Resonance Questions in Gujarati

(D) બંધની પ્રબળતા એ બંધ ક્રમાંક (bond order) ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલી સ્પીસીઝ માટે બંધ ક્રમાંકની ગણતરી:
$CO$: બંધ ક્રમાંક = $3.0$
$CO_2$: બંધ ક્રમાંક = $2.0$
$HCHO$: બંધ ક્રમાંક = $2.0$
$CH_3COO^-$: બંધ ક્રમાંક = $1.5$
$CO_3^{2-}$: બંધ ક્રમાંક = $1.33$
$CO_3^{2-}$ નો બંધ ક્રમાંક સૌથી ઓછો $1.33$ હોવાથી,તેમાં સૌથી નિર્બળ કાર્બન-ઓક્સિજન બંધ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(A) એસીટેટ આયન $(CH_3COO^-)$ માં સંસ્પંદન (resonance) જોવા મળે છે.
તેની લુઈસ રચનામાં,ઋણ વીજભાર બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત (delocalized) હોય છે.
સંસ્પંદનને કારણે,બંને $C-O$ બંધ સમાન હોય છે અને તેનો બંધ ક્રમાંક $1.5$ હોય છે.
જો કે,જો આપણે આપેલી રચના મુજબ એક કેનોનિકલ સ્વરૂપને ધ્યાનમાં લઈએ,તો તેમાં એક $C-O$ સિંગલ બોન્ડ અને એક $C=O$ ડબલ બોન્ડ હોય છે.
તેથી,વિકલ્પ $(A)$ સાચો છે.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
બંધ લંબાઈ એ બંધ ક્રમાંકના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
બેન્ઝીન અણુમાં,$\pi$-ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે અનુનાદ (resonance) જોવા મળે છે.
આ અનુનાદને પરિણામે તમામ $C-C$ બંધો સમાન આંશિક દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે,એટલે કે તે બધા સમાન બંધ ક્રમાંક $(1.5)$ ધરાવે છે.

(B) બેન્ઝીનમાં,તમામ કાર્બન પરમાણુઓ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનું વિસ્થાનિકરણ (રેઝોનન્સ) તમામ $C-C$ બંધને સમાન બનાવે છે,જેના પરિણામે બંધની લંબાઈ સિંગલ અને ડબલ બંધની વચ્ચેની હોય છે.

(D) $CO_2$ ના સંસ્પંદન બંધારણો $O=C=O$,$^-O-C\equiv O^+$,અને $^+O\equiv C-O^-$ છે.
વિકલ્પ $D$ $(O\equiv C=O)$ એ માન્ય સંસ્પંદન બંધારણ નથી કારણ કે તે કાર્બન પરમાણુ માટે અષ્ટકના નિયમનું ઉલ્લંઘન કરે છે (તેમાં $10$ ઇલેક્ટ્રોન હશે) અને તે $CO_2$ માટે સ્થાયી ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી દર્શાવતું નથી.

(B) રસાયણવિજ્ઞાનમાં, રેઝોનન્સ એ અમુક અણુઓ અથવા બહુપરમાણ્વીય આયનોમાં વિસ્થાનિકૃત ઇલેક્ટ્રોનનું વર્ણન કરવાની એક રીત છે, જ્યાં બંધારણને એક જ $Lewis$ સૂત્ર દ્વારા દર્શાવી શકાતું નથી.
આવા વિસ્થાનિકૃત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા અણુ અથવા આયનને અનેક ફાળો આપતી રચનાઓ (જેને રેઝોનન્સ સ્ટ્રક્ચર્સ અથવા કેનોનિકલ સ્વરૂપો પણ કહેવાય છે) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
રેઝોનન્સ એ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે થાય છે, જે પદાર્થની સ્થિતિ ઊર્જા ઘટાડે છે અને આમ તેને કોઈપણ ફાળો આપતી રચનાઓ કરતા વધુ સ્થિર બનાવે છે.

(B) અનુનાદી બંધારણો એવા બંધારણો છે જેમાં ન્યુક્લિયસના સ્થાન સમાન હોય છે પરંતુ ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણી અલગ હોય છે.
તેમાં યુગ્મિત અને અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોવી જોઈએ.
તેથી,તેઓ તેમની ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણીમાં અલગ પડે છે જ્યારે પરમાણુ માળખું સમાન રહે છે.

