Organometallic compounds Questions in Gujarati

(A) ધાતુ કાર્બોનિલમાં,ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષકો અને $CO$ લિગેન્ડની ખાલી $\pi^*$-એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકોના અતિવ્યાપનથી $\pi$-બંધ બને છે.
આ બેક-બોન્ડિંગ $CO$ ની એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે મુક્ત $CO$ ની તુલનામાં $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે.
પરિણામે,$C-O$ બંધ ક્રમ ઘટે છે અને બંધ લંબાઈ વધે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(D) ફેરોસીન,$Fe(\eta^5-C_5H_5)_2$,એ ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
તે સેન્ડવિચ પ્રકારનું બંધારણ ધરાવે છે જેમાં $Fe$ પરમાણુ બે સમાંતર સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ વલયોની વચ્ચે આવેલો હોય છે.
સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ વલયોમાં $\pi$-ઈલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે,બધા જ $Fe-C$ બંધની લંબાઈ સમાન હોય છે.
તે સૌપ્રથમ શોધાયેલા સેન્ડવિચ સંયોજનોમાંનું એક માનવામાં આવે છે,જેણે ઓર્ગેનોમેટાલિક રસાયણશાસ્ત્રને ખૂબ પ્રભાવિત કર્યું છે.
તેથી,આપેલ તમામ વિધાનો સાચા છે.

(D) વિકલ્પ $D$ માં આપેલું વિધાન ખોટું છે.
મેટલ કાર્બોનિલમાં,ધાતુ-કાર્બન બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.
વિકલ્પ $A$ સાચો છે: $\sigma$-બંધ કાર્બોનિલ કાર્બનમાંથી ધાતુની ખાલી કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોનની લોન પેરના દાન દ્વારા રચાય છે.
વિકલ્પ $B$ સાચો છે: $\pi$-બંધ ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી કાર્બન મોનોક્સાઇડ લિગાન્ડની ખાલી એન્ટિબોન્ડિંગ $\pi^*$-કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોનના બેક-ડોનેશન દ્વારા રચાય છે.
વિકલ્પ $C$ સાચો છે: આ બેક-ડોનેશન એક સિનર્જિક અસર બનાવે છે જે $M-C$ બંધને મજબૂત બનાવે છે અને $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે.

(B) $Fe_2(CO)_9$ ની રચનામાં બે $Fe(CO)_3$ એકમો હોય છે જે ત્રણ બ્રિજિંગ $CO$ લિગાન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
વધુમાં,બે આયર્ન પરમાણુઓ વચ્ચે સીધો $Fe-Fe$ બંધ હોય છે.
તેથી,બે આયર્ન પરમાણુઓ બ્રિજિંગ લિગાન્ડ તરીકે $3\,CO$ અણુઓ સાથે સીધી રીતે જોડાયેલા છે.

(B) આયર્ન કાર્બોનિલનું રાસાયણિક સૂત્ર $Fe(CO)_5$ છે.
આ સંકીર્ણ સંયોજનમાં માત્ર એક જ મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુ $(Fe)$ હાજર છે.
જે સંકીર્ણમાં માત્ર એક જ મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુ હોય તેને મોનોન્યુક્લિયર તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
તેથી,$Fe(CO)_5$ એ મોનોન્યુક્લિયર છે.

(N/A) મેટલ કાર્બોનિલ્સમાં મેટલ-કાર્બન બંધમાં $\sigma$ અને $\pi$ બંને પ્રકારના લક્ષણો હોય છે.
જ્યારે કાર્બોનિલ કાર્બન ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન ધાતુની ખાલી કક્ષકમાં કરે છે ત્યારે $\sigma$ બંધ બને છે.
$\pi$ બંધ ધાતુની ભરાયેલી $d$ કક્ષકમાંથી $CO$ લિગેન્ડની ખાલી એન્ટી-બોન્ડિંગ $\pi^{*}$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન દ્વારા બને છે (જેને બેક બોન્ડિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે).
$\sigma$ બંધ $\pi$ બંધને મજબૂત બનાવે છે અને તેનાથી ઉલટું પણ થાય છે. આમ,આ મેટલ-લિગેન્ડ બંધનને કારણે એક સિનર્જિક અસર (synergic effect) ઉત્પન્ન થાય છે,જે $CO$ અને ધાતુ વચ્ચેના બંધને મજબૂત બનાવે છે.

(C) $Fe(CO)_5$ જેવા મેટલ કાર્બોનિલમાં,$CO$ લિગેન્ડ $\sigma$-દાતા અને $\pi$-સ્વીકારનાર તરીકે વર્તે છે.
$1$. $CO$ ના $C$ પરમાણુ પર રહેલી અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $Fe$ ની ખાલી $d$-કક્ષકમાં દાન પામીને $\sigma$-બંધ બનાવે છે.
$2$. તે જ સમયે,$Fe$ ની ભરાયેલી $d$-કક્ષક ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાને $CO$ ની ખાલી પ્રતિબંધકારક $\pi^*$-કક્ષકમાં દાન કરે છે,જે $\pi$-બેકબોન્ડ બનાવે છે.
આ સહકારી બંધન મેટલ-કાર્બન બંધને સ્થિર કરે છે.

