Mix Examples-Chemical Bonding Questions in Hindi

(A) सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ का एनहाइड्राइड सल्फर ट्राइऑक्साइड $(SO_3)$ है।
$SO_3$ की संरचना में,तीन $S=O$ द्वि-आबंध होते हैं।
प्रत्येक द्वि-आबंध में एक $\sigma$-आबंध और एक $\pi$-आबंध होता है।
अतः,$\sigma$-आबंधों की कुल संख्या $3$ है और $\pi$-आबंधों की कुल संख्या $3$ है।

(A) $SnCl_2$ और $H_2O$ दोनों की ज्यामिति बेंट (bent) होती है।
$SnCl_2$ में केंद्रीय परमाणु $Sn$ का संकरण $sp^2$ है,जबकि $H_2O$ में केंद्रीय परमाणु $O$ का संकरण $sp^3$ है।
अतः,दोनों की ज्यामिति समान है लेकिन संकरण अवस्थाएं भिन्न हैं।

(A) ओजोन $(O_3)$ की अनुनाद संरचना में:
$1$. केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के पास $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है।
$2$. द्वि-आबंध वाले टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु के पास $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं।
$3$. एकल आबंध वाले टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणु के पास $3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं।
कुल एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या $= 1 + 2 + 3 = 6$।
कुल आबंध इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या $= 3$ (एक द्वि-आबंध में $2$ आबंध युग्म और एक एकल आबंध में $1$ आबंध युग्म होता है)।
एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और आबंध इलेक्ट्रॉन युग्म का अनुपात $= 6:3 = 2:1$।

(A) आइसोस्ट्रक्चरल प्रजातियों का आकार और संकरण समान होता है।
$PCl_5$ और $BrF_5$ आइसोस्ट्रक्चरल नहीं हैं।
$PCl_5$: केंद्रीय परमाणु $P$ में $5$ बंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3d$ संकरण और त्रिकोणीय द्वि-पिरामिडीय आकार होता है।
$BrF_5$: केंद्रीय परमाणु $Br$ में $5$ बंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म होता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3d^2$ संकरण और वर्गाकार पिरामिडीय आकार होता है।
अन्य युग्म जैसे $(CH_4, SiCl_4)$,$(CO_3^{2-}, NO_3^{-})$,और $(AlF_6^{3-}, SF_6)$ आइसोस्ट्रक्चरल हैं क्योंकि उनका संकरण और ज्यामिति समान है।

(D) औपचारिक आवेश $(FC)$ की गणना इस सूत्र द्वारा की जाती है: $FC = V - L - \frac{1}{2} B$,जहाँ $V$ संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$L$ एकाकी युग्म (lone pair) इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और $B$ आबंधी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।
$\ddot{O}=C=\ddot{O}$ संरचना वाले $CO_2$ अणु के लिए:
$O$ परमाणु के लिए: $V = 6$,$L = 4$,$B = 4$. अतः,$FC = 6 - 4 - \frac{1}{2}(4) = 0$.
$C$ परमाणु के लिए: $V = 4$,$L = 0$,$B = 8$. अतः,$FC = 4 - 0 - \frac{1}{2}(8) = 0$.
इसलिए,$C$ और $O$ परमाणुओं के औपचारिक आवेश क्रमशः $0$ और $0$ हैं।

(B) औपचारिक आवेश $(FC)$ की गणना इस प्रकार की जाती है: $FC = (\text{कुल संयोजी इलेक्ट्रॉन}) - (\text{अनाबंधी इलेक्ट्रॉन}) - \frac{1}{2}(\text{आबंधी इलेक्ट्रॉन})$.
$N_{(1)}$ के लिए ($4$ अनाबंधी इलेक्ट्रॉन और द्वि-आबंध से $4$ आबंधी इलेक्ट्रॉन): $FC = 5 - 4 - \frac{1}{2}(4) = -1$.
$N_{(2)}$ के लिए ($0$ अनाबंधी इलेक्ट्रॉन और दो द्वि-आबंधों से $8$ आबंधी इलेक्ट्रॉन): $FC = 5 - 0 - \frac{1}{2}(8) = +1$.
$O$ के लिए ($4$ अनाबंधी इलेक्ट्रॉन और द्वि-आबंध से $4$ आबंधी इलेक्ट्रॉन): $FC = 6 - 4 - \frac{1}{2}(4) = 0$.
अतः,औपचारिक आवेश $-1, +1, 0$ हैं।

