VSEPR Theory Questions in Gujarati

(N/A) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના બંધકારક અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યાના આધારે આકારની આગાહી કરે છે:
$1$. $BeCl_{2}$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Be$ પાસે $2$ બંધકારક યુગ્મો અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો છે. ભૂમિતિ: રેખીય $(180^{\circ})$.
$2$. $BCl_{3}$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $B$ પાસે $3$ બંધકારક યુગ્મો અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો છે. ભૂમિતિ: સમતલીય ત્રિકોણીય $(120^{\circ})$.
$3$. $SiCl_{4}$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Si$ પાસે $4$ બંધકારક યુગ્મો અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો છે. ભૂમિતિ: સમચતુષ્ફલકીય $(109.5^{\circ})$.
$4$. $AsF_{5}$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $As$ પાસે $5$ બંધકારક યુગ્મો અને $0$ અબંધકારક યુગ્મો છે. ભૂમિતિ: ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ $(90^{\circ}, 120^{\circ})$.
$5$. $H_{2}S$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $2$ બંધકારક યુગ્મો અને $2$ અબંધકારક યુગ્મો છે. ભૂમિતિ: કોણીય (Bent).
$6$. $PH_{3}$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ પાસે $3$ બંધકારક યુગ્મો અને $1$ અબંધકારક યુગ્મ છે. ભૂમિતિ: ત્રિકોણીય પિરામિડલ.

(N/A) $NH_{3}$ માં,મધ્યસ્થ $N$ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને ત્રણ $N-H$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,તેથી તે $AB_{3}E$ પ્રકારનો અણુ છે.
$H_{2}O$ માં,મધ્યસ્થ $O$ પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે $O-H$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,તેથી તે $AB_{2}E_{2}$ પ્રકારનો અણુ છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણનો ક્રમ આ મુજબ છે: $lp-lp > lp-bp > bp-bp$.
$H_{2}O$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે પ્રબળ $lp-lp$ અપાકર્ષણ લગાડે છે,જે $O-H$ બંધોને એકબીજાની નજીક ધકેલે છે,પરિણામે બંધકોણ $104.5^{\circ}$ થાય છે.
$NH_{3}$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર માત્ર એક જ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે પાણીના બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સરખામણીમાં ઓછું અપાકર્ષણ લગાડે છે,પરિણામે બંધકોણ $107^{\circ}$ થાય છે.

(N/A) આ આકાર $NH_3$ માં $N$ ના $sp^3$ સંકરણ અને $VSEPR$ સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવી શકાય છે.
$NH_3$ માં,નાઈટ્રોજનની સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોન રચના $2s^2 2p_x^1 2p_y^1 2p_z^1$ છે. તે $sp^3$ સંકરણ પામીને ચાર $sp^3$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે,જેમાંથી ત્રણમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે અને એકમાં અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે.
આ ત્રણ સંકર કક્ષકો ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની $1s$ કક્ષકો સાથે અતિવ્યાપન કરીને ત્રણ $N-H$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે. એક $sp^3$ કક્ષક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ બળ,બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેના અપાકર્ષણ બળ કરતા વધારે હોય છે.
આ અપાકર્ષણને કારણે,અણુનો આકાર આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય આકારથી વિકૃત થાય છે અને બંધકોણ $109.5^{\circ}$ થી ઘટીને $107^{\circ}$ થાય છે. આમ,$NH_3$ અણુનો આકાર ત્રિકોણીય પિરામિડલ બને છે.

(N/A) $H_2O$ અણુની રચના ઓક્સિજનના $sp^3$ સંકરણ અને $VSEPR$ સિદ્ધાંતની મદદથી સમજાવી શકાય છે.
$H_2O$ માં,ધરા અવસ્થામાં ઓક્સિજનની સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $2s^2 2p_x^2 2p_y^1 2p_z^1$ છે,જેમાં બે યુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન અને બે અર્ધ-પૂર્ણ કક્ષકો હોય છે.
આ ચાર કક્ષકો $sp^3$ સંકરણ પામે છે,જેમાં બે કક્ષકો અર્ધ-પૂર્ણ અને બાકીની બે કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાયેલી હોય છે.
બે અર્ધ-પૂર્ણ $sp^3$ કક્ષકો $H$ ની $1s$ કક્ષક સાથે ઓવરલેપ થઈને બે $O-H$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે. બે $sp^3$ કક્ષકો અબંધકારક (લોન પેર) હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેનું અપાકર્ષણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો કરતા વધારે હોય છે. આ વધારાના અપાકર્ષણને કારણે,બે $O-H$ બંધ નજીક આવે છે અને બંધકોણ $104.5^{\circ}$ થાય છે. આ રીતે,$H_2O$ નો આકાર $V$ (કોણીય) હોય છે.

