NCERT Solutions Class 12 Chemistry Chapter 05 Coordination Compounds (उपसहसंयोजन यौगिक) Exercise Questions in Hindi

Question 5.1: वर्नर की अवधारणाओं के आधार पर उपसहसंयोजन यौगिकों में आबंधन को समझाइए।

Answer:

वर्नर की उपसहसंयोजन यौगिकों में आबंधन की मुख्य अवधारणाएँ निम्नलिखित हैं:
1. धातु दो प्रकार की संयोजकता प्रदर्शित करती है: प्राथमिक संयोजकता और द्वितीयक संयोजकता।
2. प्राथमिक संयोजकता ऋणात्मक आयनों द्वारा संतुष्ट होती है जबकि द्वितीयक संयोजकता ऋणात्मक और उदासीन दोनों आयनों से संतुष्ट होती है।
3. आधुनिक शब्दावली में, प्राथमिक संयोजकता धातु आयन की ऑक्सीकरण संख्या से मेल खाती है, जबकि द्वितीयक संयोजकता धातु आयन की उपसहसंयोजन संख्या को संदर्भित करती है।
4. एक धातु आयन में केन्द्रीय परमाणु के चारों ओर एक निश्चित संख्या में द्वितीयक संयोजकताएँ होती हैं। साथ ही, ये संयोजकताएँ उपसहसंयोजन परिसर की निश्चित ज्यामिति को निर्दिष्ट स्थान में एक विशिष्ट दिशा में प्रोजेक्ट करती हैं।
5. प्राथमिक संयोजकताएँ आमतौर पर आयनिक होती हैं, जबकि द्वितीयक संयोजकताएँ गैर-आयनिकरणीय होती हैं।

मुख्य बिंदु:

• वर्نر सिद्धांत के अनुसार धातुएँ दो प्रकार की संयोजकता दर्शाती हैं।
• प्राथमिक संयोजकता ऑक्सीकरण अवस्था को और द्वितीयक संयोजकता समन्वय संख्या को दर्शाती है।
• द्वितीयक संयोजकताएँ त्रिविम में निश्चित दिशाओं में होती हैं जिससे यौगिक को ज्यामिति मिलती है।

आम गलतियाँ:

• प्राथमिक और द्वितीयक संयोजकता के बीच अंतर स्पष्ट न करना।
• प्राथमिक संयोजकता को दिशात्मक मान लेना।
• आयनिक और गैर-आयनिकरणीय प्रकृति को गलत लिखना।

Exam Tips:

a) वर्नर सिद्धांत के पाँचों बिंदुओं को स्पष्ट रूप से लिखकर आएँ।
b) आधुनिक शब्दावली (ऑक्सीकरण संख्या और समन्वय संख्या) का उल्लेख अवश्य करें।
c) मुख्य बिंदुओं को बुलेट पॉइंट्स में लिखें ताकि परीक्षक को जाँचने में आसानी हो।

Question 5.2: \( \text{FeSO}_4 \) विलयन तथा \( (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 \) विलयन का 1:1 molar अनुपात में मिश्रण \( \text{Fe}^{2+} \) आयन का परीक्षण देता है परंतु \( \text{CuSO}_4 \) व जलीय अमोनिया का 1:4 molar अनुपात में मिश्रण \( \text{Cu}^{2+} \) आयनों का परीक्षण नहीं देता। समझाइए क्यों?

Answer:

दिए गए यौगिकों की अभिक्रियाएँ निम्नलिखित हैं:
\( (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 + \text{FeSO}_4 + 6\text{H}_2\text{O} \to \text{FeSO}_4 \cdot (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 \cdot 6\text{H}_2\text{O} \text{ (मोर लवण)} \)
\( \text{CuSO}_4 + 4\text{NH}_3 + 5\text{H}_2\text{O} \to [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4]\text{SO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O} \text{ (टेट्राएम्मीनकॉपर (II) सल्फेट)} \)
दोनों यौगिक अर्थात \( \text{FeSO}_4 \cdot (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 \cdot 6\text{H}_2\text{O} \) और \( [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4]\text{SO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O} \) यौगात्मक यौगिकों की श्रेणी में आते हैं। इनमें केवल एक बड़ा अंतर होता है, अर्थात पहला द्विक लवण का उदाहरण है जबकि दूसरा एक उपसहसंयोजन यौगिक है।
एक द्विक लवण एक अतिरिक्त यौगिक है जो ठोस अवस्था में स्थिर होता है लेकिन जो भंग अवस्था में अपने घटक आयनों में टूट जाता है। ये यौगिक अपने घटक के व्यक्तिगत गुणों को प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, \( \text{FeSO}_4 \cdot (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 \cdot 6\text{H}_2\text{O}, \text{ca Fe}^{2+}, \text{NH}_4^+, \) और \( \text{SO}_4^{2-} \) आयनों में टूट जाता है। इसलिए, यह \( \text{Fe}^{2+} \) आयनों के लिए एक धनात्मक परीक्षण देता है।
एक उपसहसंयोजन यौगिक एक यौगिक यौगिक है जो ठोस है और साथ ही विघटित अवस्था में भी अपनी पहचान बनाए रखता है जबकि घटकों के व्यक्तिगत गुण खो जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि \( [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4]\text{SO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O} \) कभी \( \text{Cu}^{2+} \) के लिए परीक्षण नहीं दिखाता है। \( [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4]\text{SO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O} \) के विलयन में मौजूद आयन \( [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4]^{2+} \) और \( \text{SO}_4^{2-} \) रहते हैं।

