Resonance Questions in Gujarati

(N/A) $CH_2=CH-Cl:$ માં,$Cl$ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે: $CH_2=CH-\ddot{Cl}: \leftrightarrow \overset{-}{C}H_2-CH=\overset{+}{Cl}:$
$(b)$ $CH_2=CH-CH=CH_2$ માટે,સંસ્પંદન રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$CH_2=CH-CH=CH_2 \leftrightarrow \overset{+}{C}H_2-CH=CH-\overset{-}{C}H_2 \leftrightarrow \overset{-}{C}H_2-CH=CH-\overset{+}{C}H_2$
$(c)$ $CH_2=CH-CHO$ માં,$C=C$ બંધના $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન $C=O$ સમૂહ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે:
$CH_2=CH-CH=O \leftrightarrow \overset{+}{C}H_2-CH=CH-O^-$

(A AND C) $CH_3OH$ માં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન હોતા નથી,તેથી તેને રેઝોનન્સ હાઇબ્રિડ તરીકે ગણી શકાય નહીં.
$(b)$ $RCONH_2$ ની રચનામાં $N$ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $C=O$ $\pi$-બંધ વચ્ચે સંયુગ્મન (conjugation) હોય છે,જે રેઝોનન્સ શક્ય બનાવે છે.
$(c)$ $CH_3CH=CHCH_2NH_2$ માં $\pi$-બંધ છે,પરંતુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા $CH_2$ સમૂહની હાજરીને કારણે તે $N$ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે સંયુગ્મનમાં નથી. તેથી,તે રેઝોનન્સ દર્શાવતું નથી.
આમ,$(a)$ અને $(c)$ બંને રેઝોનન્સ હાઇબ્રિડ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવતા નથી.

(N/A) $SO_3$ અણુમાં એક મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
ઓક્સિજનની ઊંચી વિદ્યુતઋણતાને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઓક્સિજન પરમાણુઓ તરફ ખેંચાય છે,જેનાથી સલ્ફર પરમાણુ પર નોંધપાત્ર આંશિક ધન વીજભાર ઉત્પન્ન થાય છે.
વધુમાં,$SO_3$ ની સંસ્પંદન (resonance) રચનાઓ દર્શાવે છે કે તેના બંધારણોમાં સલ્ફર પરમાણુ પર ઔપચારિક ધન વીજભાર હોય છે.
સલ્ફર કેન્દ્ર પર આ ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપને કારણે,$SO_3$ ઇલેક્ટ્રોફાઇલ તરીકે વર્તે છે,જેનો અર્થ છે કે તે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની વૃત્તિ ધરાવે છે.

(A) બંધારણ $(I)$ એ બંધારણ $(II)$ કરતા વધુ સ્થાયી છે,જેના કારણો નીચે મુજબ છે:
$1$. બંધારણ $(I)$ એ તટસ્થ અણુ છે જેમાં વીજભારનું અલગીકરણ નથી,જ્યારે બંધારણ $(II)$ માં વીજભારનું અલગીકરણ થાય છે,જે ઉર્જા માંગે છે અને સ્થિરતા ઘટાડે છે.
$2$. બંધારણ $(I)$ માં વધુ સહસંયોજક બંધો છે (કુલ $9$ બંધો: $7$ $\sigma$ અને $2$ $\pi$) જ્યારે બંધારણ $(II)$ માં ઓછા બંધો છે (કુલ $8$ બંધો: $7$ $\sigma$ અને $1$ $\pi$). વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતા બંધારણો સામાન્ય રીતે વધુ સ્થાયી હોય છે.
$3$. બંધારણ $(I)$ માં,તમામ કાર્બન અને ઓક્સિજન પરમાણુઓ અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે. બંધારણ $(II)$ માં,છેડાના કાર્બન પરમાણુ પર ધન વીજભાર છે અને તેનું અષ્ટક અપૂર્ણ છે (માત્ર $6$ ઇલેક્ટ્રોન),જે તેને ઓછું સ્થાયી બનાવે છે.

(B) $(CH_3COO^-)$ સંસ્પંદન દ્વારા વધુ સ્થાયી છે.
$A$: $CH_3COOH$ ના સંસ્પંદન બંધારણો:
બંધારણ $(II)$ માં વીજભારનું અલગીકરણ થાય છે,જે ઉર્જા વધારે છે અને અણુની સ્થિરતા ઘટાડે છે. તેથી,બંધારણ $A$ માં ઓછી સ્થિરતા જોવા મળે છે.
$B$: $CH_3COO^-$ ના સંસ્પંદન બંધારણો:
એસીટેટ આયનના બંને સંસ્પંદન બંધારણો $(x)$ અને $(y)$ સમાન (equivalent) છે (તેમની ઉર્જા સમાન છે). સમાન સંસ્પંદન બંધારણો સંસ્પંદન સંકર (resonance hybrid) માં સમાન ફાળો આપે છે,જે નોંધપાત્ર સ્થિરતા તરફ દોરી જાય છે. આમ,બંધારણ $B$ એ બંધારણ $A$ કરતા વધુ સ્થાયી છે.

