VSEPR Theory Questions in Hindi

(A) $Sn$ समूह $14$ से संबंधित है और इसमें चार संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,जिनमें से दो $Sn-Cl$ बंध बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं और शेष दो एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) बनाते हैं।
अतः,$SnCl_2$ का आकार कोणीय या मुड़ा हुआ होगा $(A \rightarrow III)$।
$NH_3$ में तीन बंध युग्म और एक एकाकी युग्म होता है,इसलिए यह त्रिकोणीय पिरामिडी आकार प्राप्त करता है $(B \rightarrow IV)$।
$I_3^{-}$ की ज्यामिति रैखिक होती है क्योंकि दो बंध युग्म एक सीधी रेखा में होते हैं जबकि तीन एकाकी युग्म भूमध्यरेखीय स्थितियों पर होते हैं $(C \rightarrow II)$।
$SO_3$ में केवल तीन बंध युग्म होते हैं,इसलिए यह त्रिकोणीय समतलीय आकार बनाता है $(D \rightarrow I)$।
इसलिए,सही मिलान $A-III, B-IV, C-II, D-I$ है।

(C) दी गई प्रजातियों के लिए बंध कोण इस प्रकार हैं:
$1$. $P_4$: तनावपूर्ण चतुष्फलकीय संरचना के कारण बंध कोण $60^\circ$ है।
$2$. $S_6$: कुर्सी जैसी पक्ड रिंग में बंध कोण $102^\circ$ है।
$3$. $S_8$: मुकुट के आकार की पक्ड रिंग में बंध कोण $107^\circ$ है।
$4$. $O_3$: बंध कोण लगभग $117^\circ$ है (अनुनाद संरचनाओं में इसे अक्सर $120^\circ$ माना जाता है)।
अतः,बंध कोणों का सही बढ़ता क्रम: $P_4 < S_6 < S_8 < O_3$ है।

(D) अधिकतम 'लोन पेयर-लोन पेयर' प्रतिकर्षण निर्धारित करने के लिए,हम केंद्रीय परमाणु पर लोन पेयर की संख्या का विश्लेषण करते हैं:
$ClF_3$: $Cl$ के पास $2$ लोन पेयर हैं।
$IF_5$: $I$ के पास $1$ लोन पेयर है।
$SF_4$: $S$ के पास $1$ लोन पेयर है।
$XeF_2$: $Xe$ के पास $3$ लोन पेयर हैं।
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,लोन पेयर के बीच प्रतिकर्षण महत्वपूर्ण होता है। $XeF_2$ में,केंद्रीय परमाणु $Xe$ त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय ज्यामिति की भूमध्यरेखीय स्थितियों में $3$ लोन पेयर से घिरा होता है,जिसके कारण अन्य की तुलना में इसमें अधिकतम 'लोन पेयर-लोन पेयर' प्रतिकर्षण होता है।

(A) $XeF_4$: केंद्रीय परमाणु $Xe$ में $4$ बंध युग्म और $2$ एकाकी युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप वर्गाकार समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है $(III)$।
$ClF_3$: केंद्रीय परमाणु $Cl$ में $3$ बंध युग्म और $2$ एकाकी युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप मुड़ी हुई $T$-आकृति प्राप्त होती है $(IV)$।
$BrF_5$: केंद्रीय परमाणु $Br$ में $5$ बंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप वर्गाकार पिरामिडी ज्यामिति प्राप्त होती है $(I)$।
$IF_7$: केंद्रीय परमाणु $I$ में $7$ बंध युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप पंचकोणीय द्वि-पिरामिडी ज्यामिति प्राप्त होती है $(II)$।
अतः,सही मिलान $A-III, B-IV, C-I, D-II$ है।

(B) $PbCl_2$: $sp^2$ संकरण,बेंट ज्यामिति,एक एकाकी युग्म।
$PH_3$: $sp^3$ संकरण,पिरामिडीय ज्यामिति,एक एकाकी युग्म।
$ClF_3$: $sp^3d$ संकरण,$T$-आकार की ज्यामिति,दो एकाकी युग्म।
$SF_4$: $sp^3d$ संकरण,सी-सॉ (see-saw) ज्यामिति,एक एकाकी युग्म।
$BF_3$: $sp^2$ संकरण,त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति,शून्य एकाकी युग्म।
$SnCl_2$: $sp^2$ संकरण,बेंट ज्यामिति,एक एकाकी युग्म।
अतः,केंद्रीय परमाणु पर एक एकाकी युग्म वाले अणु $PbCl_2, PH_3, SF_4$ और $SnCl_2$ हैं।
कुल संख्या = $4$।

