Hybridisation Questions in Hindi

(C) $sp^{2}$-संकरण में,एक $s$ और दो $p$ कक्षक मिश्रित होकर तीन समान $sp^{2}$ संकर कक्षक बनाते हैं।
ये तीन $sp^{2}$ संकर कक्षक $3$ $\sigma$-बंध बनाते हैं।
शेष असंकरित $p$ कक्षक $1$ $\pi$-बंध बनाता है।
अतः,$sp^{2}$-संकरण वाला कार्बन परमाणु $3$ $\sigma$-बंध और $1$ $\pi$-बंध बनाता है।

(D) $H_3O^+$ में,ऑक्सीजन परमाणु तीन हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है और इसमें एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है।
स्टेरिक नंबर के सूत्र का उपयोग करते हुए: $Steric \ Number = \frac{1}{2} [V + M - C + A] = \frac{1}{2} [6 + 3 - 1 + 0] = 4$.
$4$ का स्टेरिक नंबर $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण इसकी ज्यामिति पिरामिडीय होती है और बंध कोण लगभग $107^\circ$ होता है,जो प्रतिकर्षण के कारण होता है।
इसलिए,ऑक्सीजन द्वारा उपयोग किए जाने वाले कक्षक $sp^3$ संकर कक्षक हैं।

(D) एलीन अणु $(CH_2=C=CH_2)$ में:
$1$. केंद्रीय कार्बन परमाणु दो द्वि-बंधों द्वारा अन्य दो कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है,जिससे यह $sp$ संकरित हो जाता है।
$2$. दो टर्मिनल कार्बन परमाणु प्रत्येक दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक द्वि-बंध द्वारा केंद्रीय कार्बन से जुड़े होते हैं,जिससे वे $sp^2$ संकरित हो जाते हैं।
$3$. दो अलग-अलग $\pi-$ बंध बनाने के लिए,केंद्रीय कार्बन पर $p-$ कक्षक एक-दूसरे के लंबवत होने चाहिए। परिणामस्वरूप,सिरों पर स्थित दो $CH_2$ समूह परस्पर लंबवत तलों में होने चाहिए।
अतः,दिए गए सभी कथन सही हैं।

(B) दिया गया क्रम $sp < sp^2 < sp^3$ है।
$(i)$ विद्युत ऋणात्मकता: यह $s$-लक्षण के सीधे आनुपातिक है। चूँकि $sp$ $(50\% \ s)$ $> sp^2$ $(33.3\% \ s)$ $> sp^3$ $(25\% \ s)$,क्रम $sp > sp^2 > sp^3$ है।
$(ii)$ बंध कोण: $sp$ $(180^{\circ})$ $> sp^2$ $(120^{\circ})$ $> sp^3$ $(109.5^{\circ})$।
$(iii)$ आकार: अधिक $s$-लक्षण अधिक कॉम्पैक्ट कक्षकों की ओर ले जाता है,इसलिए आकार छोटा होता है। अतः,$sp < sp^2 < sp^3$ सही क्रम है।
$(iv)$ ऊर्जा स्तर: $s$-कक्षक $p$-कक्षकों की तुलना में कम ऊर्जा वाले होते हैं। अधिक $p$-लक्षण का अर्थ है अधिक ऊर्जा। अतः,$sp < sp^2 < sp^3$ सही क्रम है।
इसलिए,$(iii)$ और $(iv)$ दिए गए क्रम का पालन करते हैं।

(A) संकर कक्षकों में $s$-लक्षण संकरण से इस प्रकार संबंधित है: $sp$ $(50\% \ s)$,$sp^2$ $(33.3\% \ s)$,और $sp^3$ $(25\% \ s)$।
$(I)$ जैसे-जैसे $s$-लक्षण घटता है,बंध कोण घटता है (उदाहरण के लिए,$180^{\circ}$ $\rightarrow 120^{\circ}$ $\rightarrow 109.5^{\circ}$),इसलिए $(I)$ सही है।
$(II)$ बंध की मजबूती $s$-लक्षण के सीधे समानुपाती होती है। जैसे-जैसे $s$-लक्षण घटता है,बंध की मजबूती घटती है,इसलिए $(II)$ गलत है।
$(III)$ बंध लंबाई $s$-लक्षण के व्युत्क्रमानुपाती होती है। जैसे-जैसे $s$-लक्षण घटता है,बंध लंबाई बढ़ती है,इसलिए $(III)$ सही है।
$(IV)$ उच्च $p$-लक्षण (कम $s$-लक्षण) वाले कक्षक आकार में बड़े होते हैं क्योंकि $p$-कक्षक $s$-कक्षकों की तुलना में अधिक विस्तृत होते हैं। अतः,जैसे-जैसे $s$-लक्षण घटता है,कक्षक का आकार बढ़ता है,इसलिए $(IV)$ सही है।
अतः,कथन $(I)$,$(III)$,और $(IV)$ सही हैं।