(N/A) મિથેન $(CH_4)$ ના ત્રિ-પરિમાણીય નિરૂપણ નીચે મુજબ છે:
$1$. ફ્રેમવર્ક મોડેલ: બંધ દર્શાવવા માટે રેખાઓનો ઉપયોગ કરીને આણ્વિય માળખું દર્શાવે છે.
$2$. બોલ અને સ્ટીક મોડેલ: પરમાણુઓને દર્શાવવા માટે દડા અને બંધ દર્શાવવા માટે સળીઓનો ઉપયોગ કરે છે.
$3$. સ્પેસ ફિલિંગ મોડેલ: પરમાણુઓની વાન ડેર વાલ્સ ત્રિજ્યા દર્શાવીને અણુનું વાસ્તવિક કદ અને આકાર પર ભાર મૂકે છે.

(C) એમોનિયા $(NH_3)$ અણુમાં,મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેમાં ત્રણ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (લોન પેર) હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે ભૂમિતિમાં વિકૃતિ આવે છે,જેના પરિણામે $107.8^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે ત્રિકોણીય પિરામિડલ આકાર પ્રાપ્ત થાય છે.

(A) એમોનિયા $(NH_3)$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ નાઇટ્રોજન $(N)$ છે.
નાઇટ્રોજનની સંયોજકતા કક્ષામાં $5$ ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે.
$NH_3$ માં,નાઇટ્રોજન $3$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે $3$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે,જે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મો દર્શાવે છે.
આ $3$ બંધો બન્યા પછી,નાઇટ્રોજન પર $2$ ઇલેક્ટ્રૉન બાકી રહે છે,જે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ બનાવે છે.
તેથી,એમોનિયાના બંધારણમાં $3$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ હોય છે.

(A) $PCl_3$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જેના પરિણામે તે પિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે અને ફોસ્ફરસ પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$PCl_5$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ $sp^3d$ સંકરણ ધરાવે છે,જેના પરિણામે તે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ ધરાવે છે,જેમાં ફોસ્ફરસના પાંચેય સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ક્લોરિન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવામાં વપરાય છે.

(B) $SO_2$ અણુમાં,સલ્ફર પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. તેમાં સલ્ફર પરમાણુ પર બે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે અપાકર્ષણ થાય છે,જેના પરિણામે અણુનો આકાર કોણીય અથવા $V$-આકારનો બને છે અને તેનો બંધકોણ આશરે $119.5^{\circ}$ હોય છે.

(N/A) ક્લોરસ ઍસિડનું રાસાયણિક સૂત્ર $HClO_2$ છે.
આ અણુમાં,મધ્યસ્થ ક્લોરિન પરમાણુ એક હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ અને એક દ્વિ-બંધિત ઓક્સિજન પરમાણુ $(=O)$ સાથે જોડાયેલ છે.
બંધારણને $H-O-Cl=O$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે.
ક્લોરિન પરમાણુ પર ઇલેક્ટ્રોનની બે અબંધકારક જોડી (lone pairs) હોય છે.

(A) $XeF_2$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,સ્ટેરિક નંબર $2 + 3 = 5$ છે,જે $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે. ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે,પરંતુ $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે આકાર $Linear$ (રેખીય) છે.
$XeF_4$ 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. ભૂમિતિ અષ્ટફલકીય છે,પરંતુ $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે આકાર $Square \ planar$ (સમતલીય ચોરસ) છે.

(A) $H_2O$ અને $H_2S$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $O$ અને $S$ એ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,મધ્યસ્થ પરમાણુનું કદ વધે છે અને તેની વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે.
જેમ મધ્યસ્થ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે,તેમ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મધ્યસ્થ પરમાણુથી દૂર જાય છે.
આના પરિણામે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ઘટે છે,જેના કારણે $H_2S$ $(92^\circ)$ નો બંધકોણ $H_2O$ $(104.5^\circ)$ ની સરખામણીમાં ઓછો હોય છે.
તેથી,$H_2O$ નો બંધકોણ વધારે છે.

(N/A) $H_2S$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ છે. તેની સંયોજકતા કક્ષામાં $6$ ઇલેક્ટ્રોન છે $(_{16}S = 2, 8, 6)$.
બે ઇલેક્ટ્રોન બે $H$-પરમાણુઓ સાથે ભાગીદારી કરે છે અને બાકીના ચાર ઇલેક્ટ્રોન બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) તરીકે રહે છે.
મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ કુલ ચાર ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($2$ બંધકારક યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક યુગ્મ) છે.
$2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,અણુનો આકાર વિકૃત ચતુષ્ફલકીય અથવા કોણીય (અરેખીય) બને છે.
$PCl_3$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ છે. તેની સંયોજકતા કક્ષામાં $5$ ઇલેક્ટ્રોન છે $(_{15}P = 2, 8, 5)$.
ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ત્રણ $Cl$-પરમાણુઓ સાથે ભાગીદારી કરે છે અને બાકીના બે ઇલેક્ટ્રોન એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ તરીકે રહે છે.
મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ કુલ ચાર ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($3$ બંધકારક યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક યુગ્મ) છે.
એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,અણુનો આકાર પિરામિડલ (અસમતલીય) બને છે.