मुख्य बिंदु:

• द्विक लवण जलीय विलयन में अपने सभी घटक आयनों में वियोजित हो जाते हैं।
• उपसहसंयोजन यौगिक जलीय विलयन में अपनी जटिल आयन की पहचान बनाए रखते हैं और पूरी तरह आयनित नहीं होते।
• मोर लवण द्विक लवण है जबकि कॉपर-अमोनिया परिसर एक उपसहसंयोजन यौगिक है।

आम गलतियाँ:

• द्विक लवण और उपसहसंयोजन यौगिक के बीच अंतर को स्पष्ट न करना।
• आयनों के परीक्षण न मिलने का कारण समन्वय मंडल को न बताना।
• रासायनिक समीकरणों को असंतुलित लिखना।

Exam Tips:

a) द्विक लवण और उपसहसंयोजन यौगिक की परिभाषा के साथ उत्तर शुरू करें।
b) परीक्षण देने और न देने का मुख्य कारण समन्वय मंडल की स्थिरता को बताएँ।
c) रासायनिक समीकरणों को ठीक से संतुलित करके लिखें।

Question 5.3: प्रत्येक के दो उदाहरण देते हुए निम्नलिखित को समझाइए- समन्वय समूह, लिगण्ड, उपसहसंयोजन संख्या, उपसहसंयोजन बहुफलक, होमोलैट्रिक तथा हेटेरोलैट्रिक।

Answer:

1. समन्वय समूह: एक समन्वय इकाई एक विद्युत आवेशित मूलक या समूह है जो धनात्मक या ऋणात्मक आवेश वहन करते हैं। एक समन्वय इकाई में, केन्द्रीय परमाणु या आयन उपयुक्त संख्या में उदासीन अणुओं या ऋणात्मक आयनों (जिन्हें लिगण्ड कहा जाता है) से घिरा होता है।
उदाहरण के लिए: \( [\text{Ni}(\text{NH}_3)_6]^{2+}, [\text{Fe}(\text{CN})_6]^{3-} \)
2. लिगण्ड: उदासीन अणु या नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन जो धातु परमाणु को एक समन्वय इकाई या एक समन्वय संकुल में घेरते हैं, लिगण्ड के रूप में जाने जाते हैं।
उदाहरण के लिए: \( \text{NH}_3, \text{H}_2\text{O}, \text{Cl}^- \)
3. उपसहसंयोजन संख्या: उपसहसंयोजन मंडल में केंद्रीय धातु परमाणु से जुड़ने वाले लिगण्ड (या तो उदासीन अणु या ऋणात्मक आयन) की कुल संख्या केंद्रीय धातु परमाणु की उपसहसंयोजन संख्या कहलाती है।
उदाहरण के लिए: \( \text{K}_2[\text{PtCl}_6] \) में \( \text{Pt} \) की उपसहसंयोजन संख्या \( 6 \) है।
4. उपसहसंयोजन बहुफलक: केंद्रीय परमाणु के बारे में उपसहसंयोजन बहुफलक को लिगण्ड की स्थानिक व्यवस्था के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो सीधे उपसहसंयोजन मंडल में केंद्रीय धातु आयन से जुड़े होते हैं।
5. होमोलैट्रिक: वे ये कॉम्प्लेक्स हैं जिनमें धातु आयन केवल एक प्रकार के दाता समूह से बंधे होते हैं।
उदाहरण के लिए: \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]^{3+}, [\text{PtCl}_4]^{2-} \text{ आदि} \)
6. हेटेरोलैट्रिक: हेटेरोलैट्रिक कॉम्प्लेक्स वे कॉम्प्लेक्स होते हैं जहाँ केंद्रीय धातु आयन एक से अधिक प्रकार के दाता समूह से बंधे होते हैं।
उदाहरण के लिए: \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_4\text{Cl}_2]^+, [\text{Co}(\text{NH}_3)_5\text{Cl}]^{2+} \)