(A) केंद्रीय परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Lone pairs} = \frac{V - M}{2}$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और $M$ उससे जुड़े एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है।
$A. \ NH_3$: केंद्रीय परमाणु $N$ में $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $3$ $H$ परमाणुओं से जुड़ा है। $\text{Lone pairs} = \frac{5-3}{2} = 1$ (विकल्प $5$).
$B. \ H_2O$: केंद्रीय परमाणु $O$ में $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $2$ $H$ परमाणुओं से जुड़ा है। $\text{Lone pairs} = \frac{6-2}{2} = 2$ (विकल्प $1$).
$C. \ XeF_2$: केंद्रीय परमाणु $Xe$ में $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $2$ $F$ परमाणुओं से जुड़ा है। $\text{Lone pairs} = \frac{8-2}{2} = 3$ (विकल्प $2$).
$D. \ CH_4$: केंद्रीय परमाणु $C$ में $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $4$ $H$ परमाणुओं से जुड़ा है। $\text{Lone pairs} = \frac{4-4}{2} = 0$ (विकल्प $3$).
अतः,सही मिलान $A-5, B-1, C-2, D-3$ है।

(A) सही सेट निर्धारित करने के लिए,हम प्रत्येक अणु के संकरण और ज्यामिति का विश्लेषण करते हैं:

अणु	$bp + lp$	संकरण	आकार
$H_2O$	$2 + 2$	$sp^3$	कोणीय
$BCl_3$	$3 + 0$	$sp^2$	त्रिकोणीय समतलीय
$NH_4^{+}$	$4 + 0$	$sp^3$	चतुष्फलकीय
$CH_4$	$4 + 0$	$sp^3$	चतुष्फलकीय

विकल्पों की तुलना करने पर:
$A$. $H_2O$ में $sp^3$ संकरण और कोणीय आकार है। यह सही है।
अतः,सही सेट $A$ है।

(A) विकल्प $A$ सही है क्योंकि $SF_6$ में,सल्फर परमाणु $6$ फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $6$ सहसंयोजक बंध बनाता है,जिसके परिणामस्वरूप इसके संयोजी कोश में $12$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,जो अष्टक नियम का उल्लंघन करता है।
विकल्प $B$ गलत है क्योंकि विलयन में मुक्त आयनों की उपस्थिति के कारण आयनिक अभिक्रियाएं लगभग तात्कालिक होती हैं।
विकल्प $C$ गलत है क्योंकि $Sn$ परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण $SnCl_2$ की ज्यामिति कोणीय (bent) होती है।
विकल्प $D$ गलत है क्योंकि फजान के नियम के अनुसार,जैसे-जैसे आवेश घनत्व बढ़ता है,आयनिक यौगिक बनाने की क्षमता कम होती जाती है। अतः,आयनिक गुण का सही क्रम $Na^{+} > Mg^{2+} > Al^{3+}$ है।

(C) $NH_3$ में $sp^3$ संकरण होता है और इसकी आकृति त्रिकोणीय पिरामिडीय होती है।
$BeCl_2$ रैखिक है और $SO_2$ मुड़ा हुआ ($V$-आकार) है।
$SF_6$ में $sp^3d^2$ संकरण होता है,जिससे अष्टफलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है जहाँ सभी $F-S-F$ बंध कोण $90^{\circ}$ होते हैं।
$CO_2$ एक रैखिक अणु है जिसका शुद्ध द्विध्रुव आघूर्ण शून्य होता है।

