VSEPR Theory Questions in Gujarati

(D) બધા બંધ સમાન છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે આણ્વિય ભૂમિતિ અને સંકરણ જોઈએ છીએ:
$1$. $SiF_4$: તે $sp^3$ સંકરણ અને સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે. બધા ચાર $Si-F$ બંધ સમાન છે.
$2$. $BF_4^-$: તે $sp^3$ સંકરણ અને સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે. બધા ચાર $B-F$ બંધ સમાન છે.
$3$. $XeF_4$: તે $sp^3d^2$ સંકરણ અને સમતલીય ચોરસ ભૂમિતિ ધરાવે છે. સંમિતિને કારણે બધા ચાર $Xe-F$ બંધ સમાન છે.
$4$. $SF_4$: તે $sp^3d$ સંકરણ અને સી-સો (see-saw) ભૂમિતિ ધરાવે છે. સલ્ફર પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે. આ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,અક્ષીય અને વિષુવવૃત્તીય $S-F$ બંધની લંબાઈ અલગ હોય છે.
તેથી,$SF_4$ માં બધા બંધ સમાન નથી.

(C) $1$. $BF_3$ નો આકાર ત્રિકોણીય સમતલીય છે અને તેનું સંકરણ $sp^2$ છે. બધા પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોય છે.
$2$. $ClF_3$ નો આકાર $T$-આકારનો છે કારણ કે મધ્યસ્થ $Cl$ પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે. ફ્લોરિન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોય છે.
$3$. $CHF_3$ નો આકાર સમચતુષ્ફલકીય ($sp^3$ સંકરણ) છે. ફ્લોરિન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોતા નથી.
$4$. $CHF_3$ સમચતુષ્ફલકીય હોવાથી,$All$ વિકલ્પ ખોટો છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી $BF_3$ અને $ClF_3$ માં તમામ ફ્લોરિન પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં છે,પરંતુ $BF_3$ એ સમતલીય અણુનું સૌથી પ્રમાણિત ઉદાહરણ છે.

(B) સમાન આકાર અને સમાન સંકરણ ધરાવતા સંયોજનોને આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ કહેવામાં આવે છે.
$XeF_2$ એ $sp^3d$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેનો આકાર રેખીય છે.
$IF_2^-$ એ $sp^3d$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેનો આકાર રેખીય છે.
તેથી,બંને આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ છે.

(A) $BF_{3}$ એ $sp^{2}$ સંકરણને કારણે ત્રિકોણીય સમતલીય બંધારણ ધરાવે છે,જેમાં બધા $B-F$ બંધ સમાન છે.
$AlF_{3}$ આયનીય સ્વભાવ ધરાવે છે,પરંતુ તેના આણ્વિય સ્વરૂપમાં તે સંમિત બંધારણ દર્શાવે છે.
$NF_{3}$ એ $sp^{3}$ સંકરણ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે,જેમાં બધા $N-F$ બંધ સમાન છે.
$ClF_{3}$ એ $sp^{3}d$ સંકરણ અને વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોને કારણે $T$-આકારની ભૂમિતિ ધરાવે છે,જેના પરિણામે બે અલગ-અલગ બંધ લંબાઈ (અક્ષીય અને વિષુવવૃત્તીય) જોવા મળે છે.
તેથી,$ClF_{3}$ માં બધા બંધ સમાન નથી.
આમ,વિકલ્પ $A$ સાચો છે.

(B) $NO_2^+$,$NO_2$,અને $NO_2^-$ માટે બંધકોણ અનુક્રમે $180^{\circ}$,$134^{\circ}$,અને $115^{\circ}$ છે.
જેમ આપણે $NO_2^+$ થી $NO_2^-$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા વધે છે,જે વધુ અપાકર્ષણ પેદા કરે છે અને $O-N-O$ બંધકોણમાં ઘટાડો કરે છે.
$NO_2^+$ એ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે (રેખીય),$NO_2$ એ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે (કોણીય),અને $NO_2^-$ એ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે (કોણીય).
તેથી,સાચું વિધાન $O-N-O$ બંધકોણમાં ઘટાડો છે.

(D) ભૌમિતિક આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા ગણીએ છીએ: $Total \ electron \ pairs = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓ છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$1$. $XeOF_2$ માટે: મધ્યસ્થ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $M = 2$ ($F$ પરમાણુઓ),$O$ દ્વિસંયોજક છે. કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો = $\frac{1}{2}(8 + 2) = 5$. આ $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે જેમાં $3$ બંધકારક અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો હોય છે,જે $T$-આકાર આપે છે.
$2$. $XeOF_4$ માટે: મધ્યસ્થ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $M = 4$ ($F$ પરમાણુઓ),$O$ દ્વિસંયોજક છે. કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો = $\frac{1}{2}(8 + 4) = 6$. આ $sp^3d^2$ સંકરણ દર્શાવે છે જેમાં $5$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે ચોરસ પિરામિડલ આકાર આપે છે.
તેથી,સાચી જોડી $XeOF_2$ અને $XeOF_4$ છે.