(N/A) માત્ર કાર્બોનિલ લિગેન્ડ ધરાવતાં સંયોજનોને હોમોલેપ્ટિક કાર્બોનિલ સંયોજનો કહે છે.
આ સંયોજનો મોટાભાગની સંક્રાંતિ ધાતુઓ દ્વારા બને છે. આ કાર્બોનિલ સાદા અને સુસ્પષ્ટ બંધારણ ધરાવે છે. $[Ni(CO)_4]$,$[Fe(CO)_5]$ અને $[Cr(CO)_6]$ અનુક્રમે સમચતુષ્ફલકીય,ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ અને અષ્ટફલકીય રચના ધરાવે છે.
ડેકાકાર્બોનિલડાયમેંગેનીઝ $(0)$ એ બે ચોરસ પિરામિડલ $[Mn(CO)_5]$ એકમો વચ્ચેના $Mn-Mn$ બંધથી બને છે. ઓક્ટાકાર્બોનિલડાયકોબાલ્ટ $(0)$ માં $Co-Co$ બંધ બે $CO$ સમૂહો દ્વારા સેતુબંધિત હોય છે.
ધાતુ કાર્બોનિલમાં ધાતુ-કાર્બન બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. $M-C$ $\sigma$ બંધની રચના કાર્બોનિલ કાર્બનના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના ધાતુની ખાલી કક્ષકોમાં દાનથી થાય છે.
$M-C$ $\pi$ બંધની રચના ધાતુની પૂર્ણ ભરાયેલી $d$-કક્ષકોમાંથી $CO$ ની ખાલી $\pi^*$ બંધપ્રતિકારક કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનના દાનથી થાય છે. ધાતુ અને લિગેન્ડ વચ્ચેનું આ બંધન એક સંકર્મ અસર (synergic effect) ઉત્પન્ન કરે છે,જે ધાતુ અને $CO$ વચ્ચેના બંધને મજબૂત બનાવે છે.

(N/A) હોમોલેપ્ટિક કાર્બોનિલ એટલે એવા ધાતુ કાર્બોનિલ જેમાં માત્ર કાર્બોનિલ $(CO)$ લિગેન્ડ ધાતુ પરમાણુ સાથે જોડાયેલા હોય છે.
આ સંયોજનો મોટાભાગની સંક્રાંતિ ધાતુઓ દ્વારા બને છે. આ કાર્બોનિલ સરળ અને સુનિશ્ચિત બંધારણો ધરાવે છે. $[Ni(CO)_4]$,$[Fe(CO)_5]$ અને $[Cr(CO)_6]$ અનુક્રમે સમચતુષ્ફલકીય,ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ અને અષ્ટફલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.
ડેકાકાર્બોનિલડાયમેંગેનીઝ $(0)$,$[Mn_2(CO)_{10}]$,બે ચોરસ પિરામિડલ $[Mn(CO)_5]$ એકમોના $Mn-Mn$ બંધ દ્વારા જોડાવાથી બને છે. ઓક્ટાકાર્બોનિલડાયકોબાલ્ટ $(0)$,$[Co_2(CO)_8]$,માં $Co-Co$ બંધ બે $CO$ સમૂહો દ્વારા સેતુબંધિત હોય છે.
ધાતુ કાર્બોનિલમાં,ધાતુ-કાર્બન બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. $M-C$ $\sigma$ બંધ કાર્બોનિલ કાર્બનના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના ધાતુની ખાલી કક્ષકમાં દાનથી બને છે.
$M-C$ $\pi$ બંધ ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી $CO$ ની ખાલી પ્રતિબંધકારક $\pi^*$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાનથી બને છે. ધાતુથી લિગેન્ડ તરફનું બંધન એક સહાયક (synergic) અસર ઉત્પન્ન કરે છે,જે ધાતુ અને $CO$ વચ્ચેના બંધને મજબૂત બનાવે છે.

(D) ધાતુ કાર્બોનિલમાં,ધાતુ-કાર્બન બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
$1$. $\sigma$ બંધ કાર્બોનિલ કાર્બનમાંથી ધાતુની ખાલી કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન દ્વારા રચાય છે.
$2$. $\pi$ બંધ ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી કાર્બન મોનોક્સાઇડની ખાલી એન્ટિ-બોન્ડિંગ $\pi^*$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન દ્વારા રચાય છે.
$3$. આ એક સિનર્જિક અસર બનાવે છે જે ધાતુ-કાર્બન બંધને મજબૂત બનાવે છે.
$4$. આપેલા તમામ સંકીર્ણો,$[Ni(CO)_4]$,$[Fe(CO)_5]$,અને $[Cr(CO)_6]$,આ સિનર્જિક બંધન આંતરક્રિયા દર્શાવે છે.

