Hybridisation and Geometry Questions in Hindi

(A) $1$. $[Cr(NH_3)_6]Cl_3$ संकुल $[Cr(NH_3)_6]^{3+} + 3Cl^-$ के रूप में वियोजित होता है।
$2$. $Cr^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^3$ है। यह $d^2sp^3$ संकरण बनाने के लिए दो $3d$,एक $4s$ और तीन $4p$ कक्षकों का उपयोग करता है,जो एक आंतरिक कक्षक अष्टफलकीय संकुल बनाता है।
$3$. चूंकि इसमें $d^2sp^3$ संकरण शामिल है,यह एक आंतरिक कक्षक संकुल है,न कि बाह्य कक्षक संकुल। अतः,कथन $A$ गलत है।
$4$. यह $AgNO_3$ के साथ अभिक्रिया करके $AgCl$ का सफेद अवक्षेप देता है,इसलिए कथन $B$ सही है।
$5$. इसमें $3d$ उपकोश में $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं,जिससे यह अनुचुंबकीय हो जाता है,इसलिए कथन $D$ सही है।

(NONE) $sp^{3}d$ संकरण त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय ज्यामिति को दर्शाता है,जो आमतौर पर $5$-समन्वय संख्या वाले संकुलों में देखा जाता है।
दिए गए विकल्पों में,सभी संकुलों में $Co$ की समन्वय संख्या $6$ है,जो अष्टफलकीय ज्यामिति ($sp^{3}d^{2}$ या $d^{2}sp^{3}$) को दर्शाती है।
अतः दिए गए विकल्पों में से कोई भी $sp^{3}d$ संकरण प्रदर्शित नहीं करता है।

(D) $1$. $[Ni(CO)_4]$ के लिए: $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ $(3d^8 4s^2)$ है। $CO$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो युग्मन का कारण बनता है। संकरण $sp^3$ है। (सही)
$2$. $[Ni(CN)_4]^{2-}$ के लिए: $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ $(3d^8)$ है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो युग्मन का कारण बनता है। संकरण $dsp^2$ है। (गलत,$sp^3$ दिया गया है)
$3$. $[CoF_6]^{3-}$ के लिए: $Co$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ $(3d^6)$ है। $F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,कोई युग्मन नहीं होता। संकरण $sp^3d^2$ है। (गलत,$d^2sp^3$ दिया गया है)
$4$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$ के लिए: $Fe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ $(3d^5)$ है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो युग्मन का कारण बनता है। संकरण $d^2sp^3$ है। (गलत,$sp^3d^2$ दिया गया है)
अतः,$(ii), (iii)$ और $(iv)$ मेल नहीं खाते हैं।

(A) $[NiCl_4]^{2-}$ संकुल में,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है। $Ni^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8$ है। चूंकि $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,यह $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है। अतः,संकरण $sp^3$ होता है,जो चतुष्फलकीय ज्यामिति को दर्शाता है।

(C) संकुल $[Cr(en)_2Cl_2]^+$ है। मान लीजिए $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$x + 2(0) + 2(-1) = +1$
$x - 2 = +1 \Rightarrow x = +3$.
$Cr$ एक $3d$ संक्रमण धातु है,इसलिए इसके संयोजकता कोश में $3d$ कक्षक शामिल होते हैं।
लिगेंड $en$ (एथिलीनडायमीन) द्विदंतुक है (समन्वय संख्या $2$) और $Cl^-$ एकदंतुक है (समन्वय संख्या $1$)।
समन्वय संख्या $= 2(2) + 2(1) = 4 + 2 = 6$.
अतः,मान $+3, 3d$ और $6$ हैं।

(A) $1$. $Co$ की समन्वय संख्या लिगेंड द्वारा निर्धारित होती है: $5$ $NH_3$ (एकदंतुक) और $1$ $CO_3^{2-}$ (द्विदंतुक),लेकिन यहाँ $CO_3^{2-}$ एकदंतुक के रूप में कार्य करता है,इसलिए समन्वय संख्या $6$ है।
$2$. ऑक्सीकरण अवस्था: $x + 5(0) + 1(-2) = +1$ (चूंकि $ClO_4$ $-1$ है),इसलिए $x - 2 = +1$,$x = +3$।
$3$. $Co$ $(Z=27)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^7 4s^2$ है। $Co^{3+}$ के लिए यह $[Ar] 3d^6$ है।
$4$. $d$-कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या $6$ है।
$5$. $NH_3$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है। अष्टफलकीय क्षेत्र में $d^6$ के लिए सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं,इसलिए अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = $0$।

