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Resonance Questions in Hindi

Class 11 Chemistry · Chemical Bonding and Molecular Structure · Resonance

193+

Questions

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100%

With Solutions

Showing 50 of 193 questions in Hindi

101
Medium
नाइट्राइट आयन,$NO_{2}^{-}$ की लुईस संरचना लिखिए।

Solution

(N/A) चरण $1$. नाइट्रोजन परमाणु,ऑक्सीजन परमाणुओं और अतिरिक्त एक ऋण आवेश (एक इलेक्ट्रॉन के बराबर) के कुल संयोजी इलेक्ट्रॉनों की गणना करें।
$N (2s^{2} 2p^{3}), O (2s^{2} 2p^{4})$
$5 + (2 \times 6) + 1 = 18$ इलेक्ट्रॉन।
चरण $2$. $NO_{2}^{-}$ की कंकाल संरचना इस प्रकार लिखी जाती है: $O-N-O$।
चरण $3$. नाइट्रोजन और प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु के बीच एक एकल बंध (एक साझा इलेक्ट्रॉन युग्म) बनाएं। ऑक्सीजन परमाणुओं पर अष्टक पूरा करने के लिए $16$ इलेक्ट्रॉनों का उपयोग होता है। शेष $2$ इलेक्ट्रॉन नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) के रूप में रहते हैं।
चरण $4$. नाइट्रोजन परमाणु पर अष्टक पूरा करने के लिए,एक ऑक्सीजन परमाणु नाइट्रोजन परमाणु के साथ द्वि-बंध बनाता है।
परिणामी अनुनाद संरचनाएं इस प्रकार हैं:
$\left[ \ddot{O} = \ddot{N} - \ddot{O}: \right]^{-} \leftrightarrow \left[ :\ddot{O} - \ddot{N} = \ddot{O} \right]^{-}$
102
Medium
$CO_{3}^{2-}$ आयन की संरचना को अनुनाद (resonance) के संदर्भ में समझाइए।

Solution

(N/A) कार्बन और ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच दो एकल बंध और एक द्वि-बंध की उपस्थिति पर आधारित एकल लुईस संरचना अणु का सटीक प्रतिनिधित्व करने के लिए अपर्याप्त है क्योंकि यह असमान बंधों को दर्शाती है।
प्रायोगिक निष्कर्षों के अनुसार,$CO_{3}^{2-}$ में सभी कार्बन-ऑक्सीजन बंध समान होते हैं।
इसलिए,कार्बोनेट आयन को नीचे दिखाए गए विहित रूपों (canonical forms) $I$,$II$,और $III$ के अनुनाद संकर (resonance hybrid) के रूप में सबसे अच्छी तरह वर्णित किया गया है:
$I \leftrightarrow II \leftrightarrow III$
(जहाँ $I$,$II$,और $III$ तीन समान लुईस संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसमें द्वि-बंध तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच स्थानांतरित होता रहता है।)
103
Medium
$CO_{2}$ अणु की संरचना की व्याख्या कीजिए।

Solution

(N/A) $CO_{2}$ में प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित कार्बन और ऑक्सीजन के बीच की बंध लंबाई $115 \ pm$ है।
सामान्य कार्बन-ऑक्सीजन द्वि-बंध $(C=O)$ और कार्बन-ऑक्सीजन त्रि-बंध $(C \equiv O)$ की लंबाई क्रमशः $121 \ pm$ और $110 \ pm$ है।
$CO_{2}$ में कार्बन-ऑक्सीजन बंध लंबाई $(115 \ pm)$, $C=O$ और $C \equiv O$ के मानों के बीच स्थित है।
स्पष्ट रूप से, एक एकल लुईस संरचना इस स्थिति को नहीं दर्शा सकती है और एक से अधिक लुईस संरचनाएं लिखना आवश्यक हो जाता है और यह माना जाता है कि $CO_{2}$ की संरचना को कैनोनिकल या अनुनाद रूपों $I$, $II$ और $III$ के संकर के रूप में सबसे अच्छी तरह वर्णित किया जा सकता है:
$:O=C=O: \leftrightarrow :O^{-}-C \equiv O^{+}: \leftrightarrow :O^{+}\equiv C-O^{-}:$
Solution diagram
104
Medium
$CO_{3}^{2-}$ आयन के संदर्भ में अनुनाद (resonance) के महत्वपूर्ण पहलुओं को समझाइए।

Solution

(N/A) प्रायोगिक निष्कर्षों के अनुसार,$CO_{3}^{2-}$ में सभी कार्बन-ऑक्सीजन बंध समान हैं।
इसलिए,$CO_{3}^{2-}$ आयन को दो एकल बंध और एक द्वि-बंध वाली एक ही लुईस संरचना द्वारा दर्शाना अपर्याप्त है।
अतः,कार्बोनेट आयन को निम्नलिखित तीन विहित (canonical) संरचनाओं के अनुनाद संकर (resonance hybrid) के रूप में वर्णित किया जाता है:
[Image: $914-$s15]
अनुनाद के मुख्य पहलू:
$1$. अनुनाद संरचनाएं वास्तविक अणुओं का प्रतिनिधित्व नहीं करती हैं; वे काल्पनिक हैं।
$2$. अणु की वास्तविक संरचना सभी विहित संरचनाओं का एक अनुनाद संकर है।
$3$. अनुनाद संकर की ऊर्जा किसी भी व्यक्तिगत विहित संरचना की तुलना में कम होती है,जो स्थिरता प्रदान करती है।
Solution diagram
105
Medium
$SO_{3}$,$NO_{2}$ और $NO_{3}^{-}$ के लिए अनुनाद संरचनाएं लिखिए।

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाएं निम्नलिखित हैं:
$1$. $SO_{3}$ के लिए:
$[:O=S(-O:)(-O:)] \leftrightarrow [:O-S(=O:)(-O:)] \leftrightarrow [:O-S(-O:)(=O:)]$
$2$. $NO_{2}$ के लिए:
$[:O=N-O:] \leftrightarrow [:O-N=O:]$
$3$. $NO_{3}^{-}$ के लिए:
$[:O^{-}-N(=O:)(-O:)] \leftrightarrow [:O=N(-O^{-})(-O:)] \leftrightarrow [:O=N(-O:)(-O^{-})]$
106
Medium
$CH_{3}COO^{-}$ की अनुनाद संरचनाएं लिखिए और वक्र तीरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों की गति को दर्शाइए।

Solution

(N/A) एसीटेट आयन $(CH_{3}COO^{-})$ की अनुनाद संरचनाएं दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच ऋण आवेश के विस्थानीकरण द्वारा बनती हैं।
पहली संरचना में,ऋण आवेश एक ऑक्सीजन परमाणु पर होता है,और कार्बन तथा दूसरे ऑक्सीजन परमाणु के बीच एक द्वि-आबंध होता है।
ऋण आवेशित ऑक्सीजन से एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म को $C-O$ द्वि-आबंध बनाने के लिए स्थानांतरित करके,और साथ ही मौजूदा $C=O$ द्वि-आबंध के $\pi$-इलेक्ट्रॉनों को दूसरे ऑक्सीजन परमाणु पर स्थानांतरित करके,हम दूसरी अनुनाद संरचना प्राप्त करते हैं।
अनुनाद संकर यह दर्शाता है कि ऋण आवेश दोनों ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच समान रूप से साझा किया जाता है।
107
Medium
$CH_2=CH-CHO$ की अनुनाद संरचनाएं लिखिए। योगदान देने वाली संरचनाओं की सापेक्ष स्थिरता इंगित कीजिए।

