Resonance Questions in Hindi

(D) बंध की शक्ति बंध कोटि (bond order) के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
दी गई प्रजातियों के लिए बंध कोटि की गणना:
$CO$: बंध कोटि = $3.0$
$CO_2$: बंध कोटि = $2.0$
$HCHO$: बंध कोटि = $2.0$
$CH_3COO^-$: बंध कोटि = $1.5$
$CO_3^{2-}$: बंध कोटि = $1.33$
चूंकि $CO_3^{2-}$ की बंध कोटि सबसे कम $1.33$ है,इसलिए इसमें सबसे दुर्बल कार्बन-ऑक्सीजन बंध है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।

(A) एसीटेट आयन $(CH_3COO^-)$ में अनुनाद (resonance) पाया जाता है।
इसकी लुईस संरचना में,ऋण आवेश दो ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है।
अनुनाद के कारण,दोनों $C-O$ बंध समान होते हैं और उनका बंध क्रम $1.5$ होता है।
हालाँकि,यदि हम दी गई संरचना के अनुसार एक एकल विहित (canonical) रूप पर विचार करें,तो इसमें एक $C-O$ एकल बंध और एक $C=O$ द्वि-बंध होता है।
अतः,विकल्प $(A)$ सही उत्तर है।

(C) सही उत्तर $(C)$ है।
बंध लंबाई,बंध क्रम के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
बेंजीन अणु में,$\pi$-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण अनुनाद (resonance) होता है।
इस अनुनाद के परिणामस्वरूप सभी $C-C$ बंधों में समान आंशिक द्वि-बंध गुण होता है,जिसका अर्थ है कि उन सभी का बंध क्रम समान $(1.5)$ होता है।

(B) बेंजीन में,सभी कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होते हैं। $\pi$-इलेक्ट्रॉनों का विस्थानीकरण (अनुनाद) सभी $C-C$ बंधों को समान बना देता है,जिसके परिणामस्वरूप बंध लंबाई एकल और द्वि-बंध के बीच की होती है।

(D) $CO_2$ की अनुनाद संरचनाएँ $O=C=O$,$^-O-C\equiv O^+$,और $^+O\equiv C-O^-$ हैं।
विकल्प $D$ $(O\equiv C=O)$ एक मान्य अनुनाद संरचना नहीं है क्योंकि यह कार्बन परमाणु के लिए अष्टक नियम का उल्लंघन करती है (इसमें $10$ इलेक्ट्रॉन होंगे) और यह $CO_2$ के लिए एक स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास का प्रतिनिधित्व नहीं करती है।

(B) रसायन विज्ञान में, अनुनाद (Resonance) कुछ अणुओं या बहुपरमाणुक आयनों के भीतर विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉनों का वर्णन करने का एक तरीका है, जहाँ बंधन को एक एकल $Lewis$ सूत्र द्वारा व्यक्त नहीं किया जा सकता है।
ऐसे विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉनों वाले अणु या आयन को कई योगदान देने वाली संरचनाओं (जिन्हें अनुनाद संरचनाएं या विहित रूप भी कहा जाता है) द्वारा दर्शाया जाता है।
अनुनाद $\pi$ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण होता है, जो पदार्थ की स्थितिज ऊर्जा को कम करता है और इस प्रकार इसे किसी भी योगदान देने वाली संरचनाओं की तुलना में अधिक स्थिर बनाता है।

(B) अनुनादी संरचनाएं वे संरचनाएं हैं जिनमें नाभिक की स्थिति समान होती है लेकिन इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था भिन्न होती है।
इनमें युग्मित और अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होनी चाहिए।
इसलिए,वे अपनी इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्था में भिन्न होते हैं जबकि परमाणु ढांचा समान रहता है।