(D) $[PtCl_4]^{2-}$ संकुल में,केंद्रीय धातु आयन $Pt^{2+}$ है,जो $5d$ श्रेणी का तत्व है।
$5d$ श्रेणी के तत्वों के लिए क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा $(CFSE)$ अधिक होती है,जो $Cl^-$ जैसे दुर्बल क्षेत्र लिगेंड की उपस्थिति में भी इलेक्ट्रॉनों के युग्मन (pairing) को प्रेरित करती है।
इसके परिणामस्वरूप $dsp^2$ संकरण होता है,जो वर्ग समतलीय ज्यामिति प्रदान करता है।

(A) $1$. $[MnO_4]^-$ में,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x + 4(-2) = -1$ है,इसलिए $x = +7$ है। $Mn$ $(Z=25)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^2$ है। अतः,$Mn^{7+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^0 4s^0$ है। इसमें कोई $d$-इलेक्ट्रॉन नहीं है।
$2$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ में,$Co$ $+3$ अवस्था में है। $Co$ $(Z=27)$ $[Ar] 3d^7 4s^2$ है,इसलिए $Co^{3+}$ $[Ar] 3d^6$ है। इसमें $d$-इलेक्ट्रॉन हैं।
$3$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$ में,$Fe$ $+3$ अवस्था में है। $Fe$ $(Z=26)$ $[Ar] 3d^6 4s^2$ है,इसलिए $Fe^{3+}$ $[Ar] 3d^5$ है। इसमें $d$-इलेक्ट्रॉन हैं।
$4$. $[Cr(H_2O)_6]^{3+}$ में,$Cr$ $+3$ अवस्था में है। $Cr$ $(Z=24)$ $[Ar] 3d^5 4s^1$ है,इसलिए $Cr^{3+}$ $[Ar] 3d^3$ है। इसमें $d$-इलेक्ट्रॉन हैं।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) समन्वय रसायन विज्ञान में,जब संकरण के लिए $(n-1)d$ कक्षकों का उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए,$d^2sp^3$ संकरण),तो इसे आंतरिक कक्षक संकुल कहा जाता है।
ये संकुल आमतौर पर प्रबल क्षेत्र लिगेंड्स द्वारा बनते हैं जो $(n-1)d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन (pairing) करते हैं।
इस युग्मन के कारण,अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम हो जाती है,जिसके परिणामस्वरूप चुंबकीय आघूर्ण और कुल चक्रण (spin) का मान कम हो जाता है।
इसलिए,इन्हें निम्न चक्रण (low spin) संकुल के रूप में जाना जाता है।

(C) $1$. $Ni(CO)_4$ में,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ है। विन्यास $[Ar] 3d^8 4s^2$ है। $CO$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,यह इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है,जिससे $3d^{10}$ विन्यास प्राप्त होता है। अतः,यह प्रतिचुंबकीय है।
$2$. $[Ni(CN)_4]^{2-}$ में,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है। विन्यास $[Ar] 3d^8$ है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है,जिससे कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं बचता। अतः,यह प्रतिचुंबकीय है।
$3$. $[NiCl_4]^{2-}$ में,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है। विन्यास $[Ar] 3d^8$ है। $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह युग्मन नहीं करता है। $3d$ कक्षकों में $2$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। अतः,यह अनुचुंबकीय है।

(B) वर्ग समतलीय संकुल $dsp^2$ संकरण द्वारा बनता है।
इस संकरण में एक $s$ कक्षक,दो $p$ कक्षक ($p_x$ और $p_y$) और एक $d$ कक्षक शामिल होते हैं।
इसमें शामिल विशिष्ट $d$ कक्षक $d_{x^2-y^2}$ है,जो $p_x$ और $p_y$ कक्षकों के समान ही एक ही तल में स्थित होती है।

