VSEPR Theory Questions in Gujarati

(B) $O_2F_2$ અણુ $H_2O_2$ (હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ) જેવું જ 'ઓપન-બુક' (ખુલ્લા પુસ્તક જેવું) બંધારણ ધરાવે છે.
બંને અણુઓમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુઓ ($O_2F_2$ માં ઓક્સિજન અને $H_2O_2$ માં ઓક્સિજન) $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,બંને અણુઓ બિન-સમતલીય,ડાયહેડ્રલ ખૂણાવાળું બંધારણ દર્શાવે છે,જેને 'ઓપન-બુક' ભૂમિતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ઘટકો સમબંધારણીય છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,આપણે તેમનું સંકરણ અને ભૌમિતિક આકાર તપાસીએ છીએ:
$1$. $PF^{-}_6$ ($sp^3d^2$,અષ્ટફલકીય) અને $SF_6$ ($sp^3d^2$,અષ્ટફલકીય) સમબંધારણીય છે.
$2$. $SiF_4$ ($sp^3$,સમચતુષ્ફલકીય) અને $SF_4$ ($sp^3d$,સી-સો આકાર) સમબંધારણીય નથી.
$3$. $IO^{-}_3$ ($sp^3$,પિરામિડલ) અને $XeO_3$ ($sp^3$,પિરામિડલ) સમબંધારણીય છે.
$4$. $BH^{-}_4$ ($sp^3$,સમચતુષ્ફલકીય) અને $NH^{+}_4$ ($sp^3$,સમચતુષ્ફલકીય) સમબંધારણીય છે.
આમ,$SiF_4$ અને $SF_4$ ની જોડી સમબંધારણીય નથી.

(A) અણુઓના આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે તેમની સંકરણ (hybridization) અને $VSEPR$ સિદ્ધાંત જોઈએ છીએ:
$1$. $BeCl_2$: બેરિલિયમ પાસે $2$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે બે બંધ બનાવે છે. તેનું સંકરણ $sp$ છે,જે $180^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે રેખીય ભૂમિતિ આપે છે.
$2$. $H_2O$: ઓક્સિજન પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે હાઇડ્રોજન સાથે બે બંધ બનાવે છે અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. તેનું સંકરણ $sp^3$ છે,જે વળેલો અથવા $V$-આકાર આપે છે.
$3$. $SO_2$: સલ્ફર પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે ઓક્સિજન સાથે બે દ્વિબંધ બનાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. તેનું સંકરણ $sp^2$ છે,જે વળેલો આકાર આપે છે.
$4$. $CH_4$: કાર્બન પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે હાઇડ્રોજન સાથે ચાર બંધ બનાવે છે. તેનું સંકરણ $sp^3$ છે,જે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ આપે છે.
તેથી,$BeCl_2$ એ રેખીય અણુ છે.

(A) સમબંધારણીય હોવા માટે,અણુઓનું સંકરણ અને ભૌમિતિક આકાર સમાન હોવા જોઈએ.
$1$. $XeF_2$: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. સ્ટેરિક નંબર $= 2 + (8-2)/2 = 5$ ($sp^3d$ સંકરણ). તેમાં $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય આકાર આપે છે.
$IF_2^-$: $I$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $+ 1$ (ઋણ વીજભાર) $= 8$. સ્ટેરિક નંબર $= 2 + (8-2)/2 = 5$ ($sp^3d$ સંકરણ). તેમાં $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય આકાર આપે છે.
બંનેનું સંકરણ $(sp^3d)$ અને આકાર (રેખીય) સમાન હોવાથી,તેઓ સમબંધારણીય છે.
$2$. $NH_3$ પિરામિડલ $(sp^3)$ છે,જ્યારે $BF_3$ સમતલીય ત્રિકોણીય $(sp^2)$ છે.
$3$. $CO_3^{2-}$ સમતલીય ત્રિકોણીય $(sp^2)$ છે,જ્યારે $SO_3^{2-}$ પિરામિડલ $(sp^3)$ છે.
$4$. $PCl_5$ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ $(sp^3d)$ છે,જ્યારે $ICl_5$ ચોરસ પિરામિડલ $(sp^3d^2)$ છે.

(C) ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે,આપણે $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$1$. $I^{-}_3$: મધ્યસ્થ $I$ પરમાણુ પાસે $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $sp^3d$ સંકરણ અને રેખીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$2$. $CO_2$: મધ્યસ્થ $C$ પરમાણુ પાસે $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $sp$ સંકરણ અને રેખીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$3$. $ClO^{-}_2$: મધ્યસ્થ $Cl$ પરમાણુ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $sp^3$ સંકરણ અને વળેલી (કોણીય) ભૂમિતિ ધરાવે છે.
તેથી,$ClO^{-}_2$ રેખીય નથી.

