैं:
$X = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$
जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है $(Cl = 7)$,
$M$ जुड़े हुए एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है ($O$ द्विसंयोजक है,इसलिए $M = 0$),
$C$ धनायन आवेश है $(0)$,
$A$ ऋणायन आवेश है $(1)$।
$X = \frac{1}{2} [7 + 0 - 0 + 1] = \frac{8}{2} = 4$।
स्टेरिक संख्या $4$ का अर्थ $sp^3$ संकरण है।
अतः,$ClO_2^-$ में क्लोरीन परमाणु $sp^3$ संकरण प्रदर्शित करता है।

(A) $H_2CO_3$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित है और अणु ध्रुवीय है क्योंकि केंद्रीय कार्बन से अलग-अलग विद्युत ऋणात्मकता वाले परमाणु ($O$ और $OH$ समूह) जुड़े होते हैं।
$BF_3$ में,केंद्रीय बोरॉन परमाणु $sp^2$ संकरित है,लेकिन इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय होने के कारण यह अध्रुवीय है।
$SiF_4$ में $sp^3$ संकरण होता है।
$HClO_2$ में $sp^3$ संकरण होता है।
अतः,$H_2CO_3$ सही उत्तर है।

(B) $SO_2$ में,केंद्रीय सल्फर परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है और इसके पास एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है। स्टेरिक संख्या $2 + 1 = 3$ है,जो $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।

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

(A) $H_2C = CH - C \equiv N$ अणु में:
$1$. पहला कार्बन परमाणु $(CH_2)$ दो हाइड्रोजन और एक द्वि-आबंध से जुड़ा है,इसलिए यह $sp^2$ संकरित है।
$2$. दूसरा कार्बन परमाणु $(CH)$ एक हाइड्रोजन,एक द्वि-आबंध और एक एकल आबंध से जुड़ा है,इसलिए यह $sp^2$ संकरित है।
$3$. तीसरा कार्बन परमाणु $(C)$ एक एकल आबंध और एक त्रि-आबंध से जुड़ा है,इसलिए यह $sp$ संकरित है।
$4$. नाइट्रोजन परमाणु $(N)$ एक त्रि-आबंध से जुड़ा है और इसके पास एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,इसलिए यह $sp$ संकरित है।
अतः,संकरण का क्रम $sp^2 - sp^2 - sp - sp$ है।

(C) $C_2H_4$ अणु में,प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है।
प्रत्येक कार्बन परमाणु तीन $sp^2$ सिग्मा बंध (दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ और एक दूसरे कार्बन परमाणु के साथ) और एक $\pi$ बंध बनाता है।
$sp^2$ संकरण के कारण प्रत्येक कार्बन परमाणु के चारों ओर त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति बनती है,जिससे पूरा अणु समतलीय हो जाता है और बंध कोण लगभग $120^{\circ}$ होता है।

(C) दिया गया इलेक्ट्रॉनिक विन्यास दो $sp$ संकरित कक्षक और दो असंकरित $p$ कक्षक ($2p_y$ और $2p_z$) दर्शाता है।
इन चारों कक्षकों में से प्रत्येक में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन है।
दो $sp$ संकरित कक्षक दो सिग्मा $(\sigma)$ बंध बनाएंगे।
दो असंकरित $p$ कक्षक ($2p_y$ और $2p_z$) दो पाई $(\pi)$ बंध बनाएंगे।
अतः,यह विन्यास दो सिग्मा $(\sigma)$ बंध और दो पाई $(\pi)$ बंध बना सकता है।

(C) कार्बन-कार्बन एकल बंध की लंबाई इसमें शामिल कार्बन परमाणुओं के संकरण पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे $s$-लक्षण का प्रतिशत बढ़ता है,कार्बन परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता बढ़ती है और बंध लंबाई घटती है।
प्रत्येक यौगिक में $C-C$ एकल बंध के लिए संकरण:
$(I) CH_2 = CH - C \equiv CH$: $C-C$ एकल बंध $sp^2$ और $sp$ संकरित कार्बन के बीच है।
$(II) CH \equiv C - C \equiv CH$: $C-C$ एकल बंध $sp$ और $sp$ संकरित कार्बन के बीच है।
$(III) CH_3 - CH = CH_2$: $C-C$ एकल बंध $sp^3$ और $sp^2$ संकरित कार्बन के बीच है।
$(IV) CH_2 = CH - CH = CH_2$: $C-C$ एकल बंध $sp^2$ और $sp^2$ संकरित कार्बन के बीच है।
$s$-लक्षण की तुलना:
$sp^3-sp^2$ (न्यूनतम $s$-लक्षण) > $sp^2-sp^2$ > $sp^2-sp$ > $sp-sp$ (अधिकतम $s$-लक्षण)।
अतः,बंध लंबाई का क्रम: $(III) > (IV) > (I) > (II)$ है।

