Organometallic compounds Questions in Gujarati

(B) $\pi$-સંકીર્ણ એ એક એવું ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન છે જેમાં ધાતુનો પરમાણુ લિગાન્ડના $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન દ્વારા કાર્બનિક લિગાન્ડ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
ફેરોસીન,જેનું સૂત્ર $Fe(\eta^5-C_5H_5)_2$ છે,તે સેન્ડવિચ સંયોજનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે જેમાં આયર્નનો પરમાણુ બે સાયક્લોપેન્ટાડાયેનાઈલ વલયો સાથે $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન વાદળ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.
ટ્રાયમિથાઈલ એલ્યુમિનિયમ અને ડાયઈથાઈલ ઝિંક મુખ્યત્વે $\sigma$-બંધિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનો છે.
ઈથીલીન ડાયએમાઈન એ ચીલેટિંગ લિગાન્ડ છે,ઓર્ગેનોમેટાલિક $\pi$-સંકીર્ણ નથી.
તેથી,સાચો જવાબ ફેરોસીન છે.

(C) ધાતુ કાર્બોનાઈલમાં ધાતુ-કાર્બન બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને પ્રકારના લક્ષણો ધરાવે છે.
$M-C$ $\sigma$-બંધ કાર્બોનિલ કાર્બન દ્વારા ધાતુની ખાલી કક્ષકમાં ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરવાથી બને છે.
$M-C$ $\pi$-બંધ ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી કાર્બન મોનોક્સાઈડની ખાલી અબંધકારક $\pi^*$-કક્ષકમાં ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મના બેક-ડોનેશન દ્વારા બને છે.

(D) ફેરોસિન,$Fe(C_5H_5)_2$ નું સેન્ડવિચ બંધારણ પ્રાયોગિક પુરાવાઓ દ્વારા સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું.
$X$-રે ડિફ્રેક્શન અભ્યાસોએ બંધારણીય ભૂમિતિ પૂરી પાડી,જે દર્શાવે છે કે આયર્ન પરમાણુ બે સમાંતર સાયક્લોપેન્ટાડાઈનાઈલ વલયોની વચ્ચે સેન્ડવિચ થયેલ છે.
ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીએ તમામ $C-H$ બંધોની સમાનતા અને ધાતુ-વલય આંતરક્રિયાની હાજરીની વધુ પુષ્ટિ કરી.
તેથી,બંને તકનીકો સેન્ડવિચ બંધારણની પુષ્ટિ કરવામાં મદદરૂપ હતી.

(C) $K[Pt(C_2H_4)Cl_3]$ માં,$Pt$ એ $C_2H_4$ લિગેન્ડ સાથે કાર્બન પરમાણુઓ દ્વારા જોડાયેલ છે.
$[Ni(CO)_4]$ માં,$Ni$ એ $CO$ લિગેન્ડના $C$ પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે.
$C_2H_5MgBr$ માં,$Mg$ એ ઇથાઇલ ગ્રુપના $C$ પરમાણુ સાથે સીધો જોડાયેલ છે.
$Al(OC_2H_5)_3$ માં,$Al$ પરમાણુ એ ઇથોક્સાઇડ ગ્રુપના ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે,કાર્બન સાથે નહીં. તેથી,તેમાં ધાતુ-કાર્બન બંધ નથી.

(B) $Fe(C_5H_5)_2$ સંકીર્ણ એ એક જાણીતું ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન છે જેને ફેરોસીન કહેવામાં આવે છે.
સંકીર્ણ સંયોજનોના $IUPAC$ નામકરણ મુજબ,લિગાન્ડ $C_5H_5^-$ ને 'સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ' કહેવામાં આવે છે.
અહીં બે લિગાન્ડ હોવાથી 'બીસ' પૂર્વગનો ઉપયોગ થાય છે.
મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુ આયર્ન છે અને તેનો ઓક્સિડેશન આંક $x + 2(-1) = 0$ એટલે કે $x = +2$ થાય છે.
તેથી,સાચું $IUPAC$ નામ બીસ(સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ)આયર્ન $(II)$ છે.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે.
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $R-Mg-X$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જે એક કાર્બધાત્વિક સંયોજન છે જેમાં ધ્રુવીય $C-Mg$ $\sigma$-બંધ હોય છે.
તેમાં કોઈ $\pi$-બંધન હોતું નથી.
તેનાથી વિપરીત,ડાયબેન્ઝીન ક્રોમિયમ,ઝીસ ક્ષાર અને ફેરોસીન એ બધા કાર્બધાત્વિક સંયોજનો છે જેમાં ધાતુ કેન્દ્ર અને કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ વચ્ચે $\pi$-બંધન હોય છે.

(C) $Mg$ ના ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(R-Mg-X)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જ્યાં $R$ એ આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ સમૂહ છે અને $X$ એ હેલોજન છે.

(A) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,જે $RMgX$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,તેમાં આલ્કાઈલ સમૂહના કાર્બન પરમાણુ અને મેગ્નેશિયમ ધાતુના પરમાણુ વચ્ચે સીધો $\sigma$-બંધ હોય છે.
તેથી,તેને $\sigma$-બંધિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
જ્યારે ફેરોસીન,કોબાલ્ટોસીન અને રુથેનોસીન એ $\pi$-બંધિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનો (મેટાલોસીન્સ) ના ઉદાહરણો છે.