(D) અણુનો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યાના આધારે $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
$1$. $BeCl_2$: મધ્યસ્થ $Be$ પરમાણુ પાસે $2$ બંધકારક યુગ્મો અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો છે. તેનો આકાર રેખીય $(180^\circ)$ છે.
$2$. $CS_2$: મધ્યસ્થ $C$ પરમાણુ પાસે $2$ દ્વિબંધ (બંધકારક યુગ્મો) અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો છે. તેનો આકાર રેખીય $(180^\circ)$ છે.
$3$. $CO_2$: મધ્યસ્થ $C$ પરમાણુ પાસે $2$ દ્વિબંધ (બંધકારક યુગ્મો) અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો છે. તેનો આકાર રેખીય $(180^\circ)$ છે.
$4$. $SO_2$: મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ પાસે $2$ બંધકારક યુગ્મો અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,આ અણુ વળેલો અથવા અરેખીય આકાર ધરાવે છે.

(B) સમબંધારણીય સ્પીસીઝ તે છે જેનો આકાર અને મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ સમાન હોય છે.
$NF_3$ અને $NH_3$ બંનેમાં $sp^3$ સંકરણ હોય છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જેના પરિણામે પિરામિડલ આકાર મળે છે.
$NO_3^-$ અને $BF_3$ બંનેમાં $sp^2$ સંકરણ હોય છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતું નથી,જેના પરિણામે ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર મળે છે.
તેથી,$[NF_3, NH_3]$ અને $[NO_3^-, BF_3]$ ની જોડી સમબંધારણીય સ્પીસીઝ દર્શાવે છે.

(D) $VSEPR$ સિદ્ધાંતના આધારે આણ્વિય ભૂમિતિ તપાસતા:
$1$. $I_3^{-}$: $sp^3d$ સંકરણ,રેખીય ભૂમિતિ (સમતલીય).
$2$. $XeF_2$: $sp^3d$ સંકરણ,રેખીય ભૂમિતિ (સમતલીય).
$3$. $ClF_3$: $sp^3d$ સંકરણ,$T$-આકારની ભૂમિતિ (સમતલીય).
$4$. $H_2O$: $sp^3$ સંકરણ,કોણીય ભૂમિતિ (સમતલીય).
$5$. $OCl^{-}$: $sp^3$ સંકરણ,કોણીય ભૂમિતિ (સમતલીય).
$6$. $ICl_2^{+}$: $sp^3$ સંકરણ,કોણીય ભૂમિતિ (સમતલીય).
$7$. $XeF_3^{+}$: $sp^3d^2$ સંકરણ,$T$-આકારની ભૂમિતિ (સમતલીય).
$8$. $XeF_4$: $sp^3d^2$ સંકરણ,સમચોરસ સમતલીય ભૂમિતિ (સમતલીય).
$9$. $BF_3$: $sp^2$ સંકરણ,ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ (સમતલીય).
આમ,બધી જ સ્પીસીઝ સમતલીય હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) $PF_5$ માં મધ્યસ્થ ફોસ્ફરસ પરમાણુ $5$ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) નથી.
આથી તેનું સંકરણ $sp^3d$ થાય છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ આકાર દર્શાવે છે.

(A) $NO_2^+$: $sp$ સંકરણ,રેખીય આકાર,બંધકોણ = $180^{\circ}$.
$NO_2$: બેન્ટ આકાર,બંધકોણ = $132^{\circ}$.
$NO_2^-$: $sp^2$ સંકરણ,બેન્ટ આકાર,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અપાકર્ષણને કારણે બંધકોણ $\approx 115^{\circ}$.
$NO_3^-$: $sp^2$ સંકરણ,ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર,બંધકોણ = $120^{\circ}$.
તેથી,સાચી જોડ $A-1, B-2, C-3, D-4$ છે.

(C) આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક સ્પીસીઝ માટે સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા ગણીએ છીએ:
$(i)$ $ICl_2^-$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન + $2$ ($Cl$ માંથી) + $1$ (ઋણ વીજભાર) = $10$ ઇલેક્ટ્રોન છે. સંકરણ $sp^3d$ છે અને વિષુવવૃત્તીય સ્થાન પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. આકાર રેખીય છે.
$(ii)$ $SO_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. સંકરણ $sp^2$ છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. આકાર વળેલો ($V$-આકાર) છે.
$(iii)$ $SnCl_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Sn$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. સંકરણ $sp^2$ છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. આકાર વળેલો ($V$-આકાર) છે.
$(iv)$ $XeF_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન + $2$ ($F$ માંથી) = $10$ ઇલેક્ટ્રોન છે. સંકરણ $sp^3d$ છે અને વિષુવવૃત્તીય સ્થાન પર $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. આકાર રેખીય છે.
$ICl_2^-$ અને $XeF_2$ બંને રેખીય આકાર ધરાવે છે,જ્યારે $SO_2$ અને $SnCl_2$ વળેલો આકાર ધરાવે છે. તેથી,$(i)$ અને $(iv)$ સમાન આકાર ધરાવે છે.

(C) આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ હોવા માટે,અણુઓનું સંકરણ અને ભૌમિતિક આકાર સમાન હોવા જોઈએ.
$XeF_2$ માં $sp^3d$ સંકરણ છે જેમાં $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય આકાર આપે છે.
$I_3^-$ માં પણ $sp^3d$ સંકરણ છે જેમાં $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય આકાર આપે છે.
તેથી,$XeF_2$ અને $I_3^-$ આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ છે.

