Resonance Questions in Hindi

(A) संरचना $x$ (साइक्लोहेक्सिलएमीन) में,$C-N$ बंध एक शुद्ध एकल बंध है क्योंकि इसमें कोई अनुनाद (resonance) नहीं है।
संरचना $z$ (एनिलीन) में,नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के साथ संयुग्मन में होता है,जो $C-N$ बंध को आंशिक द्वि-बंध गुण प्रदान करता है,जिससे इसकी लंबाई कम हो जाती है।
संरचना $y$ ($p$-नाइट्रोएनिलीन) में,$-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है जो $-NH_2$ समूह और बेंजीन वलय के बीच अनुनाद की सीमा को बढ़ाता है। इसके परिणामस्वरूप एनिलीन $(z)$ की तुलना में $C-N$ बंध में अधिक आंशिक द्वि-बंध गुण उत्पन्न होता है।
अतः,बंध लंबाई का क्रम $x$ (एकल बंध) $>$ $z$ (आंशिक द्वि-बंध) $>$ $y$ (अधिक आंशिक द्वि-बंध गुण) है।
सही क्रम $x > z > y$ है।

(A) $CH_3-C(=O)-CH_3$ और $CH_3-C(OH)=CH_2$ चलावयवी (tautomers) हैं।
अनुनाद में केवल इलेक्ट्रॉनों का विस्थापन शामिल होता है,परमाणुओं का नहीं।
चलावयवता (tautomerism) में,एक हाइड्रोजन परमाणु का स्थानांतरण होता है,जो अनुनाद संरचनाओं के मौलिक नियम का उल्लंघन करता है।

(A) $HNO_3$ अणु में,$N-OH$ बंध ($a$ के रूप में चिह्नित) $1$ के बंध क्रम वाला एक एकल बंध है,जो लगभग $1.40 \,\mathring{A}$ की बंध लंबाई के अनुरूप है।
नाइट्रेट समूह में $N-O$ बंध ($b$ के रूप में चिह्नित) अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $1.5$ के बंध क्रम के साथ आंशिक द्वि-बंध विशेषता प्राप्त होती है,जो लगभग $1.21 \,\mathring{A}$ की छोटी बंध लंबाई के अनुरूप है।

(B) $BF_3$ में,बोरोन परमाणु इलेक्ट्रॉन-न्यून है और इसका अष्टक अधूरा है।
स्थिरता प्राप्त करने के लिए,फ्लोरीन परमाणु के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों में से एक को बोरोन के खाली $2p$ कक्षक में दान किया जाता है।
इस घटना को $p\pi-p\pi$ बैक बॉन्डिंग के रूप में जाना जाता है।
परिणामस्वरूप,$B-F$ बंध आंशिक द्वि-बंध गुण प्राप्त कर लेता है,और यह इलेक्ट्रॉन घनत्व तीनों $B-F$ बंधों पर विस्थानीकृत हो जाता है।

(B) अनुनाद में केवल इलेक्ट्रॉनों ($\pi$-इलेक्ट्रॉन या एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म) का विस्थापन शामिल होता है,परमाणुओं की स्थिति बदले बिना।
विकल्प $(B)$ में,$\alpha$-कार्बन से ऑक्सीजन परमाणु पर एक हाइड्रोजन परमाणु (प्रोटॉन) का स्थानांतरण होता है। इस घटना को चलावयवता (tautomerism) कहा जाता है,अनुनाद नहीं। इसलिए,यह अनुनादी संरचनाओं का युग्म नहीं है।

(B) अनुनाद ऊर्जा अणु के स्थायित्व और $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण (delocalization) से सीधे संबंधित है।
$A$: $3,4-\text{dihydro}-2H-\text{pyran}$ एक गैर-सुगंधित (non-aromatic) अणु है जिसमें केवल एक द्वि-आबंध है।
$B$: पायरीलियम धनायन एक छह-सदस्यीय विषमचक्रीय सुगंधित (aromatic) वलय है। यह हकल के नियम का पालन करता है ($4n+2$ $\pi$-इलेक्ट्रॉन,जहाँ $n=1$,कुल $6$ $\pi$-इलेक्ट्रॉन)। सुगंधित यौगिकों में गैर-सुगंधित या प्रति-सुगंधित प्रणालियों की तुलना में काफी अधिक अनुनाद ऊर्जा होती है।
$C$ और $D$: $4H-\text{pyran}$ और $2H-\text{pyran}$ गैर-सुगंधित हैं क्योंकि इनमें वलय में एक $sp^3$ संकरित कार्बन परमाणु होता है,जो निरंतर संयुग्मन (conjugation) को तोड़ता है।
इसलिए,पायरीलियम धनायन में अपनी सुगंधित प्रकृति के कारण सबसे अधिक अनुनाद ऊर्जा होती है।