(A) $Acetone$ $(CH_3COCH_3)$,$Acetic$ $acid$ $(CH_3COOH)$ और $Acetamide$ $(CH_3CONH_2)$ तीनों में कार्बोनिल कार्बन $sp^2$ संकरित होता है।
$Acetonitrile$ $(CH_3CN)$ में $CN$ समूह का कार्बन $sp$ संकरित होता है।

(C) $CH_2 = CH - CH = CH_2$ ($1,3$-ब्यूटाडाईन) में,सभी चार कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित हैं।
$sp^2$ संकरित कार्बन परमाणुओं की ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय होती है।
चूंकि सभी कार्बन परमाणु एक संयुग्मित प्रणाली में जुड़े हुए हैं,इसलिए पूरा अणु एक ही तल में स्थित होता है।
अतः,अणु की आकृति समतलीय है।

(A) बंध लंबाई कार्बन परमाणुओं के संकरण पर निर्भर करती है।
$1$. $C_2H_6$ (एथेन): $sp^3-sp^3$ संकरण, बंध लंबाई $\approx 154 \ pm$.
$2$. $C_6H_6$ (बेंजीन): अनुनाद के कारण $sp^2-sp^2$ संकरण, बंध लंबाई $\approx 139 \ pm$.
$3$. $C_2H_4$ (एथीन): $sp^2-sp^2$ संकरण, बंध लंबाई $\approx 134 \ pm$.
$4$. $C_2H_2$ (एथाइन): $sp-sp$ संकरण, बंध लंबाई $\approx 120 \ pm$.
जैसे-जैसे $s$-लक्षण बढ़ता है, बंध लंबाई कम होती जाती है।
अतः, बंध लंबाई का सही क्रम $C_2H_6 > C_6H_6 > C_2H_4 > C_2H_2$ है।

(C) $SO_2$ में केंद्रीय परमाणु सल्फर $(S)$ है।
सल्फर के पास $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$SO_2$ में,सल्फर दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ दो द्वि-आबंध बनाता है।
सल्फर के चारों ओर इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या = $2$ (आबंधी युग्म) + $1$ (अकेला युग्म) = $3$ है।
चूंकि स्टेरिक संख्या $3$ है,इसलिए संकरण $sp^2$ है।

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

(C) सही उत्तर $C$ ($sp$ संकरण) है।

संकरण का प्रकार	बंध कोण
$sp^3$	$109.5^\circ$
$sp^2$	$120^\circ$
$sp^3d$	$90^\circ$ और $120^\circ$
$sp$	$180^\circ$

जैसा कि तालिका में दिखाया गया है,$sp$ संकरण रैखिक ज्यामिति प्रदर्शित करता है और इसका बंध कोण $180^\circ$ होता है,जो दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक है।

(C) $120^{\circ}$ का बंध कोण रखने वाली प्रजाति निर्धारित करने के लिए,हम प्रत्येक अणु के संकरण और ज्यामिति का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $ClF_3$: केंद्रीय परमाणु $Cl$ के पास $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $3$ बंध बनाता है और इसमें $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं। इसका संकरण $sp^3d$ है और ज्यामिति $T$-आकार की है,जिसमें बंध कोण $90^{\circ}$ से कम होते हैं।
$2$. $NCl_3$: केंद्रीय परमाणु $N$ के पास $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $Cl$ परमाणुओं के साथ $3$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। इसका संकरण $sp^3$ है और ज्यामिति पिरामिडल है,जिसमें बंध कोण लगभग $107^{\circ}$ होते हैं।
$3$. $BCl_3$: केंद्रीय परमाणु $B$ के पास $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $Cl$ परमाणुओं के साथ $3$ बंध बनाता है और इसमें कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं होता है। इसका संकरण $sp^2$ है और ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय है,जिसमें बंध कोण $120^{\circ}$ होते हैं।
$4$. $PH_3$: केंद्रीय परमाणु $P$ के पास $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $H$ परमाणुओं के साथ $3$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। इसकी ज्यामिति पिरामिडल है और बंध कोण $93^{\circ}$ के करीब होते हैं।
अतः,$BCl_3$ सही प्रजाति है।