(N/A) ધાતુ કાર્બોનિલમાં ધાતુ-કાર્બન બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.
$M-C$ $\sigma$-બંધ કાર્બોનિલ કાર્બન પરના ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું ધાતુની ખાલી કક્ષકમાં દાન કરવાથી બને છે.
$M-C$ $\pi$-બંધ ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ની ખાલી એન્ટિ-બોન્ડિંગ $\pi^{*}$ કક્ષકમાં દાન કરવાથી બને છે.
ધાતુથી લિગેન્ડ તરફનું આ બંધન એક સિનેર્જિક અસર પેદા કરે છે જે $CO$ અને ધાતુ વચ્ચેના બંધને મજબૂત બનાવે છે.

(N/A) ધાતુ કાર્બોનિલમાં $M-C$ બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.
$1$. $M-C$ $\sigma$-બંધ કાર્બોનિલ કાર્બન પરના ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું ધાતુની ખાલી કક્ષકમાં દાન થવાથી બને છે.
$2$. $M-C$ $\pi$-બંધ ધાતુની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું કાર્બન મોનોક્સાઇડની ખાલી એન્ટિ-બોન્ડિંગ $\pi^*$ કક્ષકમાં દાન થવાથી બને છે. આને બેક-બોન્ડિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A) મેટલ કાર્બોનિલ એ સંક્રાંતિ ધાતુઓ અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ લિગેન્ડ ધરાવતા સવર્ગ સંયોજનો છે.
ઉદાહરણો: $[Ni(CO)_{4}]$,$[Fe(CO)_{5}]$,$[Mn_{2}(CO)_{10}]$,અને $[Cr(CO)_{6}]$.
આ હોમોલેપ્ટિક સંયોજનો છે,જેનો અર્થ છે કે તેમાં લિગેન્ડ તરીકે માત્ર કાર્બોનિલ સમૂહો હોય છે અને તેમની રચનાઓ સરળ અને સુનિશ્ચિત હોય છે:
$1$. $[Ni(CO)_{4}]$ ચતુષ્ફલકીય છે.
$2$. $[Fe(CO)_{5}]$ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ છે.
$3$. $[Cr(CO)_{6}]$ અષ્ટફલકીય છે.
$4$. ડેકાકાર્બોનિલડાયમેંગેનીઝ $(0)$ $[Mn_{2}(CO)_{10}]$ એ બે ચોરસ પિરામિડલ $[Mn(CO)_{5}]$ એકમોનું બનેલું છે જે $Mn-Mn$ બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે.
$5$. ઓક્ટાકાર્બોનિલડાયકોબાલ્ટ $(0)$ $[Co_{2}(CO)_{8}]$ માં બે $CO$ સમૂહો દ્વારા બ્રિજ થયેલ $Co-Co$ બંધ હોય છે.

(N/A) કાર્બ-ધાત્વીય સંયોજનો: જે સંયોજનોમાં કાર્બન પરમાણુ ધાતુ પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હોય તેને 'કાર્બ-ધાત્વીય' સંયોજનો કહે છે. મોટાભાગના કાર્બનિક ક્લોરાઈડ,બ્રોમાઈડ અને આયોડાઈડ સંયોજનો સક્રિય ધાતુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આવા સંયોજનો બનાવે છે.
$(b)$ ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક: કાર્બનિક હેલાઈડ સંયોજનોની શુષ્ક ઈથરમાં મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી આલ્કાઈલ મેગ્નેશિયમ હેલાઈડ $(RMgX)$ બને છે,જેને ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક કહે છે.
$R - X + Mg \xrightarrow{\text{dry ether}} R^{-\delta} - Mg^{+\delta} - X^{-\delta}$
$CH_3CH_2Br + Mg \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3CH_2MgBr$
વિક્ટર ગ્રિગ્નાર્ડે $1900$ માં $RMgX$ ની શોધ કરી હતી. તે કાર્બ-ધાત્વીય સંયોજનોનો એક પ્રકાર છે.
$(c)$ પ્રતિક્રિયાત્મકતા અને પ્રક્રિયાઓ: ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયકમાં કાર્બન-મેગ્નેશિયમ બંધ ધ્રુવીય $(R^{-\delta} - Mg^{+\delta} - X^{-\delta})$ હોય છે કારણ કે મેગ્નેશિયમ ધન વિદ્યુતધ્રુવીય ધાતુ છે. કાર્બન પરમાણુ મેગ્નેશિયમ પાસેથી ઈલેક્ટ્રોન ખેંચે છે,જેથી કાર્બન આંશિક ઋણ બને છે. આથી તે અત્યંત પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક પ્રોટોનના સ્ત્રોત સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોકાર્બન બનાવે છે:
$RMgX + H^+ \xrightarrow{OH^-} RH + Mg(OH)X$
તે પાણી,આલ્કોહોલ $(R'OH)$ અને એમાઈન $(R'NH_2, R'_2NH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જે પ્રોટોન દાતા તરીકે કાર્ય કરે છે.
$RMgX + H_2O \rightarrow RH + Mg(OH)X$
ઉદાહરણ: $CH_3Br + Mg$ $\rightarrow CH_3MgBr$ $\xrightarrow{H_2O} CH_4 + Mg(OH)Br$