(N/A) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ ની સંયોજકતા કક્ષામાં $7$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તેમાંથી $5$ ઇલેક્ટ્રોન $5$ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવે છે અને બાકીના $2$ ઇલેક્ટ્રોન $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) તરીકે રહે છે.
આમ,કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા $6$ છે ($5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ).
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે,અણુનો આકાર ચોરસ પિરામિડલ (square pyramidal) બને છે.

(N/A) $PCl_5$: ફોસ્ફરસ $(Z=15)$ ની ભૂમિ અવસ્થાની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ne] 3s^2 3p^3$ છે. ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,એક $3s$ ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકમાં જાય છે,જેના પરિણામે પાંચ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન મળે છે. ફોસ્ફરસ $sp^3d$ સંકરણ અનુભવે છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ તરફ દોરી જાય છે.
$IF_5$: આયોડિન $(Z=53)$ ની ભૂમિ અવસ્થાની સંયોજકતા કોષની રચના $5s^2 5p^5$ છે. ઉત્તેજિત અવસ્થામાં,$5p$ કક્ષકોમાંથી બે ઇલેક્ટ્રોન $5d$ કક્ષકોમાં જાય છે,જે બંધ બનાવવા માટે પાંચ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે. આયોડિન $sp^3d^2$ સંકરણ અનુભવે છે. એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને પાંચ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,તેનો આકાર ચોરસ પિરામિડલ છે.

(N/A) ડાયમિથાઈલ ઈથરનો બંધકોણ પાણી કરતા વધારે હોય છે. બંને અણુઓમાં,મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે $sp^{3}$ સંકરણ ધરાવે છે.
ડાયમિથાઈલ ઈથરમાં,બે મોટા મિથાઈલ $(-CH_{3})$ જૂથો વચ્ચેના વધુ અપાકર્ષણને કારણે બંધકોણ પાણી $(104.5^{\circ})$ કરતા વધારે $(111.7^{\circ})$ હોય છે,જે બે નાના $H$-પરમાણુઓ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે છે.
$-CH_{3}$ જૂથનો $C$ પરમાણુ ત્રણ $H$-પરમાણુઓ સાથે $\sigma$-બંધ દ્વારા જોડાયેલ છે,અને $C-H$ બંધના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા અવકાશીય અપાકર્ષણ વધારે છે,જે $C-O-C$ બંધકોણને પહોળો કરે છે.

(N/A) આપેલા અણુઓની રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. $H_2O$: ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાને કારણે તે વળેલો (અરેખીય) છે.
$2$. $HOCl$: ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાને કારણે તે વળેલો (અરેખીય) છે.
$3$. $BeCl_2$: મધ્યસ્થ $Be$ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ન હોવાથી તે રેખીય છે.
$4$. $Cl_2O$: ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાને કારણે તે વળેલો (અરેખીય) છે.
તેથી,માત્ર $BeCl_2$ રેખીય છે અને બાકીના અણુઓ ($H_2O$,$HOCl$,$Cl_2O$) અરેખીય છે.

(N/A) $SO_{2}$ અણુ $sp^{2}$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેનો આકાર કોણીય (bent) છે.
$1$. લુઈસ બંધારણમાં $S$ અને એક $O$ પરમાણુ વચ્ચે દ્વિબંધ અને બીજા $O$ પરમાણુ સાથે એકલ બંધ હોય છે,તથા $S$ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
$2$. ફોર્મલ વીજભારનું સૂત્ર: $FC = V - L - \frac{1}{2}B$,જ્યાં $V$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$L$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન અને $B$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન છે.
$3$. મધ્યસ્થ $S$ પરમાણુ માટે: $V=6, L=2, B=6$. $FC = 6 - 2 - \frac{1}{2}(6) = +1$.
$4$. દ્વિબંધ ધરાવતા $O$ પરમાણુ માટે: $V=6, L=4, B=4$. $FC = 6 - 4 - \frac{1}{2}(4) = 0$.
$5$. એકલ બંધ ધરાવતા $O$ પરમાણુ માટે: $V=6, L=6, B=2$. $FC = 6 - 6 - \frac{1}{2}(2) = -1$.

