Crystal Field theory Questions in Gujarati

(B) $3d$ ધાતુ આયનો $d-d$ સંક્રમણને કારણે રંગીન સંયોજનો બનાવે છે.
જ્યારે આ સંકીર્ણો પર શ્વેત પ્રકાશ પડે છે,ત્યારે નીચી ઉર્જા ધરાવતી $d$-કક્ષકોમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન દ્રશ્યમાન વિભાગમાંથી ઉર્જાનું શોષણ કરીને ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતી $d$-કક્ષકોમાં જાય છે.
પસાર થયેલો અથવા પરાવર્તિત પ્રકાશ રંગીન દેખાય છે,જે શોષાયેલા રંગનો પૂરક હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(D) $Co$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $27$ છે. $Co$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^7 4s^2$ છે.
સંકીર્ણ આયન $[CoF_6]^{3-}$ માં,$Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ ધારો. તેથી $x + 6(-1) = -3$,જે $x = +3$ આપે છે.
$Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^6$ છે.
$F^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી.
ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ થિયરી મુજબ,અષ્ટફલકીય ક્ષેત્રમાં નિર્બળ લિગેન્ડ સાથે $d^6$ રચના માટે,વિતરણ $t_{2g}^4 e_g^2$ થાય છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $4$ છે.

(A) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી લિગેન્ડ્સને તેમની ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતાના આધારે વર્ગીકૃત કરે છે.
$CN^{-}$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે કારણ કે તે $\Delta_o$ ના ઉચ્ચ મૂલ્ય દ્વારા મોટી ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ છે.
જોકે $NO_2^{-}$,$en$,અને $NH_3$ પણ હેલાઇડ્સની સાપેક્ષમાં પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ ગણાય છે,પરંતુ $CN^{-}$ સામાન્ય રીતે સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીમાં પ્રબળ ક્ષેત્રની બાજુએ સૌથી વધુ સ્થાન ધરાવે છે.

(C) ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ થિયરીના સંદર્ભમાં,પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $d$-ઓર્બિટલ્સનું મોટું વિભાજન (મોટું $\Delta_o$) કરે છે.
આ મોટો ઉર્જા તફાવત ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતી $e_g$ ઓર્બિટલ્સમાં જતા પહેલા નીચી ઉર્જા ધરાવતી $t_{2g}$ ઓર્બિટલ્સમાં જોડી બનાવવાની ફરજ પાડે છે.
પરિણામે,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ન્યૂનતમ થાય છે,જેનાથી લો સ્પિન સંકીર્ણ બને છે.

(A) શોષણની ઉર્જા $(E)$ એ શોષણની તરંગલંબાઇ $(\lambda)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે $E = \frac{hc}{\lambda}$.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,લિગેન્ડની ક્ષેત્ર પ્રબળતાનો ક્રમ: $H_2O < NH_3 < NO_2^-$ છે.
પ્રબળ લિગેન્ડ વધુ ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ ઉર્જા $(\Delta_o)$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે ઉચ્ચ ઉર્જા શોષણ અને ટૂંકી તરંગલંબાઇ દર્શાવે છે.
તેથી,ક્ષેત્ર પ્રબળતાનો ક્રમ $[Ni(H_2O)_6]^{2+} < [Ni(NH_3)_6]^{2+} < [Ni(NO_2)_6]^{4-}$ છે.
પરિણામે,શોષણની તરંગલંબાઇનો ક્રમ તેનાથી ઉલટો થશે: $[Ni(NO_2)_6]^{4-} < [Ni(NH_3)_6]^{2+} < [Ni(H_2O)_6]^{2+}$.

(D) સમચતુષ્ફલકીય સ્ફટિક ક્ષેત્રમાં,$d$-કક્ષકો બે સમૂહોમાં વિભાજિત થાય છે: $e$ સમૂહ ($d_{x^2-y^2}$ અને $d_{z^2}$) અને $t_2$ સમૂહ ($d_{xy}$,$d_{yz}$ અને $d_{xz}$).
લિગેન્ડ્સ સમચતુષ્ફલકના ખૂણાઓથી નજીક આવતા હોવાથી,$t_2$ કક્ષકો $e$ કક્ષકો કરતા લિગેન્ડ્સની વધુ નજીક હોય છે.
તેથી,$t_2$ કક્ષકોની ઊર્જા $e$ કક્ષકો કરતા વધારે હોય છે.
આમ,ઊર્જાનો સાચો ક્રમ $e < t_2$ છે,જે $(d_{x^2-y^2} \cong d_{z^2}) < (d_{xy} \cong d_{yz} \cong d_{xz})$ દર્શાવે છે.

(A) સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $\Delta_0$ નું મૂલ્ય લિગાન્ડની ક્ષેત્ર પ્રબળતાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,આપેલા લિગાન્ડની ક્ષેત્ર પ્રબળતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $CN^- > NH_3 > C_2O_4^{2-} > H_2O$.
આથી,$CN^-$ એ સૌથી પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ હોવાથી,$[Co(CN)_6]^{3-}$ સંકીર્ણનું $\Delta_0$ મૂલ્ય સૌથી વધુ હશે.

(B) સ્ફટિક ક્ષેત્રવાદમાં,સમચતુષ્ફલકીય સંકીર્ણ $(\Delta_t)$ અને અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ $(\Delta_0)$ માટે સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
$\Delta_t = \frac{4}{9}\Delta_0$.