(C) संकुल $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ में,केंद्रीय धातु आयन $Cu^{2+}$ है।
$Cu^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^9$ है।
$NH_3$ (प्रबल लिगेंड) की उपस्थिति के कारण,$3d$ कक्षक में उपस्थित अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $4p$ कक्षक में चला जाता है।
इसके परिणामस्वरूप $dsp^2$ संकरण होता है,जो वर्ग समतलीय ज्यामिति को दर्शाता है।
चूंकि $4p$ कक्षक में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है,इसलिए यह संकुल अनुचुंबकीय है।

(D) $[Ag(NH_3)_2]^{+}$ संकुल में केंद्रीय $Ag^{+}$ आयन का $sp$ संकरण होता है।
$sp$ संकरण के कारण,संकुल की ज्यामिति रैखिक होती है।

(C) $K_2[NiCl_4]$ में $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $2(+1) + x + 4(-1) = 0$ के अनुसार $x = +2$ है।
$Ni$ का परमाणु क्रमांक $28$ है,अतः इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] \ 3d^8 \ 4s^2$ है।
$Ni^{2+}$ के लिए,विन्यास $[Ar] \ 3d^8$ होता है।
अतः,$3d$ कक्षक में $8$ इलेक्ट्रॉन उपस्थित हैं।

(B) $1$. $K_2[NiCl_4]$ में,निकेल $(Ni)$ की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना: $2(+1) + x + 4(-1) = 0$,जिससे $x = +2$ प्राप्त होता है।
$2$. निकेल $(Ni)$ का परमाणु क्रमांक $28$ है,इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8 4s^2$ है।
$3$. $Ni^{2+}$ आयन के लिए,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8$ होता है।
$4$. अतः,$Ni^{2+}$ आयन में $d$-इलेक्ट्रॉनों की संख्या $8$ है।

(D) $(1) [Ag(NH_3)_2]^+$: $Ag^+$ का विन्यास $d^{10}$ है। यह $sp$ संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप रैखिक ज्यामिति प्राप्त होती है।
$(2) [MnCl_4]^{2-}$: $Mn^{2+}$ का विन्यास $d^5$ है। $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,जो $sp^3$ संकरण की ओर ले जाता है,जिसके परिणामस्वरूप चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$(3) [Cu(NH_3)_4]^{2+}$: $Cu^{2+}$ का विन्यास $d^9$ है। यह $dsp^2$ संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप वर्ग समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$(4) [Ni(CN)_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ का विन्यास $d^8$ है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो $dsp^2$ संकरण की ओर ले जाता है,जिसके परिणामस्वरूप वर्ग समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
दी गई सभी ज्यामितियाँ सही हैं। अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) $K_3[CoF_6]$ में,$Co$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x + 6(-1) = -3$ अर्थात $x = +3$ है।
$Co^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^6$ है।
$F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है।
अतः,$Co^{3+}$ में $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं और चुंबकीय आघूर्ण $\mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \, BM$ है।
यह पुष्टि करता है कि यह $sp^3d^2$ संकरण वाला एक उच्च स्पिन संकुल है।
प्राथमिक संयोजकता ऑक्सीकरण अवस्था को दर्शाती है,जो $3$ है,$6$ नहीं। समन्वय संख्या $6$ है (द्वितीयक संयोजकता)। इसलिए,कथन $C$ गलत है।

(C) $1$. $[Cr(NH_3)_6]Cl_3$ में,$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। $Cr^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^3$ है।
$2$. चूँकि $NH_3$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,यह युग्मन का कारण बनता है,लेकिन $d^3$ विन्यास के लिए $3d$ कक्षकों में पहले से ही $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसका संकरण $d^2sp^3$ है,जो एक आंतरिक कक्षक संकुल को दर्शाता है,न कि बाह्य कक्षक संकुल को।
$3$. इसकी ज्यामिति अष्टफलकीय है और $3$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण यह अनुचुंबकीय है।
$4$. यह $AgNO_3$ के साथ अभिक्रिया करके $3$ मोल $AgCl$ (सफेद अवक्षेप) देता है क्योंकि समन्वय क्षेत्र के बाहर $3$ क्लोराइड आयन होते हैं।
$5$. अतः,यह कथन कि यह एक बाह्य कक्षक संकुल है,गलत है।