(N/A) ઔપચારિક વીજભાર $(FC)$ માટેનું સૂત્ર: $FC = \text{સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન} - \text{અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન} - \frac{1}{2} \times \text{બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન}$.
બંધારણ $:N=N=O:$ માટે:
$1$. $N_1$ (છેડાનો નાઇટ્રોજન): સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = $5$,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન = $4$,બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન = $4$. $FC = 5 - 4 - (4/2) = -1$.
$2$. $N_2$ (મધ્યસ્થ નાઇટ્રોજન): સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = $5$,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન = $0$,બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન = $8$. $FC = 5 - 0 - (8/2) = +1$.
$3$. $O$ (છેડાનો ઓક્સિજન): સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન = $6$,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન = $4$,બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન = $4$. $FC = 6 - 4 - (4/2) = 0$.
આમ,ઔપચારિક વીજભાર $N_1 = -1$,$N_2 = +1$ અને $O = 0$ છે.

(N/A) $NO_2$ માં કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $5 + (2 \times 6) = 17$ છે.
$NO_2^-$ માં કુલ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $5 + (2 \times 6) + 1 = 18$ છે.
$NO_2$ માં કુલ ઇલેક્ટ્રોન $17$ (એકી સંખ્યા) હોવાથી તે અષ્ટકના નિયમનો ભંગ કરે છે (તે મુક્ત મુલક છે),જ્યારે $NO_2^-$ માં કુલ ઇલેક્ટ્રોન $18$ (બેકી સંખ્યા) હોવાથી તે મધ્યસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ માટે અષ્ટકના નિયમનું પાલન કરે છે.

(B) $BeH_2, BeCl_2$ અને $CO_2$ અણુઓ રેખીય છે.
આ તેમના દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા (dipole moment) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે,જે પ્રાયોગિક રીતે શૂન્ય માલૂમ પડે છે.
શૂન્ય દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા આ ત્રિપરમાણુક અણુઓ માટે સંમિત,રેખીય ભૂમિતિ સૂચવે છે.

(C) $CH_4$ અને $CCl_4$ બંનેની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $\mu = 0$ છે,જે દર્શાવે છે કે તેઓ અધ્રુવીય અણુઓ છે.
આ અણુઓમાં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $(C)$ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-યુગ્મ અપાકર્ષણને ઘટાડવા માટે ચાર બંધો અવકાશમાં સપ્રમાણ રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે.
આ ગોઠવણી $109^{\circ} 28^{\prime}$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિમાં પરિણમે છે.
આ ઉચ્ચ સંમિતિને કારણે,વ્યક્તિગત બંધ દ્વિધ્રુવો એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા શૂન્ય થાય છે.

(A) $VSEPR$ (વેલેન્સ શેલ ઇલેક્ટ્રોન પેર રિપલ્શન) સિદ્ધાંત મૂળભૂત રીતે $1940$ માં $Sidgwick$ અને $Powell$ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ,અણુઓના આકારની આગાહી કરવા માટે $1957$ માં $Gillespie$ અને $Nyholm$ દ્વારા તેને વધુ વિકસિત અને સુધારવામાં આવ્યો હતો.

(A) $VSEPR$ સિદ્ધાંતનો અર્થ $Valence$ $Shell$ $Electron$ $Pair$ $Repulsion$ સિદ્ધાંત છે.
તેનો ઉપયોગ રસાયણવિજ્ઞાનમાં અણુઓના મધ્યસ્થ પરમાણુઓની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા પરથી અણુઓની ભૂમિતિ નક્કી કરવા માટે થાય છે.

(B) મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$SF_4$ માં,$S$ એ $F$ પરમાણુઓ સાથે $4$ બંધ બનાવે છે,જેમાં $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે.
આનાથી $2$ ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે,જે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મ $(E)$ બનાવે છે.
તેથી,અણુ $AB_4E$ પ્રકારનો છે.

(C) $1$. $ClF_3$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ ક્લોરિન $(Cl)$ છે.
$2$. $Cl$ ની સંયોજકતા કક્ષાની ઇલેક્ટ્રોન રચના $ns^2 np^5$ છે,જેમાં $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$3$. $ClF_3$ માં,$Cl$ એ $3$ ફ્લોરિન $(F)$ પરમાણુઓ સાથે $3$ એકલ બંધ બનાવે છે,જેમાં $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે.
$4$. બાકીના $4$ ઇલેક્ટ્રોન $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(E_2)$ બનાવે છે.
$5$. આમ,આ અણુ $AB_3E_2$ પ્રકારનો છે,જ્યાં $A$ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે,$B$ બંધિત પરમાણુ છે,અને $E$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દર્શાવે છે.
$6$. $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે તેનો આકાર $T$-આકારનો હોય છે.

(N/A) $SF_4$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($4$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક) છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ અને ચિચૂડો (see-saw) આકાર ધરાવે છે.
$ClF_3$ માટે: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($3$ બંધકારક અને $2$ અબંધકારક) છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ અને $T$-આકાર ધરાવે છે.

