Hybridisation and Geometry Questions in Gujarati

(N/A) આ સિદ્ધાંત મુજબ,ધાતુ પરમાણુ અથવા આયન લિગેન્ડની અસર હેઠળ તેની $(n-1)d, ns, np$ અથવા $ns, np, nd$ કક્ષકોનો ઉપયોગ સંકરણ માટે કરે છે અને ચોક્કસ ભૂમિતિ જેવી કે અષ્ટફલકીય,સમતલીય ચોરસ અને અન્ય (નીચેના કોષ્ટક મુજબ) ધરાવતી સમતુલ્ય કક્ષકોનો સેટ આપે છે.

સવર્ગ આંક	સંકરણનો પ્રકાર	અવકાશમાં સંકૃત કક્ષકોનું વિતરણ
$4$	$sp^3$	સમચતુષ્ફલકીય
$4$	$dsp^2$	સમતલીય ચોરસ
$5$	$sp^3d$	ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ
$6$	$sp^3d^2$	અષ્ટફલકીય
$6$	$d^2sp^3$	અષ્ટફલકીય

આ સંકૃત કક્ષકો બંધન માટે ઈલેક્ટ્રોનયુગ્મનું દાન કરતી લિગેન્ડની કક્ષકો સાથે સંમિશ્રિત થવા પામે છે.

(N/A) $1$. મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar]3d^6$ છે.
$2$. પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $NH_3$ ની હાજરીમાં,$3d$ કક્ષકોમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થાય છે,જેનાથી બે $3d$ કક્ષકો ખાલી થાય છે.
$3$. આ બે $3d$ કક્ષકો,એક $4s$ અને ત્રણ $4p$ કક્ષકો સાથે મળીને $d^2sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે અને છ સમાન સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે.
$4$. છ $NH_3$ લિગેન્ડમાંથી મળતા છ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો આ સંકૃત કક્ષકોમાં ગોઠવાય છે,પરિણામે અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ પ્રાપ્ત થાય છે.
$5$. તેમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનનો અભાવ હોવાથી,આ સંકીર્ણ પ્રતિચુંબકીય છે.
$6$. સંકરણમાં આંતરિક $3d$ કક્ષકોનો ઉપયોગ થતો હોવાથી,તેને આંતરિક કક્ષકીય સંકીર્ણ અથવા નીચું ભ્રમણ (low-spin) સંકીર્ણ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) $1$. મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Co^{3+}$ છે,જેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^6$ છે.
$2$. નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $F^-$ ની હાજરીમાં,$d$-ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ થતું નથી.
$3$. $Co^{3+}$ આયન એક $4s$,ત્રણ $4p$ અને બે $4d$ કક્ષકોનો ઉપયોગ કરીને $sp^3d^2$ સંકરણ અનુભવે છે.
$4$. છ $F^-$ આયનોમાંથી મળતા છ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો આ છ $sp^3d^2$ સંકૃત કક્ષકોમાં ગોઠવાય છે.
$5$. અહીં બાહ્ય $4d$ કક્ષકોનો ઉપયોગ થતો હોવાથી,તે બાહ્ય કક્ષકીય સંકીર્ણ (ઊંચું ભ્રમણ સંકીર્ણ) છે.
$6$. $3d$ કક્ષકોમાં ચાર અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે,આ સંકીર્ણ અનુચુંબકીય છે.

(N/A) $[NiCl_4]^{2-}$ સંકીર્ણમાં $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^8$ છે.
$Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી. તેથી,$3d$ ઇલેક્ટ્રોન અયુગ્મિત રહે છે.
ચાર $Cl^-$ લિગેન્ડને સમાવવા માટે,એક $4s$ અને ત્રણ $4p$ કક્ષકો $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે,જેના પરિણામે ચાર સમતુલ્ય $sp^3$ સંકૃત કક્ષકો બને છે જે સમચતુષ્ફલકીય દિશામાં ગોઠવાય છે.
ચાર $Cl^-$ આયનોમાંથી ઇલેક્ટ્રોનની ચાર જોડી આ ચાર $sp^3$ સંકૃત કક્ષકોમાં દાખલ થાય છે. આમ,સંકીર્ણ સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
$3d$ કક્ષકોમાં બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાને કારણે,આ સંકીર્ણ અનુચુંબકીય છે.

(N/A) $[Ni(CN)_4]^{2-}$ સંકીર્ણમાં,મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Ni$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $3d^8$ છે.
$CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે $3d$ કક્ષકોમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે.
આના પરિણામે એક ખાલી $3d$ કક્ષક,એક $4s$ કક્ષક અને બે $4p$ કક્ષકો ઉપલબ્ધ થાય છે,જે $dsp^2$ સંકરણ પામીને ચાર સમાન $dsp^2$ સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે.
આ ચાર સંકૃત કક્ષકો ચાર $CN^-$ લિગેન્ડ પાસેથી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારે છે.
બધા જ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી,આ સંકીર્ણ પ્રતિચુંબકીય છે.
તેમાં આંતરિક $3d$ કક્ષકનો સમાવેશ થતો હોવાથી,તે લો-સ્પિન (low-spin) અથવા આંતરિક કક્ષકીય સંકીર્ણ છે અને તેનો આકાર સમતલીય સમચોરસ છે.