(C) રેઝોનન્સ એવા અણુઓમાં જોવા મળે છે જ્યાં $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન અથવા અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંયુગ્મિત સિસ્ટમ હોય છે.
$1$. $Benzene$ $(C_6H_6)$,$Aniline$ $(C_6H_5NH_2)$,અને $Toluene$ $(C_6H_5CH_3)$ બધામાં બેન્ઝીન રિંગ હોય છે,જે $\pi$-ઈલેક્ટ્રોનની સંયુગ્મિત સિસ્ટમ છે,તેથી તે રેઝોનન્સ દર્શાવે છે.
$2$. $Ethylamine$ $(CH_3CH_2NH_2)$ એ એલિફેટિક એમાઈન છે. નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ કોઈપણ $\pi$-સિસ્ટમ સાથે સંયુગ્મનમાં નથી. તેથી,આ ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્થાનિક છે અને રેઝોનન્સમાં ભાગ લેતું નથી.

(C) સાચું વિધાન એ છે કે રેઝોનન્સ બંધારણોમાં ઇલેક્ટ્રોન જોડીની સંખ્યા સમાન હોવી જોઈએ. તેથી,વિકલ્પ $(C)$ માં આપેલ વિધાન ખોટું છે કારણ કે તે જણાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોન જોડીની સંખ્યા સમાન ન હોવી જોઈએ.

(B) કાર્બોનેટ આયન $(CO_3^{2-})$ ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે સંસ્પંદન દર્શાવે છે.
$CO_3^{2-}$ આયન માટે $3$ સમાન સંસ્પંદન બંધારણો શક્ય છે,જે નીચે મુજબ છે:
$(I)$ દ્વિબંધ $C$ અને ઉપરના ઓક્સિજન પરમાણુ વચ્ચે છે.
$(II)$ દ્વિબંધ $C$ અને જમણી બાજુના ઓક્સિજન પરમાણુ વચ્ચે છે.
$(III)$ દ્વિબંધ $C$ અને ડાબી બાજુના ઓક્સિજન પરમાણુ વચ્ચે છે.
આમ,સંસ્પંદન બંધારણોની કુલ સંખ્યા $3$ છે.

(C) નાઈટ્રેટ આયન $(NO_3^-)$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ કેન્દ્રમાં હોય છે અને ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
ત્રણ સમાન રેઝોનન્સ બંધારણો છે જેમાં દ્વિબંધ ત્રણ $N-O$ બંધો વચ્ચે વહેંચાયેલ છે.
$-1$ નો કુલ ઋણ વીજભાર ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર સમાન રીતે વહેંચાયેલ છે.
તેથી,દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ પરનો આંશિક વીજભાર $-1/3$ હોય છે.
નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર $+1$ નો ફોર્મલ વીજભાર હોય છે.
આપેલા વિકલ્પો મુજબ,વિકલ્પ $C$ એ નાઈટ્રોજન પર $+1$ અને ઓક્સિજન પર $-2/3$ વીજભાર દર્શાવતું યોગ્ય બંધારણ છે.

(A) બંધ ક્રમાંક (Bond order) ની ગણતરી નીચે મુજબ થાય છે: $\text{Bond order} = \frac{\text{Total number of bonds}}{\text{Total number of resonating structures}}$.
$PO_4^{3-}$ માટે,લુઈસ બંધારણમાં $5$ બંધ છે અને $4$ સમાન સંસ્પંદન બંધારણો છે.
$\text{Bond order} = \frac{5}{4} = 1.25$.
કુલ $-3$ ફોર્મલ ચાર્જ સંસ્પંદન હાઇબ્રિડમાં $4$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર સમાન રીતે વહેંચાયેલ છે.
$\text{Formal charge on each oxygen} = \frac{-3}{4} = -0.75$.

(C) કાર્બોનેટ આયન $(CO_3^{2-})$ સંસ્પંદન (resonance) દર્શાવે છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે ત્રણેય $C-O$ બંધ સમાન હોય છે.
સંસ્પંદન સંકર માટે બંધક્રમાંકનું સૂત્ર:
$\text{બંધક્રમાંક} = \frac{\text{પરમાણુઓ વચ્ચેના કુલ બંધની સંખ્યા}}{\text{કુલ સંસ્પંદન બંધારણોની સંખ્યા}}$
$CO_3^{2-}$ ના ત્રણ સંસ્પંદન બંધારણોમાં,કુલ $4$ બંધ ($1$ દ્વિબંધ અને $2$ એકલ બંધ) $3$ $C-O$ જોડાણો વચ્ચે વહેંચાયેલા છે.
$\text{બંધક્રમાંક} = \frac{1 + 1 + 2}{3} = \frac{4}{3} = 1.33$.