(B) बंध लंबाई बंध कोटि (multiplicity) और बंधित परमाणुओं की परमाणु त्रिज्या पर निर्भर करती है।
बंध लंबाई बंध कोटि के व्युत्क्रमानुपाती होती है: $Triple \ bond < Double \ bond < Single \ bond$.
दिए गए बंधों की तुलना करने पर:
$1. C \equiv C$ (बंध कोटि $3$)
$2. C=O$ (बंध कोटि $2$)
$3. C=N$ (बंध कोटि $2$)
$4. N-O$ (बंध कोटि $1$)
$C=N$ की तुलना में $C=O$ की बंध ध्रुवीयता अधिक और परमाणु त्रिज्या छोटी होने के कारण,$C=O$ बंध $C=N$ से छोटा होता है।
अतः,बंध लंबाई का सही क्रम $C \equiv C < C=O < C=N < N-O$ है।

(B) आयनिक बंध विपरीत आवेशित आयनों के बीच स्थिर वैद्युत आकर्षण द्वारा बनता है,जबकि सहसंयोजक बंध परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी से बनता है।
$K_2SO_4$ (पोटेशियम सल्फेट) में,यौगिक $K^+$ आयनों और $SO_4^{2-}$ बहुपरमाणुक आयनों से बना होता है,जो आयनिक बंध द्वारा जुड़े होते हैं।
सल्फेट आयन $(SO_4^{2-})$ के भीतर,सल्फर परमाणु चार ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक रूप से बंधा होता है।
इसलिए,$K_2SO_4$ में आयनिक बंध ($K^+$ और $SO_4^{2-}$ के बीच) और सहसंयोजक बंध ($SO_4^{2-}$ आयन के भीतर) दोनों मौजूद होते हैं।

(A) प्रत्येक युग्म का विश्लेषण करते हैं:
$(A)$ बंध कोण: बंध कोण $NO_2$ $(134^{\circ})$,$O_3$ $(116.8^{\circ})$,और $H_2O$ $(104.5^{\circ})$ हैं। अतः,क्रम $NO_2 > O_3 > H_2O$ सही है।
$(B)$ द्विध्रुव आघूर्ण: द्विध्रुव आघूर्ण $H_2O$ $(1.85 \ D)$,$HF$ $(1.78 \ D)$,और $NH_3$ $(1.47 \ D)$ हैं। अतः,क्रम $H_2O > HF > NH_3$ सही है।
$(C)$ बंध लंबाई: $I_2$ बड़े परमाणु आकार के साथ एकल बंध बनाता है,$F_2$ छोटे परमाणु आकार के साथ एकल बंध बनाता है,और $N_2$ बहुत छोटे परमाणु आकार के साथ त्रि-बंध बनाता है। बंध लंबाई का क्रम $I_2 > F_2 > N_2$ है। यह सही है।
इसलिए,तीनों युग्म $(A), (B),$ और $(C)$ सही ढंग से सुमेलित हैं।

(C) कथन $(A)$: $CO_2$ की ज्यामिति रेखीय होती है,इसलिए बंध द्विध्रुव एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,जिसके परिणामस्वरूप कुल द्विध्रुव आघूर्ण $0$ होता है। $SO_2$ में $S$ पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होने के कारण इसकी ज्यामिति मुड़ी हुई (bent) होती है और $H_2O$ में $O$ पर दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होने के कारण इसकी ज्यामिति भी मुड़ी हुई होती है,इसलिए दोनों का द्विध्रुव आघूर्ण शून्य नहीं होता है। अतः,कथन $(A)$ सही है।
कथन $(B)$: फजान के नियम के अनुसार,धनायन की ध्रुवण क्षमता (polarizing power) उसके आवेश के साथ बढ़ती है। $Sn^{4+}$ का आवेश $Sn^{2+}$ से अधिक है,इसलिए $SnCl_4$ में महत्वपूर्ण सहसंयोजक गुण होता है,जबकि $SnCl_2$ मुख्य रूप से आयनिक होता है। अतः,कथन $(B)$ सही है।