(A) $NF_3$ નો આકાર ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે,ત્રિકોણીય સમતલીય નથી.
$NF_3$ માં,$N$ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેની પાસે એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનો આકાર સમચતુષ્ફલકીય છે,જ્યારે આણ્વિય આકાર ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે.
$BF_3$ ત્રિકોણીય સમતલીય છે,$AsF_5$ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે અને $H_2O$ વળેલો (bent) આકાર ધરાવે છે.
તેથી,ખોટો આકાર $NF_3$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યો છે.

(B) અણુનો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે $H = \frac{1}{2}(V + M - C + A)$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ શોધીએ છીએ.
$1$. $CO_3^{2-}$ માટે: $H = \frac{1}{2}(4 + 0 - 0 + 2) = 3$ ($sp^2$ સંકરણ,ત્રિકોણીય સમતલીય).
$2$. $NO_3^-$ માટે: $H = \frac{1}{2}(5 + 0 - 0 + 1) = 3$ ($sp^2$ સંકરણ,ત્રિકોણીય સમતલીય).
$3$. $SO_3$ માટે: $H = \frac{1}{2}(6 + 0 - 0 + 0) = 3$ ($sp^2$ સંકરણ,ત્રિકોણીય સમતલીય).
વિકલ્પ $B$ માંના તમામ ઘટકો $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી તેમનો આકાર ત્રિકોણીય સમતલીય છે.

(D) આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે વિકલ્પ $D$ માં દરેક અણુ માટે સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યાની ગણતરી કરીએ છીએ:
$ClF_3$: સંકરણ $= 3 + \frac{1}{2}[7 - 3] = 5$ $(sp^3d)$,$2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે,જે $T$-આકારની ભૂમિતિ આપે છે.
$XeOF_2$: સંકરણ $= 3 + \frac{1}{2}[8 - 4] = 5$ $(sp^3d)$,$2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે,જે $T$-આકારની ભૂમિતિ આપે છે.
$XeF_3^+$: સંકરણ $= 3 + \frac{1}{2}[8 - 3 - 1] = 5$ $(sp^3d)$,$2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે,જે $T$-આકારની ભૂમિતિ આપે છે.
આ ત્રણેય અણુઓ $sp^3d$ સંકરણ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતા હોવાથી,તેઓ સમાન $T$-આકારની ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(B) બંધકોણ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) તથા બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ પર આધાર રાખે છે.
$CH_4$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $C$ એ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેમાં કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,જેના પરિણામે $109.5^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ મળે છે.
$NH_3$,$H_2O$ અને $PH_3$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુઓ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે જે બંધકોણમાં ઘટાડો કરે છે.
આમ,આપેલા વિકલ્પોમાં $CH_4$ નો બંધકોણ સૌથી મોટો છે.

(C) $XeOF_4$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ એકલ બંધ અને $O$ પરમાણુ સાથે $1$ દ્વિબંધ બનાવે છે,જે બંધ બનાવવા માટે $6$ ઇલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ કરે છે.
આનાથી $2$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) બનાવે છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $5$ બંધકારક યુગ્મ + $1$ અબંધકારક યુગ્મ = $6$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
$6$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે,સંકરણ $sp^3d^2$ છે,જે ઓક્ટાહેડ્રલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ દર્શાવે છે.
$1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,આણ્વિય ભૂમિતિ સ્ક્વેર પિરામિડલ છે.

(B) $(SiH_3)_3N$ ના કિસ્સામાં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે કારણ કે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સિલિકોન પરમાણુની ખાલી $d$-કક્ષકમાં દાન કરવામાં આવે છે,જે $d\pi - p\pi$ બેક-બોન્ડિંગ બનાવે છે.
આના પરિણામે $(SiH_3)_3N$ નો આકાર ત્રિકોણીય સમતલીય (trigonal planar) બને છે.
તેનાથી વિપરીત,$(CH_3)_3N$,$P(CH_3)_3$,અને $P(SiH_3)_3$ બધામાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે અને $sp^3$ સંકરણને કારણે પિરામિડલ આકાર ધરાવે છે.

(B) $XeO_3F_2$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે બંધનમાં ભાગ લેતા $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે ($O$ સાથે $3$ દ્વિબંધ અને $F$ સાથે $2$ એકલ બંધ).
આ $5$ ના સ્ટેરિક નંબરને અનુરૂપ છે,જે $sp^3d$ સંકરણ સૂચવે છે.
તેની ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે,જેમાં ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર અને બે ફ્લોરિન પરમાણુઓ અક્ષીય સ્થાનો પર ગોઠવાયેલા હોય છે.

