VSEPR Theory Questions in Gujarati

(B) $1$. $SF_4$: સલ્ફર પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સંકરણ $sp^3d$ છે અને આકાર સી-સો $(III)$ છે.
$2$. $BrF_3$: બ્રોમિન પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સંકરણ $sp^3d$ છે અને આકાર બેન્ટ $T$-આકાર $(IV)$ છે.
$3$. $BrO_3^{-}$: બ્રોમિન પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $O$ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સંકરણ $sp^3$ છે અને આકાર પિરામિડલ $(II)$ છે.
$4$. $NH_4^{+}$: નાઇટ્રોજન પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $H$ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સંકરણ $sp^3$ છે અને આકાર સમચતુષ્ફલકીય $(I)$ છે.
આમ,સાચી જોડ $A-III, B-IV, C-II, D-I$ છે.

(C) અણુઓના આકાર $VSEPR$ સિદ્ધાંત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. $NH_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે ત્રિકોણીય પિરામિડલ આકાર આપે છે $(A-III)$.
$2$. $BrF_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ પાસે $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સ્ક્વેર પિરામિડલ આકાર આપે છે $(B-I)$.
$3$. $PCl_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ પાસે $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ આકાર આપે છે $(C-IV)$.
$4$. $CH_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $C$ પાસે $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સમચતુષ્ફલકીય આકાર આપે છે $(D-II)$.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-I, C-IV, D-II$ છે.

(C) બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક અણુના સંકરણ અને આણ્વિય ભૂમિતિનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $BF_3$: બોરોન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેની ભૂમિતિ ત્રિકોણીય સમતલીય છે. બંધકોણ $120^{\circ}$ છે.
$2$. $PF_3$: ફોસ્ફરસ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોવાથી તેની ભૂમિતિ ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે,બંધકોણ આશરે $97^{\circ}$ છે.
$3$. $ClF_3$: ક્લોરિન $sp^3d$ સંકરણ ધરાવે છે અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી તેની ભૂમિતિ $T$-આકારની છે. બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોના અપાકર્ષણને કારણે,બંધકોણ ઘટીને આશરે $87.5^{\circ}$ થાય છે.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $87.5^{\circ} (ClF_3) < 97^{\circ} (PF_3) < 120^{\circ} (BF_3)$.
તેથી,સાચો વધતો ક્રમ $ClF_3 < PF_3 < BF_3$ છે.

(D) $NH_3$: $sp^3$ સંકરણ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. તેનો આકાર ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ છે $(A-I)$.
$BrF_5$: $sp^3d^2$ સંકરણ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. તેનો આકાર સ્ક્વેર પિરામિડલ છે $(B-IV)$.
$XeF_4$: $sp^3d^2$ સંકરણ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. તેનો આકાર સ્ક્વેર પ્લેનર છે $(C-II)$.
$SF_6$: $sp^3d^2$ સંકરણ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. તેનો આકાર ઓક્ટાહેડ્રલ છે $(D-III)$.
તેથી,સાચી જોડ $A-I, B-IV, C-II, D-III$ છે.

(B) મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (V - N - C)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$N$ એ તેની સાથે જોડાયેલા એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,અને $C$ એ અણુ પરનો વીજભાર છે.
$1$. $BrF_5$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $5$ $F$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (7 - 5) = 1$.
$2$. $ClF_3$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $3$ $F$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (7 - 3) = 2$.
$3$. $XeF_4$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $4$ $F$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (8 - 4) = 2$.
$4$. $SF_4$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $4$ $F$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (6 - 4) = 1$.
આમ,$ClF_3$ અને $XeF_4$ ના મધ્યસ્થ પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુઓ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનો સરવાળો શોધવા માટે:
$1.$ $[TeBr_6]^{2-}$ માં: $Te$ (સમૂહ $16$) પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $-2$ વીજભાર સાથે,તેની પાસે $6 + 2 = 8$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $Br$ સાથે $6$ એકલ બંધ બનાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $(8 - 6) / 2 = 1$.
$2.$ $[BrF_2]^+$ માં: $Br$ (સમૂહ $17$) પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $+1$ વીજભાર સાથે,તેની પાસે $7 - 1 = 6$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ સાથે $2$ એકલ બંધ બનાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $(6 - 2) / 2 = 2$.
$3.$ $SNF_3$ માં: $S$ (સમૂહ $16$) એ $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતો મધ્યસ્થ પરમાણુ છે. તે $N$ સાથે ત્રિબંધ અને $F$ સાથે $3$ એકલ બંધ બનાવે છે. કુલ વપરાયેલ ઇલેક્ટ્રોન = $3 + 3 = 6$. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $(6 - 6) / 2 = 0$.
$4.$ $[XeF_3]^-$ માં: $Xe$ (સમૂહ $18$) પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $-1$ વીજભાર સાથે,તેની પાસે $8 + 1 = 9$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ સાથે $3$ એકલ બંધ બનાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $(9 - 3) / 2 = 3$.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનો સરવાળો = $1 + 2 + 0 + 3 = 6$.