(C) अनुनाद उन अणुओं में होता है जहाँ $\pi$-इलेक्ट्रॉनों या एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) का संयुग्मित तंत्र (conjugated system) होता है।
$1$. $Benzene$ $(C_6H_6)$,$Aniline$ $(C_6H_5NH_2)$,और $Toluene$ $(C_6H_5CH_3)$ सभी में बेंजीन रिंग होती है,जो $\pi$-इलेक्ट्रॉनों का एक संयुग्मित तंत्र है,इसलिए ये अनुनाद प्रदर्शित करते हैं।
$2$. $Ethylamine$ $(CH_3CH_2NH_2)$ एक एलिफैटिक एमाइन है। नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म किसी भी $\pi$-तंत्र के साथ संयुग्मन में नहीं है। इसलिए,यह इलेक्ट्रॉन युग्म स्थानीयकृत (localized) है और अनुनाद में भाग नहीं लेता है।

(C) सही कथन यह है कि अनुनाद संरचनाओं में इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या समान होनी चाहिए। इसलिए,विकल्प $(C)$ में दिया गया कथन गलत है क्योंकि यह कहता है कि इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या समान नहीं होनी चाहिए।

(B) कार्बोनेट आयन $(CO_3^{2-})$ तीन ऑक्सीजन परमाणुओं पर $\pi$ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण अनुनाद प्रदर्शित करता है।
$CO_3^{2-}$ आयन के लिए $3$ समतुल्य अनुनाद संरचनाएं संभव हैं,जो नीचे दी गई हैं:
$(I)$ द्वि-आबंध $C$ और शीर्ष ऑक्सीजन परमाणु के बीच है।
$(II)$ द्वि-आबंध $C$ और दाईं ओर के ऑक्सीजन परमाणु के बीच है।
$(III)$ द्वि-आबंध $C$ और बाईं ओर के ऑक्सीजन परमाणु के बीच है।
अतः,अनुनाद संरचनाओं की कुल संख्या $3$ है।

(C) नाइट्रेट आयन $(NO_3^-)$ में,नाइट्रोजन परमाणु केंद्र में होता है और तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
तीन समान अनुनाद संरचनाएं होती हैं जिनमें द्वि-आबंध तीन $N-O$ आबंधों के बीच विस्थानीकृत (delocalized) होता है।
$-1$ का कुल ऋण आवेश तीन ऑक्सीजन परमाणुओं पर समान रूप से वितरित होता है।
इसलिए,प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु पर आंशिक आवेश $-1/3$ होता है।
नाइट्रोजन परमाणु पर $+1$ का औपचारिक आवेश होता है।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,विकल्प $C$ नाइट्रोजन पर $+1$ और ऑक्सीजन पर $-2/3$ आवेश के साथ सही अनुनाद संरचना को दर्शाता है।

(A) बंध कोटि की गणना इस प्रकार की जाती है: $\text{Bond order} = \frac{\text{Total number of bonds}}{\text{Total number of resonating structures}}$.
$PO_4^{3-}$ के लिए,लुईस संरचना में $5$ बंध हैं और $4$ समान अनुनाद संरचनाएं हैं।
$\text{Bond order} = \frac{5}{4} = 1.25$.
कुल $-3$ औपचारिक आवेश अनुनाद संकर (resonance hybrid) में $4$ ऑक्सीजन परमाणुओं पर समान रूप से वितरित होता है।
$\text{Formal charge on each oxygen} = \frac{-3}{4} = -0.75$.

(C) कार्बोनेट आयन $(CO_3^{2-})$ अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करता है,जहाँ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण तीनों $C-O$ बंध समान होते हैं।
अनुनाद संकर के लिए बंध कोटि का सूत्र है:
$\text{बंध कोटि} = \frac{\text{परमाणुओं के बीच बंधों की कुल संख्या}}{\text{कुल अनुनादी संरचनाओं की संख्या}}$
$CO_3^{2-}$ की तीन अनुनादी संरचनाओं में,कुल $4$ बंध ($1$ द्वि-बंध और $2$ एकल-बंध) $3$ $C-O$ बंधों के बीच साझा होते हैं।
$\text{बंध कोटि} = \frac{1 + 1 + 2}{3} = \frac{4}{3} = 1.33$.