(N/A) કાર્બ-ધાત્વીય સંયોજનો: જે સંયોજનોમાં કાર્બન પરમાણુ સીધો ધાતુ પરમાણુ સાથે જોડાયેલો હોય,તેને 'કાર્બ-ધાત્વીય' સંયોજનો કહે છે.
$(b)$ ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક: કાર્બનિક હેલાઈડની શુષ્ક ઈથરમાં મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી આલ્કાઈલ મેગ્નેશિયમ હેલાઈડ $(RMgX)$ બને છે. તેની શોધ વિક્ટર ગ્રીગ્નાર્ડે $1900$ માં કરી હતી.
$R-X + Mg \xrightarrow{\text{dry ether}} R^{-\delta}-Mg^{+\delta}-X^{-\delta}$
$CH_3CH_2Br + Mg \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3CH_2MgBr$
$(c)$ ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયકની પ્રતિક્રિયાત્મકતા: મેગ્નેશિયમની ધન વિદ્યુતધ્રુવીય પ્રકૃતિને કારણે $C-Mg$ બંધ અત્યંત ધ્રુવીય હોય છે. કાર્બન પરમાણુ પર આંશિક ઋણ વીજભાર $(R^{-\delta})$ હોવાથી તે ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
તે પ્રોટોનના કોઈપણ સ્ત્રોત સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોકાર્બન બનાવે છે:
$RMgX + H_2O \rightarrow RH + Mg(OH)X$
ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયકો પાણી,આલ્કોહોલ $(R'OH)$ અને એમાઈન સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોકાર્બન આપે છે.

(D) $Fe(CO)_5$ માં,$Fe-C$ બંધ $CO$ ના $C$ પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન દ્વારા બને છે,જે $Fe$ ની ખાલી $d$-કક્ષકમાં જાય છે,જે $\sigma$-બંધ બનાવે છે.
વધુમાં,$Fe$ ની ભરાયેલી $d$-કક્ષકોમાંથી $CO$ ની ખાલી અબંધકારક $\pi^*$-કક્ષકોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું બેક-ડોનેશન થાય છે,જે $\pi$-બંધ બનાવે છે.
તેથી,$Fe-C$ બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.

(A) $CO$ લિગાન્ડ $2$-ઇલેક્ટ્રોન દાતા તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યારે $NO$ લિગાન્ડ $3$-ઇલેક્ટ્રોન દાતા તરીકે કાર્ય કરે છે.
$Fe(CO)_5$ માટે: કુલ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન = $8 + (5 \times 2) = 18$. $18$ ઇલેક્ટ્રોન જાળવી રાખીને $CO$ ને $NO$ દ્વારા બદલવા માટે,આપણે $3$ $CO$ ($6$ $e^-$) ને $2$ $NO$ ($6$ $e^-$) દ્વારા બદલીએ છીએ,જે $Fe(CO)_2(NO)_2$ આપે છે.
$Cr(CO)_6$ માટે: કુલ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન = $6 + (6 \times 2) = 18$. $18$ ઇલેક્ટ્રોન જાળવી રાખીને $CO$ ને $NO$ દ્વારા બદલવા માટે,આપણે $6$ $CO$ ($12$ $e^-$) ને $4$ $NO$ ($12$ $e^-$) દ્વારા બદલીએ છીએ,જે $Cr(NO)_4$ આપે છે.
આમ,બદલાયેલા $CO$ લિગાન્ડની સંખ્યા અનુક્રમે $3$ અને $6$ છે.

(D) $[Mn_{2}(CO)_{10}]$ ની રચનામાં $Mn-Mn$ મેટલ-મેટલ બંધ દ્વારા જોડાયેલા બે $Mn(CO)_{5}$ એકમો હોય છે.
દરેક $Mn$ પરમાણુ પાંચ ટર્મિનલ $CO$ લિગાન્ડ્સ સાથે જોડાયેલ છે.
બે $Mn$ પરમાણુઓને જોડતા કોઈ $CO$ લિગાન્ડ્સ નથી.
તેથી,બ્રિજિંગ $CO$ લિગાન્ડ્સની સંખ્યા $0$ છે.