(C) $sp^3d^3$ संकरण के लिए,स्टेरिक संख्या $7$ है,जिसके लिए $7$ कक्षकों $(s + 3p + 3d)$ की आवश्यकता होती है।
विकल्प $C$ में केवल $6$ कक्षक सूचीबद्ध हैं $(s + P_x + P_y + P_z + d_{x^2-y^2} + d_{z^2})$,जो $sp^3d^2$ संकरण के अनुरूप है,न कि $sp^3d^3$ के।
अतः,विकल्प $C$ गलत सुमेलित है।

(B) संकरण में $d$-कक्षकों की भागीदारी अणु की ज्यामिति पर निर्भर करती है:
$(a)$ पेंटागोनल प्लेनर ज्यामिति में $sp^3d^3$ संकरण होता है,जिसमें $d_{z^2}$ कक्षक का उपयोग होता है।
$(b)$ ट्राइगोनल प्लेनर ज्यामिति में $sp^2$ संकरण होता है,जो केवल $s$ और दो $p$ कक्षकों $(p_x, p_y)$ का उपयोग करता है। अतः,$d_{z^2}$ कक्षक इसमें शामिल नहीं है।
$(c)$ रैखिक ज्यामिति में केंद्रीय परमाणु के आधार पर $sp$,$sp^3d$ या $sp^3d^2$ संकरण हो सकता है।
$(d)$ स्क्वायर प्लेनर ज्यामिति में आमतौर पर $dsp^2$ या $sp^3d^2$ संकरण होता है,जिसमें $d_{x^2-y^2}$ या $d_{z^2}$ कक्षक शामिल होते हैं।
इसलिए,ट्राइगोनल प्लेनर अणु के $sp^2$ संकरण के लिए $d_{z^2}$ कक्षक की आवश्यकता नहीं होती है।

(C) $I$. $SF_4$ का संकरण $sp^3d$ है और $XeF_4$ का संकरण $sp^3d^2$ है।
$II$. $I_3^-$ का संकरण $sp^3d$ है और $XeF_2$ का संकरण भी $sp^3d$ है।
$III$. $ICl_4^+$ का संकरण $sp^3d$ है जबकि $SiCl_4$ का संकरण $sp^3$ है।
$IV$. $ClO_3^-$ और $PO_4^{3-}$ दोनों $sp^3$ संकरित हैं।
अतः,युग्म $II$ और $IV$ का संकरण समान है।

(C) $C-C$ एकल बंध की लंबाई इसमें शामिल कार्बन परमाणुओं के संकरण पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे संकरित कक्षकों में $s$-लक्षण बढ़ता है,बंध लंबाई कम होती जाती है।
$(a)$ $CH_2=CH-C \equiv CH$: $sp^2-sp$ बंध।
$(b)$ $HC \equiv C-C \equiv CH$: $sp-sp$ बंध।
$(c)$ $CH_3-CH=CH_2$: $sp^3-sp^2$ बंध।
$(d)$ $CH_2=CH-CH=CH_2$: $sp^2-sp^2$ बंध।
$s$-लक्षण की तुलना करने पर,विकल्प $(c)$ में $sp^3-sp^2$ बंध है,जिसमें $s$-लक्षण सबसे कम है,इसलिए इसकी बंध लंबाई सबसे अधिक होगी।

(C) यदि हम संकरण न होने की कल्पना करें,तो उत्तेजित अवस्था में कार्बन के पास एक $2s$ कक्षक और तीन $2p$ कक्षक $(2p_x, 2p_y, 2p_z)$ होते हैं।
तीन $C-H$ बंध कार्बन के तीन $2p$ कक्षकों के तीन हाइड्रोजन परमाणुओं के $1s$ कक्षकों के साथ अतिव्यापन से बनते हैं। ये तीनों बंध एक-दूसरे से $90^{\circ}$ पर होते हैं।
चौथा $C-H$ बंध कार्बन के $2s$ कक्षक और चौथे हाइड्रोजन परमाणु के $1s$ कक्षक के अतिव्यापन से बनता है।
चूंकि $2s$ कक्षक गोलाकार (गैर-दिशात्मक) होता है,इसलिए इस बंध की विशेषताएं अन्य तीन बंधों की तुलना में अलग होंगी।
चूंकि बंध कोण $90^{\circ}$ हैं और बंध के प्रकार अलग हैं,इसलिए अणु की ज्यामिति चतुष्फलकीय नहीं हो सकती है।
अतः,यह कथन कि अणु का आकार चतुष्फलकीय होगा,गलत है।