(D) बंध लंबाई,बंध क्रम $(B.O.)$ के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$CO$ के लिए,बंध क्रम $3$ है।
$CO_2$ $(O=C=O)$ के लिए,बंध क्रम $2$ है।
$CO_3^{2-}$ के लिए,अनुनाद के कारण बंध क्रम $1.33$ है।
चूंकि बंध क्रम घटने पर बंध लंबाई बढ़ती है,इसलिए बढ़ती हुई बंध लंबाई का क्रम $CO < CO_2 < CO_3^{2-}$ है।
अतः,विकल्प $(D)$ सही है।

(D) नाइट्रेट आयन $(NO_3^-)$ में,केंद्रीय नाइट्रोजन परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है। अनुनाद के कारण,द्वि-आबंध तीनों $N-O$ आबंधों पर विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है।
प्रत्येक $N-O$ आबंध की आबंध कोटि $1 + \frac{1}{3} = 1.33$ होती है।
कुल $-1$ ऋण आवेश तीनों ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच समान रूप से वितरित होता है,इसलिए प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु पर $-\frac{1}{3}$ का आंशिक आवेश होता है।
इस प्रकार,अनुनाद संकर तीन समान $N-O$ आबंधों को दर्शाता है जिनमें आंशिक द्वि-आबंध गुण होता है और प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु पर $-\frac{1}{3}$ का आंशिक आवेश होता है।

(D) अनुनाद संरचनाएं एक ही अणु के लिए अलग-अलग लुईस संरचनाएं होती हैं जो केवल इलेक्ट्रॉनों के वितरण में भिन्न होती हैं।
$(1)$ उनमें परमाणुओं की व्यवस्था समान होनी चाहिए।
$(2)$ उनकी ऊर्जा सामग्री लगभग समान होनी चाहिए।
$(3)$ उनमें युग्मित और अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होनी चाहिए।
$(4)$ उनमें समान बंधन नहीं होता है क्योंकि संरचनाओं के बीच $\pi$-इलेक्ट्रॉनों या एकाकी युग्मों (lone pairs) की स्थिति बदल जाती है।
अतः,सही उत्तर $(d)$ है।

(C) सही उत्तर $(C)$ है।
बेंजीन में अनुनाद के कारण $\pi$-इलेक्ट्रॉनों का विस्थानीकरण होता है।
यह विस्थानीकरण सभी कार्बन-कार्बन $(C-C)$ बंधों को समान बना देता है।
बेंजीन में प्रेक्षित $C-C$ बंध लंबाई $1.39 \ \mathring{A}$ है,जो एकल $C-C$ बंध लंबाई $(1.54 \ \mathring{A})$ और द्वि-बंध $C=C$ बंध लंबाई $(1.34 \ \mathring{A})$ के बीच की होती है।

(A) $\pi$ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण,बेंजीन अनुनाद प्रदर्शित करता है।
यह अनुनाद संकर संरचनाओं के निर्माण की ओर ले जाता है जहाँ सभी $C - C$ बंधों में आंशिक द्वि-बंध गुण होता है।
परिणामस्वरूप,बंध लंबाई एक शुद्ध एकल बंध $(1.54 \ \mathring{A})$ और एक शुद्ध द्वि-बंध $(1.34 \ \mathring{A})$ के बीच होती है।

(C) अनुनादी संरचनाओं की स्थिरता निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है:
$1$. सभी परमाणुओं के लिए पूर्ण अष्टक वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$2$. अधिक सहसंयोजक बंध वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$3$. अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणुओं पर ऋण आवेश और कम विद्युत ऋणात्मक परमाणुओं पर धन आवेश वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
संरचना $(A)$ और $(B)$ में,सभी परमाणुओं के अष्टक पूर्ण हैं।
संरचना $(D)$ में,कार्बन पर स्थित धन आवेश को निकटवर्ती ऑक्सीजन परमाणु के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म द्वारा स्थिर किया जाता है (अष्टक पूर्ण है)।
संरचना $(C)$ में,धन आवेश वाले कार्बन परमाणु का अष्टक अपूर्ण है ($6$ इलेक्ट्रॉन) और इसे स्थिर करने के लिए निकटवर्ती कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म वाला परमाणु नहीं है।
अतः,संरचना $(C)$ सबसे कम स्थिर है।