(A) $1$. દરેક સ્પીસીઝમાં $\pi$-બંધની સંખ્યાનું વિશ્લેષણ કરો:
- $CO_{3}^{2-}$: એક $\pi$-બંધ ધરાવે છે (ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત).
- $O_{2}$: એક $\pi$-બંધ ધરાવે છે.
- $SO_{2}$: બે $\pi$-બંધ ધરાવે છે.
- $SO_{3}$: ત્રણ $\pi$-બંધ ધરાવે છે.
$2$. કેનોનિકલ સ્વરૂપોની સંખ્યાનું વિશ્લેષણ:
- $CO_{3}^{2-}$: $3$ સમાન કેનોનિકલ સ્વરૂપો ધરાવે છે.
$3$. નિષ્કર્ષ:
$CO_{3}^{2-}$ એ સ્પીસીઝ છે જે એક $\pi$-બંધ ધરાવે છે અને $3$ કેનોનિકલ સ્વરૂપો દર્શાવે છે,જે આપેલા વિકલ્પોમાં મહત્તમ છે.

(A) બંધ લંબાઈ એ બંધ ક્રમાંક (bond order) ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
આ સ્પીસીઝ માટે બંધ ક્રમાંક $(BO)$ નીચે મુજબ છે:
$1$. $CO$ માટે: બંધ ક્રમાંક $3.0$ છે.
$2$. $CO_2$ માટે: સંસ્પંદન બંધારણ મુજબ સરેરાશ બંધ ક્રમાંક $2.0$ છે.
$3$. $CO_3^{2-}$ માટે: સંસ્પંદન બંધારણ મુજબ સરેરાશ બંધ ક્રમાંક $1.33$ છે.
બંધ ક્રમાંકનો ક્રમ $CO > CO_2 > CO_3^{2-}$ હોવાથી,બંધ લંબાઈનો ક્રમ તેનાથી ઉલટો એટલે કે $CO < CO_2 < CO_3^{2-}$ થશે.

(D) અનુનાદ બંધારણોની સ્થિરતા નીચેના નિયમો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતા બંધારણો વધુ સ્થિર હોય છે.
$2$. બધા પરમાણુઓ માટે પૂર્ણ અષ્ટક ધરાવતા બંધારણો વધુ સ્થિર હોય છે.
$3$. વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર અને ઓછા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ધન વીજભાર ધરાવતા બંધારણો વધુ સ્થિર હોય છે.
$4$. પાસપાસેના પરમાણુઓ પર સમાન વીજભાર ધરાવતા બંધારણો ઓછા સ્થિર હોય છે.
બંધારણોનું વિશ્લેષણ કરતા:
- બંધારણ $D$ સૌથી વધુ સ્થિર છે કારણ કે બધા પરમાણુઓ ($N$ અને $O$ સહિત) ના અષ્ટક પૂર્ણ છે.
- બંધારણ $C$ સૌથી ઓછું સ્થિર છે કારણ કે તેમાં અત્યંત વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુ પર ધન વીજભાર છે.
સાચો ક્રમ $D < C < B < A$ છે.

(D) અનુનાદિત બંધારણો કાલ્પનિક છે અને વાસ્તવિકતામાં અસ્તિત્વ ધરાવતા નથી.
અનુનાદિત સંકર એ વાસ્તવિક બંધારણ છે જે તમામ અનુનાદિત બંધારણોની ભારિત સરેરાશ છે.
તેથી,$CO_3^{2-}$ આયન એક જ અનુનાદિત સંકર બંધારણ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(B) આપેલ સંયોજન માટે વાસ્તવિક બંધારણ અને સૌથી ઓછી ઉર્જા ધરાવતા સંસ્પંદન બંધારણ વચ્ચેની ઉર્જાના તફાવતને સંસ્પંદન ઉર્જા (resonance energy) કહેવામાં આવે છે.

(B) $(1)$ તટસ્થ બંધારણો વીજભારિત બંધારણો કરતા વધુ સ્થિર હોય છે. તેથી,બંધારણ $I$ એ બંધારણ $II$ અને $III$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
$(2)$ વીજભારિત બંધારણોમાં,ઓછા વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા પરમાણુ પર ધન વીજભાર વધુ સ્થિર હોય છે. બંધારણ $II$ માં,ધન વીજભાર કાર્બન પરમાણુ $(C^{\oplus})$ પર છે,જ્યારે બંધારણ $III$ માં,ધન વીજભાર ઓક્સિજન પરમાણુ $(O^{\oplus})$ પર છે. કાર્બન એ ઓક્સિજન કરતા ઓછી વિદ્યુતઋણતા ધરાવતું હોવાથી,બંધારણ $II$ એ બંધારણ $III$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
$\therefore$ સ્થિરતાનો ક્રમ $I > II > III$ છે.