(A) -इलेक्ट्रॉनों की संख्या ज्ञात करने के लिए,हम केंद्रीय धातु परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करते हैं:
$1$. $[MnO_4]^-$ के लिए,$Mn + 4(-2) = -1 \implies Mn = +7$. $Mn$ $(Z=25)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^2$ है। $Mn^{7+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^0 4s^0$ है। इसमें $0$ $d$-इलेक्ट्रॉन हैं।
$2$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ के लिए,$Co + 6(0) = +3 \implies Co = +3$. $Co$ $(Z=27)$ का विन्यास $[Ar] 3d^7 4s^2$ है। $Co^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^6$ है। इसमें $6$ $d$-इलेक्ट्रॉन हैं।
$3$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$ के लिए,$Fe + 6(-1) = -3 \implies Fe = +3$. $Fe$ $(Z=26)$ का विन्यास $[Ar] 3d^6 4s^2$ है। $Fe^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^5$ है। इसमें $5$ $d$-इलेक्ट्रॉन हैं।
$4$. $[Cr(H_2O)_6]^{3+}$ के लिए,$Cr + 6(0) = +3 \implies Cr = +3$. $Cr$ $(Z=24)$ का विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^1$ है। $Cr^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^3$ है। इसमें $3$ $d$-इलेक्ट्रॉन हैं।
अतः,$[MnO_4]^-$ में $0$ $d$-इलेक्ट्रॉन हैं।

(D) $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ में,$Co$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($3d^6$ विन्यास)। $NH_3$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है,जिसके परिणामस्वरूप $0$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$[CoF_6]^{3-}$ में,$Co$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($3d^6$ विन्यास)। $F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,जो युग्मन नहीं करता है,जिसके परिणामस्वरूप $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।

(A) $Ni(CO)_4$ के लिए,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ है। $Ni$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8 4s^2$ है।
$CO$ जैसे प्रबल क्षेत्र लिगेंड की उपस्थिति में,$4s$ के इलेक्ट्रॉन $3d$ कक्षक में युग्मित हो जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण होता है।
चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं,इसलिए $Ni(CO)_4$ चतुष्फलकीय और प्रतिचुंबकीय है।
अतः,कथन '$Ni(CO)_4$ $-$ चतुष्फलकीय,अनुचुंबकीय' गलत है।

(D) $[NiCl_4]^{2-}$ में $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ ($3d^8$ विन्यास) है।
$Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है,इसलिए यह इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है।
अतः,संकरण $sp^3$ होता है,जिससे चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
इसके विपरीत,$[PdCl_4]^{2-}$,$[Ni(CN)_4]^{2-}$ और $[Pd(CN)_4]^{2-}$ में प्रबल लिगैंड या $4d/5d$ धातु होने के कारण $dsp^2$ संकरण और वर्ग समतलीय ज्यामिति होती है।

(A) $MnO_4^-$ संकुल आयन में $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है।
$Mn$ $(Z=25)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^2$ है।
$Mn^{7+}$ के लिए,विन्यास $[Ar] 3d^0 4s^0$ हो जाता है।
अतः,केंद्रीय धातु परमाणु के $d$-कक्षक खाली होते हैं।
$MnO_4^-$ में संकरण $sd^3$ प्रकार का होता है।

(B) $Fe(CO)_5$ में केंद्रीय धातु परमाणु $Fe$ है।
$Fe$ का परमाणु क्रमांक $26$ है और इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^6 4s^2$ है।
$Fe(CO)_5$ में $Fe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ है।
प्रबल लिगेंड $CO$ के कारण,$3d$ और $4s$ कक्षकों के इलेक्ट्रॉन युग्मित हो जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $dsp^3$ संकरण होता है।
यह संकरण त्रिकोणीय द्विपिरामिडीय ज्यामिति को दर्शाता है।

(D) $1$. $Co$ का परमाणु क्रमांक $27$ है। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^7 4s^2$ है।
$2$. संकुल $[CoF_6]^{3-}$ में,मान लीजिए $Co$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है। तब $x + 6(-1) = -3$,जिससे $x = +3$ प्राप्त होता है।
$3$. $Co^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^6$ है।
$4$. $F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है।
$5$. $3d^6$ विन्यास में,इलेक्ट्रॉन $t_{2g}^4 e_g^2$ के रूप में व्यवस्थित होते हैं। इसके परिणामस्वरूप $4$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन प्राप्त होते हैं।

