VSEPR Theory Questions in Gujarati

(C) ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ ગણીએ છીએ:
$1$. $SF_6$ માટે,મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ (સલ્ફર) છે. તેની પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $6$ બંધ બનાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $6 + 0 = 6$ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ અને અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ સૂચવે છે.
$2$. $TeF_4$ નો સ્ટેરિક નંબર $5$ ($4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ + $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) છે,જે સી-સો (see-saw) આકાર આપે છે.
$3$. $SeCl_2$ નો સ્ટેરિક નંબર $4$ ($2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ + $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) છે,જે વળેલો (bent) આકાર આપે છે.
$4$. $SeF_4$ નો સ્ટેરિક નંબર $5$ ($4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ + $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) છે,જે સી-સો (see-saw) આકાર આપે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી માત્ર $SF_6$ અષ્ટફલકીય અણુ છે.

(A) અણુઓનો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે તેમની સંકરણ (hybridization) અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) ની હાજરી તપાસીએ છીએ:
$1$. $SO_2$: સલ્ફર પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે,અણુ વળેલો (bent) આકાર ધારણ કરે છે.
$2$. $BeBr_2$: બેરિલિયમ પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી તેનો આકાર રેખીય (linear) છે.
$3$. $CO_2$: કાર્બન પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી તેનો આકાર રેખીય (linear) છે.
$4$. $BF_3$: બોરોન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી તેનો આકાર ત્રિકોણીય સમતલીય (trigonal planar) છે.
તેથી,$SO_2$ એ વળેલો આકાર ધરાવતો અણુ છે.

(B) અણુઓના આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે તેમની સંકરણ (hybridization) અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) ની હાજરી જોઈએ છીએ:
$1$. $HBr$: તે દ્વિપરમાણ્વીય અણુ છે,તેથી તે રેખીય છે.
$2$. $H_2S$: મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,સ્ટેરિક નંબર $4$ ($2$ બંધકારક યુગ્મ + $2$ અબંધકારક યુગ્મ) છે,જે $sp^3$ સંકરણ અને વળેલો (bent) આકાર આપે છે.
$3$. $BeBr_2$: મધ્યસ્થ બેરિલિયમ પરમાણુ પાસે $2$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે બ્રોમિન પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે. તેની પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,જે $sp$ સંકરણ અને રેખીય આકાર આપે છે.
$4$. $CO_2$: મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે $2$ દ્વિબંધ બનાવે છે. તેની પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,જે $sp$ સંકરણ અને રેખીય આકાર આપે છે.
તેથી,$H_2S$ એકમાત્ર અણુ છે જે રેખીય નથી.

(B) $H_2O$ અણુમાં ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,બંધકોણ આદર્શ ચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109^{\circ} 28^{\prime}$ થી ઘટીને $104^{\circ} 28^{\prime}$ થાય છે.

(D) $SO_2$ અણુ બેન્ટ આકાર ધરાવે છે અને સલ્ફર પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેમાં સલ્ફર પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ,બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે.
આ અપાકર્ષણને કારણે બંધકોણ આદર્શ $120^{\circ}$ થી ઘટીને આશરે $119.5^{\circ}$ થાય છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Sb$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મળે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતા અણુનું સંકરણ $sp^3d$ હોય છે.
તેથી,$SbF_5$ ની ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે.

(B) ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે $H = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ ગણીએ છીએ,જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$1$. $SeCl_2$ માટે: $H = \frac{1}{2} (6 + 2) = 4$ ($sp^3$ સંકરણ). $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે,તેનો આકાર વળેલો (bent) હોય છે.
$2$. $SeF_4$ માટે: $H = \frac{1}{2} (6 + 4) = 5$ ($sp^3d$ સંકરણ). $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે,તેનો આકાર સીસો (seesaw) હોય છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિમાંથી ઉતરી આવ્યો છે.
$3$. $SF_6$ માટે: $H = \frac{1}{2} (6 + 6) = 6$ ($sp^3d^2$ સંકરણ). તેની ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય (octahedral) છે.
$4$. $TeF_6$ માટે: $H = \frac{1}{2} (6 + 6) = 6$ ($sp^3d^2$ સંકરણ). તેની ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય (octahedral) છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$SeF_4$ એકમાત્ર એવો અણુ છે જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ સાથે સંકળાયેલ છે.