(N/A) $VBT$ સિદ્ધાંત સવર્ગ સંયોજનોની બનાવટ,રચના અને ચુંબકીય વર્તણૂક સમજાવી શકે છે. પરંતુ તે નીચેની મર્યાદાઓ ધરાવે છે:
$(i)$ તે ઘણી બધી ધારણાઓનો સમાવેશ કરે છે.
$(ii)$ તે ચુંબકીય માહિતીનું જથ્થાત્મક અર્થઘટન આપી શકતો નથી.
$(iii)$ તે સવર્ગ સંયોજનો દ્વારા પ્રદર્શિત રંગને સમજાવી શકતો નથી.
$(iv)$ તે સવર્ગ સંયોજનોની ઉષ્માગતિકીય અથવા ગતિકીય સ્થાયીતા વિશે જથ્થાત્મક અર્થઘટન આપી શકતો નથી.
$(v)$ તે $4$-સવર્ગ સંકીર્ણના સમચતુષ્ફલકીય અને સમતલીય ચોરસ બંધારણો વિશે સચોટ અનુમાન કરી શકતો નથી.
$(vi)$ તે નિર્બળ અને પ્રબળ લિગેન્ડ વચ્ચે ભેદ પાડી શકતો નથી.

(B) $[Ni(CO)_4]$ માં,$Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે.
$Ni$ $(Z=28)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે.
$CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે.
$4s$ ના ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકમાં જાય છે,પરિણામે $3d^{10}$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે.
અહીં $sp^3$ સંકરણ જોવા મળે છે,જે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ સૂચવે છે.

(B) $1$. $[Mn(CN)_6]^{3-}$ સંકીર્ણમાં,મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Mn^{3+}$ છે.
$2$. $Mn$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $25$ છે,તેથી $Mn^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^4$ થાય છે.
$3$. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ પ્રેરે છે.
$4$. $3d$ કક્ષકોમાં રહેલા $4$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થઈને બે $3d$ કક્ષકો ખાલી કરે છે.
$5$. આ બે $3d$ કક્ષકો,એક $4s$ કક્ષક અને ત્રણ $4p$ કક્ષકો સંમિશ્રિત થઈને છ $d^2sp^3$ સંકર કક્ષકો બનાવે છે.
$6$. આમ,$[Mn(CN)_6]^{3-}$ નું સંકરણ $d^2sp^3$ છે.

(A) $[CoF_6]^{3-}$ સંકીર્ણમાં $Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે. $Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^6$ છે.
$F^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી.
તેથી,આ સંકીર્ણ સંકરણ માટે બહારની $4d$ કક્ષકોનો ઉપયોગ કરે છે,જેના પરિણામે $sp^3d^2$ સંકરણ થાય છે.
બાહ્ય $d$-કક્ષકો સંકળાયેલી હોવાથી,તેને બાહ્યકક્ષકીય સંકીર્ણ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(C) મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુ $Fe$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે. $Fe$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^6 4s^2$ છે. પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $CO$ ની હાજરીમાં,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થાય છે અને તેમાં $dsp^3$ સંકરણ જોવા મળે છે. $dsp^3$ સંકરણને અનુરૂપ ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે.

(N/A) મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુ ક્રોમિયમ $(Cr)$ છે,જેનો પરમાણુ ક્રમાંક $24$ છે. $Cr$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^5 4s^1$ છે.
$[Cr(CO)_6]$ સંકીર્ણમાં $Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે.
$CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ પ્રેરે છે.
અહીં $d^2sp^3$ સંકરણ જોવા મળે છે,જે અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ દર્શાવે છે.
આ બંધારણમાં મધ્યસ્થ $Cr$ પરમાણુ છ $CO$ લિગેન્ડ સાથે અષ્ટફલકના ખૂણાઓ પર જોડાયેલ હોય છે.

(N/A) $[MnCl_{4}]^{2-}$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. $Mn^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{5}$ છે.
$Cl^{-}$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે $3d$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી.
આમ,તેમાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n=5)$ રહેલા છે.
ચુંબકીય ચાકમાત્રાની ગણતરી $\mu = \sqrt{n(n+2)} = \sqrt{5(5+2)} = \sqrt{35} \approx 5.92 \ BM$ મુજબ થાય છે.
આ હાઇ સ્પિન $sp^{3}$ સંકરણ ધરાવતા સમચતુષ્ફલકીય સંકીર્ણની પુષ્ટિ કરે છે.

(N/A) $(i)$ $[Mn(CN)_{6}]^{3-}$: $Mn^{3+}$ એ $3d^{4}$ છે. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે. સંકરણ: $d^{2}sp^{3}$. આંતર કક્ષકીય સંકીર્ણ. અનુચુંબકીય (બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન). ચુંબકીય ચાકમાત્રા,$\mu = \sqrt{2(2+2)} = 2.83 \ B.M.$
$(ii)$ $[Co(NH_{3})_{6}]^{3+}$: $Co^{3+}$ એ $3d^{6}$ છે. $NH_{3}$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે યુગ્મીકરણ કરે છે. સંકરણ: $d^{2}sp^{3}$. આંતર કક્ષકીય સંકીર્ણ. પ્રતિચુંબકીય. ચુંબકીય ચાકમાત્રા,$\mu = 0 \ B.M.$
$(iii)$ $[Cr(H_{2}O)_{6}]^{3+}$: $Cr^{3+}$ એ $3d^{3}$ છે. સંકરણ: $d^{2}sp^{3}$. આંતર કક્ષકીય સંકીર્ણ. અનુચુંબકીય (ત્રણ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન). ચુંબકીય ચાકમાત્રા,$\mu = \sqrt{3(3+2)} = 3.87 \ B.M.$
$(iv)$ $[FeCl_{6}]^{4-}$: $Fe^{2+}$ એ $3d^{6}$ છે. $Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,યુગ્મીકરણ થતું નથી. સંકરણ: $sp^{3}d^{2}$. બાહ્ય કક્ષકીય સંકીર્ણ. અનુચુંબકીય (ચાર અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન). ચુંબકીય ચાકમાત્રા,$\mu = \sqrt{4(4+2)} = 4.90 \ B.M.$

(N/A) સવર્ગ બહુફલક: મધ્યસ્થ આયન/પરમાણુ સાથે સીધા જોડાયેલા લિગેન્ડ્સની અવકાશી ગોઠવણી મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ સવર્ગ બહુફલક નક્કી કરે છે.
સૌથી સામાન્ય સવર્ગ બહુફલક અષ્ટફલકીય,સમતલીય ચોરસ અને સમચતુષ્ફલકીય છે.