(D) બંધ લંબાઈ એ બંધ ક્રમાંક $(B.O.)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$CO$ માટે,બંધ ક્રમાંક $3$ છે.
$CO_2$ $(O=C=O)$ માટે,બંધ ક્રમાંક $2$ છે.
$CO_3^{2-}$ માટે,સંસ્પંદન બંધારણને કારણે બંધ ક્રમાંક $1.33$ છે.
જેમ બંધ ક્રમાંક ઘટે તેમ બંધ લંબાઈ વધે છે,તેથી વધતી બંધ લંબાઈનો ક્રમ $CO < CO_2 < CO_3^{2-}$ છે.
તેથી,વિકલ્પ $(D)$ સાચો છે.

(D) નાઈટ્રેટ આયન $(NO_3^-)$ માં,મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. સંસ્પંદનને કારણે,દ્વિબંધ ત્રણેય $N-O$ બંધો પર વિસ્થાનિકૃત (delocalized) થાય છે.
દરેક $N-O$ બંધનો બંધક્રમાંક $1 + \frac{1}{3} = 1.33$ છે.
કુલ $-1$ ઋણ વીજભાર ત્રણેય ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે સમાન રીતે વહેંચાયેલ છે,તેથી દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ પર $-\frac{1}{3}$ જેટલો આંશિક વીજભાર હોય છે.
આમ,સંસ્પંદન સંકર ત્રણ સમાન $N-O$ બંધો દર્શાવે છે જેમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે અને દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ પર $-\frac{1}{3}$ આંશિક વીજભાર હોય છે.

(D) સંસ્પંદન રચનાઓ એ એક જ અણુ માટેની વિવિધ લુઈસ રચનાઓ છે જે ફક્ત ઇલેક્ટ્રોનના વિતરણમાં અલગ પડે છે.
$(1)$ તેમની પાસે પરમાણુઓની ગોઠવણી સમાન હોવી જોઈએ.
$(2)$ તેમની પાસે લગભગ સમાન ઉર્જા હોવી જોઈએ.
$(3)$ તેમની પાસે યુગ્મિત અને અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન હોવી જોઈએ.
$(4)$ તેમની પાસે સમાન બંધન હોતું નથી કારણ કે બંધારણો વચ્ચે $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન અથવા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું સ્થાન બદલાય છે.
તેથી,સાચો જવાબ $(d)$ છે.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
બેન્ઝીનમાં સંસ્પંદનને કારણે $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનું વિસ્થાનિકરણ થાય છે.
આ વિસ્થાનિકરણને લીધે બધા જ કાર્બન-કાર્બન $(C-C)$ બંધ સમાન બને છે.
બેન્ઝીનમાં અવલોકિત $C-C$ બંધ લંબાઈ $1.39 \ \mathring{A}$ છે,જે એકલ $C-C$ બંધ લંબાઈ $(1.54 \ \mathring{A})$ અને દ્વિબંધ $C=C$ બંધ લંબાઈ $(1.34 \ \mathring{A})$ ની વચ્ચેની છે.

(A) $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે,બેન્ઝીન અનુનાદ દર્શાવે છે.
આ અનુનાદને લીધે હાઇબ્રિડ બંધારણો રચાય છે જેમાં તમામ $C - C$ બંધો આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
પરિણામે,બંધ લંબાઈ શુદ્ધ સિંગલ બંધ $(1.54 \ \mathring{A})$ અને શુદ્ધ ડબલ બંધ $(1.34 \ \mathring{A})$ ની વચ્ચે હોય છે.

(C) સંસ્પંદન રચનાઓની સ્થિરતા નીચેના નિયમો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. તમામ પરમાણુઓ માટે પૂર્ણ અષ્ટક ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થાયી હોય છે.
$2$. વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થાયી હોય છે.
$3$. વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર અને ઓછા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ધન વીજભાર ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થાયી હોય છે.
રચના $(A)$ અને $(B)$ માં,તમામ પરમાણુઓ પાસે પૂર્ણ અષ્ટક છે.
રચના $(D)$ માં,કાર્બન પરનો ધન વીજભાર બાજુના ઓક્સિજન પરમાણુના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા સ્થાયી થાય છે (અષ્ટક પૂર્ણ છે).
રચના $(C)$ માં,ધન વીજભાર ધરાવતા કાર્બન પરમાણુનું અષ્ટક અપૂર્ણ છે ($6$ ઇલેક્ટ્રોન) અને તેને સ્થાયી કરવા માટે બાજુમાં કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતો પરમાણુ નથી.
તેથી,રચના $(C)$ સૌથી ઓછી સ્થાયી છે.