(D) $NH_{3}$ અણુમાં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ $sp^{3}$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેમાં એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) અને ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ એ બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે.
આ કારણોસર,બંધકોણ આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109^{\circ} 28^{\prime}$ થી ઘટીને $107^{\circ} 18^{\prime}$ થાય છે.

(B) $PCl_{5}$ અણુનો આકાર ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ (trigonal bipyramidal) હોય છે.
આ બંધારણમાં,ત્રણ $Cl$ પરમાણુઓ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સમતલમાં હોય છે,જે મધ્યસ્થ $P$ પરમાણુની આસપાસ ત્રિકોણીય ગોઠવણી બનાવે છે.
આ વિષુવવૃત્તીય $Cl-P-Cl$ બંધો વચ્ચેનો ખૂણો $120^{\circ}$ હોય છે.
બાકીના બે $Cl$ પરમાણુઓ અક્ષીય (axial) સ્થાનો પર હોય છે,જે વિષુવવૃત્તીય સમતલ સાથે $90^{\circ}$ નો ખૂણો અને એકબીજા સાથે $180^{\circ}$ નો ખૂણો બનાવે છે.

(A) $CH_3OH$ (મિથેનોલ) માં $C-O-H$ બંધકોણ $108.9^{\circ}$ છે.
મિથેનોલમાં,ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેની પાસે બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક-અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ એ અબંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે.
આ અપાકર્ષણને કારણે બંધકોણ આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109.5^{\circ}$ થી ઘટીને $108.9^{\circ}$ થાય છે.

(A) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેના અપાકર્ષણનો ક્રમ આ મુજબ છે: $lone \ pair-lone \ pair > lone \ pair-bond \ pair > bond \ pair-bond \ pair$.
આનું કારણ એ છે કે $lone \ pair$ ફક્ત એક જ કેન્દ્ર (મધ્યસ્થ પરમાણુ) ના પ્રભાવ હેઠળ હોય છે,જ્યારે $bond \ pair$ બે પરમાણુઓ વચ્ચે વહેંચાયેલું હોય છે.
પરિણામે,$lone \ pair$ નું ઇલેક્ટ્રોન વાદળ મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ વધુ જગ્યા રોકે છે,જેના કારણે $bond \ pair$ ની સરખામણીમાં વધુ અપાકર્ષણ થાય છે.

(C) $1$. $ClF_{3}$ માં $sp^{3}d$ સંકરણ અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે $T$-આકારની ભૂમિતિ આપે છે.
$2$. $XeF_{2}$ માં $sp^{3}d$ સંકરણ અને ત્રણ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે રેખીય ભૂમિતિ આપે છે.
$3$. $BeF_{2}$ માં $sp$ સંકરણ હોય છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતા નથી,જે રેખીય ભૂમિતિ આપે છે.
$4$. $SO_{2}$ માં $sp^{2}$ સંકરણ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે વળેલી (bent) ભૂમિતિ આપે છે.
$5$. $XeF_{2}$ અને $BeF_{2}$ બંને રેખીય ભૂમિતિ ધરાવે છે. સામાન્ય રીતે,$BeF_{2}$ ને $sp$ સંકરણને કારણે રેખીય ભૂમિતિના મુખ્ય ઉદાહરણ તરીકે ગણવામાં આવે છે.

(B) $BrF_5$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ બ્રોમિન $(Br)$ છે,જેની પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $5$ ફ્લોરિન $(F)$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
સ્ટેરિક નંબર $5 + 1 = 6$ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતા અણુનો આકાર ચોરસ પિરામિડલ હોય છે.

(B) $I_{3}^{-}$ આયન $sp^{3}d$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેમાં વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને અક્ષીય સ્થાનો પર $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે તેની ભૂમિતિ $180^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે રેખીય બને છે.