(D) $C_2H_2$ (एसिटिलीन) की संरचना रैखिक होती है,जिसमें बंध कोण $180^{\circ}$ होता है और कार्बन परमाणु $sp$ संकरण में होते हैं।
समसंरचनात्मक होने के लिए,अणु की ज्यामिति और संकरण समान होना चाहिए।
$CO_2$ की संरचना $O=C=O$ होती है,जो रैखिक है और केंद्रीय कार्बन परमाणु पर $sp$ संकरण होता है।
इसलिए,$C_2H_2$ और $CO_2$ समसंरचनात्मक हैं।

(B) $120^o$ का बंध कोण $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।
$sp^2$ संकरण में,एक $s$ कक्षक और दो $p$ कक्षक मिश्रित होते हैं।
कुल कक्षकों की संख्या $3$ है।
$s-$ लक्षण का अंश $\frac{1}{3}$ है।
$s-$ लक्षण का प्रतिशत $\frac{1}{3} \times 100 \approx 33.33 \%$ है,जो लगभग $33 \%$ है।

(B) $BH_3$ के डाइमर,जो डाइबोरेन $(B_2H_6)$ है,में प्रत्येक बोरॉन परमाणु चार हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है (दो टर्मिनल और दो ब्रिजिंग)। अतः,बोरॉन परमाणु $sp^3$ संकरण दर्शाता है।
$BeH_2$ $(Be_2H_4)$ के डाइमर में,प्रत्येक बेरिलियम परमाणु तीन हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है (एक टर्मिनल और दो ब्रिजिंग)। अतः,बेरिलियम परमाणु $sp^2$ संकरण दर्शाता है।
इसलिए,संकरण अवस्थाएँ $B_2H_6$ में $B$ के लिए $sp^3$ और $Be_2H_4$ में $Be$ के लिए $sp^2$ हैं।

(B) $NO_2$ में $sp^2$ संकरण होता है।
$NO_2$ में $N$ परमाणु के संकरण को निर्धारित करने के लिए,हम लुईस संरचना का उपयोग करते हैं।
$N$ परमाणु दो $O$ परमाणुओं के साथ एक-एक सिग्मा बंध द्वारा जुड़ा होता है और नाइट्रोजन परमाणु पर एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन (मुक्त मूलक) उपस्थित होता है।
$N$ परमाणु के चारों ओर कुल इलेक्ट्रॉन डोमेन की संख्या: $(\text{सिग्मा बंध की संख्या}) + (\text{लोन पेयर की संख्या}) + (\text{अयुग्मित इलेक्ट्रॉन की संख्या}) = 2 + 0 + 1 = 3$.
चूंकि योग $3$ है,इसलिए $N$ परमाणु का संकरण $sp^2$ है।

(C) केंद्रीय परमाणु $M$ टेल्यूरियम ($Te$,परमाणु क्रमांक $52$) है।
$MX_4$ (जैसे,$TeCl_4$) में,$Te$ का संकरण $sp^3d$ है,जिसमें $d_{z^2}$ कक्षक शामिल है। इसकी संरचना एक लोन पेयर के साथ सी-सॉ आकार की होती है।
$MX_4X'_2$ (जैसे,$TeCl_4F_2$) में,$Te$ का संकरण $sp^3d^2$ है,जिसमें $d_{x^2-y^2}$ और $d_{z^2}$ कक्षक शामिल हैं।
$MX_4X'_2$ की अष्टफलकीय ज्यामिति में अक्षीय स्थितियां संकर कक्षकों $(sp^3d^2)$ द्वारा बनती हैं।
चूंकि $X'$ अधिक विद्युत ऋणात्मक है,इसलिए यह प्रतिकर्षण को कम करने के लिए अक्षीय स्थितियों पर कब्जा कर लेता है।
$sp^3d^2$ संकरण में,उपयोग किए गए $d-$ कक्षक $d_{x^2-y^2}$ और $d_{z^2}$ हैं। दोनों अक्षीय $d-$ कक्षक हैं। इसलिए,केंद्रीय परमाणु अंतिम उत्पाद के संकरण में किसी भी गैर-अक्षीय $d-$ कक्षक (जैसे $d_{xy}, d_{yz}, d_{zx}$) का उपयोग नहीं करता है।
अतः,कथन $C$ सही है।