(C) આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે $XeO_3F_2$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ નો સ્ટેરિક નંબર ગણીએ છીએ.
$Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $O$ પરમાણુઓ સાથે $3$ દ્વિબંધ અને $F$ પરમાણુઓ સાથે $2$ એકલ બંધ બનાવે છે.
$Xe$ ની આસપાસ કુલ ઇલેક્ટ્રોન જોડી = $3 + 2 = 5$.
$5$ નો સ્ટેરિક નંબર $sp^3d$ સંકરણ સૂચવે છે,જે ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.
આમ,$XeO_3F_2$ નો આકાર ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે.

(A) $IF_6^-$ માં મધ્યસ્થ આયોડિન પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તે ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $6$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,જે કુલ $7$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($sp^3d^3$ સંકરણ) બનાવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,આ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરી અષ્ટફલકીય ભૂમિતિમાં વિકૃતિ પેદા કરે છે,જેના પરિણામે તે વિકૃત અષ્ટફલકીય આકાર ધરાવે છે.

(D) જો સ્પીસીઝનું સંકરણ (hybridization) અને ભૂમિતિ (geometry) સમાન હોય તો તે આઇસોસ્ટ્રક્ચરલ છે.
સેટ $BF_4^-, CCl_4, NH_4^+, PCl_4^+$ માં,તમામ મધ્યસ્થ પરમાણુઓ $(B, C, N, P)$ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ ધરાવે છે.
તેથી,આ તમામ સ્પીસીઝ આઇસોસ્ટ્રક્ચરલ છે.

(A) ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ આકાર ત્યારે જોવા મળે છે જ્યારે મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (લોન પેર) હોય.
$1. NI_3$: નાઇટ્રોજન પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $I$ પરમાણુઓ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે અને $1$ લોન પેર ધરાવે છે. આકાર: ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ.
$2. I_3^-$: મધ્યસ્થ $I$ પરમાણુ $3$ લોન પેર અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. આકાર: રેખીય.
$3. SO_3^{2-}$: સલ્ફર પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $O$ પરમાણુઓ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે અને $1$ લોન પેર ધરાવે છે. આકાર: ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ.
$4. NO_3^-$: નાઇટ્રોજન પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $O$ પરમાણુઓ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે અને કોઈ લોન પેર ધરાવતું નથી. આકાર: ટ્રાયગોનલ સમતલીય.
આમ,$NI_3$ $(I)$ અને $SO_3^{2-}$ $(III)$ ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ આકાર ધરાવે છે.

(B) $ICl_5$ માટે: મધ્યસ્થ આયોડિન પરમાણુમાં $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તે $Cl$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $5 + 1 = 6$ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ દર્શાવે છે. $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય છે,પરંતુ આકાર ચોરસ પિરામિડલ છે.
$ICl_4^-$ માટે: મધ્યસ્થ આયોડિન પરમાણુમાં $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,વત્તા ઋણ વીજભારથી $1$ ઇલેક્ટ્રોન,કુલ $8$ ઇલેક્ટ્રોન થાય છે. તે $Cl$ 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. $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે,ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય છે,પરંતુ આકાર સમતલીય ચોરસ છે.

(D) $CH_4$ (સમચતુષ્ફલકીય) માટે,$109^\circ 28'$ ના $6$ બંધકોણ છે.
$SF_6$ (અષ્ટફલકીય) માટે,$90^\circ$ ના $12$ બંધકોણ છે.
$IF_7$ (પંચકોણીય દ્વિપિરામિડલ) માટે,$90^\circ$ ના $10$ બંધકોણ છે.
$IF_5$ (ચોરસ પિરામિડલ) માં $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(L.P.)$ હાજર છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે બંધકોણ $90^\circ$ થી વિચલિત થાય છે,તેથી તે યોગ્ય રીતે જોડાયેલ નથી.

(A) બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક અણુના સંકરણ અને ભૂમિતિનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $BeCl_2$: તે $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને $180^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે રેખીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$2$. $NO_2$: તે મધ્યસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન સાથે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. બંધકોણ આશરે $134^{\circ}$ છે.
$3$. $SO_2$: તે મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે,જેના પરિણામે $119^{\circ}$ નો નાનો બંધકોણ મળે છે.
તેથી,બંધકોણનો ઘટતો ક્રમ $BeCl_2 (180^{\circ}) > NO_2 (134^{\circ}) > SO_2 (119^{\circ})$ છે.