(A) दिए गए अणुओं के लिए बंध कोण इस प्रकार हैं:
$H_2O$: ऑक्सीजन परमाणु पर दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) होने के कारण बंध कोण $104.5^{\circ}$ है।
$NH_3$: नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होने के कारण बंध कोण $107^{\circ}$ है।
$SO_2$: सल्फर परमाणु के $sp^2$ संकरण के कारण बंध कोण $119.5^{\circ}$ है।
इन मानों की तुलना करने पर,बंध कोणों का बढ़ता क्रम $H_2O < NH_3 < SO_2$ $(104.5^{\circ} < 107^{\circ} < 119.5^{\circ})$ है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) $SnCl_2$ में,केंद्रीय $Sn$ परमाणु $sp^2$ संकरित होता है और इसमें एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी आकृति कोणीय (bent) होती है।
$PbCl_2$ में भी $Pb$ परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण इसकी आकृति कोणीय होती है।
$SO_2$ में,$S$ परमाणु $sp^2$ संकरित होता है और एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होने के कारण इसकी आकृति मुड़ी हुई (bent) होती है।
$XeF_2$ में,$Xe$ परमाणु $sp^3d$ संकरण से गुजरता है और इसमें तीन एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म भूमध्यरेखीय स्थितियों में होते हैं,जो इसे एक रेखीय आणविक ज्यामिति प्रदान करते हैं।

(D) $BeCl_2$ की संरचना रेखीय होती है,इसलिए बंध कोण $180^{\circ}$ है।
$BF_3$ की संरचना त्रिकोणीय समतलीय होती है,इसलिए बंध कोण $120^{\circ}$ है।
$SiCl_4$ की संरचना चतुष्फलकीय होती है,इसलिए बंध कोण $109.5^{\circ}$ है।
$SF_6$ की संरचना अष्टफलकीय होती है,इसलिए बंध कोण $90^{\circ}$ है।
अतः,बंध कोणों का सही क्रम $BeCl_2 > BF_3 > SiCl_4 > SF_6$ है।

(D) $PF_6^-$ और $SF_6$ दोनों अष्टफलकीय (octahedral) हैं।
$IO_3^-$ और $XeO_3$ दोनों पिरामिडल (pyramidal) हैं।
$BH_4^-$ और $NH_4^+$ दोनों चतुष्फलकीय (tetrahedral) हैं।
$BrF_5$ की ज्यामिति स्क्वायर पिरामिडल है,जबकि $XeF_4$ की ज्यामिति स्क्वायर प्लेनर है। इसलिए,वे आइसोस्ट्रक्चरल नहीं हैं।

(C) $VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,$sp^3d$ संकरण वाले अणु के लिए,यदि केंद्रीय परमाणु के पास एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) है,तो आणविक ज्यामिति सी-सॉ होती है।
$SF_4$ में,सल्फर परमाणु $sp^3d$ संकरित है और इसमें एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी संरचना सी-सॉ होती है।
$C_2H_2$ (एथाइन) में,कार्बन परमाणु $sp$ संकरित होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप रैखिक ज्यामिति प्राप्त होती है।

(D) $BrF_5$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Br$ में $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $5$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है। स्टेरिक संख्या $5 + 1 = 6$ है,जो $sp^3d^2$ संकरण को दर्शाता है। $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण,ज्यामिति अष्टफलकीय है,लेकिन आकृति स्क्वायर पिरामिडल है।
$XeF_4$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Xe$ में $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है और इसमें $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं। स्टेरिक संख्या $4 + 2 = 6$ है,जो $sp^3d^2$ संकरण को दर्शाता है। $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म अक्षीय स्थितियों पर होने के कारण,आकृति स्क्वायर प्लेनर है।

(C) $BF_3$: केंद्रीय परमाणु $B$ में $3$ बंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म होते हैं,जिससे त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है $(A-II)$.
$ClF_3$: केंद्रीय परमाणु $Cl$ में $3$ बंध युग्म और $2$ एकाकी युग्म होते हैं,जिससे $T$-आकार की ज्यामिति प्राप्त होती है $(B-III)$.
$NH_3$: केंद्रीय परमाणु $N$ में $3$ बंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म होते हैं,जिससे त्रिकोणीय पिरामिडीय ज्यामिति प्राप्त होती है $(C-IV)$.
$NH_4^+$: केंद्रीय परमाणु $N$ में $4$ बंध युग्म और $0$ एकाकी युग्म होते हैं,जिससे चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है $(D-I)$.
अतः,सही मिलान $A-II, B-III, C-IV, D-I$ है।

(B) $VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,बंध कोण केंद्रीय नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों (lone pairs) की संख्या पर निर्भर करता है।
जैसे-जैसे एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या बढ़ती है,एकाकी युग्म-बंध युग्म के बीच प्रतिकर्षण बढ़ता है,जिससे बंध कोण कम हो जाता है।
- $NH_4^{+}$: $0$ एकाकी युग्म,$4$ बंध युग्म,बंध कोण $\approx 109^{\circ} 28'$.
- $NH_3$: $1$ एकाकी युग्म,$3$ बंध युग्म,बंध कोण $\approx 107^{\circ}$.
- $NH_2^{-}$: $2$ एकाकी युग्म,$2$ बंध युग्म,बंध कोण $\approx 105^{\circ}$.
इसलिए,बंध कोणों का सही क्रम $NH_4^{+} > NH_3 > NH_2^{-}$ है।