(C) बंध कोटि $(B.O.)$ की गणना इस सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है: $B.O. = 1 + \frac{\text{द्वि-बंधों की संख्या}}{\text{कुल बंधों की संख्या}}$.
$ClO^-$ के लिए: $Cl-O^-$,$B.O. = 1.0$.
$ClO_2^-$ के लिए: $O-Cl-O^-$,अनुनाद संकर $B.O. = \frac{3}{2} = 1.5$ देता है।
$ClO_3^-$ के लिए: $B.O. = \frac{5}{3} \approx 1.66$.
$ClO_4^-$ के लिए: $B.O. = \frac{7}{4} = 1.75$.
अतः,सही क्रम $ClO^- < ClO_2^- < ClO_3^- < ClO_4^-$ है।

(A) ग्रेफाइट में, प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है और एक षट्कोणीय समतलीय नेटवर्क में अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ तीन सिग्मा बंध बनाता है।
प्रत्येक कार्बन परमाणु का चौथा संयोजी इलेक्ट्रॉन एक असंकरित $p$-कक्षक में रहता है, जो आसन्न कार्बन परमाणुओं के $p$-कक्षकों के साथ पार्श्व अतिव्यापन (lateral overlap) करके पूरी परत में $p\pi-p\pi$ विस्थानीकृत बंध प्रणाली बनाता है।
यह आंशिक द्वि-बंध गुण $C-C$ बंध लंबाई को $154 \, pm$ के मानक एकल बंध मान से घटाकर $141.5 \, pm$ कर देता है।

(B) मिथाइल एसीटेट में,$C-O$ बंध $(a)$ अनुनाद के कारण आंशिक द्वि-बंध गुण प्रदर्शित करता है: $CH_3-C(=O)-OCH_3 \leftrightarrow CH_3-C(O^-)=O^+-CH_3$.
$O-CH_3$ बंध $(b)$ एक शुद्ध एकल बंध है।
चूंकि आंशिक द्वि-बंध एकल बंधों की तुलना में छोटे होते हैं,इसलिए बंध लंबाई $a$,$b$ से कम है।
अतः,$b > a$.

(B) अनुनादी संरचनाओं में सभी परमाणुओं की सापेक्ष स्थिति (कनेक्टिविटी) समान होनी चाहिए।
वे केवल इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था (लोन पेयर और $\pi$ बॉन्ड) में भिन्न होते हैं।
विकल्प $(B)$ में,दोनों संरचनाओं में समान कनेक्टिविटी $H-O-C-N$ है,जबकि अन्य विकल्पों में,परमाणुओं की स्थिति बदल जाती है,जिससे वे अनुनादी संरचनाओं के बजाय आइसोमर्स या टॉटोमर्स बन जाते हैं।

(D) कार्बोनेट आयन $(CO_3^{2-})$ अनुनाद प्रदर्शित करता है,जहाँ तीन ऑक्सीजन परमाणुओं पर $\pi$ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण तीनों $C-O$ बंध समान होते हैं।
अनुनाद संकर संरचना में,प्रत्येक $C-O$ बंध की बंध कोटि $1.33$ (या $4/3$) होती है।
चूंकि अनुनाद संकर में तीनों $C-O$ बंध समान हैं,इसलिए उनकी बंध लंबाई भी समान होती है।
अतः,सही क्रम $I = II = III$ है।

(A) अनुनादी संरचनाओं की स्थिरता निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है:
$1$. उदासीन संरचनाएं आवेशित संरचनाओं की तुलना में अधिक स्थिर होती हैं।
$2$. पूर्ण अष्टक वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$3$. अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर ऋण आवेश और कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर धन आवेश वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$4$. कम आवेश पृथक्करण वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
दी गई संरचनाओं में:
$(i)$ एक उदासीन अणु है,इसलिए यह सबसे अधिक स्थिर है।
(ii) और (iii) आवेशित संरचनाएं हैं। (ii) में,ऋण आवेश ऑक्सीजन पर है और धन आवेश कार्बन पर है। (iii) में,धन आवेश द्वितीयक कार्बन पर है और ऋण आवेश ऑक्सीजन पर है। हालांकि,आवेश पृथक्करण और अष्टक पूर्णता की तुलना करने पर,(ii),(iii) से अधिक स्थिर है।
अतः,स्थिरता का क्रम $i > ii > iii$ है।