(A) મેટલ કાર્બોનિલ સંકીર્ણોમાં,ધાતુ-કાર્બન બંધ $CO$ માંથી ધાતુ તરફ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન દ્વારા બને છે,અને ધાતુની $d$-કક્ષકોમાંથી $CO$ ની ખાલી $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકોમાં બેક-બોન્ડિંગ થાય છે.
જેમ મેટલ કાર્બોનિલ સંકીર્ણ પરનો ઋણ વીજભાર વધે છે,તેમ ધાતુ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે,જે $CO$ ની $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું બેક-ડોનેશન વધારે છે.
આ એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા વધારે છે,જે $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે અને તેની બંધ લંબાઈ વધારે છે.
સંકીર્ણોની સરખામણી કરતા:
$1. [Mn(CO)_6]^+$: ધાતુ પર ધન વીજભાર,સૌથી ઓછું બેક-બોન્ડિંગ.
$2. [Ni(CO)_4]$: તટસ્થ સંકીર્ણ.
$3. [Co(CO)_4]^-$: ઋણ વીજભાર,વધુ બેક-બોન્ડિંગ.
$4. [Fe(CO)_4]^{2-}$: સૌથી વધુ ઋણ વીજભાર,મહત્તમ બેક-બોન્ડિંગ.
તેથી,$[Fe(CO)_4]^{2-}$ માં $C-O$ બંધ લંબાઈ સૌથી વધુ છે. ક્રમ: $[Mn(CO)_6]^+ < [Ni(CO)_4] < [Co(CO)_4]^- < [Fe(CO)_4]^{2-}$.

(A) મેટલ કાર્બોનિલમાં $C-O$ બંધની મજબૂતી મેટલના $d$-ઓર્બિટલ્સમાંથી $CO$ લિગાન્ડના $\pi^*$-એન્ટિબોન્ડિંગ ઓર્બિટલ્સમાં થતા બેક-બોન્ડિંગ પર આધાર રાખે છે.
જેમ મેટલ કોમ્પ્લેક્સ પરનો ઋણ વીજભાર વધે છે,તેમ મેટલ પરમાણુ વધુ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ બને છે અને $CO$ ના $\pi^*$-ઓર્બિટલ્સમાં વધુ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા આપે છે,જે $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે.
તેનાથી વિપરીત,જેમ કેન્દ્રીય મેટલ પરમાણુ પરનો ધન વીજભાર વધે છે,તેમ મેટલની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા આપવાની ક્ષમતા ઘટે છે.
તેથી,$C-O$ બંધ તે સ્પીસીઝમાં સૌથી મજબૂત હોય છે જેમાં સૌથી વધુ ધન વીજભાર અથવા સૌથી ઓછો ઋણ વીજભાર હોય છે,કારણ કે ત્યાં બેક-બોન્ડિંગ ન્યૂનતમ હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Mn(CO)_6^+$ પર સૌથી વધુ ધન વીજભાર છે,જેના પરિણામે સૌથી ઓછું બેક-બોન્ડિંગ થાય છે અને $C-O$ બંધ સૌથી મજબૂત બને છે.

(D) મેટલ કાર્બોનિલ્સમાં,મેટલ-કાર્બન બંધ $CO$ માંથી મેટલ તરફ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન (સિગ્મા દાન) અને મેટલના $d$-ઓર્બિટલ્સમાંથી $CO$ ના ખાલી એન્ટિબોન્ડિંગ $\pi^*$ ઓર્બિટલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોનના બેક-ડોનેશન ($\pi$-બેકબોન્ડિંગ) દ્વારા રચાય છે.
આ $\pi$-બેકબોન્ડિંગ $CO$ ના એન્ટિબોન્ડિંગ $\pi^*$ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે $CO$ બોન્ડ ઓર્ડર ઘટાડે છે.
સાથે જ,$\pi$-બેકબોન્ડિંગ $M-C$ બંધમાં આંશિક દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા લાવે છે,જેનાથી $M-C$ બોન્ડ ઓર્ડર વધે છે.

(D) સિનર્જિક બોન્ડિંગ મેટલ કાર્બોનિલ અને મેટલ સાયનાઈડમાં જોવા મળે છે જ્યાં લિગાન્ડથી મેટલ તરફ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું દાન ($L \rightarrow M$ $\sigma$-બંધ) અને મેટલથી લિગાન્ડની ખાલી એન્ટિબોન્ડિંગ $\pi^*$ ઓર્બિટલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું બેક-ડોનેશન ($M \rightarrow L$ $\pi$-બંધ) થાય છે.
$1$. $[Mo(CO)_6]$ એ મેટલ કાર્બોનિલ સંકીર્ણ છે જે આ સિનર્જિક બોન્ડિંગ દર્શાવે છે.
$2$. $[Mn(CO)_6]^-$ એ એનાયોનિક મેટલ કાર્બોનિલ સંકીર્ણ છે જે પણ આ સિનર્જિક બોન્ડિંગ દર્શાવે છે.
$3$. $[Ni(CN)_4]^{4-}$ એ મેટલ સાયનાઈડ સંકીર્ણ છે જ્યાં $CN^-$ એ $\pi$-એક્સેપ્ટર લિગાન્ડ તરીકે વર્તે છે,જે $CO$ જેવું જ સિનર્જિક બોન્ડિંગ દર્શાવે છે.
તેથી,આપેલી તમામ સ્પીસીઝ સિનર્જિક બોન્ડિંગ દર્શાવે છે.