$Coordination \ Entity$	$Shape \ of \ Polyhedron$
$(i) \ [Co(NH_3)_6]^{3+}$	$Octahedral$
$(ii) \ [Ni(CO)_4]$	$Tetrahedral$
$(iii) \ [PtCl_4]^{2-}$	$Square \ planar$

(B) સમચોરસ તલીય ભૂમિતિ માટે સંકરણ $dsp^{2}$ છે.
અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ માટે સંકરણ $sp^{3}d^{2}$ અથવા $d^{2}sp^{3}$ છે.
રેખીય ભૂમિતિ માટે સંકરણ $sp$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $dsp^{2}, sp^{3}d^{2}, sp$ છે.

(A) આપેલ સ્પીસીઝનું સંકરણ નીચે મુજબ છે:
$(1)$ $[PtCl_4]^{2-}$ માં $dsp^2$ સંકરણ જોવા મળે છે.
$(2)$ $BrF_5$ માં $sp^3d^2$ સંકરણ જોવા મળે છે.
$(3)$ $PCl_5$ માં $sp^3d$ સંકરણ જોવા મળે છે.
$(4)$ $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ માં $d^2sp^3$ સંકરણ જોવા મળે છે.
તેથી,સાચી જોડ $1-C, 2-A, 3-D, 4-B$ છે.

(C) $(I)$ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હેઠળ,અષ્ટફલકીય $Mn(II)$ અને ચતુષ્ફલકીય $Ni(II)$ બંને સંકીર્ણો હાઈ સ્પિન હોય છે.
$(II)$ ચતુષ્ફલકીય $Ni(II)$ સંકીર્ણો ભાગ્યે જ લો સ્પિન હોય છે કારણ કે $Ni(II)$ પ્રબળ લિગેન્ડ સાથે સમતલીય ચોરસ ભૂમિતિ પસંદ કરે છે,જે લો સ્પિન હોય છે.
$(III)$ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ સાથે,$Mn(II)$ $(d^5)$ સંકીર્ણો લો સ્પિન હોઈ શકે છે (અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $= 1$).
$(IV)$ $Mn(II)$ આયનોનું જલીય દ્રાવણ ગુલાબી રંગનું હોય છે,પીળા રંગનું નહીં. તેથી,વિધાન $(IV)$ ખોટું છે.

(B) સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. $\mu = 4.90 \ BM$ માટે,$n = 4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન મળે છે.
$d^{6}$ આયન માટે,$4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હાઈ-સ્પિન ટેટ્રાહેડ્રલ સંકીર્ણ $(e^{3}t_{2}^{3})$ અથવા હાઈ-સ્પિન ઓક્ટાહેડ્રલ સંકીર્ણ $(t_{2g}^{4}e_{g}^{2})$ માં શક્ય છે.
ટેટ્રાહેડ્રલ સંકીર્ણ $[M(H_{2}O)_{4}]^{2+}$ માં,ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $e^{3}t_{2}^{3}$ છે.
$CFSE = (3 \times -0.6 \Delta_{t}) + (3 \times 0.4 \Delta_{t}) = -1.8 \Delta_{t} + 1.2 \Delta_{t} = -0.6 \Delta_{t}.$
ઓક્ટાહેડ્રલ સંકીર્ણ $[M(H_{2}O)_{6}]^{2+}$ માં,ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $t_{2g}^{4}e_{g}^{2}$ છે.
$CFSE = (4 \times -0.4 \Delta_{0}) + (2 \times 0.6 \Delta_{0}) = -1.6 \Delta_{0} + 1.2 \Delta_{0} = -0.4 \Delta_{0}.$
આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,વિકલ્પ $B$ ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ અને ગણતરી કરેલ $CFSE$ સાથે મેળ ખાય છે.

(B) દરેક સંકીર્ણ માટે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ ગણીએ:
$A) [Pd(gly)_2]$: $Pd^{2+}$ એ $4d^8$ આયન છે. $4d$ શ્રેણીના તત્વો હંમેશા લો-સ્પિન સ્ક્વેર પ્લેનર સંકીર્ણ બનાવે છે. $n = 0$.
$B) [Ti(NH_3)_6]^{3+}$: $Ti^{3+}$ એ $3d^1$ આયન છે. $n = 1$.
$C) [Co(OX)_2(OH)_2]^{-}$: $Co^{3+}$ એ $3d^6$ આયન છે. $\Delta_0 > P$ હોવાથી,તે લો-સ્પિન સંકીર્ણ બનાવે છે. $n = 0$.
$D) [Fe(en)(bpy)(NH_3)_2]^{2+}$: $Fe^{2+}$ એ $3d^6$ આયન છે. પ્રબળ લિગેન્ડ્સને કારણે તે લો-સ્પિન સંકીર્ણ બનાવે છે. $n = 0$.
આમ,$[Ti(NH_3)_6]^{3+}$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સૌથી વધુ છે.