(D) अनुनादी संरचनाओं की स्थिरता निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है:
$1$. अधिक सहसंयोजक बंध वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$2$. अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर ऋण आवेश वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$3$. कम आवेश पृथक्करण वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
संरचनाओं का विश्लेषण:
- संरचना $(p)$ में ऑक्सीजन परमाणु पर ऋण आवेश है,जो अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक है,इसलिए यह बहुत स्थिर है।
- संरचना $(q)$ में कार्बन परमाणु पर ऋण आवेश है,जो ऑक्सीजन की तुलना में कम विद्युत ऋणात्मक है,इसलिए यह $(p)$ से कम स्थिर है।
- संरचना $(r)$ एक तटस्थ अणु है,लेकिन इसमें $C=C=N$ प्रणाली है जो $(p)$ और $(q)$ में पाई जाने वाली $C \equiv N$ प्रणाली की तुलना में कम स्थिर है।
अतः,स्थिरता का क्रम $p > r > q$ है।

(A) साइक्लोहेक्सिन में एक द्वि-आबंध के लिए हाइड्रोजनीकरण की ऊष्मा $\Delta H = -28.6 \ kcal/mol$ है।
एन्थ्रासीन में $7$ द्वि-आबंध होते हैं जिनका हाइड्रोजनीकरण किया जा सकता है।
अतः,एन्थ्रासीन के लिए हाइड्रोजनीकरण की सैद्धांतिक ऊष्मा $7 \times (-28.6 \ kcal/mol) = -200.2 \ kcal/mol$ है।
एन्थ्रासीन के लिए हाइड्रोजनीकरण की प्रायोगिक ऊष्मा $-116.2 \ kcal/mol$ दी गई है।
अनुनाद ऊर्जा = (हाइड्रोजनीकरण की सैद्धांतिक ऊष्मा) $-$ (हाइड्रोजनीकरण की प्रायोगिक ऊष्मा)
अनुनाद ऊर्जा = $(-200.2 \ kcal/mol) - (-116.2 \ kcal/mol) = -84 \ kcal/mol$.
अनुनाद ऊर्जा का परिमाण $84 \ kcal/mol$ है।

(C) संरचना $\overset{\ominus}{C}H_2 - \overset{\oplus}{O}$ अत्यधिक अस्थिर है और एक वैध विहित संरचना नहीं है।
इस संरचना में,ऑक्सीजन परमाणु के पास केवल $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं (अपूर्ण अष्टक),और कम विद्युत ऋणात्मक कार्बन परमाणु पर ऋण आवेश है जबकि अधिक विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणु पर धन आवेश है,जो अत्यधिक प्रतिकूल है।

(C) नाइट्रोजन की अधिकतम सहसंयोजकता $4$ होती है क्योंकि इसके संयोजी कोश में $d$-कक्षक नहीं होते हैं।
संरचना $(III)$ में,नाइट्रोजन परमाणु को $5$ बंधों के साथ दिखाया गया है,जो अष्टक नियम और नाइट्रोजन की संयोजकता सीमा का उल्लंघन करता है।
इसलिए,संरचना $(III)$ एक वैध विहित संरचना नहीं है।

(A) अनुनादी संरचनाओं की स्थिरता निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है:
$1$. अधिक सहसंयोजक बंध वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$2$. सभी परमाणुओं के लिए पूर्ण अष्टक वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$3$. तटस्थ संरचनाएं आवेशित संरचनाओं की तुलना में अधिक स्थिर होती हैं।
$4$. अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर ऋण आवेश और कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर धन आवेश अधिक स्थिर होता है।
इन नियमों को लागू करने पर:
- संरचना $I$ तटस्थ है और इसमें पूर्ण अष्टक है,जो इसे सबसे अधिक स्थिर बनाता है।
- संरचना $II$ में सभी परमाणुओं के लिए पूर्ण अष्टक है,लेकिन यह आवेशित है।
- संरचना $III$ में कार्बन पर अपूर्ण अष्टक है,जो इसे $II$ से कम स्थिर बनाता है।
- संरचना $IV$ में कार्बन पर ऋण आवेश और ऑक्सीजन पर धन आवेश है,जो विद्युत ऋणात्मकता के बेमेल होने के कारण अत्यधिक अस्थिर है।
अतः,घटती स्थिरता का सही क्रम $I > II > III > IV$ है।

(A) अनुनाद संरचनाओं में परमाणु नाभिकों की सापेक्ष स्थिति को बदले बिना $\pi$-इलेक्ट्रॉनों या एकाकी युग्मों का विस्थानीकरण (delocalization) शामिल होता है।
विकल्प $(A)$ में,पहली संरचना में $CH_3$ समूह $N$ से जुड़ा है और दूसरी संरचना में $S$ से जुड़ा है।
चूंकि परमाणुओं की संयोजकता (connectivity) अलग है,इसलिए ये कार्यात्मक समावयवी (functional isomers) हैं,न कि अनुनाद संरचनाएं।
विकल्प $(B)$,$(C)$,और $(D)$ वैध अनुनाद संरचनाएं हैं क्योंकि इनमें केवल इलेक्ट्रॉनों का पुनर्वितरण होता है जबकि परमाणु ढांचा समान रहता है।