मुख्य बिंदु:

• सभी परिभाषाओं को मानक शब्दावली में लिखें।
• प्रत्येक परिभाषा के साथ कम से कम एक उपयुक्त उदाहरण दें।
• होमोलैट्रिक और हेटेरोलैट्रिक में दाता समूहों के प्रकार का अंतर स्पष्ट करें।

आम गलतियाँ:

• समन्वय संख्या और ऑक्सीकरण संख्या को एक समझ लेना।
• उदाहरणों में कोष्ठकों (brackets) का सही प्रयोग न करना।
• होमोलैट्रिक व हेटेरोलैट्रिक की परिभाषा में भ्रमित होना।

Exam Tips:

a) प्रत्येक पद की हेडिंग डालकर साफ-साफ उत्तर लिखें।
b) उदाहरणों कोष्ठक \( [] \) के अंदर ही लिखें।
c) यह एक दीर्घ उत्तरीय प्रश्न हो सकता है, अतः सभी छह बिंदुओं को विस्तार से दें।

Question 5.4: एकदंतुर, द्विर्दंतुर तथा उभयदंतुर लिगण्ड से क्या तात्पर्य है? प्रत्येक के दो उदाहरण दीजिए।

Answer:

एक लिगण्ड में इलेक्ट्रॉनों के एक या अधिक असहभाजित जोड़े हो सकते हैं जिन्हें लिगण्ड का दाता स्थल कहा जाता है। अब, इन दाता स्थलों की संख्या के आधार पर, लिगण्ड को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:
1. एकदंतुर लिगण्ड: केवल एक दाता परमाणु वाले लिगण्ड को एकदंतुर लिगण्ड कहा जाता है। उदाहरण के लिए, \( \text{NH}_3, \text{Cl}^- \text{ आदि} \)
2. द्विर्दंतुर लिगण्ड: जिन लिगण्ड्स में दो दाता परमाणु होते हैं, उन्हें द्विर्दंतुर लिगण्ड कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एथेन-1,2-डाइएमीन (\( \text{en} \)) और ऑक्सैलेट आयन (\( \text{C}_2\text{O}_4^{2-} \))।
3. उभयदंतुर लिगण्ड: वे लिगण्ड जो दो अलग-अलग परमाणु माध्यम से खुद को केंद्रीय धातु परमाणु से जोड़ सकते हैं, उभयदंतुर लिगण्ड कहलाते हैं।
उदाहरण के लिए: \( \text{M} \leftarrow \text{NO}_2 \) (नाइट्रिटो-N) और \( \text{M} \leftarrow \text{ONO} \) (नाइट्रिटो-O)।

मुख्य बिंदु:

• दाता परमाणुओं की संख्या के आधार पर लिगण्ड का वर्गीकरण किया जाता है।
• एकदंतुर में एक, द्विर्दंतुर में दो और उभयदंतुर में दो अलग-अलग दाता स्थल होते हैं।
• उभयदंतुर लिगण्ड के प्रसिद्ध उदाहरण \( \text{NO}_2^- \) और \( \text{SCN}^- \) हैं।

आम गलतियाँ:

• उभयदंतुर और द्विर्दंतुर लिगण्ड की परिभाषा को मिला देना।
• संरचनाओं में तीरों (arrows) की दिशा गलत दर्शाना।
• उचित रासायनिक सूत्र न लिखना।

Exam Tips:

a) परिभाषाओं के साथ उनके रासायनिक सूत्र व संरचनाएँ भी बनाएँ।
b) प्रत्येक प्रकार के दो-दो स्पष्ट उदाहरण दें।
c) उभयदंतुर लिगण्ड को समझाते समय दोनों दाता परमाणुओं को स्पष्ट करें।

Question 5.5: निम्नलिखित उपसहसंयोजन सत्ता में धातुओं के ऑक्सीकरण अंक का उल्लेख कीजिए -
(i) \( [\text{Co}(\text{H}_2\text{O})(\text{CN})(\text{en})_2]^{2+} \)
(ii) \( [\text{CoBr}_2(\text{en})_2]^{2+} \)
(iii) \( [\text{PtCl}_4]^{2-} \)
(iv) \( \text{K}_3[\text{Fe}(\text{CN})_6] \)
(v) \( [\text{Cr}(\text{NH}_3)_3\text{Cl}_3] \)