(D) $XeF_4$ में $Xe$ पर $4$ बंधित इलेक्ट्रॉन युग्म और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3d^2$ संकरण और वर्गाकार समतलीय ज्यामिति होती है।
$XeF_6$ में $Xe$ पर $6$ बंधित इलेक्ट्रॉन युग्म और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है,जिसके परिणामस्वरूप एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण $sp^3d^3$ संकरण और विकृत अष्टफलकीय ज्यामिति होती है।
अतः,विकल्प $D$ सही है।

(A) . ट्राइगोनल प्लेनर ज्यामिति $BF_3$ $(III)$ में देखी जाती है।
$B$. टेट्राहेड्रल ज्यामिति $CCl_4$ $(IV)$ में देखी जाती है।
$C$. ट्राइगोनल बाइपिरामिडल ज्यामिति $PCl_5$ $(I)$ में देखी जाती है।
$D$. ऑक्टाहेड्रल ज्यामिति $SF_6$ $(II)$ में देखी जाती है।
अतः,सही मिलान $A-III, B-IV, C-I, D-II$ है।

(B) रेखीय संरचना निर्धारित करने के लिए,हम केंद्रीय परमाणु पर संकरण और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) का विश्लेषण करते हैं:
$I. SnCl_2$: $Sn$ के पास $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $2$ सिग्मा बंध बनाता है और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म रखता है। एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण,इसकी संरचना मुड़ी हुई ($V$-आकार की) होती है।
$II. BeF_2$: $Be$ के पास $2$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं,जो दोनों $F$ परमाणुओं के साथ बंध बनाने में उपयोग होते हैं। इसके पास कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं है और यह $sp$ संकरित है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी संरचना रेखीय होती है।
$III. SO_2$: $S$ के पास $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $O$ परमाणुओं के साथ $2$ सिग्मा और $2$ पाई बंध बनाता है,जिससे $S$ पर $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बचता है। इसलिए इसकी संरचना मुड़ी हुई होती है।
$IV. NO_2^+$: नाइट्रोनियम आयन $(NO_2^+)$ में $N$ केंद्रीय परमाणु है जिसके पास $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $O$ परमाणुओं के साथ $2$ द्वि-बंध बनाता है। इसके पास कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म नहीं है और यह $sp$ संकरित है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी संरचना रेखीय होती है।
$V. C_2H_2$: प्रत्येक $C$ परमाणु $sp$ संकरित है,जो रेखीय संरचना प्रदान करता है।
अतः,$II, IV$ और $V$ रेखीय संरचना वाले हैं। सही विकल्प $(b)$ है।

(C) $VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,अणु का आकार केंद्रीय परमाणु के चारों ओर बंध युग्मों $(b.p.)$ और एकाकी युग्मों $(l.p.)$ की संख्या पर निर्भर करता है।
$1.$ $SO_3$: केंद्रीय परमाणु $S$ में $3$ $b.p.$ और $0$ $l.p.$ होते हैं,जिससे त्रिकोणीय समतलीय आकार प्राप्त होता है।
$2.$ $BrF_3$: केंद्रीय परमाणु $Br$ में $3$ $b.p.$ और $2$ $l.p.$ होते हैं,जिससे $T$-आकार की ज्यामिति प्राप्त होती है।
$3.$ $SO_3^{2-}$: केंद्रीय परमाणु $S$ में $3$ $b.p.$ और $1$ $l.p.$ होते हैं,जो इसे पिरामिडल आकार प्रदान करता है।
$4.$ $XeF_2$: केंद्रीय परमाणु $Xe$ में $2$ $b.p.$ और $3$ $l.p.$ होते हैं,जिससे रैखिक आकार प्राप्त होता है।
अतः,पिरामिडल आकार वाली सही प्रजाति $SO_3^{2-}$ है।

(A) $VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार:
$1$. $PCl_3$: केंद्रीय परमाणु $P$ के पास $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $Cl$ के साथ $3$ बंध बनाता है और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) रखता है। कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $4$ ($3$ बंध युग्म + $1$ एकाकी युग्म),जिससे त्रिकोणीय पिरामिडीय ज्यामिति प्राप्त होती है $(A-III)$।
$2$. $BF_3$: केंद्रीय परमाणु $B$ के पास $3$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $F$ के साथ $3$ बंध बनाता है और $0$ एकाकी युग्म रखता है। कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $3$,जिससे त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है $(B-V)$।
$3$. $ClF_3$: केंद्रीय परमाणु $Cl$ के पास $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $F$ के साथ $3$ बंध बनाता है और $2$ एकाकी युग्म रखता है। कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $5$,जिससे $T$-आकार की ज्यामिति प्राप्त होती है $(C-II)$।
$4$. $XeF_4$: केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं। यह $F$ के साथ $4$ बंध बनाता है और $2$ एकाकी युग्म रखता है। कुल इलेक्ट्रॉन युग्म = $6$,जिससे वर्गाकार समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है $(D-I)$।
अतः,सही मिलान $A-III, B-V, C-II, D-I$ है।