(N/A) $SF_4$ માં મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ $5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો ($4$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક) ધરાવે છે,જે ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વિષુવવૃત્તીય સ્થાન પર ગોઠવાય છે.
પરિણામે મળતો આકાર 'ચીંચવો' (seesaw) તરીકે ઓળખાય છે.

(A) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેનું અપાકર્ષણ નીચે મુજબના ક્રમમાં હોય છે:
$lone \ pair - lone \ pair (lp-lp) > lone \ pair - bond \ pair (lp-bp) > bond \ pair - bond \ pair (bp-bp)$.
આનું કારણ એ છે કે એક લોન પેર (અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) ફક્ત એક જ ન્યુક્લિયસના પ્રભાવ હેઠળ હોય છે,જ્યારે બોન્ડ પેર (બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) બે ન્યુક્લિયસ વચ્ચે વહેંચાયેલું હોય છે.
તેથી,લોન પેર વધુ જગ્યા રોકે છે અને વધુ અપાકર્ષણ લગાડે છે.

(A) $ClF_3$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $Cl$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $F$ પરમાણુઓ સાથે $3$ એકલ બંધ બનાવે છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો ધરાવે છે,જે કુલ $5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો ($sp^3d$ સંકરણ) આપે છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો રોકે છે,જેના પરિણામે ગોઠવણી $(a)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ $T$-આકારની આણ્વીય ભૂમિતિ પ્રાપ્ત થાય છે.

(N/A) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ અણુઓના આકાર નીચે મુજબ છે:
$1$. $H_2O$: મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $2$ બંધકારક અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. તેનો આકાર વળેલો (bent) છે અને બંધકોણ $104.5^{\circ}$ છે.
$2$. $NH_3$: મધ્યસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પાસે $3$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. તેનો આકાર ત્રિકોણીય પિરામિડલ છે અને બંધકોણ $107^{\circ}$ છે.
$3$. $SO_2$: મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ પાસે $2$ બંધકારક (દ્વિબંધ) અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. તેનો આકાર વળેલો (bent) છે અને બંધકોણ $119.5^{\circ}$ છે.

(N/A) $VSEPR$ સિદ્ધાંત સંયોજકતા કોષમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેના અપાકર્ષણના આધારે સાદા અણુઓની ભૂમિતિ વિશે માહિતી આપે છે.
તેની મુખ્ય મર્યાદા એ છે કે તે જટિલ અણુઓની ભૂમિતિ અથવા સંક્રાંતિ ધાતુના સંકીર્ણોમાં બંધનનું સ્વરૂપ સમજાવતું નથી.

(B) $PH_4^+$ માં બંધકોણ $PH_3$ કરતા મોટો હોય છે.
$PH_4^+$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેનો આકાર સમચતુષ્કલકીય હોય છે,જેના પરિણામે બંધકોણ આશરે $109.5^{\circ}$ હોય છે.
$PH_3$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ પણ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,પરંતુ તેમાં એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મ (lone pair) હોય છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મ અને બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ,બંધકારક-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે,જે બંધકોણને ઘટાડીને આશરે $93.6^{\circ}$ કરે છે.

(B) $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ:
$(1)$ $AB_3E_2$ એ $ClF_3$ ને અનુરૂપ છે ($3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ).
$(2)$ $AB_2E_2$ એ $H_2O$ ને અનુરૂપ છે ($2$ બંધકારક અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ).
$(3)$ $AB_5E$ એ $BrF_5$ ને અનુરૂપ છે ($5$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ).
$(4)$ $AB_3E$ એ $NH_3$ ને અનુરૂપ છે ($3$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ).
તેથી,સાચી જોડ $(1-D), (2-C), (3-A), (4-B)$ છે.

(C) અણુઓના આકારો નીચે મુજબની ભૂમિતિ ધરાવે છે:
$(1)$ રેખીય $(B-A-B)$: $HgCl_2$ ($sp$ સંકરણ).
$(2)$ ત્રિકોણીય સમતલીય: $BF_3$ ($sp^2$ સંકરણ).
$(3)$ સમચતુષ્ફલકીય: $CH_4$ ($sp^3$ સંકરણ).
$(4)$ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ: $PCl_5$ ($sp^3d$ સંકરણ).
તેથી,સાચી જોડ $(1-C, 2-D, 3-B, 4-A)$ છે.

(A) સાચી જોડ: $1-E, 2-A, 3-B, 4-C$.
$1$. ${H_3O^+}$: તેમાં $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે પિરામિડલ આકાર $(E)$ આપે છે.
$2$. ${HC \equiv CH}$: તેમાં $sp$ સંકરણ છે,જે રેખીય આકાર $(A)$ આપે છે.
$3$. ${ClO_2^-}$: તેમાં $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે કોણીય આકાર $(B)$ આપે છે.
$4$. ${NH_4^+}$: તેમાં $4$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે સમચતુષ્ફલકીય આકાર $(C)$ આપે છે.