(D) $SnCl_{2}$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Sn$ ની સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોન રચના $5s^{2} 5p^{2}$ છે. તે બે $Cl$ પરમાણુઓ સાથે બે સહસંયોજક બંધ બનાવે છે,જેમાં બે $5p$ ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે. આથી $5s$ કક્ષકમાં એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) બાકી રહે છે. $Sn$ ની આસપાસ કુલ ઇલેક્ટ્રોન ડોમેન્સની સંખ્યા $3$ ($2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ + $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) છે,જે $sp^{2}$ સંકરણ સૂચવે છે. એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,તેનો આકાર વળેલો (bent) અથવા $V$-આકારનો હોય છે.

(A) $SiO_{4}^{4-}$ માં,મધ્યસ્થ સિલિકોન પરમાણુ $(Si)$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
દરેક $4$ ઓક્સિજન પરમાણુ $Si$ સાથે $4$ એકલ બંધ બનાવવા માટે $1$ ઇલેક્ટ્રોન આપે છે અને ઋણ વીજભાર ધરાવે છે.
મધ્યસ્થ $Si$ પરમાણુની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની કુલ સંખ્યા $4$ છે (બધા બંધકારક યુગ્મો).
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$4$ બંધકારક યુગ્મો $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.
તેથી,$SiO_{4}^{4-}$ આયનનો આકાર ચતુષ્ફલકીય છે.

(A) $NH_3$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે.
તેમાં $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે અપાકર્ષણ થાય છે,જે અપેક્ષિત ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિને પિરામિડલ આકારમાં વિકૃત કરે છે.

(B) $H_2S$ માં,$H-S-H$ બંધકોણ $92.1^{\circ}$ જોવા મળે છે.
આ $H_2O$ માં જોવા મળતા $104.5^{\circ}$ બંધકોણ કરતા ઘણો નાનો છે.
જેમ આપણે ઓક્સિજન પરિવારના હાઇડ્રાઇડ્સમાં સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ કેન્દ્રીય પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે.
આના પરિણામે સંકરણ ઓછું થાય છે અને બંધકોણ $90^{\circ}$ ની નજીક જાય છે કારણ કે બંધ મુખ્યત્વે શુદ્ધ $p$-ઓર્બિટલ્સ દ્વારા રચાય છે.

(A) $H_2O$ અણુમાં,ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે.
તેમાં બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે અબંધકારક (અબંધકારક) ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે અપાકર્ષણ થાય છે,જે બંધકોણને આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109.5^{\circ}$ થી ઘટાડીને $104.5^{\circ}$ કરે છે.
તેથી,આણ્વિક ભૂમિતિને વળેલી (bent) અથવા $V$-આકારની કહેવામાં આવે છે,જે વિકૃત સમચતુષ્ફલકીય ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિમાંથી ઉતરી આવે છે.

(D) ઓઝોન $(O_3)$ અણુની રચનામાં એક મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ એક ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે દ્વિબંધ અને બીજા ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે એકલબંધ ધરાવે છે.
મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.
સંસ્પંદન બંધારણમાં,મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ $3$ બંધ (કુલ $6$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન) બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($2$ ઇલેક્ટ્રોન) ધરાવે છે.
સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $\text{Formal charge} = V - L - \frac{1}{2}B$,જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$L$ એ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,અને $B$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ માટે: $V = 6$,$L = 2$,$B = 6$.
$\text{Formal charge} = 6 - 2 - \frac{1}{2}(6) = 6 - 2 - 3 = +1$.

(A) $SO_2$ અણુમાં સલ્ફર પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) ની હાજરીને કારણે તેનો આકાર વળેલો (bent) અથવા $V$-આકારનો હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ એ બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે,જેના કારણે બંધકોણ આદર્શ $120^{\circ}$ ($sp^2$ સંકરણ માટે) થી ઘટીને આશરે $119.3^{\circ}$ થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$119.5^{\circ}$ એ પ્રાયોગિક બંધકોણની સૌથી નજીકની કિંમત છે.