(D) જો મધ્યસ્થ પરમાણુ પર એક અથવા વધુ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(L.P.)$ હોય,તો તે અણુ વિકૃત ભૂમિતિ ધરાવે છે,કારણ કે તે બંધકોણ પર અસર કરે છે.
$1$. $XeF_2$ માં $Xe$ પર $3$ $L.P.$ છે.
$2$. $XeF_4$ માં $Xe$ પર $2$ $L.P.$ છે.
$3$. $XeO_3$ માં $Xe$ પર $1$ $L.P.$ છે.
$4$. $XeOF_2$ માં $Xe$ પર $1$ $L.P.$ છે.
$5$. $NH_3$ માં $N$ પર $1$ $L.P.$ છે.
$6$. $SO_2$ માં $S$ પર $1$ $L.P.$ છે.
$7$. $H_2O$ માં $O$ પર $2$ $L.P.$ છે.
આમ,આપેલા તમામ અણુઓમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,તે બધા વિકૃત ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(D) $PCl_5$ માં,ભૂમિતિ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ છે જેમાં બંધકોણ $120^\circ$ (વિષુવવૃત્તીય) અને $90^\circ$ (અક્ષીય) હોય છે.
નીપજ $PCl_4^+$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે $109.5^\circ$ ના બંધકોણ સાથે ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ મળે છે.
કોણની સરખામણી કરતા: $120^\circ$ ના ખૂણા ઘટીને $109.5^\circ$ થાય છે,જ્યારે $90^\circ$ ના ખૂણા વધીને $109.5^\circ$ થાય છે.
તેથી,કેટલાક ખૂણા વધે છે અને કેટલાક ઘટે છે.

(D) $ICl_2^-$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $Cl$ પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ ભૂમિતિ ($sp^3d$ સંકરણ) માટે,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સ્થાનો પર ગોઠવાય છે.
તેથી,$Cl$ પરમાણુઓએ અક્ષીય (axial) સ્થાનો પર રહેવું જોઈએ,જે આપેલી આકૃતિમાં $4$ અને $5$ સ્થાન દર્શાવે છે.

(D) $SF_4$ માં મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ પર ચાર બંધિત પરમાણુઓ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે. સલ્ફરની આસપાસના પાંચ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ અપનાવે છે,જેમાં $90^{\circ}$ ના અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે એક વિષુવવૃત્તીય સ્થાન અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા રોકાયેલું હોય છે. બાકીના ચાર ફ્લોરિન પરમાણુઓ બે અક્ષીય અને બે વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર હોય છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,અક્ષીય $S-F$ બંધો થોડા વળેલા હોય છે,જેના પરિણામે બંધ લંબાઈ અને ખૂણાઓ અલગ-અલગ હોય છે. તેથી,$SF_4$ માં બધા બંધ સમાન નથી. આનાથી વિપરીત,$SiF_4$,$BF_4^-$,અને $XeF_4$ અત્યંત સંમિતિય બંધારણો ધરાવે છે જેમાં બધા બંધ સમાન હોય છે.

(A) ચોરસ પિરામિડલ ભૂમિતિ $AX_5E_1$ પ્રકારને અનુરૂપ છે,જ્યાં $A$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે,$X$ એ $5$ બંધિત પરમાણુઓ દર્શાવે છે અને $E$ એ $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) દર્શાવે છે.
આ ભૂમિતિ $sp^3d^2$ સંકરણમાંથી ઉદ્ભવે છે,જેમાં $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.

(B) આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) ની ગણતરી કરીએ છીએ:
$1$. $ICl_2^+$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $2$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સંકરણ $sp^3$ છે,આકાર કોણીય (bent) છે.
$2$. $NH_2^-$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $2$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સંકરણ $sp^3$ છે,આકાર કોણીય (bent) છે.
$3$. $CS_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $C$ પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $S$ સાથે $2$ દ્વિબંધ બનાવે છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સંકરણ $sp$ છે,આકાર રેખીય (linear) છે.
$4$. $H_2Se$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Se$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $2$ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સંકરણ $sp^3$ છે,આકાર કોણીય (bent) છે.
તેથી,માત્ર $CS_2$ $(III)$ રેખીય છે અને કોણીય આકાર ધરાવતું નથી.

(D) આપેલ સ્પીસીઝનો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$1$. $ICl_2^-$: મધ્યસ્થ $I$ પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,વત્તા $Cl$ પરમાણુઓ પાસેથી $2$ અને ઋણ વીજભારથી $1$,કુલ $10$ ઇલેક્ટ્રોન ($5$ જોડી) છે. તેમાં $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય આકાર આપે છે.
$2$. $I_3^-$: મધ્યસ્થ $I$ પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,વત્તા આસપાસના $I$ પરમાણુઓ પાસેથી $2$ અને ઋણ વીજભારથી $1$,કુલ $10$ ઇલેક્ટ્રોન ($5$ જોડી) છે. તેમાં $2$ બંધકારક અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય આકાર આપે છે.
$3$. $N_3^-$: મધ્યસ્થ $N$ પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેમાં $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય આકાર આપે છે.
$4$. $ClO_2^-$: મધ્યસ્થ $Cl$ પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,વત્તા $O$ પરમાણુઓ પાસેથી $2$ અને ઋણ વીજભારથી $1$,કુલ $10$ ઇલેક્ટ્રોન ($5$ જોડી) છે. તેમાં $2$ બંધકારક અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે (સ્ટેરિક નંબર $4$),જે વળેલો (bent) અથવા અરેખીય આકાર આપે છે.