(A) $1$. $[Ni(CN)_{4}]^{2-}$ માં $dsp^{2}$ સંકરણ જોવા મળે છે,જેમાં એક $d-$કક્ષક $(d_{x^2-y^2})$ નો ઉપયોગ થાય છે.
$2$. $[CrF_{6}]^{3-}$ માં $d^{2}sp^{3}$ સંકરણ જોવા મળે છે,જેમાં બે $d-$કક્ષકોનો ઉપયોગ થાય છે.
$3$. $BrF_{5}$ માં $sp^{3}d^{2}$ સંકરણ જોવા મળે છે,જેમાં બે $d-$કક્ષકોનો ઉપયોગ થાય છે.
$4$. $XeF_{4}$ માં $sp^{3}d^{2}$ સંકરણ જોવા મળે છે,જેમાં બે $d-$કક્ષકોનો ઉપયોગ થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) $Ru$ $(Z=44)$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Kr] 4d^{7} 5s^{1}$ છે.
$Ru^{2+}$ માટે,રચના $4d^{6}$ છે.
આપેલ છે કે $\Delta_{0} > P$,તેથી આ સંકીર્ણ લો-સ્પિન સંકીર્ણ છે.
અષ્ટફલકીય ક્ષેત્રમાં,$4d$ કક્ષકના $6$ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકોમાં $(t_{2g})^{6} (e_{g})^{0}$ તરીકે ગોઠવાશે.
બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી,અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ $0$ છે.
ચુંબકીય ચાકમાત્રા $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM = \sqrt{0(0+2)} \ BM = 0 \ BM$.

(C) વેલેન્સ બોન્ડ થિયરી મુજબ:
$1. 4, sp^3$ સંકરણ $tetrahedral$ ભૂમિતિ આપે છે $(a-iii)$.
$2. 4, dsp^2$ સંકરણ $square planar$ ભૂમિતિ આપે છે $(b-iv)$.
$3. 5, sp^3d$ સંકરણ $trigonal bipyramidal$ ભૂમિતિ આપે છે $(c-i)$.
$4. 6, d^2sp^3$ સંકરણ $octahedral$ ભૂમિતિ આપે છે $(d-ii)$.
તેથી,સાચી જોડ $a-iii, b-iv, c-i, d-ii$ છે.

(A) $[MnBr_{4}]^{2-}$ સંકીર્ણ આયનમાં $Mn^{2+}$ આયનનો સવર્ગ આંક $4$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે તે ચતુષ્ફલકીય ($sp^{3}$ સંકરણ) અથવા સમચોરસ ($dsp^{2}$ સંકરણ) આકાર ધરાવી શકે છે.
આપેલ સ્પિન ઓન્લી ચુંબકીય ચાકમાત્રા $5.9 \ BM$ છે.
સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)}$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $n$ એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે:
$5.9 \approx \sqrt{n(n+2)} \implies n \approx 5$.
$Mn^{2+}$ એ $d^{5}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ધરાવે છે,$5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાનો અર્થ એ છે કે તે હાઈ-સ્પિન ચતુષ્ફલકીય સંકીર્ણ છે જ્યાં $d$-કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થતા નથી.
તેથી,આકાર ચતુષ્ફલકીય છે.

(A) $Ag^{+}$ ની સોડિયમ થાયોસલ્ફેટના વધારા સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Ag^{+} + 2S_{2}O_{3}^{2-} \rightarrow [Ag(S_{2}O_{3})_{2}]^{3-}$.
આ સંકીર્ણ $-3$ વીજભાર ધરાવે છે.
$Ag$ માટે સવર્ગ આંક $2$ છે,જે $sp$ સંકરણ અને રેખીય ભૂમિતિ સૂચવે છે.

(D) સંકીર્ણ $[Ni(CO)_4]$ માં $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$x + 4(0) = 0 \implies x = 0$
$Ni$ $(Z=28)$ ની ધરા અવસ્થામાં ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે.
પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $CO$ ની હાજરીમાં,$4s$ ના બે ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકોમાં યુગ્મિત થાય છે,જેના પરિણામે $3d$ કક્ષક સંપૂર્ણ ભરાઈ જાય છે $(3d^{10})$.
$4s$ અને $4p$ કક્ષકો સંકરણ પામીને ચાર $sp^3$ સંકૃત કક્ષકો બનાવે છે,જે ચાર $CO$ લિગેન્ડ પાસેથી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્વીકારે છે.
બધા જ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી,આ સંકીર્ણ પ્રતિચુંબકીય છે અને $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.

(A) સંકીર્ણ $[Co(C_2O_4)_3]^{3-}$ માં,મધ્યસ્થ ધાતુ આયન $Co^{3+}$ છે.
$Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^6$ છે.
$C_2O_4^{2-}$ (ઓક્ઝેલેટ) એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે.
આના પરિણામે $d^2sp^3$ સંકરણ થાય છે,જે તેને આંતરિક કક્ષકીય સંકીર્ણ બનાવે છે.
બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી,તે પ્રતિચુંબકીય અને લો સ્પિન સંકીર્ણ છે.