Answer:

(i) \( [\text{Co}(\text{H}_2\text{O})(\text{CN})(\text{en})_2]^{2+} \)
माना \( \text{Co} \) की ऑक्सीकरण संख्या \( x \) है।
संकुल पर आवेश \( +2 \) है।
\( x + 0 + (-1) + 2(0) = +2 \)
\( x - 1 = +2 \)
\( \Rightarrow x = +3 \)

(ii) \( [\text{CoBr}_2(\text{en})_2]^{2+} \)
माना \( \text{Co} \) की ऑक्सीकरण संख्या \( x \) है।
संकुल पर आवेश \( +2 \) है।
\( x + 2(-1) + 2(0) = +2 \)
\( x - 2 = +2 \)
\( \Rightarrow x = +3 \)

(iii) \( [\text{PtCl}_4]^{2-} \)
माना \( \text{Pt} \) की ऑक्सीकरण संख्या \( x \) है।
संकुल पर आवेश \( -2 \) है।
\( x + 4(-1) = -2 \)
\( x - 4 = -2 \)
\( \Rightarrow x = +2 \)

(iv) \( \text{K}_3[\text{Fe}(\text{CN})_6] \)
माना \( \text{Fe} \) की ऑक्सीकरण संख्या \( x \) है।
कुल आवेश शून्य है।
\( 3(+1) + x + 6(-1) = 0 \)
\( 3 + x - 6 = 0 \)
\( x - 3 = 0 \)
\( \Rightarrow x = +3 \)

(v) \( [\text{Cr}(\text{NH}_3)_3\text{Cl}_3] \)
माना \( \text{Cr} \) की ऑक्सीकरण संख्या \( x \) है।
उदासीन संकुल है, अतः कुल आवेश \( 0 \) है।
\( x + 3(0) + 3(-1) = 0 \)
\( x - 3 = 0 \)
\( \Rightarrow x = +3 \)

मुख्य बिंदु:

• उदासीन लिगण्डों (\( \text{H}_2\text{O}, \text{NH}_3, \text{en} \)) की ऑक्सीकरण संख्या शून्य होती है।
• ऋणात्मक लिगण्डों जैसे \( \text{Cl}^-, \text{Br}^-, \text{CN}^- \) की ऑक्सीकरण संख्या \( -1 \) होती है।
• केंद्रीय धातु की ऑक्सीकरण संख्या निकालने के लिए पूरे संकुल या आयन के आवेश को ध्यान में रखते हैं।

आम गलतियाँ:

• \( \text{en} \) (एथेन-1,2-डाइएमीन) को एकदंतुर मानकर उसकी संख्या गलत ले लेना।
• संकुल पर कुल आवेश को समीकरण के दाईं ओर गलत लिखना।
• सरल बीजगणितीय गणना में चिह्न की गलती करना।

Exam Tips:

a) प्रत्येक पद की गणना को चरण-दर-चरण दिखाएँ।
b) ऑक्सीकरण अंक को हमेशा रोमन अंकों में (+3, +2 आदि) लिखें।
c) अंतिम उत्तर में धातु के साथ ऑक्सीकरण अंक को स्पष्ट करें।

Question 5.6: IUPAC नियमों के आधार पर निम्नलिखित के लिये सूत्र लिखिए-
(i) टेट्राहाड्रोक्सोडिजंकेट (II)
(ii) हेक्साऐम्मीनकोबार्ट (III) सल्फेट
(iii) पोटैशियम टेट्राक्लोरिडोप्लेडेट (II)
(iv) पोटैशियम ट्राइऑक्सैलेटोक्रोमेट (III)
(v) डाइऐम्मीनडाइक्लोरिडो प्लेटिनम (II)
(vi) हेक्साऐम्मीनप्लैटिनम (IV)
(vii) पोटैशियम टेट्रासायनोड्रोनिकलेट (II)
(viii) टेट्राब्रीमिडो क्युप्रेट (II)
(ix) पेण्टाऐम्मीननाइट्रिटो-N-कोबाल्ट (III)
(x) पेण्टाऐम्मीननाइट्रिटो-N-कोबाल्ट (III)

Answer:

(i) \( [\text{Zn}(\text{OH})_4]^{2-} \)
(ii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]_2(\text{SO}_4)_3 \)
(iii) \( \text{K}_2[\text{PdCl}_4] \)
(iv) \( \text{K}_3[\text{Cr}(\text{C}_2\text{O}_4)_3] \)
(v) \( [\text{Pt}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2] \)
(vi) \( [\text{Pt}(\text{NH}_3)_6]^{4+} \)
(vii) \( \text{K}_2[\text{Ni}(\text{CN})_4] \)
(viii) \( [\text{Cu}(\text{Br})_4]^{2-} \)
(ix) \( [\text{Co}(\text{ONO})(\text{NH}_3)_5]^{2+} \)
(x) \( [\text{Co}(\text{NO}_2)(\text{NH}_3)_5]^{2+} \)

मुख्य बिंदु:

• सूत्र लिखते समय पहले धनायन और बाद में ऋणायन लिखा जाता है।
• समन्वय मंडल के भीतर लिगण्डों को वर्णमाला क्रम (alphabetical order) में लिखा जाता है।
• धातु का नाम और उसकी ऑक्सीकरण संख्या को कोष्ठक के भीतर लिखते हैं।

आम गलतियाँ:

• लिगण्डों के वर्णमाला क्रम को नजरअंदाज करना।
• संकुल के बाहर काउंटर आयनों की संख्या का सही संतुलन न करना।
• \( \text{en} \) या अन्य लिगण्डों के नाम में भ्रमित होना।

Exam Tips:

a) IUPAC नाम से सूत्र बनाते समय पहले धातु और फिर लिगण्ड की पहचान करें।
b) आवेश संतुलन (charge balance) की जाँच अवश्य करें।
c) सही रासायनिक प्रतीकों का प्रयोग करें।

Question 5.7: IUPAC नियमों के आधार पर निम्नलिखित के सुव्यवस्थित नाम लिखिए:
(i) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]\text{Cl}_3 \)
(iv) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_4(\text{NO}_2)]\text{Cl} \)
(vii) \( [\text{Ni}(\text{NH}_3)_6]\text{Cl}_2 \)
(ii) \( [\text{Pt}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}(\text{NH}_2\text{CH}_3)]\text{Cl} \)
(v) \( [\text{Mn}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \)
(viii) ट्रिस (एथिलीनडाइमाइन) कोबाल्ट (III) क्लोराइड
(iii) \( [\text{Ti}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} \)
(vi) \( [\text{NiCl}_4]^{2-} \)
(ix) \( [\text{Ni}(\text{CO})_4] \)

Answer:

(i) हेक्साऐम्मीनकोबाल्ट (III) क्लोराइड
(ii) डाइऐम्मीन क्लोरिडो (मिथाइल अमीन) प्लेटिनम (II) क्लोराइड
(iii) हेक्साकाइटेनियम (III) आयन
(iv) टेट्राऐम्मीनक्लोरिडोनिट्रिटो-N-कोबाल्ट (III) क्लोराइड
(v) हेक्साकाउर्मैनीज (II) आयन
(vi) टेट्राक्लोरिडोथिकेट (II) आयन
(vii) हेक्साऐम्मीननिकेल (II) क्लोराइड
(viii) ट्रिस (एथिलीनडाइमाइन) कोबाल्ट (III) क्लोराइड
(ix) टेट्राकार्बोनिल निकेल (0)

मुख्य बिंदु:

• IUPAC नामकरण में लिगण्डों का नाम अंग्रेजी वर्णमाला के क्रमानुसार लिखा जाता है।
• धातु की ऑक्सीकरण अवस्था को रोमन अंकों में कोष्ठक में लिखा जाता है।
• ऋणायनी संकुलों में धातु के नाम के अंत में 'एट' (-ate) जोड़ा जाता है।

आम गलतियाँ:

• वर्णमाला क्रम में नाम न लिखना।
• ऑक्सीकरण संख्या को रोमन में न लिखकर सामान्य संख्या लिखना।
• उदासीन लिगण्ड और ऋणात्मक लिगण्ड के नामकरण के नियमों में गलती करना।

Exam Tips:

a) पहले लिगण्डों के नाम वर्णमाला के अनुसार व्यवस्थित करें।
b) धातु की ऑक्सीकरण संख्या की गणना सावधानी से करें।
c) प्रत्यय (Suffix) जैसे 'क्लोराइड' या 'आयन' को अंत में सही से जोड़ें।

Question 5.8: उपसहसंयोजन यौगिकों के लिए संभावित विभिन्न प्रकार की समावयवताकों को सूचीबद्ध कीजिए तथा प्रत्येक का एक उदाहरण दीजिए।

Answer:

उपसहसंयोजन यौगिकों में मुख्य रूप से दो प्रकार की समावयवता पाई जाती है:
1. त्रिविम समावयवता:
(i) ज्यामितीय समावयवता: यह समावयवता हेटेरोलैट्रिक संकुलों में आम है। यह लिगण्ड्स की विभिन्न संभावित ज्यामितीय व्यवस्थाओं के कारण उत्पन्न होता है।
(ii) ध्रुवण समावयवता: इस प्रकार की समावयवता कायरल अणुओं में उत्पन्न होता है। समावयव एक-दूसरे की दर्पण छवियाँ हैं और एक दूसरे पर अध्यारोपित नहीं किया जा सकता।
2. संरचनात्मक समावयवता:
(i) बंधनी समावयवता: यह उन संकुलों में पाया जाता है जिनमें उभयदंतुर लिगण्ड होते हैं।
(ii) उपसहसंयोजन समरूपता: इस प्रकार की समावयवता तब उत्पन्न होती है जब परिसर में मौजूद विभिन्न धातु आयनों के धनायन और ऋणयन सत्ताओं के बीच लिगण्ड का आपस में आदान-प्रदान होता है।
(iii) आयनन समावयवता: इस प्रकार का समावयवता तब उत्पन्न होता है जब एक अन्य समन्वय मंडल के भीतर एक लिगण्ड की जगह लेता है। इस प्रकार, वे संकुल जिनकी संरचना समान होती है, लेकिन पानी में घुलने पर अलग-अलग आयन देते हैं, आयनन समावयवता कहलाते हैं।
(iv) विलायकयोजन समावयवता: विलायकयोजन समावयवता इस बात से भिन्न है कि विलायक अणु सीधे धातु आयन से बंधे होते हैं या केवल क्रिस्टल जाली में एक मुक्त विलायक अणु के रूप में मौजूद होते हैं।

मुख्य बिंदु:

• उपसहसंयोजन यौगिकों में मुख्य रूप से त्रिविम और संरचनात्मक समावयवता होती है।
• त्रिविम समावयवता के अंतर्गत ज्यामितीय और ध्रुवण समावयवता आती है।
• संरचनात्मक समावयवता में बंधनी, उपसहसंयोजन, आयनन और विलायकयोजन समावयवता शामिल हैं।

आम गलतियाँ:

• त्रिविम और संरचनात्मक समावयवता के वर्गीकरण में भ्रमित होना।
• प्रत्येक प्रकार के सही और सटीक उदाहरण न देना।
• परिभाषाओं को स्पष्ट रूप से न लिख पाना।

Exam Tips:

a) चार्ट या फ्लोचार्ट के रूप में समावयवता के प्रकारों को दर्शाना श्रेष्ठ रहता है।
b) प्रत्येक प्रकार की परिभाषा और एक उपयुक्त उदाहरण जरूर दें।
c) उत्तर को साफ और स्पष्ट रूप से खंडों में विभाजित करें।

Question 5.9: निम्नलिखित उपसहसंयोजन सत्ता में कितने ज्यामितीय समापव संभव है?
(i) \( [\text{Cr}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-} \)
(ii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_3\text{Cl}_3] \)

Answer:

(i) \( [\text{Cr}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-} \) के लिए कोई ज्यामितीय समावयवी संभव नहीं है क्योंकि यह द्विदंतुर लिगण्ड है।
(ii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_3\text{Cl}_3] \) दो ज्यामितीय समावयवी संभव हैं:
• फलकीय (\( \text{fac} \)) समावयव
• रेखाषिक (\( \text{mer} \)) समावयव

मुख्य बिंदु:

• \( \text{M}(AA)_3 \) प्रकार के संकुल ज्यामितीय समावयवता नहीं दर्शाते बल्कि ध्रुवण समावयवता दर्शाते हैं।
• \( \text{MA}_3\text{B}_3 \) प्रकार के संकुलों में फलकीय (\( \text{fac} \)) और रेखाषिक (\( \text{mer} \)) समावयव बनते हैं।
• ज्यामितीय समावयवता लिगण्डों की त्रिविम व्यवस्था पर निर्भर करती है।

आम गलतियाँ:

• द्विदंतुर लिगण्ड वाले संकुल में ज्यामितीय समावयवी मान लेना।
• \( \text{fac} \) और \( \text{mer} \) समावयवों की सही पहचान न कर पाना।
• संरचनाओं में लिगण्डों की स्थिति गलत दिखाना।

Exam Tips:

a) संकुल के प्रकार (\( \text{MA}_3\text{B}_3 \) आदि) को पहचानकर उत्तर दें।
b) फलकीय और रेखाषिक समावयव के नाम स्पष्ट रूप से लिखें।
c) यदि संभव हो तो छोटी संरचनात्मक आकृतियाँ बनाएँ।