(C) $xz$ और $yz$ नोडल तल वाली $d$-कक्षक $d_{xy}$ कक्षक होती है।
$1$. $IO_2F_2^-$: संकरण $sp^3d$ है,जिसमें $d_{z^2}$ कक्षक शामिल है।
$2$. $ClF_4^-$: संकरण $sp^3d^2$ है,जिसमें $d_{x^2-y^2}$ और $d_{z^2}$ कक्षक शामिल हैं।
$3$. $IF_7$: संकरण $sp^3d^3$ है,जिसमें $d_{x^2-y^2}$,$d_{xy}$ और $d_{z^2}$ कक्षक शामिल हैं।
चूंकि $IF_7$ अपने संकरण में $d_{xy}$ कक्षक का उपयोग करता है,इसलिए यह सही प्रजाति है।

(D) बेंट के नियम के अनुसार,अधिक विद्युत ऋणात्मक प्रतिस्थापी उस संकर कक्षक से जुड़ना पसंद करते हैं जिसमें $p-$लक्षण अधिक होता है।
कार्बन परमाणुओं पर फ्लोरीन परमाणुओं की संख्या बढ़ने के साथ,$C-C$ बंध में $p-$लक्षण बढ़ता है।
$C-C$ बंध बनाने वाले संकर कक्षकों में अधिक $p-$लक्षण होने से बंध लंबाई बढ़ जाती है।
$CF_3-CF_3$ में,सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक फ्लोरीन परमाणुओं की उपस्थिति के कारण $C-C$ बंध में $p-$लक्षण सबसे अधिक होता है,जिसके परिणामस्वरूप $C-C$ बंध लंबाई सबसे लंबी होती है।

(B) बैक बॉन्डिंग तब होती है जब एक परमाणु का एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) दूसरे परमाणु के रिक्त कक्षक में दान किया जाता है।
$(i)$ $CCl_3^-$: कार्बन के पास एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,लेकिन क्लोरीन के पास बैक बॉन्डिंग के लिए रिक्त कक्षक नहीं है। अतः,संकरण $sp^3$ ही रहता है।
$(ii)$ $CCl_2$: यह एक कार्बीन है जहाँ कार्बन के पास एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और रिक्त $p$-कक्षक है। $Cl$ से $C$ में बैक बॉन्डिंग होती है,लेकिन $C$ का संकरण $sp^2$ ही रहता है।
$(iii)$ $(SiH_3)_2O$: ऑक्सीजन के पास एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है और सिलिकॉन के पास रिक्त $d$-कक्षक हैं। बैक बॉन्डिंग होती है,लेकिन $O$ का संकरण $sp^3$ माना जाता है।
$(iv)$ $N(SiH_3)_3$: नाइट्रोजन के पास एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है और सिलिकॉन के पास रिक्त $d$-कक्षक हैं। बैक बॉन्डिंग के कारण $N$ का संकरण $sp^3$ से बदलकर $sp^2$ हो जाता है।
अतः,$(i)$ और $(iii)$ के लिए संकरण नहीं बदलता है।

(D) $1$. $BF_2NH_2$ अणु में $N$ से $B$ की ओर बैक बॉन्डिंग होती है,जो $B-N$ बंध को आंशिक द्वि-बंध प्रकृति प्रदान करती है।
$2$. समतलीयता बनाए रखने और बैक बॉन्डिंग को सुविधाजनक बनाने के लिए बोरॉन और नाइट्रोजन दोनों परमाणु $sp^2$ संकरित होते हैं।
$3$. $FBF$ बंध कोण $120^{\circ}$ से कम होता है क्योंकि $B=N$ द्वि-बंध प्रकृति एकल बंधों की तुलना में अधिक प्रतिकर्षण उत्पन्न करती है।
$4$. $HNH$ बंध कोण $109^{\circ}28'$ से अधिक होता है क्योंकि नाइट्रोजन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है (आदर्श कोण $120^{\circ}$)।
$5$. चूंकि नाइट्रोजन परमाणु $sp^2$ संकरित है,इसलिए विकल्प $D$ गलत है।
$6$. अणु में $N-H$ बंध मौजूद होते हैं,जो अंतराण्विक हाइड्रोजन बंधन की अनुमति देते हैं।