(A) અણુનો આકાર $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$BCl_3$ માં,મધ્યસ્થ બોરોન પરમાણુ પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,જે તમામ $3$ ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવામાં વપરાય છે. તેની પાસે $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $sp^2$ સંકરણ અને ત્રિકોણીય સમતલીય આકાર આપે છે.
$NCl_3$ માં,મધ્યસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $3$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. આ $sp^3$ સંકરણ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે પિરામિડલ આકાર ધરાવે છે.

(B) $1$. $NH_3$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,જેના કારણે બંધકોણ આશરે $107^{\circ}$ હોય છે.
$2$. $NH_4^+$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતું નથી,તેથી તે સંપૂર્ણ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે અને તેનો બંધકોણ $109.5^{\circ}$ હોય છે.
$3$. $PCl_3$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,અને $P$ તથા $Cl$ પરમાણુઓના મોટા કદને કારણે બંધકોણ આશરે $100^{\circ}$ હોય છે.
$4$. $SCl_2$ માં,સલ્ફર પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,જેના કારણે તે કોણીય ભૂમિતિ ધરાવે છે અને તેનો બંધકોણ આશરે $103^{\circ}$ હોય છે.
$5$. આ બધાની સરખામણી કરતા,$NH_4^+$ નો બંધકોણ સૌથી વધુ $109.5^{\circ}$ છે.

(C) $NO_3^-$ આયનમાં મધ્યસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે.
$NO_3^-$ ની લુઈસ રચનામાં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ એક ઓક્સિજન સાથે દ્વિબંધ અને બાકીના બે ઓક્સિજન સાથે એકલબંધ બનાવે છે.
આમ,કુલ $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મો થાય છે (એક દ્વિબંધ એટલે $2$ અને બે એકલબંધ એટલે $2$ બંધકારક યુગ્મો).
નાઇટ્રોજન પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. $NO_3^-$ માં,તે તેના તમામ $5$ ઇલેક્ટ્રોન બંધ બનાવવામાં વાપરે છે,તેથી $N$ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મની સંખ્યા $0$ છે.
આમ,બંધકારક અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મોની સંખ્યા અનુક્રમે $4$ અને $0$ છે.

(C) $NF_3$ માં,ત્રિકોણીય પિરામિડલ ભૂમિતિને કારણે તમામ $N-F$ બંધ સમાન છે.
$BF_3$ માં,ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિને કારણે તમામ $B-F$ બંધ સમાન છે.
$PF_5$ માં,અણુ ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે. તેમાં ત્રણ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) બંધ અને બે અક્ષીય (axial) બંધ હોય છે. વધુ અપાકર્ષણને કારણે અક્ષીય બંધ વિષુવવૃત્તીય બંધ કરતા લાંબા હોય છે.
$SF_6$ માં,અષ્ટફલકીય ભૂમિતિને કારણે તમામ $S-F$ બંધ સમાન છે.

(A) સમૂહ $16$ ના તત્વોના હાઇડ્રાઇડ્સમાં બંધકોણ મધ્યસ્થ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.
જેમ સમૂહમાં ઉપરથી નીચે જઈએ તેમ મધ્યસ્થ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે $(O > S > Se > Te)$,તેથી બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ઘટે છે.
વધુમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુનું કદ વધવાથી બંધકોણ ઘટે છે.
તેથી,બંધકોણનો ક્રમ આ મુજબ છે: $H_2O (104.5^{\circ}) > H_2S (92.1^{\circ}) > H_2Se (91^{\circ}) > H_2Te (90^{\circ})$.
આમ,$H_2O$ માં બંધકોણ મહત્તમ છે.

(C) $SF_3Cl_3$ માં મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે અને $3$ ફ્લોરિન તથા $3$ ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $6$ બંધ બનાવે છે.
આ $6$ ના સ્ટેરિક નંબરને અનુરૂપ છે,જે $sp^3d^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$6$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતો અણુ અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(B) બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) ની સંખ્યા જોઈએ છીએ:
$1$. $BeF_2$: $sp$ સંકરણ,રેખીય આકાર,બંધકોણ = $180^{\circ}$
$2$. $CH_4$: $sp^3$ સંકરણ,સમચતુષ્ફલકીય આકાર,બંધકોણ = $109.5^{\circ}$
$3$. $NH_3$: $sp^3$ સંકરણ,એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,બંધકોણ = $107^{\circ}$
$4$. $H_2O$: $sp^3$ સંકરણ,બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,બંધકોણ = $104.5^{\circ}$
$H_2O$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાને કારણે,અબંધકારક-અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ વધારે હોય છે,જે બંધકોણને ઘટાડીને $104.5^{\circ}$ કરે છે,જે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછો છે.