(B) ક્લોરસ એસિડનું રાસાયણિક સૂત્ર $HClO_2$ છે.
$HClO_2$ ની રચનામાં,ક્લોરિન પરમાણુ એક હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ સાથે જોડાયેલ છે અને એક ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે દ્વિબંધ દ્વારા જોડાયેલ છે.
ક્લોરિનની સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3s^2 3p^5$ છે,જેનો અર્થ છે કે તેમાં $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$HClO_2$ માં,ક્લોરિન $3$ બંધ બનાવે છે ($1$ $-OH$ ગ્રુપના $O$ સાથે અને $2$ બીજા $O$ પરમાણુ સાથે).
$7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનમાંથી,$3$ બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,જેનાથી $4$ ઇલેક્ટ્રોન અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ તરીકે બાકી રહે છે.
$2$ ઇલેક્ટ્રોન મળીને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે,તેથી ક્લોરિન પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.

(B) હાઈપોક્લોરસ એસિડનું રાસાયણિક સૂત્ર $HOCl$ છે.
આ અણુમાં,ક્લોરિન પરમાણુ એક ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે.
ક્લોરિનની સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3s^2 3p^5$ છે.
$H-O-Cl$ બંધારણમાં,ઓક્સિજન $H$ અને $Cl$ બંને સાથે જોડાયેલ છે.
ઓક્સિજન પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,અને ક્લોરિન પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,તે ઓક્સિજન સાથે બંધ બનાવવા માટે $1$ ઇલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ કરે છે,જેનાથી ક્લોરિન પરમાણુ પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.

(A) આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો પર આધારિત $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$1$. $BeCl_2$ ($sp$ સંકરણ,$0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) રેખીય છે.
$2$. $CO_2$ ($sp$ સંકરણ,$0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) રેખીય છે.
$3$. $XeF_2$ ($sp^3d$ સંકરણ,$3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) રેખીય છે.
$4$. $ICl_2^-$ ($sp^3d$ સંકરણ,$3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) રેખીય છે.
બંને જોડીઓ $(BeCl_2, CO_2)$ અને $(XeF_2, ICl_2^-)$ સમાન રેખીય આકાર ધરાવે છે.

(A) $PH_{3}$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ,બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે,જેના કારણે બંધકોણ આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109^{\circ} 28^{\prime}$ થી ઘટીને આશરે $93.6^{\circ}$ થાય છે,પરિણામે પિરામિડલ ભૂમિતિ મળે છે.
$PH_{4}^{+}$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ પાસે ચાર બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતું નથી. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણના અભાવને કારણે અને ચાર સમાન બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના આંતરક્રિયાને કારણે,$PH_{4}^{+}$ એ $109^{\circ} 28^{\prime}$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે આ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (V - B)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે અને $B$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $I_{3}^{+}$: મધ્યસ્થ $I$ પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે અન્ય $I$ પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે અને ધન વીજભાર ધરાવે છે,તેથી $V = 7 - 1 = 6$. બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન $B = 2$. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $\frac{1}{2} (6 - 2) = 2$.
$2$. $H_{2}O$: મધ્યસ્થ $O$ પરમાણુ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $H$ પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $\frac{1}{2} (6 - 2) = 2$.
$I_{3}^{+}$ અને $H_{2}O$ બંનેના મધ્યસ્થ પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચો છે.

(D) સહસંયોજક અણુ $AB_{3}$ નું પિરામિડલ બંધારણ નીચે મુજબ છે:
આ બંધારણમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $A$ એ ત્રણ $B$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે.
મધ્યસ્થ પરમાણુ $A$ પર $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હાજર છે.
તેથી,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $1$ છે અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $3$ છે.