(B) સંકીર્ણ $Fe(C_5H_5)_2$ એ એક ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન છે જેને ફેરોસીન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$IUPAC$ નામકરણ મુજબ,લિગાન્ડ $C_5H_5^-$ ને 'સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ' કહેવામાં આવે છે.
અહીં બે લિગાન્ડ હોવાથી 'બિસ' પૂર્વગનો ઉપયોગ થાય છે.
આયર્ન $(Fe)$ નો ઓક્સિડેશન આંક: $x + 2(-1) = 0$,તેથી $x = +2$.
તેથી,$IUPAC$ નામ બિસ(સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ)આયર્ન$(II)$ છે.

(B) કોબાલ્ટ-કાર્બોનિલ સંકીર્ણ $[Co_{2}(CO)_{8}]$ નું બંધારણ બે $Co$ પરમાણુઓ એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય તેવું છે.
$1$. $Co-Co$ બંધની સંખ્યા $(X)$: બે કોબાલ્ટ પરમાણુઓ વચ્ચે $1$ સીધો ધાતુ-ધાતુ બંધ છે. તેથી,$X = 1$.
$2$. ટર્મિનલ $CO$ લિગાન્ડ્સની સંખ્યા $(Y)$: $[Co_{2}(CO)_{8}]$ ના ઘન અવસ્થાના બંધારણમાં,$6$ ટર્મિનલ $CO$ લિગાન્ડ્સ (દરેક $Co$ પરમાણુ $3$ ટર્મિનલ $CO$ જૂથો સાથે જોડાયેલ છે) અને $2$ બ્રિજિંગ $CO$ લિગાન્ડ્સ છે. તેથી,$Y = 6$.
$3$. ગણતરી: $X + Y = 1 + 6 = 7$.

(D) સિનર્જિક બંધન એ ધાતુ કાર્બોનિલ સંકીર્ણોની લાક્ષણિકતા છે,જેમાં ધાતુ-કાર્બન બંધ $\sigma$-દાતા અને $\pi$-સ્વીકારક બંને ગુણધર્મો ધરાવે છે.
ત્રણેય સંકીર્ણો,$[Cr(CO)_6]$,$[Mn(CO)_5]$ અને $[Mn_2(CO)_{10}]$,ધાતુ-કાર્બોનિલ બંધ ધરાવે છે.
તેથી,ત્રણેય સંકીર્ણો સિનર્જિક બંધન દર્શાવે છે.
સાચો જવાબ $3$ છે.

(A) મેટલ કાર્બોનિલ સંકીર્ણોમાં,$M-C$ $\sigma$-બંધ કાર્બોનિલ કાર્બનના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના મેટલની ખાલી ઓર્બિટલમાં દાન દ્વારા રચાય છે.
$M-C$ $\pi$-બંધ (બેક-બોન્ડિંગ) મેટલની ભરાયેલી $d$-ઓર્બિટલ (જેમ કે $d_{xy}$,$d_{yz}$,અથવા $d_{zx}$) માંથી કાર્બન મોનોક્સાઇડની ખાલી એન્ટિબોન્ડિંગ $\pi^{*}$-ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મના દાન દ્વારા રચાય છે.
તેથી,$\pi$-બંધનમાં સામેલ ઓર્બિટલ્સની સાચી જોડી મેટલની $d$-ઓર્બિટલ (જેમ કે $d_{xy}$) અને કાર્બોનિલની $\pi^{*}$-ઓર્બિટલ છે.

(D) આપેલ અણુ $Co_2(CO)_8$ છે.
આ સંકીર્ણમાં,લિગાન્ડ $CO$ (કાર્બોનિલ) એ તટસ્થ લિગાન્ડ છે,જેનો અર્થ છે કે તેનો વીજભાર $0$ છે.
અણુ $Co_2(CO)_8$ નો કુલ વીજભાર $0$ હોવાથી,આપણે $Co$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા નીચે મુજબ ગણી શકીએ:
ધારો કે $Co$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $x$ છે.
$2x + 8(0) = 0$
$2x = 0$
$x = 0$
તેથી,અણુમાં કોબાલ્ટની ઓક્સિડેશન અવસ્થા $0$ છે.

(A) $W(CO)_6$ માં,બંધારણ અષ્ટફલકીય છે જેમાં તમામ $6$ કાર્બોનિલ સમૂહો ટર્મિનલ છે. તેથી,બ્રિજિંગ કાર્બોનિલની સંખ્યા $0$ છે.
$Mn_2(CO)_{10}$ માં,બંધારણ બે $Mn(CO)_5$ એકમોનું બનેલું છે જે $Mn-Mn$ બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે. તમામ $10$ કાર્બોનિલ સમૂહો ટર્મિનલ છે. તેથી,બ્રિજિંગ કાર્બોનિલની સંખ્યા $0$ છે.
$W(CO)_6$ અને $Mn_2(CO)_{10}$ માં બ્રિજિંગ કાર્બોનિલનો સરવાળો $0 + 0 = 0$ થાય છે.