(C) બેન્ઝીનમાં વ્યક્તિગત કાર્બન-કાર્બન બંધનો બંધ ક્રમાંક $1.5$ છે,જે $1$ અને $2$ ની વચ્ચે છે.
આ $C_6H_6$ ની સંસ્પંદન રચનાને કારણે છે.
બેન્ઝીન અણુમાં,$\pi$-ઇલેક્ટ્રોન સમગ્ર વલય પર વિસ્થાનિકૃત (delocalized) હોય છે.
બેન્ઝીનમાં દરેક કાર્બન-કાર્બન બંધ સમાન હોય છે,અને બંધ ક્રમાંક સંસ્પંદન રચનાઓમાં રહેલા એકલ અને દ્વિબંધની સરેરાશ તરીકે ગણવામાં આવે છે,જે $(1+2)/2 = 1.5$ થાય છે.

(B) . બેન્ઝીનમાં,સંસ્પંદન (resonance) ને કારણે,તમામ કાર્બન-કાર્બન બંધ લંબાઈ સમાન $(1.39 \ \mathring{A})$ હોય છે,જે $C-C \ (1.54 \ \mathring{A})$ અને $C=C \ (1.34 \ \mathring{A})$ ની વચ્ચે હોય છે.

(C) ફોર્મેટ આયન $(HCOO^-)$ સંસ્પંદન દર્શાવે છે,જેમાં ઋણ વીજભાર બંને ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત (delocalized) થાય છે.
આ વિસ્થાનિકરણને કારણે બે સમાન સંસ્પંદન બંધારણો મળે છે.
આ સંસ્પંદનને કારણે,બંને $C-O$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરે છે,જેનાથી તેમની લંબાઈ સમાન બને છે.

(C) બોરોન ટ્રાયફ્લોરાઈડ $(BF_3)$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવતો અણુ છે જ્યાં બોરોન પરમાણુની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર $6$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરવા માટે,ફ્લોરિન પરમાણુની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બોરોન પરમાણુની ખાલી $p$-કક્ષકમાં દાન કરવામાં આવે છે,જે $p\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગ બનાવે છે.
આના પરિણામે સંસ્પંદન રચનાઓ મળે છે જેમાં બોરોન અને ફ્લોરિન પરમાણુઓ વચ્ચે દ્વિબંધની લાક્ષણિકતા જોવા મળે છે.
સાચી સંસ્પંદન રચનાઓમાં પરમાણુઓ પરના ઔપચારિક વીજભારનો સમાવેશ થાય છે,જ્યાં બોરોન પરમાણુ ધન વીજભાર $(B^+)$ ધરાવે છે અને દ્વિબંધમાં સામેલ ફ્લોરિન પરમાણુ ઋણ વીજભાર $(F^-)$ ધરાવે છે.
વિકલ્પ $C$ યોગ્ય ઔપચારિક વીજભાર અને દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા સાથે આ સંસ્પંદન રચનાઓને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(B) $NO_2$ એ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર રહેલા અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે પેરામેગ્નેટિક ગુણધર્મ ધરાવતો એકી-ઇલેક્ટ્રોન અણુ છે.
જ્યારે બે $NO_2$ અણુઓ ડાયમરાઇઝ થઈને $N_2O_4$ બનાવે છે,ત્યારે નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ પરના અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન જોડાઈને એક નિર્બળ $N-N$ એકલ બંધ બનાવે છે.
$N_2O_4$ ના બંધારણમાં,$N-N$ બંધ પ્રમાણમાં લાંબો અને નિર્બળ હોય છે.
રેઝોનન્સને કારણે,$N_2O_4$ માં ચારેય $N-O$ બંધો સમાન લંબાઈના બને છે,જે દરેકનો બંધ ક્રમાંક $1.5$ હોય છે.

(C) ફોર્મેટ આયન $(HCOO^-)$ માં,ઋણ વીજભાર સંસ્પદન દ્વારા બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત થાય છે. બે સંસ્પદન સૂત્રો સમાન હોવાથી,બંને $C-O$ બંધોનો બંધક્રમાંક $1.5$ મળે છે. આ સંસ્પદનને કારણે,બંને $C-O$ બંધોની લંબાઈ સમાન હોય છે,જે એકલ બંધ અને દ્વિબંધની લંબાઈની વચ્ચેની હોય છે.