(C) केंद्रीय नाइट्रोजन परमाणु के संकरण को निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{संकर कक्षकों की संख्या} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजी परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनात्मक आवेश है,और $A$ ऋणात्मक आवेश है।
$1)$ $NO_2^+$ के लिए: $V = 5$,$M = 0$,$C = 1$,$A = 0$. $\text{संकर कक्षक} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 1 + 0] = 2$. अतः,$sp$ संकरण।
$2)$ $NO_3^-$ के लिए: $V = 5$,$M = 0$,$C = 0$,$A = 1$. $\text{संकर कक्षक} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$. अतः,$sp^2$ संकरण।
$3)$ $NH_4^+$ के लिए: $V = 5$,$M = 4$,$C = 1$,$A = 0$. $\text{संकर कक्षक} = \frac{1}{2} [5 + 4 - 1 + 0] = 4$. अतः,$sp^3$ संकरण।
अतः,संकरण क्रमशः $sp$,$sp^2$ और $sp^3$ हैं।

(D) $XeF_4$ में,केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ एकल बंध बनाता है और इसमें $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) होते हैं।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $4 \text{ (बंध युग्म)} + 2 \text{ (एकाकी युग्म)} = 6$।
यह $sp^3d^2$ संकरण के अनुरूप है।
$2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की उपस्थिति के कारण,इसकी ज्यामिति वर्ग समतलीय होती है।

(C) एथीन का रासायनिक सूत्र $CH_2=CH_2$ है।
इस अणु में,$4$ $C-H$ सिग्मा $(\sigma)$ बंध और $1$ $C-C$ सिग्मा $(\sigma)$ बंध हैं,जो कुल $5$ सिग्मा $(\sigma)$ बंध बनाते हैं।
इसके अतिरिक्त,$1$ $C-C$ पाई $(\pi)$ बंध है।
अतः,बंधों की कुल संख्या $5$ सिग्मा $(\sigma)$ और $1$ पाई $(\pi)$ बंध है।

(D) $BF_4^-$ में,केंद्रीय परमाणु $B$ के पास $4$ बंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण और चतुष्फलकीय आकार प्राप्त होता है।
$NH_4^+$ में,केंद्रीय परमाणु $N$ के पास $4$ बंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण और चतुष्फलकीय आकार प्राप्त होता है।
चूंकि दोनों प्रजातियों का संकरण और आकार समान है,इसलिए वे आइसोस्ट्रक्चरल हैं।

(A) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम स्टेरिक नंबर $(SN)$ की गणना करते हैं: $SN = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$.
$1. NO_2^-: SN = \frac{1}{2} (5 + 0 - 0 + 1) = 3 \rightarrow sp^2$ संकरण।
$2. NO_3^-: SN = \frac{1}{2} (5 + 0 - 0 + 1) = 3 \rightarrow sp^2$ संकरण।
$3. NH_2^-: SN = \frac{1}{2} (5 + 2 - 0 + 1) = 4 \rightarrow sp^3$ संकरण।
$4. NH_4^+: SN = \frac{1}{2} (5 + 4 - 1 + 0) = 4 \rightarrow sp^3$ संकरण।
$5. SCN^-: SN = \frac{1}{2} (4 + 0 - 0 + 1) = 2 \rightarrow sp$ संकरण।
परिणामों की तुलना करने पर,$NO_2^-$ और $NO_3^-$ दोनों में $sp^2$ संकरण होता है।

