એકમ 9 સહયોગી યોગભૂતો (આંતરિક પ્રશ્નો-3)
આંતરિક પ્રશ્નો
9.5 વ્યૂહાત્મક બાંધકામ સિદ્ધાંતને આધારે સમજાવો કે સ્ક્વેર પ્લેનર રચનાના $\left[\mathrm{Ni}(\mathrm{CN})_4\right]^{2-}$ તત્વાર્પ ડાયામેગ્નેટિક છે અને ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિકાના $\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ તત્વાર્પ પારામેગ્નેટિક છે.
Show Answer
જવાબ
$\mathrm{Ni}$ એ +2 અક્ષરાશ સ્થિતિમાં છે, એટલે કે $\mathrm{d}^{8}$ રાખીને.
$4 \mathrm{CN}^{-}$ તત્વાર્પો છે. આમ, તે યોગ્ય રીતે ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિકા અથવા સ્ક્વેર પ્લેનર ભૂમિકા ધરાવી શકે છે. કારણ કે $\mathrm{CN}^{-}$ તત્વાર્પ એ મજબૂત ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે, તેથી તે અનવર્તિત $3 d$ ઇલેક્ટ્રોનો પેઅરિંગ કરવામાં આવે છે.
હવે તે $\mathrm{dsp}^{2}$ હાયબ્રાઇડીંગમાં જોડાય છે. કારણ કે બધા ઇલેક્ટ્રોનો પેઅર છે, તેથી તે ડાયામેગ્નેટિક છે.
$\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}, $ ક્લોરાઇડ તત્વાર્પ એ નબળો ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. તેથી તે અનવર્તિત $3 d$ ઇલેક્ટ્રોનો પેઅરિંગ કરવામાં આવતા નથી. તેથી તે $s p^{3}$ હાયબ્રાઇડીંગમાં જોડાય છે.
આ કિસ્સામાં 2 અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનો હોય છે, તેથી તે પારામેગ્નેટિક પ્રકૃતિનું છે.
9.6 $\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ પારામેગ્નેટિક છે જ્યારે $\left[\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_4\right]$ ડાયામેગ્નેટિક છે, જોકે બંનેની ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિકા છે. શા માટે?
Show Answer
જવાબ
જોકે $\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ અને $\left[\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4}\right]$ બંને ટેટ્રાહેડ્રલ છે, તેમની ચમત્કારક લાક્ષણિકતાઓ અલગ છે. આ લિગેન્ડ્સની પ્રકૃતિને કારણે થાય છે. $\mathrm{Cl}^{-}$ એ નબળો ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે અને તે અનવર્તિત $3 d$ ઇલેક્ટ્રોનો પેઅરિંગ કરવામાં આવતા નથી. તેથી, $\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ પારામેગ્નેટિક છે.
$\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4}, \mathrm{Ni}$ એ શૂન્ય અક્ષરાશ સ્થિતિમાં છે, એટલે કે તેની $3 d^{8} 4 s^{2}$ રાખીને રચના છે.
પણ $\mathrm{CO}$ એ મજબૂત ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. તેથી તે અનવર્તિત $3 d$ ઇલેક્ટ્રોનો પેઅરિંગ કરવામાં આવે છે. તેજીને, $4 \mathrm{~s}$ ઇલેક્ટ્રોનો $3 d$ ઓર્બિટલમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, તેથી $s p^{3}$ હાયબ્રાઇડીંગ આપવામાં આવે છે. કારણ કે આ કિસ્સામાં કોઈ અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનો નથી, $\left[\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4}\right]$ ડાયામેગ્નેટિક છે.
9.7 $\left[\mathrm{Fe}\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right)_6\right]^{3+}$ એ તીવ્ર રીતે પારામેગ્નેટિક છે જ્યારે $\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_6\right]^{3-}$ નબળી રીતે પારામેગ્નેટિક છે. સમજાવો.
Show Answer
જવાબ
$[\mathrm{Fe(H_2O)_6}]^{3+}$ અને $[\mathrm{Fe}\mathrm{(CN)_6}]^{3-}$ બંનેમાં Fe +3 અક્ષરાશ સ્થિતિમાં હોય છે, એટલે કે $d^{5}$ રાખીને.
કારણ કે $\mathrm{CN}^-$ એ મજબૂત ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે, તેથી તે અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનો પેઅરિંગ કરવામાં આવે છે. તેથી, $d$-ઓર્બિટલમાં ફક્ત એક અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોન બાકી રહે છે.
તેથી,
$ \begin{aligned} \mu & =\sqrt{n(n+2)} \\ & =\sqrt{1(1+2)} \\ & =\sqrt{3} \\ & =1.732\ \mathrm{BM} \end{aligned} $
બીજી બાજુમાં, $\mathrm{H_2} \mathrm{O}$ એ નબળો ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. તેથી તે ઇલેક્ટ્રોનો પેઅરિંગ કરવામાં આવતા નથી. આમ, અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનોની સંખ્યા 5 છે.