(B) સંસ્પંદન રચનાઓની સ્થિરતા નીચેના નિયમો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
$2$. બધા પરમાણુઓ માટે પૂર્ણ અષ્ટક ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
$3$. વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર અને ઓછા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ધન વીજભાર ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
આપેલ રચનાઓનું વિશ્લેષણ:
- રચના $III$ $(CH_3-CH=CH-CHO)$ એ બિન-ધ્રુવીય રચના છે જેમાં સહસંયોજક બંધોની સંખ્યા મહત્તમ છે અને બધા પરમાણુઓનું અષ્ટક પૂર્ણ છે,તેથી તે સૌથી વધુ સ્થિર છે.
- રચના $II$ $(CH_3-CH^+-CH=CH-O^-)$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર છે,જે કાર્બન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,તેથી તે રચના $I$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
- રચના $I$ $(CH_3-CH^--CH=CH-O^+)$ માં કાર્બન પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર અને ઓક્સિજન પરમાણુ પર ધન વીજભાર છે,જે વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે અસ્થિર છે,તેથી તે સૌથી ઓછી સ્થિર છે.
તેથી,સાચો સ્થિરતાનો ક્રમ $III > II > I$ છે.

(C) $1$. $BF_3$ એ ત્રિકોણીય સમતલીય અણુ છે જેની રચના સંમિત હોવાથી તેની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા $0$ છે. તેથી,વિકલ્પ $A$ ખોટો છે.
$2$. $NH_3$ માં,$N-H$ બંધની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એક જ દિશામાં હોય છે,જેનાથી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા વધારે મળે છે. $NF_3$ માં,$N-F$ બંધની દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે,જેનાથી ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ઓછી મળે છે. તેથી,$NH_3 > NF_3$. વિકલ્પ $B$ ખોટો છે.
$3$. કાર્બોનેટ આયન $(CO_3^{2-})$ માટે ત્રણ સમાન સંસ્પંદન બંધારણો (કેનોનિકલ સ્વરૂપો) શક્ય છે જેમાં દ્વિબંધ ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે વિસ્થાનિકૃત હોય છે. તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચો છે.
$4$. ઓઝોન $(O_3)$ માટે બે સમાન સંસ્પંદન બંધારણો શક્ય છે. તેથી,વિકલ્પ $D$ ખોટો છે.

(A) સંસ્પંદન રચનાઓની સ્થિરતા ઘણા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે,જેમાં સહસંયોજક બંધોની સંખ્યા,અષ્ટક પૂર્ણ હોવું અને ઔપચારિક વીજભારનું અલગીકરણ સામેલ છે.
સંસ્પંદનના નિયમો અનુસાર,પાસપાસેના પરમાણુઓ પર સમાન વીજભાર ધરાવતી રચનાઓ પ્રબળ સ્થિર-વિદ્યુતીય અપાકર્ષણને કારણે અત્યંત અસ્થાયી હોય છે.
રચના $A$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુની બાજુના કાર્બન પરમાણુ પર ધન વીજભાર મૂકવામાં આવ્યો છે,જેની પાસે પહેલેથી જ ઔપચારિક ધન વીજભાર છે. આ બે ધન વીજભારની નિકટતા આ રચનાને અન્ય રચનાઓની તુલનામાં અત્યંત અસ્થાયી બનાવે છે,જ્યાં વીજભાર વધુ અંતરે હોય છે અથવા વિરુદ્ધ પ્રકારના હોય છે.

(B) સંસ્પંદન રચનાઓની સ્થિરતા નક્કી કરવા માટેના નિયમો:
$1$. વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
$2$. ઓછા ફોર્મલ ચાર્જ ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થિર હોય છે.
$3$. ઋણ વીજભાર વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર અને ધન વીજભાર ઓછા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર હોવો જોઈએ.
રચનાઓનું વિશ્લેષણ:
$(I)$ $H_2C=N^+=N^-$: $4$ બંધ ધરાવે છે,બધા પરમાણુઓના અષ્ટક પૂર્ણ છે. તે સૌથી વધુ સ્થિર છે.
$(III)$ $H_2C^--N^+=N$: $4$ બંધ ધરાવે છે,પરંતુ ઋણ વીજભાર કાર્બન પર છે (નાઈટ્રોજન કરતા ઓછો વિદ્યુતઋણ). તે પછીની સ્થિર રચના છે.
$(II)$ $H_2C^+-N=N^-$: $3$ બંધ ધરાવે છે,કાર્બનનું અષ્ટક અપૂર્ણ છે.
$(IV)$ $H_2C^--N=N^+$: $3$ બંધ ધરાવે છે,નાઈટ્રોજનનું અષ્ટક અપૂર્ણ છે.
આમ,સાચો ક્રમ $I > III > II > IV$ છે.