(N/A) પાણી $(H_2O)$ માં,ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે,જે સૈદ્ધાંતિક રીતે $109^{\circ} 28^{\prime}$ ના બંધકોણ સાથે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ સૂચવે છે.
જોકે,પાણીમાં ઓક્સિજન પરમાણુ બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલો છે અને તેની પાસે બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) પણ છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(lp-lp)$ વચ્ચેનું અપાકર્ષણ એ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(lp-bp)$ વચ્ચેના અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે,જે બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ-બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(bp-bp)$ અપાકર્ષણ કરતા પણ વધારે હોય છે.
બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા બે $O-H$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ પર લાગતા પ્રબળ અપાકર્ષણને કારણે,બંધકોણ આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય ખૂણા $109^{\circ} 28^{\prime}$ થી ઘટીને $104.5^{\circ}$ થઈ જાય છે.

(A) $SF_4$ માટે,મધ્યસ્થ સલ્ફર પરમાણુ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
તે ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $4$ $\sigma$ બંધ બનાવે છે અને તેની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $4 + 1 = 5$.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$5$ નો સ્ટેરિક નંબર ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ સૂચવે છે.

(A) જો અણુનો ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવીય આઘૂર્ણ (net dipole moment) શૂન્ય ન હોય તો તે અણુ ધ્રુવીય હોય છે.
$(1)$ સ્ક્વેર પિરામિડલ ભૂમિતિ: આ ભૂમિતિમાં સામાન્ય રીતે $5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($4$ બંધકારક અને $1$ અબંધકારક) હોય છે. મધ્યસ્થ પરમાણુ $A$ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે અસમપ્રમાણતા સર્જાય છે,જેના પરિણામે ચોખ્ખો દ્વિધ્રુવીય આઘૂર્ણ શૂન્ય હોતો નથી. તેથી,તે ધ્રુવીય છે.
$(2)$ ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ: આ એક અત્યંત સમપ્રમાણ બંધારણ છે જેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતા નથી. બંધના દ્વિધ્રુવીય આઘૂર્ણ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,તેથી અણુ અધ્રુવીય બને છે.
$(3)$ સ્ક્વેર પ્લેનર ભૂમિતિ: આ એક સમપ્રમાણ બંધારણ છે જેમાં બંધના દ્વિધ્રુવીય આઘૂર્ણ એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,તેથી અણુ અધ્રુવીય બને છે.
$(4)$ રેક્ટેન્ગ્યુલર પ્લેનર ભૂમિતિ: સ્ક્વેર પ્લેનરની જેમ જ,આ ગોઠવણીમાં પણ સમપ્રમાણતાને કારણે બંધના દ્વિધ્રુવીય આઘૂર્ણ નાબૂદ થાય છે,તેથી અણુ અધ્રુવીય બને છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી માત્ર સ્ક્વેર પિરામિડલ ભૂમિતિ જ ધ્રુવીય છે.

(B) સૌથી મોટો $H-M-H$ બંધકોણ નક્કી કરવા માટે,આપણે દરેક અણુમાં મધ્યસ્થ પરમાણુના સંકરણ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $H_{2}O$ માં ($O$ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે),સંકરણ $sp^{3}$ છે અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જેના પરિણામે બંધકોણ $104^{\circ}5'$ મળે છે.
$2$. $CH_{4}$ માં ($C$ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે),સંકરણ $sp^{3}$ છે અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જેના પરિણામે સંપૂર્ણ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ સાથે $109^{\circ}28'$ નો બંધકોણ મળે છે.
$3$. $NH_{3}$ માં ($N$ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે),સંકરણ $sp^{3}$ છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જેના પરિણામે બંધકોણ $107^{\circ}$ મળે છે.
$4$. $H_{2}S$ માં ($S$ મધ્યસ્થ પરમાણુ છે),મધ્યસ્થ પરમાણુ $3$જા આવર્તનો છે,અને સંકરણના અભાવને કારણે (ડ્રેગોનો નિયમ) બંધકોણ $90^{\circ}$ ની નજીક હોય છે.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,$CH_{4}$ સૌથી મોટો બંધકોણ $109^{\circ}28'$ ધરાવે છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) અણુઓના આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે તેમના સંકરણ અને મધ્યસ્થ પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા જોઈએ છીએ:
$1$. $N_2O$ (નાઈટ્રસ ઓક્સાઈડ): તેનું બંધારણ $N \equiv N-O$ અથવા $N=N=O$ છે. મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેની પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી તે રેખીય આકાર ધરાવે છે.
$2$. $NO_2$ (નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઈડ): નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાસે એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે અને તે $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે,જે વળેલો (કોણીય) આકાર આપે છે.
$3$. $HOCl$ (હાઈપોક્લોરસ એસિડ): ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેની પાસે બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો છે,જે વળેલો આકાર આપે છે.
$4$. $O_3$ (ઓઝોન): મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેની પાસે એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે વળેલો આકાર આપે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી માત્ર $N_2O$ રેખીય અણુ છે.