(B) વિધાન "બધી સંક્રાંતિ ધાતુઓ મોનોમેટાલિક કાર્બોનિલ બનાવે છે" ખોટું છે.
ઘણા ધાતુ કાર્બોનિલ એવા છે જેમાં અણુ દીઠ બે કે તેથી વધુ ધાતુના પરમાણુઓ હોય છે,જેને પોલીન્યુક્લિયર મેટલ કાર્બોનિલ કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$Mn_2(CO)_{10}$ અને $Fe_2(CO)_9$ એ પોલીન્યુક્લિયર કાર્બોનિલ છે.

(D) ફેરોસીન એ $[(C_5H_5)_2Fe]$ સૂત્ર ધરાવતું એક ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન છે.
તે એક સેન્ડવિચ સંકીર્ણ છે જેમાં બે સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ રિંગ્સ $(C_5H_5^-)$ મધ્યસ્થ આયર્ન પરમાણુ $(Fe^{2+})$ ની વિરુદ્ધ બાજુએ જોડાયેલી હોય છે.
તે નારંગી રંગનો ઘન પદાર્થ છે જે ઓરડાના તાપમાનથી ઉપર ઉર્ધ્વપાતન પામે છે અને મોટાભાગના કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય છે.

(D) ઝીઝનો ક્ષાર $[PtCl_3(C_2H_4)]^-$ છે.
ઇથિલિન લિગેન્ડ $(C_2H_4)$ માં,$4$ $C-H$ સિગ્મા બંધ અને $1$ $C-C$ સિગ્મા બંધ છે.
તેમાં $3$ $Pt-Cl$ સિગ્મા બંધ છે.
$Pt$ અને ઇથિલિન લિગેન્ડ વચ્ચેનો આંતરક્રિયામાં એક સવર્ગ સહસંયોજક બંધ (ઇથિલિનના $\pi$-બંધથી $Pt$ તરફ સિગ્મા દાન) હોય છે,જે $1$ સિગ્મા બંધ તરીકે ગણાય છે.
કુલ સિગ્મા બંધ = $4$ $(C-H)$ + $1$ $(C-C)$ + $3$ $(Pt-Cl)$ + $1$ $(Pt-ethylene)$ = $9$ સિગ્મા બંધ.
આથી,સાચો જવાબ $D$ (આમાંથી કોઈ નહીં) છે.

(C) Zeise's salt માં,ઇથિલિન અણુ $\eta^2$-લિગેન્ડ તરીકે વર્તે છે.
સિનર્જિક બંધનને કારણે ($Pt$ ના $d$-ઓર્બિટલ્સમાંથી ઇથિલિનના $\pi^*$ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોનનું દાન),$C=C$ બંધ લંબાઈ વધે છે અને કાર્બન પરમાણુઓનું સંકરણ $sp^2$ થી $sp^3$ તરફ બદલાય છે.
પરિણામે,ઇથિલિન અણુ વિકૃત થાય છે અને $HCH$ બંધકોણ મુક્ત ઇથિલિન અણુની તુલનામાં બદલાય છે.
તેથી,વિધાન $C$ સાચું છે.

(D) મેટલ કાર્બોનિલમાં $C-O$ સ્ટ્રેચિંગ ફ્રીક્વન્સી ધાતુમાંથી $CO$ લિગાન્ડમાં થતા બેક-બોન્ડિંગ પર આધાર રાખે છે.
વધારે બેક-બોન્ડિંગ $CO$ ના એન્ટિબોન્ડિંગ $\pi^*$ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે અને ફ્રીક્વન્સી ઘટાડે છે.
બેક-બોન્ડિંગ સંકીર્ણ પરના ઋણ વીજભારના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં અને ધન વીજભારના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$[Mn(CO)_6]^+$ માં ધન વીજભાર હોવાથી બેક-બોન્ડિંગ સૌથી ઓછું થાય છે,પરિણામે $C-O$ બંધ સૌથી મજબૂત બને છે અને તેની $IR$ ફ્રીક્વન્સી મહત્તમ હોય છે.