(B) $PF_5$ માં,અણુ ઓરડાના તાપમાને ઝડપી બેરી સ્યુડોરોટેશનમાંથી પસાર થાય છે,જે $NMR$ ટાઈમસ્કેલ પર તમામ પાંચ $P-F$ બંધોને સમાન બનાવે છે.
$PCl_5$ માં,$Cl$ પરમાણુઓનું મોટું કદ અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) આ ઝડપી સ્યુડોરોટેશનને અટકાવે છે,જેના પરિણામે અલગ અક્ષીય અને વિષુવવૃત્તીય બંધ લંબાઈ જોવા મળે છે ($3$ વિષુવવૃત્તીય બંધો $2$ અક્ષીય બંધો કરતા ટૂંકા હોય છે).

(A) $1$. $XeF_4$: તેમાં $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $90^o$ ના બંધકોણ સાથે સમતલીય ચોરસ આકાર આપે છે. તેથી,$I-C$.
$2$. $I_3^-$: તેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પર $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય આકાર આપે છે. તેથી,$II-D$.
$3$. $XeO_2F_2$: તેમાં $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સી-સો આકાર આપે છે. તેથી,$III-A$.
$4$. $SO_4^{2-}$: તેમાં $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સમચતુષ્ફલકીય આકાર આપે છે. તેથી,$IV-B$.
આમ,સાચી જોડ $I-C, II-D, III-A, IV-B$ છે.

(D) $POCl_3$ માં,મધ્યસ્થ $P$ પરમાણુ એક $O$ પરમાણુ સાથે દ્વિબંધ દ્વારા અને ત્રણ $Cl$ પરમાણુઓ સાથે એકલ બંધ દ્વારા જોડાયેલ છે.
$1$. $POCl_3$ નું લુઈસ બંધારણ તમામ પરમાણુઓ માટે અષ્ટકના નિયમનું પાલન કરે છે (જેમાં $P$ તેનું અષ્ટક $10$ ઇલેક્ટ્રોન સુધી વિસ્તૃત કરે છે),તેથી તે અષ્ટકના નિયમનું ઉલ્લંઘન કરતું નથી.
$2$. વિવિધ પ્રકારના બંધો ($P=O$ અને $P-Cl$) ની હાજરીને કારણે ભૂમિતિ અનિયમિત ટેટ્રાહેડ્રલ છે.
$3$. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,દ્વિબંધ $(P=O)$ અને એકલ બંધ $(P-Cl)$ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ એ બે એકલ બંધો ($P-Cl$ અને $P-Cl$) વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે.
$4$. $P=O$ બંધના વધુ અપાકર્ષણને કારણે,$Cl-P=O$ બંધકોણ એ $Cl-P-Cl$ બંધકોણ કરતા વધારે હોય છે.
તેથી,વિકલ્પ $D$ માં આપેલ વિધાન ખોટું છે.

(D) બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરનું સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા જોઈએ છીએ:
$1$. $NO_2^+$: નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $180^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે રેખીય ભૂમિતિ આપે છે.
$2$. $NO_3^-$: નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $120^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે સમતલીય ત્રિકોણીય ભૂમિતિ આપે છે.
$3$. $NO_2^-$: નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે વળેલી (bent) ભૂમિતિ આપે છે. અબંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે,બંધકોણ આશરે $115^{\circ}$ હોય છે.
આમ,વધતા બંધકોણનો ક્રમ $NO_2^- (115^{\circ}) < NO_3^- (120^{\circ}) < NO_2^+ (180^{\circ})$ છે.

(A) $CF_4$,$CCl_4$,અને $CBr_4$ બધા સમચતુષ્ફલકીય છે અને તેમનો બંધકોણ $109.5^\circ$ છે. તેથી,$\alpha > \beta > \gamma$ ક્રમ ખોટો છે કારણ કે તે સમાન છે.
$NCl_3$,$PCl_3$,અને $AsCl_3$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા ઘટતા બંધકોણ ઘટે છે $(N > P > As)$,તેથી $NCl_3 > PCl_3 > AsCl_3$ સાચું છે.
$SOF_2$ માં,$S=O$ દ્વિબંધ $S-F$ એકલ બંધ કરતા વધુ અપાકર્ષણ કરે છે,તેથી $\angle FSO > \angle FSF$ સાચું છે.
$NO_2^+$,$NO_2$,અને $NO_2^-$ માં,બંધકોણ અનુક્રમે $180^\circ$,$134^\circ$,અને $115^\circ$ છે,તેથી $NO_2^+ > NO_2 > NO_2^-$ સાચું છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ ખોટો ક્રમ છે.