(C) $[Mn(CN)_6]^{4-}$ માટે:
$Mn$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે ($3d^5$ ઇલેક્ટ્રોન રચના).
$CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $(SFL)$ છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે.
આમ,ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^5 e_g^0$ બને છે,જેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે.
તેનું સંકરણ $d^2sp^3$ છે અને તે અનુચુંબકીય છે.
$[Fe(CN)_6]^{3-}$ માટે:
$Fe$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે ($3d^5$ ઇલેક્ટ્રોન રચના).
$CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $(SFL)$ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે.
આમ,ઇલેક્ટ્રોન રચના $t_{2g}^5 e_g^0$ બને છે,જેમાં એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે.
તેનું સંકરણ $d^2sp^3$ છે અને તે અનુચુંબકીય છે.
તેથી,બંને સંકીર્ણો $d^2sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને અનુચુંબકીય છે.

(C) મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુના સંકરણને નક્કી કરવા માટે,આપણે સવર્ગ આંક અને લિગાન્ડની પ્રકૃતિનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. $Na_{2}[NiCl_{4}]$ માં,$Ni$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે ($3d^{8}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના). $Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે,જે $sp^{3}$ સંકરણ (ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ) તરફ દોરી જાય છે.
$2$. $NiCl_{2} \cdot 6 H_{2}O$ માં,સંકીર્ણ $[Ni(H_{2}O)_{6}]^{2+}$ છે. $Ni^{2+}$ અષ્ટફલકીય વાતાવરણમાં $sp^{3}d^{2}$ સંકરણ ધરાવે છે.
$3$. $K_{2}[Ni(CN)_{4}]$ માં,$Ni$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે ($3d^{8}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના). $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે,જે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે. આનાથી એક $3d$,એક $4s$ અને બે $4p$ કક્ષકો સંકરણ માટે ઉપલબ્ધ થાય છે,પરિણામે $dsp^{2}$ સંકરણ (સમચોરસ સમતલીય ભૂમિતિ) મળે છે.
$4$. $[Ni(CO)_{4}]$ માં,$Ni$ એ $0$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે ($3d^{8} 4s^{2}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના). $CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે,જે $4s$ ઇલેક્ટ્રોનને $3d$ કક્ષકોમાં યુગ્મિત કરે છે,પરિણામે $sp^{3}$ સંકરણ (ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ) મળે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $K_{2}[Ni(CN)_{4}]$ છે.

(C) $NiCl_{2}$ માં,$Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{8}$ છે.
$3d^{8}$ રચનામાં,$2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
જ્યારે $NiCl_{2}$ ને પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તાની હાજરીમાં વધારાના $NaCN$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $Ni^{2+}$ નું ઓક્સિડેશન $Ni^{4+}$ માં થાય છે.
$Ni^{4+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{6}$ છે.
$CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે.
પ્રબળ ક્ષેત્રમાં $d^{6}$ માટે,બધા $6$ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ કક્ષકોમાં યુગ્મિત થાય છે,પરિણામે $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન મળે છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં ફેરફાર = $|0 - 2| = 2$.

(B) $[Co(NH_3)_6]Cl_2$ માટે:
$Co$ એ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Co^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^7$ છે.
$Co^{2+}$ માટે $NH_3$ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,કોઈ યુગ્મીકરણ થતું નથી.
તેની રચના $t_{2g}^5 e_g^2$ છે,જે $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.
$[Co(NH_3)_6]Cl_3$ માટે:
$Co$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^6$ છે.
$Co^{3+}$ માટે $NH_3$ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,યુગ્મીકરણ થાય છે.
તેની રચના $t_{2g}^6 e_g^0$ છે,જે $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.
અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા = $3 + 0 = 3$.

(C) સંકીર્ણ $[MnCl_6]^{3-}$ માં,$Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે.
$Mn^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^4$ છે.
$Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી.
તેથી,$3d$ ઇલેક્ટ્રોન અયુગ્મિત રહે છે અને સંકીર્ણ સંકરણ માટે બહારની $4d$ કક્ષકોનો ઉપયોગ કરે છે.
સંકરણ $sp^3d^2$ છે,જે બાહ્ય કક્ષકીય સંકીર્ણ દર્શાવે છે.
$3d$ કક્ષકોમાં $4$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે,આ સંકીર્ણ અનુચુંબકીય છે.

(D) વિધાન $I$:
$1.$ $[Mn(CN)_6]^{3-}: Mn^{3+} = [Ar] 3d^4$. $CN^{-}$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^4 e_g^0$. સંકરણ: $d^2sp^3$.
$2.$ $[Fe(CN)_6]^{3-}: Fe^{3+} = [Ar] 3d^5$. $CN^{-}$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^5 e_g^0$. સંકરણ: $d^2sp^3$.
$3.$ $[Co(C_2O_4)_3]^{3-}: Co^{3+} = [Ar] 3d^6$. $C_2O_4^{2-}$ એ $Co^{3+}$ માટે પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^6 e_g^0$. સંકરણ: $d^2sp^3$.
વિધાન $I$ સાચું છે.
વિધાન $II$:
$1.$ $[MnCl_6]^{3-}: Mn^{3+} = [Ar] 3d^4$. $Cl^{-}$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^3 e_g^1$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $4$. અનુચુંબકીય.
$2.$ $[FeF_6]^{3-}: Fe^{3+} = [Ar] 3d^5$. $F^{-}$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^3 e_g^2$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન = $5$. અનુચુંબકીય.
વિધાન $II$ સાચું છે.