Solution

(N/A) $CH_2=CH-CHO$ के लिए अनुनाद संरचनाएं इस प्रकार हैं:
$I$: $CH_2=CH-CH=O$
$II$: $^+CH_2-CH=CH-O^-$
$III$: $^-CH_2-CH=CH-O^+$
सापेक्ष स्थिरता: $I > II > III$
व्याख्या:
$I$: सबसे अधिक स्थिर,क्योंकि इसमें सहसंयोजक बंधों की संख्या अधिकतम है,सभी परमाणुओं के अष्टक पूर्ण हैं और कोई आवेश पृथक्करण नहीं है।
$II$: $III$ से अधिक स्थिर है क्योंकि ऋण आवेश अधिक विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणु पर है और धन आवेश कम विद्युत ऋणात्मक कार्बन परमाणु पर है।
$III$: सबसे कम स्थिर,क्योंकि इसमें अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणु पर धन आवेश और कार्बन परमाणु पर ऋण आवेश होने के कारण आवेश पृथक्करण होता है।
108
Easy
समझाइए कि निम्नलिखित दो संरचनाएं,$I$ और $II$,$CH_{3}COOCH_{3}$ की वास्तविक संरचना में प्रमुख योगदानकर्ता क्यों नहीं हो सकती हैं।
$I: CH_{3}-C^{+}(O^{-})-OCH_{3}$
$II: CH_{3}-C(=O^{-})-OCH_{3}^{+}$

Solution

(N/A) ये दो संरचनाएं कम महत्वपूर्ण योगदानकर्ता हैं क्योंकि इनमें आवेश पृथक्करण (charge separation) शामिल है,जिसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
संरचना $I$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु के संयोजी कोश में केवल $6$ इलेक्ट्रॉन हैं,जिसका अर्थ है कि इसका अष्टक अपूर्ण है।
संरचना $II$ में,ऑक्सीजन परमाणु तीन समूहों से बंधा है और उस पर धनात्मक आवेश है,जो ऑक्सीजन की उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण कम स्थिर है।
109
Medium
निम्नलिखित यौगिकों के लिए अनुनाद संरचनाएं बनाएं। वक्र-तीर संकेतन का उपयोग करके इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण दिखाएं।
$(a)$ $C_{6}H_{5}OH$
$(b)$ $C_{6}H_{5}NO_{2}$
$(c)$ $CH_{3}CH=CH-CHO$
$(d)$ $C_{6}H_{5}CHO$
$(e)$ $C_{6}H_{5}CH_{2}^{+}$
$(f)$ $CH_{3}CH=CH-CH_{2}^{+}$

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाएं $\pi$ इलेक्ट्रॉनों या एकाकी युग्मों (lone pairs) के विस्थानीकरण को दिखाने के लिए वक्र तीरों का उपयोग करके बनाई जाती हैं।
$(a)$ फिनोल $(C_{6}H_{5}OH)$: ऑक्सीजन पर मौजूद एकाकी युग्म वलय में विस्थानीकृत होता है,जिससे ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर ऋण आवेश उत्पन्न होता है।
$(b)$ नाइट्रोबेंजीन $(C_{6}H_{5}NO_{2})$: वलय के $\pi$ इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन-आकर्षक नाइट्रो समूह की ओर विस्थानीकृत होते हैं,जिससे ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर धन आवेश उत्पन्न होता है।
$(c)$ $CH_{3}CH=CH-CHO$: $C=C$ बंध के $\pi$ इलेक्ट्रॉन कार्बोनिल समूह की ओर स्थानांतरित होते हैं,जिससे $C-2$ स्थिति पर कार्बोनियम आयन बनता है।
$(d)$ बेंजैल्डिहाइड $(C_{6}H_{5}CHO)$: नाइट्रोबेंजीन की तरह,वलय के $\pi$ इलेक्ट्रॉन कार्बोनिल ऑक्सीजन की ओर विस्थानीकृत होते हैं,जिससे ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर धन आवेश उत्पन्न होता है।
$(e)$ बेंजाइल कार्बोनियम आयन $(C_{6}H_{5}CH_{2}^{+})$: वलय के $\pi$ इलेक्ट्रॉन बेंजाइलिक कार्बन पर मौजूद धन आवेश को स्थिर करने के लिए विस्थानीकृत होते हैं।
$(f)$ $CH_{3}CH=CH-CH_{2}^{+}$: $C=C$ बंध के $\pi$ इलेक्ट्रॉन टर्मिनल कार्बन पर मौजूद धन आवेश को स्थिर करने के लिए स्थानांतरित होते हैं।
110
Medium
बेंजीन में तीन द्वि-आबंध होने के बावजूद यह असाधारण रूप से स्थिर क्यों है?

Solution

(N/A) बेंजीन अनुनादी संरचनाओं का एक संकर है। बेंजीन में सभी छह कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होते हैं।
प्रत्येक कार्बन परमाणु के दो $sp^2$ संकर कक्षक षट्कोणीय तल में छह सिग्मा आबंध बनाने के लिए आसन्न कार्बन परमाणुओं के $sp^2$ संकर कक्षकों के साथ अतिव्यापन करते हैं।
प्रत्येक कार्बन परमाणु पर शेष $sp^2$ संकर कक्षक छह सिग्मा $C-H$ आबंध बनाने के लिए हाइड्रोजन के $s$-कक्षक के साथ अतिव्यापन करते हैं।
कार्बन परमाणुओं के शेष असंकरित $p$-कक्षक $C_1-C_2, C_3-C_4, C_5-C_6$ या $C_2-C_3, C_4-C_5, C_6-C_1$ के पार्श्व अतिव्यापन द्वारा तीन $\pi$ आबंध बनाने की संभावना रखते हैं।
छह $\pi$ इलेक्ट्रॉन विस्थानीकृत (delocalized) होते हैं और छह कार्बन नाभिकों के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं।
तीन द्वि-आबंधों की उपस्थिति के बावजूद,ये विस्थानीकृत $\pi$-इलेक्ट्रॉन अनुनाद ऊर्जा के कारण बेंजीन को अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करते हैं।
Solution diagram
111
Medium
$SO_{2}$ अणु में बनने वाले दो $S-O$ बंधों की प्रकृति पर टिप्पणी कीजिए। क्या इस अणु में दोनों $S-O$ बंध समान हैं?

Solution

(N/A) $S$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{4}$ है।
$SO_{2}$ के निर्माण के दौरान, $3p$ कक्षक से एक इलेक्ट्रॉन $3d$ कक्षक में जाता है और $S$ में $sp^{2}$ संकरण होता है। इनमें से दो कक्षक दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ सिग्मा बंध बनाते हैं और तीसरे में एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है।
$S$ पर शेष $p$-कक्षक और $d$-कक्षक में एक-एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है। इनमें से एक इलेक्ट्रॉन एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ $p\pi-p\pi$ बंध बनाता है और दूसरा दूसरे ऑक्सीजन परमाणु के साथ $p\pi-d\pi$ बंध बनाता है।
अनुनाद के कारण, $SO_{2}$ संरचना $I$ और $II$ का एक अनुनाद संकर है। परिणामस्वरूप, दोनों $S-O$ बंध लंबाई में समान $(143 \ pm)$ हैं और आंशिक द्वि-बंध गुण रखते हैं।
Solution diagram
112
Medium
$NO_2$ और $N_2O_5$ की अनुनादी संरचनाएँ बनाइए।