(A) બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા સમૂહો વચ્ચેના અવકાશીય અપાકર્ષણ (steric repulsion) ને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ.
$1$. $CH_3-O-CH_3$ (ડાયમિથાઈલ ઈથર) માં,ઓક્સિજન સાથે બે મોટા મિથાઈલ સમૂહો જોડાયેલા છે. આ બે મિથાઈલ સમૂહો વચ્ચેના અવકાશીય અપાકર્ષણને કારણે બંધકોણ વધીને આશરે $111.7^\circ$ થાય છે.
$2$. $Ph-OH$ (ફિનોલ) માં,ઓક્સિજન એક ફિનાઈલ સમૂહ અને એક હાઈડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે. ફિનાઈલ વલયની રેઝોનન્સ અસર અને ફિનાઈલ સમૂહના કદને કારણે બંધકોણ આશરે $109^\circ$ હોય છે.
$3$. $CH_3-OH$ (મિથેનોલ) માં,ઓક્સિજન એક મિથાઈલ સમૂહ અને એક હાઈડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે. અન્ય બે કિસ્સાઓ કરતા અહીં અવકાશીય અપાકર્ષણ ઓછું હોવાથી,બંધકોણ આશરે $108.9^\circ$ હોય છે.
તેથી,બંધકોણનો સાચો ક્રમ $CH_3-O-CH_3 > Ph-OH > CH_3-OH$ છે.

(C) $VSEPR$ સિદ્ધાંત જણાવે છે કે મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસની ઇલેક્ટ્રોન જોડીઓ (બંધિત અને અબંધકારક બંને) તેમની વચ્ચેના સ્થિર વિદ્યુતીય અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે અવકાશમાં ગોઠવાય છે.
આ ગોઠવણી અણુનો ભૌમિતિક આકાર નક્કી કરે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$PF_5$ માં,પાંચ ઇલેક્ટ્રોન જોડીઓ અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ભૂમિતિમાં ગોઠવાય છે,જેમાં બંધકોણ $120^{\circ}$ અને $90^{\circ}$ હોય છે.

(A) ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ $H = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને શોધીએ છીએ.

સ્પીસીઝ	સંકરણ	ભૂમિતિ
$NO_3^{-}$	$sp^2$	ત્રિકોણીય સમતલીય (સમતલીય)
$AsO_3^{3-}$	$sp^3$	પિરામિડલ (અસમતલીય)
$CO_3^{2-}$	$sp^2$	ત્રિકોણીય સમતલીય (સમતલીય)
$ClO_3^{-}$	$sp^3$	પિરામિડલ (અસમતલીય)
$SO_3^{2-}$	$sp^3$	પિરામિડલ (અસમતલીય)

આમ,અસમતલીય સ્પીસીઝ $AsO_3^{3-} (II)$,$ClO_3^{-} (IV)$ અને $SO_3^{2-} (V)$ છે.

(B) $PX_3$ અણુઓમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ એ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
જેમ જેમ આસપાસના હેલોજન પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે $(F > Cl > Br > I)$,તેમ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મધ્યસ્થ પરમાણુથી દૂર જાય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,જેમ આસપાસના પરમાણુનું કદ વધે છે,તેમ બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ઘટે છે,પરંતુ આસપાસના પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણતા ઘટવાને કારણે બંધકોણ વધે છે.
તેથી,બંધકોણનો સાચો ક્રમ $PI_3 > PBr_3 > PCl_3 > PF_3$ છે.

(C) અણુ સમતલીય અને અધ્રુવીય છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે તેની ભૂમિતિ અને દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા (dipole moment) નું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $XeO_4$: તેની ભૂમિતિ સમચતુષ્ફલકીય ($sp^3$ સંકરણ) છે. તે અધ્રુવીય છે પરંતુ સમતલીય નથી.
$2$. $SF_4$: એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે તેની ભૂમિતિ સી-સો (see-saw) ($sp^3d$ સંકરણ) છે. તે ધ્રુવીય અને અસમતલીય છે.
$3$. $XeF_4$: તેની ભૂમિતિ ચોરસ સમતલીય ($sp^3d^2$ સંકરણ) છે,જેમાં બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અક્ષીય સ્થાનો પર હોય છે. દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,તેથી તે અધ્રુવીય અને સમતલીય છે.
$4$. $CF_4$: તેની ભૂમિતિ સમચતુષ્ફલકીય ($sp^3$ સંકરણ) છે. તે અધ્રુવીય છે પરંતુ સમતલીય નથી.
તેથી,$XeF_4$ સમતલીય અને અધ્રુવીય બંને છે.

(B) આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ સ્પીસીઝ તે છે જે સમાન સંકરણ (hybridization) અને સમાન ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$1$. $[NF_3]$ પિરામિડલ છે ($sp^3$ સંકરણ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) અને $[BF_3]$ ટ્રાયગોનલ પ્લેનર છે ($sp^2$ સંકરણ).
$2$. $[BF_4^-]$ માં $sp^3$ સંકરણ અને ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ છે. $[NH_4^+]$ માં પણ $sp^3$ સંકરણ અને ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ છે. તેથી,તેઓ આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ છે.
$3$. $[BCl_3]$ ટ્રાયગોનલ પ્લેનર $(sp^2)$ છે,જ્યારે $[BrCl_3]$ $T$-આકારનું ($sp^3d$ અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) છે.
$4$. $[NH_3]$ પિરામિડલ $(sp^3)$ છે,જ્યારે $[NO_3^-]$ ટ્રાયગોનલ પ્લેનર $(sp^2)$ છે.
તેથી,સાચી જોડી $[BF_4^- \text{ અને } NH_4^+]$ છે.