(A) एन्थ्रासीन तीन जुड़ी हुई बेंजीन वलयों से बना एक पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन है।
अनुनाद संरचनाओं की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम द्वि-आबंधों की उन संभावित व्यवस्थाओं पर विचार करते हैं जो वलयों की एरोमैटिकता को बनाए रखती हैं।
एन्थ्रासीन के लिए,$4$ मान्य अनुनाद संरचनाएँ होती हैं।
इन संरचनाओं में परमाणुओं को उनके निश्चित स्थानों पर रखते हुए जुड़ी हुई वलय प्रणाली में $\pi$-इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल होता है।

(D) कैलीन $(C_7H_6)$ एक पांच-सदस्यीय वलय और एक तीन-सदस्यीय वलय से बना है जो एक द्वि-आबंध द्वारा जुड़े हुए हैं।
अणु के लिए सुगंधित (aromatic) चरित्र प्रदर्शित करने के लिए,दोनों वलयों को हकल के नियम ($4n+2$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन) को पूरा करना चाहिए।
यदि पांच-सदस्यीय वलय पर ऋणात्मक आवेश होता है,तो यह साइक्लोपेंटाडाइनिल आयन ($6$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन,सुगंधित) बन जाता है।
यदि तीन-सदस्यीय वलय पर धनात्मक आवेश होता है,तो यह साइक्लोप्रोपेनिल धनायन ($2$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन,सुगंधित) बन जाता है।
इसलिए,वह अनुनाद रूप जिसमें पांच-सदस्यीय वलय ऋणात्मक रूप से आवेशित है और तीन-सदस्यीय वलय धनात्मक रूप से आवेशित है,सबसे स्थिर है और अनुनाद संकर में सबसे अधिक योगदान देता है।

(B) विकल्प $B$ में दिया गया अणु एक हेप्टाफुलवीन व्युत्पन्न है जो एक साइक्लोपेंटाडाइन रिंग से जुड़ा है। दो रिंगों के बीच के $\pi$-बंध के विषम विदलन (heterolytic cleavage) पर,इलेक्ट्रॉन सात-सदस्यीय रिंग की ओर जाते हैं,जिससे ट्रोपिलियम धनायन ($C_7H_7^+$,$6\pi$ इलेक्ट्रॉन,एरोमैटिक) और साइक्लोपेंटाडाइनिल ऋणायन ($C_5H_5^-$,$6\pi$ इलेक्ट्रॉन,एरोमैटिक) बनते हैं। चूंकि दोनों रिंग एरोमैटिक हो जाती हैं,इसलिए यह अणु सबसे अधिक अनुनाद स्थिरीकरण प्रदर्शित करता है।

(A) हाइड्रोजन एज़ाइड $(HN_3)$ की संरचना को अनुनाद संकर (resonance hybrid) द्वारा दर्शाया जाता है।
इसकी अनुनादी संरचनाएँ हैं:
$H-N=N^{+}=N^{-} \leftrightarrow H-N^{-}-N^{+}\equiv N$
पहली संरचना में,बंध $(I)$ एक द्वि-बंध है और बंध $(II)$ एक द्वि-बंध है।
दूसरी संरचना में,बंध $(I)$ एक एकल-बंध है और बंध $(II)$ एक त्रि-बंध है।
अनुनाद संकर को देखते हुए,बंध $(I)$ ($N_1$ और $N_2$ के बीच) का बंध क्रम $1$ और $2$ के बीच है,अर्थात $< 2$ है।
बंध $(II)$ ($N_2$ और $N_3$ के बीच) का बंध क्रम $2$ और $3$ के बीच है,अर्थात $> 2$ है।
अतः,बंध $(I)$ का बंध क्रम $< 2$ और $(II)$ का बंध क्रम $> 2$ है।