(C) . સંસ્પંદનને કારણે,$O_3$ માં બંને $O-O$ બંધ લંબાઈ સમાન $(1.28 \ \mathring{A})$ હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$B$. $O_2$ માંથી $O_3$ નું નિર્માણ ઉષ્માશોષક છે $(3O_2 \rightarrow 2O_3, \Delta H = +142 \ \text{kJ/mol})$. તેથી,$O_3$ નું $O_2$ માં વિઘટન ઉષ્માક્ષેપક છે. આ વિધાન ખોટું છે.
$C$. $O_3$ માં,બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે,જે તેને પ્રતિચુંબકીય બનાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$D$. $O_3$ નો આકાર વળેલો છે અને બંધકોણ આશરે $117^\circ$ છે. આ વિધાન સાચું છે.
આમ,સાચા વિધાનો $A, C, D$ છે.

(C) $2$-નેપ્થોલની $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $2$-નેપ્થોક્સાઇડ આયન $(N)$ મળે છે.
$2$-નેપ્થોક્સાઇડ આયન એ સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી થયેલી સ્પીસીઝ છે.
$2$-નેપ્થોક્સાઇડ આયન માટે તમામ શક્ય સંસ્પંદન બંધારણો દોરતા,આપણને $9$ અલગ-અલગ સંસ્પંદન બંધારણો મળે છે.
આ બંધારણોમાં ઓક્સિજન પરમાણુ પરના ઋણ વીજભારનું નેપ્થાલિન વલય પ્રણાલીમાં વિસ્થાનિકરણ થાય છે,જેનાથી વિવિધ કીટો-ઇનોલેટ સ્વરૂપો બને છે.
તેથી,$N$ માટે સંસ્પંદન બંધારણોની કુલ સંખ્યા $9$ છે.

(A) ઓઝોન $(O_3)$ અણુમાં,સંસ્પંદન (resonance) ને કારણે બે ઓક્સિજન-ઓક્સિજન બંધ સમાન હોય છે. વાસ્તવિક બંધ લંબાઈ એ એકલ અને દ્વિબંધ લંબાઈની સરેરાશ છે,જે તેને બંનેની વચ્ચે બનાવે છે. તેથી,વિધાન $I$ સાચું છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે કારણ કે મધ્યવર્તી બંધ લંબાઈ મુખ્યત્વે સંસ્પંદન (ઇલેક્ટ્રોનનું વિસ્થાનિકરણ) ને કારણે છે,માત્ર લોન પેર-લોન પેર અપાકર્ષણને કારણે નથી.

(A) અનુનાદ ઉર્જાની ગણતરી $\Delta H_{R.E.} = \Delta H_{f(exp)} - \Delta H_{f(theo)}$ તરીકે કરવામાં આવે છે.
આપેલ $\Delta H_{f(exp)} = 80 \ kJ \ mol^{-1}$.
સૈદ્ધાંતિક સર્જન એન્થાલ્પી માટે,આપણે પ્રક્રિયા ધ્યાનમાં લઈએ છીએ: $X \equiv X(g) + \frac{1}{2} Y = Y(g) \rightarrow X=X=Y(g)$.
$\Delta H_{f(theo)} = (BE_{X \equiv X} + \frac{1}{2} BE_{Y=Y}) - (BE_{X=X} + BE_{X=Y})$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $\Delta H_{f(theo)} = (940 + \frac{1}{2} \times 500) - (410 + 602)$.
$\Delta H_{f(theo)} = (940 + 250) - (1012) = 1190 - 1012 = 178 \ kJ \ mol^{-1}$.
હવે,$\Delta H_{R.E.} = 80 - 178 = -98 \ kJ \ mol^{-1}$.
અનુનાદ ઉર્જાનું મૂલ્ય $|-98| = 98 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.