(D) રેડોક્સ પ્રક્રિયામાં,ઓક્સિડેશનકર્તા ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારે છે અને તેનું રિડક્શન થાય છે.
ધાતુ કાર્બોનિલ સંકીર્ણ માટે ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તવા માટે,તેનો $EAN$ (ઇફેક્ટિવ એટોમિક નંબર) નજીકના નિષ્ક્રિય વાયુના પરમાણુ ક્રમાંક કરતા ઓછો હોવો જોઈએ જેથી તે ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરી શકે.
$[V(CO)_6]$ માટે,$EAN$ ની ગણતરી આ મુજબ થાય છે: $V$ $(Z=23)$ + $6 \times 2$ ($CO$ માંથી) = $23 + 12 = 35$.
નજીકનો નિષ્ક્રિય વાયુ ક્રિપ્ટોન $(Kr)$ છે જેનો $Z=36$ છે.
$35 < 36$ હોવાથી,સંકીર્ણ $[V(CO)_6]$ સરળતાથી એક ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારીને $[V(CO)_6]^-$ બનાવે છે,જેનો $EAN$ $36$ છે,તેથી તે ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(C) $V(CO)_6$ માં, વેનેડિયમ પરમાણુ તટસ્થ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. $[V(CO)_6]^-$ માં, વેનેડિયમ પરમાણુ $-1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે.
$[V(CO)_6]^-$ સંકીર્ણ પરના ઋણ વીજભારને કારણે, ધાતુની $d$-કક્ષકોમાંથી $CO$ લિગેન્ડની $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકોમાં બેક-બોન્ડિંગ (back-bonding) વધે છે.
આ વધેલું બેક-બોન્ડિંગ $V-C$ બંધને મજબૂત બનાવે છે (તેના દ્વિ-બંધના ગુણધર્મોમાં વધારો કરે છે) અને $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે.
પરિણામે, $V(CO)_6$ માં $V-C$ બંધ લંબાઈ આશરે $200 \ pm$ છે, જ્યારે $[V(CO)_6]^-$ માં, ધાતુ પર વધેલી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા મજબૂત બેક-ડોનેશનને સરળ બનાવે છે, જેના પરિણામે $V-C$ બંધ લંબાઈ ઘટીને આશરે $193 \ pm$ થાય છે.

(B) કાર્બોનિલ $(CO)$ લિગેન્ડ ધરાવતા ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનો $\sigma$ અને $\pi$ બંને પ્રકારના બંધ દર્શાવે છે.
$[Co(CO)_5(NH_3)]^{2+}$ માં,$CO$ લિગેન્ડ ધાતુને ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ આપીને $\sigma$ બંધ બનાવે છે અને ધાતુના $d$-ઓર્બિટલ્સમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા તેની ખાલી $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ ઓર્બિટલ્સમાં સ્વીકારીને $\pi$ બંધ બનાવે છે (સિનેર્જિક બોન્ડિંગ).
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) $Fe(CO)_5$ માં,$Fe-C$ બંધ $CO$ લિગેન્ડના ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન દ્વારા બને છે,જે $\sigma$ બંધ બનાવે છે.
વધુમાં,તેમાં $d\pi-p\pi$ બેક-બોન્ડિંગ જોવા મળે છે જ્યાં $Fe$ ની ભરાયેલી $d$-કક્ષકોમાંથી ઇલેક્ટ્રોન $CO$ લિગેન્ડની ખાલી પ્રતિબંધકારક $\pi^*$ કક્ષકોમાં દાન પામે છે,જે $\pi$ બંધ બનાવે છે.
તેથી,$Fe-C$ બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.

(A) $Fe(CO)_5$ જેવા મેટલ કાર્બોનિલમાં,મેટલ-કાર્બન બંધમાં સિનર્જિક બોન્ડિંગનો સમાવેશ થાય છે.
આમાં $CO$ ના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું મેટલના $d$-ઓર્બિટલ્સમાં દાન ($\sigma$-દાન) અને મેટલના $d$-ઓર્બિટલ્સમાંથી $CO$ ના ખાલી એન્ટિ-બોન્ડિંગ $\pi^*$ ઓર્બિટલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું બેક-ડોનેશન ($\pi$-બેકબોન્ડિંગ) સામેલ છે.
આ બેક-ડોનેશન $CO$ ના એન્ટિ-બોન્ડિંગ $\pi^*$ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે $C-O$ બંધના બંધ ક્રમાંક (bond order) ને ઘટાડે છે.
બંધ ક્રમાંકમાં ઘટાડો થવાથી $C-O$ બંધની લંબાઈમાં વધારો થાય છે.
તેથી,$Fe(CO)_5$ માં $C-O$ બંધની લંબાઈ $(1.158 \ \mathring{A})$ મુક્ત $CO$ $(1.128 \ \mathring{A})$ કરતા વધારે હોય છે.

(C) ઝિગલર-નાટા ઉદ્દીપક એ સમૂહ $1-3$ ની ધાતુના ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન (સામાન્ય રીતે આલ્કાઈલ એલ્યુમિનિયમ સંયોજન જેમ કે $R_3Al$ અથવા $R_2AlCl$) અને સંક્રાંતિ ધાતુના સંયોજન (સામાન્ય રીતે ટાઇટેનિયમ હેલાઇડ જેમ કે $TiCl_4$ અથવા $TiCl_3$) નું મિશ્રણ છે.
તેથી,સાચું સંયોજન $R_3Al + TiCl_4$ છે.

(A) ઘન અવસ્થામાં મેટલ કાર્બોનિલ સંકીર્ણ $[Co_2(CO)_8]$ નું બંધારણ બે $Co(CO)_4$ એકમોનું બનેલું છે જે મેટલ-મેટલ બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે.
તેમાં એક $Co-Co$ બંધ હોય છે.
તેમાં છ ટર્મિનલ $CO$ લિગેન્ડ્સ (દરેક $Co$ પરમાણુ પર ત્રણ) અને બે બ્રિજિંગ $CO$ લિગેન્ડ્સ હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) વિલ્કિન્સન કેટાલિસ્ટ એ આલ્કીન્સના હાઇડ્રોજનેશન માટે સમાંગ ઉદ્દીપક તરીકે વપરાતું જાણીતું ઓર્ગેનોમેટાલિક સંકીર્ણ છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $RhCl(PPh_3)_3$ છે,જેને $[(Ph_3P)_3RhCl]$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
તેમાં ત્રણ ટ્રાયફિનાઇલફોસ્ફિન લિગાન્ડ્સ અને એક ક્લોરાઇડ આયન સાથે જોડાયેલ રોડિયમ કેન્દ્ર હોય છે.