(D) બંધ ક્રમાંક વધવાની સાથે બંધ લંબાઈ ઘટતી જાય છે.
$CO$ માટે બંધ ક્રમાંક $3$ છે.
$CO_2$ માટે બંધ ક્રમાંક $2$ છે.
$CO_3^{2-}$ માટે બંધ ક્રમાંક $1.33$ છે (અનુનાદને કારણે).
આથી,બંધ લંબાઈનો વધતો ક્રમ: $CO < CO_2 < CO_3^{2-}$ છે.

(D) $C_6H_5NH_3^+$ માં નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ $H^+$ આયન સાથે $N-H$ બંધ બનાવવામાં વપરાઈ જાય છે.
બેન્ઝીન વલય સાથે સંયુગ્મન (conjugation) માટે કોઈ અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ ઉપલબ્ધ ન હોવાથી,તે સસ્પંદન અસર દર્શાવતું નથી.

(C) નાઇટ્રોબેન્ઝિનના સસ્પંદન સંકર બંધારણમાં,ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક $-NO_2$ સમૂહ બેન્ઝિન રિંગમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે.
આના પરિણામે બેન્ઝિન રિંગના ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર આંશિક ધન વીજભાર $(\delta+)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,બે ઓર્થો સ્થાન અને એક પેરા સ્થાન પર આંશિક ધન વીજભાર હોય છે.
તેથી,રિંગ પરનો કુલ આંશિક ધન વીજભાર $1+ \delta + 1+ \delta + 1+ \delta = 3+ \delta$ થાય છે.

(D) બેન્ઝિન $(C_6H_6)$ માં, બંધારણ એ બે કેક્યુલે બંધારણોનું સંસ્પદન મિશ્રણ છે.
સંસ્પદનને કારણે, $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન સમગ્ર વલયમાં વિસ્થાનિકૃત થાય છે.
આ વિસ્થાનિકરણને પરિણામે બધા જ $C-C$ બંધનો બંધ ક્રમાંક $1.5$ થાય છે, જેનાથી બધા જ $C-C$ બંધની લંબાઈ સમાન $(139 \text{ pm})$ રહે છે.

(C) બેન્ઝિન $(C_6H_6)$ માં કાર્બન-કાર્બન બંધો સંસ્પંદન (resonance) દર્શાવે છે. $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે,બધા કાર્બન-કાર્બન બંધો સમાન હોય છે. બંધ ક્રમાંક $1 + (\pi \text{ બંધની સંખ્યા} / \sigma \text{ બંધની સંખ્યા}) = 1 + 3/6 = 1.5$ તરીકે ગણવામાં આવે છે. તેથી,બંધ ક્રમાંક $1$ અને $2$ ની વચ્ચે હોય છે.

(B) બેન્ઝીનમાં,સંસ્પંદનને કારણે બધા જ $C-C$ બંધ સમાન હોય છે.
તેની બંધ લંબાઈ $1.39 \ \mathring{A}$ છે,જે $C-C$ એકલ બંધ $(1.54 \mathring{A})$ અને $C=C$ દ્વિબંધ $(1.34  \mathring{A})$ ની વચ્ચેની છે.
તેથી,બેન્ઝીનમાં $C-C$ બંધ લંબાઈ $C=C$ દ્વિબંધ લંબાઈ કરતા વધારે હોય છે.

(B) સંસ્પદન એ એક એવી ઘટના છે જેમાં અણુની રચનાને બે કે તેથી વધુ લુઈસ બંધારણો દ્વારા દર્શાવી શકાય છે,જે ફક્ત ઈલેક્ટ્રોનના સ્થાનમાં જ અલગ પડે છે.
આ ઘટનામાં સંયુગ્મિત પ્રણાલીમાં $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન અથવા અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મનું વિસ્થાનીકરણ થાય છે.
તેમાં પરમાણુઓ કે ન્યુક્લિયસનું હલનચલન થતું નથી.
તેથી,સંસ્પદન એ $\pi$-ઈલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનીકરણને કારણે થાય છે.

(C) $HCOO^-$ (ફોર્મેટ આયન) માં,ઋણ વીજભાર બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે સંસ્પદન (Resonance) દ્વારા વિસ્થાનિત થાય છે. આ સંસ્પદનને કારણે,બંને $C-O$ બંધો આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે,જેના પરિણામે તેમની બંધ લંબાઈ સમાન હોય છે.