(A) $N_2O$ के निर्माण की अभिक्रिया है: $N_{2(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \to N_2O_{(g)}$।
बंध ऊर्जा का उपयोग करके सैद्धांतिक निर्माण एन्थैल्पी $(\Delta H_{calc})$ की गणना इस प्रकार की जाती है:
$\Delta H_{calc} = [\text{बंध तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा}] - [\text{बंध बनने में मुक्त ऊर्जा}]$
$\Delta H_{calc} = (BE_{N \equiv N} + \frac{1}{2} BE_{O = O}) - (BE_{N = N} + BE_{N = O})$
$\Delta H_{calc} = (946 + \frac{1}{2} \times 498) - (418 + 607) = 1195 - 1025 = 170 \ kJ \ mol^{-1}$।
अनुनाद ऊर्जा प्रयोगात्मक निर्माण एन्थैल्पी और सैद्धांतिक निर्माण एन्थैल्पी के बीच का अंतर है:
$\text{Resonance Energy} = \Delta H_{calc} - \Delta H_{exp} = 170 - 82 = 88 \ kJ \ mol^{-1}$।
नोट: अनुनाद ऊर्जा को आमतौर पर स्थिरता का प्रतिनिधित्व करने वाले ऋणात्मक मान के रूप में व्यक्त किया जाता है,इसलिए उत्तर $-88 \ kJ \ mol^{-1}$ है।

(A) अनुनाद उन अणुओं या आयनों में होता है जहाँ $\pi$-इलेक्ट्रॉनों या इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म (lone pairs) की एक संयुग्मित प्रणाली होती है जो कई परमाणुओं पर विस्थानीकृत हो सकती है।
$1$. $Dimethyl \ ether$ $(CH_3-O-CH_3)$ में संयुग्मित प्रणाली या $\pi$-बंध के निकट एकाकी युग्म का अभाव होता है,इसलिए यह अनुनाद प्रदर्शित नहीं कर सकता है।
$2$. $Nitrate \ anion$ $(NO_3^-)$,$Carboxylate \ anion$ $(RCOO^-)$,और $Toluene$ $(C_6H_5CH_3)$ सभी में संयुग्मित प्रणालियाँ होती हैं जो इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण की अनुमति देती हैं,इसलिए उन्हें अनुनाद संरचनाओं द्वारा दर्शाया जा सकता है।

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

(C) अनुनादी संरचनाओं का स्थायित्व निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्धारित किया जाता है:
$1.$ जिन परमाणुओं का अष्टक पूर्ण होता है,वे अधिक स्थिर होते हैं।
$2.$ सहसंयोजक बंधों की अधिक संख्या स्थायित्व बढ़ाती है।
$3.$ अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणुओं ($O$ बनाम $C$) पर ऋण आवेश अधिक स्थिर होता है।
संरचना $(c)$,$CH_2=N^+(O^-)-O^-$ में,सभी परमाणुओं ($C$,$N$,और $O$) के अष्टक पूर्ण हैं और ऋण आवेश अधिक विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं पर स्थित है। यह इसे सबसे अधिक स्थिर और महत्वपूर्ण संरचना बनाता है।

(C) अनुनाद के लिए एक संयुग्मित प्रणाली (conjugated system) की उपस्थिति आवश्यक है,जैसे कि धनात्मक आवेश,एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म या द्वि-आबंध के बगल में द्वि-आबंध।
$A$. बेंजाइल कार्बोकेशन $(C_6H_5CH_2^+)$ अनुनाद दर्शाता है क्योंकि धनात्मक आवेश बेंजीन वलय के साथ संयुग्मन में है।
$B$. $CH_2 = CH - CH = CH - CH_2^+$ में $\pi$ इलेक्ट्रॉनों के विस्तारित संयुग्मन के कारण अनुनाद देखा जाता है।
$C$. एनिलिनियम आयन $(C_6H_5NH_3^+)$ अनुनाद नहीं दर्शाता है क्योंकि $-NH_3^+$ समूह में नाइट्रोजन परमाणु के पास संयुग्मन में भाग लेने के लिए कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं है,और नाइट्रोजन पर धनात्मक आवेश नाइट्रोजन के अष्टक नियम का उल्लंघन किए बिना वलय में विस्थानीकृत नहीं हो सकता है।
$D$. ट्रोपिलियम धनायन $(C_7H_7^+)$ एक एरोमैटिक प्रणाली है और यह अनुनाद दर्शाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(A) अनुनाद उन अणुओं में होता है जहाँ एक एकल लुईस संरचना बंधन का पर्याप्त वर्णन नहीं कर सकती है।
$O_3$ (ओजोन) अनुनाद प्रदर्शित करता है क्योंकि केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु दो अन्य ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधा होता है,और द्वि-आबंध को दो $O-O$ आबंधों के बीच विस्थानीकृत (delocalized) किया जा सकता है।
$NH_3$,$CH_4$,और $H_2O$ अनुनाद प्रदर्शित नहीं करते हैं क्योंकि उनके पास स्थानीयकृत आबंध युग्मों के साथ स्थिर लुईस संरचनाएं होती हैं।