(D) સંસ્પંદન રચનાઓની સ્થિરતા નીચેના નિયમો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. વધુ સહસંયોજક બંધ ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થાયી હોય છે.
$2$. બધા અણુઓ માટે પૂર્ણ અષ્ટક ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થાયી હોય છે.
$3$. વધુ વિદ્યુતઋણ અણુઓ પર ઋણ વીજભાર અને ઓછા વિદ્યુતઋણ અણુઓ પર ધન વીજભાર ધરાવતી રચનાઓ વધુ સ્થાયી હોય છે.
$4$. નજીકના અણુઓ પર સમાન વીજભાર ધરાવતી રચનાઓ સ્થિરતાની દ્રષ્ટિએ ખૂબ જ અસ્થાયી હોય છે.
વિકલ્પ $D$ માં,કાર્બન અણુ પર ઋણ વીજભાર છે જ્યારે નજીકના ઓક્સિજન અણુ પર ધન વીજભાર છે. આ રચના ખૂબ જ અસ્થાયી છે કારણ કે તે વીજભારના અલગીકરણ અને ઓછા વિદ્યુતઋણ અણુ (કાર્બન) પર ઋણ વીજભાર અને વધુ વિદ્યુતઋણ અણુ (ઓક્સિજન) પર ધન વીજભારની હાજરીને કારણે થાય છે. તેથી,વિકલ્પ $D$ સૌથી ઓછી સ્થાયી રચના છે.

(B) બંધ ક્રમની ગણતરી નીચેના સૂત્ર દ્વારા કરી શકાય છે: $Bond \ Order = \frac{\text{Total number of bonds}}{\text{Total number of terminal atoms}}$.
$SO_4^{2-}$ માટે,$4$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર $6$ બંધ વહેંચાયેલા છે,તેથી $Bond \ Order = \frac{6}{4} = 1.5$.
$PO_4^{3-}$ માટે,$4$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર $5$ બંધ વહેંચાયેલા છે,તેથી $Bond \ Order = \frac{5}{4} = 1.25$.
આમ,બંધ ક્રમ અનુક્રમે $1.5$ અને $1.25$ છે.

(D) બાયકાર્બોનેટ આયન $(HCO_3^-)$ ની રચના દર્શાવે છે કે તેમાં એક $C=O$ દ્વિબંધ,એક $C-OH$ એકલ બંધ અને એક $C-O^-$ એકલ બંધ છે.
જુદા જુદા પ્રકારના $C-O$ બંધોની હાજરીને કારણે,બંધની લંબાઈ સમાન હોતી નથી.
અણુ અસમપ્રમાણ હોવાથી અને ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ધરાવતું હોવાથી,તે એક ધ્રુવીય આયન છે.
ઓક્સિજન પરમાણુઓ પરના ફોર્મલ ચાર્જ અલગ-અલગ હોય છે કારણ કે તેઓ અલગ રાસાયણિક વાતાવરણમાં હોય છે.
તેથી,વિધાન કે બધા $C-O$ બંધની લંબાઈ સમાન નથી તે સાચું છે.

(B) $1$. $PO_4^{3-}$ માં કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $5 + (4 \times 6) + 3 = 32$ છે.
$2$. $PO_4^{3-}$ ના લુઈસ બંધારણમાં એક $P=O$ દ્વિબંધ અને ત્રણ $P-O$ એકલ બંધ હોય છે. કુલ બંધની સંખ્યા $5$ છે. $P-O$ જોડાણોની સંખ્યા $4$ છે. બંધ ક્રમાંક = $\frac{\text{કુલ બંધની સંખ્યા}}{\text{સંસ્પંદન બંધની સંખ્યા}} = \frac{5}{4} = 1.25$. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
$3$. દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ પરનો ફોર્મલ ચાર્જ આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $\frac{\text{કુલ ચાર્જ}}{\text{ઓક્સિજન પરમાણુની સંખ્યા}} = \frac{-3}{4} = -0.75$. તેથી,વિધાન $B$ સાચું છે.
$4$. $PO_4^{3-}$ પાસે $P=O$ દ્વિબંધના ચાર અલગ-અલગ સ્થાનોને અનુરૂપ ચાર સમાન સંસ્પંદન બંધારણો છે. તેથી,વિધાન $C$ સાચું છે.

(B) નાઈટ્રાઈટ આયન,$NO_2^{-}$,સંસ્પંદન (resonance) દર્શાવે છે.
$NO_2^{-}$ માટે બે સમાન લુઈસ બંધારણો દોરી શકાય છે,જેમાં દ્વિબંધ બે નાઈટ્રોજન-ઓક્સિજન બંધો વચ્ચે અદલાબદલી થાય છે.
આ બે બંધારણો આપેલી આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે,જે આયનના સંસ્પંદન બંધારણોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

(D) બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ માં, સંસ્પંદનને કારણે તમામ કાર્બન-કાર્બન બંધ સમાન હોય છે.
બંધ ક્રમાંક $1.5$ છે, જે લગભગ $139 \ pm$ (અથવા $1.39 \ \mathring{A}$) ની બંધ લંબાઈ આપે છે, જે એકલ બંધ $(154 \ pm)$ અને દ્વિબંધ $(134 \ pm)$ ની વચ્ચેની છે.