(B) हेक्साफ्लोरोफेरेट$(III)$ आयन का रासायनिक सूत्र $[FeF_6]^{3-}$ है।
इस संकुल में $Fe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x + 6(-1) = -3$ अर्थात $x = +3$ है।
$Fe^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5$ है।
चूंकि $F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,यह एक बाह्य कक्षक संकुल ($sp^3d^2$ संकरण) बनाता है।
$3d$ कक्षकों में,हुंड के नियम के अनुसार $5$ इलेक्ट्रॉन अयुग्मित रहते हैं।
अतः,अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $5$ है।

(C) रासायनिक सूत्र $FeCl_3 \cdot 6H_2O$ एक उपसहसंयोजन यौगिक को दर्शाता है जहाँ आयरन केंद्र पानी के अणुओं और क्लोराइड आयनों द्वारा समन्वित होता है।
प्रायोगिक अध्ययन और संरचनात्मक विश्लेषण पुष्टि करते हैं कि यह $[Fe(H_2O)_4Cl_2]Cl \cdot 2H_2O$ संकुल के रूप में मौजूद होता है।
इस संरचना में,चार पानी के अणु और दो क्लोराइड आयन $Fe^{3+}$ आयन के साथ ट्रांस-विन्यास में सीधे जुड़े होते हैं,जबकि दो पानी के अणु क्रिस्टलीकरण के जल के रूप में उपस्थित होते हैं।

(C) हेक्साक्लोराइडोकोबाल्टेट $(III)$ आयन का रासायनिक सूत्र $[CoCl_6]^{3-}$ है।
इस संकुल में $Co$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है।
$Co^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^6$ है।
चूंकि $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,यह $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है।
इसलिए,$3d$ इलेक्ट्रॉन अयुग्मित रहते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एक उच्च-स्पिन संकुल बनता है।
छह लिगेंडों को समायोजित करने के लिए,$Co^{3+}$ आयन एक $4s$,तीन $4p$ और दो $4d$ कक्षकों का उपयोग करता है,जिससे $sp^3d^2$ संकरण होता है।
अतः,ज्यामिति अष्टफलकीय है और संकरण $sp^3d^2$ है।

(A) बाह्य कक्षक संकुल संकरण के लिए $4d$ कक्षकों का उपयोग करते हैं $(sp^3d^2)$।
$[Ni(NH_3)_6]^{2+}$ में,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है,जिसका विन्यास $d^8$ है।
चूंकि $NH_3$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,यह इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3d^2$ संकरण होता है।
इसलिए,$[Ni(NH_3)_6]^{2+}$ एक बाह्य कक्षक संकुल है।

(C) $F^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है।
संकुल $[FeF_6]^{3-}$ में,केंद्रीय धातु आयन $Fe^{3+}$ में $sp^3d^2$ संकरण होता है।
चूंकि बाहरी $d$-कक्षकों का उपयोग संकरण में किया जाता है,इसलिए इसे बाह्य कक्षक संकुल कहा जाता है।

(D) ज्यामिति निर्धारित करने के लिए,हम केंद्रीय धातु आयन और लिगेंड की प्रकृति को देखते हैं।
$1$. $[CoCl_4]^{2-}$: $Co^{2+}$ एक $d^7$ विन्यास है,$Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण (चतुष्फलकीय) होता है।
$2$. $[FeCl_4]^{2-}$: $Fe^{2+}$ एक $d^6$ विन्यास है,$Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण (चतुष्फलकीय) होता है।
$3$. $[NiCl_4]^{2-}$: $Ni^{2+}$ एक $d^8$ विन्यास है,$Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,जिसके परिणामस्वरूप $sp^3$ संकरण (चतुष्फलकीय) होता है।
$4$. $[PtCl_4]^{2-}$: $Pt^{2+}$ एक $5d$ श्रेणी की धातु है। $5d$ श्रेणी की धातुओं के लिए,उच्च क्रिस्टल क्षेत्र विभाजन ऊर्जा के कारण $Cl^-$ जैसे दुर्बल लिगेंड भी इलेक्ट्रॉनों का युग्मन (pairing) करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $dsp^2$ संकरण होता है,जो वर्ग समतलीय ज्यामिति को दर्शाता है।