(A) આપેલ રચનાઓ એનોલેટ આયન દર્શાવે છે,જેમાં ઋણ વીજભાર કાર્બન અને ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે વિસ્થાનીકૃત (delocalized) થયેલ છે. આ સંસ્પદન બંધારણો છે કારણ કે તેઓ માત્ર ઈલેક્ટ્રોનના સ્થાનમાં તફાવત ધરાવે છે,પરમાણુઓના સ્થાનમાં નહીં.

(A) $p-$ નાઇટ્રો ફિનોક્સાઇડ આયનમાં,નાઇટ્રો ગ્રુપ $(NO_2)$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ હોય છે. નાઇટ્રોજન મહત્તમ ચાર બંધ બનાવી શકે છે (સંયોજકતા $4$). વિકલ્પ $A$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ પાંચ બંધ સાથે દર્શાવેલ છે (એક રિંગ સાથે,બે ઓક્સિજન સાથે દ્વિબંધ,અને એક ઓક્સિજન સાથે એકલ બંધ),જે નાઇટ્રોજન માટે અષ્ટકનો નિયમ તોડે છે. તેથી,આ સૌથી વધુ અયોગ્ય રજૂઆત છે.

(A) $HCOO^{-}$ એનાયન સસ્પંદન (resonance) દર્શાવે છે,જેમાં ઋણ વીજભાર બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત (delocalized) થાય છે.
આના પરિણામે બે સમાન સસ્પંદન બંધારણો મળે છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
આ સસ્પંદનને કારણે,વાસ્તવિક બંધારણ આ બંનેનું સંકર (hybrid) હોય છે,જેનાથી બંને $C-O$ બંધોની લંબાઈ સમાન બને છે,અને તેનો બંધ ક્રમાંક $1.5$ હોય છે.

(A) સંસ્પંદન રચનાઓની સ્થિરતા કેટલાક પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
$2$. ઓછું વીજભાર વિભાજન ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
$3$. ઋણ વીજભાર વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ $(O)$ પર અને ધન વીજભાર ઓછા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ $(N)$ પર હોવો જોઈએ.
$N_2O$ ના કિસ્સામાં,$:N \equiv N - \ddot{O}:^-$ રચના આ શરતોને શ્રેષ્ઠ રીતે સંતોષે છે,કારણ કે તેમાં સહસંયોજક બંધોની સંખ્યા મહત્તમ છે અને ઋણ વીજભાર ઓક્સિજન પરમાણુ પર છે,જે તેને સૌથી વધુ ફાળો આપતી રચના બનાવે છે.

(C) સંસ્પંદન રચનાઓમાં,નાઈટ્રો ગ્રુપમાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ $(N)$ ની સંયોજકતા $4$ હોય છે (તે $4$ બંધ બનાવે છે).
જો $N$ એ $5$ બંધ બનાવે,તો તે તેના અષ્ટક કરતા વધી જાય છે,જે નાઈટ્રોજન જેવા બીજા આવર્તના તત્વો માટે શક્ય નથી.
રચના $(C)$ માં નાઈટ્રોજન પરમાણુ $5$ બંધ બનાવતો દર્શાવેલ છે (એક દ્વિબંધ વલય સાથે,બે દ્વિબંધ ઓક્સિજન સાથે અને એક એકલ બંધ બીજા ઓક્સિજન સાથે),જે અષ્ટકના નિયમનું ઉલ્લંઘન કરે છે.
તેથી,તે સૌથી અસંભવિત નિરૂપણ છે.

(D) એરોમેટિક સંયોજનો આખી રીંગ પર $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે ખૂબ જ સ્થિર હોય છે. અણુ એરોમેટિક હોવા માટે,તેણે હ્યુકેલના નિયમનું પાલન કરવું આવશ્યક છે,જેમાં સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત સિસ્ટમમાં $(4n+2) \pi$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$A)$ બેન્ઝીન એરોમેટિક છે ($6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન).
$B)$ ફ્યુરાન એરોમેટિક છે ($6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન,ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સહિત).
$C)$ પિરિડિન એરોમેટિક છે ($6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન).
$D)$ $4,4-$ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્સા$-2,5-$ડાયેન$-1-$ઓનમાં $4$-સ્થાન પર $sp^3$ સંકરણ ધરાવતો કાર્બન છે,જે રીંગના સતત સંયુગ્મનને તોડે છે. તેથી,તે બિન-એરોમેટિક છે અને અન્ય એરોમેટિક વિકલ્પોની તુલનામાં સૌથી ઓછી રેઝોનન્સ સ્થિરતા દર્શાવે છે.