(B) $sp^{2}$ संकरण के लिए,स्टेरिक संख्या ($\sigma$-बंधों और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों का योग) $3$ होनी चाहिए।
$(I)$ $NO_{2}^{-}$: केंद्रीय $N$ परमाणु में $2$ $\sigma$-बंध और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 3$,जो $sp^{2}$ संकरण को दर्शाता है।
$(II)$ $NH_{3}$: केंद्रीय $N$ परमाणु में $3$ $\sigma$-बंध और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 4$,जो $sp^{3}$ संकरण को दर्शाता है।
$(III)$ $BF_{3}$: केंद्रीय $B$ परमाणु में $3$ $\sigma$-बंध और $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 3$,जो $sp^{2}$ संकरण को दर्शाता है।
$(IV)$ $NH_{2}^{-}$: केंद्रीय $N$ परमाणु में $2$ $\sigma$-बंध और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 4$,जो $sp^{3}$ संकरण को दर्शाता है।
$(V)$ $H_{2}O$: केंद्रीय $O$ परमाणु में $2$ $\sigma$-बंध और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 4$,जो $sp^{3}$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,$BF_{3}$ और $NO_{2}^{-}$ का युग्म $sp^{2}$ संकरण प्रदर्शित करता है।

(C) केंद्रीय परमाणु का संकरण $H = \frac{1}{2} [V + X - C + A]$ सूत्र का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।
$1. SF_4: H = \frac{1}{2} [6 + 4] = 5 \rightarrow sp^3d$
$2. I_3^-: H = \frac{1}{2} [7 + 2 + 1] = 5 \rightarrow sp^3d$
$3. PCl_5: H = \frac{1}{2} [5 + 5] = 5 \rightarrow sp^3d$
$4. SbCl_5^{2-}: H = \frac{1}{2} [5 + 5 + 2] = 6 \rightarrow sp^3d^2$
अतः,$SbCl_5^{2-}$ का संकरण $(sp^3d^2)$ अन्य से भिन्न है।

(B) संकर कक्षकों की संख्या $(H)$ की गणना सूत्र $H = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$ का उपयोग करके की जाती है,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ कुल धनात्मक आवेश है,और $A$ ऋणात्मक आवेश है।
$CH_4$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [4 + 4 - 0 + 0] = 4$,जो $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
$SF_4$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [6 + 4 - 0 + 0] = 5$,जो $sp^3d$ संकरण को दर्शाता है।
$BF_4^-$ के लिए: $H = \frac{1}{2} [3 + 4 - 0 + 1] = 4$,जो $sp^3$ 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,$SF_4$ में केंद्रीय परमाणु का संकरण $sp^3$ नहीं है।

(C) $sp^2$ संकरण के लिए,स्टेरिक संख्या $3$ होनी चाहिए।
$BF_3$ अणु में,केंद्रीय परमाणु $B$ $3$ परमाणुओं से बंधा है और इसमें $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) हैं,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 3 + 0 = 3$ है। अतः,यह $sp^2$ संकरित है।
$NO_2^-$ आयन में,केंद्रीय परमाणु $N$ $2$ ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधा है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 2 + 1 = 3$ है। अतः,यह $sp^2$ संकरित है।
$NH_2^-$ आयन में,केंद्रीय परमाणु $N$ $2$ हाइड्रोजन परमाणुओं से बंधा है और इसमें $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 2 + 2 = 4$ है। अतः,यह $sp^3$ संकरित है।
$H_2O$ अणु में,केंद्रीय परमाणु $O$ $2$ हाइड्रोजन परमाणुओं से बंधा है और इसमें $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं,इसलिए स्टेरिक संख्या $= 2 + 2 = 4$ है। अतः,यह $sp^3$ संकरित है।
इस प्रकार,$BF_3$ और $NO_2^-$ में,केंद्रीय परमाणु $sp^2$ संकरित है।

(C) संकर कक्षकों की विद्युतऋणात्मकता उसमें उपस्थित $s$-लक्षण पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे $s$-लक्षण बढ़ता है,इलेक्ट्रॉन आकर्षित करने की प्रवृत्ति (विद्युतऋणात्मकता) बढ़ती है।
विभिन्न संकर कक्षकों में $s$-लक्षण इस प्रकार है:
$sp$: $50\%$
$sp^2$: $33.3\%$
$sp^3$: $25\%$
अतः,विद्युतऋणात्मकता का सही क्रम $sp > sp^2 > sp^3$ है।