Solution

(N/A) $1$. $NO_2$ के लिए: नाइट्रोजन परमाणु में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है। दो अनुनादी संरचनाओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन और नाइट्रोजन तथा दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच द्वि-आबंध का विस्थानीकरण शामिल है। संरचनाएँ इस प्रकार हैं: $O=N-O^{\bullet} \leftrightarrow ^{\bullet}O-N=O$.
$2$. $N_2O_5$ के लिए: यह संरचना एक ऑक्सीजन परमाणु द्वारा जुड़े दो $NO_2$ समूहों से बनी है $(O_2N-O-NO_2)$। $NO_2$ समूहों के भीतर अनुनाद होता है,जहाँ प्रत्येक नाइट्रोजन परमाणु से जुड़े दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच द्वि-आबंध बारी-बारी से बदलता रहता है। अनुनादी संकर $N-O$ आबंधों में आंशिक द्वि-आबंध गुण प्रदर्शित करता है।
113
Medium
$NO_2^-$ की लुईस संरचना बनाइए।

Solution

(N/A) नाइट्राइट आयन,$NO_2^-$ की लुईस संरचना बनाने के लिए निम्नलिखित चरणों का पालन करें:
$1$. कुल संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना करें: $N$ $(5)$ + $2 \times O$ $(6 \times 2 = 12)$ + $1$ (ऋण आवेश) = $18$ संयोजकता इलेक्ट्रॉन।
$2$. नाइट्रोजन परमाणु को केंद्र में रखें और दो ऑक्सीजन परमाणुओं को एकल बंध द्वारा जोड़ें।
$3$. ऑक्सीजन परमाणुओं के अष्टक को पूरा करने के लिए शेष इलेक्ट्रॉनों को वितरित करें।
$4$. चूंकि नाइट्रोजन का अष्टक पूर्ण नहीं है,इसलिए एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ द्वि-बंध बनाएं।
$5$. परिणामी संरचना अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करती है,जहाँ द्वि-बंध दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच बारी-बारी से बदलता रहता है।
सही लुईस अनुनाद संरचनाएं हैं:
$[O=N-O]^- \leftrightarrow [O-N=O]^-$
114
Advanced
अनुनाद संरचना (Resonance structure) क्या है? अनुनाद संरचनाओं की आवश्यकता क्यों होती है? एक उपयुक्त उदाहरण के साथ समझाइए।

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाएं: एक ही अणु या आयन की विभिन्न लुईस संरचनाओं को अनुनाद संरचनाएं कहा जाता है। अनुनाद की अवधारणा के अनुसार, जब भी कोई एक लुईस संरचना किसी अणु का सटीक वर्णन नहीं कर पाती है, तो उसे वर्णित करने के लिए एक से अधिक लुईस संरचनाओं का उपयोग किया जाता है, जिन्हें अनुनाद संरचनाएं कहा जाता है।
ओजोन $(O_3)$ की अनुनाद संरचना: अनुनाद संरचनाएं खींचने के लिए, परमाणुओं के नाभिक की स्थिति नहीं बदली जाती है। प्रत्येक अनुनाद संरचना में, आबंधी और अनाबंधी इलेक्ट्रॉनों की स्थिति बदलती है, लेकिन लुईस संरचना की पहचान अलग नहीं मानी जाती है। विभिन्न अनुनाद संरचनाओं को दोहरे सिर वाले तीर (double-headed arrow) द्वारा दर्शाया जाता है। सभी अनुनाद संरचनाओं की ऊर्जा समान होती है।
$O_3$ अणु की दो अनुनाद संरचनाएं $(I)$ और $(II)$ हैं, और $(III)$ अनुनाद संकर (resonance hybrid) है।
अनुनाद की सीमा: किसी भी व्यक्तिगत संरचना को "सही" संरचना के रूप में नहीं देखा जाता है। $O-O$ एकल आबंध की लंबाई $148 \ pm$ है और $O=O$ द्वि-आबंध की लंबाई $121 \ pm$ है। इस प्रकार, व्यक्तिगत एकल और द्वि-आबंध की लंबाई प्रयोगात्मक रूप से $O_3$ में मौजूद नहीं होती है।
इसलिए, $O_3$ की सही संरचना $(I)$ या $(II)$ नहीं है।
अनुनाद: सही संरचना अनुनाद संकर है। $O_3$ अणु में प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित ऑक्सीजन-ऑक्सीजन $(O-O)$ आबंध लंबाई समान है, जो $128 \ pm$ है। अतः, $(III)$ $O_3$ की वास्तविक या सटीक संरचना है जिसमें एकल और द्वि-आबंध स्थिर नहीं होते हैं। अनुनाद संरचनाएं आवश्यक हैं क्योंकि वे सही आणविक संरचना को निर्धारित करने में सुविधा प्रदान करती हैं जिसे एक अकेली लुईस संरचना नहीं दर्शा सकती है।
दृष्टिकोण: एक मानी गई संरचना सही आबंध लंबाई और आबंध ऊर्जा नहीं दे सकती है।
लाभ: यह सही संरचना की धारणा प्रदान करती है।
Solution diagram
115
Difficult
$O_3$ की अनुनाद संरचनाएं बनाएं और इसकी आवश्यकता, सीमाओं और लाभों की व्याख्या करें।

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाएं: एक ही अणु या आयन की विभिन्न लुईस संरचनाओं को अनुनाद संरचनाएं कहा जाता है। अनुनाद की अवधारणा के अनुसार, जब एक लुईस संरचना किसी अणु का सटीक वर्णन नहीं कर सकती है, तो एक से अधिक लुईस संरचनाओं (अनुनाद संरचनाओं) का उपयोग इसका वर्णन करने के लिए किया जाता है।
ओजोन $(O_3)$ की अनुनाद संरचनाएं: अनुनाद संरचनाएं खींचने के लिए, परमाणु के नाभिक की स्थिति नहीं बदलती है। प्रत्येक अनुनाद संरचना में, बंधन और गैर-बंधन इलेक्ट्रॉनों की स्थिति बदल जाती है, लेकिन लुईस संरचना अलग नहीं दिखती है। विभिन्न अनुनाद संरचनाओं को दोहरे सिर वाले तीर द्वारा दर्शाया जाता है। सभी अनुनाद संरचनाओं की ऊर्जा समान होती है।
$O_3$ अणु की दो अनुनाद संरचनाएं $(I)$ और $(II)$ हैं और $(III)$ अनुनाद संकर है।
अनुनाद की सीमाएं: कोई भी एक संरचना सही संरचना नहीं है। $O-O$ एकल बंधन की लंबाई $148 \ pm$ है और $O=O$ द्वि-बंधन की लंबाई $121 \ pm$ है। इस प्रकार, प्रयोगात्मक रूप से, $O_3$ में अलग-अलग एकल और द्वि-बंधन नहीं होते हैं।
$\therefore$ $O_3$ की सही संरचना केवल $(I)$ या $(II)$ नहीं है।
अनुनाद: सही संरचना अनुनाद संकर है। $O_3$ अणु में प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित ऑक्सीजन-ऑक्सीजन $(O-O)$ बंधन लंबाई समान $128 \ pm$ है। इसलिए, $(III)$ $O_3$ की वास्तविक या सटीक संरचना है जिसमें एकल और द्वि-बंधन स्थिर नहीं हैं। अनुनाद संरचनाएं आवश्यक हैं क्योंकि वे एक लुईस संरचना की तुलना में अधिक सटीक प्रतिनिधित्व प्रदान करती हैं।
आवश्यकता: एक एकल अनुमानित संरचना बंधन लंबाई और बंधन ऊर्जा का सही अनुमान नहीं लगा सकती है।
लाभ: यह सही आणविक संरचना का अनुमान प्रदान करता है।
116
Medium
$CO_{3}^{2-}$ आयन के संदर्भ में अनुनाद (Resonance) के महत्वपूर्ण पहलुओं को समझाइए।