(A) મેટલ કાર્બોનિલ્સમાં,મેટલ-કાર્બન બંધ સિનર્જિક બોન્ડિંગ મિકેનિઝમ દ્વારા રચાય છે.
$1$. લિગાન્ડ $(CO)$ તેના કાર્બન પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ મેટલની ખાલી કક્ષકમાં દાન કરે છે,જે $\sigma$ બંધ બનાવે છે.
$2$. ત્યારબાદ મેટલ તેની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડી $CO$ લિગાન્ડની ખાલી એન્ટિ-બોન્ડિંગ $\pi^*$ કક્ષકમાં દાન કરે છે,જે $\pi$ બંધ બનાવે છે.
$3$. આ બેક-ડોનેશન મેટલ-કાર્બન બંધને મજબૂત બનાવે છે અને કાર્બન-ઓક્સિજન બંધને નબળો પાડે છે.
$4$. આમ,વિધાન $(A)$ અને કારણ $(R)$ બંને સાચા છે,અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(D) . ઝિગલર ઉદ્દીપક $TiCl_4 + (C_2H_5)_3Al$ છે,જેમાં ટાઇટેનિયમ $(IV)$ હોય છે.
$B$. રુધિર રંજકદ્રવ્ય (હિમોગ્લોબિન) માં આયર્ન $(III)$ હોય છે.
$C$. વિલ્કિન્સન ઉદ્દીપક $[RhCl(PPh_3)_3]$ છે,જેમાં રોડિયમ $(I)$ હોય છે.
$D$. વિટામિન $B_{12}$ (સાયનોકોબાલામિન) માં કોબાલ્ટ $(II)$ હોય છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-IV, B-III, C-I, D-II$ છે.

(A) $[Co_2(CO)_8]$ ની રચનામાં,બે કોબાલ્ટ પરમાણુઓ વચ્ચે બે બ્રિજિંગ $CO$ લિગાન્ડ્સ હોય છે,સાથે $Co-Co$ બંધ પણ હોય છે.
$[Mn_2(CO)_{10}]$,$[Os_3(CO)_{12}]$ અને $[Ru_3(CO)_{12}]$ માં,બધા $CO$ લિગાન્ડ્સ ટર્મિનલ છે અને તેમાં કોઈ બ્રિજિંગ $CO$ જૂથો નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) $Fe(CO)_5$ જેવા મેટલ કાર્બોનિલમાં,ધાતુ અને $CO$ લિગાન્ડ વચ્ચે સિનર્જિક બંધ રચાય છે.
આમાં $CO$ ના $5\sigma$ ઓર્બિટલમાંથી ધાતુના $d$-ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું દાન અને ધાતુના $d$-ઓર્બિટલમાંથી $CO$ ના $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું બેક-ડોનેશન સામેલ છે.
આ બેક-ડોનેશન $CO$ ના એન્ટિબોન્ડિંગ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે $C-O$ બંધ ક્રમાંક ઘટાડે છે.
બંધ ક્રમાંકમાં ઘટાડો થવાથી બંધ લંબાઈમાં વધારો થાય છે.
તેથી,$Fe(CO)_5$ માં $CO$ બંધની લંબાઈ મુક્ત કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(1.128 \ \mathring{A})$ કરતા વધારે હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$1.15 \ \mathring{A}$ એ $1.128 \ \mathring{A}$ કરતા વધારે એકમાત્ર મૂલ્ય છે.

(D) મેટલ કાર્બોનિલ્સમાં $C-O$ બંધ ક્રમાંક ઘટે છે જેમ ધાતુની $d$-કક્ષકોમાંથી $CO$ ની $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ કક્ષકોમાં બેક-બોન્ડિંગનું પ્રમાણ વધે છે.
જ્યારે ધાતુ કેન્દ્ર પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે (એટલે કે સંકીર્ણ પર ઋણ વીજભાર વધે અથવા ધાતુનો ઓક્સિડેશન આંક ઘટે),ત્યારે બેક-બોન્ડિંગ વધે છે.
દરેક સંકીર્ણ માટે ધાતુ કેન્દ્ર પરની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(A)$ $\left[Mn(CO)_6\right]^{+}$: $Mn$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+1$ છે.
$(B)$ $\left[Fe(CO)_5\right]$: $Fe$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે.
$(C)$ $\left[Cr(CO)_6\right]$: $Cr$ નો ઓક્સિડેશન આંક $0$ છે.
$(D)$ $\left[V(CO)_6\right]^{-}$: $V$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ છે.
સૌથી ઓછો ઓક્સિડેશન આંક (સૌથી વધુ ઋણ વીજભાર) ધરાવતું ધાતુ કેન્દ્ર બેક-બોન્ડિંગ માટે સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ધરાવે છે.
ઓક્સિડેશન આંકની સરખામણી કરતા: $Mn(+1) > Cr(0) = Fe(0) > V(-1)$.
તેથી,$\left[V(CO)_6\right]^{-}$ માં સૌથી ઓછો ઓક્સિડેશન આંક $(-1)$ હોવાથી,તેમાં સૌથી વધુ બેક-બોન્ડિંગ થાય છે,પરિણામે $C-O$ બંધ ક્રમાંક સૌથી ઓછો હોય છે.