(B) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ $CN^{-}$ લીગાન્ડ એ પ્રબળ ક્ષેત્રનો લીગાન્ડ છે.
પ્રબળ ક્ષેત્રના લીગાન્ડ સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $(\Delta_o)$ માં મોટો તફાવત પેદા કરે છે.
$\Delta_o$ નું મૂલ્ય મોટું હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોન ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતી $e_g$ કક્ષકોમાં જવાને બદલે ઓછી ઉર્જા ધરાવતી $t_{2g}$ કક્ષકોમાં યુગ્મિત થવાનું પસંદ કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોનનું આ યુગ્મીકરણ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ઘટાડે છે,જે લો સ્પિન સંકીર્ણની લાક્ષણિકતા છે.

(A) અષ્ટફલકીય સ્ફટિક ક્ષેત્રમાં,પાંચ સમશક્તિમાન $d$-કક્ષકો બે સમૂહોમાં વિભાજિત થાય છે: $t_{2g}$ સમૂહ $(d_{xy}, d_{yz}, d_{zx})$ અને $e_g$ સમૂહ $(d_{x^2-y^2}, d_{z^2})$.
લિગેન્ડના અક્ષો પરના અભિગમને કારણે,$e_g$ કક્ષકો વધુ અપાકર્ષણ અનુભવે છે અને તેમની ઊર્જા $0.6 \Delta_0$ જેટલી વધે છે,જ્યારે $t_{2g}$ કક્ષકોની ઊર્જા બેરીસેન્ટરની સાપેક્ષમાં $0.4 \Delta_0$ જેટલી ઘટે છે.

(A) શોષણ ઊર્જા $(E)$ એ શોષણ તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે $E = \frac{hc}{\lambda}$.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,લીગેન્ડની ક્ષેત્ર પ્રબળતાનો ક્રમ: $H_2O < NH_3 < NO_2^-$ છે.
પ્રબળ લીગેન્ડ વધુ સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઊર્જા $(\Delta_o)$ ઉત્પન્ન કરે છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ વધુ ઊર્જા (ટૂંકી તરંગલંબાઈ) ધરાવતા પ્રકાશનું શોષણ કરે છે.
તેથી,શોષણ તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ નો ક્રમ લીગેન્ડની ક્ષેત્ર પ્રબળતાના ક્રમથી ઉલટો હશે: $[Ni(NO_2)_6]^{4-} < [Ni(NH_3)_6]^{2+} < [Ni(H_2O)_6]^{2+}$.

(B) અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ $ML_6^{n+}$ માં,$d$-કક્ષકો બે સેટમાં વિભાજિત થાય છે: $t_{2g}$ (ઓછી ઉર્જા) અને $e_g$ (વધારે ઉર્જા).
આપેલ છે કે $M^{n+}$ પાસે $5$ $d$-ઇલેક્ટ્રોન છે અને $L$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી યુગ્મીકરણ ઉર્જા એ ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ ઉર્જા $(\Delta_o)$ કરતા વધારે છે.
હુંડના નિયમ અને નિર્બળ ક્ષેત્રના સ્વભાવ મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મીકરણ શરૂ થાય તે પહેલાં કક્ષકોમાં એકલા ગોઠવાશે.
આમ,ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $t_{2g}^3 e_g^2$ થશે.
આના પરિણામે $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન મળે છે.

(A) શોષણની તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ એ સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $(\Delta_o)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$\lambda \propto \frac{1}{\Delta_o}$.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,લિગાન્ડની પ્રબળતાનો ક્રમ $H_2O < NH_3 < NO_2^-$ છે.
તેથી,સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જાનો ક્રમ: $[Ni(H_2O)_6]^{2+} < [Ni(NH_3)_6]^{2+} < [Ni(NO_2)_6]^{4-}$ છે.
પરિણામે,શોષણની તરંગલંબાઈનો ક્રમ તેનાથી ઉલટો હશે: $[Ni(NO_2)_6]^{4-} < [Ni(NH_3)_6]^{2+} < [Ni(H_2O)_6]^{2+}$.

(B) $CN^-$ એ સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે.
તેની પ્રબળ ક્ષેત્ર પ્રકૃતિને કારણે,તે મોટી સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન $(\Delta_o > P)$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે ઇલેક્ટ્રોનને નીચી ઉર્જા ધરાવતી કક્ષકોમાં યુગ્મિત થવા માટે મજબૂર કરે છે.
તેથી,$CN^-$ લિગાન્ડ ધરાવતા સંકીર્ણો સામાન્ય રીતે લો સ્પિન સંકીર્ણ હોય છે.

(C) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $(\Delta_0)$ નું મૂલ્ય લિગેન્ડની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
પ્રબળ લિગેન્ડ વધુ સ્પ્લિટિંગ કરે છે,જ્યારે નિર્બળ લિગેન્ડ ઓછું સ્પ્લિટિંગ કરે છે.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીનો ક્રમ: $I^- < Br^- < S^{2-} < SCN^- < Cl^- < F^- < OH^- < C_2O_4^{2-} < H_2O < NCS^- < NH_3 < en < NO_2^- < CN^- < CO$.
આપેલા લિગેન્ડ્સમાં,$Cl^-$ સૌથી નિર્બળ લિગેન્ડ છે.
તેથી,$[CoCl_6]^{3-}$ સંકીર્ણ કે જેમાં $Cl^-$ લિગેન્ડ છે,તેનું $\Delta_0$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું હશે.