(A) સ્પીસીઝનો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ જે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા પર આધારિત છે.
$1$. $PCl_3$ માં $P$ પર $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે ત્રિકોણીય પિરામિડલ આકાર આપે છે. $NH_3$ માં પણ $N$ પર $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે ત્રિકોણીય પિરામિડલ આકાર આપે છે. આમ,તેઓ સમાન આકાર ધરાવે છે.
$2$. $CF_4$ સમચતુષ્ફલકીય છે,જ્યારે $SF_4$ સી-સો (see-saw) આકાર ધરાવે છે.
$3$. $PbCl_2$ બેન્ટ (કોણીય) છે,જ્યારે $CO_2$ રેખીય છે.
$4$. $PF_5$ ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ છે,જ્યારે $IF_5$ ચોરસ પિરામિડલ છે.
તેથી,સાચી જોડી $PCl_3$ અને $NH_3$ છે.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$XeF^{+}_3$ માટે,સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $8 + 3(7) - 1 = 28$ છે.
$Xe$ ની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$Steric \ number = \frac{1}{2} (V + M - C + A) = \frac{1}{2} (8 + 3 - 1) = 5$.
$5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો સાથે,સંકરણ $sp^3d$ છે.
$Xe$ પરમાણુ પર $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો (લોન પેર) છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે $2$ લોન પેર વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર ગોઠવાય છે.
આના પરિણામે $XeF^{+}_3$ આયનનો આકાર વળેલા $T$-આકાર જેવો બને છે.

(C) $XeF_n$ અણુમાં $n$ ની શક્ય કિંમતો $2, 4, 6, 8$ છે.
$XeF_2$ નો આકાર રેખીય છે.
$XeF_4$ નો આકાર સમચોરસ સમતલીય છે.
$XeF_6$ નો આકાર કેપ્ડ અષ્ટફલકીય છે.
તેથી,$XeF_n$ અણુ માટે ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર શક્ય નથી.

(D) $BeCl_2$ એ $sp$ સંકરણને કારણે રેખીય બંધારણ ધરાવે છે.
$ICl_2^-$ માં $sp^3d$ સંકરણ હોય છે અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે રેખીય ભૂમિતિ આપે છે.
$C_2H_2$ $(HC \equiv CH)$ માં $sp$ સંકરણ હોય છે અને તે રેખીય છે.
$XeF_2$ માં $sp^3d$ સંકરણ હોય છે અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે રેખીય ભૂમિતિ આપે છે.
$GeCl_2$ માં $sp^2$ સંકરણ હોય છે અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે વળેલું (bent) બંધારણ આપે છે.
તેથી,$BeCl_2$ એ $GeCl_2$ સાથે સમાન બંધારણ ધરાવતું નથી.

(B) $[XeF_3^+]$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે અને $1$ ધન વીજભાર ધરાવે છે,જેથી $8 - 3 - 1 = 4$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા $3 + 2 = 5$ છે,જે $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે. $3$ બંધકારક યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક યુગ્મ સાથે,ભૂમિતિ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે અને આકાર બેન્ટ $T$-આકાર છે.
$[XeF_5^+]$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને $1$ ધન વીજભાર ધરાવે છે,જેથી $8 - 5 - 1 = 2$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા $5 + 1 = 6$ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ દર્શાવે છે. $5$ બંધકારક યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક યુગ્મ સાથે,ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય છે અને આકાર સ્ક્વેર પિરામિડલ છે.

(D) એક જ સમતલમાં રહેલા પરમાણુઓની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક અણુના ભૂમિતિનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $XeF_2O_2$: તેની ભૂમિતિ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે. એક જ સમતલમાં મહત્તમ $3$ પરમાણુઓ રહી શકે છે.
$2$. $PCl_5$: તેની ભૂમિતિ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે. વિષુવવૃત્તીય સમતલમાં મધ્યસ્થ $P$ પરમાણુ અને $3$ $Cl$ પરમાણુઓ હોય છે,આમ કુલ $4$ પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોય છે.
$3$. $AsH_4^+$: તેની ભૂમિતિ ટેટ્રાહેડ્રલ છે. એક જ સમતલમાં મહત્તમ $3$ પરમાણુઓ રહી શકે છે.
$4$. $XeF_4$: તેની ભૂમિતિ સ્ક્વેર પ્લેનર છે. મધ્યસ્થ $Xe$ પરમાણુ અને $4$ $F$ પરમાણુઓ બધા એક જ સમતલમાં હોય છે,આમ કુલ $5$ પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં હોય છે.
તેથી,$XeF_4$ માં એક જ સમતલમાં મહત્તમ $(5)$ પરમાણુઓ છે.