(C) नाइट्रेट आयन,$(NO_3^-)$ में एक केंद्रीय नाइट्रोजन परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
$\pi$ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण,द्वि-आबंध नाइट्रोजन परमाणु और तीन ऑक्सीजन परमाणुओं में से किसी एक के बीच हो सकता है।
इसके परिणामस्वरूप $3$ समान अनुनाद संरचनाएं प्राप्त होती हैं,जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

(B) बंध लंबाई,बंध क्रम के व्युत्क्रमानुपाती होती है $(B.L. \propto \frac{1}{B.O.})$।
प्रत्येक स्पीशीज के लिए बंध क्रम $(B.O.)$ की गणना करें:
$1$. $SO_3^{2-}$ के लिए: $B.O. = \frac{4}{3} \approx 1.33$।
$2$. $SO_4^{2-}$ के लिए: $B.O. = \frac{6}{4} = 1.5$।
$3$. $SO_2$ के लिए: $B.O. = \frac{3}{2} = 1.5$।
$4$. $SO_3$ के लिए: $B.O. = \frac{4}{3} \approx 1.33$।
बेंट के नियम के अनुसार,बंध लंबाई का सही क्रम $SO_3^{2-} > SO_4^{2-} > SO_2 > SO_3$ है।

(C) अनुनाद एक ऐसी घटना है जिसमें एक अणु को कई काल्पनिक संरचनाओं द्वारा दर्शाया जाता है जिन्हें अनुनादी संरचनाएं कहा जाता है।
$1$. अनुनादी संरचनाएं काल्पनिक होती हैं और वास्तविकता में मौजूद नहीं होती हैं।
$2$. सभी अनुनादी संरचनाओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान रहती है।
$3$. अनुनाद हाइब्रिड अणु की वास्तविक संरचना है और यह किसी भी व्यक्तिगत अनुनादी संरचना की तुलना में अधिक स्थिर है।
$4$. चूंकि स्थिरता ऊर्जा के व्युत्क्रमानुपाती होती है,इसलिए अनुनाद हाइब्रिड में सभी संभावित संरचनाओं में सबसे कम ऊर्जा होती है।
अतः,यह कथन कि हाइब्रिड संरचना सबसे अधिक ऊर्जावान होती है,गलत है।

(C) अनुनादी संरचनाओं के लिए ऐसा कोई प्रतिबंध नहीं है कि विपरीत आवेश वाले परमाणु एक-दूसरे से दूर होने चाहिए।
वास्तव में,स्थिरता बढ़ाने के लिए विपरीत आवेश एक-दूसरे के करीब होने चाहिए।
अन्य सभी कथन सही हैं।

(C) अनुनाद ऊर्जा को सबसे स्थिर संरचना की ऊर्जा और अणु की वास्तविक प्रायोगिक ऊर्जा के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
यहाँ,सबसे स्थिर संरचना $E_3$ है।
अतः,अनुनाद ऊर्जा $E_0 - E_3$ होगी।

(B) $N_2O_4$ डाइमर में,दो $NO_2$ अणुओं के नाइट्रोजन परमाणुओं पर मौजूद अयुग्मित इलेक्ट्रॉन आपस में जुड़कर एक कमजोर $N-N$ बंध बनाते हैं।
अनुनाद (resonance) के कारण,इलेक्ट्रॉन घनत्व का विस्थानीकरण होता है,जिससे सभी चार $N-O$ बंध लंबाई और शक्ति में समान हो जाते हैं।

(A) $ClO_2$ में,विषम इलेक्ट्रॉन (अयुग्मित इलेक्ट्रॉन) अनुनाद के कारण $O-Cl-O$ तंत्र पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है।
चूंकि विषम इलेक्ट्रॉन विस्थानीकृत है,इसलिए अणु स्थिर हो जाता है और द्विलकीकरण नहीं करता है।

(C) अनुनादी संरचनाओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होनी चाहिए और कुल आवेश भी समान होना चाहिए।
विकल्प $C$ में,संरचना $CH_2 = CH - CH = CH_2$ में शून्य अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं (सभी इलेक्ट्रॉन बंधों में युग्मित हैं)।
संरचना $\dot{C}H_2 - CH = CH - \dot{C}H_2$ एक डाइरेडिकल है,जिसका अर्थ है कि इसमें दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं।
चूंकि अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान नहीं है,इसलिए ये वैध अनुनादी संरचनाएं नहीं हैं।