(A) $1$. $[Ni(CO)_4]$ के लिए,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $0$ है। विन्यास $[Ar] 3d^8 4s^2$ है। प्रबल लिगेंड $CO$ के कारण,इलेक्ट्रॉन युग्मित हो जाते हैं,जिससे $sp^3$ संकरण प्राप्त होता है। यह चतुष्फलकीय और प्रतिचुंबकीय है। अतः,कथन $A$ गलत है।
$2$. $[Ni(CN)_4]^{2-}$ के लिए,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है। विन्यास $[Ar] 3d^8$ है। $CN^-$ एक प्रबल लिगेंड है,जो युग्मन का कारण बनता है,जिससे $dsp^2$ संकरण प्राप्त होता है। यह वर्ग समतलीय और प्रतिचुंबकीय है।
$3$. $[NiCl_4]^{2-}$ के लिए,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है। विन्यास $[Ar] 3d^8$ है। $Cl^-$ एक दुर्बल लिगेंड है,युग्मन नहीं होता है,जिससे $sp^3$ संकरण प्राप्त होता है। यह चतुष्फलकीय और अनुचुंबकीय है।

(D) $1$. केंद्रीय धातु आयन $Cu^{2+}$ है,जिसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^9$ है।
$2$. $NH_3$ लिगेंड की उपस्थिति में,जो प्रबल क्षेत्र लिगेंड हैं,$Cu^{2+}$ आयन $dsp^2$ संकरण दर्शाता है।
$3$. इसके परिणामस्वरूप वर्ग समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$4$. $3d^9$ विन्यास के कारण एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन शेष रहता है,जो संकुल को एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन के साथ अनुचुंबकीय बनाता है।

(D) $1$. $Ni(CO)_4$ में $sp^3$ संकरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप चतुष्फलकीय (tetrahedral) ज्यामिति होती है।
$2$. $[NiCl_4]^{2-}$ में $sp^3$ संकरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप चतुष्फलकीय ज्यामिति होती है।
$3$. $[Ni(H_2O)_6]^{2+}$ में $sp^3d^2$ संकरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप अष्टफलकीय (octahedral) ज्यामिति होती है।
$4$. $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ में $dsp^2$ संकरण होता है,जो वर्ग समतलीय ज्यामिति को दर्शाता है।

(C) $Ni(CO)_4$ में,$Ni$ परमाणु $sp^3$ संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$[Ni(CN)_4]^{2-}$ में,$Ni^{2+}$ आयन $dsp^2$ संकरण से गुजरता है,जिसके परिणामस्वरूप वर्ग समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।

(C) $1$. $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ के लिए,ज्यामिति वर्ग समतलीय ($dsp^2$ संकरण) है।
$2$. $[Ni(CO)_4]$ में,$CO$ एक उदासीन लिगेंड है।
$3$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$ के लिए,$Fe^{3+}$ का विन्यास $3d^5$ है। चूंकि $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,यह इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है,जिसके परिणामस्वरूप $d^2sp^3$ संकरण (आंतरिक कक्षक संकुल) प्राप्त होता है,न कि $sp^3d^2$।
$4$. $[Co(en)_3]^{3+}$ के लिए,$Co^{3+}$ का परमाणु क्रमांक $Z=27$ है,अतः $Co^{3+}$ में $24$ इलेक्ट्रॉन होते हैं। $en$ लिगेंड $2 \times 3 = 6$ इलेक्ट्रॉन दान करता है। कुल $EAN = 24 + 12 = 36$,जो $EAN$ नियम का पालन करता है (क्रिप्टन विन्यास)।

(C) $Ni(CO)_4$ में $sp^3$ संकरण होता है,जिससे यह चतुष्फलकीय और प्रतिचुंबकीय होता है क्योंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं। इसलिए,यह कथन कि यह अष्टफलकीय है,गलत है। $[Ni(CN)_4]^{2-}$ $dsp^2$ (वर्ग समतलीय,प्रतिचुंबकीय) है और $[NiCl_4]^{2-}$ $sp^3$ (चतुष्फलकीय,अनुचुंबकीय) है।