(D) મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો શોધવા માટેનું સૂત્ર: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (V - B)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે અને $B$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન છે.
$1$. $SF_4$ માટે: સલ્ફર $(S)$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (6 - 4) = 1$.
$2$. $CF_4$ માટે: કાર્બન $(C)$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (4 - 4) = 0$.
$3$. $XeF_4$ માટે: ઝેનોન $(Xe)$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (8 - 4) = 2$.
આમ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા અનુક્રમે $1$,$0$,અને $2$ છે. સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) $I_3^-$ માં મધ્યસ્થ આયોડિન પરમાણુ $sp^3d$ સંકરણ અનુભવે છે.
તેમાં મધ્યસ્થ આયોડિન પરમાણુની આસપાસ $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે તેની ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ અને આણ્વિક આકાર રેખીય હોય છે.

(C) $PCl_5$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ $sp^3d$ સંકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ આકાર મળે છે.
ત્રણ વિષુવવૃત્તીય અને બે અક્ષીય બંધોની હાજરીને કારણે,તમામ બંધ લંબાઈ સમાન હોતી નથી.
ત્રણ વિષુવવૃત્તીય $P-Cl$ બંધો એકબીજાને સમાન છે,અને બે અક્ષીય $P-Cl$ બંધો એકબીજાને સમાન છે,પરંતુ વધુ અપાકર્ષણને કારણે અક્ષીય બંધો વિષુવવૃત્તીય બંધો કરતા લાંબા હોય છે.
તેથી,તે નિયમિત ભૂમિતિ ધરાવે છે તે વિધાન ખોટું છે,કારણ કે નિયમિત ભૂમિતિનો અર્થ એ છે કે તમામ બંધ લંબાઈ અને ખૂણા સમાન હોય છે.

(D) $SF_4$ નો આણ્વિય આકાર $S$ પરમાણુ પર $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે સી-સો (see-saw) છે.
$CF_4$ નો આકાર $C$ પરમાણુ પર $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે સમચતુષ્ફલકીય છે.
$XeF_4$ નો આકાર $Xe$ પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે સમતલીય ચોરસ છે.
આમ,ત્રણેયના આકારો અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા અલગ હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) કેન્દ્રીય પરમાણુ $Xe$ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(l.p.)$ ની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $l.p. = \frac{1}{2} (V - M - C + A)$,જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે,અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$1$. $XeOF_4$ માટે: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $O$ દ્વિસંયોજક છે,$F$ એકસંયોજક છે ($4$ પરમાણુ). $l.p. = \frac{1}{2} (8 - 4) = 2$ ઇલેક્ટ્રોન,એટલે કે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
$2$. $XeO_2F_2$ માટે: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$2$ $O$ પરમાણુ અને $2$ $F$ પરમાણુ છે. ગણતરી મુજબ $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મળે છે.
$3$. $XeF_3^-$ માટે: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$3$ $F$ પરમાણુ અને $1$ ઋણ વીજભાર છે. $l.p. = \frac{1}{2} (8 - 3 + 1) = 3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
$4$. $XeO_3$ માટે: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$3$ $O$ પરમાણુ છે. $l.p. = \frac{1}{2} (8 - 0) = 4$ ઇલેક્ટ્રોન,એટલે કે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
સરખામણી કરતા,$XeF_3^-$ માં $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે મહત્તમ છે.

(C) આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને દરેક સ્પીસીઝ માટે સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા ગણીએ છીએ:
$1$. $NO^{+}_2$: $N$ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે,$sp$ સંકરણ,રેખીય આકાર. $NO^{-}_2$: $N$ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે,$sp^2$ સંકરણ,વળેલો (bent) આકાર.
$2$. $PCl_5$: $sp^3d$ સંકરણ,ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ. $BrF_5$: $sp^3d^2$ સંકરણ,ચોરસ પિરામિડલ.
$3$. $XeF_4$: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ બંધકારક યુગ્મ,$2$ અબંધકારક યુગ્મ,$sp^3d^2$ સંકરણ,સમતલીય ચોરસ. $ICl^{-}_4$: $I$ પાસે $7+1=8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ બંધકારક યુગ્મ,$2$ અબંધકારક યુગ્મ,$sp^3d^2$ સંકરણ,સમતલીય ચોરસ.
$4$. $TeCl_4$: $sp^3d$ સંકરણ,સી-સો (see-saw) આકાર. $XeO_4$: $sp^3$ સંકરણ,સમચતુષ્ફલકીય આકાર.
આમ,$XeF_4$ અને $ICl^{-}_4$ બંને સમતલીય ચોરસ ભૂમિતિ ધરાવે 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 $6$ ($sp^3d^2$ સંકરણ) છે,જે ચોરસ સમતલીય ભૂમિતિ આપે છે.
$XeF_5^-$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,વત્તા $1$ ઋણ વીજભારથી,જે $F$ પરમાણુઓ સાથે $5$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $7$ ($sp^3d^3$ સંકરણ) છે,જે પંચકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ આપે છે.
$SnCl_2$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Sn$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $Cl$ પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $3$ ($sp^2$ સંકરણ) છે,જે કોણીય અથવા બેન્ટ આકાર આપે છે.