Solution

(N/A) अनुनाद एक ऐसी घटना है जिसमें एक एकल लुईस संरचना किसी अणु या आयन के गुणों का पर्याप्त रूप से वर्णन नहीं कर सकती है। ऐसे मामलों में, इलेक्ट्रॉनिक वितरण का प्रतिनिधित्व करने के लिए कई विहित (canonical) संरचनाएं लिखी जाती हैं।
कार्बोनेट आयन $(CO_{3}^{2-})$ के लिए, केंद्रीय कार्बन परमाणु तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधा होता है। लुईस संरचना के अनुसार, इसमें एक द्वि-आबंध और दो एकल आबंध होते हैं।
हालाँकि, प्रयोगात्मक साक्ष्य दिखाते हैं कि $CO_{3}^{2-}$ आयन में सभी तीन $C-O$ आबंध लंबाई समान $(127 \ pm)$ हैं, जो $C-O$ एकल आबंध $(143 \ pm)$ और $C=O$ द्वि-आबंध $(121 \ pm)$ की लंबाई के बीच की है।
यह इंगित करता है कि वास्तविक संरचना तीन विहित रूपों ($I$, $II$, और $III$) का एक अनुनाद संकर (resonance hybrid) है, जहाँ द्वि-आबंध तीनों $C-O$ आबंधों पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है, जैसा कि अनुनाद संकर संरचना $(IV)$ में दिखाया गया है।
117
MediumMCQ
$CO_3^{2-}$ आयन के संदर्भ में अनुनाद (resonance) के महत्वपूर्ण पहलुओं को समझाइए।
A
अनुनाद संरचनाएं वास्तविक अणुओं का प्रतिनिधित्व करती हैं।
B
अनुनाद संरचनाओं में नाभिक की स्थिति अलग-अलग होती है।
C
अनुनाद संरचनाओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है।
D
अनुनाद संरचनाओं की ऊर्जा अलग-अलग होती है।

Solution

(C) $CO_3^{2-}$ आयन अनुनाद प्रदर्शित करता है, जहाँ वास्तविक संरचना तीन विहित (canonical) रूपों का एक अनुनाद संकर (resonance hybrid) है。
$1$. सभी अनुनाद संरचनाओं में नाभिक की स्थिति समान रहती है।
$2$. सभी अनुनाद संरचनाओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान रहती है।
$3$. अनुनाद संकर किसी भी व्यक्तिगत विहित रूप की तुलना में अधिक स्थिर होता है।
$4$. अनुनाद के कारण $CO_3^{2-}$ आयन में $C-O$ बंध लंबाई समान होती है, जिसे $127 \text{ pm}$ मापा गया है।
118
Medium
$H_3PO_3$ को नीचे दी गई संरचनाओं $(1)$ और $(2)$ द्वारा दर्शाया जा सकता है। क्या इन दो संरचनाओं को $H_3PO_3$ का प्रतिनिधित्व करने वाले अनुनाद संकर (resonance hybrid) के विहित रूपों (canonical forms) के रूप में लिया जा सकता है? यदि नहीं,तो इसका कारण बताइए।
Question diagram

Solution

(N/A) नहीं,इन दो संरचनाओं को अनुनाद संकर के विहित रूपों के रूप में नहीं लिया जा सकता है।
अनुनाद में,सभी विहित संरचनाओं में परमाणु के नाभिक की स्थिति समान रहनी चाहिए।
दी गई संरचनाओं $(1)$ और $(2)$ में,हाइड्रोजन परमाणु $(H)$ की स्थिति अलग है (विभिन्न ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ा है),जो नाभिक की स्थिति में परिवर्तन का संकेत देता है।
इसलिए,ये अनुनाद संरचनाएं नहीं हैं बल्कि $H_3PO_3$ के विभिन्न समावयवी (tautomers) हैं।
119
Medium
अनुनाद संरचनाएं (resonance structures) लिखते समय किन बातों का ध्यान रखना चाहिए?

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाएं उन अणुओं या आयनों के लिए संभव हैं जिनमें दो या दो से अधिक परमाणु बहु-आबंधों (द्वि-आबंध या त्रि-आबंध) द्वारा जुड़े होते हैं या परमाणुओं पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) होते हैं।
प्रत्येक अनुनाद संरचना एक मान्य $Lewis$ संरचना होनी चाहिए। अणु या आयन में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या सभी अनुनाद संरचनाओं के लिए समान रहती है।
अनुनाद संरचनाओं में,परमाणु नाभिकों की स्थिति स्थिर रहती है। केवल द्वि-आबंधों,एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों और औपचारिक आवेशों ($+$ या $-$) की स्थिति बदलती है।
अनुनाद संरचनाओं के बीच एक द्वि-मार्गी तीर $\leftrightarrow$ लगाया जाता है,जो यह दर्शाता है कि वे अनुनादी संरचनाएं हैं।
120
MediumMCQ
अनुनाद (resonance) संरचनाओं के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है?
A
कैनोनिकल रूपों का वास्तविक अस्तित्व होता है।
B
अणु समय के एक निश्चित अंश के लिए एक कैनोनिकल रूप में मौजूद होता है।
C
कैनोनिकल रूपों के बीच एक संतुलन होता है।
D
अणु की एक एकल संरचना होती है जो कैनोनिकल रूपों का अनुनाद संकर (resonance hybrid) होती है।

Solution

(D) कैनोनिकल रूपों (या योगदान देने वाली संरचनाओं) का कोई वास्तविक अस्तित्व नहीं होता है।
अणु समय के किसी निश्चित अंश के लिए एक कैनोनिकल रूप में मौजूद नहीं होता है।
कैनोनिकल रूपों के बीच कोई ऐसा संतुलन नहीं होता है जैसा कि टॉटोमेरिज्म में टॉटोमेरिक रूपों के बीच होता है।
अणु की एक एकल संरचना होती है जो कैनोनिकल रूपों का अनुनाद संकर होती है और जिसे एक एकल $Lewis$ संरचना द्वारा नहीं दर्शाया जा सकता है।
121
Medium
$CO_3^{2-}$ और $HCO_3^{-}$ की अनुनाद संरचनाएं लिखिए।

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाएं आयन के भीतर इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण का प्रतिनिधित्व करती हैं।
$(a)$ कार्बोनेट आयन $(CO_3^{2-})$ के लिए,तीन समान अनुनाद संरचनाएं होती हैं जहाँ द्वि-आबंध तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच साझा होता है।
$(b)$ बाइकार्बोनेट आयन $(HCO_3^{-})$ के लिए,दो अनुनाद संरचनाएं होती हैं जहाँ द्वि-आबंध कार्बन और दो गैर-प्रोटॉनित ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच साझा होता है।
122
Difficult
उपयुक्त उदाहरण के साथ समझाइए कि किसी अणु की अनुनाद संरचनाएं उसकी वास्तविक संरचना का प्रतिनिधित्व नहीं करती हैं और वे काल्पनिक होती हैं।