(A) दिए गए अणुओं के लिए बंध लंबाई इस प्रकार है:
$H_2 = 74 \ pm$
$F_2 = 144 \ pm$
$Cl_2 = 199 \ pm$
$I_2 = 267 \ pm$
अतः, $F_2, H_2, Cl_2, I_2$ के लिए सही क्रम $144, 74, 199, 267 \ pm$ है।
इसलिए, सही विकल्प $A$ है।

(C) संयोजकता कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम केंद्रीय परमाणु के चारों ओर कुल आबंधी और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की गणना करते हैं।
$SCl_2$ में,केंद्रीय परमाणु $S$ (सल्फर) है।
सल्फर के पास $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह $Cl$ परमाणुओं के साथ $2$ एकल आबंध बनाता है,जिसमें $2$ इलेक्ट्रॉनों का उपयोग होता है।
$S$ पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या $= \frac{6 - 2}{2} = 2$ है।
$S$ के चारों ओर कुल इलेक्ट्रॉन युग्म $= 2 \text{ (आबंधी युग्म)} + 2 \text{ (एकाकी युग्म)} = 4 \text{ युग्म}$ हैं।
संयोजकता कोश में कुल इलेक्ट्रॉन $= 4 \times 2 = 8$ इलेक्ट्रॉन हैं।
अतः,$SCl_2$ अष्टक नियम का पालन करता है।

(C) लुईस अम्ल एक इलेक्ट्रॉन-युग्म ग्राही होता है।
$(i)$ $NH_3$: $N$ पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,यह लुईस क्षार के रूप में कार्य करता है।
$(ii)$ $AlCl_3$: $Al$ का अष्टक अपूर्ण है ($6$ इलेक्ट्रॉन),यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
$(iii)$ $SnCl_4$: $Sn$ के पास रिक्त $d$-कक्षक हैं और यह अपना अष्टक विस्तारित कर सकता है,यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
$(iv)$ $CO_2$: ऑक्सीजन परमाणुओं की उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण $C$ परमाणु इलेक्ट्रॉन-न्यून हो जाता है,यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
$(v)$ $Ag^{+}$: रिक्त कक्षकों वाला धातु धनायन,लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
$(vi)$ $HSO_4^{-}$: यह लुईस क्षार के रूप में कार्य कर सकता है,लेकिन सामान्यतः लुईस अम्ल के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है।
अतः,$AlCl_3$,$SnCl_4$,$CO_2$ और $Ag^{+}$ लुईस अम्ल के रूप में कार्य करते हैं।
कुल संख्या $4$ है।

(B) $Al_2Cl_6$ की संरचना एक द्विलक (dimer) है जहाँ प्रत्येक $Al$ परमाणु $4$ क्लोरीन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
$(I)$ $Al_2Cl_6$ में $Al$ की ऑक्सीकरण अवस्था $(n)$: $2x + 6(-1) = 0 \implies 2x = 6 \implies x = +3$.
$(II)$ $Al$ की समन्वय संख्या $(CN)$: प्रत्येक $Al$ परमाणु $4$ क्लोरीन परमाणुओं से घिरा होता है,इसलिए $CN = 4$.
$(III)$ $Al$ के चारों ओर संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या $(N)$: चूँकि प्रत्येक $Al$ परमाणु $4$ क्लोरीन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध (उपसहसंयोजक बंध सहित) द्वारा जुड़ा होता है,यह $4$ इलेक्ट्रॉन युग्म साझा करता है,जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक $Al$ परमाणु के चारों ओर $4 \times 2 = 8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
अतः,मान $3, 4, 8$ हैं। सही विकल्प $(B)$ है।