(C) $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ માં,$Cu^{2+}$ આયન $dsp^2$ સંકરણ અનુભવે છે,જે સમતલીય ચોરસ (square planar) ભૂમિતિમાં પરિણમે છે.
તેનાથી વિપરીત,$NH_4^+$,$BF_4^-$,અને $[NiCl_4]^{2-}$ આયનો બધા $sp^3$ સંકરણ દર્શાવે છે,જે સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(C) $Co$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $27$ છે. $Co^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^7$ છે.
$H_2O$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી.
આમ,$3d$ કક્ષકોમાં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન રહે છે.
સંકરણમાં છ લિગેન્ડને સમાવવા માટે એક $4s$,ત્રણ $4p$ અને બે $4d$ કક્ષકોનો ઉપયોગ થાય છે.
તેથી,સંકરણ $sp^3d^2$ છે.

(N/A) લિગાન્ડની અસર હેઠળ ધાતુનો પરમાણુ અથવા આયન સંકરણ માટે $(n-1)d, ns, np$ અથવા $ns, np, nd$ કક્ષકો ઉપલબ્ધ કરાવે છે,જેથી અષ્ટફલકીય,સમચતુષ્ફલકીય,સમતલીય ચોરસ જેવી ચોક્કસ ભૂમિતિ ધરાવતી સમાન કક્ષકોનો સમૂહ મળે છે. ઉપલબ્ધ ધાતુ આયન કક્ષકોની સંખ્યા તેના સવર્ગ આંક (coordination number) જેટલી હોય છે.
કોષ્ટક: કક્ષકોની સંખ્યા અને સંકરણના પ્રકારો
| સવર્ગ આંક | સંકરણનો પ્રકાર | અવકાશમાં સંકર કક્ષકોની ગોઠવણી |
| :--- | :--- | :--- |
| $4$ | $sp^3$ | સમચતુષ્ફલકીય |
| $4$ | $dsp^2$ | સમતલીય ચોરસ |
| $5$ | $sp^3d$ | ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ |
| $6$ | $sp^3d^2$ | અષ્ટફલકીય |
| $6$ | $d^2sp^3$ | અષ્ટફલકીય |
સંકર કક્ષકોને લિગાન્ડની કક્ષકો સાથે અતિવ્યાપન (overlap) કરવા દેવામાં આવે છે જે બંધ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરી શકે છે.
ધાતુ આયનની દરેક સંકર કક્ષક લિગાન્ડ પાસેથી એક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મેળવે છે.
જો $(n-1)d, ns, np$ કક્ષકો સંકરણમાં ભાગ લે તો સંકીર્ણ આંતરિક કક્ષકીય અથવા લો-સ્પિન કહેવાય છે અને જો $ns, np, nd$ કક્ષકો સંકરણમાં ભાગ લે તો તેને બાહ્ય કક્ષકીય અથવા હાઈ-સ્પિન કહેવાય છે.
વેલેન્સ બોન્ડ થિયરીના આધારે સંકીર્ણના ચુંબકીય વર્તણૂકના જ્ઞાન પરથી તેની ભૂમિતિની આગાહી કરવી શક્ય છે. જો બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોય,તો સંકીર્ણ પ્રતિચુંબકીય (diamagnetic) છે અને જો ઇલેક્ટ્રોન અયુગ્મિત હોય,તો તે અનુચુંબકીય (paramagnetic) છે.
એ નોંધવું મહત્વપૂર્ણ છે કે સંકર કક્ષકો વાસ્તવમાં અસ્તિત્વ ધરાવતી નથી. વાસ્તવમાં,સંકરણ એ સંકળાયેલ પરમાણ્વીય કક્ષકો માટેના તરંગ સમીકરણનું ગાણિતિક મેનીપ્યુલેશન છે.

(N/A) $(i)$ $[NiCl_{4}]^{2-}$: $Ni$ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^{8}$ છે. $Cl^-$ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ થતું નથી. તે $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે. ભૂમિતિ: સમચતુષ્ફલકીય. ચુંબકીય ગુણધર્મ: અનુચુંબકીય ($n=2$,$\mu = 2.82 \ B.M.$).
$(ii)$ $[Ni(CN)_{4}]^{2-}$: $Ni$ $+2$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^{8}$ છે. $CN^-$ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,$3d$ ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ થાય છે. તે $dsp^2$ સંકરણ અનુભવે છે. ભૂમિતિ: સમતલીય ચોરસ. ચુંબકીય ગુણધર્મ: પ્રતિચુંબકીય ($n=0$,$\mu = 0 \ B.M.$).
$(iii)$ $[Ni(CO)_{4}]$: $Ni$ $0$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Ni$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^{8} 4s^{2}$ છે. $CO$ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,$4s$ ઇલેક્ટ્રોનનું $3d$ કક્ષકોમાં યુગ્મીકરણ થાય છે. તે $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે. ભૂમિતિ: સમચતુષ્ફલકીય. ચુંબકીય ગુણધર્મ: પ્રતિચુંબકીય ($n=0$,$\mu = 0 \ B.M.$).
$(iv)$ $MnO_{4}^{-}$: $Mn$ $+7$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $Mn^{7+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^{0}$ છે. તે $sd^3$ (અથવા $d^3s$) સંકરણ અનુભવે છે. ભૂમિતિ: સમચતુષ્ફલકીય. ચુંબકીય ગુણધર્મ: પ્રતિચુંબકીય $(n=0)$.

(N/A) વેલેન્સ બોન્ડ થિયરીની મર્યાદાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. તેમાં ઘણી ધારણાઓનો સમાવેશ થાય છે.
$2$. તે ચુંબકીય માહિતીનું જથ્થાત્મક અર્થઘટન આપતું નથી.
$3$. તે સવર્ગ સંયોજનો દ્વારા દર્શાવવામાં આવતા રંગને સમજાવતું નથી.
$4$. તે સવર્ગ સંયોજનોની ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય અથવા ગતિકીય સ્થિરતાનું જથ્થાત્મક અર્થઘટન આપતું નથી.
$5$. તે $4$-સવર્ગીય સંકીર્ણોની ચતુષ્ફલકીય અને સમતલીય ચોરસ રચનાઓ અંગે સચોટ આગાહી કરતું નથી.
$6$. તે નિર્બળ અને પ્રબળ લિગેન્ડ્સ વચ્ચે તફાવત કરતું નથી.