(B) अणु की ज्यामिति उसके कार्बन परमाणुओं के संकरण पर निर्भर करती है।
$sp^{3}$ संकरित कार्बन परमाणुओं की ज्यामिति चतुष्फलकीय होती है और बंध कोण $109^{\circ} 28^{\prime}$ होता है।
$sp^{2}$ संकरित कार्बन परमाणुओं की ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय होती है और बंध कोण $120^{\circ}$ होता है।
$sp$ संकरित कार्बन परमाणुओं की ज्यामिति रैखिक होती है और बंध कोण $180^{\circ}$ होता है।
$CH_3 - C \equiv C - CH_3$ (ब्यूट$-2-$आइन) में,दो केंद्रीय कार्बन परमाणु $sp$ संकरित हैं,जो अणु के मध्य भाग को रैखिक बनाते हैं।

(C) $XeF_6$ में $sp^3d^3$ संकरण होता है और $6$ बंध युग्म तथा $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण इसका आकार विकृत अष्टफलकीय होता है।
$(B)$ $XeO_3$ में $sp^3$ संकरण होता है और $3$ बंध युग्म तथा $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण इसका आकार पिरामिडी होता है।
$(C)$ $XeOF_4$ में $sp^3d^2$ संकरण होता है और $5$ बंध युग्म तथा $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण इसका आकार वर्गाकार पिरामिडी होता है।
$(D)$ $XeF_4$ में $sp^3d^2$ संकरण होता है और $4$ बंध युग्म तथा $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण इसका आकार वर्गाकार समतलीय होता है।
अतः,सही मिलान $A-(i), B-(iii), C-(iv), D-(ii)$ है।

(B) केंद्रीय परमाणु के संकरण की गणना करने का सूत्र: $H = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$ 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: $H = \frac{1}{2} [5 + 0 - 1 + 0] = 2$,जो $sp$ 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 अवस्थाएँ क्रमशः $sp^{2}, sp, sp^{3}$ हैं।

(C) $N$ परमाणु के संकरण को 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।
$NO_{2}^{+}$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 1 + 0] = \frac{4}{2} = 2$। $2$ का स्टेरिक नंबर $sp$ संकरण को दर्शाता है।
$NO_{3}^{-}$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$ ($sp^2$ संकरण)।
$NO_{2}$ के लिए: $N$ परमाणु के पास एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है और यह $sp^2$ संकरित होता है।
$NO_{2}^{-}$ के लिए: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$ ($sp^2$ संकरण)।
अतः,$NO_{2}^{+}$ में $N$ परमाणु $sp$ संकरित है।
इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(A) $H_2O$: केंद्रीय परमाणु $O$,$2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों के साथ $sp^3$ संकरित है,जिसके परिणामस्वरूप इसका आकार कोणीय ($V$-shape) होता है।
$NH_3$: केंद्रीय परमाणु $N$,$1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के साथ $sp^3$ संकरित है,जिसके परिणामस्वरूप इसका आकार त्रिकोणीय पिरामिडीय होता है।
चूंकि $H_2O$ और $NH_3$ दोनों $sp^3$ संकरित हैं लेकिन उनके आकार भिन्न हैं,इसलिए विकल्प $A$ सही है।

(A) $BF_3$ में,बोरॉन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है और बंध कोण $120^\circ$ होता है। $BF_4^-$ में,बोरॉन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है और बंध कोण $109^\circ 28'$ होता है। इस प्रकार,इस प्रक्रिया में संकरण और बंध कोण दोनों में परिवर्तन होता है।

(C) संकरण और आकार निर्धारित करने के लिए,हम स्टेरिक संख्या $(SN)$ की गणना करते हैं: $SN = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$.
$ICl_4^-$ के लिए:
$V = 7$,$M = 4$,$A = 1$.
$SN = \frac{1}{2}(7 + 4 + 1) = 6$.
$6$ की स्टेरिक संख्या $sp^3d^2$ संकरण को दर्शाती है।
$4$ बंध युग्म और $2$ एकाकी युग्म के साथ,इसकी ज्यामिति अष्टफलकीय और आकार वर्गाकार समतलीय होता है।

रासायनिक प्रजाति	संकरण
$SF_4$	$sp^3d$
$BF_4^-$	$sp^3$
$ICl_4^-$	$sp^3d^2$
$XeO_2F_2$	$sp^3d$