(C) $1$. उपसहसंयोजन संकुल की ज्यामिति केंद्रीय धातु आयन के संकरण पर निर्भर करती है।
$2$. $[NiCl_4]^{2-}$ में $sp^3$ संकरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$3$. $[Zn(en)_2]^{2+}$ में $sp^3$ संकरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप चतुष्फलकीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
$4$. $[Pt(NH_3)_2Cl_2]$ (सिसप्लेटिन) में $dsp^2$ संकरण होता है,जो वर्ग-समतलीय ज्यामिति के अनुरूप है।
$5$. $[Cr(NH_3)_2Cl_2]^{2+}$ सामान्यतः अष्टफलकीय ज्यामिति प्रदर्शित करता है।
$6$. अतः,सही विकल्प $C$ है।

(C) $[Ni(CN)_4]^{2-}$ में $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है। $Ni^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8$ है।
$CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन कराता है।
इसके परिणामस्वरूप $dsp^2$ संकरण होता है,जिससे वर्ग-समतलीय ज्यामिति प्राप्त होती है।
चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं,इसलिए यह संकुल प्रतिचुंबकीय है।

(A) $1$. $XeF_4$: 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। इसका संकरण $sp^3d^2$ है,जो वर्ग समतलीय ज्यामिति प्रदान करता है।
$2$. $SF_4$: केंद्रीय परमाणु $S$ में $6$ संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह $F$ परमाणुओं के साथ $4$ बंध बनाता है और इसमें $1$ एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है। इसका संकरण $sp^3d$ है,जो सी-सॉ (see-saw) ज्यामिति प्रदान करता है।
$3$. $[NiCl_4]^{2-}$: $Ni$ $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($d^8$ विन्यास)। $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है,इसलिए यह चतुष्फलकीय संकुल ($sp^3$ संकरण) बनाता है।
$4$. $[PtCl_4]^{2-}$: $Pt$ $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था में है ($5d^8$ विन्यास)। $Pt^{2+}$ एक $5d$ श्रेणी की धातु है,जो हमेशा वर्ग समतलीय संकुल ($dsp^2$ संकरण) बनाती है।
अतः,$(i)$ और $(iv)$ वर्ग समतलीय ज्यामिति रखते हैं।

(C) $[NiX_4]^{2-}$ संकुल में,$Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है।
$Ni^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8$ है।
चूंकि संकुल अनुचुंबकीय है,लिगेंड $X^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है जो इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है।
अतः,$3d^8$ विन्यास $t_{2g}^6 e_g^2$ के रूप में रहता है,जिसके परिणामस्वरूप $2$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
$sp^3$ संकरण के कारण,संकुल की ज्यामिति चतुष्फलकीय होती है।

(C) $1$. $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ अपने $dsp^2$ संकरण के कारण वर्ग समतलीय है।
$2$. $Ni(CO)_4$ में $CO$ एक उदासीन लिगेंड है।
$3$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$ में,$Fe$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ $(3d^5)$ है। चूंकि $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,यह युग्मन (pairing) का कारण बनता है,जिससे $d^2sp^3$ संकरण (आंतरिक कक्षक संकुल) प्राप्त होता है,न कि $sp^3d^2$।
$4$. $[Co(en)_3]^{3+}$ के लिए,$EAN = Z - \text{ऑक्सीकरण अवस्था} + 2 \times \text{समन्वय संख्या} = 27 - 3 + 2(6) = 36$,जो $Kr$ की परमाणु संख्या है। अतः,यह $EAN$ नियम का पालन करता है।

(B) $1$. $[Cu(NH_3)_2]^+$ के लिए,$Cu^+$ का विन्यास $3d^{10}$ है,संकरण $sp$ है,जिसमें $4s$ और $4p$ कक्षक शामिल हैं।
$2$. $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ के लिए,$Cu^{2+}$ का विन्यास $3d^9$ है,संकरण $dsp^2$ (वर्ग समतलीय) है,जिसमें $3d$,$4s$ और $4p$ कक्षक शामिल हैं।
$3$. $[Cu(CN)_4]^{3-}$ के लिए,$Cu^+$ का विन्यास $3d^{10}$ है,संकरण $sp^3$ (चतुष्फलकीय) है,जिसमें $4s$ और $4p$ कक्षक शामिल हैं।
$4$. $[Ni(CN)_4]^{2-}$ के लिए,$Ni^{2+}$ का विन्यास $3d^8$ है,संकरण $dsp^2$ है,जिसमें $3d$,$4s$ और $4p$ कक्षक शामिल हैं।
$5$. दिए गए सभी संकुल अपने संकरण में $4p$ कक्षकों का उपयोग करते हैं।