(C) કાર્બોનેટ આયન,$CO_3^{2-}$,રેઝોનન્સ (સંસ્પંદન) દર્શાવે છે.
રેઝોનન્સ હાઇબ્રિડમાં,ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે કાર્બન-ઓક્સિજન બંધ સમાન હોય છે.
તેની રચના ત્રિકોણીય સમતલીય છે અને બંધકોણ $120^o$ છે.
રેઝોનન્સ અસરને કારણે બધા $C-O$ બંધની લંબાઈ સમાન હોય છે,જે સિંગલ અને ડબલ બોન્ડના ગુણધર્મોની સરેરાશ દર્શાવે છે.

(B) રેઝોનન્સ એનર્જી એ અણુની સ્થિરતા અને $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણની માત્રા સાથે સીધો સંબંધ ધરાવે છે.
$1$. નેપ્થલીનમાં બે જોડાયેલી બેન્ઝીન રિંગ હોય છે,જે એકલ બેન્ઝીન રિંગ કરતા વધારે રેઝોનન્સ એનર્જી આપે છે.
$2$. બેન્ઝીન તેની એરોમેટિકતાને કારણે $1,3-$બ્યુટાડાઈન કરતા વધુ સ્થિર છે અને તેની રેઝોનન્સ એનર્જી પણ વધારે છે.
$3$. ફ્યુરાનમાં રહેલા વિષમ પરમાણુને કારણે બેન્ઝીન કરતા તેની રેઝોનન્સ એનર્જી ઓછી હોય છે.
$4$. વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,નેપ્થલીન ($2$ રિંગ) પાસે બેન્ઝીન ($1$ રિંગ) કરતા વધારે રેઝોનન્સ એનર્જી છે.
તેથી,સાચો જવાબ નેપ્થલીન,બેન્ઝીન છે.

(D) આપેલા વિકલ્પોમાં,આપણે $C-N$ બંધ લંબાઈનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$A$. ગુઆનિડિનિયમ આયન $[(H_2N)_3C]^+$: સંસ્પંદનને કારણે,ત્રણેય $C-N$ બંધ સમાન છે.
$B$. ઈમિડાઝોલિયમ આયન: સંસ્પંદનને કારણે વલયમાં રહેલા બે $C-N$ બંધ સમાન છે.
$C$. $1,4$-ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝિન: $C-N$ બંધો એવી સંસ્પંદનમાં સામેલ નથી જે તેમની લંબાઈને સમાન બનાવે.
$D$. $HN=CH-C(=CH_2)-CH=NH$: આ બંધારણમાં,$C-N$ બંધો સ્પષ્ટપણે અલગ છે કારણ કે કેટલાક એકલ બંધ છે અને કેટલાક દ્વિબંધ છે,અને તેઓ સમાન બનવા માટે સંસ્પંદન અનુભવતા નથી.

(C) વિષમચક્રીય સંયોજનોની સંસ્પંદન ઉર્જા તેમની એરોમેટિકતા અને વિષમ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. પિરિડિન એ બેન્ઝીન જેવું છ-સભ્યયુક્ત એરોમેટિક વલય છે,જે તેના સ્થાયી એરોમેટિક સેક્સટેટને કારણે ઉચ્ચ સંસ્પંદન ઉર્જા ધરાવે છે.
$2$. પાયરોલ અને ફ્યુરાન પાંચ-સભ્યયુક્ત એરોમેટિક વલયો છે.
$3$. પાયરોલમાં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ તેના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને વલયમાં દાન કરે છે જેથી $6\pi$ ઇલેક્ટ્રોન સિસ્ટમ પૂર્ણ થાય છે,જે તેને ફ્યુરાન કરતા વધુ એરોમેટિક બનાવે છે.
$4$. ફ્યુરાનમાં,ઓક્સિજન પરમાણુ નાઈટ્રોજન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણીય છે,જે તેના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું વલયમાં દાન કરવામાં ઓછું અસરકારક છે,પરિણામે પાયરોલની તુલનામાં ઓછી સંસ્પંદન ઉર્જા મળે છે.
તેથી,સંસ્પંદન ઉર્જાનો ક્રમ: $\text{પિરિડિન} > \text{પાયરોલ} > \text{ફ્યુરાન}$ છે.