(C) બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુ અને આસપાસના પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણતા તેમજ અવકાશીય અપાકર્ષણ (steric repulsion) ધ્યાનમાં લઈએ છીએ.
$1$. $OF_2$ માં,મધ્યસ્થ $O$ પરમાણુ અત્યંત વિદ્યુતઋણ $F$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોને દૂર ખેંચે છે,જેનાથી તેમની વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ઘટે છે અને બંધકોણ $\approx 103^\circ$ જેટલો નાનો બને છે.
$2$. $H_2O$ માં,બંધકોણ $\approx 104.5^\circ$ છે.
$3$. $OCl_2$ માં,મોટા કદના $Cl$ પરમાણુઓ અવકાશીય અપાકર્ષણ પેદા કરે છે,જેનાથી બંધકોણ વધીને $\approx 111^\circ$ થાય છે.
$4$. $ClO_2$ માં,મધ્યસ્થ $Cl$ પરમાણુ પર એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,અને બંધકોણ $\approx 117^\circ$ હોય છે.
આમ,સાચો ક્રમ $OF_2 < H_2O < OCl_2 < ClO_2$ છે.

(A) $XeF_6$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $6$ બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,સ્ટેરિક નંબર $6 + 1 = 7$ છે,જે પેન્ટાગોનલ બાયપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિને અનુરૂપ છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,બંધારણ નિયમિત અષ્ટફલકીય ભૂમિતિથી વિકૃત થાય છે,જેના પરિણામે $Distorted \text{ } octahedral$ (વિકૃત અષ્ટફલકીય) બંધારણ મળે છે.

(B) $ClO_3^-$ નો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ ની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા ગણીએ છીએ.
$Cl$ ના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા = $7$.
જોડાયેલા એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા = $0$ (ઓક્સિજન દ્વિસંયોજક છે).
આયન પરનો વીજભાર = $-1$.
ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની કુલ સંખ્યા = $\frac{1}{2} \times (7 + 0 + 1) = 4$.
અહીં $4$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો હોવાથી,સંકરણ $sp^3$ છે.
આ $4$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોમાંથી,$3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો ($O$ પરમાણુઓ સાથે) છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (લોન પેર) $Cl$ પરમાણુ પર છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,એક લોન પેરની હાજરી ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં વિકૃતિ લાવે છે,જેના પરિણામે તેનો આકાર પિરામિડલ બને છે.

(A) આપેલા સંયોજનોના બંધારણ $VSEPR$ સિદ્ધાંત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$A$. $ClF_3$: $sp^3d$ સંકરણ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે $T$-આકાર $(5)$ આપે છે.
$B$. $PCl_5$: $sp^3d$ સંકરણ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ $(3)$ આકાર આપે છે.
$C$. $IF_5$: $sp^3d^2$ સંકરણ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે ચોરસ પિરામિડલ $(4)$ આકાર આપે છે.
$D$. $CCl_4$: $sp^3$ સંકરણ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે સમચતુષ્ફલકીય $(2)$ આકાર આપે છે.
$E$. $XeF_4$: $sp^3d^2$ સંકરણ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,જે સમતલીય ચોરસ $(1)$ આકાર આપે છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-5, B-3, C-4, D-2, E-1$ છે.

(D) $SF_4$ નો આકાર સી-સો (see-saw) પ્રકારનો છે જેમાં $sp^3d$ સંકરણ જોવા મળે છે. તેમાં સલ્ફર પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણનો ક્રમ $lp-lp > lp-bp > bp-bp$ છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે વિષુવવૃત્તીય સ્થાન રોકે છે. આ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ પાસપાસેના બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો પર પ્રબળ અપાકર્ષણ લગાડે છે,જેના કારણે વિષુવવૃત્તીય $F-S-F$ બંધકોણ $120^\circ$ થી ઘટીને આશરે $101^\circ$ થાય છે અને અક્ષીય $F-S-F$ બંધકોણ $180^\circ$ થી ઘટીને આશરે $173^\circ$ થાય છે.
બીજો $F-S-F$ બંધકોણ આશરે $89^\circ$ હોય છે.
આમ,એક બંધકોણ $(89^\circ)$ $90^\circ$ કરતા ઓછો હોવાથી વિધાન ખોટું છે.
કારણ પણ ખોટું છે કારણ કે $lp-bp$ અપાકર્ષણ એ $bp-bp$ અપાકર્ષણ કરતા પ્રબળ હોય છે.

(C) $SeCl_4$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $Se$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $Cl$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
આમ,કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા $4 + 1 = 5$ છે,જે $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે.
એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,તેનો આકાર 'સી-સો' (see-saw) પ્રકારનો હોય છે,સમચતુષ્ફલકીય નહીં.
તેથી,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે કારણ કે $Se$ પાસે માત્ર એક જ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,બે નહીં.