(B) $BrF_5$ અણુ ચોરસ પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે જેમાં મધ્યસ્થ $Br$ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના પ્રબળ અપાકર્ષણને કારણે,વિષુવવૃત્તીય $F$ પરમાણુઓ નીચેની તરફ ધકેલાય છે.
પરિણામે,અક્ષીય $F$ અને વિષુવવૃત્તીય $F$ પરમાણુઓ વચ્ચેના બંધકોણ $90^{\circ}$ થી ઘટીને આશરે $84.8^{\circ}$ થાય છે.
તેથી,અણુમાં $90^{\circ}$ ના કોઈ $F-Br-F$ બંધકોણ હોતા નથી.

(D) આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક સ્પીસીઝ માટે સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા ગણીએ છીએ:
$1$. $SO_3$: મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ $3$ બંધકારક યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક યુગ્મ ધરાવે છે. તેનું સંકરણ $sp^2$ છે અને આકાર સમતલીય ત્રિકોણીય છે.
$2$. $BrF_3$: મધ્યસ્થ $Br$ પરમાણુ $3$ બંધકારક યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક યુગ્મ ધરાવે છે. તેનું સંકરણ $sp^3d$ છે અને આકાર $T$-આકારનો છે.
$3$. $SiO_3^{2-}$: મધ્યસ્થ $Si$ પરમાણુ $3$ બંધકારક યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક યુગ્મ ધરાવે છે. તેનું સંકરણ $sp^2$ છે અને આકાર સમતલીય ત્રિકોણીય છે.
$4$. $OSF_2$ (થાયોનાઈલ ફ્લોરાઈડ): મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ $3$ બંધકારક યુગ્મ ($O$ સાથે એક દ્વિબંધ અને $F$ સાથે બે એકલ બંધ) અને $1$ અબંધકારક યુગ્મ ધરાવે છે. કુલ સ્ટેરિક નંબર $4$ ($3$ બંધકારક + $1$ અબંધકારક) છે,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે. એક અબંધકારક યુગ્મની હાજરીને કારણે,તેનો આકાર પિરામિડલ છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $O$ પરમાણુઓ સાથે $2$ દ્વિબંધ અને $F$ પરમાણુઓ સાથે $2$ એકલ બંધ બનાવે છે,જેમાં $6$ ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે.
આથી $Xe$ પરમાણુ પર $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) બાકી રહે છે.
$Xe$ ની આસપાસ કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $4$ (બંધકારક) $+ 1$ (અબંધકારક) $= 5$ છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ સૂચવે છે.
એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વિષુવવૃત્તીય સ્થાન પર હોવાથી,અણુનો આકાર સી-સો (see-saw) બને છે.

(B) $XeF_2$: $2$ બંધકારક યુગ્મો અને $3$ અબંધકારક યુગ્મો,સ્ટેરિક નંબર $= 5$,$sp^3d$ સંકરણ,ભૂમિતિ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે. $(P-5)$
$XeF_4$: $4$ બંધકારક યુગ્મો અને $2$ અબંધકારક યુગ્મો,સ્ટેરિક નંબર $= 6$,$sp^3d^2$ સંકરણ,ભૂમિતિ સ્ક્વેર પ્લેનર છે. $(Q-3)$
$XeO_3$: $3$ બંધકારક યુગ્મો અને $1$ અબંધકારક યુગ્મ,સ્ટેરિક નંબર $= 4$,$sp^3$ સંકરણ,ભૂમિતિ પિરામિડલ છે. $(R-2)$
$XeO_3F_2$: $5$ બંધકારક યુગ્મો અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો,સ્ટેરિક નંબર $= 5$,$sp^3d$ સંકરણ,ભૂમિતિ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે. $(S-4)$
આમ,સાચી જોડ $P-5, Q-3, R-2, S-4$ છે.

(C) રેખીય ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $BeCl_2$: $sp$ સંકરણ,$0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,રેખીય.
$2$. $CO_2$: $sp$ સંકરણ,$0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,રેખીય.
$3$. $N_3^{-}$: $sp$ સંકરણ,$0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,રેખીય.
$4$. $XeF_2$: $sp^3d$ સંકરણ,$Xe$ પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,રેખીય.
$5$. $NO_2^{+}$: $sp$ સંકરણ,$0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,રેખીય.
$6$. $I_3^{-}$: $sp^3d$ સંકરણ,મધ્યસ્થ $I$ પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,રેખીય.
અન્ય અણુઓ:
- $SO_2$: બેન્ટ (કોણીય) ($sp^2$,$1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ).
- $NO_2$: બેન્ટ (કોણીય) ($sp^2$,$1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન).
- $F_2O$: બેન્ટ (કોણીય) ($sp^3$,$2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ).
- $O_3$: બેન્ટ (કોણીય) ($sp^2$,$1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ).
કુલ રેખીય અણુઓની સંખ્યા $6$ છે.