(A) $\pi -$ બંધ ક્રમાંક એ કુલ $\pi -$ બંધોની સંખ્યાને રેઝોનન્સ હાઇબ્રિડ બંધારણમાં કુલ $S-O$ બંધોની સંખ્યા વડે ભાગીને મેળવવામાં આવે છે.

$Species$	$S-O$ $\pi -$ બંધ ક્રમાંક
$SO_3$	$1$
$SO_4^{2-}$	$0.5$
$SO_3^{2-}$	$0.33$

આમ,$\pi -$ બંધ ક્રમાંકનો ઘટતો ક્રમ $SO_3 > SO_4^{2-} > SO_3^{2-}$ છે.

(C) સંસ્પંદન એવી સંયુગ્મિત (conjugated) પ્રણાલીઓમાં જોવા મળે છે જ્યાં $p$-કક્ષકો સમાંતર હોય અને એકબીજા પર વ્યાપ્ત (overlap) થતી હોય,જે $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન અથવા અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મના વિસ્થાનિકરણને મંજૂરી આપે છે.
$A$. $CH_2=CH-CH_2-CH=CH_2$: આ એક અલગ પડેલી ડાયઈન છે. બે દ્વિબંધો એક $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ દ્વારા અલગ પડે છે,તેથી તેઓ સંસ્પંદન દર્શાવી શકતા નથી.
$B$. $CH_2=C(CH_3)_2$: આ એક આલ્કીન છે જેમાં કોઈ સંયુગ્મન નથી.
$C$. $CH_3-CH=CH-CHO$: આ અણુમાં સંયુગ્મિત પ્રણાલી $(C=C-C=O)$ છે. $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન કાર્બન-કાર્બન દ્વિબંધ અને કાર્બન-ઓક્સિજન દ્વિબંધ વચ્ચે વિસ્થાનિકરણ પામી શકે છે.
$D$. $C_6H_9^+$: આ એક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન છે જ્યાં ધન વીજભાર દ્વિબંધ સાથે સંયુગ્મિત છે,જે સંસ્પંદન સ્થાયીકરણને મંજૂરી આપે છે.
$C$ અને $D$ બંને સંસ્પંદન દર્શાવે છે.

(B) કેનોનિકલ રચનાઓની સ્થિરતા નક્કી કરવા માટે,આપણે આ નિયમોનું પાલન કરીએ છીએ:
$1$. વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થાયી હોય છે.
$2$. તમામ પરમાણુઓ માટે પૂર્ણ અષ્ટક ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થાયી હોય છે.
$3$. વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર અને ઓછા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ધન વીજભાર વધુ સ્થાયી હોય છે.
રચનાઓનું વિશ્લેષણ:
- રચના $A$: $CH_2 = N^{+} = N^{-}$ માં $7$ બંધ છે.
- રચના $B$: $C^{-}H_2 - N^{+} \equiv N$ માં $7$ બંધ છે અને તમામ પરમાણુઓ $(C, N, N)$ ના અષ્ટક પૂર્ણ છે.
- રચના $C$: $C^{+}H_2 - N = N^{-}$ માં $6$ બંધ છે અને કાર્બન પરમાણુનું અષ્ટક અપૂર્ણ છે.
$A$ અને $B$ ની સરખામણી કરતા,રચના $B$ વધુ સ્થાયી છે કારણ કે તેમાં તમામ પરમાણુઓના અષ્ટક પૂર્ણ છે,જ્યારે $A$ માં ટર્મિનલ કાર્બનનું અષ્ટક અપૂર્ણ ($6$ ઇલેક્ટ્રોન) છે. તેથી,$B$ સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(C) નાઈટ્રેટ આયન $(NO_3^-)$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને આ આયન સંસ્પંદન (resonance) દર્શાવે છે. સંસ્પંદન અસરને કારણે,ત્રણેય $N-O$ બંધ સમાન બની જાય છે,જેના પરિણામે બંધની લંબાઈ સમાન હોય છે. આની સરખામણીમાં,$PCl_5$ માં અક્ષીય અને વિષુવવૃત્તીય બંધની લંબાઈ અલગ હોય છે,$ClF_3$ નો આકાર $T$-આકારનો છે જેમાં બંધની લંબાઈ અલગ-અલગ હોય છે,અને $H_2SO_3$ માં અસમાન $S-O$ અને $S=O$ બંધ હોય છે.