(B) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,લીગાન્ડની ક્ષેત્ર પ્રબળતા નીચે મુજબ વધે છે:
$I^- < Br^- < S^{2-} < SCN^- < Cl^- < F^- < OH^- < C_2O_4^{2-} < H_2O < NCS^- < NH_3 < en < NO_2^- < CN^- < CO$.
આપેલા લીગાન્ડ ($NH_3$,$en$,$CN^-$,$CO$) ની સરખામણી કરતા,વધતી ક્ષેત્ર પ્રબળતાનો ક્રમ $NH_3 < en < CN^- < CO$ છે.

(A) ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ થિયરીમાં,અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ માટે $d$-કક્ષકો $t_{2g}$ અને $e_g$ સેટમાં વિભાજિત થાય છે.
જ્યારે $\Delta_0 < P$ હોય (જ્યાં $\Delta_0$ એ ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ ઉર્જા છે અને $P$ એ પેરિંગ ઉર્જા છે),ત્યારે ઈલેક્ટ્રોનને જોડવા માટે જરૂરી ઉર્જા એ ઈલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતી $e_g$ કક્ષકમાં મોકલવા માટે જરૂરી ઉર્જા કરતા વધારે હોય છે.
આના પરિણામે હાઈ-સ્પિન સંકીર્ણ બને છે.
$d^4$ પ્રણાલી માટે,પ્રથમ ત્રણ ઈલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકોમાં એકલા ગોઠવાય છે અને ચોથો ઈલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકમાં જોડવાને બદલે $e_g$ કક્ષકમાં જાય છે.
તેથી,ઈલેક્ટ્રોનિક સંરૂપણ $t_{2g}^3 e_g^1$ છે.

(A) સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $(\Delta_0)$ નું મૂલ્ય સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ લિગેન્ડની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
પ્રબળ લિગેન્ડ $d$-કક્ષકોનું વધુ વિભાજન કરે છે.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીનો ક્રમ: $I^- < Br^- < S^{2-} < SCN^- < Cl^- < F^- < OH^- < C_2O_4^{2-} < H_2O < NCS^- < NH_3 < en < CN^- < CO$.
આપેલા લિગેન્ડોમાં,$CN^-$ સૌથી પ્રબળ લિગેન્ડ છે.
તેથી,$[Co(CN)_6]^{3-}$ સંકીર્ણ માટે $\Delta_0$ નું મૂલ્ય મહત્તમ હશે.

(B) શોષાયેલા પ્રકાશની ઊર્જા $(\Delta_o)$ એ શોષણની તરંગલંબાઇ $(\lambda)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે: $\Delta_o \propto \frac{1}{\lambda}$.
પ્રબળ લિગેન્ડ્સ વધુ ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ $(\Delta_o)$ પેદા કરે છે,જે ઊંચી ઊર્જા અને ટૂંકી તરંગલંબાઇને અનુરૂપ છે.
આપેલ લિગેન્ડ્સ માટે સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી છે: $H_2O < NH_3 < en$.
જેમ લિગેન્ડની પ્રબળતા વધે છે,તેમ સ્પ્લિટિંગ ઊર્જા $(\Delta_o)$ વધે છે,અને તેથી શોષાયેલી તરંગલંબાઇ $(\lambda)$ ઘટે છે.
આમ,તરંગલંબાઇનો વધતો ક્રમ છે: $[Co(H_2O)_6]^{3+} < [Co(NH_3)_6]^{3+} < [Co(en)_3]^{3+}$.

(B) $H_2O$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી $\Delta_o < $ પેરિંગ એનર્જી.
$CFSE = (-0.4x + 0.6y) \Delta_o$
જ્યાં $x$ અને $y$ એ અનુક્રમે $t_{2g}$ અને $e_g$ કક્ષકોમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$[Fe(H_2O)_6]^{3+}$ સંકીર્ણ આયન માટે:
$Fe^{3+}$ એ $3d^5$ સિસ્ટમ છે. નિર્બળ ક્ષેત્રમાં,ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^3 e_g^2$ છે.
$CFSE = (-0.4 \times 3) + (0.6 \times 2) = -1.2 + 1.2 = 0 \Delta_o$.

(B) હાઈ સ્પિન અષ્ટફલકીય સંકીર્ણમાં,ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $\Delta_o$ ઓછી હોય છે.
તેથી,ચોથા ઈલેક્ટ્રોનને નીચી ઉર્જા ધરાવતી $t_{2g}$ કક્ષકોમાં જોડવા માટે જરૂરી ઉર્જા,તેને ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતી $e_g$ કક્ષકમાં મૂકવા માટે જરૂરી ઉર્જા કરતા વધારે હોય છે.
આમ,હાઈ સ્પિન $d^4$ સંકીર્ણ માટે ઈલેક્ટ્રોનિક રચના $t_{2g}^3 e_g^1$ થાય છે.
ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્ટેબિલાઈઝેશન એનર્જી $(CFSE)$ ની ગણતરી નીચે મુજબ છે:
$\text{CFSE} = (3 \times -0.4 \Delta_o) + (1 \times 0.6 \Delta_o)$
$= (-1.2 + 0.6) \Delta_o$
$= -0.6 \Delta_o$