(A) $XeO_3$ નો આકાર ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ છે કારણ કે $Xe$ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હાજર હોય છે.
તેથી,$XeO_3$ માટે 'ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ' વર્ણન ખોટું છે.
આમ,વિકલ્પ $A$ યોગ્ય રીતે જોડાયેલ નથી.

(B) અસમતલીય સ્પીસીઝ નક્કી કરવા માટે,આપણે $VSEPR$ સિદ્ધાંતના આધારે દરેક આયનનું સંકરણ અને ભૂમિતિનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:

સ્પીસીઝ	સંકરણ અને ભૂમિતિ
$NO_3^-$	$sp^2$,ત્રિકોણીય સમતલીય
$AsO_3^{3-}$	$sp^3$,પિરામિડલ (અસમતલીય)
$CO_3^{2-}$	$sp^2$,ત્રિકોણીય સમતલીય
$ClO_3^-$	$sp^3$,પિરામિડલ (અસમતલીય)
$SO_3^{2-}$	$sp^3$,પિરામિડલ (અસમતલીય)
$BO_3^{3-}$	$sp^2$,ત્રિકોણીય સમતલીય

$sp^3$ સંકરણ ધરાવતી અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતી સ્પીસીઝ,જેમ કે $AsO_3^{3-}$,$ClO_3^-$,અને $SO_3^{2-}$,પિરામિડલ ભૂમિતિ દર્શાવે છે,જે અસમતલીય છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) $\ddot{N}H_3$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ નાઈટ્રોજન છે જે $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$sp^3$ સંકરણ ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ તરફ દોરી જાય છે.
એમોનિયા અણુમાં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ ચતુષ્ફલકના કેન્દ્રમાં સ્થિત છે,જ્યારે ત્રણ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ ચારમાંથી ત્રણ શિરોબિંદુઓ પર ગોઠવાયેલા છે અને ચોથું શિરોબિંદુ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) દ્વારા રોકાયેલું છે.

(A) ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે $5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો રોકે છે.
આમાંથી ઉદ્ભવતી સંભવિત આણ્વિય ભૂમિતિઓમાં નીચે મુજબનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. $4$ બંધકારક યુગ્મ + $1$ અબંધકારક યુગ્મ = સી-સો
$2$. $3$ બંધકારક યુગ્મ + $2$ અબંધકારક યુગ્મ = $T$-આકાર
$3$. $2$ બંધકારક યુગ્મ + $3$ અબંધકારક યુગ્મ = રેખીય
ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ એ ત્રિકોણીય સમતલીય ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ ($3$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) માંથી ઉદ્ભવે છે.
તેથી,ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિમાંથી ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ મળવાની શક્યતા સૌથી ઓછી છે.

(B) $(I)$ $T$: $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણનો ક્રમ $lp-lp > lp-bp > bp-bp$ છે.
$(II)$ $F$: જેમ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા વધે છે,તેમ અપાકર્ષણને કારણે બંધકોણ ઘટે છે.
$(III)$ $T$: $H_2O$ માં $O$ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે અને $NH_3$ માં $N$ પર $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
$(IV)$ $F$: ઝેનોન ફ્લોરાઈડ્સ અને ઓક્સીફ્લોરાઈડ્સની રચનાઓ $VSEPR$ સિદ્ધાંત દ્વારા સારી રીતે સમજાવી શકાય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $T, F, T, F$ છે.

(A) આપેલી સ્પીસીઝનો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને શોધીએ છીએ: $H = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$A) \ CO_3^{2-}$: $H = \frac{1}{2} (4 + 0 - 0 + 2) = 3$. સંકરણ $sp^2$ છે,જે ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર દર્શાવે છે.
$B) \ SO_3^{2-}$: $H = \frac{1}{2} (6 + 0 - 0 + 2) = 4$. સંકરણ $sp^3$ છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,તેનો આકાર ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે.
$C) \ ClO_3^{-}$: $H = \frac{1}{2} (7 + 0 - 0 + 1) = 4$. સંકરણ $sp^3$ છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,તેનો આકાર ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે.
$D) \ BF_4^{-}$: $H = \frac{1}{2} (3 + 4 - 0 + 1) = 4$. સંકરણ $sp^3$ છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ન હોવાથી,તેનો આકાર સમચતુષ્ફલકીય છે.
આમ,માત્ર $CO_3^{2-}$ સમતલીય છે.