Solution

(N/A) ऐसे कई कार्बनिक अणु हैं जिनके व्यवहार को एक एकल लुईस संरचना द्वारा नहीं समझाया जा सकता है। इसका एक उदाहरण बेंजीन है। इसकी चक्रीय संरचना जिसमें एकांतर $C-C$ एकल और $C=C$ द्वि-आबंध होते हैं, इसके विशिष्ट गुणों को समझाने के लिए अपर्याप्त है।
उपरोक्त निरूपण के अनुसार, $C-C$ एकल और $C=C$ द्वि-आबंधों के कारण बेंजीन में दो अलग-अलग आबंध लंबाई होनी चाहिए। प्रयोगात्मक रूप से $X$-रे विवर्तन द्वारा, यह पाया गया है कि बेंजीन में सभी $C-C$ आबंध लंबाई $139 \ pm$ है।
हालाँकि, प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करने पर, बेंजीन में $139 \ pm$ की समान $C-C$ आबंध दूरी होती है, जो $C-C$ एकल $(154 \ pm)$ और $C=C$ द्वि-आबंध $(134 \ pm)$ के बीच का मान है। इस प्रकार, बेंजीन की संरचना को एक एकल केकुले संरचना द्वारा पर्याप्त रूप से निरूपित नहीं किया जा सकता है। बेंजीन को ऊर्जा की दृष्टि से समान संरचनाओं $(I)$ और $(II)$ द्वारा समान रूप से निरूपित किया जा सकता है।
इसलिए, अनुनाद सिद्धांत के अनुसार, बेंजीन की वास्तविक संरचना को इनमें से किसी भी संरचना द्वारा पर्याप्त रूप से निरूपित नहीं किया जा सकता है; बल्कि, यह दो संरचनाओं $(I)$ और $(II)$ का एक संकर है, जिन्हें अनुनाद संरचनाएं कहा जाता है, जैसा कि चित्र $(III)$ में दिखाया गया है।
अनुनाद संरचनाएं (विहित संरचनाएं या योगदान देने वाली संरचनाएं) काल्पनिक होती हैं और व्यक्तिगत रूप से किसी वास्तविक अणु का प्रतिनिधित्व नहीं करती हैं। वे अपनी स्थिरता के अनुपात में वास्तविक संरचना में योगदान करती हैं।
Solution diagram
123
Medium
नाइट्रोमीथेन की अनुनाद संरचनाएँ दीजिए और इसकी वास्तविक संरचना की व्याख्या कीजिए।

Solution

(N/A) नाइट्रोमीथेन $(CH_{3}NO_{2})$ को दो लुईस संरचनाओं,$(I)$ और $(II)$ द्वारा दर्शाया जा सकता है,जो इसकी अनुनाद संरचनाएँ हैं:
$H_{3}C-N^{+}(=O)-O^{-} \longleftrightarrow H_{3}C-N^{+}(O^{-})=O$
इन व्यक्तिगत लुईस संरचनाओं में,दो अलग-अलग प्रकार के $N-O$ बंध दिखाई देते हैं: एक एकल बंध और एक द्वि-बंध।
हालाँकि,प्रायोगिक साक्ष्य बताते हैं कि नाइट्रोमीथेन में दोनों $N-O$ बंधों की लंबाई समान होती है,जो $N-O$ एकल बंध और $N=O$ द्वि-बंध के बीच की होती है।
इसलिए,नाइट्रोमीथेन की वास्तविक संरचना दो विहित रूपों $(I)$ और $(II)$ का एक अनुनाद संकर (resonance hybrid) है।
124
Medium
अनुनाद ऊर्जा (Resonance energy) क्या है? इसके मान के बारे में लिखिए।

Solution

(N/A) अणु की वास्तविक संरचना (अनुनाद संकर) की ऊर्जा किसी भी विहित (canonical) संरचनाओं की तुलना में कम होती है। वास्तविक संरचना और सबसे कम ऊर्जा वाली अनुनाद संरचना के बीच ऊर्जा के अंतर को अनुनाद स्थिरीकरण ऊर्जा या केवल अनुनाद ऊर्जा कहा जाता है।
अनुनाद ऊर्जा का मान: महत्वपूर्ण योगदान देने वाली संरचनाओं की संख्या जितनी अधिक होगी,अनुनाद ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। अनुनाद ऊर्जा $\propto$ $\text{अनुनाद संरचनाओं की संख्या}$। यह विशेष रूप से तब महत्वपूर्ण होता है जब योगदान देने वाली संरचनाएं ऊर्जा में समान होती हैं।
125
Easy
अनुनाद संरचनाएं लिखने के नियम दीजिए।

Solution

(N/A) $(i)$ अनुनाद संरचनाओं में नाभिक की स्थिति समान होनी चाहिए,अर्थात परमाणुओं का ढांचा स्थिर रहता है।
$(ii)$ अनुनाद संरचनाओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होनी चाहिए।
$(iii)$ अनुनाद संरचनाओं में से,वह संरचना जिसमें सहसंयोजक बंधों की संख्या अधिक हो,सभी परमाणुओं का अष्टक पूर्ण हो,विपरीत आवेशों का पृथक्करण कम हो और आवेश का वितरण अधिक हो,वह अन्य की तुलना में अधिक स्थिर होती है।
126
Medium
विभिन्न अनुनाद संरचनाओं की सापेक्ष स्थिरता निर्धारित करने के नियम लिखिए।

Solution

(N/A) $(i)$ अनुनाद संरचनाओं में,वह संरचना अधिक स्थिर होती है जिसमें सहसंयोजक बंधों की संख्या अधिक होती है और सभी परमाणुओं का अष्टक पूर्ण होता है (हाइड्रोजन को छोड़कर,जिसका द्विक पूर्ण होता है)।
$(ii)$ अनुनाद संरचनाओं में,विपरीत आवेशों का पृथक्करण जितना कम होता है,संरचना उतनी ही अधिक स्थिर होती है।
$(iii)$ अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर ऋण आवेश और अधिक विद्युत धनात्मक परमाणु पर धन आवेश अधिक स्थिरता प्रदान करते हैं।
$(iv)$ जिन अनुनाद संरचनाओं में आवेश का वितरण अधिक होता है,वे अन्य की तुलना में अधिक स्थिर होती हैं।
127
Medium
$(i)$ निम्नलिखित युग्मों के लिए कम स्थिर अनुनाद संरचना की पहचान करें और $(ii)$ इसका कारण बताएं।
Question diagram

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाओं की स्थिरता सहसंयोजक बंधों की संख्या,आवेश पृथक्करण और आवेश वहन करने वाले परमाणुओं की विद्युत ऋणात्मकता जैसे कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है।
$(a)$ संरचना $(II)$ कम स्थिर है क्योंकि इसमें आवेश पृथक्करण है,जबकि संरचना $(I)$ एक तटस्थ अणु है।
$(b)$ संरचना $(I)$ कम स्थिर है क्योंकि इसमें आवेश पृथक्करण है,जबकि संरचना $(II)$ एक तटस्थ अणु है।
$(c)$ संरचनाएं $(I)$ और $(II)$ समान रूप से स्थिर हैं क्योंकि वे समतुल्य अनुनाद संरचनाएं हैं (दोनों कार्बोक्सिलेट आयन हैं)।
$(d)$ संरचना $(I)$ कम स्थिर है क्योंकि इसमें आवेश पृथक्करण है,जबकि संरचना $(II)$ एक तटस्थ बेंजीन अणु है।
$(e)$ संरचना $(II)$ कम स्थिर है क्योंकि इसमें आवेश पृथक्करण है,जबकि संरचना $(I)$ एक तटस्थ अणु है।
128
Difficult
नाइट्रोजन के ऑक्साइडों की लुईस बिंदु अनुनाद संरचनाएं प्रदान करें और उनके आकार तथा बंध प्राचलों के बारे में जानकारी दें।