(B) $1$. $NH_3$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $N$ પાસે $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે ટ્રાયગોનલ પિરામિડલ આકાર આપે છે.
$2$. $PCl_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ પાસે $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.
$3$. $SF_6$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ પાસે $6$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે ઓક્ટાહેડ્રલ ભૂમિતિ આપે છે.
$4$. $BeCl_2$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Be$ પાસે $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે રેખીય ભૂમિતિ આપે છે.
તેથી,$PCl_5$ - ટ્રાયગોનલ પ્લેનર જોડી ખોટી રીતે જોડાયેલી છે,કારણ કે તે ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ હોવી જોઈએ.

(A) મધ્યસ્થ $Xe$ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} \times (V - M - C + A)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે,અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$1$. $XeO_{3}$: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $O$ દ્વિસંયોજક છે,તેથી $M=0$. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (8 - 0) = 4$ ઇલેક્ટ્રોન = $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
$2$. $XeO_{2}F_{2}$: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $F$ એકસંયોજક છે,તેથી $M=2$. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (8 - 2) = 3$ ઇલેક્ટ્રોન = $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
$3$. $XeO_{4}$: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $O$ દ્વિસંયોજક છે,તેથી $M=0$. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (8 - 0) = 4$ ઇલેક્ટ્રોન = $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
$4$. $XeO_{3}F_{2}$: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $F$ એકસંયોજક છે,તેથી $M=2$. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (8 - 2) = 3$ ઇલેક્ટ્રોન = $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
$5$. $Ba_{2}XeF_{4}$ માં $[XeF_{6}]^{2-}$ આયન હોય છે. $[XeF_{6}]^{2-}$ માટે,$Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$F$ એકસંયોજક છે $(M=6)$,અને ઋણ વીજભાર $2$ છે $(A=2)$. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $\frac{1}{2} \times (8 - 6 + 2) = 2$ ઇલેક્ટ્રોન = $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ.
આમ,$XeO_{4}$ અને $XeO_{3}F_{2}$ માં મધ્યસ્થ $Xe$ પરમાણુ પર શૂન્ય અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(C) $PCl_5$: બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(bp)$ = $5$,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(lp)$ = $0$. કુલ = $5$. સંકરણ = $sp^3d$. આકાર = ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ.
$BrF_5$: બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(bp)$ = $5$,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(lp)$ = $1$. કુલ = $6$. સંકરણ = $sp^3d^2$. આકાર = ચોરસ પિરામિડલ.
$IF_7$: બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(bp)$ = $7$,અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(lp)$ = $0$. કુલ = $7$. સંકરણ = $sp^3d^3$. આકાર = પંચકોણીય દ્વિપિરામિડલ.
આમ,સાચું વિધાન એ છે કે આપેલ પૈકી એક $(BrF_5)$ ચોરસ પિરામિડલ છે.

(D) પાણીના અણુ $(H_2O)$ માં ઓક્સિજનનું સંકરણ $sp^3$ છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,પાણીના અણુની ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ સમચતુષ્ફલકીય છે અને બંધકોણ આદર્શ રીતે $109^{\circ} 28^{\prime}$ હોવો જોઈએ.
જો કે,પાણીના અણુમાં ઓક્સિજન પરમાણુ પર બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) હોય છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણનો ક્રમ આ મુજબ છે: અબંધકારક $-$ અબંધકારક $>$ અબંધકારક $-$ બંધકારક $>$ બંધકારક $-$ બંધકારક.
અબંધકારક $-$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વચ્ચેના પ્રબળ અપાકર્ષણને કારણે,બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એકબીજાની નજીક ધકેલાય છે,જેનાથી $H-O-H$ બંધકોણ આદર્શ સમચતુષ્ફલકીય ખૂણાથી ઘટીને $104.5^{\circ}$ થાય છે.
તેથી,વિધાન $A$ અને કારણ $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનો સરવાળો છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $3$ (બંધકારક) + $2$ (અબંધકારક) = $5$.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,$5$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $sp^3d$ સંકરણ અને ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ સૂચવે છે.
જ્યારે $3$ બંધકારક અને $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય,ત્યારે અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર ગોઠવાય છે.
આના પરિણામે અણુનો આકાર $T$-આકારનો બને છે.