(A) ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યાની ગણતરી કરીએ છીએ:
$1$. $BrF_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $6$ ($sp^3d^2$ સંકરણ). $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,ભૂમિતિ ચોરસ પિરામિડલ છે.
$2$. $XeOF_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ અને $O$ સાથે $1$ દ્વિબંધ બનાવે છે. તે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $6$ ($sp^3d^2$ સંકરણ). $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,ભૂમિતિ ચોરસ પિરામિડલ છે.
$3$. $SbF_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Sb$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $5$ ($sp^3d$ સંકરણ). ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે.
$4$. $PCl_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $Cl$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $5$ ($sp^3d$ સંકરણ). ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે.
આમ,$BrF_5$ અને $XeOF_4$ ચોરસ પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(A) આપેલ છે કે $A$ એ સૌથી દુર્લભ,એકપરમાણ્વીય,બિન$-$રેડિયોએક્ટિવ $p-$બ્લોક તત્વ છે જે $AX_4Y$ પ્રકારનો અણુ બનાવે છે,તેથી તે $Xe$ છે.
આપેલ છે કે $A$ ની વિદ્યુતઋણતા $X$ અને $Y$ કરતા ઓછી છે,અને $X$ અને $Y$ તમામ તત્વોમાં અનુક્રમે સૌથી વધુ અને બીજી સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવે છે,તેથી $X$ અને $Y$ અનુક્રમે $F$ અને $O$ છે.
આમ,સંયોજન $XeOF_4$ છે.
$XeOF_4$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ અને $O$ પરમાણુ સાથે $1$ દ્વિબંધ બનાવે છે,જેમાં $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
સ્ટેરિક નંબર $5 + 1 = 6$ છે,જે અષ્ટફલકીય ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ સાથે $sp^3d^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,અણુનો આકાર ચોરસ પિરામિડલ છે.

(B) $ClF_3$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ એ $sp^3d$ સંકરણ અનુભવે છે.
બેન્ટના નિયમ અને $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$sp^3d$ સંકરણ ધરાવતા અણુઓમાં અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) $\ell p-bp$ અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સ્થાનો પર ગોઠવાય છે.
વિધાન $(I)$ સાચું છે કારણ કે તે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિમાં અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની ત્રણ શક્ય ગોઠવણીઓ દર્શાવે છે.
વિધાન $(II)$ ખોટું છે કારણ કે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે અક્ષીય સ્થાનો (જ્યાં બંધકોણ $90^\circ$ હોય છે) કરતા વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો (જ્યાં બંધકોણ $120^\circ$ હોય છે) ને વધુ પસંદ કરે છે. તેથી,વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતું બંધારણ સૌથી વધુ સ્થાયી હોય છે,અક્ષીય નહીં.

(B) મધ્યસ્થ પરમાણુ પર બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(BP)$ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(LP)$ ની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે:
$A. ICl_2^-$: આયોડિન $(I)$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $+ 1$ (ઋણ વીજભાર) $= 8$. તે $Cl$ સાથે $2$ એકલ બંધ બનાવે છે. $BP = 2$. બાકી રહેલા ઇલેક્ટ્રોન $= 8 - 2 = 6$,જેનો અર્થ છે $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ. $LP = 3$. ગુણોત્તર $2:3$ ($III$ સાથે બંધબેસે છે).
$B. H_2O$: ઓક્સિજન $(O)$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $H$ સાથે $2$ એકલ બંધ બનાવે છે. $BP = 2$. બાકી રહેલા ઇલેક્ટ્રોન $= 6 - 2 = 4$,જેનો અર્થ છે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ. $LP = 2$. ગુણોત્તર $2:2$ ($IV$ સાથે બંધબેસે છે).
$C. SO_2$: સલ્ફર $(S)$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $O$ સાથે $2$ દ્વિબંધ બનાવે છે. બંધમાં કુલ ભાગીદારી પામેલા ઇલેક્ટ્રોન $= 4$. $BP = 4$. બાકી રહેલા ઇલેક્ટ્રોન $= 6 - 4 = 2$,જેનો અર્થ છે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ. $LP = 1$. ગુણોત્તર $4:1$ ($II$ સાથે બંધબેસે છે).
$D. XeF_4$: ઝેનોન $(Xe)$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ સાથે $4$ એકલ બંધ બનાવે છે. $BP = 4$. બાકી રહેલા ઇલેક્ટ્રોન $= 8 - 4 = 4$,જેનો અર્થ છે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ. $LP = 2$. ગુણોત્તર $4:2$ ($I$ સાથે બંધબેસે છે).
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-IV, C-II, D-I$ છે.