(B) અષ્ટફલકીય ક્ષેત્રમાં $d^6$ કેટાયનના લો-સ્પિન સંકીર્ણ માટે,શરત $\Delta_o > P$ છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી $t_{2g}^6 e_g^0$ છે.
આ ગોઠવણીમાં,તમામ $6$ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકોમાં ભરાય છે,જેના પરિણામે $3$ ઇલેક્ટ્રોનની જોડી બને છે.
ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્ટેબિલાઇઝેશન ઉર્જા $(CFSE)$ નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$CFSE = (6 \times -0.4 \Delta_o) + 3P$
$CFSE = (6 \times -\frac{2}{5} \Delta_o) + 3P$
$CFSE = -\frac{12}{5} \Delta_o + 3P$

(D) અષ્ટફલકીય સંકીર્ણમાં,$d$-કક્ષકો $t_{2g}$ (ઓછી ઉર્જા) અને $e_g$ (વધારે ઉર્જા) સેટમાં વિભાજિત થાય છે.
હાઈ સ્પિન $d^4$ કોન્ફિગરેશન માટે,ઈલેક્ટ્રોન હન્ડના નિયમ મુજબ ગોઠવાય છે કારણ કે ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $\Delta_o$ એ પેરિંગ એનર્જી $P$ કરતા ઓછી હોય છે.
ઈલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $t_{2g}^3 e_g^1$ છે.
ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્ટેબિલાઈઝેશન એનર્જી $(CFSE)$ ની ગણતરી નીચે મુજબ છે:
$CFSE = (n_{t_{2g}} \times -0.4 \Delta_o) + (n_{e_g} \times 0.6 \Delta_o)$
$CFSE = (3 \times -0.4 \Delta_o) + (1 \times 0.6 \Delta_o)$
$CFSE = -1.2 \Delta_o + 0.6 \Delta_o = -0.6 \Delta_o$.

(A) આપેલા તમામ સંકીર્ણોમાં,મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Co^{3+}$ ($d^6$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) છે.
ધાતુ આયન અને તેનો ઓક્સિડેશન આંક સમાન હોવાથી,સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $(\Delta_o)$ નું મૂલ્ય માત્ર લિગેન્ડની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,લિગેન્ડની પ્રબળતાનો ક્રમ: $CN^- > NH_3 > H_2O > C_2O_4^{2-}$ છે.
$CN^-$ એ આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી પ્રબળ લિગેન્ડ છે,જે $d$-કક્ષકોનું સૌથી વધુ વિભાજન કરે છે.
તેથી,$[Co(CN)_6]^{3-}$ માં $\Delta_o$ નું મૂલ્ય મહત્તમ હશે.

(A) સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $(\Delta_o)$ નું મૂલ્ય લિગેન્ડની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,લિગેન્ડની પ્રબળતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $I^- < Br^- < Cl^- < F^- < OH^- < C_2O_4^{2-} < H_2O < NH_3 < en < NO_2^- < CN^-$.
આપેલા લિગેન્ડોમાં,$CN^-$ સૌથી પ્રબળ લિગેન્ડ છે.
તેથી,$CN^-$ ધરાવતા સંકીર્ણમાં સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા સૌથી વધુ હશે.
આપેલા સંકીર્ણો માટે $\Delta_o$ નો ક્રમ: $[Co(H_2O)_6]^{3+} < [Co(C_2O_4)_3]^{3-} < [Co(NH_3)_6]^{3+} < [Co(CN)_6]^{3-}$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $(\Delta_o)$ એ શોષાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $(\lambda)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે: $\Delta_o = \frac{hc}{\lambda}$.
પ્રબળ લિગેન્ડ વધુ વિભાજન કરે છે અને તેથી ટૂંકી તરંગલંબાઇના પ્રકાશનું શોષણ કરે છે.
આપેલા રંગો માટે તરંગલંબાઇનો ક્રમ છે: $\text{લાલ} (L_1) > \text{પીળો} (L_3) > \text{લીલો} (L_2) > \text{વાદળી} (L_4)$.
લિગેન્ડ પ્રબળતા $\propto \frac{1}{\lambda}$ હોવાથી,લિગેન્ડ પ્રબળતાનો વધતો ક્રમ છે: $L_1 < L_3 < L_2 < L_4$.

(B) $1$. દરેક સંકીર્ણ માટે ઇલેક્ટ્રોનિક રચના અને ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગનું વિશ્લેષણ કરો:
$2$. $[Cr(CN)_6]^{4-}$: $Cr^{2+}$ એ $d^4$ છે. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે. રચના: $t_{2g}^4 e_g^0$. $e_g$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $0$.
$3$. $[Ni(en)_3]Cl_2$: $Ni^{2+}$ એ $d^8$ છે. રચના: $t_{2g}^6 e_g^2$. $e_g$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $2$.
$4$. $[Sc(H_2O)_6]^{3+}$: $Sc^{3+}$ એ $d^0$ છે. રચના: $t_{2g}^0 e_g^0$. $e_g$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $0$.
$5$. $[V(H_2O)_6]^{2+}$: $V^{2+}$ એ $d^3$ છે. રચના: $t_{2g}^3 e_g^0$. $e_g$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $0$.
$6$. આમ,$[Ni(en)_3]^{2+}$ માં $e_g$ કક્ષકોમાં સૌથી વધુ $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન છે.