(C) बेंजीन में व्यक्तिगत कार्बन-कार्बन बंधों की बंध कोटि $1.5$ है,जो $1$ और $2$ के बीच होती है।
यह $C_6H_6$ की अनुनाद (resonance) संरचना के कारण है।
बेंजीन अणु में,$\pi$-इलेक्ट्रॉन पूरे वलय पर विस्थानीकृत (delocalized) होते हैं।
बेंजीन में प्रत्येक कार्बन-कार्बन बंध समान होता है,और बंध कोटि की गणना अनुनाद संरचनाओं में एकल और द्वि-बंधों के औसत के रूप में की जाती है,जो $(1+2)/2 = 1.5$ है।

(B) . बेंजीन में,अनुनाद (resonance) के कारण,सभी कार्बन-कार्बन बंध लंबाई समान $(1.39 \ \mathring{A})$ होती है,जो $C-C \ (1.54 \ \mathring{A})$ और $C=C \ (1.34 \ \mathring{A})$ के बीच होती है।

(C) फॉर्मेट ऋणायन $(HCOO^-)$ अनुनाद प्रदर्शित करता है,जिसमें ऋण आवेश दोनों ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है।
इस विस्थानीकरण के परिणामस्वरूप दो समान अनुनादी संरचनाएं प्राप्त होती हैं।
इस अनुनाद के कारण,दोनों $C-O$ बंध आंशिक द्वि-बंध गुण प्राप्त कर लेते हैं,जिससे उनकी लंबाई समान हो जाती है।

(C) बोरॉन ट्राइफ्लोराइड $(BF_3)$ एक इलेक्ट्रॉन-न्यून अणु है जहाँ बोरॉन परमाणु के संयोजी कोश में केवल $6$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
स्थिरता प्राप्त करने के लिए,फ्लोरीन परमाणु के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म को बोरॉन परमाणु के रिक्त $p$-कक्षक में दान किया जाता है,जिससे $p\pi-p\pi$ बैक-बॉन्डिंग बनती है।
इसके परिणामस्वरूप ऐसी अनुनाद संरचनाएँ प्राप्त होती हैं जिनमें बोरॉन और फ्लोरीन परमाणुओं के बीच द्वि-आबंध की प्रकृति होती है।
सही अनुनाद संरचनाओं में परमाणुओं पर औपचारिक आवेश शामिल होते हैं,जहाँ बोरॉन परमाणु पर धनात्मक आवेश $(B^+)$ होता है और द्वि-आबंध में शामिल फ्लोरीन परमाणु पर ऋणात्मक आवेश $(F^-)$ होता है।
विकल्प $C$ इन अनुनाद संरचनाओं को उचित औपचारिक आवेशों और द्वि-आबंध प्रकृति के साथ सही ढंग से दर्शाता है।

(B) $NO_2$ एक विषम-इलेक्ट्रॉन अणु है जो नाइट्रोजन परमाणु पर अयुग्मित इलेक्ट्रॉन के कारण अनुचुंबकीय (paramagnetic) गुण प्रदर्शित करता है।
जब दो $NO_2$ अणु डाइमर $N_2O_4$ बनाने के लिए जुड़ते हैं,तो नाइट्रोजन परमाणुओं पर मौजूद अयुग्मित इलेक्ट्रॉन युग्मित होकर एक कमजोर $N-N$ एकल बंध बनाते हैं।
$N_2O_4$ की संरचना में,$N-N$ बंध अपेक्षाकृत लंबा और कमजोर होता है।
अनुनाद (resonance) के कारण,$N_2O_4$ में सभी चार $N-O$ बंध लंबाई में समान हो जाते हैं,जिनमें से प्रत्येक की बंध कोटि (bond order) $1.5$ होती है।