(C) ચાલો દરેક સ્પીસીઝના આકારનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(a)$ $ClF_3$ એ $T$-આકારનું (સમતલીય) છે અને $ClF_4^{-}$ એ સમચોરસ સમતલીય (સમતલીય) છે. સમતલીયતામાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
$(b)$ $NH_2^{-}$ એ $V$-આકારનું (સમતલીય) છે અને $NH_4^{+}$ એ સમચતુષ્ફલકીય (અસમતલીય) છે. આમ,તે સમતલીયમાંથી અસમતલીયમાં બદલાય છે.
$(c)$ $I_3^{+}$ એ કોણીય (સમતલીય) છે અને $I_3^{-}$ એ રેખીય (સમતલીય) છે. સમતલીયતામાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
$(d)$ $SO_2$ એ કોણીય (સમતલીય) છે અને $SO_3$ એ ત્રિકોણીય સમતલીય (સમતલીય) છે. સમતલીયતામાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
તેથી,માત્ર $(b)$ માં સમતલીયમાંથી અસમતલીય સંયોજનમાં ફેરફાર થાય છે.

(D) $AX_2L_n$ પ્રકારના અણુઓ માટે:
$1$. જો $n=0$ હોય,તો ભૂમિતિ રેખીય $(180^{\circ})$,અધ્રુવીય છે.
$2$. જો $n=1$ હોય,તો ભૂમિતિ બેન્ટ/$V$-આકારની,ધ્રુવીય છે.
$3$. જો $n=2$ હોય,તો ભૂમિતિ બેન્ટ/$V$-આકારની,ધ્રુવીય છે.
$4$. જો $n=3$ હોય,તો ભૂમિતિ રેખીય $(180^{\circ})$,અધ્રુવીય છે.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે $n=1$ માટે,અણુ બેન્ટ અને ધ્રુવીય છે,અધ્રુવીય નથી.

(B) $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને $AsF_5$ નો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે પ્રથમ મધ્યસ્થ પરમાણુ $As$ પરના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાની ગણતરી કરીએ છીએ.
$As$ એ સમૂહ $15$ નો સભ્ય છે,તેથી તેની પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $5$ $F$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન જોડીની સંખ્યા $= \frac{1}{2} \times (5 + 5 - 0 + 0) = 5$.
અહીં $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન જોડી અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન જોડી હોવાથી,સંકરણ $sp^3d$ થાય છે.
$5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન જોડી અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન જોડી ધરાવતો અણુ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે બંધન અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો સહિત કુલ ઇલેક્ટ્રોનની ગણતરી કરીએ છીએ.
$1$. $BF_4^{-}$ માં,મધ્યસ્થ $B$ પરમાણુ $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે $4 \times 2 = 8$ ઇલેક્ટ્રોન મળે છે.
$2$. $NCl_3$ માં,મધ્યસ્થ $N$ પરમાણુ પાસે $3$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે કુલ $8$ ઇલેક્ટ્રોન થાય છે.
$3$. $PCl_4^{+}$ માં,મધ્યસ્થ $P$ પરમાણુ $Cl$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે $4 \times 2 = 8$ ઇલેક્ટ્રોન મળે છે.
$4$. $SF_4$ માં,મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ પાસે $4$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે કુલ $10$ ઇલેક્ટ્રોન $(4 \times 2 + 2 = 10)$ થાય છે.
આમ,$SF_4$ અષ્ટકના નિયમનું પાલન કરતું નથી કારણ કે તેમાં $10$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.

(D) $XH_3$ અણુઓમાં બંધકોણ મધ્યસ્થ પરમાણુ $X$ ના સંકરણ પર આધાર રાખે છે. $NH_3$ માટે,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે $sp^3$ સંકરણને કારણે બંધકોણ આશરે $107^{\circ}$ છે. $PH_3$,$AsH_3$ અને $SbH_3$ માટે,બંધકોણ $90^{\circ}$ ની નજીક છે કારણ કે તેમાં બંધ બનાવવા માટે લગભગ શુદ્ધ $p$-કક્ષકોનો ઉપયોગ થાય છે (ડ્રેગોનો નિયમ).
$XH_4^{+}$ ના નિર્માણમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે $109.5^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ મળે છે.
બંધકોણમાં વધારો $\Delta \theta = 109.5^{\circ} - XH_3$ નો બંધકોણ દ્વારા ગણવામાં આવે છે.
$NH_3$ માટે: $\Delta \theta = 109.5^{\circ} - 107^{\circ} = 2.5^{\circ}$.
$PH_3$ માટે: $\Delta \theta = 109.5^{\circ} - 93.5^{\circ} = 16^{\circ}$.
$AsH_3$ માટે: $\Delta \theta = 109.5^{\circ} - 91.8^{\circ} = 17.7^{\circ}$.
$SbH_3$ માટે: $\Delta \theta = 109.5^{\circ} - 91.3^{\circ} = 18.2^{\circ}$.
આમ,$SbH_3$ માટે બંધકોણમાં મહત્તમ વધારો થાય છે.