(C) $1$. $Fe(CO)_5$ $(8 + 5 \times 2 = 18)$ અને $Ni(CO)_4$ $(10 + 4 \times 2 = 18)$ માં ધાતુ કેન્દ્ર પર વેલેન્સ શેલ ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા $18$ છે,$16$ નથી. તેથી,વિધાન $A$ ખોટું છે.
$2$. મેટલ કાર્બોનિલ મુખ્યત્વે લો સ્પિન સંકીર્ણ છે કારણ કે $CO$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગાન્ડ છે. તેથી,વિધાન $B$ સાચું છે.
$3$. મેટલ-કાર્બન બંધ મજબૂત બને છે જ્યારે ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા ઘટે છે કારણ કે ઓછી ઓક્સિડેશન અવસ્થા ધાતુ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે $CO$ લિગાન્ડ સાથે બેક-બોન્ડિંગ વધારે છે. તેથી,વિધાન $C$ સાચું છે.
$4$. જ્યારે ધાતુની ઓક્સિડેશન અવસ્થા ઘટાડવામાં આવે ત્યારે $C-O$ બંધ નબળો પડે છે (વધારે બેક-બોન્ડિંગને કારણે),વધારવામાં આવે ત્યારે નહીં. તેથી,વિધાન $D$ ખોટું છે.

(A) ધાતુ કાર્બોનિલમાં,ધાતુ-કાર્બન બંધમાં $CO$ થી ધાતુ તરફ $\sigma$-દાન અને ધાતુથી $CO$ ના $\pi^*$ એન્ટિબોન્ડિંગ ઓર્બિટલ તરફ $\pi$-બેક-બોન્ડિંગ બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
જેમ સંકિર્ણ પર ઋણ વીજભાર વધે છે,તેમ ધાતુ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે.
આનાથી ધાતુથી $CO$ લિગાન્ડ તરફ વધુ $\pi$-બેક-બોન્ડિંગ થાય છે.
વધારે $\pi$-બેક-બોન્ડિંગ $CO$ ના એન્ટિબોન્ડિંગ $\pi^*$ ઓર્બિટલને ભરે છે,જે $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે અને તેની બંધ લંબાઈ વધારે છે.
કારણ કે $[V(CO)_6]^-$ પર $[V(CO)_6]$ કરતા વધુ ઋણ વીજભાર છે,તેથી તેમાં વધુ $\pi$-બેક-બોન્ડિંગ જોવા મળે છે.
તેથી,$[V(CO)_6]^-$ માં $C-O$ બંધની લંબાઈ $[V(CO)_6]$ કરતા વધારે છે,જેનો અર્થ છે કે $[V(CO)_6] < [V(CO)_6]^-$.

(B) વિલ્કિન્સન કેટાલિસ્ટ એ રોડિયમનું સંકલિત સંયોજન છે જેનું આણ્વીય સૂત્ર $(Ph_3P)_3RhCl$ છે.
તેનો ઉપયોગ આલ્કીન્સના હાઇડ્રોજનેશન માટે સમાંગ ઉદ્દીપક તરીકે થાય છે.

(A) વિલ્કિન્સન કેટાલિસ્ટ એ આલ્કીન્સના હાઇડ્રોજનેશનમાં વપરાતું એક જાણીતું ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $[RhCl(PPh_3)_3]$ છે,જેમાં $Rh$ એ રોડિયમ,$Cl$ એ ક્લોરિન અને $PPh_3$ એ ટ્રાયફિનાઇલફોસ્ફિન છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ અથવા $C$ છે.

(B) $CH_3CH_2MgBr$ એ ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજન છે કારણ કે તેમાં ઇથાઇલ ગ્રુપના કાર્બન પરમાણુ અને મેગ્નેશિયમ પરમાણુ વચ્ચે સીધો કાર્બન-ધાતુ બંધ હોય છે.
ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનો એટલે એવા સંયોજનો જેમાં ઓછામાં ઓછો એક કાર્બન અને ધાતુ પરમાણુ વચ્ચેનો સીધો બંધ હોય.
$CH_3COONa$,$(CH_3COO)_2Ca$,અને $CH_3ONa$ માં,ધાતુના પરમાણુઓ ઓક્સિજન સાથે જોડાયેલા છે,કાર્બન સાથે સીધા જોડાયેલા નથી.