(A) $Co_2(CO)_8$ ની રચનામાં બે બ્રિજિંગ $CO$ લિગાન્ડ હોય છે જે બે કોબાલ્ટ પરમાણુઓને જોડે છે.
વધુમાં,બે કોબાલ્ટ પરમાણુઓ વચ્ચે સીધો ધાતુ-ધાતુ બંધ ($Co-Co$ બંધ) હોય છે.
તેથી,બ્રિજિંગ $CO$ લિગાન્ડની સંખ્યા $2$ છે અને $Co-Co$ બંધની સંખ્યા $1$ છે.

(A) ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન એટલે એવું સંયોજન જેમાં ધાતુ પરમાણુ અને કાર્બનિક સમૂહ કે અણુના કાર્બન પરમાણુ વચ્ચે ઓછામાં ઓછો એક સીધો રાસાયણિક બંધ હોય.
$Mn_2(CO)_{10}$ માં,મેંગેનીઝ $(Mn)$ પરમાણુઓ કાર્બોનિલ $(CO)$ લિગેન્ડના કાર્બન $(C)$ પરમાણુઓ સાથે સીધા જોડાયેલા હોય છે.
તેથી,$Mn-C$ બંધની હાજરી તેને ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન બનાવે છે.

(D) $PR_3$ માં,ફોસ્ફરસ પરમાણુ પાસે ખાલી $d$-ઓર્બિટલ્સ હોય છે જે સિનર્જિક બંધનમાં ભાગ લઈ શકે છે.
ચોક્કસપણે,ફોસ્ફરસ પરમાણુની ખાલી બિન-અક્ષીય $d$-ઓર્બિટલ્સ ધાતુની ભરાયેલી $d$-ઓર્બિટલ્સમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા સ્વીકારે છે,જે તેના સંકીર્ણોમાં $M \xrightarrow{\pi} PR_3$ બેક-બોન્ડિંગને સરળ બનાવે છે.

(B) Zeise's salt એ $K[PtCl_3(\eta^2-C_2H_4)]$ છે.
આ ઓર્ગેનોમેટાલિક સંકીર્ણમાં,ઇથિલિન લિગેન્ડ $(C_2H_4)$ તેની $\pi$-કક્ષકમાંથી $Pt^{2+}$ ધાતુ કેન્દ્રની ખાલી $d$-કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું દાન કરીને $\sigma$-ડોનર તરીકે વર્તે છે.
સાથે જ,ધાતુ કેન્દ્ર તેની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાને ઇથિલિન લિગેન્ડની ખાલી $\pi^*$-એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકમાં પાછી આપીને (back-donation) $\pi$-ડોનર તરીકે વર્તે છે,જેનાથી ઇથિલિન લિગેન્ડ $\pi$-એક્સેપ્ટર બને છે.
તેથી,ધાતુ કેન્દ્ર $\sigma$-એક્સેપ્ટર અને $\pi$-ડોનર તરીકે વર્તે છે.

(A) $Mn(CO)_5$ એ ઓક્સિડેશનકર્તા છે કારણ કે તેમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ($17$ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન) હોય છે.
તે સ્થાયી $18$-ઇલેક્ટ્રોન રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે એક ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે ($Kr = 36$ ની અસરકારક પરમાણુ સંખ્યા).
પ્રક્રિયા: $Mn(CO)_5 + e^- \rightarrow [Mn(CO)_5]^-$.
તે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારે છે,તેથી તે ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વર્તે છે.

(D) $(D)$. $CO$ ને $\pi$-એસિડ લિગાન્ડ કહેવામાં આવે છે.
મેટલ કાર્બોનિલ સંકીર્ણોમાં,કાર્બન પરમાણુથી ધાતુની ખાલી કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન થાય છે.
તે જ સમયે,ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષક અને $CO$ ની ખાલી એન્ટિ-બોન્ડિંગ $\pi^*_{2py}$ કક્ષક વચ્ચેના પાર્શ્વવર્તી ઓવરલેપ દ્વારા બેક $\pi$-બોન્ડિંગ રચાય છે.
આને $d \pi - p \pi$ બેક બોન્ડિંગ કહેવાય છે,$p \pi - p \pi$ બેક બોન્ડિંગ નહીં.

(D) $CO$ લિગેન્ડ $2e^-$ દાતા છે,જ્યારે $NO$ લિગેન્ડ તટસ્થ ધાતુ કાર્બોનિલમાં $3e^-$ દાતા તરીકે વર્તે છે.
$18e^-$ ના નિયમનું પાલન કરવા માટે,કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન રહેવી જોઈએ.
$Cr(CO)_6$ $(18e^-)$ માટે,ત્રણ $CO$ $(3 \times 2e^- = 6e^-)$ ને બે $NO$ $(2 \times 3e^- = 6e^-)$ દ્વારા બદલતા $Cr(CO)_3(NO)_2$ મળે છે,જે માન્ય છે.
$Fe(CO)_5$ $(18e^-)$ માટે,ત્રણ $CO$ ને બે $NO$ દ્વારા બદલતા $Fe(CO)_2(NO)_2$ મળે છે,જે માન્ય છે.
$Ni(CO)_4$ $(18e^-)$ માટે,બે $CO$ ને એક $NO$ દ્વારા બદલતા $Ni(CO)_2(NO)$ મળે,પરંતુ $Ni(CO)_2(NO)_2$ માં $20e^-$ થાય છે,જે ખોટું છે.
તેથી,$Ni(CO)_2(NO)_2$ એ $18e^-$ ના નિયમ મુજબ સ્થાયી તટસ્થ સંકીર્ણ નથી.