(C) फॉर्मेट आयन $(HCOO^-)$ में,ऋण आवेश अनुनाद के माध्यम से दो ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है। दो अनुनाद संरचनाएं समान होती हैं,जिसके परिणामस्वरूप दोनों $C-O$ बंधों की बंध कोटि $1.5$ होती है। इस अनुनाद के कारण,दोनों $C-O$ बंधों की लंबाई समान होती है,जो एकल बंध और द्वि-बंध की लंबाई के बीच की होती है।

(D) बंध लंबाई,बंध क्रम के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$CO$ के लिए,बंध क्रम $3$ है।
$CO_2$ के लिए,बंध क्रम $2$ है।
$CO_3^{2-}$ के लिए,बंध क्रम $1.33$ है (अनुनाद के कारण)।
अतः,बंध लंबाई का बढ़ता क्रम: $CO < CO_2 < CO_3^{2-}$ है।

(D) $C_6H_5NH_3^+$ में नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) $H^+$ आयन के साथ $N-H$ बंध बनाने में उपयोग हो जाता है।
चूंकि बेंजीन वलय के साथ संयुग्मन (conjugation) के लिए कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म उपलब्ध नहीं होता है,इसलिए यह अनुनाद प्रभाव प्रदर्शित नहीं करता है।

(C) नाइट्रोबेंजीन के अनुनाद संकर में,इलेक्ट्रॉन-आकर्षक $-NO_2$ समूह बेंजीन वलय से इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींचता है।
इसके परिणामस्वरूप बेंजीन वलय की ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर आंशिक धनात्मक आवेश $(\delta+)$ विकसित होता है।
विशेष रूप से,दो ऑर्थो स्थितियाँ और एक पैरा स्थिति होती है जिन पर आंशिक धनात्मक आवेश होता है।
इसलिए,वलय पर कुल आंशिक धनात्मक आवेश $1+ \delta + 1+ \delta + 1+ \delta = 3+ \delta$ होता है।

(D) बेंजीन $(C_6H_6)$ में, संरचना दो केकुले संरचनाओं का अनुनाद संकर है।
अनुनाद के कारण, $\pi$-इलेक्ट्रॉन पूरे वलय में विस्थानीकृत होते हैं।
इस विस्थानीकरण के परिणामस्वरूप सभी $C-C$ बंधों की बंध कोटि $1.5$ हो जाती है, जिससे सभी $C-C$ बंध लंबाई समान $(139 \text{ pm})$ हो जाती है।

(C) बेंजीन $(C_6H_6)$ में कार्बन-कार्बन बंध अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करते हैं। $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण,सभी कार्बन-कार्बन बंध समान होते हैं। बंध कोटि की गणना $1 + (\pi \text{ बंधों की संख्या} / \sigma \text{ बंधों की संख्या}) = 1 + 3/6 = 1.5$ के रूप में की जाती है। अतः,बंध कोटि $1$ और $2$ के बीच होती है।

(B) बेंजीन में,अनुनाद (resonance) के कारण सभी $C-C$ बंध समान होते हैं।
इसकी बंध लंबाई $1.39 \ \mathring{A}$ है,जो $C-C$ एकल बंध $(1.54 \ \mathring{A})$ और $C=C$ द्वि-बंध $(1.34 \ \mathring{A})$ के बीच की होती है।
अतः,बेंजीन में $C-C$ बंध लंबाई $C=C$ द्वि-बंध लंबाई से अधिक होती है।

(B) अनुनाद एक ऐसी घटना है जिसमें एक अणु की संरचना को दो या दो से अधिक लुईस संरचनाओं द्वारा दर्शाया जा सकता है,जो केवल इलेक्ट्रॉनों की स्थिति में भिन्न होती हैं।
इस घटना में संयुग्मित प्रणाली के भीतर $\pi$-इलेक्ट्रॉनों या इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्मों का विस्थानीकरण शामिल होता है।
इसमें परमाणुओं या नाभिकों की गति शामिल नहीं होती है।
इसलिए,अनुनाद $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण होता है।