(D) आबंध इलेक्ट्रॉन युग्मों और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम प्रत्येक अणु के केंद्रीय परमाणु को देखते हैं:
$1$. $ClF_3$ में: केंद्रीय परमाणु $Cl$,$3$ $F$ परमाणुओं से बंधा है (आबंध युग्म = $3$) और $Cl$ परमाणु पर $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं (एकाकी युग्म = $2$)।
$2$. $SF_4$ में: केंद्रीय परमाणु $S$,$4$ $F$ परमाणुओं से बंधा है (आबंध युग्म = $4$) और $S$ परमाणु पर $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है (एकाकी युग्म = $1$)।
$3$. $BrF_5$ में: केंद्रीय परमाणु $Br$,$5$ $F$ परमाणुओं से बंधा है (आबंध युग्म = $5$) और $Br$ परमाणु पर $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है (एकाकी युग्म = $1$)।
अतः,आबंध युग्मों और एकाकी युग्मों की संख्या क्रमशः $3,2$; $4,1$; और $5,1$ है।

(B) केंद्रीय परमाणु पर एकाकी युग्मों की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (V - N - C)$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या है,$N$ इससे जुड़े एकसंयोजक परमाणुओं की संख्या है,और $C$ प्रजाति पर आवेश है।
$1$. $XeF_2$ के लिए: $V=8, N=2, C=0$. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2}(8-2) = 3$.
$2$. $ICl_2^{-}$ के लिए: $V=7, N=2, C=1$. $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2}(7-2+1) = 3$.
$XeF_2$ और $ICl_2^{-}$ दोनों के केंद्रीय परमाणुओं पर $3$ एकाकी युग्म होते हैं।

(C) $CO_3^{2-}$ आयन में,केंद्रीय $C$ परमाणु $sp^2$ संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
इसके विपरीत,$BF_4^{-}$,$NH_4^{+}$,और $SO_4^{2-}$ में केंद्रीय परमाणु $sp^3$ संकरण प्रदर्शित करते हैं,जो उन्हें चतुष्फलकीय संरचना प्रदान करता है।

(D) केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$XeF_4$ में,$Xe$ चार फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $4$ एकल बंध बनाता है।
आबंधन के लिए उपयोग किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या $= 4$ है।
शेष संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या $= 8 - 4 = 4$ है।
एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या $= \frac{4}{2} = 2$ है।
अतः,$XeF_4$ में $Xe$ पर $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म उपस्थित हैं।

(D) जैसे-जैसे हम समूह में नीचे जाते हैं,केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता घटती है और उसका परमाणु आकार बढ़ता है।
केंद्रीय परमाणु का आकार बढ़ने के कारण,इलेक्ट्रॉन के आबंध युग्म केंद्रीय परमाणु से दूर हो जाते हैं,जिससे आबंध युग्म-आबंध युग्म प्रतिकर्षण कम हो जाता है।
परिणामस्वरूप,$O$ से $Te$ तक समूह में नीचे जाने पर आबंध कोण घटता है।
आबंध कोण का सही क्रम है: $H_2O (104.5^{\circ}) > H_2S (92.1^{\circ}) > H_2Se (91.0^{\circ}) > H_2Te (90.0^{\circ})$.

(A) $PCl_5$ की ज्यामिति त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय (trigonal bipyramidal) होती है।
इस संरचना में, तीन भूमध्यरेखीय $P-Cl$ बंध दो अक्षीय $P-Cl$ बंधों की तुलना में छोटे होते हैं क्योंकि अक्षीय बंध अधिक प्रतिकर्षण का अनुभव करते हैं।
भूमध्यरेखीय $P-Cl$ बंध लंबाई $202 \ pm$ है और अक्षीय $P-Cl$ बंध लंबाई $240 \ pm$ है।

(B) समूह $15$ के हाइड्राइड्स $(NH_3, PH_3, AsH_3, SbH_3)$ में,समूह में नीचे जाने पर केंद्रीय परमाणु का आकार बढ़ता है $(N < P < As < Sb)$.
जैसे-जैसे केंद्रीय परमाणु का आकार बढ़ता है,बंध युग्म-बंध युग्म प्रतिकर्षण कम हो जाता है और केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता भी कम हो जाती है।
इसके परिणामस्वरूप समूह में नीचे जाने पर बंध कोण कम हो जाता है।
अतः,बंध कोणों का सही क्रम $SbH_3 < AsH_3 < PH_3 < NH_3$ है।

(B) $ClO_2$ की संरचना कोणीय (bent) होती है।
$ClO_2$ में,केंद्रीय क्लोरीन परमाणु के पास एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है और यह $sp^3$-संकरित होता है।
अयुग्मित इलेक्ट्रॉन और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की उपस्थिति के कारण,बंध कोण $118^{\circ}$ देखा जाता है और $Cl-O$ बंध की लंबाई $1.47 \mathring{A}$ होती है।