(D) આપેલી સ્પીસીઝનો આકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે $VSEPR$ સિદ્ધાંતના આધારે તેમની રચનાઓનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $NO_2$: નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાસે એક અયુગ્મિત ઈલેક્ટ્રોન છે અને બે ઓક્સિજન પરમાણુ જોડાયેલા છે,જેના પરિણામે અયુગ્મિત ઈલેક્ટ્રોન અને અપાકર્ષણને કારણે તેનો આકાર વળેલો (bent) હોય છે.
$2$. $Cl_2O$: મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે બે અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને બે ક્લોરિન પરમાણુઓ છે,જેના પરિણામે તેનો આકાર વળેલો (bent) હોય છે.
$3$. $O_3$: મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે એક અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે અને તે અન્ય બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જેના પરિણામે તેનો આકાર વળેલો (bent) હોય છે.
$4$. $N_3^-$ (એઝાઈડ આયન): મધ્યસ્થ નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે અને અન્ય બે નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જેમાં મધ્યસ્થ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતું નથી,તેથી તેનો આકાર રેખીય (linear) હોય છે.
આમ,રેખીય સ્પીસીઝ $N_3^-$ છે.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(l.p.)$ ની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $l.p. = \frac{1}{2} (V - N)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે અને $N$ એ તેની સાથે જોડાયેલા એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે.
$1$. $SF_{4}$: $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ જોડાયેલા પરમાણુઓ છે. $l.p. = \frac{1}{2}(6 - 4) = 1$.
$2$. $BF_{4}^{-}$: $B$ પાસે $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ જોડાયેલા પરમાણુઓ છે,વત્તા $1$ ઋણ વીજભાર. $l.p. = \frac{1}{2}(3 + 1 - 4) = 0$.
$3$. $ClF_{3}$: $Cl$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$3$ જોડાયેલા પરમાણુઓ છે. $l.p. = \frac{1}{2}(7 - 3) = 2$.
$4$. $AsF_{3}$: $As$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$3$ જોડાયેલા પરમાણુઓ છે. $l.p. = \frac{1}{2}(5 - 3) = 1$.
$5$. $PCl_{5}$: $P$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$5$ જોડાયેલા પરમાણુઓ છે. $l.p. = \frac{1}{2}(5 - 5) = 0$.
$6$. $BrF_{5}$: $Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$5$ જોડાયેલા પરમાણુઓ છે. $l.p. = \frac{1}{2}(7 - 5) = 1$.
$7$. $XeF_{4}$: $Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$4$ જોડાયેલા પરમાણુઓ છે. $l.p. = \frac{1}{2}(8 - 4) = 2$.
$8$. $SF_{6}$: $S$ પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$6$ જોડાયેલા પરમાણુઓ છે. $l.p. = \frac{1}{2}(6 - 6) = 0$.
બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવતી સ્પીસીઝ $ClF_{3}$ અને $XeF_{4}$ છે.
તેથી,આવી સ્પીસીઝની કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(D) $I_{3}^{-}$ આયનમાં,મધ્યસ્થ આયોડિન પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તે અન્ય આયોડિન પરમાણુઓ સાથે $2$ બંધ બનાવે છે અને $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે.
કુલ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $2$ (બંધકારક) + $3$ (અબંધકારક) = $5$.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,સંકરણ $sp^{3}d$ છે અને ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિ-પિરામિડલ છે.
$3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર ગોઠવાય છે.
તેથી,$2$ આયોડિન પરમાણુઓ અક્ષીય સ્થાનો પર ગોઠવાય છે,જેના પરિણામે $180^{\circ}$ ના $I-I-I$ બંધકોણ સાથે રેખીય આકાર મળે છે.

(C) . $SF_{4}$ માં,મધ્યસ્થ પરમાણુ $S$ એ $sp^{3}d$ સંકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે સી-સો (see-saw) ભૂમિતિ મળે છે. વિષુવવૃત્તીય સ્થાનમાં અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે,અક્ષીય $S-F$ બંધો વિષુવવૃત્તીય $S-F$ બંધો કરતા લાંબા હોય છે. આનાથી વિપરીત,$BF_{4}^{-}$,$XeF_{4}$,અને $SiF_{4}$ સંમિત ભૂમિતિ ધરાવે છે જેમાં તમામ બંધ લંબાઈ સમાન હોય છે.

સ્પીસીઝ	સંકરણ અને બંધ લંબાઈની લાક્ષણિકતાઓ
$BF_{4}^{-}$	$sp^{3}$ (સમચતુષ્ફલકીય); તમામ બંધ લંબાઈ સમાન છે
$XeF_{4}$	$sp^{3}d^{2}$ (સમચોરસ સમતલીય); તમામ બંધ લંબાઈ સમાન છે
$SF_{4}$	$sp^{3}d$ (સી-સો); અક્ષીય બંધ લંબાઈ > વિષુવવૃત્તીય બંધ લંબાઈ
$SiF_{4}$	$sp^{3}$ (સમચતુષ્ફલકીય); તમામ બંધ લંબાઈ સમાન છે