(B) આપેલ સ્પીસીઝનું સંકરણ નીચે મુજબ છે:
$1$. $[PtCl_4]^{2-}$: $Pt^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $d^8$ છે. તે $dsp^2$ સંકરણ સાથે સમતલીય ચોરસ સંકીર્ણ બનાવે છે. $(A-III)$
$2$. $BrF_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $5$ બંધ બનાવે છે અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,પરિણામે $sp^3d^2$ સંકરણ થાય છે. $(B-IV)$
$3$. $PCl_5$: મધ્યસ્થ પરમાણુ $P$ પાસે $5$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. તે $5$ બંધ બનાવે છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,પરિણામે $sp^3d$ સંકરણ થાય છે. $(C-I)$
$4$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$: $Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $d^6$ છે. $NH_3$ એ પ્રબળ લિગેન્ડ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે,પરિણામે $d^2sp^3$ સંકરણ થાય છે. $(D-II)$
આમ,સાચી જોડ $A-III, B-IV, C-I, D-II$ છે.

(B) $[Co(H_2O)_6]^{2+}$ ની ઓક્સિજનની હાજરીમાં વધારાના $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા થવાથી $Co^{2+}$ નું $Co^{3+}$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,અને $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ સંકીર્ણ બને છે.
$NH_3$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે,પરિણામે લો-સ્પિન અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ બને છે.
$Co^{3+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $3d^6$ છે.
અષ્ટફલકીય ક્ષેત્રમાં,$d$-ઓર્બિટલ્સનું $t_{2g}$ અને $e_g$ સેટમાં વિભાજન થાય છે.
$d^6$ લો-સ્પિન સંકીર્ણ માટે,તમામ $6$ ઇલેક્ટ્રોન $t_{2g}$ ઓર્બિટલ્સમાં ગોઠવાય છે,જેની રચના $t_{2g}^6 e_g^0$ થાય છે.
આમ,$t_{2g}$ ઓર્બિટલ્સમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $6$ છે.

(C) $[Ni(CN)_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ એ $3d^8$ છે. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $(SFL)$ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે,પરિણામે $dsp^2$ સંકરણ (સમતલીય ચોરસ) અને પ્રતિચુંબકીય ગુણધર્મ જોવા મળે છે.
$[Ni(CO)_4]$: $Ni$ એ $3d^8 4s^2$ છે. $CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે,જે $4s$ ઇલેક્ટ્રોનને $3d$ માં યુગ્મિત કરે છે,પરિણામે $3d^{10}$ રચના,$sp^3$ સંકરણ (સમચતુષ્ફલકીય) અને પ્રતિચુંબકીય ગુણધર્મ જોવા મળે છે.
$[NiCl_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ એ $3d^8$ છે. $Cl^-$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ $(WFL)$ છે,પરિણામે $sp^3$ સંકરણ (સમચતુષ્ફલકીય) અને $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને કારણે અનુચુંબકીય ગુણધર્મ જોવા મળે છે.
આમ,વિધાન $I$ સાચું છે અને વિધાન $II$ ખોટું છે.

(B) $Ni(CO)_4$: $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^8 4s^2$ છે. પ્રબળ લિગેન્ડ $CO$ ને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થાય છે,પરિણામે $sp^3$ સંકરણ મળે છે.
$[Ni(CN)_4]^{2-}$: $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^8$ છે. પ્રબળ લિગેન્ડ $CN^-$ ને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થાય છે,પરિણામે $dsp^2$ સંકરણ મળે છે.
$[Co(CN)_6]^{3-}$: $Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^6$ છે. પ્રબળ લિગેન્ડ $CN^-$ ને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થાય છે,પરિણામે $d^2sp^3$ સંકરણ મળે છે.
$[CoF_6]^{3-}$: $Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના $3d^6$ છે. નિર્બળ લિગેન્ડ $F^-$ ને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત થતા નથી,પરિણામે $sp^3d^2$ સંકરણ મળે છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-I, B-IV, C-III, D-II$ છે.

(D) $Cu^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $d^9$ છે,જે $e_g$ કક્ષકોમાં અસમપ્રમાણ ભરાવો $(t_{2g}^6 e_g^3)$ તરફ દોરી જાય છે.
આ અષ્ટફલકીય સંકીર્ણોમાં જાન-ટેલર વિકૃતિનું કારણ બને છે.
બંધારણીય વિકૃતિનું પ્રમાણ સંકલન ક્ષેત્રમાં હાજર લિગાન્ડ્સની ક્ષેત્ર પ્રબળતાના તફાવતના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$[Cu(en)_2Cl_2]$ માં,લિગાન્ડ્સ $en$ (પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ) અને $Cl^-$ (નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ) છે.
કારણ કે $en$ અને $Cl^-$ ની લિગાન્ડ ક્ષેત્ર પ્રબળતામાં અન્ય વિકલ્પોની તુલનામાં સૌથી મોટો તફાવત છે,તેથી $[Cu(en)_2Cl_2]$ મહત્તમ બંધારણીય વિકૃતિ દર્શાવે છે.