(B) $CO$ બંધ ક્રમાંક એ ધાતુથી $CO$ લિગેન્ડ તરફ થતા બેક-બોન્ડિંગના પ્રમાણના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(M \to CO)$.
$1$. $H_3B \leftarrow CO$ માં,કોઈ બેક-બોન્ડિંગ થતું નથી; તેના બદલે $B$ લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે,જે $CO$ બંધ ક્રમાંકને $3.0$ થી થોડો વધારે કરી શકે છે.
$2$. મુક્ત $CO$ માં,બંધ ક્રમાંક $3.0$ છે.
$3$. $Fe(CO)_5$ માં,$Fe$ થી $CO$ તરફ બેક-બોન્ડિંગ થાય છે,જે $CO$ બંધ ક્રમાંકને $3.0$ થી ઘટાડીને ઓછો કરે છે.
$4$. $[Mn(CO)_5]^-$ માં,ધાતુ કેન્દ્ર પરનો ઋણ વીજભાર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જેના પરિણામે $Fe(CO)_5$ ની સરખામણીમાં મજબૂત બેક-બોન્ડિંગ થાય છે,જે $CO$ બંધ ક્રમાંકને વધુ ઘટાડે છે.
તેથી,$CO$ બંધ ક્રમાંકનો સાચો ક્રમ $R > Q > P > S$ છે.

(A) વિલ્કિન્સનનો ઉદ્દીપક $[RhCl(PPh_3)_3]$ છે,જે લાલ-જાંબલી રંગનો હોય છે અને તેની રચના સમતલીય ચોરસ (square planar) હોય છે.
તેનો ઉપયોગ ઓરડાના તાપમાને અને દબાણે કાર્બનિક અણુઓના પસંદગીયુક્ત હાઇડ્રોજનેશન માટે થાય છે.
$TiCl_4 + (C_2H_5)_3Al$ એ ઝિગલર-નાટા ઉદ્દીપક છે.
$(C_2H_5)_4Pb$ એ એન્ટી-નોકિંગ એજન્ટ છે.
$[PtCl_2(NH_3)_2]$ એ સિસ્પ્લેટિન છે,જેનો ઉપયોગ કેન્સર વિરોધી એજન્ટ તરીકે થાય છે.

(C) ટાર્ટર ઇમેટીક એ પોટેશિયમ એન્ટિમોનાઇલ ટાર્ટરેટ છે. તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $\begin{array}{*{20}{c}} CH(OH)COO(SbO) \\ | \\ CH(OH)COOK \end{array}$ છે.

(C) Zeise's salt એ એક જાણીતું ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન છે જેનું રાસાયણિક સૂત્ર $K[Pt(\eta^2-C_2H_4)Cl_3] \cdot H_2O$ છે.
તે ઐતિહાસિક રીતે મહત્વનું છે કારણ કે તે શોધાયેલા પ્રથમ ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનોમાંનું એક છે,જેમાં પ્લેટિનમ પરમાણુ તેના $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન ($\eta^2$-બંધન) દ્વારા ઇથિલિન અણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે.

(D) ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનોનું વર્ગીકરણ ધાતુ-કાર્બન બંધની પ્રકૃતિના આધારે કરવામાં આવે છે.
$A$. $Al_2(CH_3)_6$ (ટ્રાયમિથાઈલ એલ્યુમિનિયમ ડાયમર) માં $\sigma-$બંધિત મિથાઈલ સમૂહો હોય છે.
$B$. $Pb(CH_3)_4$ (ટેટ્રામિથાઈલ લેડ) માં $\sigma-$બંધિત મિથાઈલ સમૂહો હોય છે.
$C$. $Zn(C_2H_5)_2$ (ડાયઈથાઈલ ઝિંક) માં $\sigma-$બંધિત ઈથાઈલ સમૂહો હોય છે.
$D$. ફેરોસીન,$[Fe(\eta^5-C_5H_5)_2]$,એ $\pi-$બંધિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન (સેન્ડવિચ કોમ્પ્લેક્સ) છે,જેમાં ધાતુ સાયક્લોપેન્ટાડાઈનાઈલ વલયોના $\pi-$ઈલેક્ટ્રોન વાદળ સાથે જોડાયેલી હોય છે.
તેથી,ફેરોસીન એ $\sigma-$બંધિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન નથી.