(D) प्रत्येक अभिक्रिया में केंद्रीय परमाणु के संकरण का विश्लेषण करते हैं:
$(i)$ $PCl_3$ $(sp^3)$ $\to$ $H_3PO_3$ $(sp^3)$। संकरण अपरिवर्तित रहता है।
$(ii)$ $SF_4$ $(sp^3d)$ $\to$ $H_2SO_3$ $(sp^3)$। संकरण $sp^3d$ से $sp^3$ में बदल जाता है।
$(iii)$ $BCl_3$ $(sp^2)$ $\to$ $H_3BO_3$ $(sp^2)$। संकरण अपरिवर्तित रहता है।
$(iv)$ $XeF_6$ $(sp^3d^3)$ $\to$ $XeO_3$ $(sp^3)$। संकरण $sp^3d^3$ से $sp^3$ में बदल जाता है।
अतः,विकल्प $(D)$ में दिया गया कथन गलत है क्योंकि $Xe$ का संकरण $sp^3d^3$ से $sp^3$ में बदल जाता है।

(B) अभिक्रिया $Cl_2O_6 + HF \to [ClO_2]^+ + [ClO_4]^-$ है।
यह दिया गया है कि $HF$ का $H$,$Q$ के साथ जुड़ता है,इसलिए $Q$,$[ClO_4]^-$ आयन है और $P$,$[ClO_2]^+$ आयन है।
$P$ $([ClO_2]^+)$ के लिए: $Cl$ परमाणु $sp^2$ संकरित है और इसमें एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,जिसके परिणामस्वरूप बेंट आकार और $\angle OClO < 120^\circ$ होता है।
$Q$ $([ClO_4]^-)$ के लिए: $Cl$ परमाणु $sp^3$ संकरित है और चतुष्फलकीय ज्यामिति रखता है,जिसके परिणामस्वरूप $\angle OClO = 109^\circ 28'$ होता है।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,$B$ $Q$ के लिए सही कथन है।

(C) $SO_2$ में,सल्फर परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है और इसके पास एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है।
संकरण के लिए सूत्र: $H = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,जहाँ $V = 6$ ($S$ के संयोजी इलेक्ट्रॉन),$M = 0$ (एकल संयोजी परमाणु),$C = 0$,और $A = 0$ है।
$H = \frac{1}{2} (6 + 0) = 3$.
$3$ का मान $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।

(C) $SF_3Cl_3$ में,केंद्रीय सल्फर परमाणु $sp^3d^2$ संकरण प्रदर्शित करता है।
चूंकि केंद्रीय परमाणु पर कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) नहीं होता है,इसलिए इसकी ज्यामिति अष्टफलकीय होती है।

(B) $SF_4$ में केंद्रीय परमाणु $S$ के पास $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध युग्म बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $4 + 1 = 5$।
अतः,संकरण $sp^3d$ है।

(A) $SO_3$ में,केंद्रीय सल्फर परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है और इसमें कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) नहीं होता है।
सूत्र का उपयोग करते हुए: $\text{Hybridization} = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,जहाँ $V = 6$ ($S$ के संयोजी इलेक्ट्रॉन),$M = 0$ (एकल संयोजी परमाणु),$C = 0$,और $A = 0$ है।
$\text{Hybridization} = \frac{1}{2} (6 + 0) = 3$,जो $sp^2$ संकरण को दर्शाता है।

(B) $SO_2$ में 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।

(D) $ICl_2^-$ में केंद्रीय आयोडीन परमाणु के पास $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह क्लोरीन परमाणुओं के साथ $2$ एकल बंध बनाता है और इसके पास $3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $2 \text{ (बंध युग्म)} + 3 \text{ (एकाकी युग्म)} = 5$.
$5$ इलेक्ट्रॉन युग्मों के लिए,संकरण $sp^3d$ होता है।

(C) $BrF_5$ में केंद्रीय परमाणु $Br$ के पास $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह $F$ परमाणुओं के साथ $5$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $5 + 1 = 6$,जो $sp^3d^2$ संकरण को दर्शाता है।
एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण,इसकी ज्यामिति अष्टफलकीय होती है,लेकिन अणु की आकृति वर्गाकार पिरामिडी होती है।

(B) केंद्रीय परमाणु का संकरण $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$ सूत्र 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।
$I_3^-$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(7 + 2 + 1) = 5$,जो $sp^3d$ संकरण को दर्शाता है।
$ICl_2^-$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(7 + 2 + 1) = 5$,जो $sp^3d$ संकरण को दर्शाता है।
$ICl_4^-$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(7 + 4 + 1) = 6$,जो $sp^3d^2$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,सही क्रम $sp^3d, sp^3d, sp^3d^2$ है।