(A) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મધ્યસ્થ પરમાણુ પર સ્થાનિક હોય છે,જ્યારે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બે પરમાણુઓ વચ્ચે વહેંચાયેલા હોય છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ માત્ર એક જ કેન્દ્ર દ્વારા આકર્ષાયેલા હોવાથી,તેઓ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની તુલનામાં મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ વધુ જગ્યા રોકે છે.
આ વધેલી અવકાશી જરૂરિયાતને કારણે અબંધકારક-અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ,અબંધકારક-બંધકારક અથવા બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે.
આમ,કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) વિધાન ખોટું છે કારણ કે $HOF$ બંધકોણ $(101^\circ)$ એ $HOCl$ બંધકોણ $(103^\circ)$ કરતા નાનો છે.
આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે ફ્લોરિન ઓક્સિજન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,જે બંધનકર્તા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને ઓક્સિજન પરમાણુથી દૂર ખેંચે છે,જે બંધનકર્તા યુગ્મો વચ્ચેના અપાકર્ષણને ઘટાડે છે.
$HClO$ માં,ઓક્સિજન ક્લોરિન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,તેથી બંધનકર્તા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ઓક્સિજન પરમાણુની નજીક હોય છે,જેનાથી વધુ અપાકર્ષણ અને મોટો બંધકોણ મળે છે.
કારણ પણ ખોટું છે કારણ કે ઓક્સિજન મોટાભાગના હેલોજન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ હોવા છતાં,તે ફ્લોરિન કરતા ઓછો વિદ્યુતઋણ છે $(O = 3.44, F = 3.98)$.

(D) $PCl_{5}$ અણુ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ (trigonal bipyramidal) ભૂમિતિ ધરાવે છે.
આ બંધારણમાં,ત્રણ વિષુવવૃત્તીય $P-Cl$ બંધો એકબીજા સાથે $120^{\circ}$ ના ખૂણે હોય છે.
બે અક્ષીય $P-Cl$ બંધો એકબીજા સાથે $180^{\circ}$ ના ખૂણે હોય છે.
વિષુવવૃત્તીય બંધ યુગ્મો તરફથી મળતા વધુ અપાકર્ષણને કારણે,અક્ષીય $P-Cl$ બંધો વિષુવવૃત્તીય બંધો કરતા લાંબા હોય છે.
$PCl_{5}$ એ ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ અણુ છે કારણ કે તે સરળતાથી જળવિભાજન પામે છે અને ક્લોરિનેટિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. તેથી,તે બિન-પ્રતિક્રિયાશીલ છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$ClF_3$ માં,$Cl$ એ $3$ $F$ પરમાણુઓ સાથે $3$ એકલ બંધ બનાવે છે.
આનાથી $7 - 3 = 4$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,આ $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિમાં વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર ગોઠવાય છે,જેના પરિણામે $T$-આકારની આણ્વિય ભૂમિતિ મળે છે.

(N/A) $BeCl_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી અને બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($AB_2$ પ્રકાર). તેથી,તેનો આકાર રેખીય છે.
$BCl_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી અને ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($AB_3$ પ્રકાર). તેથી,તે ત્રિકોણીય સમતલીય છે.
$SiCl_4$: મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી અને ચાર બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($AB_4$ પ્રકાર). તેથી,તે સમચતુષ્ફલકીય છે.
$AsF_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી અને પાંચ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($AB_5$ પ્રકાર). તેથી,તે ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ છે.
$H_2S$: મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($AB_2E_2$ પ્રકાર). તેથી,તે વળેલું (Bent) છે.
$PH_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ પાસે એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે ($AB_3E$ પ્રકાર). તેથી,તે ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે.

(N/A) $NH_3$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(lp)$ અને $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(bp)$ હોય છે,જેના પરિણામે બંધકોણ $107^{\circ}$ મળે છે.
$H_2O$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $O$ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણનો ક્રમ $lp-lp > lp-bp > bp-bp$ હોય છે.
$H_2O$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,તે $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ પર વધુ અપાકર્ષણ લગાડે છે,જેથી બંધકોણ ઘટે છે.
$NH_3$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર માત્ર $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી,તે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ પર ઓછું અપાકર્ષણ લગાડે છે.
તેથી,$H_2O$ નો બંધકોણ $(104.5^{\circ})$ એ $NH_3$ ના બંધકોણ $(107^{\circ})$ કરતા ઓછો હોય છે.

(N/A) બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ: અણુમાં,જે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બે પરમાણુઓ વચ્ચે બંધ બનાવે છે તેને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ કહેવામાં આવે છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (લોન પેર): અણુમાં જે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બંધ બનાવવામાં ભાગ લેતું નથી તેને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ: $H_2O$ ની લુઈસ રચનામાં,$O$ પરમાણુ પરના બે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જ્યારે બે $O-H$ બંધ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.