Question 5.10: निम्न के प्रकाशित समावयवों की संरचनाएँ बनाइए-
(i) \( [\text{Cr}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-} \)
(ii) \( [\text{PtCl}_2(\text{en})_2]^{2+} \)
(iii) \( [\text{Cr}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2(\text{en})^+ \)

Answer:

(i) \( [\text{Cr}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-} \):
इसमें दो ध्रुवण समावयवी (दक्षिण ध्रुवण घूर्णक और वामावर्ती) बनते हैं जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब होते हैं और अध्यारोपित नहीं होते।

(ii) \( [\text{PtCl}_2(\text{en})_2]^{2+} \):
इसका संपक्ष (cis) समावयव ध्रुवण सक्रिय होता है और दो प्रकाशिक समावयव (दक्षिण ध्रुवण घूर्णक तथा वामावर्ती) बनाता है। विपक्ष (trans) समावयव ध्रुवण निष्ક્રિય होता है।

(iii) \( [\text{Cr}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2(\text{en})]^+ \):
इसके भी प्रकाशिक समावयव दर्पण प्रतिबिंब के रूप में बनाए जाते हैं जिनमें \( \text{en} \) लिगण्ड और अन्य एकदंतुर लिगण्ड अपनी विशिष्ट ज्यामिति दर्शाते हैं।

मुख्य बिंदु:

• प्रकाशिक समावयव वे होते हैं जो समतल ध्रुवित प्रकाश को घुमाते हैं।
• कायरल संकुल प्रकाशिक समावयवता दर्शाते हैं।
• दर्पण प्रतिबिंब एक-दूसरे पर अध्यारोपित नहीं होने चाहिए।

आम गलतियाँ:

• विपक्ष (trans) समावयव को प्रकाशिक सक्रिय मान लेना (विपक्ष हमेशा अकिरल होता है)।
• दर्पण प्रतिबिंब सही ढंग से न दर्शाना।
• द्विर्दंतुर लिगण्ड \( \text{en} \) को गलत तरीके से जोड़ना।

Exam Tips:

a) प्रकाशिक समावयवता के लिए 'दर्पण' (\( \text{mirror} \)) रेखा अवश्य दर्शाएँ।
b) 'दक्षिण ध्रुवण घूर्णक' और 'वामावर्ती' स्पष्ट रूप से लिखें।
c) केवल संपक्ष रूप ही प्रकाशिक समावयवता दिखाता है, इस बात का विशेष ध्यान रखें।

Question 5.11: निम्नलिखित के सभी समावयवों (ज्यामितीय व ध्रुवण) की संरचनाएँ बनाइए -
(i) \( [\text{CoCl}_2(\text{en})_2]^+ \)
(ii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)\text{Cl}(\text{en})_2]^{2+} \)
(iii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2(\text{en})]^+ \)}

Answer:

(i) \( [\text{CoCl}_2(\text{en})_2]^+ \):
इसके कुल मिलाकर तीन समावयव संभव हैं। संपक्ष (\( \text{cis} \)) रूप ध्रुवण सक्रिय होता है और दो प्रकाशिक समावयव बनाता है, जबकि विपक्ष (\( \text{trans} \)) रूप ध्रुवण निष्क्रिय होता है क्योंकि उसमें सममिति तल होता है।

(ii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)\text{Cl}(\text{en})_2]^{2+} \):
इसमें भी ज्यामितीय समावयवता (संपक्ष व विपक्ष) पाई जाती है और संपक्ष रूप प्रकाशिक सक्रिय होने के कारण ध्रुवण समावयव प्रदर्शित करता है।

(iii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2(\text{en})]^+ \):
इस संकुल के लिए ज्यामितीय और प्रकाशिक दोनों समावयव संभव हैं, जिनकी संरचनाएँ उनके लिगण्डों की स्थिति के आधार पर बनती हैं।

मुख्य बिंदु:

• संपक्ष समावयव ध्रुवण सक्रिय (अकिरल नहीं) होते हैं।
• विपक्ष समावयव सममिति के कारण ध्रुवण निष्क्रिय होते हैं।
• द्विदंतुर लिगण्ड वाले संकुलों में समावयवों की संख्या अधिक होती है।

आम गलतियाँ:

• विपक्ष रूप को भी ध्रुवण सक्रिय मान लेना।
• संरचनाओं में \( \text{en} \) (एथिलीनडाइमाइन) को गलत तरीके से जोड़ना।
• सभी संभव समावयवों की सही संख्या न लिखना।

Exam Tips:

a) ज्यामितीय और प्रकाशिक दोनों रूपों को अलग-अलग स्पष्ट बनाएँ।
b) कौन सा रूप सक्रिय है और कौन सा निष्क्रिय, इसे लिखकर बताएँ।
c) डायग्राम साफ-सुथरा और नामांकित होना चाहिए।

Question 5.12: \( [\text{Pt}(\text{NH}_3)(\text{Br})(\text{Cl})(\text{py})] \) के सभी ज्यामितीय समावयव लिखिए। इनमें से कितने ध्रुवण समावयवता दर्शाएंगे?