(C) केंद्रीय परमाणु का संकरण सूत्र $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$ द्वारा ज्ञात किया जाता है,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$ClO_4^-$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(7 + 0 - 0 + 1) = 4$ ($sp^3$ संकरण)।
$ClO_3^-$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(7 + 0 - 0 + 1) = 4$ ($sp^3$ संकरण)।
$ClO_2^-$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(7 + 0 - 0 + 1) = 4$ ($sp^3$ संकरण)।
अतः,इन सभी आयनों में क्लोरीन परमाणु $sp^3$ संकरित है।

(A) $ICl_7$ में,केंद्रीय आयोडीन परमाणु $7$ क्लोरीन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
स्टेरिक नंबर के लिए सूत्र: $Steric \ Number = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$ICl_7$ के लिए: $V = 7$ (आयोडीन),$M = 7$ (क्लोरीन परमाणु),$C = 0$,$A = 0$ है।
$Steric \ Number = \frac{1}{2} [7 + 7] = 7$ है।
$7$ का स्टेरिक नंबर $sp^3d^3$ संकरण को दर्शाता है,जिसकी ज्यामिति पंचकोणीय द्विपिरामिडीय होती है।

(A) क्लोराइट आयन $(ClO_2^-)$ में,केंद्रीय क्लोरीन परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है और इसके पास दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) होते हैं।
स्टेरिक नंबर के लिए सूत्र: $Steric \ Number = \frac{1}{2} \times (V + M - C + A)$,जहाँ $V = 7$ ($Cl$ के संयोजी इलेक्ट्रॉन),$M = 0$,$C = 0$,$A = 1$ (आयन पर आवेश)।
$Steric \ Number = \frac{1}{2} \times (7 + 0 - 0 + 1) = 4$.
$4$ का स्टेरिक नंबर $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।

(C) $XeF_2$ में $Xe$ का संकरण सूत्र $H = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ का उपयोग करके निकाला जाता है,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजी परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$XeF_2$ के लिए,$V = 8$ ($Xe$ के संयोजी इलेक्ट्रॉन),$M = 2$ (दो $F$ परमाणु)।
$H = \frac{1}{2} (8 + 2) = 5$।
$5$ का मान $sp^3d$ संकरण को दर्शाता है।

(C) $XeF_4$ में केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है और इसमें $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) होते हैं।
कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $4 \text{ (बंध युग्म)} + 2 \text{ (एकाकी युग्म)} = 6$.
अतः,संकरण $sp^3d^2$ है।
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,$4$ बंध युग्म और $2$ एकाकी युग्म के साथ,ज्यामिति अष्टफलकीय होती है,लेकिन आकार वर्ग समतलीय होता है।

(A) $XeO_3$ में,केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $O$ परमाणुओं के साथ $3$ द्वि-आबंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। स्टेरिक संख्या $3 + 1 = 4$ है,जो $sp^3$ संकरण और पिरामिडल ज्यामिति को दर्शाता है।
$BCl_3$ और $BBr_3$ में $sp^2$ संकरण होता है।
$XeF_4$ में $sp^3d^2$ संकरण होता है।

(A) दी गई संरचना छह-सदस्यीय वलय है जिसमें दो द्वि-आबंध और एक त्रि-आबंध है।
वलय में,त्रि-आबंध में शामिल दो कार्बन परमाणु $sp$ संकरित हैं।
वलय में शेष चार कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित हैं।
इस प्रकार,$4$ $sp^2$ संकरित कार्बन परमाणु और $2$ $sp$ संकरित कार्बन परमाणु हैं।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) ट्रायोडाइड आयन $(I_3^-)$ के संकरण को निर्धारित करने के लिए,हम इस सूत्र का उपयोग करते हैं:
$\text{संकरित कक्षकों की संख्या} = \frac{1}{2} \times (V + M - C + A)$
जहाँ:
$V = \text{केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या} = 7$
$M = \text{जुड़े हुए एकसंयोजी परमाणुओं की संख्या} = 2$
$C = \text{धनावेश} = 0$
$A = \text{ऋणावेश} = 1$
मान रखने पर:
$\text{संकरित कक्षकों की संख्या} = \frac{1}{2} \times (7 + 2 - 0 + 1) = \frac{10}{2} = 5$
संकरण संख्या $5$ का अर्थ है $sp^3d$ संकरण।