(C) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,લિગેન્ડની ક્ષેત્ર પ્રબળતાનો ક્રમ $Cl^- < H_2O < NH_3$ છે.
ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $\Delta_o$ એ લિગેન્ડની ક્ષેત્ર પ્રબળતાના સીધા પ્રમાણમાં હોવાથી,$\Delta_o$ નો ક્રમ $[MCl_4]^{2-} < [M(H_2O)_6]^{2+} < [M(NH_3)_6]^{2+}$ છે.
શોષાયેલા પ્રકાશની ઉર્જા $E = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$ છે.
જેમ $\Delta_o$ વધે છે,તેમ શોષાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ $(\lambda)$ ઘટે છે.
શોષાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇનો ક્રમ: $[MCl_4]^{2-} > [M(H_2O)_6]^{2+} > [M(NH_3)_6]^{2+}$.
આ તરંગલંબાઇઓને અનુરૂપ,શોષાયેલા રંગોનો ક્રમ: લાલ ( $[MCl_4]^{2-}$ માટે),વાદળી ( $[M(H_2O)_6]^{2+}$ માટે),અને જાંબલી ( $[M(NH_3)_6]^{2+}$ માટે) છે.
તેથી,$[M(NH_3)_6]^{2+}$,$[M(H_2O)_6]^{2+}$ અને $[MCl_4]^{2-}$ માટે શોષાયેલા રંગો અનુક્રમે જાંબલી,વાદળી અને લાલ છે.

(A) અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ માટે સ્ફટિક ક્ષેત્ર સ્થિરીકરણ ઉર્જા $(CFSE)$ ની ગણતરી $CFSE = [n(t_{2g}) \times (-0.4 \Delta_{o}) + n(e_{g}) \times (0.6 \Delta_{o})]$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે.
લો સ્પિન $d^{5}$ માટે: $t_{2g}^{5} e_{g}^{0}$,$CFSE = 5(-0.4 \Delta_{o}) + 0(0.6 \Delta_{o}) = -2.0 \Delta_{o}$.
લો સ્પિન $d^{4}$ માટે: $t_{2g}^{4} e_{g}^{0}$,$CFSE = 4(-0.4 \Delta_{o}) + 0(0.6 \Delta_{o}) = -1.6 \Delta_{o}$.
હાઈ સ્પિન $d^{7}$ માટે: $t_{2g}^{5} e_{g}^{2}$,$CFSE = 5(-0.4 \Delta_{o}) + 2(0.6 \Delta_{o}) = -2.0 + 1.2 = -0.8 \Delta_{o}$.
હાઈ સ્પિન $d^{6}$ માટે: $t_{2g}^{4} e_{g}^{2}$,$CFSE = 4(-0.4 \Delta_{o}) + 2(0.6 \Delta_{o}) = -1.6 + 1.2 = -0.4 \Delta_{o}$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા,લો સ્પિન $d^{5}$ ગોઠવણી $2.0 \Delta_{o}$ નું મહત્તમ મૂલ્ય આપે છે.

(A) અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ માટે $CFSE$ ની ગણતરી આ મુજબ થાય છે: $CFSE = (-0.4 \times n_{t2g} + 0.6 \times n_{eg}) \Delta_o$.
$Mn^{2+}$ $(d^5)$ માટે નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ સાથે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^3 e_g^2$ છે.
$CFSE = (-0.4 \times 3 + 0.6 \times 2) \Delta_o = (-1.2 + 1.2) \Delta_o = 0$.
$Co^{3+}$ $(d^6)$ માટે પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ સાથે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^6 e_g^0$ છે.
$CFSE = (-0.4 \times 6 + 0.6 \times 0) \Delta_o = -2.4 \Delta_o$.
$Fe^{3+}$ $(d^5)$ માટે પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ સાથે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^5 e_g^0$ છે.
$CFSE = (-0.4 \times 5 + 0.6 \times 0) \Delta_o = -2.0 \Delta_o$.
$Ni^{2+}$ $(d^8)$ માટે નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ સાથે: ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^6 e_g^2$ છે.
$CFSE = (-0.4 \times 6 + 0.6 \times 2) \Delta_o = (-2.4 + 1.2) \Delta_o = -1.2 \Delta_o$.
આમ,$Mn^{2+}$ માટે $CFSE$ નું મૂલ્ય $0$ છે.

(D) $1$. $[MnO_4]^{2-}$ સંકીર્ણમાં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x + 4(-2) = -2$ એટલે કે $x = +6$ છે.
$2$. $Mn$ $(Z=25)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^5 4s^2$ છે.
$3$. $Mn^{6+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^1$ છે.
$4$. $[MnO_4]^{2-}$ જેવા સમચતુષ્ફલકીય સંકીર્ણમાં,$d$-કક્ષકોનું વિભાજન $e$ (ઓછી ઉર્જા) અને $t_2$ (વધારે ઉર્જા) સેટમાં થાય છે.
$5$. એકમાત્ર $d$-ઇલેક્ટ્રોન ઓછી ઉર્જા ધરાવતી $e$ કક્ષકમાં ગોઠવાય છે.
$6$. તેથી,ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $e^1 \, t_2^0$ થશે.

(B) $[Ti(H_2O)_6]^{3+}$ માં ઇલેક્ટ્રોનિક સંક્રમણ એ $t_{2g}$ ઓર્બિટલમાંથી $e_g$ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોનના ઉત્તેજનને અનુરૂપ છે,જે ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી,$\Delta_0$ ની બરાબર છે.
આપેલ છે $\Delta_0 = 20300 \, cm^{-1}$.
રૂપાંતરણ પરિબળ $1 \, kJ \, mol^{-1} = 83.7 \, cm^{-1}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\Delta_0 = \frac{20300 \, cm^{-1}}{83.7 \, cm^{-1} \, kJ^{-1} \, mol} \approx 242.53 \, kJ \, mol^{-1}$.
નજીકના પૂર્ણાંકમાં રાઉન્ડ ઓફ કરતા,આપણને $243 \, kJ \, mol^{-1}$ મળે છે.
આમ,વિકલ્પ $B$ સાચો જવાબ છે.