(B) ખોટું: $PCl_5$ માં બંધકોણ $90^{\circ}$,$120^{\circ}$ અને $180^{\circ}$ હોય છે.
$(B)$ સાચું: વિષુવવૃત્તીય બંધ યુગ્મોના વધુ અપાકર્ષણને કારણે અક્ષીય $P-Cl$ બંધો વિષુવવૃત્તીય $P-Cl$ બંધો કરતા લાંબા હોય છે.
$(C)$ ખોટું: $PCl_5$ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને ક્લોરિનેટિંગ એજન્ટ તરીકે કામ કરે છે.
$(D)$ ખોટું: $PCl_5$ નો આકાર ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે,પિરામિડલ નથી.

(C) $1$. $SO_2$ માં $sp^2$ સંકરણ છે અને $S$ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $119^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે $V$-આકાર (બેન્ટ) ભૂમિતિ આપે છે.
$2$. $H_2O$ માં $sp^3$ સંકરણ છે અને $O$ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $104.5^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે $V$-આકાર (બેન્ટ) ભૂમિતિ આપે છે.
$3$. બંને અણુઓ $V$-આકારનું બંધારણ ધરાવે છે,તેથી વિધાન $I$ સાચું છે.
$4$. બંધકોણની સરખામણી કરતા,$119^{\circ} > 104.5^{\circ}$,તેથી $SO_2$ નો બંધકોણ $H_2O$ કરતા વધારે છે. આમ,વિધાન $II$ ખોટું છે.

(D) $CH_4$ ($sp^3$ સંકરણ) માં $109^{\circ} 28^{\prime}$ ના $6$ બંધકોણ હોય છે. આ સાચું છે.
$SF_6$ ($sp^3d^2$ સંકરણ) માં $90^{\circ}$ ના $12$ બંધકોણ હોય છે. આ સાચું છે.
$IF_7$ ($sp^3d^3$ સંકરણ) માં $90^{\circ}$ ના $10$ બંધકોણ હોય છે. આ સાચું છે.
$IF_5$ ($sp^3d^2$ સંકરણ) માં $90^{\circ}$ ના $8$ બંધકોણ હોતા નથી,તેથી વિકલ્પ $D$ ખોટો છે.

(D) $ClF_3$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે અને તેની પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (લોન પેર) છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $3 + 2 = 5$ છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ દર્શાવે છે.
અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે $2$ લોન પેર વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર ગોઠવાય છે.
પરિણામે,અણુ '$T$' આકાર ધારણ કરે છે.
લોન પેરની હાજરીને કારણે અક્ષીય $F-Cl-F$ બંધકોણ $180^{\circ}$ થી ઘટીને આશરે $175^{\circ}$ થાય છે.

(D) $PCl_5$ એ ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ અણુ છે કારણ કે equatorial બંધ યુગ્મોના વધુ અપાકર્ષણને લીધે axial $P-Cl$ બંધ એ equatorial $P-Cl$ બંધ કરતા લાંબા અને નિર્બળ હોય છે. તેથી,$PCl_5$ પ્રતિક્રિયાશીલ નથી તેવું વિધાન ખોટું છે.

(C) $1$. $COF_2$,$COCl_2$ અને $COBr_2$ માં,હેલોજન પરમાણુનું કદ વધવાને કારણે સ્ટેરિક અપાકર્ષણ વધે છે,તેથી બંધકોણ વધે છે. આમ,$COF_2 < COCl_2 < COBr_2$ સાચું છે.
$2$. $PF_3$,$PCl_3$,$PBr_3$ અને $PI_3$ માં,હેલોજનની વિદ્યુતઋણતા ઘટતા બંધકોણ વધે છે. આમ,$PF_3 < PCl_3 < PBr_3 < PI_3$ સાચું છે.
$3$. $BF_3$,$BCl_3$,$BBr_3$ અને $BI_3$ માં,બધા $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને બંધકોણ $120^{\circ}$ છે. તેથી,બધા માટે બંધકોણ સમાન છે. આમ,આપેલ ક્રમ $BF_3 < BCl_3 < BBr_3 < BI_3$ ખોટો છે.
$4$. $PH_3$ અને $PCl_3$ માં,$PH_3$ નો બંધકોણ આશરે $93^{\circ}$ અને $PCl_3$ નો આશરે $100^{\circ}$ છે. આમ,$PH_3 < PCl_3$ સાચું છે.