(A) इन सभी यौगिकों में केंद्रीय परमाणु ज़ेनॉन $(Xe)$ है,जिसके संयोजी कोश में $8$ इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$1$. $XeO_3$ में: $Xe$,$3$ ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ $3$ द्वि-आबंध बनाता है। यह आबंधन के लिए $6$ इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है। शेष इलेक्ट्रॉन = $8 - 6 = 2$। अतः,$1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म।
$2$. $XeOF_4$ में: $Xe$,$4$ फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $4$ एकल आबंध और $1$ ऑक्सीजन परमाणु के साथ $1$ द्वि-आबंध बनाता है। यह आबंधन के लिए $4 + 2 = 6$ इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है। शेष इलेक्ट्रॉन = $8 - 6 = 2$। अतः,$1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म।
$3$. $XeF_6$ में: $Xe$,$6$ फ्लोरीन परमाणुओं के साथ $6$ एकल आबंध बनाता है। यह आबंधन के लिए $6$ इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है। शेष इलेक्ट्रॉन = $8 - 6 = 2$। अतः,$1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म।
अतः,एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या $1, 1, 1$ है।

(D) $I$. केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$II$. यह $O$ के साथ एक द्वि-आबंध और $F$ परमाणुओं के साथ चार एकल आबंध बनाता है,जिसमें आबंधन के लिए $6$ इलेक्ट्रॉनों का उपयोग होता है।
$III$. इससे $Xe$ पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) शेष बचता है।
$IV$. $VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,$5$ आबंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म के साथ,स्टेरिक संख्या $6$ होती है,जो अष्टफलकीय इलेक्ट्रॉन ज्यामिति को दर्शाती है।
$V$. एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण,आणविक ज्यामिति वर्ग पिरामिडी होती है।

(D) केंद्रीय परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या निर्धारित करने के लिए,हम सूत्र का उपयोग करते हैं: $\text{Lone pairs} = \frac{1}{2} (V - M - C + A)$,जहाँ $V$ केंद्रीय परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉन हैं,$M$ एकसंयोजी परमाणुओं की संख्या है,$C$ धनायन आवेश है,और $A$ ऋणायन आवेश है।
$A) \ ClO_3^{-}$: केंद्रीय परमाणु $Cl$ $(V=7)$। $3$ ऑक्सीजन परमाणु द्विसंयोजी हैं। एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $= \frac{1}{2} (7 - 0 - 0 + 1) = 4$ इलेक्ट्रॉन,जो $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के बराबर है।
$B) \ XeF_4$: केंद्रीय परमाणु $Xe$ $(V=8)$। $4$ फ्लोरीन परमाणु एकसंयोजी हैं। एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $= \frac{1}{2} (8 - 4) = 2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म।
$C) \ SF_4$: केंद्रीय परमाणु $S$ $(V=6)$। $4$ फ्लोरीन परमाणु एकसंयोजी हैं। एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $= \frac{1}{2} (6 - 4) = 1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म।
$D) \ I_3^{-}$: केंद्रीय परमाणु $I$ $(V=7)$। $2$ आयोडीन परमाणु एकसंयोजी हैं। एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $= \frac{1}{2} (7 - 2 + 1) = 3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म।
अतः,$I_3^{-}$ के केंद्रीय परमाणु पर अधिकतम $(3)$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं।

(D) केंद्रीय परमाणुओं पर आणविक आकृतियों और एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों ($L$.$P$.) को निर्धारित करने के लिए:
$1$. $SF_4$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $S$ के पास $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है,जिससे $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बचता है। इसकी आकृति सी-सॉ (see-saw) होती है।
$2$. $CF_4$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $C$ के पास $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है,जिससे $0$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बचता है। इसकी आकृति चतुष्फलकीय होती है।
$3$. $XeF_4$ के लिए: केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है,जिससे $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बचते हैं। इसकी आकृति वर्ग समतलीय होती है।
अतः,आकृतियाँ भिन्न हैं और केंद्रीय परमाणुओं पर क्रमशः $1, 0$ और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं।

(D) अणुओं की ज्यामिति निर्धारित करने के लिए,हम उनकी संरचनाओं का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $XeF_2$: केंद्रीय परमाणु $Xe$ में $2$ बंध युग्म और $3$ एकाकी युग्म (lone pairs) होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप रेखीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$2$. $NO_2$: केंद्रीय परमाणु $N$ में $1$ विषम इलेक्ट्रॉन और $2$ बंध युग्म होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप मुड़ी हुई (गैर-रेखीय) ज्यामिति प्राप्त होती है।
$3$. $HCN$: केंद्रीय परमाणु $C$ में $2$ बंध युग्म होते हैं और कोई एकाकी युग्म नहीं होता है,जिसके परिणामस्वरूप रेखीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$4$. $ClO_2$: केंद्रीय परमाणु $Cl$ में $2$ बंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म होता है,जिसके परिणामस्वरूप मुड़ी हुई (गैर-रेखीय) ज्यामिति प्राप्त होती है।
$5$. $CO_2$: केंद्रीय परमाणु $C$ में $2$ बंध युग्म होते हैं और कोई एकाकी युग्म नहीं होता है,जिसके परिणामस्वरूप रेखीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
अतः,गैर-रेखीय अणु $NO_2$ और $ClO_2$ हैं।