(N/A) $PCl_{5}$ ની ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે. આ બંધારણમાં,ત્રણ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) $P-Cl$ બંધ એકબીજા સાથે $120^{\circ}$ ના ખૂણે છે,જ્યારે બે અક્ષીય (axial) $P-Cl$ બંધ વિષુવવૃત્તીય સમતલ સાથે $90^{\circ}$ ના ખૂણે છે. વિષુવવૃત્તીય બંધ યુગ્મો દ્વારા વધુ અપાકર્ષણને કારણે,અક્ષીય બંધો વિષુવવૃત્તીય બંધો કરતા લાંબા અને નિર્બળ હોય છે. તેથી,$PCl_{5}$ માં પાંચેય બંધ સમાન નથી.

(N/A) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ ના સંયોજકતા કોષમાં સાત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. આમાંથી ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ત્રણ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે,જેથી ચાર ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે.
આમ,તેમાં ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (bond pairs) અને બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,આ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડના ખૂણાઓ પર ગોઠવાયેલા હોય છે.
બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સ્થાનો પર ગોઠવાય છે જેથી અબંધકારક-અબંધકારક અને બંધકારક-અબંધકારક વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ઘટાડી શકાય,જે બંધકારક-બંધકારક અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે.
વધુમાં,અક્ષીય ફ્લોરિન પરમાણુઓ અબંધકારક-અબંધકારક અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે વિષુવવૃત્તીય ફ્લોરિન તરફ નમે છે.
તેથી,તેનો આકાર થોડો વળેલો $'T'$ જેવો હોય છે.

(N/A) $PH_{3}$ માં,$P$ એ $sp^{3}$ સંકરણ ધરાવે છે. ત્રણ કક્ષકો ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવામાં સામેલ છે અને ચોથી કક્ષકમાં એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ એ બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોવાથી,$sp^{3}$ સંકરણ સાથે સંકળાયેલ સમચતુષ્ફલકીય આકાર પિરામિડલ આકારમાં બદલાય છે.
$PH_{3}$ પ્રોટોન $(H^+)$ સાથે જોડાઈને $PH_{4}^{+}$ બનાવે છે જેમાં અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ગેરહાજર હોય છે.
$PH_{4}^{+}$ માં અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની ગેરહાજરીને કારણે,ત્યાં કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અપાકર્ષણ હોતું નથી.
તેથી,$PH_{4}^{+}$ માં બંધકોણ $PH_{3}$ ના બંધકોણ કરતા વધારે હોય છે.
$(b)$ જ્યારે $PH_{3}$ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે $P$ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે લુઈસ બેઝ તરીકે વર્તે છે અને ફોસ્ફોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે (દા.ત.,$PH_{3} + HCl \rightarrow PH_{4}Cl$).

(A) સમૂહ $15$ ના તત્વોના હાઇડ્રાઇડ્સ $NH_{3}, PH_{3}, AsH_{3}$ અને $SbH_{3}$ છે.
બંધકોણ નીચે મુજબ છે: $NH_{3} (107^{\circ}), PH_{3} (92^{\circ}), AsH_{3} (91^{\circ}), SbH_{3} (90^{\circ})$.
$NH_{3}$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ એ $sp^{3}$ સંકરણ અનુભવે છે,જે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણને કારણે $107^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
ભારે તત્વો $(P, As, Sb)$ માટે,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે. પરિણામે,બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો મધ્યસ્થ પરમાણુથી દૂર જાય છે,અને બંધકોણ $90^{\circ}$ ની નજીક પહોંચે છે કારણ કે બંધનમાં મધ્યસ્થ પરમાણુની લગભગ શુદ્ધ $p$-કક્ષકોનો ઉપયોગ થાય છે જેમાં સંકરણ નહિવત હોય છે.

(N/A) બંધકોણ એટલે અણુ અથવા સંકીર્ણ આયનમાં મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ રહેલી બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતી કક્ષકો વચ્ચેનો ખૂણો.
બંધકોણને અંશ $(^{\circ})$ માં દર્શાવવામાં આવે છે અને તેને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક પદ્ધતિઓ દ્વારા પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરી શકાય છે.
ઉપયોગો: તે અણુ અથવા સંકીર્ણ આયનમાં મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ કક્ષકોની ગોઠવણી વિશે માહિતી આપે છે,જે તેના આકારને નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,પાણી $(H_2O)$ ના અણુમાં $H-O-H$ બંધકોણ $104.5^{\circ}$ છે.

(N/A) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અણુની ભૂમિતિ મધ્યસ્થ પરમાણુની સંયોજકતા કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેના અપાકર્ષણને ન્યૂનતમ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
સમચોરસ ભૂમિતિમાં,બંધકોણ $90^{\circ}$ હોય છે,જે ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ (જ્યાં બંધકોણ $109^{\circ}28'$ હોય છે) ની તુલનામાં બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચે વધુ અપાકર્ષણ પેદા કરે છે.
તેથી,ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ વધુ સ્થાયી છે કારણ કે તે મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુની આસપાસના ચાર બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેના અપાકર્ષણને ન્યૂનતમ કરે છે.