(B) 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,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है और $A$ ऋणायन आवेश है।
$1$. $I_3^-$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $I$ में $V=7$,$M=2$,$A=1$ है। $H = \frac{1}{2}(7 + 2 + 1) = 5$। संकरण $sp^3d$ है।
$2$. $ICl_4^-$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $I$ में $V=7$,$M=4$,$A=1$ है। $H = \frac{1}{2}(7 + 4 + 1) = 6$। संकरण $sp^3d^2$ है।
$3$. $ICl_2^-$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $I$ में $V=7$,$M=2$,$A=1$ है। $H = \frac{1}{2}(7 + 2 + 1) = 5$। संकरण $sp^3d$ है।
अतः,संकरण अवस्थाएँ $sp^3d, sp^3d^2, sp^3d$ हैं।

(C) केंद्रीय परमाणु $N$ के संकरण को निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Hybridisation} = \frac{1}{2} [V + M - C + A]$,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है,और $A$ ऋणायन आवेश है।
$1$. $NO_3^-$ के लिए: $N = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$. यह $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
$2$. $NO_2^+$ के लिए: $N = \frac{1}{2} [5 + 0 - 1 + 0] = 2$. यह $sp$ संकरण के अनुरूप है।
$3$. $NO_2^-$ के लिए: $N = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$. यह $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
इस प्रकार,$NO_3^-$ और $NO_2^-$ दोनों में $sp^2$ संकरण है। इसलिए,कथन $C$ सही है।

(C) $X$ मिथाइल रेडिकल $(\dot{CH_3})$ है,जो $sp^2$ संकरित है (समतलीय,बंध कोण $120^{\circ}$)। $Y$ ट्राइफ्लोरोमिथाइल रेडिकल $(\dot{CF_3})$ है,जो $sp^3$ संकरित है (पिरामिडल,बंध कोण $\approx 110^{\circ}$)।
$I$. $X$ का डाइमराइजेशन $CH_3-CH_3$ (इथेन) देता है,जहाँ $C$ $sp^3$ संकरित है (बंध कोण $109.5^{\circ}$)। चूँकि $120^{\circ} > 109.5^{\circ}$,बंध कोण कम हो जाता है। कथन $I$ सही है।
$II$. गलत है,जैसा कि ऊपर दिखाया गया है।
$III$. $X-Y$ $(CH_3-CF_3)$ में,$C-C$ बंध लंबाई $Y-Y$ $(CF_3-CF_3)$ की तुलना में कम होती है क्योंकि इसमें कम स्टेरिक प्रतिकर्षण और विद्युत ऋणात्मकता प्रभाव होते हैं। कथन $III$ सही है।
$IV$. $X$ में बंध कोण $(120^{\circ})$ $Y$ $(\approx 110^{\circ})$ की तुलना में अधिक है। कथन $IV$ सही है।
चूँकि कथन $I, III,$ और $IV$ सही हैं,और दिए गए विकल्पों में से सबसे उपयुक्त विकल्प $C$ $(I, IV)$ है,इसलिए हम $C$ चुनते हैं।

(C) $MX_3$ अणु का द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होने के लिए,इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय होनी चाहिए।
यह ज्यामिति केंद्रीय परमाणु $M$ के $sp^2$ संकरण के अनुरूप है।
चूंकि $M$ का परमाणु क्रमांक $21$ से कम है,यह $s$ या $p$ ब्लॉक तत्वों से संबंधित है (उदाहरण के लिए,$BF_3$ जहाँ $B$ का परमाणु क्रमांक $5$ है)।
अतः,केंद्रीय परमाणु $M$ सिग्मा आबंधन के लिए $sp^2$ संकरित कक्षकों का उपयोग करता है।

(A) संकरण निर्धारित करने के लिए,हम इस 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।
$1$. $NO^{+}_2$ के लिए: $V=5, M=0, C=1, A=0$. $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 1 + 0] = 2$. संकरण $sp$ है।
$2$. $NO^{-}_3$ के लिए: $V=5, M=0, C=0, A=1$. $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 0 - 0 + 1] = 3$. संकरण $sp^2$ है।
$3$. $NH^{+}_4$ के लिए: $V=5, M=4, C=1, A=0$. $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [5 + 4 - 1 + 0] = 4$. संकरण $sp^3$ है।
अतः,संकरण $sp, sp^2, sp^3$ होगा।

(A) केंद्रीय परमाणु का संकरण सूत्र $H = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ का उपयोग करके निकाला जाता 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।
$ClO^{-}_2$ के लिए:
$V = 7$ ($Cl$ के लिए),
$M = 0$ (ऑक्सीजन द्विसंयोजक है),
$C = 0$,
$A = 1$ ($-1$ आवेश के लिए)।
$H = \frac{1}{2} (7 + 0 - 0 + 1) = \frac{8}{2} = 4$।
$4$ का मान $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।