(C) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ:
ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ માટે: ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $= 4$,બંધકારક યુગ્મ $= 4$,અબંધકારક યુગ્મ $= 0$ છે.
પિરામિડલ ભૂમિતિ માટે (દા.ત.,$NH_3$): ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $= 4$,બંધકારક યુગ્મ $= 3$,અબંધકારક યુગ્મ $= 1$ છે.
ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ માટે: ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $= 3$,બંધકારક યુગ્મ $= 3$,અબંધકારક યુગ્મ $= 0$ છે.
અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ માટે: ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $= 6$,બંધકારક યુગ્મ $= 6$,અબંધકારક યુગ્મ $= 0$ છે.
તેથી,ત્રણ બંધકારક યુગ્મ અને એક અબંધકારક યુગ્મ ધરાવતી રચના પિરામિડલ છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (V - N)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને $N$ એ જોડાયેલા એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે.
$I) \ ClF_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ ($7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન). $3$ $F$ પરમાણુ જોડાયેલા છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (7 - 3) = 2$.
$II) \ XeF_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ ($8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન). $2$ $F$ પરમાણુ જોડાયેલા છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (8 - 2) = 3$.
$III) \ SF_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ ($6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન). $4$ $F$ પરમાણુ જોડાયેલા છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (6 - 4) = 1$.
$IV) \ SiH_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Si$ ($4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન). $4$ $H$ પરમાણુ જોડાયેલા છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (4 - 4) = 0$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $IV (0) < III (1) < I (2) < II (3)$.
તેથી,વધતો ક્રમ $IV < III < I < II$ છે.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા શોધવા માટેનું સૂત્ર: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (V - N)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને $N$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1$. $SF_6$: $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$6$ બંધ. અબંધકારક યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (6 - 6) = 0$.
$2$. $BF_3$: $B$ પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$3$ બંધ. અબંધકારક યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (3 - 3) = 0$.
$3$. $ClF_3$: $Cl$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$3$ બંધ. અબંધકારક યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (7 - 3) = 2$.
$4$. $PCl_5$: $P$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$5$ બંધ. અબંધકારક યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (5 - 5) = 0$.
$5$. $BrF_5$: $Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$5$ બંધ. અબંધકારક યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (7 - 5) = 1$.
$6$. $XeF_4$: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$4$ બંધ. અબંધકારક યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (8 - 4) = 2$.
$7$. $H_2O$: $O$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$2$ બંધ. અબંધકારક યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (6 - 2) = 2$.
$8$. $SF_4$: $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$4$ બંધ. અબંધકારક યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (6 - 4) = 1$.
બે અબંધકારક યુગ્મ ધરાવતા અણુઓ $ClF_3$,$XeF_4$,અને $H_2O$ છે. કુલ સંખ્યા $3$ છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતા અણુઓની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક અણુની સંકરણ અને બંધારણનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $BF_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $B$ પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,જે બધા બંધ બનાવવામાં વપરાય છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $0$.
$2$. $SF_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,$1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$3$. $SiCl_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Si$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,બધા બંધ બનાવવામાં વપરાય છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $0$.
$4$. $XeF_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,$2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$5$. $NCl_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$3$ બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,$1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$6$. $XeF_6$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$6$ બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,$1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$7$. $PCl_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,બધા બંધ બનાવવામાં વપરાય છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $0$.
$8$. $HgCl_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Hg$ પાસે $2$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,બધા બંધ બનાવવામાં વપરાય છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $0$.
$9$. $SnCl_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Sn$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$2$ બંધ બનાવવામાં વપરાય છે,$1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતા અણુઓ $SF_4, XeF_4, NCl_3, XeF_6, SnCl_2$ છે. કુલ સંખ્યા $5$ છે.

(D) $BrF_5$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $5$ ઇલેક્ટ્રોન $5$ $F$ પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવે છે,જે $2$ ઇલેક્ટ્રોન ($1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) બાકી રાખે છે.
$XeO_3$ માં,$Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $6$ ઇલેક્ટ્રોન $3$ $O$ પરમાણુઓ સાથે દ્વિબંધ બનાવે છે,જે $2$ ઇલેક્ટ્રોન ($1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) બાકી રાખે છે.
$SO_2$ માં,$S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $4$ ઇલેક્ટ્રોન $2$ $O$ પરમાણુઓ સાથે દ્વિબંધ બનાવે છે,જે $2$ ઇલેક્ટ્રોન ($1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) બાકી રાખે છે.
આમ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા અનુક્રમે $1, 1, 1$ છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pair} = \frac{V - (M + C - A)}{2}$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન આયનનો વીજભાર છે અને $A$ એ ઋણ આયનનો વીજભાર છે.