(A) ઓઝોન $(O_3)$ અણુ સંસ્પંદન (resonance) દર્શાવે છે, જેમાં બે કેનોનિકલ સ્વરૂપો સંસ્પંદન હાઇબ્રિડમાં ફાળો આપે છે.
સંસ્પંદન હાઇબ્રિડમાં, $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે બંને $O-O$ બંધ સમાન હોય છે.
ઓઝોન અણુમાં બંને $O-O$ બંધ માટે પ્રાયોગિક બંધ લંબાઈ $128 \ pm$ છે, જે એકલ બંધ $(148 \ pm)$ અને દ્વિબંધ $(121 \ pm)$ ની લંબાઈની વચ્ચેનું મૂલ્ય છે.

(C) ઓઝોન અણુ $(O_3)$ માં, રેઝોનન્સને કારણે બંને $O-O$ બંધ સમાન હોય છે.
રેઝોનન્સ હાઇબ્રિડ બંધારણ દર્શાવે છે કે બંને $O-O$ બંધની લંબાઈ $128 \ pm$ અને બંધકોણ $117^{\circ}$ છે.

(A) રેઝોનન્સ માટે $\pi$ બંધની સંયુગ્મિત (conjugated) સિસ્ટમ હોવી જરૂરી છે.
$1$. $Aniline$,$nitrobenzene$ અને $phenol$ માં બેન્ઝીન વલય હોય છે,જે $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનની સંયુગ્મિત સિસ્ટમ ધરાવે છે,તેથી તે રેઝોનન્સ દર્શાવે છે.
$2$. $Cyclohexane$ $(C_6H_{12})$ એ સંતૃપ્ત ચક્રીય હાઇડ્રોકાર્બન છે જેમાં તમામ કાર્બન પરમાણુઓ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને માત્ર સિંગલ $\sigma$ બંધથી જોડાયેલા છે.
$3$. $Cyclohexane$ માં કોઈ $\pi$ બંધ કે સંયુગ્મિત સિસ્ટમ ન હોવાથી,તે રેઝોનન્સ દર્શાવતું નથી.

(A) ઓઝોન $(O_3)$ અણુ એ બે કેનોનિકલ બંધારણોનું સંસ્પંદન સંકર (resonance hybrid) છે.
સંસ્પંદનને કારણે, ઓઝોન અણુમાં બંને $O-O$ બંધ સમાન હોય છે.
ઓઝોનના સંસ્પંદન સંકરમાં બંને $O-O$ બંધ માટે પ્રાયોગિક બંધ લંબાઈ $128 \ pm$ છે.

(D) આપણે જાણીએ છીએ કે $\text{Bond order} \propto \frac{1}{\text{Bond length}}$.
$CO$ અણુમાં બંધ ક્રમ $3$ છે $(C\equiv O)$.
$CO_{2}$ અણુમાં બંધ ક્રમ $2$ છે $(O=C=O)$.
$HCO_{2}^{-}$ (ફોર્મેટ આયન) માં રેઝોનન્સ હાઇબ્રિડનો બંધ ક્રમ $1.5$ છે.
$CO_{3}^{2-}$ (કાર્બોનેટ આયન) માં રેઝોનન્સ હાઇબ્રિડનો બંધ ક્રમ $1.33$ છે.
બંધ ક્રમ એ બંધ લંબાઈના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી,બંધ લંબાઈનો ઘટતો ક્રમ આ મુજબ છે: $CO_{3}^{2-} (1.33) > HCO_{2}^{-} (1.5) > CO_{2} (2) > CO (3)$.

(D) મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુનું સંકરણ $sp^2$ છે.
કુલ $-2$ વીજભાર $3$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત હોવાથી,દરેક ઓક્સિજન પરમાણુ પર સરેરાશ ફોર્મલ ચાર્જ $|-2/3| = 0.67$ એકમ છે.
સંસ્પંદનને કારણે,$C-O$ બંધો એકલ કે દ્વિબંધ તરીકે નિશ્ચિત હોતા નથી,તેથી બધા $C-O$ બંધની લંબાઈ સમાન હોય છે.
આમ,વિધાન $C$ અને $D$ સાચા છે.

(C) બંધ ક્રમાંક એ કુલ બંધની સંખ્યાને અનુનાદિત બંધારણોની સંખ્યા વડે ભાગવાથી મળે છે.
$1$. $SO_3$ માટે: બંધ ક્રમાંક $= \frac{6}{3} = 2.0$.
$2$. $SO_4^{2-}$ માટે: બંધ ક્રમાંક $= \frac{6}{4} = 1.5$.
$3$. $S_2O_3^{2-}$ માટે: બંધ ક્રમાંક $= \frac{4}{3} \approx 1.33$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $1.33 < 1.5 < 2.0$.
તેથી,સાચો ક્રમ $S_2O_3^{2-} < SO_4^{2-} < SO_3$ છે.