Solution

(N/A) नाइट्रोजन के ऑक्साइड विभिन्न अनुनाद संरचनाएं और ज्यामिति प्रदर्शित करते हैं। निम्नलिखित तालिका उनकी संरचनाओं और बंध प्राचलों का सारांश देती है:
क्रमआणविक सूत्रअनुनाद संरचनाएंबंध प्राचल
$(1)$$N_2O$$:N=N=\ddot{O}: \leftrightarrow :N \equiv N-\ddot{O}:$$N-N=113 \ pm, N-O=119 \ pm$,रेखीय
$(2)$$NO$$:N=\ddot{O}: \leftrightarrow :N=\ddot{O}:$$N-O=115 \ pm$,रेखीय
$(3)$$N_2O_3$$O_2N-NO_2$ अनुनाद रूपसमतलीय,$N-N=186 \ pm, N-O=121 \ pm$
$(4)$$NO_2$$O=N-O \leftrightarrow O-N=O$कोणीय,$N-O=120 \ pm, \angle ONO=134^\circ$
$(5)$$N_2O_4$$O_2N-NO_2$ अनुनाद रूपसमतलीय,$N-N=175 \ pm, N-O=121 \ pm$
$(6)$$N_2O_5$$O_2N-O-NO_2$ अनुनाद रूपसमतलीय,$N-O=119 \ pm, 151 \ pm, \angle NON=112^\circ$
129
EasyMCQ
$N_2O$ की अनुनाद संरचनाएं और आकार क्या हैं?
A
रैखिक,$N \equiv N^+-O^-$ और $N^-=N^+=O$
B
कोणीय,$N \equiv N^+-O^-$ और $N^-=N^+=O$
C
रैखिक,$N=N=O$ और $N-N \equiv O$
D
कोणीय,$N=N=O$ और $N-N \equiv O$

Solution

(A) $N_2O$ (नाइट्रस ऑक्साइड) अणु $180^{\circ}$ के बंध कोण के साथ एक रैखिक अणु है।
इसकी अनुनाद संरचनाओं को $[:N \equiv N^+ - O^- \leftrightarrow :N^- = N^+ = O]$ के रूप में दर्शाया जाता है।
केंद्रीय नाइट्रोजन परमाणु $sp$ संकरित होता है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी ज्यामिति रैखिक होती है।
130
Easy
$(i)$ $N_2O_3$ की अनुनाद संरचनाएं बनाइए और इसकी आकृति बताइए।
$(ii)$ इसमें बंध कोण और बंध लंबाई दर्शाइए।

Solution

(N/A) $(i)$ $N_2O_3$ (डाइनाइट्रोजन ट्राइऑक्साइड) गैसीय अवस्था में एक समतलीय अणु के रूप में मौजूद होता है। इसकी अनुनाद संरचनाओं में $N-N$ बंध और $N-O$ बंधों के बीच इलेक्ट्रॉनों का विस्थानीकरण शामिल है।
इसकी संरचना समतलीय है,जिसमें $N-N$ बंध लंबाई लगभग $186 \text{ pm}$ है। टर्मिनल $N-O$ बंध लंबाई $114 \text{ pm}$ (द्वि-बंध लक्षण) और ब्रिजिंग $N-O$ बंध लंबाई $121 \text{ pm}$ (एकल-बंध लक्षण) है।
$(ii)$ बंध कोण $\angle O-N-N$ लगभग $105^{\circ}$ है और $\angle N-N-O$ लगभग $117^{\circ}$ है।
131
EasyMCQ
$NO$ की अनुनाद संरचनाएं बनाइए और इसकी आकृति बताइए।
A
रेखीय,$1$ अनुनाद संरचना
B
रेखीय,$2$ अनुनाद संरचनाएं
C
कोणीय,$2$ अनुनाद संरचनाएं
D
रेखीय,$3$ अनुनाद संरचनाएं

Solution

(B) $NO$ अणु में $11$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं (विषम-इलेक्ट्रॉन अणु)।
यह एक मुक्त मूलक के रूप में मौजूद होता है।
विषम इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति के कारण,इसमें $NO_2$ या $NO_3^-$ जैसी पूर्ण अनुनाद संरचनाएं नहीं होती हैं।
हालाँकि,इसे दो मुख्य अनुनाद संरचनाओं द्वारा दर्शाया जाता है जहाँ विषम इलेक्ट्रॉन या तो $N$ या $O$ परमाणु पर स्थित होता है।
चूंकि यह एक द्वि-परमाणुक अणु है,इसलिए इसकी आकृति रेखीय होती है।
132
MediumMCQ
$\text{NO}_2$ की अनुनाद संरचनाएँ बनाइए, इसकी आकृति बताइए और बंध कोण तथा बंध लंबाई दर्शाइए।
A
बेंट (कोणीय) आकृति, $134^{\circ}$, $119 \text{ pm}$
B
रेखीय आकृति, $180^{\circ}$, $120 \text{ pm}$
C
त्रिकोणीय समतलीय, $120^{\circ}$, $125 \text{ pm}$
D
पिरामिडल, $107^{\circ}$, $115 \text{ pm}$

Solution

(A) $\text{NO}_2$ अणु में संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या विषम ($5 + 6 + 6 = 17$ इलेक्ट्रॉन) होती है।
यह दो संरचनाओं के अनुनाद संकर के रूप में मौजूद होता है जिसमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नाइट्रोजन परमाणु पर होता है।
नाइट्रोजन परमाणु पर एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति के कारण $\text{NO}_2$ की आकृति बेंट (कोणीय) होती है।
$O-N-O$ बंध कोण लगभग $134^{\circ}$ होता है।
$N-O$ बंध लंबाई लगभग $119 \text{ pm}$ होती है।
133
Easy
$N_2O_4$ की अनुनाद संरचनाएं बनाइए,इसकी आकृति बताइए और बंध कोण तथा बंध लंबाई को इंगित कीजिए।

Solution

(N/A) $N_2O_4$ (डाइनाइट्रोजन टेट्रॉक्साइड) अणु $D_{2h}$ सममिति के साथ समतलीय है।
इसकी अनुनाद संरचनाओं में $N-N$ बंध और $N-O$ बंधों पर इलेक्ट्रॉनों का विस्थानीकरण शामिल है।
अनुनाद संकर में,$N-N$ बंध की लंबाई लगभग $1.75 \ \mathring{A}$ है और $N-O$ बंध की लंबाई लगभग $1.19 \ \mathring{A}$ है।
बंध कोण $\angle O-N-O$ लगभग $135^{\circ}$ है और $\angle N-N-O$ लगभग $112.5^{\circ}$ है।
अणु समतलीय है,जिसका अर्थ है कि सभी परमाणु एक ही तल में स्थित हैं।
134
Easy
$N_2O_5$ की अनुनाद संरचनाएं बनाइए,इसका आकार बताइए,और बंध कोण तथा बंध लंबाई इंगित कीजिए।