(D) ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનોનું વર્ગીકરણ ધાતુ-કાર્બન બંધની પ્રકૃતિના આધારે કરવામાં આવે છે.
$\pi-$બંધિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સંકીર્ણોમાં આલ્કીન,આલ્કાઇન અથવા એરીન જેવા લિગાન્ડ્સનો સમાવેશ થાય છે જે ધાતુના કેન્દ્રને $\pi-$ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા આપે છે.
$1$. ફેરોસીન $[Fe(\eta^5-C_5H_5)_2]$ એ $\pi-$બંધન ધરાવતું સેન્ડવિચ સંકીર્ણ છે.
$2$. ડાયબેન્ઝીન ક્રોમિયમ $[Cr(\eta^6-C_6H_6)_2]$ એ $\pi-$બંધન ધરાવતું સેન્ડવિચ સંકીર્ણ છે.
$3$. ઝીસ ક્ષાર $[K[PtCl_3(\eta^2-C_2H_4)]]$ માં ઇથિલીન લિગાન્ડ $\pi-$ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.
$4$. ટેટ્રા ઇથાઇલ લેડ $[Pb(C_2H_5)_4]$ માં માત્ર $Pb-C$ $\sigma-$બંધ હોય છે,જ્યાં ઇથાઇલ સમૂહ ધાતુ સાથે એક જ કાર્બન પરમાણુ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે. તેથી,તે $\sigma-$બંધિત ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન છે.

(C) તટસ્થ સંકીર્ણ $[V(CO)_6]$ માં, વેનેડિયમ પરમાણુ એ આયનીય સંકીર્ણ $[V(CO)_6]^-$ ની તુલનામાં નીચા ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે।
જોકે, ધાતુની $d$-કક્ષકોમાંથી $CO$ લિગેન્ડની $\pi^*$ કક્ષકોમાં બેક-બોન્ડિંગનું પ્રમાણ બંનેમાં નોંધપાત્ર છે।
પ્રાયોગિક ડેટા દર્શાવે છે કે $[V(CO)_6]$ માં $V-C$ બંધ અંતર આશરે $200 \ pm$ છે।
આયનીય સંકીર્ણ $[V(CO)_6]^-$ માં, ધાતુ પર વધેલી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા બેક-બોન્ડિંગમાં વધારો કરે છે, જે $V-C$ બંધને મજબૂત બનાવે છે અને બંધ લંબાઈને ઘટાડીને આશરે $193 \ pm$ કરે છે।
તેથી, અંતર અનુક્રમે $200 \ pm$ અને $193 \ pm$ છે।

(A) $Fe(CO)_5$ માં,$Fe$ અને $CO$ વચ્ચે સિનર્જિક બંધ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
ધાતુના $d$-ઓર્બિટલ્સમાંથી $CO$ ના એન્ટિબોન્ડિંગ $\pi^*$ ઓર્બિટલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોનના બેક-ડોનેશનને કારણે,$C-O$ બંધનો બંધ ક્રમ ઘટે છે.
જેમ બંધ ક્રમ ઘટે છે,તેમ મુક્ત $CO$ $(1.128 \ \mathring{A})$ ની તુલનામાં બંધ લંબાઈ વધે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$1.128 \ \mathring{A}$ કરતા મોટી એકમાત્ર કિંમત $1.158 \ \mathring{A}$ છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે.

(A) મેટલ કાર્બોનાઈલ્સમાં,મેટલ-કાર્બન બંધ $ \sigma $ અને $ \pi $ બંને લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
$1$. $ \sigma $ બંધ $ \text{CO} $ અણુમાંથી ધાતુની ખાલી $ d $-કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન દ્વારા બને છે.
$2$. $ \pi $ બંધ (સિનર્જિક બોન્ડિંગ) ધાતુની ભરાયેલી $ d $-કક્ષકમાંથી $ \text{CO} $ લિગેન્ડની ખાલી એન્ટિબોન્ડિંગ $ \pi ^* $ આણ્વીય કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોનના બેક-ડોનેશન દ્વારા બને છે.
તેથી,સિનર્જિક બંધમાં લિગેન્ડની $ \pi ^* $ આણ્વીય કક્ષકનો ઉપયોગ થાય છે.

(A) $1$. સંકીર્ણના ઘટકો ઓળખો: મધ્યસ્થ ધાતુ પ્લેટિનમ $(Pt)$ છે જેનો ઓક્સિડેશન આંક $(II)$ છે.
$2$. લિગાન્ડ્સમાં ત્રણ ક્લોરો $(Cl^-)$ અને એક ઇથિલિન $(C_2H_4)$ અણુ છે.
$3$. સવર્ગ સ્ફિયર $[PtCl_3(C_2H_4)]^n$ છે.
$4$. વીજભાર $(n)$ ની ગણતરી: $n = (+2) + 3(-1) + 0 = -1$.
$5$. $-1$ વીજભારને સંતુલિત કરવા માટે એક પોટેશિયમ આયન $(K^+)$ ની જરૂર છે.
$6$. તેથી,સૂત્ર $K[PtCl_3(C_2H_4)]$ છે,જેને ઝીસ ક્ષાર $(Zeise's \text{ salt})$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનોનું વર્ગીકરણ ધાતુ-કાર્બન બંધના સ્વભાવના આધારે કરવામાં આવે છે.
$1$. Zeise's salt $(K[PtCl_3(\eta^2-C_2H_4)])$ માં ઇથિલીન લિગેન્ડ $\pi -$ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા ધાતુ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
$2$. ફેરોસીન $([Fe(\eta^5-C_5H_5)_2])$ એ સેન્ડવિચ સંકીર્ણ છે જેમાં $\pi -$ બંધિત સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ વલયો હોય છે.
$3$. ડાયબેન્ઝિન ક્રોમિયમ $([Cr(\eta^6-C_6H_6)_2])$ એ સેન્ડવિચ સંકીર્ણ છે જેમાં $\pi -$ બંધિત બેન્ઝિન વલયો હોય છે.
$4$. ટેટ્રાઇથાઇલ લેડ $((C_2H_5)_4Pb)$ માં લેડ પરમાણુ અને ઇથાઇલ સમૂહો વચ્ચે માત્ર $\sigma -$ બંધ હોય છે.
તેથી,ટેટ્રાઇથાઇલ લેડ એ $\pi -$ બંધિત સંકીર્ણ નથી.