(A) $[Co(CN)_6]^{3-}$ માં,કોબાલ્ટ આયન $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે,જે $3d^6$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ધરાવે છે.
$CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોનની જોડી બનાવે છે,જેના પરિણામે લો-સ્પિન સંકિર્ણ બને છે.
બધા $6$ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ ઓર્બિટલ્સમાં ગોઠવાય છે અને $e_g$ ઓર્બિટલ્સમાં $0$ ઇલેક્ટ્રોન રહે છે.
ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્ટેબિલાઈઝેશન એનર્જી $(CFSE)$ ની ગણતરી નીચે મુજબ છે:
$CFSE = (n_{t2g} \times -0.4 \Delta_0) + (n_{eg} \times 0.6 \Delta_0) + mP$
અહીં $n_{t2g} = 6$,$n_{eg} = 0$,અને $m$ એ પેરિંગને કારણે બનેલી વધારાની ઇલેક્ટ્રોન જોડીની સંખ્યા છે.
$d^6$ લો-સ્પિન માટે,$3$ જોડી બને છે,તેથી $m = 3$.
$CFSE = (6 \times -0.4 \Delta_0) + (0 \times 0.6 \Delta_0) + 3P = -2.4 \Delta_0 + 3P$.

(A) દરેક સંકીર્ણનું મૂલ્યાંકન કરીએ:
$A$. $K_3[Co(C_2O_4)_3]$: $Co$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(d^6)$. $C_2O_4^{2-}$ એ પ્રબળ લિગેન્ડ છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક રચના: $t_{2g}^6 e_g^0$. (સાચું છે)
$B$. $(NH_4)_2[CoF_4]$: $Co$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(d^7)$. $F^-$ એ નિર્બળ લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોનિક રચના: $t_{2g}^5 e_g^2$. (સાચું છે)
$C$. $Cis-[Cr(en)_2Cl_2]Cl$: $Cr$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(d^3)$. ઇલેક્ટ્રોનિક રચના: $t_{2g}^3 e_g^0$. (સાચું છે)
$D$. $[Mn(H_2O)_6]SO_4$: $Mn$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(d^5)$. $H_2O$ એ નિર્બળ લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોનિક રચના: $t_{2g}^3 e_g^2$. (સાચું છે)

(A) અષ્ટફલકીય સંકીર્ણમાં $6$ લિગેન્ડ હોય છે,જ્યારે સમચતુષ્ફલકીય સંકીર્ણમાં $4$ લિગેન્ડ હોય છે.
સમચતુષ્ફલકીય સંકીર્ણ $(\Delta _t)$ માટેની સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઊર્જા એ અષ્ટફલકીય વિભાજન ઊર્જા $(\Delta _0)$ સાથે $\frac{4}{9}$ ના ગુણાંક દ્વારા સંબંધિત છે.
ગાણિતિક રીતે,આ સંબંધ $\Delta _t = \frac{4}{9} \Delta _0$ છે.

(A) ઓક્ટાહેડ્રલ કોમ્પ્લેક્સ માટે ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્ટેબિલાઈઝેશન એનર્જી $(CFSE)$ ની ગણતરી આ રીતે કરવામાં આવે છે: $CFSE = [n(t_{2g}) \times (-0.4) + n(e_g) \times (+0.6)] \Delta_o$.
$d^{10}$ કોન્ફિગરેશન માટે,$t_{2g}$ ઓર્બિટલ $6$ ઈલેક્ટ્રોનથી સંપૂર્ણ ભરાયેલું છે અને $e_g$ ઓર્બિટલ $4$ ઈલેક્ટ્રોનથી સંપૂર્ણ ભરાયેલું છે.
$CFSE = [6 \times (-0.4) + 4 \times (+0.6)] \Delta_o = [-2.4 + 2.4] \Delta_o = 0$.
આ કોન્ફિગરેશન લિગાન્ડ સ્ટ્રોંગ ફિલ્ડ છે કે વીક ફિલ્ડ તેનાથી બદલાતું નથી,કારણ કે ઓર્બિટલ્સ સંપૂર્ણ ભરાયેલા છે.

(C) નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ્સ ધરાવતા અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ માટે,$CFSE = (-0.4n_{t_{2g}} + 0.6n_{e_{g}}) \Delta_{0}$.
$d^{2}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના માટે: $CFSE = (-0.4 \times 2) \Delta_{0} = -0.8 \Delta_{0}$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = 2$. ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} = \sqrt{2(4)} = \sqrt{8} \ BM$.
$d^{7}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના માટે: $CFSE = (-0.4 \times 5 + 0.6 \times 2) \Delta_{0} = (-2.0 + 1.2) \Delta_{0} = -0.8 \Delta_{0}$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $n = 3$. ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{3(5)} = \sqrt{15} \ BM$.
બંને ઇલેક્ટ્રોન રચનાઓ $CFSE = -0.8 \Delta_{0}$ આપે છે,તેથી સાચો જવાબ $(C)$ છે.