(B) $H_3O^{+}$ आयन में,केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु $sp^3$ संकरित होता है।
इसमें $3$ बंध युग्म और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है।
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,चतुष्फलकीय इलेक्ट्रॉन ज्यामिति में एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपस्थिति के कारण आणविक आकृति पिरामिडीय हो जाती है।

(A) मुख्य बिंदु: जैसे-जैसे बंध में $s$-लक्षण का प्रतिशत बढ़ता है,बंध कोण भी बढ़ता है।
बेंट के नियम के अनुसार,जैसे-जैसे केंद्रीय परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता बढ़ती है,लोन-पेयर अधिक $s$-लक्षण वाले कक्षक में स्थित होता है।
$NH_3$ में,$N$ परमाणु $PH_3$ के $P$ की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक है।
चूंकि $NH_3$ में बंध कोण $(107.6^{\circ})$ $PH_3$ $(93.5^{\circ})$ से अधिक है,इसलिए $NH_3$ के बंध कक्षकों में $s$-लक्षण अधिक होता है।
परिणामस्वरूप,$NH_3$ में लोन-पेयर कक्षक में $PH_3$ की तुलना में $s$-लक्षण अधिक और $p$-लक्षण कम होता है।
अतः,अमोनिया पर लोन-पेयर का $p$-लक्षण कम होता है।
इसलिए,विकल्प $(A)$ सही उत्तर है.

(A) केंद्रीय परमाणुओं पर एकाकी युग्मों की संख्या की गणना इस प्रकार की जाती है:
$1$. $H_{2}O$ में,ऑक्सीजन के पास $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,जिनमें से $2$ इलेक्ट्रॉन $H$ के साथ बंध बनाने में उपयोग होते हैं,जिससे $4$ इलेक्ट्रॉन या $2$ एकाकी युग्म शेष बचते हैं।
$2$. $SnCl_{2}$ में,टिन $(Sn)$ के पास $4$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,जिनमें से $2$ इलेक्ट्रॉन $Cl$ के साथ बंध बनाने में उपयोग होते हैं,जिससे $2$ इलेक्ट्रॉन या $1$ एकाकी युग्म शेष बचता है।
$3$. $PCl_{3}$ में,फास्फोरस $(P)$ के पास $5$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,जिनमें से $3$ इलेक्ट्रॉन $Cl$ के साथ बंध बनाने में उपयोग होते हैं,जिससे $2$ इलेक्ट्रॉन या $1$ एकाकी युग्म शेष बचता है।
$4$. $XeF_{2}$ में,ज़ेनॉन $(Xe)$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,जिनमें से $2$ इलेक्ट्रॉन $F$ के साथ बंध बनाने में उपयोग होते हैं,जिससे $6$ इलेक्ट्रॉन या $3$ एकाकी युग्म शेष बचते हैं।
अतः,एकाकी युग्मों की संख्या क्रमशः $2, 1, 1$ और $3$ है।

(C) $XeF_{6}$ में,केंद्रीय परमाणु $Xe$ के पास $8$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$6$ इलेक्ट्रॉनों का उपयोग फ्लोरीन परमाणुओं के साथ बंधन बनाने में किया जाता है ($6$ बंध युग्म),और शेष $2$ इलेक्ट्रॉन $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) बनाते हैं।
$Xe$ के चारों ओर कुल इलेक्ट्रॉन युग्म $= 6 \text{ (बंध युग्म)} + 1 \text{ (एकाकी युग्म)} = 7$.
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,$7$ की स्टेरिक संख्या पंचकोणीय द्विपिरामिडीय ज्यामिति को दर्शाती है।

(D) $SOCl_{2}$ (थायोनिल क्लोराइड) अणु में सल्फर परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) की उपस्थिति के कारण इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय पिरामिडीय होती है।
$VSEPR$ सिद्धांत के अनुसार,एकाकी युग्म-बंध युग्म प्रतिकर्षण,बंध युग्म-बंध युग्म प्रतिकर्षण से अधिक होता है।
$SOCl_{2}$ में,$Cl-S-Cl$ बंध कोण लगभग $96^{\circ}$ है और $Cl-S-O$ बंध कोण लगभग $106^{\circ}$ है।