(A) $(I)$ એ તટસ્થ રચના છે જેમાં તમામ પરમાણુઓ માટે અષ્ટક પૂર્ણ છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થિર રેઝોનન્સ રચના બનાવે છે.
$(II)$ અને $(III)$ વચ્ચે,રચના $(II)$ વધુ વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર ધરાવે છે,જ્યારે રચના $(III)$ ઓક્સિજન પરમાણુ પર ધન વીજભાર ધરાવે છે.
વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ ઋણ વીજભાર સાથે વધુ સ્થિર હોવાથી,$(II)$ એ $(III)$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $III < II < I$ છે.
આમ,વિકલ્પ $(A)$ સાચો છે.

(A) એનિલીન $(C_6H_5NH_2)$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે જે બેન્ઝીન વલય સાથે સંયુગ્મનમાં હોય છે. આનાથી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું વલયમાં વિસ્થાનિકરણ થાય છે,જેના પરિણામે $5$ સંસ્પંદન બંધારણો મળે છે.
એનિલીનિયમ આયન $(C_6H_5NH_3^+)$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર ધન વીજભાર હોય છે અને બેન્ઝીન વલય સાથે સંયુગ્મન માટે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ઉપલબ્ધ હોતું નથી. તેથી,માત્ર બેન્ઝીન વલયના $2$ કેક્યુલે બંધારણો જ સંસ્પંદન બંધારણો તરીકે શક્ય છે.

(D) આપણે જાણીએ છીએ કે બંધ લંબાઈ $\propto \frac{1}{\text{બંધ ક્રમાંક}}$.
તેથી,બંધ ક્રમાંક જેટલો વધારે,બંધ લંબાઈ તેટલી ઓછી.
$CO$ (કાર્બન મોનોક્સાઈડ) માટે બંધ ક્રમાંક $3$ છે.
$CO_2$ (કાર્બન ડાયોક્સાઈડ) માટે બંધ ક્રમાંક $2$ છે.
$CO_3^{2-}$ (કાર્બોનેટ આયન) માટે બંધ ક્રમાંક $\frac{4}{3} \approx 1.33$ છે.
બંધ ક્રમાંકનો ક્રમ $CO > CO_2 > CO_3^{2-}$ હોવાથી,બંધ લંબાઈનો ક્રમ નીચે મુજબ થશે:
$CO < CO_2 < CO_3^{2-}$.

(A) વીજભાર રહિત આણ્વીય સ્પીસીઝ સૌથી વધુ સ્થાયી હોય છે. તેથી,બંધારણ $(I)$ સૌથી વધુ સ્થિરતા ધરાવે છે.
વીજભારિત સંસ્પદન બંધારણો $(II)$ અને $(III)$ માં,સ્થિરતા ધન અને ઋણ વીજભાર વચ્ચેના અંતર પર આધાર રાખે છે.
બંધારણ $(II)$ માં ઋણ વીજભાર ધન વીજભારની સાપેક્ષમાં ઓર્થો સ્થાન પર છે,જ્યારે બંધારણ $(III)$ માં ઋણ વીજભાર પેરા સ્થાન પર છે.
જેમ કે $(II)$ માં વિરુદ્ધ વીજભારો વચ્ચેનું અંતર $(III)$ કરતા ઓછું છે,તેથી $(II)$ માં સ્થિરતા વધુ છે.
આમ,સ્થિરતાનો ક્રમ $I > II > III$ થશે.

(D) $CH_3NO_2$ (નાઈટ્રોમિથેન) માં,નાઈટ્રો ગ્રુપ $(NO_2)$ સંસ્પંદન દર્શાવે છે.
નાઈટ્રોજન અને બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચે $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે,બંને $N-O$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરે છે.
પરિણામે,બંને $N-O$ બંધની લંબાઈ સમાન થઈ જાય છે,જે એકલ બંધ અને દ્વિબંધની લંબાઈની વચ્ચેની હોય છે.
આ ઘટનાને સંસ્પંદન અસર કહેવામાં આવે છે.

(A) સંસ્પંદન રચનાઓની સ્થિરતા નીચેના નિયમો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. તટસ્થ રચનાઓ વીજભારિત રચનાઓ કરતા વધુ સ્થિર હોય છે.
$2$. જે રચનામાં તમામ પરમાણુઓનું અષ્ટક પૂર્ણ હોય તે વધુ સ્થિર હોય છે.
$3$. વધુ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર વધુ સ્થિર હોય છે.
રચના $II$ એ તટસ્થ અણુ છે જેમાં તમામ પરમાણુઓનું અષ્ટક પૂર્ણ છે,તેથી તે સૌથી વધુ સ્થિર છે.
રચના $I$ માં કાર્બન પર ધન વીજભાર અને ઓક્સિજન પર ઋણ વીજભાર છે. ઓક્સિજન એ કાર્બન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,તેથી ઓક્સિજન પર ઋણ વીજભાર હોવો તે પ્રમાણમાં સ્થિર છે.
રચના $III$ માં કાર્બન પર ઋણ વીજભાર અને ઓક્સિજન પર ધન વીજભાર છે. ઓક્સિજન જેવા અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુ પર ધન વીજભાર હોવો તે અત્યંત અસ્થિર છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $II > I > III$ છે.