(B) $PF_5$ के निर्माण में,फास्फोरस $sp^3d$ संकरण से गुजरता है।
संकरण के दौरान,शामिल कक्षक ($3s$,$3p$,और $3d$) पांच समान $sp^3d$ संकर कक्षक बनाने के लिए मिश्रित होते हैं।
$3d$ कक्षक,जो शुरू में बहुत विस्तृत ($2.4 \ \mathring{A}$ की बड़ी त्रिज्यीय दूरी) होता है,फ्लोरीन परमाणुओं के साथ बंधन बनाने के लिए काफी संकुचित हो जाता है।
$3s$ और $3p$ कक्षक $3d$ कक्षक की तुलना में अपने त्रिज्यीय वितरण में अपेक्षाकृत अपरिवर्तित रहते हैं।
इसलिए,त्रिज्यीय दूरियाँ क्रमशः लगभग $0.40 \ \mathring{A}$,$0.48 \ \mathring{A}$ और $0.85 \ \mathring{A}$ हो जाती हैं,जो $3d$ कक्षक के संकुचन को दर्शाती हैं।

(A) चरण $1$: $2KI + MnO_2 + 2H_2SO_4 \to K_2SO_4 + MnSO_4 + 2H_2O + I_2(g)$। अतः,$(B) = I_2$ है।
चरण $2$: $I_2 + K_2S_2O_8 \to K_2SO_4 + I_2(SO_4)$। यहाँ $(D) = I_2$ है।
चरण $3$: $I_2 + KI \to KI_3$। भूरा संकुल $(E) = KI_3$ है,जिसमें ट्राईआयोडाइड आयन $I_3^-$ होता है।
चरण $4$: $I_3^-$ में,केंद्रीय आयोडीन परमाणु के पास $3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और $2$ आबंध युग्म होते हैं,जिससे कुल $5$ इलेक्ट्रॉन युग्म बनते हैं। इसका संकरण $sp^3d$ है।

(D) $XeF_2$ में,केंद्रीय परमाणु $Xe$,$sp^3d$ संकरण दर्शाता है।
$sp^3d$ संकरण में प्रयुक्त $d-$कक्षक $d_{z^2}$ कक्षक है।
$d_{z^2}$ कक्षक में $0$ नोडल तल होते हैं क्योंकि इसमें $z-$अक्ष पर लोब और $xy-$तल में इलेक्ट्रॉन घनत्व का एक वलय होता है,जिसका अर्थ है कि इसमें अन्य $d-$कक्षकों की तरह नाभिक से गुजरने वाले तलीय नोड नहीं होते हैं।
अतः,नोडल तलों की संख्या $0$ है।

(C) $SF_4$ की ज्यामिति और संकरण निर्धारित करने के लिए,हम पहले संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना करते हैं: $S$ $(6)$ + $4 \times F$ $(7)$ = $34$ इलेक्ट्रॉन।
स्टेरिक नंबर सूत्र का उपयोग करते हुए: $SN = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,जहाँ $V = 6$ ($S$ के संयोजी इलेक्ट्रॉन),$M = 4$ (एकल संयोजी परमाणु),$C = 0$,और $A = 0$ है।
$SN = \frac{1}{2} (6 + 4) = 5$।
$5$ का स्टेरिक नंबर $sp^3d$ संकरण के अनुरूप है।
अणु में सल्फर परमाणु पर $4$ बॉन्डिंग जोड़े और $1$ लोन पेयर होता है।
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,ट्राइगोनल बाइपिरामिडल इलेक्ट्रॉन ज्यामिति में एक लोन पेयर की उपस्थिति के कारण आणविक ज्यामिति $See-Saw$ आकार की होती है।

(A) दी गई संरचना (डीहाइड्रोबेंजीन व्युत्पन्न) में,$4$ कार्बन परमाणु द्वि-आबंध में शामिल हैं,जो $sp^{2}$ संकरित हैं।
$2$ कार्बन परमाणु त्रि-आबंध में शामिल हैं,जो $sp$ संकरित हैं।
अतः,$sp^{2}$ और $sp$ संकरित कार्बन परमाणुओं की संख्या क्रमशः $4$ और $2$ है।
सही विकल्प $A$ है।