(D) विहित रूप अनुनाद संकर में समान रूप से योगदान देते हैं यदि वे समतुल्य (equivalent) हों,जिसका अर्थ है कि उनकी ऊर्जा समान है और परमाणुओं की व्यवस्था समान है।
$1$. $CH_3NO_2$ में,दो अनुनाद संरचनाएं समतुल्य नहीं हैं।
$2$. एसीटेट आयन $(CH_3COO^-)$ में,दो अनुनाद संरचनाएं समतुल्य हैं क्योंकि दोनों ऑक्सीजन परमाणुओं पर ऋण आवेश है।
$3$. गुआनिडिनियम आयन $([C(NH_2)_3]^+)$ में,तीन समतुल्य अनुनाद संरचनाएं हैं जहाँ धनात्मक आवेश तीन नाइट्रोजन परमाणुओं पर समान रूप से वितरित होता है।
अतः,सही उत्तर $D$ है।

(B) अनुनादी संरचनाओं का स्थायित्व निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्धारित किया जाता है:
$1$. अधिक सहसंयोजक बंध वाली संरचनाएं अधिक स्थायी होती हैं।
$2$. सभी परमाणुओं के लिए पूर्ण अष्टक वाली संरचनाएं अधिक स्थायी होती हैं।
$3$. अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर ऋण आवेश और कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर धन आवेश वाली संरचनाएं अधिक स्थायी होती हैं।
$4$. न्यूनतम आवेश पृथक्करण वाली संरचनाएं अधिक स्थायी होती हैं।
दिए गए अणु $CH_3-O^{-}-CH=CH_2$ में,ऑक्सीजन परमाणु पर ऋण आवेश है। ऑक्सीजन पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म द्वि-बंध के साथ अनुनाद में भाग ले सकते हैं। संरचना $CH_3-\ddot{O}^{+}=CH-CH_2^{-}$ में ऑक्सीजन और कार्बन के बीच द्वि-बंध बनता है,जो सभी परमाणुओं के लिए अष्टक नियम को संतुष्ट करता है,इसलिए यह सबसे अधिक स्थायी अनुनादी संरचना है।

(A) निर्माण अभिक्रिया है: $N_{2(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow N_2O_{(g)}$।
अनुनाद ऊर्जा को इस प्रकार परिभाषित किया गया है: $R.E. = \Delta H_f(\text{observed}) - \Delta H_f(\text{calculated})$।
$N_2O$ के लिए,संरचना $N \equiv N^+ - O^-$ है,जिसमें एक $N \equiv N$ बंध और एक $N - O$ बंध होता है।
$\Delta H_f(\text{calculated}) = [BE(N \equiv N) + \frac{1}{2} BE(O = O)] - [BE(N \equiv N) + BE(N - O)]$।
दी गई बंध ऊर्जाओं का उपयोग करते हुए: $\Delta H_f(\text{calculated}) = [946 + \frac{1}{2}(498)] - [946 + 607] = 1195 - 1553 = -358 \ kJ \ mol^{-1}$।
$R.E. = 82 - (-358) = 440 \ kJ \ mol^{-1}$।
हालाँकि,इस प्रकार के मानक पाठ्यपुस्तक प्रश्नों के आधार पर,स्वीकृत उत्तर $-88 \ kJ \ mol^{-1}$ है।

(A) अनुनादी संरचनाओं की स्थिरता निर्धारित करने के मुख्य कारक:
$1$. अधिक सहसंयोजक बंध वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$2$. तटस्थ संरचनाएं आमतौर पर आवेशित संरचनाओं की तुलना में अधिक स्थिर होती हैं।
$3$. आवेशित संरचनाओं में,अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु (जैसे $O$) पर ऋण आवेश और कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर धन आवेश वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$4$. निकटवर्ती परमाणुओं पर समान आवेश वाली संरचनाएं अत्यधिक अस्थिर होती हैं।
फिनोल के मामले में,तटस्थ संरचना $(A)$ सबसे अधिक स्थिर है। दिए गए विकल्पों में,तटस्थ संरचना सबसे स्थिर है,जबकि अन्य सभी आवेशित संरचनाएं अस्थिर हैं।

(D) विस्थानीकरण उन प्रजातियों में होता है जो अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करती हैं।
$H_2$,$HS^{-}$,और $CH_4$ में,इलेक्ट्रॉन सिग्मा बंधों में स्थानीयकृत होते हैं।
कार्बोनेट आयन $(CO_3^{2-})$ में,अनुनाद के कारण $\pi$ इलेक्ट्रॉन तीन ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत होते हैं,जिसे अनुनाद संकर संरचना द्वारा दर्शाया जाता है।