(D) दी गई प्रजातियों के लिए बंध कोण इस प्रकार हैं:
$1.$ $NO_2^+$: इसमें $sp$ संकरण और रैखिक ज्यामिति होती है,जिसके परिणामस्वरूप बंध कोण $180^\circ$ होता है।
$2.$ $NO_2$: इसमें $sp^2$ संकरण और एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है,जिसके परिणामस्वरूप बंध कोण लगभग $134^\circ$ होता है।
$3.$ $NO_2^-$: इसमें $sp^2$ संकरण और एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है,जिसके परिणामस्वरूप बंध कोण लगभग $115^\circ$ होता है।
इन मानों की तुलना करने पर,बंध कोण का बढ़ता क्रम $NO_2^- < NO_2 < NO_2^+$ है।
चूंकि यह क्रम विकल्पों $A$,$B$ या $C$ में मौजूद नहीं है,इसलिए सही उत्तर $D$ है।

(C) $NH_{3}$ में,$N$ $(3.04)$ की विद्युत ऋणात्मकता $H$ $(2.20)$ से अधिक है,इसलिए आबंधी इलेक्ट्रॉन युग्म $N$ की ओर स्थानांतरित हो जाते हैं। यह आबंधी युग्मों के बीच प्रतिकर्षण को बढ़ाता है,जिससे आबंध कोण बड़ा $(107.2^{\circ})$ हो जाता है।
$NF_{3}$ में,$F$ $(3.98)$ की विद्युत ऋणात्मकता $N$ $(3.04)$ से अधिक है,इसलिए आबंधी इलेक्ट्रॉन युग्म $N$ से दूर $F$ की ओर स्थानांतरित हो जाते हैं। यह आबंधी युग्मों के बीच प्रतिकर्षण को कम करता है,जिसके परिणामस्वरूप आबंध कोण छोटा $(102.3^{\circ})$ हो जाता है।
अतः,$N-X$ आबंध (जहाँ $X = H$ या $F$) की ध्रुवीयता में अंतर आबंध कोणों में अंतर का कारण बनता है।

(C) सफेद फास्फोरस के $P_4$ अणु में,प्रत्येक फास्फोरस परमाणु $sp^3$ संकरित होता है।
ये चार फास्फोरस परमाणु एक-दूसरे से एकल सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।
वे एक नियमित चतुष्फलक के चार कोनों पर व्यवस्थित होते हैं,जिसमें बंध कोण $60^{\circ}$ होता है।

(C) $XeF_{5}^{-}$ की आकृति निर्धारित करने के लिए,हम केंद्रीय $Xe$ परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या की गणना करते हैं:
इलेक्ट्रॉन युग्मों की संख्या $= \frac{1}{2} [V + M - C + A] = \frac{1}{2} [8 + 5 - 0 + 1] = 7$.
यहाँ,$V = 8$ ($Xe$ के संयोजी इलेक्ट्रॉन),$M = 5$ (एकल संयोजी परमाणु),और $A = 1$ (ऋण आवेश) है।
$7$ इलेक्ट्रॉन युग्मों के साथ,इलेक्ट्रॉन ज्यामिति पंचकोणीय द्विपिरामिडी ($sp^{3}d^{3}$ संकरण) होती है।
इन $7$ युग्मों में से,$5$ बंध युग्म हैं और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म हैं।
प्रतिकर्षण को कम करने के लिए दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म अक्षीय स्थितियों पर कब्जा कर लेते हैं,जिससे $5$ $Xe-F$ बंध एक ही भूमध्यरेखीय तल में रह जाते हैं।
इसलिए,$XeF_{5}^{-}$ की आणविक आकृति पंचकोणीय समतलीय है।

(C) आइए प्रत्येक अणु के लिए एकाकी युग्मों (lone pairs) की कुल संख्या की गणना करें:
$HNO_{3}$: $N$ के पास $0$,$O$ परमाणुओं के पास $7$ एकाकी युग्म हैं। कुल = $7$.
$H_{2}SO_{4}$: $S$ के पास $0$,$O$ परमाणुओं के पास $8$ एकाकी युग्म हैं। कुल = $8$.
$NF_{3}$: $N$ के पास $1$,प्रत्येक $F$ के पास $3$ हैं। कुल = $1 + 3(3) = 10$ एकाकी युग्म।
$O_{3}$: केंद्रीय $O$ के पास $1$,अन्य $O$ परमाणुओं के पास $2$ और $3$ हैं। कुल = $6$ एकाकी युग्म।
अतः,$NF_{3}$ में एकाकी युग्मों की संख्या अधिकतम $(10)$ है।
$NF_{3}$ में $N$ का संकरण $sp^{3}$ है। $F$ परमाणुओं की उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण,बंध कोण घटकर लगभग $102^{\circ}$ हो जाता है।

(A) अणुओं के आकार केंद्रीय परमाणु के चारों ओर बंध युग्मों (bond pairs) और एकाकी युग्मों (lone pairs) की संख्या द्वारा निर्धारित होते हैं:
$XeO_{3}$ और $NH_{3}$: दोनों में $3$ बंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म होता है,जिससे पिरामिडीय आकार प्राप्त होता है।
$XeF_{2}$ और $[I_{3}]^{-}$: दोनों में $2$ बंध युग्म और $3$ एकाकी युग्म होता है,जिससे रैखिक आकार प्राप्त होता है।
$XeO_{2}F_{2}$ और $SF_{4}$: दोनों में $4$ बंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म होता है,जिससे सी-सॉ (See-saw) आकार प्राप्त होता है।
$XeOF_{4}$ और $BrF_{5}$: दोनों में $5$ बंध युग्म और $1$ एकाकी युग्म होता है,जिससे वर्ग पिरामिडीय आकार प्राप्त होता है।
अतः,सही मिलान $A-II, B-III, C-IV, D-I$ है।