(C) અષ્ટફલકીય સંકીર્ણમાં,$d$-કક્ષકો બે સેટમાં વિભાજિત થાય છે: $t_{2g}$ (ઓછી ઉર્જા) અને $e_g$ (વધારે ઉર્જા).
$d^4$ રચના માટે,જો $\Delta_o < \text{pairing energy}$ (હાઈ સ્પિન સંકીર્ણ) હોય,તો ઇલેક્ટ્રોન શક્ય હોય ત્યાં સુધી એકલા ભરાશે.
પ્રથમ,ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકોમાં એકલા ભરાશે.
ચોથો ઇલેક્ટ્રોન $e_g$ કક્ષકમાં જશે કારણ કે $t_{2g}$ માં જોડી બનાવવા માટે જરૂરી ઉર્જા $(\text{pairing energy})$ એ ઇલેક્ટ્રોનને $e_g$ સ્તરમાં મોકલવા માટે જરૂરી ઉર્જા $(\Delta_o)$ કરતા વધારે છે.
આમ,ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $t^3_{2g} e^1_g$ થશે.

(A) $1$. મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Co^{3+}$ છે. $Co$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $27$ છે,તેથી $Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^6$ છે.
$2$. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $d$-ઓર્બિટલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોનની જોડી બનાવે છે.
$3$. અષ્ટફલકીય ક્ષેત્રમાં પ્રબળ લિગેન્ડ સાથે $d^6$ રચના માટે,બધા $6$ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ ઓર્બિટલ્સમાં ગોઠવાય છે: $(t_{2g})^6 (e_g)^0$.
$4$. $CFSE$ નું સૂત્ર $CFSE = (-0.4 \times n_{t_{2g}} + 0.6 \times n_{e_g}) \Delta_0 + mP$ છે.
$5$. અહીં,$n_{t_{2g}} = 6$ અને $n_{e_g} = 0$. તેથી,$CFSE = (-0.4 \times 6 + 0.6 \times 0) \Delta_0 = -2.4 \Delta_0$.
$6$. વિકલ્પોને ધ્યાનમાં લેતા,સાચો જવાબ $-2.4 \Delta_0 + 3P$ છે.

(C) આપેલા સંકીર્ણોમાંથી જે હાઈ સ્પિન દર્શાવે છે તે $[Fe(C_2O_4)_3]^{3-}$ છે.
આનું કારણ એ છે કે ઓક્ઝેલેટ આયન,$(C_2O_4)^{2-}$,સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે.
$[Fe(C_2O_4)_3]^{3-}$ માં,$Fe$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ ($d^5$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) છે.
$(C_2O_4)^{2-}$ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી,જેના પરિણામે હાઈ સ્પિન સંકીર્ણ બને છે.
તેનાથી વિપરીત,$CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે,જેના કારણે $[Fe(CN)_6]^{3-}$ અને $[Fe(CN)_6]^{4-}$ માં લો સ્પિન સંકીર્ણો બને છે.

(A) સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $(\Delta_o)$ લિગેન્ડની પ્રબળતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
લિગેન્ડની પ્રબળતાનો ક્રમ છે: $Cl^- < H_2O < NH_3 < CN^-$.
તેથી,આપેલ સંકીર્ણો માટે સ્પ્લિટિંગ એનર્જીનો વધતો ક્રમ છે: $[CrCl_6]^{4-} < [Cr(H_2O)_6]^{2+} < [Cr(NH_3)_6]^{2+} < [Cr(CN)_6]^{4-}$.

(C) શોષાયેલા પ્રકાશની ઉર્જા એ તરંગલંબાઇના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(E = \frac{hc}{\lambda})$.
તેથી,જે સંકીર્ણ મહત્તમ તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશનું શોષણ કરે છે તેની સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા $(\Delta_o)$ ન્યૂનતમ હોવી જોઈએ.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,લિગેન્ડની પ્રબળતાનો ક્રમ $Cl^- < H_2O < NH_3 < CN^-$ છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$[Cu(H_2O)_4]^{2+}$ સૌથી ઓછી સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા ધરાવે છે,જે શોષાયેલા પ્રકાશની મહત્તમ તરંગલંબાઇ સાથે સુસંગત છે.

(A) ટેટ્રાહેડ્રલ સંકીર્ણમાં,$d$-કક્ષકો બે સમૂહમાં વિભાજિત થાય છે: $e$ (ઓછી ઉર્જા) અને $t_2$ (વધારે ઉર્જા).
$d^4$ રચના માટે,ઇલેક્ટ્રોન હન્ડના નિયમ મુજબ ભરાય છે.
$e$ સમૂહની ઉર્જા $-0.6 \Delta_t$ અને $t_2$ સમૂહની ઉર્જા $+0.4 \Delta_t$ છે.
$d^4$ માટે,ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $e^2 t_2^2$ છે.
$CFSE = (2 \times -0.6 \Delta_t) + (2 \times +0.4 \Delta_t) = -1.2 \Delta_t + 0.8 \Delta_t = -0.4 \Delta_t$.
તેથી,સાચું મૂલ્ય $-\frac{2}{5} \Delta_t$ છે.