(C) કેન્દ્રીય પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (V - N)$,જ્યાં $V$ એ કેન્દ્રીય પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને $N$ એ જોડાયેલા એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે.
$1$. $NH_3$ માટે: $V = 5$,$N = 3$. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (5 - 3) = 1$.
$2$. $SF_4$ માટે: $V = 6$,$N = 4$. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (6 - 4) = 1$.
$3$. $ICl_3$ માટે: $V = 7$,$N = 3$. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (7 - 3) = 2$.
$4$. $PCl_3$ માટે: $V = 5$,$N = 3$. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (5 - 3) = 1$.
આમ,$ICl_3$ માં સૌથી વધુ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(2)$ છે.

(B) મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{V - B}{2}$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે અને $B$ એ આસપાસના પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$A) SCl_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ (સમૂહ $16$) પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $2$ બંધ બનાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $(6 - 2) / 2 = 2$.
$B) PCl_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ (સમૂહ $15$) પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $3$ બંધ બનાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $(5 - 3) / 2 = 1$.
$C) ClF_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ (સમૂહ $17$) પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $3$ બંધ બનાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $(7 - 3) / 2 = 2$.
$D) XeF_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ (સમૂહ $18$) પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $4$ બંધ બનાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $(8 - 4) / 2 = 2$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$PCl_3$ માં ન્યૂનતમ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(1)$ છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (V - N)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે અને $N$ એ જોડાયેલા એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે.
$A$: $BrF_5$ ($Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા $e^-$,$5$ જોડાયેલા $F$ પરમાણુ): $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (7 - 5) = 1$. $XeF_6$ ($Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા $e^-$,$6$ જોડાયેલા $F$ પરમાણુ): $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (8 - 6) = 1$.
$B$: $ICl$ ($I$ પાસે $7$ સંયોજકતા $e^-$,$1$ જોડાયેલ $Cl$ પરમાણુ): $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (7 - 1) = 3$. $H_2S$ ($S$ પાસે $6$ સંયોજકતા $e^-$,$2$ જોડાયેલા $H$ પરમાણુ): $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (6 - 2) = 2$.
$C$: $ClF_3$ ($Cl$ પાસે $7$ સંયોજકતા $e^-$,$3$ જોડાયેલા $F$ પરમાણુ): $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (7 - 3) = 2$. $XeF_2$ ($Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા $e^-$,$2$ જોડાયેલા $F$ પરમાણુ): $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (8 - 2) = 3$.
$D$: $IF_7$ ($I$ પાસે $7$ સંયોજકતા $e^-$,$7$ જોડાયેલા $F$ પરમાણુ): $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (7 - 7) = 0$. $XeF_4$ ($Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા $e^-$,$4$ જોડાયેલા $F$ પરમાણુ): $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (8 - 4) = 2$.
આમ,$BrF_5$ અને $XeF_6$ બંનેના મધ્યસ્થ પરમાણુ પર $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.

(C) $H_2O$ માં,મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તે $2$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે $2$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
આનાથી ઓક્સિજન પરમાણુ પર $4$ ઇલેક્ટ્રોન એટલે કે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
તેથી,$H_2O$ માં $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.

(D) $VBT$ (વેલેન્સ બોન્ડ થિયરી) અર્ધ-ભરાયેલી પરમાણુ કક્ષકોના અતિવ્યાપન દ્વારા સહસંયોજક બંધના નિર્માણની સમજૂતી આપે છે.
તે બે ન્યુક્લિયસ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણ અને વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે સહસંયોજક બંધના આંશિક આયનીય લક્ષણને ધ્યાનમાં લે છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા અણુનો આકાર નક્કી કરે છે,તે ખ્યાલ $VSEPR$ (વેલેન્સ શેલ ઇલેક્ટ્રોન પેર રિપલ્શન) થિયરી દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો છે,$VBT$ દ્વારા નહીં.
શીલ્ડિંગ અસર એ પરમાણુ બંધારણ અને અસરકારક ન્યુક્લિયર ચાર્જ સાથે સંબંધિત ખ્યાલ છે,જે $VBT$ નું મુખ્ય લક્ષણ નથી.