(A) कथन $I$ सत्य है: एल्युमिनियम $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके सोडियम एल्युमिनेट बनाता है,जिसे $[Al(OH)_4]^-$ या इसके जलयोजित रूप में $[Al(OH)_6]^{3-}$ के रूप में दर्शाया जाता है।
कथन $II$ सत्य है:
$ICl_4^-$: केंद्रीय आयोडीन परमाणु $sp^3d^2$ संकरण और $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pairs) रखता है,जिससे इसकी ज्यामिति वर्ग समतलीय होती है।
$ClO_3^-$: केंद्रीय क्लोरीन परमाणु $sp^3$ संकरण और $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म रखता है,जिससे इसकी ज्यामिति त्रिकोणीय पिरामिडीय होती है।
$IBr_2^-$: केंद्रीय आयोडीन परमाणु $sp^3d$ संकरण और $3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म रखता है,जिससे इसकी ज्यामिति रेखीय होती है।
अतः,दोनों कथन सही हैं।

(B) $SF_4$ की संरचना सी-सॉ (see-saw) होती है (स्टेरिक संख्या $5$,$4$ बंध युग्म,$1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म)।
$1$. $BrF_4^{\ominus}$: स्टेरिक संख्या = $\frac{1}{2}(7+4+1) = 6$ (वर्ग समतलीय)।
$2$. $CH_4$: स्टेरिक संख्या = $4$ (चतुष्फलकीय)।
$3$. $IF_4^{\oplus}$: स्टेरिक संख्या = $\frac{1}{2}(7+4-1) = 5$ ($4$ बंध युग्म,$1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म,सी-सॉ)।
$4$. $XeF_4$: स्टेरिक संख्या = $\frac{1}{2}(8+4) = 6$ (वर्ग समतलीय)।
$5$. $XeO_2F_2$: स्टेरिक संख्या = $\frac{1}{2}(8+2+2) = 5$ ($4$ बंध युग्म,$1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म,सी-सॉ)।
अतः,$IF_4^{\oplus}$ और $XeO_2F_2$ दोनों $SF_4$ के साथ समसंरचनात्मक हैं।

(D) कथन $I$: $SO_2$ ($S$ के चारों ओर $10$ संयोजी इलेक्ट्रॉन),$SO_3$ ($S$ के चारों ओर $12$ संयोजी इलेक्ट्रॉन),$SF_4$ ($S$ के चारों ओर $10$ संयोजी इलेक्ट्रॉन),और $SF_6$ ($S$ के चारों ओर $12$ संयोजी इलेक्ट्रॉन) में अष्टक नियम का पालन नहीं होता है (विस्तारित अष्टक)।
$H_2S$ में,सल्फर की संयोजी कोश में $8$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,इसलिए यह अष्टक नियम का पालन करता है।
अतः,$4$ यौगिक ऐसे हैं जो अष्टक नियम का पालन नहीं करते हैं। इसलिए कथन $I$ असत्य है।
कथन $II$: आइए केंद्रीय परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $(LP)$ की गणना करें:
$1$. $[H_2O(2 LP), ClF_3(2 LP), SF_4(1 LP)]$
$2$. $[NH_3(1 LP), BrF_5(1 LP), SF_4(1 LP)]$
$3$. $[BrF_5(1 LP), ClF_3(2 LP), XeF_4(2 LP)]$
$4$. $[XeF_4(2 LP), ClF_3(2 LP), H_2O(2 LP)]$
केवल दूसरा सेट ऐसा है जिसमें सभी अणुओं के केंद्रीय परमाणु पर ठीक $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म है।
अतः,ऐसे सेटों की संख्या $1$ है। इसलिए कथन $II$ सत्य है।

(A) $BrF_2^+$ के लिए: केंद्रीय $Br$ परमाणु में $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $2$ बंध बनाता है और $1$ इलेक्ट्रॉन खोकर धनायन बन जाता है,जिससे $3$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म शेष रहते हैं। हालाँकि,$AX_2E_2$ प्रकार (जहाँ $X=2$ बंधित युग्म और $E=2$ एकाकी युग्म) के लिए $VSEPR$ सिद्धांत पर विचार करने पर,इसकी आकृति बेंट (मुड़ी हुई) होती है।
$BrF_4^-$ के लिए: केंद्रीय $Br$ परमाणु में $7$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं,यह ऋणायन बनने पर $1$ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है और $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है,जिससे $2$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म शेष रहते हैं। यह $AX_4E_2$ प्रकार के अनुरूप है,जिसके परिणामस्वरूप वर्गाकार समतलीय आकृति प्राप्त होती है।