લુઈસના ખ્યાલની મર્યાદાઓ: લુઈસનો ખ્યાલ અણુઓના આકારને સમજાવવામાં અસમર્થ છે.
વેલેન્સ શેલ ઈલેક્ટ્રોન પેર રિપલ્શન $(VSEPR)$ સિદ્ધાંત: આ સિદ્ધાંત સહસંયોજક અણુઓના આકારની આગાહી કરવા માટે એક સરળ પદ્ધતિ પૂરી પાડે છે. સિડગવિક અને પોવેલે $1940$ માં પરમાણુઓના સંયોજકતા કોષમાં રહેલા ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મોના અપાકર્ષણ પર આધારિત એક સરળ સિદ્ધાંત પ્રસ્તાવિત કર્યો હતો.
$VSEPR$ સિદ્ધાંતની અભિધારણાઓ:
- અણુનો આકાર મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના સંયોજકતા કોષના ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મો (બંધિત અથવા અબંધિત) ની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
- સંયોજકતા કોષમાં રહેલા ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મો એકબીજાને અપાકર્ષે છે કારણ કે તેમના ઈલેક્ટ્રોન વાદળો ઋણ વીજભારિત હોય છે.
- આ ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મો અવકાશમાં એવી સ્થિતિમાં રહેવાનો પ્રયત્ન કરે છે કે જેથી અપાકર્ષણ ન્યૂનતમ થાય અને તેમની વચ્ચેનું અંતર મહત્તમ થાય.
- સંયોજકતા કોષને એક ગોળા તરીકે લેવામાં આવે છે જેમાં ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મો ગોળાકાર સપાટી પર એકબીજાથી મહત્તમ અંતરે ગોઠવાયેલા હોય છે.
- બહુબંધને એક જ ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ તરીકે ગણવામાં આવે છે અને બહુબંધના બે કે ત્રણ ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મોને એક જ 'સુપર પેર' તરીકે ગણવામાં આવે છે.
- જ્યાં બે કે તેથી વધુ સંસ્પંદન બંધારણો અણુનું પ્રતિનિધિત્વ કરી શકે છે,ત્યાં $VSEPR$ મોડેલ કોઈપણ આવા બંધારણને લાગુ પડે છે.
- ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મોનું અપાકર્ષણ નીચેના ક્રમમાં ઘટે છે: $[Lone \ pair \ (lp) - Lone \ pair \ (lp)] > [Lone \ pair \ (lp) - Bond \ pair \ (bp)] > [Bond \ pair \ (bp) - Bond \ pair \ (bp)]$

(N/A) Nyholm અને Gillespie $(1957)$ એ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (bonding pairs) વચ્ચેનો મહત્વનો તફાવત સમજાવીને $VSEPR$ મોડેલને વધુ સચોટ બનાવ્યું.
જ્યારે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મધ્યસ્થ પરમાણુ પર સ્થાનિક હોય છે,ત્યારે દરેક બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બે પરમાણુઓ વચ્ચે વહેંચાયેલું હોય છે.
પરિણામે,અણુમાં અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ,બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની તુલનામાં વધુ જગ્યા રોકે છે.
આના કારણે અબંધકારક-અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ,અબંધકારક-બંધકારક અને બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે.
આ અપાકર્ષણ અસરોને લીધે અણુઓના આદર્શ આકારમાં વિચલન અને બંધકોણમાં ફેરફાર જોવા મળે છે.

(N/A) $VSEPR$ સિદ્ધાંતની મદદથી અણુઓના આકારો નક્કી કરી શકાય છે. આ સિદ્ધાંત મુજબ,અણુઓને મધ્યસ્થ પરમાણુ પર રહેલા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની હાજરીના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. જે અણુઓમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ $A$ ની આસપાસ ફક્ત બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો હોય (અને અબંધકારક યુગ્મો ન હોય),તેમના આકારો નીચે મુજબ છે:
| ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા | ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની ગોઠવણી | આણ્વીય ભૂમિતિ | સંકરણ | ઉદાહરણ |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| $2$ | રેખીય | રેખીય $(AB_2)$ | $sp$ | $BeCl_2, HgCl_2$ |
| $3$ | સમતલીય સમત્રિકોણીય | સમતલીય સમત્રિકોણીય $(AB_3)$ | $sp^2$ | $BF_3$ |
| $4$ | સમચતુષ્ફલકીય | સમચતુષ્ફલકીય $(AB_4)$ | $sp^3$ | $CH_4, NH_4^+$ |

(N/A) કેન્દ્રીય પરમાણુ $A$,બંધિત પરમાણુ $B$ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $E$ ધરાવતા અણુઓની ભૂમિતિ નીચેના કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ છે:

અણુનો પ્રકાર	બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા	અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા	ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની ગોઠવણી	આકાર	ઉદાહરણ
$AB_2E$	$2$	$1$	સમતલીય ત્રિકોણ	વળેલો (Bent)	$SO_2, O_3$
$AB_3E$	$3$	$1$	ચતુષ્ફલકીય	ત્રિકોણીય પિરામિડલ	$NH_3$
$AB_2E_2$	$2$	$2$	ચતુષ્ફલકીય	વળેલો (Bent)	$H_2O$
$AB_4E$	$4$	$1$	ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ	સી-સો (See-saw)	$SF_4$