(B) पेरोक्सोडाइसल्फ्यूरिक एसिड (मार्शल एसिड) का रासायनिक सूत्र $H_2S_2O_8$ है।
इसकी संरचना में दो $SO_3$ समूह एक पेरोक्साइड लिंकेज $(-O-O-)$ द्वारा जुड़े होते हैं।
संरचना में:
- प्रत्येक सल्फर परमाणु पर $2$ $S=O$ द्वि-बंध होते हैं,जो कुल $4$ $\pi$ बंध बनाते हैं।
- $\sigma$ बंधों की गणना: $4$ $S=O$ बंध,$2$ $S-OH$ बंध,$2$ $O-H$ बंध,$2$ $S-O$ बंध (पेरोक्साइड ऑक्सीजन के साथ) और $1$ $O-O$ बंध।
- कुल $\sigma$ बंध = $4 + 2 + 2 + 2 + 1 = 11$.
- कुल $\pi$ बंध = $4$.
अतः,$\sigma$ और $\pi$ बंधों की संख्या क्रमशः $11$ और $4$ है।

(A) बंध वियोजन ऊर्जा का निर्धारण बंध की मजबूती से होता है,जो कक्षकों के अतिव्यापन और बंध लंबाई से संबंधित है।
बंध वियोजन ऊर्जा लगभग इस प्रकार है:
$H-H \approx 436 \ kJ/mol$
$C-H \approx 413 \ kJ/mol$
$C-C \approx 348 \ kJ/mol$
अतः,घटता हुआ क्रम $H-H > C-H > C-C$ है।

(D) $p$-नाइट्रोबेंज़ोनाइट्राइल का आणविक सूत्र $C_{7}H_{4}N_{2}O_{2}$ है।
इस अणु में,बेंजीन वलय समतलीय है ($sp^{2}$ संकरण युक्त कार्बन)।
नाइट्रो समूह $(-NO_{2})$ बेंजीन वलय से जुड़ा होता है,और अनुनाद के कारण,यह बेंजीन वलय के ही तल में रहता है।
साइनो समूह $(-CN)$ रैखिक है ($sp$ संकरण युक्त कार्बन) और यह भी बेंजीन वलय के तल में ही स्थित होता है।
अतः,सभी $15$ परमाणु ($7$ कार्बन,$4$ हाइड्रोजन,$2$ नाइट्रोजन,और $2$ ऑक्सीजन) एक ही तल में स्थित हैं।

(A) औपचारिक आवेश के लिए सूत्र है: $\text{औपचारिक आवेश} = \text{संयोजकता इलेक्ट्रॉन} - (\frac{1}{2} \times \text{आबंधी इलेक्ट्रॉन} + \text{अनाबंधी इलेक्ट्रॉन})$.
संरचना $: \ddot{N}_1 = N_2 = \ddot{N}_3 :$ के लिए:
$N_1$ (बायां नाइट्रोजन) के लिए: $\text{संयोजकता इलेक्ट्रॉन} = 5$,$\text{आबंधी इलेक्ट्रॉन} = 4$,$\text{अनाबंधी इलेक्ट्रॉन} = 4$.
$\text{औपचारिक आवेश} = 5 - (\frac{1}{2} \times 4 + 4) = 5 - (2 + 4) = -1$.
$N_2$ (मध्य नाइट्रोजन) के लिए: $\text{संयोजकता इलेक्ट्रॉन} = 5$,$\text{आबंधी इलेक्ट्रॉन} = 8$,$\text{अनाबंधी इलेक्ट्रॉन} = 0$.
$\text{औपचारिक आवेश} = 5 - (\frac{1}{2} \times 8 + 0) = 5 - 4 = +1$.
$N_3$ (दायां नाइट्रोजन) के लिए: $\text{संयोजकता इलेक्ट्रॉन} = 5$,$\text{आबंधी इलेक्ट्रॉन} = 4$,$\text{अनाबंधी इलेक्ट्रॉन} = 4$.
$\text{औपचारिक आवेश} = 5 - (\frac{1}{2} \times 4 + 4) = 5 - (2 + 4) = -1$.
अतः,औपचारिक आवेश $-1, +1, -1$ हैं।