(D) बाह्य कक्षक संकुल तब बनता है जब संकरण में बाहरी $d$-कक्षकों $(4d)$ का उपयोग किया जाता है,जो आमतौर पर $sp^3d^2$ संकरण को दर्शाता है।
$1$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$: $Co^{3+}$ का विन्यास $3d^6$ है। $NH_3$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो युग्मन कराता है। यह $d^2sp^3$ (आंतरिक कक्षक) संकुल बनाता है।
$2$. $[Mn(CN)_6]^{4-}$: $Mn^{2+}$ का विन्यास $3d^5$ है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो युग्मन कराता है। यह $d^2sp^3$ (आंतरिक कक्षक) संकुल बनाता है।
$3$. $[Fe(CN)_6]^{4-}$: $Fe^{2+}$ का विन्यास $3d^6$ है। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो युग्मन कराता है। यह $d^2sp^3$ (आंतरिक कक्षक) संकुल बनाता है।
$4$. $[Ni(NH_3)_6]^{2+}$: $Ni^{2+}$ का विन्यास $3d^8$ है। $NH_3$ मध्यम क्षेत्र का लिगेंड है। यह $4d$ कक्षकों का उपयोग करके $sp^3d^2$ संकरण बनाता है,इसलिए यह एक बाह्य कक्षक संकुल है।

(B) $[NiCl_4]^{2-}$ में $Ni$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x + 4(-1) = -2$ के रूप में गणना की जाती है,जिससे $x = +2$ प्राप्त होता है।
$Ni$ का परमाणु क्रमांक $28$ है,इसलिए इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^8 4s^2$ है।
$Ni^{2+}$ के लिए,विन्यास $[Ar] 3d^8$ है।
चूंकि $Cl^-$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है,यह $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन नहीं करता है।
$3d^8$ विन्यास में $d$-कक्षकों में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
इसलिए,$[NiCl_4]^{2-}$ में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $2$ है।

(C) सही विकल्प $C$ है।
$1$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$ के लिए,$Co$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है। $Co^{3+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^6$ है।
$2$. $NH_3$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है,जो $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन (pairing) कराता है।
$3$. विन्यास $t_{2g}^6 e_g^0$ हो जाता है और यह $d^2sp^3$ संकरण का उपयोग करता है,जो इसे एक आंतरिक कक्षक संकुल बनाता है।
$4$. चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं,इसलिए यह संकुल प्रतिचुंबकीय है।

(B) $1$. $[Mn(CN)_6]^{3-}$ में $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था: $x + 6(-1) = -3 \implies x = +3$ है।
$2$. $Mn$ $(Z=25)$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^5 4s^2$ है। अतः,$Mn^{3+}$ का विन्यास $[Ar] 3d^4$ है।
$3$. $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड $(SFL)$ है,जो $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करता है।
$4$. युग्मन के बाद,संकरण के लिए दो $3d$,एक $4s$ और तीन $4p$ कक्षक उपलब्ध होते हैं,जिससे $d^2sp^3$ संकरण प्राप्त होता है।
$5$. समन्वय संख्या $6$ होने के कारण,ज्यामिति अष्टफलकीय है।

(B) जैन-टेलर प्रभाव एक ज्यामितीय विकृति है जो अष्टफलकीय संकुलों के $e_g$ या $t_{2g}$ कक्षकों में असममित इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाले अणुओं में होती है।
उच्च स्पिन संकुलों के लिए:
- $d^4$ विन्यास $t_{2g}^3 e_g^1$ है (असममित)।
- $d^7$ विन्यास $t_{2g}^5 e_g^2$ है (असममित)।
- $d^9$ विन्यास $t_{2g}^6 e_g^3$ है (असममित)।
- $d^8$ विन्यास $t_{2g}^6 e_g^2$ है (सममित)।
चूंकि $d^8$ उच्च स्पिन संकुल में सममित इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है,इसलिए यह जैन-टेलर विकृति नहीं दर्शाता है।