અણુ	અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ
$BrF_5$	$1$
$SF_4$	$1$
$SnCl_2$	$1$
$XeF_4$	$2$
$NH_3$	$1$
$ClF_3$	$2$

ગણતરીના આધારે,$BrF_5$,$SF_4$,અને $SnCl_2$ અણુઓમાંથી દરેકમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પર બરાબર $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.

(D) $XeOF_4$ અણુમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ ચાર $F$ પરમાણુઓ સાથે એકલ બંધ દ્વારા અને એક $O$ પરમાણુ સાથે દ્વિબંધ દ્વારા જોડાયેલ છે.
આમ,બંધ જોડીઓની કુલ સંખ્યા $4 + 2 = 6$ છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો (lone pairs) માટે:
- દરેક ચાર $F$ પરમાણુઓ પાસે $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો છે $(4 \times 3 = 12)$.
- $O$ પરમાણુ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો છે.
- $Xe$ પરમાણુ પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
કુલ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો $= 12 + 2 + 1 = 15$.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{V - N}{2}$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે અને $N$ એ તેની સાથે જોડાયેલા એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે.
$1$. $IF_7$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $7$ બંધ બનાવે છે. $\text{Lone pairs} = \frac{7 - 7}{2} = 0$.
$2$. $IF_5$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે. $\text{Lone pairs} = \frac{7 - 5}{2} = 1$.
$3$. $ClF_3$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે. $\text{Lone pairs} = \frac{7 - 3}{2} = 2$.
$4$. $XeF_2$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે. $\text{Lone pairs} = \frac{8 - 2}{2} = 3$.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા આ મુજબ છે: $IF_7 (0) < IF_5 (1) < ClF_3 (2) < XeF_2 (3)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $IF_7 < IF_5 < ClF_3 < XeF_2$ છે.

(B) ભૌમિતિક આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક સ્પીસીઝના સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) તપાસીએ:
$1$. $BO_3^{3-}$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $B$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($sp^2$ સંકરણ). આકાર: ત્રિકોણીય સમતલીય.
$2$. $NH_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($sp^3$ સંકરણ). આકાર: ત્રિકોણીય પિરામિડલ.
$3$. $PCl_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($sp^3$ સંકરણ). આકાર: ત્રિકોણીય પિરામિડલ.
$4$. $BCl_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $B$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($sp^2$ સંકરણ). આકાર: ત્રિકોણીય સમતલીય.
$5$. $ClF_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($sp^3d$ સંકરણ). આકાર: $T$-આકાર.
$6$. $XeO_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($sp^3$ સંકરણ). આકાર: ત્રિકોણીય પિરામિડલ.
આમ,માત્ર $BO_3^{3-}$ અને $BCl_3$ ત્રિકોણીય સમતલીય બંધારણ ધરાવે છે. કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(B) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$T$-આકાર ધરાવતો અણુ $AX_3E_2$ પ્રકારનો હોય છે,જ્યાં $A$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે,$X$ એ બંધ બનાવતા પરમાણુઓ છે અને $E$ એ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) છે.
આ ગોઠવણીમાં,$3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા = $(\text{બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ} + \text{અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ}) = 3 + 2 = 5$.
તેથી,મધ્યસ્થ પરમાણુની સંયોજકતા કક્ષામાં કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $5$ છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે:

અણુ	મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ
$SO_3$	$0$
$SnCl_2$	$1$
$ClF_3$	$2$
$XeF_2$	$3$

તેથી,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનો વધતો ક્રમ $SO_3 < SnCl_2 < ClF_3 < XeF_2$ છે.

(D) આપેલ અણુઓ માટે બંધકોણ નીચે મુજબ છે:
$1.$ $HgCl_2$: રેખીય ભૂમિતિ ($sp$ સંકરણ),બંધકોણ = $180^{\circ}$.
$2.$ $SO_3$: સમતલીય ત્રિકોણીય ભૂમિતિ ($sp^2$ સંકરણ),બંધકોણ = $120^{\circ}$.
$3.$ $SiCl_4$: સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ($sp^3$ સંકરણ),બંધકોણ = $109.5^{\circ}$.
$4.$ $NH_3$: ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિ ($sp^3$ સંકરણ,એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે),બંધકોણ = $107^{\circ}$.
તેથી,સાચો ક્રમ $HgCl_2 > SO_3 > SiCl_4 > NH_3$ છે.