(A) ફેરોસીન એ ઓર્ગેનોમેટાલિક સેન્ડવિચ સંયોજનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
તેમાં એક આયર્ન પરમાણુ $(Fe)$ બે સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ રિંગ્સ $(C_5H_5^-)$ ની વચ્ચે ગોઠવાયેલ હોય છે.
આયર્ન પરમાણુ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ લિગાન્ડ્સના $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન વાદળ દ્વારા રિંગ્સ સાથે જોડાયેલ હોય છે,જેને હેપ્ટિસિટી સંજ્ઞા $\eta ^5$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,સાચું રાસાયણિક સૂત્ર $Fe(\eta ^5 - C_5H_5)_2$ છે.

(B) એકકેન્દ્રિય કાર્બોનિલમાં અણુ દીઠ માત્ર એક જ ધાતુ પરમાણુ હોય છે.
$Fe$ એ $Fe(CO)_5$,$Ni$ એ $Ni(CO)_4$ અને $W$ એ $W(CO)_6$ બનાવે છે.
$Mn$ એ દ્વિ-કેન્દ્રિય કાર્બોનિલ,$Mn_2(CO)_{10}$ બનાવે છે,કારણ કે તેની પાસે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા એકી ($7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન) હોય છે,અને તે $18$-ઇલેક્ટ્રોન નિયમનું પાલન કરવા માટે ડાયમરાઇઝેશન કરે છે.
તેથી,$Mn$ સ્થાયી એકકેન્દ્રિય કાર્બોનિલ બનાવતું નથી.

(A) ધાતુ કાર્બોનિલ એ સંકલન સંયોજનો છે જેમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ લિગેન્ડ તરીકે વર્તે છે.
$CO$ એ $0$ ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવતો તટસ્થ લિગેન્ડ છે.
ધાતુ કાર્બોનિલમાં,ધાતુ તટસ્થ $CO$ લિગેન્ડ સાથે જોડાયેલી હોય છે અને સંકિર્ણ પર કોઈ ચોખ્ખો વીજભાર હોતો નથી.
તેથી,ધાતુ કાર્બોનિલમાં ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $0$ હોય છે.

(A) ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન એટલે એવું સંયોજન જેમાં ઓછામાં ઓછો એક $M-C$ બંધ (ધાતુ-કાર્બન બંધ) હોય.
$1$. $Cisplatin$ એ $[Pt(NH_3)_2Cl_2]$ છે. તેમાં કોઈ $Pt-C$ બંધ હોતો નથી,તેથી તે ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન નથી.
$2$. $Ferrocene$ એ $[Fe(\eta^5-C_5H_5)_2]$ છે,જેમાં $Fe-C$ બંધ હોય છે.
$3$. $Zeise's$ $salt$ એ $K[PtCl_3(\eta^2-C_2H_4)]$ છે,જેમાં $Pt-C$ બંધ હોય છે.
$4$. $Grignard$ $reagent$ એ $R-Mg-X$ છે,જેમાં $Mg-C$ બંધ હોય છે.
તેથી,$Cisplatin$ સાચો જવાબ છે.

(B) જે કાર્બનિક ધાત્વિક સંયોજનો $\sigma$ અને $\pi$ બંને બંધ ધરાવે છે તેમાં સામાન્ય રીતે $CO$,$C_2H_4$ (ઈથીન) અથવા $C_5H_5^-$ (સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ) જેવા લિગેન્ડ હોય છે,જ્યાં ધાતુ-લિગેન્ડ બંધમાં $\sigma$-દાન અને $\pi$-બેકબોન્ડિંગ બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
$[PtCl_3(\eta^2-C_2H_4)]^-$ માં,જેને ઝીઝના ક્ષાર (Zeise's salt) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,ઈથીન લિગેન્ડ $Pt$ પરમાણુને $\pi$-દાન આપે છે અને $Pt$ ના $d$-કક્ષકોમાંથી ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા તેની $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકમાં મેળવે છે ($\pi$-બેકબોન્ડિંગ).
જોકે ફેરોસીન $[Fe(\eta^5-C_5H_5)_2]$ માં પણ $\pi$-બંધન હોય છે,પરંતુ ઝીઝનો ક્ષાર એ સંકલન રસાયણવિજ્ઞાનમાં $\sigma$-$\pi$ બંધિત કાર્બનિક ધાત્વિક સંકિર્ણનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.

(A) ટેટ્રા ઇથાઇલ લેડ,જેનું સૂત્ર $(C_2H_5)_4Pb$ છે,તેનો ઉપયોગ ઐતિહાસિક રીતે ગેસોલિનમાં એન્ટિ-નોક એજન્ટ તરીકે એન્જિનના નોકિંગને રોકવા અને બળતણની કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે કરવામાં આવે છે.