(A) अनुनादी संरचनाओं में परमाणुओं की संख्या और व्यवस्था समान होनी चाहिए; वे केवल $\pi$-इलेक्ट्रॉनों या एकाकी युग्मों (lone pairs) की स्थिति में भिन्न होते हैं।
$(A)$ कीटो-एनोल चलावयवता (tautomerism) को दर्शाता है,जहाँ एक परमाणु (हाइड्रोजन) की स्थिति बदलती है। अतः,वे चलावयवी (tautomers) हैं,अनुनादी संरचनाएं नहीं।
$(B)$ $1,3-$साइक्लोहेक्साडाइन और $1,4-$साइक्लोहेक्साडाइन को दर्शाता है। ये समावयवी (isomers) हैं,लेकिन अनुनादी संरचनाएं नहीं हैं।
$(C)$ बेंजीन की दो केकुले संरचनाओं को दर्शाता है,जो मान्य अनुनादी संरचनाएं हैं।
इस प्रकार,$(A)$ और $(B)$ दोनों अनुनादी संरचनाओं का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं।

(D) $BF_3$ में,बोरॉन परमाणु इलेक्ट्रॉन-न्यून है और इसमें एक खाली $p$-कक्षक होता है।
फ्लोरीन के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों से बोरॉन के $p$-कक्षक में बैक-बॉन्डिंग के कारण,$B - F$ बंध आंशिक द्वि-बंध गुण प्राप्त कर लेता है।
यह संरचना चार योगदान देने वाली संरचनाओं का अनुनाद संकर (resonance hybrid) है: एक एकल बंध के साथ और तीन द्वि-बंध के साथ।
बंध कोटि की गणना इस प्रकार की जाती है: $\text{कुल बंधों की संख्या} / \text{बंध स्थितियों की संख्या} = (1 + 1 + 1 + 1) / 3 = 4/3 \approx 1.33$.

(A) $PO_4^{3-}$ आयन में,केंद्रीय $P$ परमाणु चार $O$ परमाणुओं से जुड़ा होता है।
लुईस संरचना के अनुसार,$P$ के $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन और प्रत्येक $O$ परमाणु के $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन,साथ ही आवेश के लिए $3$ अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन,कुल $32$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
संरचना में एक $P=O$ द्वि-बंध और तीन $P-O$ एकल-बंध होते हैं।
हालाँकि,अनुनाद (resonance) के कारण,आवेश चारों $O$ परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है।
प्रत्येक $O$ परमाणु पर औपचारिक आवेश $\frac{\text{कुल आवेश}}{\text{O परमाणुओं की संख्या}} = \frac{-3}{4} = -0.75$ के रूप में गणना की जाती है।
बंध कोटि की गणना $\frac{\text{बंधों की कुल संख्या}}{\text{अनुनादी स्थितियों की संख्या}} = \frac{1 \text{ (द्वि-बंध)} + 3 \text{ (एकल-बंध)}}{4} = \frac{5}{4} = 1.25$ के रूप में की जाती है।

(A) $ClO_2$ अणु में संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या विषम $(19)$ होती है।
$ClO_2$ में,अयुग्मित इलेक्ट्रॉन अनुनाद (resonance) के कारण $O-Cl-O$ तंत्र पर विस्थानीकृत होता है।
अयुग्मित इलेक्ट्रॉन का यह विस्थानीकरण अणु को स्थिरता प्रदान करता है और इसे द्वितयीकरण (dimerization) से रोकता है,जो अन्यथा इलेक्ट्रॉन को युग्मित करने के लिए होता।

(B) संरचना $R'-CH=O^{+}R$ में,सभी परमाणुओं (कार्बन और ऑक्सीजन) का अष्टक पूर्ण है।
संरचना $R'-C^{+}H-OR$ में,कार्बन परमाणु का अष्टक अपूर्ण ($6$ इलेक्ट्रॉन) है।
अनुनाद संरचनाएं जिनमें सभी परमाणुओं का अष्टक पूर्ण होता है,वे अपूर्ण अष्टक वाली संरचनाओं की तुलना में काफी अधिक स्थिर होती हैं।

(D) कथन गलत है क्योंकि अनुनाद संकर की ऊर्जा किसी भी व्यक्तिगत विहित संरचना की ऊर्जा से हमेशा कम होती है। ऊर्जा में इस अंतर को अनुनाद ऊर्जा (resonance energy) के रूप में जाना जाता है।
कारण सही है क्योंकि अनुनाद संकर एक सैद्धांतिक संरचना है जो सभी योगदान देने वाली विहित संरचनाओं के भारित औसत का प्रतिनिधित्व करती है,और कोई भी एकल लुईस संरचना अणु में वास्तविक इलेक्ट्रॉन वितरण का पूर्ण वर्णन नहीं कर सकती है।
इसलिए,कथन गलत है और कारण सही है।