(C) $HCOO^-$ (फॉर्मेट आयन) में,ऋण आवेश दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच अनुनाद (Resonance) द्वारा विस्थानीकृत होता है। इस अनुनाद के कारण,दोनों $C-O$ बंध आंशिक द्वि-बंध लक्षण प्रदर्शित करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप उनकी बंध लंबाई समान होती है।

(A) दी गई संरचनाएं एनोलेट आयन का प्रतिनिधित्व करती हैं,जहां ऋण आवेश कार्बन और ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच विस्थानीकृत (delocalized) होता है। ये अनुनादी संरचनाएं हैं क्योंकि ये केवल इलेक्ट्रॉनों की स्थिति में भिन्न हैं,न कि परमाणुओं की स्थिति में।

(A) $p-$ नाइट्रोफेनॉक्साइड आयन में,नाइट्रो समूह $(NO_2)$ का नाइट्रोजन परमाणु बेंजीन वलय से जुड़ा होता है। नाइट्रोजन अधिकतम चार बंध बना सकता है (संयोजकता $4$)। विकल्प $A$ में,नाइट्रोजन परमाणु को पांच बंधों के साथ दिखाया गया है (एक वलय के साथ,दो ऑक्सीजन के साथ द्वि-बंध,और एक ऑक्सीजन के साथ एकल बंध),जो नाइट्रोजन के लिए अष्टक नियम का उल्लंघन करता है। इसलिए,यह सबसे अनुपयुक्त निरूपण है।

(A) $HCOO^{-}$ ऋणायन अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करता है,जिसमें ऋण आवेश दो ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है।
इसके परिणामस्वरूप दो समान अनुनादी संरचनाएँ प्राप्त होती हैं,जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।
इस अनुनाद के कारण,वास्तविक संरचना इन दोनों का संकर (hybrid) होती है,जिससे दोनों $C-O$ बंध लंबाई में समान हो जाते हैं,और इनका बंध क्रम $1.5$ होता है।

(A) अनुनादी संरचनाओं की स्थिरता कई कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है:
$1$. अधिक सहसंयोजक बंध वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$2$. कम आवेश पृथक्करण वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$3$. ऋण आवेश अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु $(O)$ पर और धन आवेश कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु $(N)$ पर होना चाहिए।
$N_2O$ के मामले में,$:N \equiv N - \ddot{O}:^-$ संरचना इन शर्तों को सबसे अच्छी तरह पूरा करती है,क्योंकि इसमें सहसंयोजक बंधों की संख्या अधिकतम है और ऋण आवेश ऑक्सीजन परमाणु पर है,जो इसे सबसे अधिक योगदान देने वाली संरचना बनाता है।

(C) अनुनाद संरचनाओं में,नाइट्रो समूह में नाइट्रोजन परमाणु $(N)$ की संयोजकता $4$ होती है (यह $4$ बंध बनाता है)।
यदि $N$ $5$ बंध बनाता है,तो यह उसके अष्टक से अधिक हो जाएगा,जो नाइट्रोजन जैसे दूसरे आवर्त के तत्वों के लिए संभव नहीं है।
संरचना $(C)$ में नाइट्रोजन परमाणु को $5$ बंध बनाते हुए दिखाया गया है (एक द्वि-बंध वलय के साथ,दो द्वि-बंध ऑक्सीजन के साथ और एक एकल बंध दूसरे ऑक्सीजन के साथ),जो अष्टक नियम का उल्लंघन करता है।
इसलिए,यह सबसे असंभावित निरूपण है।

(D) एरोमैटिक यौगिक पूरी रिंग पर $\pi$ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण अत्यधिक स्थिर होते हैं। एक अणु के एरोमैटिक होने के लिए,उसे हकल के नियम का पालन करना चाहिए,जिसमें एक समतलीय,पूर्णतः संयुग्मित प्रणाली में $(4n+2) \pi$ इलेक्ट्रॉन होने चाहिए।
$A)$ बेंजीन एरोमैटिक है ($6 \pi$ इलेक्ट्रॉन)।
$B)$ फ्यूरान एरोमैटिक है ($6 \pi$ इलेक्ट्रॉन,ऑक्सीजन पर मौजूद लोन पेयर सहित)।
$C)$ पिरिडीन एरोमैटिक है ($6 \pi$ इलेक्ट्रॉन)।
$D)$ $4,4-$डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सा$-2,5-$डाइन$-1-$ओन में $4$-स्थिति पर $sp^3$ संकरित कार्बन होता है,जो रिंग के निरंतर संयुग्मन को तोड़ता है। इसलिए,यह गैर-एरोमैटिक है और अन्य एरोमैटिक विकल्पों की तुलना में सबसे कम अनुनाद स्थायित्व प्रदर्शित करता है।