(D) રચના $III$ અને $IV$ માં,નાઈટ્રો સમૂહનો નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાંચ પરમાણુઓ/સમૂહો સાથે જોડાયેલો દર્શાવેલ છે (પંચસંયોજક).
નાઈટ્રોજન બીજા આવર્તનું તત્વ છે અને તેની સંયોજકતા કક્ષામાં ખાલી $d-$કક્ષકો હોતી નથી,તેથી તે તેની સંયોજકતા $4$ થી વધારી શકતું નથી.
તેથી,રચના $III$ અને $IV$ રાસાયણિક રીતે અશક્ય છે અને તે $p-$નાઈટ્રો$-N, N-$ડાયમિથાઈલએનિલીનની સંસ્પંદન રચનાઓ દર્શાવી શકતી નથી.

(A) જે અણુઓ સંસ્પંદન (resonance) દર્શાવે છે તેમાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનું વિસ્થાનિકરણ થાય છે.
$O_{3}$ (ઓઝોન) બે કેનોનિકલ બંધારણોના સંસ્પંદન હાઇબ્રિડ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જેમાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત હોય છે.
$CO$ અને $HCN$ માં $\pi$-બંધ સ્થાનિકૃત હોય છે અને તેમાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનું સંસ્પંદન આધારિત વિસ્થાનિકરણ જોવા મળતું નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) ઓઝોન $(O_{3})$ સંસ્પંદન (resonance) દર્શાવે છે,જેમાં $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે બંને $O-O$ બંધ સમાન હોય છે.
વાસ્તવિક બંધારણ એ બે કેનોનિકલ સ્વરૂપોનું સંસ્પંદન સંકર છે.
ઓઝોનમાં સરેરાશ $O-O$ બંધ લંબાઈનું પ્રાયોગિક મૂલ્ય $1.28 \mathring{A}$ છે,જે સિંગલ બોન્ડ લંબાઈ $(1.48 \mathring{A})$ અને ડબલ બોન્ડ લંબાઈ $(1.21 \mathring{A})$ ની વચ્ચેનું મૂલ્ય છે.

(D) $BF_3$ અણુમાં,બોરોન પરમાણુ ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપ ધરાવે છે અને ફ્લોરિન પરમાણુઓ પાસેથી બેક-બોન્ડિંગ દ્વારા તેનું અષ્ટક પૂર્ણ કરે છે. આના પરિણામે સંસ્પંદન બંધારણો (resonance structures) મળે છે જેમાં એક $B-F$ બંધ દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે જ્યારે બાકીના બે સિંગલ બોન્ડ રહે છે.
કુલ $3$ સંસ્પંદન બંધારણો શક્ય છે.
દરેક બંધારણમાં,એક બંધ દ્વિ-બંધ (ક્રમાંક $2$) છે અને બે સિંગલ બોન્ડ (ક્રમાંક $1$) છે.
સરેરાશ બંધ ક્રમાંક નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$\text{Bond Order} = \frac{\text{Total number of bonds}}{\text{Number of resonating positions}} = \frac{2 + 1 + 1}{3} = \frac{4}{3} = 1 \frac{1}{3}$.

(C) બંધ લંબાઈ એ બંધ ક્રમાંકના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
એસીટોન $(y)$ માં,$C=O$ બંધનો બંધ ક્રમાંક $2$ છે.
ટ્રોપોન $(x)$ માં,$C=O$ બંધ $7$-સભ્યની એરોમેટિક રિંગમાં સંયુગ્મિત (conjugated) છે,જે તેને આંશિક એકલ બંધ લાક્ષણિકતા આપે છે,પરિણામે તેનો બંધ ક્રમાંક $1$ અને $2$ ની વચ્ચે હોય છે (જે $2$ કરતા ઓછો છે,તેથી તેની લંબાઈ $y$ કરતા વધારે છે).
એસીટેટ આયન $(z)$ માં,સંસ્પંદન (resonance) ને કારણે બે સમાન $C-O$ બંધો હોય છે,જે દરેકનો બંધ ક્રમાંક $1.5$ છે.
બંધ ક્રમાંકની સરખામણી કરતા: $y$ $(2)$ > $x$ $(1 < \text{બંધ ક્રમાંક} < 2)$ > $z$ $(1.5)$.
બંધ લંબાઈ એ બંધ ક્રમાંકના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી,બંધ લંબાઈનો સાચો ક્રમ $z > x > y$ છે.