(C) સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$PdCl_{4}^{2-}$ સમતલીય ચોરસ ભૂમિતિ દર્શાવે છે.

સંકિર્ણ	સંકરણ
$CdCl_{4}^{2-}$	$sp^{3}$
$Zn(CN)_{4}^{2-}$	$sp^{3}$
$PdCl_{4}^{2-}$	$dsp^{2}$
$Cu(CN)_{4}^{3-}$	$sp^{3}$

$Pd^{2+}$ આયન $4d^{8}$ ઇલેક્ટ્રોન રચના ધરાવે છે. $Cl^{-}$ લિગાન્ડની હાજરીમાં,તે $dsp^{2}$ સંકરણ અનુભવે છે,જે સમતલીય ચોરસ ભૂમિતિમાં પરિણમે છે.

(D) $[Ni(CN)_4]^{2-}$ માં $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે.
$Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^8 4s^0$ છે.
$CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે $3d$ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે.
આના પરિણામે સંકરણ માટે એક $3d$,એક $4s$ અને બે $4p$ કક્ષકો ઉપલબ્ધ થાય છે,જે $dsp^2$ સંકરણ તરફ દોરી જાય છે.
તેથી,$[Ni(CN)_4]^{2-}$ સંકીર્ણ સમતલીય ચોરસ ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(A) $[NiCl_4]^{2-}$ માં $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. $Ni^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8 4s^0$ છે.
$Cl^{-}$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ થશે નહીં.
સંકીર્ણમાં $Ni^{2+}$ આયન એક $4s$ અને ત્રણ $4p$ કક્ષકોનો ઉપયોગ કરીને $sp^3$ સંકરણ અનુભવે છે.
આમ,તેની ભૂમિતિ ચતુષ્ફલકીય છે.
$3d$ કક્ષકોમાં $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી,આ સંકીર્ણ અનુચુંબકીય છે.

(C) $[MnBr_4]^{2-}$ માં $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે.
$Mn^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનીય રચના $[Ar] 3d^{5} 4s^{0}$ છે.
$Br^{-}$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ થશે નહીં.
$Mn$ નું $[MnBr_4]^{2-}$ માં સંકરણ $sp^{3}$ હોવાથી,તેની ભૂમિતિ ચતુષ્ફલકીય છે અને તેમાં $5$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન રહેલા છે.

(C) $Ni(CO)_4$ માં $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે.
તેથી,$Ni(0)$ ની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે.
પ્રબળ લિગેન્ડ $CO$ ની હાજરીમાં,$4s$ ના ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકોમાં યુગ્મિત થાય છે.
આના પરિણામે $3d$ કક્ષકો સંપૂર્ણ ભરાઈ જાય છે અને $sp^3$ સંકરણ માટે એક $4s$ અને ત્રણ $4p$ કક્ષકો વપરાય છે.
$Ni(CO)_4$ ચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ ($sp^3$ સંકરણ) ધરાવે છે અને અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરીને કારણે તે પ્રતિચુંબકીય છે.

(B) પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $[Co(H_2O)_6]^{2+} + 6 NH_3 \xrightarrow{O_2} [Co(NH_3)_6]^{3+} + 6 H_2O$.
સંકીર્ણ $X$,$[Co(H_2O)_6]^{2+}$ માં,$Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ ($d^7$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) છે.
$H_2O$ એ નિર્બળ લિગેન્ડ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ થતું નથી,પરિણામે $t_{2g}^5 e_g^2$ રચના મળે છે,જેમાં $3$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
સંકીર્ણ $Y$,$[Co(NH_3)_6]^{3+}$ માં,$Co$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+3$ ($d^6$ ઇલેક્ટ્રોન રચના) છે.
$NH_3$ એ પ્રબળ લિગેન્ડ હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે,પરિણામે $t_{2g}^6 e_g^0$ રચના મળે છે,જેમાં $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
આમ,$X$ અને $Y$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અનુક્રમે $3$ અને $0$ છે.

(C) સાચો વિકલ્પ $C$ છે.
$Ni(CO)_4$ માં,$Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે. તેથી,તેની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $3d^8 4s^2$ છે.
ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં,$Ni$ પાસે $3d$ ઓર્બિટલમાં બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે,જે ઇલેક્ટ્રોનના યુગ્મીકરણનું કારણ બને છે. બે $4s$ ઇલેક્ટ્રોન $3d$ ઓર્બિટલમાં જાય છે,જેના પરિણામે $3d^{10} 4s^0$ રચના પ્રાપ્ત થાય છે.
$Ni(CO)_4$ એ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,તેથી તેનો આકાર ટેટ્રાહેડ્રલ (સમચતુષ્ફલકીય) છે.
વધુમાં,બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી,તે પ્રકૃતિમાં ડાયમેગ્નેટિક (પ્રતિચુંબકીય) છે.

(C) $Ni(CO)_4$ માં $Ni$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે. તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^8 4s^2$ છે. $CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,$4s$ ના ઇલેક્ટ્રોન $3d$ કક્ષકોમાં યુગ્મિત થાય છે,જેના પરિણામે $sp^3$ સંકરણ જોવા મળે છે.
$[Cr(H_2O)_6]^{2+}$ માં $Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+2$ છે. તેની ઇલેક્ટ્રોન રચના $[Ar] 3d^4$ છે. $H_2O$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ હોવાથી,તે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરતું નથી. આમ,$[Cr(H_2O)_6]^{2+}$ સંકીર્ણ $sp^3d^2$ સંકરણ ધરાવે છે (બાહ્ય કક્ષકીય સંકીર્ણ).