Solution

(N/A) $N_2O_5$ (डाइनाइट्रोजन पेंटोक्साइड) गैसीय अवस्था में $O_2N-O-NO_2$ संरचना के साथ एक सहसंयोजक अणु के रूप में मौजूद होता है।
इसका आकार $C_{2v}$ सममिति के साथ समतलीय है।
केंद्रीय $N-O-N$ बंध कोण लगभग $112^{\circ}$ है।
टर्मिनल $N=O$ बंध (लगभग $1.19 \ \mathring{A}$) ब्रिजिंग ऑक्सीजन से जुड़े $N-O$ बंधों (लगभग $1.35 \ \mathring{A}$) की तुलना में छोटे होते हैं।
अनुनाद संरचनाओं में $O-N-O$ ढांचे में $\pi$-इलेक्ट्रॉनों का विस्थानीकरण शामिल है,जिसके परिणामस्वरूप $N-O$ बंधों में आंशिक द्वि-बंध गुण उत्पन्न होता है।
135
EasyMCQ
ओजोन $(O_3)$ अणु में $O-O$ बंध लंबाई कितनी है ($pm$ में)?
A
$110$
B
$128$
C
$148$
D
$154$

Solution

(B) ओजोन $(O_3)$ अणु की संरचना कोणीय (bent) होती है और इसमें दो अनुनादी संरचनाओं के बीच अनुनाद पाया जाता है।
अनुनाद के कारण, $O-O$ बंध लंबाई एकल बंध $(148 \ pm)$ और द्वि-बंध $(121 \ pm)$ के बीच की होती है।
ओजोन में दोनों $O-O$ बंधों की प्रायोगिक रूप से निर्धारित बंध लंबाई $128 \ pm$ है।
136
Easy
$CO_2$ की अनुनाद संरचनाएँ बनाइए।

Solution

$CO_2$ की अनुनाद संरचनाओं में कार्बन और ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म और पाई इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल है। इसकी तीन अनुनाद संरचनाएँ इस प्रकार हैं:
$: \ddot{O}^{\ominus}-C \equiv O:^{+} \leftrightarrow :\ddot{O}=C=\ddot{O}: \leftrightarrow :^{+}O \equiv C-\ddot{O}^{\ominus}:$
137
Medium
समझाइए कि $CO_3^{2-}$ आयन को एक एकल लुईस संरचना द्वारा क्यों नहीं दर्शाया जा सकता है? इसे सबसे अच्छी तरह से कैसे दर्शाया जा सकता है?

Solution

(N/A) $CO_3^{2-}$ आयन की एक एकल लुईस संरचना इस आयन के सभी गुणों की व्याख्या नहीं कर सकती है।
यदि इसे केवल एक संरचना द्वारा दर्शाया जाता,तो इसमें दो प्रकार के बंध होने चाहिए थे,अर्थात,एक $C=O$ द्वि-बंध और दो $C-O$ एकल-बंध। हालाँकि,प्रायोगिक प्रमाण यह दर्शाते हैं कि तीनों $C-O$ बंध लंबाई और बंध सामर्थ्य में समान हैं।
इसलिए,इसे नीचे दी गई तीन विहित संरचनाओं के अनुनाद संकर (resonance hybrid) के रूप में सबसे अच्छी तरह से दर्शाया जा सकता है:
$(i)$ $\leftrightarrow$ (ii) $\leftrightarrow$ (iii) $\equiv$ अनुनाद संकर
138
Medium
$(A)$ ओजोन अणु $(O_3)$ और $(B)$ नाइट्रेट आयन $(NO_3^-)$ की अनुनादी संरचनाएं बनाइए।

Solution

(N/A) ओजोन अणु $(O_3)$ की अनुनादी संरचनाओं में $\pi$ इलेक्ट्रॉनों का विस्थानीकरण होता है। इसकी दो मुख्य संरचनाएं इस प्रकार हैं:
$O=O-O \leftrightarrow O-O=O$
$(B)$ नाइट्रेट आयन $(NO_3^-)$ की अनुनादी संरचनाओं में द्वि-आबंध का तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच विस्थानीकरण होता है। इसकी तीन मुख्य संरचनाएं इस प्रकार हैं:
$[O-N(=O)-O]^- \leftrightarrow [O=N(-O)-O]^- \leftrightarrow [O-N(-O)=O]^-$
139
Medium
कार्बोनेट आयन $(CO_3^{2-})$ में सभी $C-O$ बंधों की लंबाई समान होती है। व्याख्या कीजिए।

Solution

(N/A) कार्बोनेट आयन $(CO_3^{2-})$ की ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय (trigonal planar) होती है।
अनुनाद (resonance) की अवधारणा के अनुसार, कार्बोनेट आयन की वास्तविक संरचना तीन विहित (canonical) संरचनाओं का अनुनाद संकर (resonance hybrid) होती है।
इन संरचनाओं में, द्वि-आबंध तीनों $C-O$ बंधों पर विस्थानीकृत (delocalized) रहता है।
परिणामस्वरूप, प्रत्येक $C-O$ बंध में आंशिक द्वि-आबंध गुण आ जाता है, जिससे तीनों $C-O$ बंधों की लंबाई समान (लगभग $128 \text{ pm}$) हो जाती है।
140
Medium
निम्नलिखित में से किसके लिए अनुनाद (resonance) संरचनाएं खींची जा सकती हैं? क्यों?
$CO_2, NO_2, O_3, O_2, CH_4$

Solution

(N/A) $CO_2, NO_2,$ और $O_3$ के लिए अनुनाद संरचनाएं खींची जा सकती हैं।
अनुनाद उन अणुओं में होता है जहाँ संयुग्मित द्वि-बंध (conjugated double bonds) की प्रणाली होती है या जहाँ केंद्रीय परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है,जो $\pi$ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण (delocalization) को संभव बनाता है।
$CO_2, NO_2,$ और $O_3$ में बहु-बंध और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की उपस्थिति इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण की अनुमति देती है,जिससे विभिन्न अनुनादी संरचनाएं बनती हैं।
$O_2$ और $CH_4$ में अनुनाद नहीं होता है क्योंकि $O_2$ एक समनाभिकीय द्वि-परमाणुक अणु है जिसमें केवल एक साधारण द्वि-बंध है,और $CH_4$ में केवल एकल बंध हैं तथा केंद्रीय कार्बन परमाणु पर कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं है।
141
Medium
किन परिस्थितियों में अनुनाद (Resonance) संरचनाएं बनाई जा सकती हैं?

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाएं निम्नलिखित परिस्थितियों में बनाई जा सकती हैं:
$(i)$ जब अणु में एकांतर बहु-बंध (conjugation) मौजूद हों।
$(ii)$ जब द्वि-बंध में शामिल किसी परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) मौजूद हो।
142
Medium
अनुनाद संरचनाएं बनाते समय किन बातों का ध्यान रखना चाहिए?

Solution

(N/A) $(i)$ सभी अनुनाद संरचनाओं में परमाणु नाभिकों की स्थिति स्थिर रहनी चाहिए।
$(ii)$ केवल $p$ या $\pi$ इलेक्ट्रॉनों की स्थिति को स्थानांतरित किया जाना चाहिए।
$(iii)$ यदि संभव हो,तो अधिक ऋणविद्युती परमाणुओं पर इलेक्ट्रॉन युग्म रखें ताकि उन्हें ऋणात्मक बनाया जा सके,और यह सुनिश्चित करें कि सभी संरचनाओं में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान रहे।
143
Medium
निम्नलिखित के विभिन्न अनुनाद (resonance) संरचनाएँ बनाइए:
$(a)$ $CH_3COO^{-}$
$(b)$ $CH_2=CH-CHO$
$(c)$ एनिलीन $(C_6H_5NH_2)$
$(d)$ $C_6H_5NO_2$
$(e)$ फिनोल