(B) 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।
$CO_2$ के लिए: $H = \frac{1}{2}(4 + 0) = 2$ ($sp$ संकरण)।
$SO_2$ के लिए: केंद्रीय $S$ परमाणु में $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $O$ परमाणुओं के साथ दो द्वि-आबंध बनाता है और इसमें एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। $H = \frac{1}{2}(6 + 0) = 3$ ($sp^2$ संकरण)।
$N_2O$ के लिए: केंद्रीय $N$ परमाणु $sp$ संकरण में है।
$CO$ के लिए: केंद्रीय $C$ परमाणु $sp$ संकरण में है।
अतः,$SO_2$ सही उत्तर है।

(C) $PCl_3$ में,फास्फोरस परमाणु के पास $3$ बंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म होता है,जिससे स्टेरिक संख्या $4$ प्राप्त होती है,जो $sp^3$ संकरण को दर्शाता है।
$PCl_5$ में,फास्फोरस परमाणु के पास $5$ बंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म होता है,जिससे स्टेरिक संख्या $5$ प्राप्त होती है,जो $sp^3d$ संकरण को दर्शाता है।
अतः,संकरण $sp^3$ से $sp^3d$ में बदल जाता है।

(D) 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।
$A) \ BBr_3$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [3 + 3] = 3$ ($sp^2$ संकरण)।
$B) \ XeF_4$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [8 + 4] = 6$ ($sp^3d^2$ संकरण)।
$C) \ BCl_3$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [3 + 3] = 3$ ($sp^2$ संकरण)।
$D) \ XeO_3$: $\text{Steric Number} = \frac{1}{2} [8 + 0] = 4$ ($sp^3$ संकरण)। ध्यान दें: ऑक्सीजन एक द्विसंयोजक परमाणु है,इसलिए इसे $M$ की गणना में शामिल नहीं किया जाता है।
अतः,$XeO_3$ में $sp^3$ संकरण है।

(C) विद्युतऋणात्मकता संकरित कक्षक में $s$-लक्षण के सीधे समानुपाती होती है।
$sp$ संकरित कक्षक में $50\%$ $s$-लक्षण होता है।
$sp^2$ संकरित कक्षक में $33.3\%$ $s$-लक्षण होता है।
$sp^3$ संकरित कक्षक में $25\%$ $s$-लक्षण होता है।
चूंकि $s$-लक्षण का बढ़ता क्रम $sp^3 < sp^2 < sp$ है,इसलिए विद्युतऋणात्मकता का बढ़ता क्रम भी $sp^3 < sp^2 < sp$ होगा।

(C) संकर कक्षकों में बंध कोण $(\theta)$ और $s-$ विशेषता $(s)$ के बीच का संबंध इस सूत्र द्वारा दिया जाता है: $\cos \theta = \frac{s}{s-1}$.
यहाँ $\theta = 105^o$ दिया गया है,इसलिए $\cos(105^o) = -0.2588$.
समीकरण में मान रखने पर: $-0.2588 = \frac{s}{s-1}$.
$-0.2588(s-1) = s$.
$-0.2588s + 0.2588 = s$.
$1.2588s = 0.2588$.
$s = \frac{0.2588}{1.2588} \approx 0.2056$.
प्रतिशत में बदलने पर,$s \approx 20.56 \%$.
दिए गए विकल्पों में से,इस परिणाम के सबसे निकटतम मान $22 - 23 \%$ है।

(C) संकरण अवस्था निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र $SN = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ का उपयोग करके स्टेरिक संख्या $(SN)$ की गणना करते हैं,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं,$M$ एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायनित आवेश है और $A$ ऋणायनित आवेश है।
विकल्प $C$ के लिए:
$1$. $NH_4^+$: $SN = \frac{1}{2} (5 + 4 - 1 + 0) = 4$ ($sp^3$ संकरण)। आकार: चतुष्फलकीय।
$2$. $H_3O^+$: $SN = \frac{1}{2} (6 + 3 - 1 + 0) = 4$ ($sp^3$ संकरण)। आकार: पिरामिडीय।
$3$. $OF_2$: $SN = \frac{1}{2} (6 + 2 - 0 + 0) = 4$ ($sp^3$ संकरण)। आकार: कोणीय (Bent)।
इन तीनों प्रजातियों में $sp^3$ संकरण है,लेकिन केंद्रीय परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) की संख्या अलग-अलग होने के कारण इनके आकार भिन्न हैं।