(C) कार्बोनेट आयन,$CO_3^{2-}$,अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करता है।
अनुनाद संकर में,इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण कार्बन-ऑक्सीजन आबंध समान होते हैं।
इसकी संरचना त्रिकोणीय समतलीय है और आबंध कोण $120^o$ है।
अनुनाद प्रभाव के कारण सभी $C-O$ आबंध लंबाई समान होती है,जो एकल और द्वि-आबंध विशेषताओं का औसत है।

(B) अनुनाद ऊर्जा का सीधा संबंध अणु के स्थायित्व और $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण (delocalization) की सीमा से होता है।
$1$. नेफ़थलीन में दो जुड़ी हुई बेंजीन रिंग होती हैं,जो एक अकेली बेंजीन रिंग की तुलना में अधिक अनुनाद ऊर्जा प्रदान करती हैं।
$2$. बेंजीन अपनी एरोमैटिकता के कारण $1,3-$ब्यूटाडाईन की तुलना में अधिक स्थिर है और इसकी अनुनाद ऊर्जा भी अधिक होती है।
$3$. फ़्यूरान में विषम परमाणु (heteroatom) की उपस्थिति के कारण इसकी अनुनाद ऊर्जा बेंजीन से कम होती है।
$4$. विकल्पों की तुलना करने पर,नेफ़थलीन ($2$ रिंग) की अनुनाद ऊर्जा बेंजीन ($1$ रिंग) से अधिक है।
अतः,सही युग्म नेफ़थलीन,बेंजीन है।

(D) दिए गए विकल्पों में,हम $C-N$ बंध लंबाई का विश्लेषण करते हैं:
$A$. गुआनिडिनियम आयन $[(H_2N)_3C]^+$: अनुनाद (resonance) के कारण,तीनों $C-N$ बंध समान हैं।
$B$. इमिडाज़ोलियम आयन: अनुनाद के कारण वलय में मौजूद दो $C-N$ बंध समान हैं।
$C$. $1,4$-डाइनाइट्रोबेंजीन: $C-N$ बंध ऐसे अनुनाद में शामिल नहीं हैं जो उनकी लंबाई को समान बना सके।
$D$. $HN=CH-C(=CH_2)-CH=NH$: इस संरचना में,$C-N$ बंध स्पष्ट रूप से अलग हैं क्योंकि कुछ एकल बंध हैं और कुछ द्वि-बंध हैं,और वे समान होने के लिए अनुनाद नहीं करते हैं।

(C) विषमचक्रीय यौगिकों की अनुनाद ऊर्जा उनकी एरोमैटिकता और विषम परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता पर निर्भर करती है।
$1$. पिरिडीन एक छह-सदस्यीय एरोमैटिक वलय है जो बेंजीन के समान है,जिसमें स्थिर एरोमैटिक सेक्सटेट के कारण उच्च अनुनाद ऊर्जा होती है।
$2$. पायरोल और फ्यूरान पांच-सदस्यीय एरोमैटिक वलय हैं।
$3$. पायरोल में,नाइट्रोजन परमाणु अपने एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म को वलय में दान करता है ताकि $6\pi$ इलेक्ट्रॉन प्रणाली पूरी हो सके,जिससे यह फ्यूरान की तुलना में अधिक एरोमैटिक हो जाता है।
$4$. फ्यूरान में,ऑक्सीजन परमाणु नाइट्रोजन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होता है,जिससे यह अपने एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म को वलय में दान करने में कम प्रभावी होता है,जिसके परिणामस्वरूप पायरोल की तुलना में कम अनुनाद ऊर्जा प्राप्त होती है।
अतः,अनुनाद ऊर्जा का क्रम: $\text{पिरिडीन} > \text{पायरोल} > \text{फ्यूरान}$ है।