Solution

(N/A) अनुनाद संरचनाएँ अणु के भीतर $\pi$-इलेक्ट्रॉनों या एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) के विस्थानीकरण को दर्शाती हैं।
$(a)$ $CH_3COO^-$: ऋण आवेश दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच विस्थानीकृत होता है,जिससे दो समान अनुनाद संरचनाएँ प्राप्त होती हैं।
$(b)$ $CH_2=CH-CHO$: $\pi$-इलेक्ट्रॉन अधिक विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणु की ओर विस्थानीकृत होते हैं,जिससे ध्रुवीय अनुनाद संरचनाएँ बनती हैं।
$(c)$ एनिलीन $(C_6H_5NH_2)$: नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के साथ अनुनाद में भाग लेता है,जिससे ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ जाता है।
$(d)$ $C_6H_5NO_2$: नाइट्रो समूह इलेक्ट्रॉन-आकर्षक होता है,जो बेंजीन वलय से $\pi$-इलेक्ट्रॉनों को नाइट्रोजन परमाणु की ओर खींचता है,जिससे ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है।
$(e)$ फिनोल: $-OH$ समूह के ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय में विस्थानीकृत हो जाता है,जो वलय को इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन के लिए सक्रिय करता है।
144
EasyMCQ
अनुनाद (resonance) संरचनाओं की विशेषता क्या है?
A
परमाणु नाभिकों की स्थिति अलग-अलग होती है।
B
अकेले इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) की संख्या अलग होती है।
C
परमाणु नाभिकों की स्थिति समान होती है और अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान रहती है।
D
इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या बदल जाती है।

Solution

(C) $(i)$ सभी अनुनाद संरचनाओं में परमाणु नाभिकों की स्थिति समान रहती है।
(ii) इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या समान रहती है।
(iii) केवल $\pi$ इलेक्ट्रॉन या लोन पेयर इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित होते हैं और अपनी स्थिति बदलते हैं।
145
Medium
अनुनाद ऊर्जा (Resonance energy) क्या है?

Solution

(N/A) अनुनाद ऊर्जा को स्थिरीकरण ऊर्जा (stabilisation energy) के रूप में भी जाना जाता है। वास्तविक संरचना और सबसे कम ऊर्जा वाली अनुनाद संरचना के बीच ऊर्जा के अंतर को अनुनाद ऊर्जा कहा जाता है।
146
Easy
नाइट्रोमीथेन की अनुनाद ऊर्जा का मान किस समीकरण द्वारा दर्शाया जाता है?

Solution

(A) अनुनाद ऊर्जा को सबसे स्थिर अनुनाद संरचना की स्थितिज ऊर्जा और अनुनाद संकर संरचना की वास्तविक स्थितिज ऊर्जा के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$\text{अनुनाद ऊर्जा} = \text{सबसे स्थिर अनुनाद संरचना की स्थितिज ऊर्जा} - \text{अनुनाद संकर संरचना की स्थितिज ऊर्जा}$
147
EasyMCQ
$CH_3CH_2COO^{-}$ और $CH_3COOH$ की अनुनाद संरचनाओं के बीच क्या अंतर है?
A
$CH_3CH_2COO^{-}$ की अनुनाद संरचनाओं में आवेश पृथक्करण शामिल है,जबकि $CH_3COOH$ में नहीं।
B
$CH_3CH_2COO^{-}$ की अनुनाद संरचनाएं समतुल्य (equivalent) हैं,जबकि $CH_3COOH$ की संरचनाएं गैर-समतुल्य (non-equivalent) हैं।
C
$CH_3CH_2COO^{-}$ की अनुनाद संरचनाएं गैर-समतुल्य हैं,जबकि $CH_3COOH$ की संरचनाएं समतुल्य हैं।
D
इन दोनों प्रजातियों के लिए अनुनाद संरचनाओं की प्रकृति में कोई अंतर नहीं है।

Solution

(B) कार्बोक्सिलेट आयन $(CH_3CH_2COO^{-})$ की अनुनाद संरचनाएं समतुल्य (equivalent) होती हैं क्योंकि ऋण आवेश दो ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है,जिससे दोनों अनुनाद संरचनाएं ऊर्जा और स्थिरता में समान रहती हैं।
इसके विपरीत,कार्बोक्सिलिक एसिड $(CH_3COOH)$ की अनुनाद संरचनाएं गैर-समतुल्य (non-equivalent) होती हैं क्योंकि एक संरचना तटस्थ होती है जबकि दूसरी में आवेश पृथक्करण (ऑक्सीजन पर धनात्मक और ऋणात्मक आवेश) होता है,जो दूसरी संरचना को काफी कम स्थिर बनाता है।
148
Medium
बेंजीन में, दी गई दो अनुनाद संरचनाओं में से कोई भी एक संरचना सही क्यों नहीं है?

Solution

(N/A) प्रायोगिक रूप से, बेंजीन में $C-C$ बंध की लंबाई समान $139 \ pm$ होती है, जो $C-C$ एकल बंध $(154 \ pm)$ और $C=C$ द्विबंध $(134 \ pm)$ के बीच का मान है। इसलिए, इनके आधार पर, बेंजीन की वास्तविक संरचना में शुद्ध द्विबंध और एकल बंध नहीं होते हैं।
149
Medium
$CH_3 - \ddot{O} - CH_2^+$ के लिए संभावित अनुनाद संरचनाएं बनाएं और अनुमान लगाएं कि कौन सी संरचना अधिक स्थिर है। अपने उत्तर के लिए कारण दें।

Solution

(B) दिए गए कार्बोनियम आयन के लिए अनुनाद संरचनाएं इस प्रकार हैं:
$CH_3 - \ddot{O} - CH_2^+ \leftrightarrow CH_3 - O^+ = CH_2$
$(A) \leftrightarrow (B)$
निम्नलिखित कारणों से संरचना $(B)$,संरचना $(A)$ की तुलना में अधिक स्थिर है:
$A$. कम स्थिर $B$. अधिक स्थिर
धनात्मक आवेश कार्बन परमाणु पर है। धनात्मक आवेश ऑक्सीजन परमाणु पर है।
धनात्मक आवेशित कार्बन परमाणु का अष्टक अपूर्ण है। सभी परमाणुओं (कार्बन और ऑक्सीजन) के अष्टक पूर्ण हैं।

संरचना $(B)$ में,प्रत्येक परमाणु का अष्टक पूर्ण है,जो इसे संरचना $(A)$ की तुलना में अधिक स्थिर बनाता है,जहाँ कार्बन परमाणु का अष्टक अपूर्ण है।
150
Medium
निम्नलिखित में से कौन सी अनुनाद संरचना अधिक स्थिर है? अपने उत्तर की व्याख्या करें।
Question diagram

Solution

(A) दो अनुनाद संरचनाओं के बीच,संरचना $A$,संरचना $B$ की तुलना में अधिक स्थिर है।
संरचना $A$ में,धनात्मक आवेश प्राथमिक कार्बन परमाणु पर है,लेकिन यह एक एलीलिक कार्बोनियम आयन है,जो अनुनाद स्थिरीकरण की अनुमति देता है।
संरचना $B$ में,धनात्मक आवेश वलय के भीतर द्वितीयक कार्बन परमाणु पर है।
हालाँकि,स्थिरता के अंतर का मुख्य कारण यह है कि संरचना $A$ में एक एंडोसाइक्लिक द्वि-आबंध है,जो संरचना $B$ में मौजूद एक्सोसाइक्लिक द्वि-आबंध की तुलना में सामान्यतः अधिक स्थिर होता है क्योंकि इसमें वलय का तनाव कम होता है।

Chemical Bonding and Molecular Structure — Resonance · Frequently Asked Questions

1Are these Chemical Bonding and Molecular Structure questions useful for JEE and NEET?

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2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

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