(C) $C(CN)_4$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु $sp^3$ संकरित है,जिसका अर्थ है कि इसमें चार $sp^3$ संकरित कक्षक हैं। प्रत्येक $sp^3$ कक्षक में $25\%$ $s$ लक्षण और $75\%$ $P$ लक्षण होता है।
चारों साइनो समूह के प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp$ संकरित हैं,जिसका अर्थ है कि प्रत्येक में दो $sp$ संकरित कक्षक हैं। प्रत्येक $sp$ कक्षक में $50\%$ $s$ लक्षण और $50\%$ $P$ लक्षण होता है।
$33\%$ $P$ लक्षण $sp^2$ संकरण के अनुरूप नहीं है (क्योंकि $sp^2$ में $66.6\%$ $P$ लक्षण होता है)।
चूंकि $C(CN)_4$ में कोई $sp^2$ संकरित कार्बन परमाणु नहीं है,इसलिए $33\%$ $P$ लक्षण वाली संकरित कक्षकों की संख्या $0$ है।

(C) $CH_4$ में,यदि हम शुद्ध असंकरित कक्षकों का उपयोग करते हैं,तो कार्बन के $3$ $p$-कक्षक $(p_x, p_y, p_z)$ $3$ हाइड्रोजन परमाणुओं के $1s$ कक्षकों के साथ $90^o$ के कोण पर अतिव्यापन करेंगे।
चौथा हाइड्रोजन परमाणु कार्बन के $2s$ कक्षक के साथ अतिव्यापन करेगा।
चूंकि $p$-कक्षक दिशात्मक होते हैं और $s$-कक्षक गोलाकार होते हैं,इसलिए बंध लंबाई और बंध कोण प्रेक्षित चतुष्फलकीय ज्यामिति के समान नहीं होंगे।
विशेष रूप से,ज्यामिति चतुष्फलकीय नहीं होगी,क्योंकि $3$ $p$-बंध एक-दूसरे के साथ $90^o$ पर होंगे और चौथा बंध प्रकृति में अलग होगा।
इसलिए,यह कथन कि ज्यामिति चतुष्फलकीय होगी,गलत है।

(D) $PCl_5$ में,फास्फोरस परमाणु $sp^3d$ संकरित होता है और आणविक ज्यामिति त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय होती है।
$PCl_6^-$ में,फास्फोरस परमाणु $sp^3d^2$ संकरित होता है और आणविक ज्यामिति अष्टफलकीय होती है।
चूंकि संकरण और ज्यामिति दोनों बदलते हैं,इसलिए अणु का आकार भी बदल जाता है।
अतः,दिए गए सभी कथन सही हैं।

(A) बेंट के नियम के अनुसार,अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व कम $s$-लक्षण (अर्थात अधिक $p$-लक्षण) वाली कक्षकों में जुड़ना पसंद करते हैं।
इसके विपरीत,कम विद्युत ऋणात्मक तत्व अधिक $s$-लक्षण वाली कक्षकों में जुड़ना पसंद करते हैं।
जैसे-जैसे $s$-लक्षण बढ़ता है,बंध कोण बढ़ता है।
इसलिए,बंध कोण बंध में शामिल संकरित कक्षक के $s$-लक्षण के सीधे समानुपाती होता है।

(C) $SO_3$ में,सल्फर परमाणु $sp^2$ संकरण से गुजरता है। $sp^2$ संकरण में शामिल कक्षक $s$,$p_x$ और $p_y$ हैं।
चूंकि अणु समतलीय ($xy$-तल में) है,इसलिए $p_z$ कक्षक असंकरित रहता है और $p\pi-p\pi$ बंधन में शामिल होता है।
$p\pi-d\pi$ बंध बनाने के लिए,$d$ कक्षकों के पास ऑक्सीजन के शेष $p$ कक्षकों के साथ अतिव्यापन करने के लिए सही सममिति होनी चाहिए।
चूंकि $sp^2$ संकरण में $p_x$ और $p_y$ का उपयोग होता है,इसलिए ऑक्सीजन के $p_z$ कक्षक के साथ $\pi$-बंधन में भाग लेने वाले $d$ कक्षक $d_{xz}$ और $d_{yz}$ हैं।