તેથી,
$ \begin{aligned} \mu & =\sqrt{n(n+2)} \\ & =\sqrt{5(5+2)} \\ & =\sqrt{35} \\ & 3.873\ \mathrm{BM} \end{aligned} $
આમ, સ્પષ્ટ થાય છે કે $[\mathrm{Fe(H_2 O)_6}]^{3+}$ તીવ્ર રીતે પારામેગ્નેટિક છે, જ્યારે $[\mathrm{Fe(CN)_6}]^{3-}$ નબળી રીતે પારામેગ્નેટિક છે.
9.8 $\left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH_3}\right)_6\right]^{3+}$ એ આંતરિક ઓર્બિટલ સંકળાયોજન છે તેમજ $\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH_3}\right)_6\right]^{2+}$ એ બાહ્ય ઓર્બિટલ સંકળાયોજન છે તે સમજાવો.
Show Answer
જવાબ
| $\left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_3\right)_6\right]^{3+}$ | $\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH}_3\right)_6\right]^{2+}$ |
|---|---|
| કોબાલ્ટની અક્ષરાશ સ્થિતિ $=+3$ | $\mathrm{Ni}=+2$ની અક્ષરાશ સ્થિતિ |
કોબાલ્ટની ઇલેક્ટ્રોનિક રાખીને $=d^6$ ![]() |
નિકલિશનની ઇલેક્ટ્રોનિક રાખીને $=d^8$ ![]() |
$\mathrm{NH}_3$ એ $CO^{3+}$ માટે મજબૂત ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે તેથી પેઅરિંગ કરવામાં આવે છે. તેથી કોબાલ્ટ $d^2 s p^3$ હાયબ્રાઇડીંગ કરી શકે છે.![]() |
$\mathrm{NH}_3$ એ પેઅરિંગ કરી શકે છે, તો ફક્ત એક $3 d$ ઓર્બિટલ ખાલી રહે છે. તેથી તે $d^s s p^3$ હાયબ્રાઇડીંગ કરી શકતું નથી. તેથી તે $s p^3 d^2$ હાયબ્રાઇડીંગ કરે છે.![]() |
| તેથી, તે આંતરિક ઓર્બિટલ સંકળાયોજન છે. | તેથી, તે બાહ્ય ઓર્બિટલ સંકળાયોજન બનાવે છે. |
9.9 સ્ક્વેર પ્લેનર $\left[\mathrm{Pt}(\mathrm{CN})_{4}\right]^{2-}$ તત્વાર્પમાં અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનોની સંખ્યા ઊંચાઇ કરો.
Show Answer
જવાબ
$\left[\mathrm{Pt}(\mathrm{CN})_{4}\right]^{2-}$
આ સંકળાયોજનમાં, $\mathrm{Pt}$ એ +2 સ્થિતિમાં છે. તે સ્ક્વેર પ્લેનર રચના બનાવે છે. આમ, તે $d p^{2}$ હાયબ્રાઇડીંગ કરે છે. હવે, $\mathrm{Pd}(+2)$ની ઇલેક્ટ્રોનિક રાખીને $5 d^{8}$ છે.
$\mathrm{CN}^{-}$ એ મજબૂત ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે તેથી અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનો પેઅરિંગ કરવામાં આવે છે. તેથી, $\left[\operatorname{Pt}(\mathrm{CN})_{4}\right]^{2-}$માં કોઈ અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનો નથી.
9.10 હેક્સાહ્વો મેન્ગનીસ(II) તત્વાર્પ પાંચ અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનો ધરાવે છે, જ્યારે હેક્સાસાયનો તત્વાર્પ ફક્ત એક અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. ક્રિસ્ટલ ફૉર્ડ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને સમજાવો.
Show Answer
જવાબ
| $\left[\mathrm{Mn}\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right)_{6}\right]^{2+}$ | $\left[\mathrm{Mn}(\mathrm{CN})_{6}\right]^{4-}$ |
|---|---|
| $\mathrm{Mn}$ એ +2 અક્ષરાશ સ્થિતિમાં છે. | $\mathrm{Mn}$ એ +2 અક્ષરાશ સ્થિતિમાં છે. |
| ઇલેક્ટ્રોનિક રાખીને $\mathrm{d}^{5}$ | ઇલેક્ટ્રોનિક રાખીને $\mathrm{d}^{5}$ |
| ક્રિસ્ટલ ફૉર્ડ ઓક્ટાહેડ્રલ છે. વૉટર એ નબળો ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. તેથી, $\left[\mathrm{Mn}\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right){6}\right]^{2+}$માં ઇલેક્ટ્રોનોની રાખીને $t{2g}^3e_g^2$ છે. | ક્રિસ્ટલ ફૉર્ડ ઓક્ટાહેડ્રલ છે. સાયનો એ મજબૂત ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. તેથી, $\left[\mathrm{Mn}(\mathrm{CN}){6}\right]^{4-}$માં ઇલેક્ટ્રોનોની રાખીને $t^{5}{2g}e^{0}_{g}$ છે. |
તેથી, હેક્સાહ્વો મેન્ગનીસ (II) તત્વાર્પ પાંચ અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોનો ધરાવે છે, જ્યારે હેક્સાસાયનો તત્વાર્પ ફક્ત એક અનવર્તિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે.