(A) સંકીર્ણ સંયોજનમાં,$\Delta_{0}$ એ સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા દર્શાવે છે અને $P$ એ યુગ્મીકરણ ઉર્જા દર્શાવે છે.
જ્યારે $\Delta_{0} < P$ હોય,ત્યારે સંકીર્ણ હાઈ-સ્પિન સંકીર્ણ બને છે,જેનો અર્થ છે કે ઇલેક્ટ્રોનને યુગ્મિત કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા એ ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતી $e_g$ કક્ષકમાં મોકલવા માટે જરૂરી ઉર્જા કરતા વધારે છે.
$d^4$ ઇલેક્ટ્રોન રચના માટે,પ્રથમ ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન હન્ડના નિયમ મુજબ $t_{2g}$ કક્ષકોમાં એકલા ગોઠવાય છે.
ચોથો ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકમાં યુગ્મિત થવાને બદલે $e_g$ કક્ષકમાં જશે કારણ કે $\Delta_{0} < P$ છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી $t_{2g}^3 e_g^1$ થશે.

(C) લિગેન્ડ્સની ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ પાવર સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ,આપેલા લિગેન્ડ્સ માટે ક્ષેત્રની શક્તિનો વધતો ક્રમ આ મુજબ છે:
$H_2O < NH_3 < NO_2^- < CN^-$.
આમ,સાચો વધતો ક્રમ $H_2O < NH_3 < NO_2^- < CN^-$ છે.

(C) ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $(\Delta _0)$ એ મધ્યસ્થ ધાતુ આયનના ઓક્સિડેશન આંકના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન આંકને કારણે લિગેન્ડ અને ધાતુ વચ્ચે વધુ આકર્ષણ થાય છે,જે મોટી સ્પ્લિટિંગ તરફ દોરી જાય છે.
તેથી,$[Ti(H_2O)_6]^{3+} > [Ti(H_2O)_6]^{2+}$ ની $\Delta _0$.
વધુમાં,સમૂહમાં નીચે જતાં $\Delta _0$ વધે છે કારણ કે $4d$ કક્ષકો $3d$ કક્ષકો કરતા વધુ વિસ્તૃત હોય છે,જે લિગેન્ડ સાથે મજબૂત આંતરક્રિયા કરે છે. તેથી,$[Mo(H_2O)_6]^{2+} > [Cr(H_2O)_6]^{2+}$ ની $\Delta _0$.
આમ,સાચો ટ્રેન્ડ $[Cr(H_2O)_6]^{2+} < [Mo(H_2O)_6]^{2+}$ ની $\Delta _0$ અને $[Ti(H_2O)_6]^{3+} > [Ti(H_2O)_6]^{2+}$ ની $\Delta _0$ છે.

(A) જો ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ અને $e_g$ સેટની સમાન ઊર્જા ધરાવતી કક્ષકોમાં સમાન રીતે વહેંચાયેલા હોય,તો તે સંકીર્ણ આયનને સપ્રમાણ રીતે ભરાયેલી કક્ષકો ધરાવતું માનવામાં આવે છે.
$1$. $[FeF_6]^{3-}$ માટે: $Fe^{3+}$ એ $d^5$ છે. $F^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^3 e_g^2$ છે. અહીં,$t_{2g}$ માં $3$ ઇલેક્ટ્રોન (દરેક કક્ષકમાં એક) અને $e_g$ માં $2$ ઇલેક્ટ્રોન (દરેક કક્ષકમાં એક) છે. બંને સેટ સપ્રમાણ રીતે ભરાયેલા છે.
$2$. $[Mn(CN)_6]^{4-}$ માટે: $Mn^{2+}$ એ $d^5$ છે. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^5 e_g^0$ છે. આ અસપ્રમાણ છે.
$3$. $[CoF_6]^{3-}$ માટે: $Co^{3+}$ એ $d^6$ છે. $F^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^4 e_g^2$ છે. આ અસપ્રમાણ છે.
$4$. $[Co(NH_3)_6]^{2+}$ માટે: $Co^{2+}$ એ $d^7$ છે. $NH_3$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,તેથી ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^6 e_g^1$ છે. આ અસપ્રમાણ છે.
તેથી,$[FeF_6]^{3-}$ માં કક્ષકો સપ્રમાણ રીતે ભરાયેલી છે.

(D) ક્રિસ્ટલ ફિલ્ડ સ્પ્લિટિંગ એનર્જી $(\Delta _0)$ નું મૂલ્ય લિગાન્ડની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે,જે સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી દ્વારા સમજાવી શકાય છે.
આપેલ લિગાન્ડ્સ માટે સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી: $F^{-} < NH_3 < CN^{-} < CO$ છે.
$CO$ એ પ્રબળ $\pi$-એસિડ લિગાન્ડ છે અને તે સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીમાં અંતમાં આવે છે,જે $d$-ઓર્બિટલ્સનું સૌથી વધુ વિભાજન કરે છે.
તેથી,$CO$ સૌથી વધુ $\Delta _0$ ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) સ્ફટિક ક્ષેત્ર વિભાજન ઉર્જા,$\Delta_0$ નું મૂલ્ય કેન્દ્રીય ધાતુ આયનની ઓક્સિડેશન અવસ્થા અને લિગેન્ડની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
$1$. ધાતુ આયનની ઊંચી ઓક્સિડેશન અવસ્થા $\Delta_0$ માં વધારો કરે છે. અહીં,વિકલ્પ $B, C,$ અને $D$ માં $Co$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $+3$ છે,જ્યારે વિકલ્પ $A$ માં $+2$ છે.
$2$. લિગેન્ડની સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી મુજબ ક્રમ: $C_2O_4^{2-} < H_2O < NH_3 < CN^-$ છે.
$3$. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે મહત્તમ વિભાજન કરે છે.
તેથી,$[Co(CN)_6]^{3-}$ માટે $\Delta_0$ નું મૂલ્ય મહત્તમ હશે.