(A) $\pi -$ बंध क्रम की गणना कुल $\pi -$ बंधों की संख्या को अनुनाद संकर (resonance hybrid) संरचना में कुल $S-O$ बंधों की संख्या से विभाजित करके की जाती है।

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

अतः,$\pi -$ बंध क्रम का घटता हुआ क्रम $SO_3 > SO_4^{2-} > SO_3^{2-}$ है।

(C) अनुनाद उन संयुग्मित (conjugated) प्रणालियों में होता है जहाँ $p$-कक्षक समानांतर होते हैं और अतिव्यापन (overlap) करते हैं,जिससे $\pi$-इलेक्ट्रॉनों या एकाकी युग्मों के विस्थानीकरण की अनुमति मिलती है।
$A$. $CH_2=CH-CH_2-CH=CH_2$: यह एक पृथक डायीन है। दो द्वि-आबंध एक $sp^3$ संकरित कार्बन परमाणु द्वारा अलग होते हैं,इसलिए वे अनुनाद नहीं दिखा सकते।
$B$. $CH_2=C(CH_3)_2$: यह एक एल्कीन है जिसमें कोई संयुग्मन नहीं है।
$C$. $CH_3-CH=CH-CHO$: इस अणु में एक संयुग्मित प्रणाली $(C=C-C=O)$ है। $\pi$-इलेक्ट्रॉन कार्बन-कार्बन द्वि-आबंध और कार्बन-ऑक्सीजन द्वि-आबंध के बीच विस्थानीकृत हो सकते हैं।
$D$. $C_6H_9^+$: यह एक एलिलिक कार्बधनायन है जहाँ धनात्मक आवेश द्वि-आबंध के साथ संयुग्मित होता है,जो अनुनाद स्थिरीकरण की अनुमति देता है।
$C$ और $D$ दोनों अनुनाद प्रदर्शित करते हैं।

(B) कैनोनिकल संरचनाओं की स्थिरता निर्धारित करने के लिए,हम इन नियमों का पालन करते हैं:
$1$. अधिक सहसंयोजक बंध वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$2$. सभी परमाणुओं के लिए पूर्ण अष्टक वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$3$. अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर ऋण आवेश और कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर धन आवेश अधिक स्थिर होता है।
संरचनाओं का विश्लेषण:
- संरचना $A$: $CH_2 = N^{+} = N^{-}$ में $7$ बंध हैं।
- संरचना $B$: $C^{-}H_2 - N^{+} \equiv N$ में $7$ बंध हैं और सभी परमाणुओं $(C, N, N)$ के अष्टक पूर्ण हैं।
- संरचना $C$: $C^{+}H_2 - N = N^{-}$ में $6$ बंध हैं और कार्बन परमाणु का अष्टक अपूर्ण है।
$A$ और $B$ की तुलना करने पर,संरचना $B$ अधिक स्थिर है क्योंकि इसमें सभी परमाणुओं के अष्टक पूर्ण हैं,जबकि $A$ में टर्मिनल कार्बन का अष्टक अपूर्ण ($6$ इलेक्ट्रॉन) है। इसलिए,$B$ सबसे अधिक स्थिर है।

(C) नाइट्रेट आयन $(NO_3^-)$ में,नाइट्रोजन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है और यह आयन अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करता है। अनुनाद प्रभाव के कारण,तीनों $N-O$ आबंध समान हो जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप आबंध लंबाई समान होती है। इसके विपरीत,$PCl_5$ में अक्षीय और निरक्षीय आबंधों की लंबाई अलग-अलग होती है,$ClF_3$ की संरचना $T$-आकार की होती है जिसमें आबंध लंबाई भिन्न होती है,और $H_2SO_3$ में असमान $S-O$ और $S=O$ आबंध होते हैं।