(A) $1$. $SiCl_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Si$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $Cl$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે. તે $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે અને તેમાં $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જેના પરિણામે નિયમિત સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ મળે છે.
$2$. $SF_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. તે $sp^3d$ સંકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે સી-સો (see-saw) ભૂમિતિ મળે છે.
$3$. $BrF_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$5$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. તે $sp^3d^2$ સંકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે ચોરસ પિરામિડલ ભૂમિતિ મળે છે.
$4$. $XeF_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. તે $sp^3d^2$ સંકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે ચોરસ સમતલીય ભૂમિતિ મળે છે.
$5$. તેથી,માત્ર $SiCl_4$ જ નિયમિત ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(D) $1$. મધ્યસ્થ પરમાણુ $Te$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$2$. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
$3$. કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $4 + 1 = 5$ છે,જે $sp^3d$ સંકરણ સૂચવે છે.
$4$. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતો અણુ સી-સો (See-saw) ભૌમિતિક આકાર ધરાવે છે.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $BrF_5$ માં,તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $5$ (બંધકારક) + $1$ (અબંધકારક) = $6$.
આ $sp^3d^2$ સંકરણ અને અષ્ટફલકીય ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ દર્શાવે છે.
એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,$BrF_5$ અણુનો આકાર ચોરસ પિરામિડલ છે.

(B) ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ શોધીએ છીએ.
$1$. $CH_4$ માટે: $H = \frac{1}{2}(4 + 4) = 4$ ($sp^3$ સંકરણ,ટેટ્રાહેડ્રલ).
$2$. $SF_4$ માટે: $H = \frac{1}{2}(6 + 4) = 5$ ($sp^3d$ સંકરણ,એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે સી-સો (see-saw) ભૂમિતિ).
$3$. $\stackrel{+}{N}H_4$ માટે: $H = \frac{1}{2}(5 + 4 - 1) = 4$ ($sp^3$ સંકરણ,ટેટ્રાહેડ્રલ).
$4$. $SiCl_4$ માટે: $H = \frac{1}{2}(4 + 4) = 4$ ($sp^3$ સંકરણ,ટેટ્રાહેડ્રલ).
આમ,$SF_4$ એ એકમાત્ર સ્પીસીઝ છે જે ટેટ્રાહેડ્રલ નથી.

(C) $CH_4$ માં,મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે $4$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે. તેમાં $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે અને તે સમચતુષ્ફલકીય (tetrahedral) ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$SiCl_4$ માં,મધ્યસ્થ સિલિકોન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $4$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે. તેમાં $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે અને તે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
તેથી,બંને અણુઓ સમાન સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી.

(C) અણુઓના આકાર નક્કી કરવા માટે, આપણે $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$1$. $H_2O$: મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે, જે બેન્ટ ($V$-આકાર) ભૂમિતિ આપે છે.
$2$. $SCl_2$: મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ પાસે $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે, જે બેન્ટ ($V$-આકાર) ભૂમિતિ આપે છે.
બંને $H_2O$ અને $SCl_2$ બેન્ટ આકાર ધરાવે છે.
તેથી, સાચી જોડી $H_2O$ અને $SCl_2$ છે.

(C) ભૌમિતિક આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે $Steric \ Number = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
$XeOF_4$ માટે:
$V = 8$ ($Xe$ માટે),$M = 4$ ($F$ માટે),$O$ દ્વિસંયોજક છે.
$Steric \ Number = \frac{1}{2} (8 + 4) = 6$.
$6$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^3d^2$ સંકરણ સૂચવે છે,જેનો ઇલેક્ટ્રોન ભૌમિતિક આકાર અષ્ટફલકીય (octahedral) છે.
$5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,અણુનો આકાર ચોરસ પિરામિડલ બને છે.

(C) $XeF_4$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ ઝેનોન $(Xe)$ છે,જેની પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $4$ ફ્લોરિન $(F)$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ બનાવે છે.
આનાથી $4$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે ઝેનોન પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) બનાવે છે.
મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા $4$ (બંધકારક) + $2$ (અબંધકારક) = $6$ છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$6$ નો સ્ટેરિક નંબર અષ્ટફલકીય ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ સૂચવે છે.
$4$ બંધકારક યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક યુગ્મ સાથે,અબંધકારક યુગ્મો અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે અક્ષીય સ્થાનો પર ગોઠવાય છે,જેના પરિણામે અણુનો આકાર સમચોરસ (square planar) બને છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા જોઈએ છીએ:
$1$. $NH_3$ માં,નાઇટ્રોજન પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે હાઇડ્રોજન સાથે $3$ બંધ બનાવે છે,જેથી $5 - 3 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
$2$. $H_2O$ માં,ઓક્સિજન પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે હાઇડ્રોજન સાથે $2$ બંધ બનાવે છે,જેથી $6 - 2 = 4$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
$3$. $SO_2$ માં,સલ્ફર પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે $2$ દ્વિબંધ બનાવે છે,જેમાં $4$ ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે,જેથી $6 - 4 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
$4$. $BF_3$ માં,બોરોન પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે,જેમાં તેના ત્રણેય સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે. આમ,મધ્યસ્થ બોરોન પરમાણુ પર $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
તેથી,$BF_3$ સાચો જવાબ છે.