(B) बंध लंबाई,बंध कोटि (bond order) के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$1$. $O_{2}$ में,बंध कोटि $2$ है।
$2$. $O_{3}$ में,अनुनाद (resonance) के कारण बंध कोटि $1.5$ है।
$3$. $H_{2}O_{2}$ में,$O-O$ बंध एक एकल बंध है जिसकी बंध कोटि $1$ है।
बंध कोटि की तुलना करने पर: $O_{2} (2) > O_{3} (1.5) > H_{2}O_{2} (1)$।
अतः,बंध लंबाई का सही क्रम $H_{2}O_{2} > O_{3} > O_{2}$ है।

(B) द्विध्रुव आघूर्ण: $NF_3 < NH_3$। कथन $A$ गलत है।
$(B)$ $BeH_2$ का संकरण $sp$ है और यह रेखीय है,इसलिए इसका द्विध्रुव आघूर्ण $0$ है। कथन $B$ सही है।
$(C)$ $O_2^{2-}$ का बंध क्रम $\frac{10-8}{2} = 1$ है। $F_2$ का बंध क्रम $\frac{8-6}{2} = 1$ है। कथन $C$ सही है।
$(D)$ $O_3$ में,केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु पर औपचारिक आवेश $+1$ होता है। कथन $D$ गलत है।
$(E)$ $NO_2$ में,नाइट्रोजन के पास विषम संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं,इसलिए यह अष्टक नियम का पालन नहीं करता है। कथन $E$ गलत है।
अतः,केवल $B$ और $C$ सही हैं।

(C) औपचारिक आवेश (formal charge) के लिए सूत्र है: $\text{Formal charge} = \text{Valence electrons} - \text{Non-bonding electrons} - \frac{1}{2}(\text{Bonding electrons})$.
परमाणु $(1)$ (ऑक्सीजन) के लिए: संयोजकता $e^- = 6$,अनाबंधी $e^- = 4$,आबंधी $e^- = 4$. $\text{FC} = 6 - 4 - \frac{4}{2} = 0$.
परमाणु $(2)$ (नाइट्रोजन) के लिए: संयोजकता $e^- = 5$,अनाबंधी $e^- = 0$,आबंधी $e^- = 8$. $\text{FC} = 5 - 0 - \frac{8}{2} = +1$.
परमाणु $(3)$ (ऑक्सीजन) के लिए: संयोजकता $e^- = 6$,अनाबंधी $e^- = 4$,आबंधी $e^- = 4$. $\text{FC} = 6 - 4 - \frac{4}{2} = 0$.
परमाणु $(4)$ (ऑक्सीजन) के लिए: संयोजकता $e^- = 6$,अनाबंधी $e^- = 6$,आबंधी $e^- = 2$. $\text{FC} = 6 - 6 - \frac{2}{2} = -1$.
अतः,औपचारिक आवेश $0, +1, 0, -1$ हैं।

(B) यह निर्धारित करने के लिए कि क्या प्रजातियों की लुईस बिंदु संरचनाएं समान हैं,हम उनके संयोजी इलेक्ट्रॉनों और ज्यामिति का विश्लेषण करते हैं:
$A: SO_3^{2-}$ में $26$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं और इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय पिरामिडल है। $CO_3^{2-}$ में $24$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं और इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय है। अतः,ये समान नहीं हैं।
$B: O_2^{2-}$ में $14$ संयोजी इलेक्ट्रॉन $(:O-O:)$ हैं और $F_2$ में $14$ संयोजी इलेक्ट्रॉन $(:F-F:)$ हैं। ये आइसोइलेक्ट्रॉनिक हैं और इनकी संरचनाएं समान हैं।
$C: CN^-$ में $10$ संयोजी इलेक्ट्रॉन $([:C \equiv N:]^-)$ हैं और $CO$ में $10$ संयोजी इलेक्ट्रॉन $(:C \equiv O:)$ हैं। ये आइसोइलेक्ट्रॉनिक हैं और इनकी संरचनाएं समान हैं।
$D: NH_3$ में $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं और इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय पिरामिडल है। $H_3O^+$ में $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं और इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय पिरामिडल है। ये समान हैं।
$E: MnO_4^{2-}$ और $CrO_4^{2-}$ दोनों $d^0$ संक्रमण धातु के ऑक्सोएनायन हैं जिनकी ज्यामिति चतुष्फलकीय है। ये समान हैं।
इसलिए,केवल जोड़ा $A$ की संरचनाएं समान नहीं हैं।