(C) આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ જોડીઓ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક સ્પીસીઝના આકારનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $XeO_3$: $sp^3$ સંકરણ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair),જે પિરામિડલ આકાર આપે છે.
$2$. $CO_3^{2-}$: $sp^2$ સંકરણ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે ત્રિકોણીય સમતલીય (trigonal planar) આકાર આપે છે.
$3$. $SO_3$: $sp^2$ સંકરણ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર આપે છે.
$4$. $H_3O^{+}$: $sp^3$ સંકરણ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે પિરામિડલ આકાર આપે છે.
$5$. $ClF_3$: $sp^3d$ સંકરણ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે $T$-આકાર આપે છે.
આકારોની સરખામણી કરતા:
- $(XeO_3, H_3O^{+})$ બંને પિરામિડલ છે.
- $(SO_3, CO_3^{2-})$ બંને ત્રિકોણીય સમતલીય છે.
તેથી,આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ જોડીઓનો સાચો સેટ $(XeO_3, H_3O^{+})$ અને $(SO_3, CO_3^{2-})$ છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{V - M - C + A}{2}$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન આયનનો વીજભાર છે,અને $A$ એ ઋણ આયનનો વીજભાર છે.
$(A)$ $XeF_2$ માટે: $V=8, M=2, C=0, A=0$. $\text{Lone pairs} = \frac{8-2}{2} = 3$. તેથી,$A-III$.
$(B)$ $XeO_3$ માટે: $V=8, M=0$ (ઓક્સિજન દ્વિસંયોજક છે),$C=0, A=0$. $\text{Lone pairs} = \frac{8-0}{2} = 4$ ઇલેક્ટ્રોન બંધનમાં વપરાય છે,પરંતુ $O$ દ્વિસંયોજક હોવાથી,$3$ દ્વિબંધ $6$ ઇલેક્ટ્રોન વાપરે છે,જે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રાખે છે. તેથી,$B-IV$.
$(C)$ $XeF_4$ માટે: $V=8, M=4, C=0, A=0$. $\text{Lone pairs} = \frac{8-4}{2} = 2$. તેથી,$C-I$.
$(D)$ $PF_6^-$ માટે: $V=5, M=6, C=0, A=1$. $\text{Lone pairs} = \frac{5-6+1}{2} = 0$. તેથી,$D-II$.
સાચી જોડ $A-III, B-IV, C-I, D-II$ છે.

$ (A) $ આપેલ અણુઓ/આયનોના આકાર $VSEPR$ સિદ્ધાંત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$A. I_3^-$: મધ્યસ્થ આયોડિન પરમાણુ પાસે $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે, જે રેખીય ભૂમિતિ આપે છે ($sp^3d$ સંકરણ). તેથી, $A-4$.
$B. ClF_3$: મધ્યસ્થ ક્લોરિન પરમાણુ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે, જે $T$-આકારની ભૂમિતિ આપે છે ($sp^3d$ સંકરણ). તેથી, $B-1$.
$C. H_2O$: મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે, જે કોણીય ભૂમિતિ આપે છે ($sp^3$ સંકરણ). તેથી, $C-3$.
$D. SF_4$: મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે, જે સી-સો ભૂમિતિ આપે છે ($sp^3d$ સંકરણ). તેથી, $D-2$.
તેથી, સાચી જોડ $A-4, B-1, C-3, D-2$ છે.

(B) $Sn$ અને $Pb$ બંને આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ $14$ માં આવે છે.
$SnCl_2$ અને $PbCl_2$ બંનેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જેના પરિણામે તેમનો આકાર વળેલો (bent) અથવા કોણીય (angular) હોય છે.
તેથી,તેઓ આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ છે.