(A) $BrF_3$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ છે.
$Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$BrF_3$ માં,$Br$ એ $3$ $F$ પરમાણુઓ સાથે $3$ એકલ બંધ બનાવે છે.
બંધમાં વપરાયેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $3$.
બાકી રહેલા સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $7 - 3 = 4$.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા = $4 / 2 = 2$.
આમ,મધ્યસ્થ $Br$ પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.

(D) ભૌમિતિક આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુના સંકરણને જોઈએ છીએ:
$1$. $CH_4$: મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જે ટેટ્રાહેડ્રલ આકાર આપે છે.
$2$. $C_2H_2$: કાર્બન પરમાણુઓ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે,જે રેખીય આકાર આપે છે.
$3$. $NH_3$: મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જે ત્રિકોણીય પિરામિડલ આકાર આપે છે.
$4$. $BF_3$: મધ્યસ્થ બોરોન પરમાણુ કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વગર $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે,જે ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર આપે છે.
તેથી,ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર ધરાવતો સાચો અણુ $BF_3$ છે.

(B) $BrF_5$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ બ્રોમિન $(Br)$ છે,જેની પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે ફ્લોરિન $(F)$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,સ્ટેરિક નંબર $5 + 1 = 6$ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
ભૌમિતિક આકાર અષ્ટફલકીય (octahedral) છે,પરંતુ એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,તેનો આકાર સ્ક્વેર પિરામિડલ છે.

(B) મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા સૂત્ર $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} [V - B]$ દ્વારા ગણી શકાય છે,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને $B$ એ બંધની સંખ્યા છે.
$SF_6$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ સલ્ફર $(S)$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે ફ્લોરિન સાથે $6$ બંધ બનાવે છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} [6 - 6] = 0$.
$SO_2$ માટે: સલ્ફર પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,તે ઓક્સિજન સાથે $4$ બંધ બનાવે છે,જેથી $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$NH_3$ માટે: નાઇટ્રોજન પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,તે હાઇડ્રોજન સાથે $3$ બંધ બનાવે છે,જેથી $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$SF_4$ માટે: સલ્ફર પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,તે ફ્લોરિન સાથે $4$ બંધ બનાવે છે,જેથી $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
આમ,$SF_6$ ના મધ્યસ્થ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી.

(A) $AB_4E$ પ્રકારના અણુઓમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $A$ પાસે $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (લોન પેર) હોય છે.
ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા $5$ છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ દર્શાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-ઇલેક્ટ્રોન અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે,લોન પેર વિષુવવૃત્તીય સ્થાન પર ગોઠવાય છે,જેના પરિણામે અણુનો આકાર સી-સો (See-saw) બને છે.
ઉદાહરણ: $SF_4$.

(A) $PCl_5$ અણુમાં,મધ્યસ્થ ફોસ્ફરસ પરમાણુ $(P)$ પાંચ ક્લોરિન પરમાણુઓ $(Cl)$ સાથે જોડાયેલ છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અણુમાં મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
આ $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ભૂમિતિમાં પરિણમે છે.

(A) $XeF_4$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ ઝેનોન $(Xe)$ છે,જેની પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $4$ ફ્લોરિન $(F)$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ બનાવે છે.
આનાથી ઝેનોન પરમાણુ પર $4$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) બનાવે છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા (સ્ટેરિક નંબર) $4 \text{ (બંધકારક યુગ્મ)} + 2 \text{ (અબંધકારક યુગ્મ)} = 6$ છે.
$6$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^3d^2$ સંકરણ સૂચવે છે,જેની ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય હોય છે.
$2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,આણ્વિય ભૂમિતિ સમચોરસ સમતલીય હોય છે.

(D) $CH_4$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $C$ પાસે $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $109^{\circ} 28'$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ આપે છે.
$NH_3$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $3$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે અપાકર્ષણને કારણે બંધકોણને $107^{\circ}$ સુધી ઘટાડે છે.
$H_2O$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $O$ પાસે $2$ બંધકારક અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે વધુ અપાકર્ષણ પેદા કરે છે અને બંધકોણને $104.5^{\circ}$ સુધી ઘટાડે છે.
તેથી,બંધકોણનો ઘટતો ક્રમ $CH_4 > NH_3 > H_2O$ છે.

(C) $SO_2$ અણુમાં સલ્ફર પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોવાને કારણે તેનો આકાર વળેલો (bent) હોય છે.
સલ્ફર પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
આદર્શ $sp^2$ સંકરણમાં બંધકોણ $120^{\circ}$ હોય છે.
પરંતુ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે,બંધકોણ ઘટીને આશરે $119.5^{\circ}$ થાય છે.

(C) $H_2O$ માં મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તે બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે બે એકલ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મળે છે.
બાકીના $4$ ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે.
આમ,$H_2O$ માં બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હાજર હોય છે.