(C) कथन $I$: बंध कोण का क्रम $F_2O (103^\circ) < H_2O (104.5^\circ) < Cl_2O (111^\circ)$ है। यह क्रम सही है क्योंकि $Cl_2O$ में,$Cl$ परमाणुओं का आकार बड़ा होने के कारण उनके बीच त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) होता है,जिससे बंध कोण बढ़ जाता है।
कथन $II$: $Si$ के छोटे आकार और उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण $SiF_4$ एक सहसंयोजक अणु है। यद्यपि $SnF_4$ और $PbF_4$ महत्वपूर्ण आयनिक गुण प्रदर्शित करते हैं,लेकिन तीनों को आयनिक के रूप में वर्गीकृत करना गलत है। अतः,कथन $II$ असत्य है।

(D) औपचारिक आवेश (formal charge) का सूत्र है: $\text{Formal charge} = (\text{Valence electrons}) - (\text{Non-bonding electrons}) - \frac{1}{2}(\text{Bonding electrons})$.
ऑक्सीजन परमाणु $2$ (द्वि-आबंध वाला टर्मिनल ऑक्सीजन) के लिए: संयोजी इलेक्ट्रॉन = $6$,अनाबंधी इलेक्ट्रॉन = $4$,आबंधी इलेक्ट्रॉन = $4$. औपचारिक आवेश = $6 - 4 - \frac{1}{2}(4) = 6 - 4 - 2 = 0$.
ऑक्सीजन परमाणु $1$ (केंद्रीय ऑक्सीजन) के लिए: संयोजी इलेक्ट्रॉन = $6$,अनाबंधी इलेक्ट्रॉन = $2$,आबंधी इलेक्ट्रॉन = $6$. औपचारिक आवेश = $6 - 2 - \frac{1}{2}(6) = 6 - 2 - 3 = +1$.
ऑक्सीजन परमाणु $3$ (एकल-आबंध वाला टर्मिनल ऑक्सीजन) के लिए: संयोजी इलेक्ट्रॉन = $6$,अनाबंधी इलेक्ट्रॉन = $6$,आबंधी इलेक्ट्रॉन = $2$. औपचारिक आवेश = $6 - 6 - \frac{1}{2}(2) = 6 - 6 - 1 = -1$.
अतः,ऑक्सीजन परमाणुओं $2, 1$ और $3$ पर औपचारिक आवेश क्रमशः $0, +1$ और $-1$ हैं।

(A) दिए गए अणुओं में आबंधन इस प्रकार है:
$(A)$ $C_{2}H_{4}$ (एथीन): संरचना $CH_{2}=CH_{2}$ है। इसमें $5\sigma$ आबंध और $1\pi$ आबंध होते हैं।
$(B)$ $C_{2}H_{2}$ (एथाइन): संरचना $CH \equiv CH$ है। इसमें $3\sigma$ आबंध और $2\pi$ आबंध होते हैं।
$(C)$ $CH_{4}$ (मेथेन): संरचना $CH_{4}$ है जो $sp^{3}$ संकरण दर्शाती है। इसमें $4\sigma$ आबंध होते हैं।
$(D)$ $NH_{3}$ (अमोनिया): संरचना $NH_{3}$ है जो $sp^{3}$ संकरण दर्शाती है। इसमें $3\sigma$ आबंध और नाइट्रोजन परमाणु पर $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है।
अतः,सही मिलान $A-IV, B-I, C-III, D-II$ है।