(D) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(CH_3)_3 CMgBr$ માં મેગ્નેશિયમ સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ અત્યંત ન્યુક્લિયોફિલિક હોય છે,જે આંશિક ઋણ વીજભાર $(- \delta)$ ધરાવે છે.
જ્યારે તે $D_2 O$ (ડ્યુટેરિયમ ઓક્સાઈડ) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ન્યુક્લિયોફિલિક કાર્બન $D_2 O$ ના ઇલેક્ટ્રોફિલિક ડ્યુટેરિયમ પરમાણુ $(D^+)$ પર હુમલો કરે છે.
આના પરિણામે આલ્કેન વ્યુત્પન્ન $(CH_3)_3 CD$ અને આડપેદાશ $Mg(OD)Br$ બને છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $(CH_3)_3 CMgBr + D_2 O \rightarrow (CH_3)_3 CD + Mg(OD)Br$.

(C) આપેલ મેટલ કાર્બોનિલની રચનાઓ નીચે મુજબ છે:
$I. [Co_2(CO)_8]$: તે ઘન અવસ્થામાં બ્રિજ સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જેમાં બે $CO$ બ્રિજ હોય છે.
$II. [Fe_3(CO)_{12}]$: તેની રચનામાં બે $CO$ બ્રિજ હોય છે.
$III. [Mn_2(CO)_{10}]$: તેમાં સીધો $Mn-Mn$ બંધ હોય છે અને કોઈ $CO$ બ્રિજ હોતા નથી.
$IV. [Fe_2(CO)_9]$: તેમાં ત્રણ $CO$ બ્રિજ હોય છે.
આમ,$CO$ બ્રિજ ધરાવતા સંકીર્ણો $I, II$ અને $IV$ છે.

(D) $Fe_2(CO)_9$ માં $3$ બ્રિજિંગ $CO$ લિગાન્ડ્સ અને $6$ ટર્મિનલ $CO$ લિગાન્ડ્સ હોય છે.
$Co_2(CO)_8$ માં $2$ બ્રિજિંગ $CO$ લિગાન્ડ્સ અને $6$ ટર્મિનલ $CO$ લિગાન્ડ્સ હોય છે.
તેથી,$Fe_2(CO)_9$ અને $Co_2(CO)_8$ માં બ્રિજ્ડ $CO$ લિગાન્ડ્સની સંખ્યા અનુક્રમે $3$ અને $2$ છે.

(B) વિલ્કિન્સન કેટાલિસ્ટ એ રોડિયમનું એક જાણીતું ઓર્ગેનોમેટાલિક કોઓર્ડિનેશન સંકીર્ણ છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $[RhCl(PPh_3)_3]$ છે,જ્યાં $PPh_3$ એ ટ્રાયફિનાઇલફોસ્ફિન દર્શાવે છે.
તેનો ઉપયોગ આલ્કીન્સના હાઇડ્રોજનેશન માટે ઉદ્દીપક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) ઝિગલર-નાટા ઉદ્દીપક સામાન્ય રીતે ટાઇટેનિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ $(TiCl_4)$ અને ટ્રાયઇથાઇલ એલ્યુમિનિયમ $(Al(C_2H_5)_3)$ નું મિશ્રણ છે.
$TiCl_4$ માં,ટાઇટેનિયમ $(Ti)$ નો ઓક્સિડેશન આંક નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
ધારો કે $Ti$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે.
ક્લોરિન $(Cl)$ નો ઓક્સિડેશન આંક $-1$ છે.
$x + 4(-1) = 0$
$x - 4 = 0$
$x = +4$.
તેથી,ઝિગલર-નાટા ઉદ્દીપકમાં $Ti$ નો ઓક્સિડેશન આંક $+4$ છે.

(B) મેટલ કાર્બોનિલમાં,મેટલ-કાર્બન $(M-C)$ બંધ $\sigma$ અને $\pi$ બંને પ્રકારના લક્ષણો ધરાવે છે.
વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે આ બંધમાં $\sigma$-દાન અને $\pi$-બેક-ડોનેશન બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
વિધાન $C$ સાચું છે: $\sigma$ બંધ કાર્બોનિલ કાર્બન પરના ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું મેટલની ખાલી કક્ષકમાં દાન કરવાથી બને છે.
વિધાન $D$ સાચું છે: $\pi$ બંધ મેટલની ભરાયેલી $d$-કક્ષકમાંથી $CO$ લિગેન્ડની ખાલી પ્રતિબંધકારક $\pi^*$ કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રોનનું બેક-ડોનેશન કરવાથી બને છે.
વિધાન $B$ ખોટું છે કારણ કે સિનર્જિક બંધન આંતરક્રિયા વાસ્તવમાં $M-C$ બંધને મજબૂત બનાવે છે અને $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે.
તેથી,વિધાન $A, C$ અને $D$ સાચા છે.