(D) આકારો નક્કી કરવા માટે,અમે $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$1$. $XeF_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $2 + 3 = 5$ ($sp^3d$ સંકરણ) છે. આકાર રેખીય છે.
$2$. $XeF_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $4 + 2 = 6$ ($sp^3d^2$ સંકરણ) છે. આકાર સમતલીય ચોરસ છે.
$3$. $XeO_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $O$ પરમાણુઓ સાથે $3$ દ્વિબંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $3 + 1 = 4$ ($sp^3$ સંકરણ) છે. આકાર પિરામિડલ છે.

(C) $TeCl_4$ નો આકાર સી-સો (see-saw) છે. $SeF_4$ નો આકાર પણ સી-સો (see-saw) છે.
$CH_4$ અને $PCl_4^{+}$ બંને સમચતુષ્ફલકીય (tetrahedral) આકાર ધરાવે છે.
$SF_4$ નો આકાર સી-સો (see-saw) છે,જ્યારે $NH_4^{+}$ નો આકાર સમચતુષ્ફલકીય (tetrahedral) છે. તેથી,તેઓ જુદા જુદા આકાર ધરાવે છે.
$SiH_4$ અને $CCl_4$ બંને સમચતુષ્ફલકીય (tetrahedral) આકાર ધરાવે છે.

(D) $XeF_4$: સ્ક્વેર પ્લેનર; $PCl_4^{+}$: ટેટ્રાહેડ્રલ.
$NH_3$: પિરામિડલ; $ClF_3$: $T$-આકારનું.
$SF_4$: સી-સો; $NH_4^{+}$: ટેટ્રાહેડ્રલ.
$XeF_2$: રેખીય; $I_3^{-}$: રેખીય.
આમ,$XeF_2$ અને $I_3^{-}$ સમાન રેખીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(A) જે અણુમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પર લોન પેરની સંખ્યા બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ કરતા વધારે હોય તે નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક વિકલ્પનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$1$. $XeF_2$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $3$ લોન પેર અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. અહીં,$3 > 2$.
$2$. $ClF_3$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $2$ લોન પેર અને $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. અહીં,$2 < 3$.
$3$. $XeF_4$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $2$ લોન પેર અને $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. અહીં,$2 < 4$.
$4$. $SF_4$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $1$ લોન પેર અને $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. અહીં,$1 < 4$.
તેથી,બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ કરતા વધારે લોન પેર ધરાવતો અણુ $XeF_2$ છે.

(C) $SnCl_2$ માં $Sn$ નું સંકરણ $sp^2$ છે,જેમાં એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,પરિણામે તે બેન્ટ ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$XeF_4$ માં $Xe$ નું સંકરણ $sp^3d^2$ છે,જેમાં બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને ચાર બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,પરિણામે તે ચોરસ સમતલીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$ClF_3$ માં $Cl$ નું સંકરણ $sp^3d$ છે,જેમાં બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,પરિણામે તે $T$-આકારની ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$IF_5$ માં $I$ નું સંકરણ $sp^3d^2$ છે,જેમાં એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને પાંચ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,પરિણામે તે ચોરસ પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.
તેથી,સાચી જોડ $(a-i), (b-v), (c-iv), (d-iii)$ છે.

(A) $H_2O$ નો આકાર બેન્ટ (કોણીય) છે કારણ કે ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
એમોનિયા $(NH_3)$ નો આકાર ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે કારણ કે નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$H_2O$ (બેન્ટ) અને $NH_3$ (ત્રિકોણીય પિરામિડલ) ની ભૂમિતિ અલગ હોવાથી,$(H_2O, NH_3)$ ની જોડી ખોટી છે.
$BeCl_2$ અને $CO_2$ બંને રેખીય છે.
$SF_4$ અને $TeCl_4$ બંને સી-સો (see-saw) આકાર ધરાવે છે.
$ClF_3$ અને $ICl_3$ બંને $T$-આકાર ધરાવે છે.
તેથી,ખોટી જોડી $H_2O, NH_3$ છે.

(C) $XeF_4$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $4 + 2 = 6$ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ દર્શાવે છે. $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,તેનો આકાર ચોરસ સમતલીય છે.
$XeOF_4$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ અને $O$ પરમાણુ સાથે $1$ દ્વિબંધ બનાવે છે. તે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $5 + 1 = 6$ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ દર્શાવે છે. $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,તેનો આકાર ચોરસ પિરામિડલ છે.