Answer:

दिए गए वर्ग समतलीय संकुल \( [\text{Pt}(\text{NH}_3)(\text{Br})(\text{Cl})(\text{py})] \) (जहाँ सभी चार लिगण्ड भिन्न हैं, यानी \( \text{Mabcd} \) प्रकार का संकुल) के तीन ज्यामितीय समावयव संभव हैं।
उपरोक्त समावयवों में से कोई भी ध्रुवण समावयवी प्रदर्शित नहीं करेगा। चतुष्फलकीय संकुल ही शायद ही कभी ध्रुवण समावयवता दिखाते हैं। वे केवल असममित कीलेटिंग अभिकर्मक की उपस्थिति में ऐसा करते हैं।

मुख्य बिंदु:

• \( \text{Mabcd} \) प्रकार के वर्ग समतलीय संकुल तीन ज्यामितीय समावयव बनाते हैं।
• वर्ग समतलीय संकुलों में सममिति तल होने के कारण वे आमतौर पर ध्रुवण निष्क्रिय होते हैं।
• यहाँ चार अलग-अलग एकदंतुर लिगण्ड उपस्थित हैं।

आम गलतियाँ:

• वर्ग समतलीय संकुलों को ध्रुवण सक्रिय मान लेना।
• संभावित ज्यामितीय समावयवों की संख्या गलत निकालना।
• लिगण्डों के नाम (Py = पाइरीडीन) में भ्रमित होना।

Exam Tips:

a) संकुल के प्रकार (\( \text{Mabcd} \)) को पहचानकर उत्तर दें।
b) स्पष्ट करें कि वर्ग समतलीय संकुलों में सममिति तल के कारण प्रकाशिक समावयवता क्यों नहीं होती।
c) तीनों ज्यामितीय रूपों की संक्षिप्त रूपरेखा दें।

Question 5.13: जलीय कॉपर सल्फेट विलयन (नीले रंग का), निम्नलिखित प्रेक्षण दर्शाता है -
(i) जलीय पोटैशियम फ्लोराइड के साथ हरा रंग
(ii) जलीय पोटैशियम क्लोराइड के साथ चमकती हरा रंग उपरोक्त प्रायोगिक परिणामों की व्याख्या कीजिए।

Answer:

जलीय \( \text{CuSO}_4, [\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_4]\text{SO}_4 \) के रूप में मौजूद है। \( [\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_4]^{2+} \) आयनों की उपस्थिति के कारण यह नीले रंग का होता है।
(i) जब \( \text{KF \) मिलाया जाता है: \( [\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_4]^{2+} + 4\text{F}^- \to [\text{Cu}(\text{F})_4]^{2-} + 4\text{H}_2\text{O} \) (हरा)
(ii) जब \( \text{KCl \) मिलाया जाता है: \( [\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_4]^{2+} + 4\text{Cl}^- \to [\text{CuCl}_4]^{2-} + 4\text{H}_2\text{O} \) (चमकीला हरा)
इन दोनों प्रयोगों में, कमजोर मंडल लिगण्ड पानी को \( \text{F}^- \) और \( \text{Cl}^- \) आयनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

मुख्य बिंदु:

• रंग परिवर्तन लिगण्ड प्रतिस्थापन (ligand substitution) के कारण होता है।
• नए संकुल बनने से क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा बदल जाती है जिससे रंग बदलता है।
• \( \text{F}^- \) और \( \text{Cl}^- \) जल की तुलना में दुर्बल लिगण्ड हैं जो अलग रंग का परिसर बनाते हैं।

आम गलतियाँ:

• रंग परिवर्तन का कारण अशुद्धियों को मान लेना।
• रासायनिक समीकरणों में जल के अणुओं की संख्या गलत लिखना।
• प्रतिस्थापन अभिक्रिया को स्पष्ट न करना।

Exam Tips:

a) प्रत्येक स्थिति के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण अवश्य लिखें।
b) लिगण्ड प्रतिस्थापन और क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत का संदर्भ दें।
c) नीले से हरे रंग में परिवर्तन के कारण को स्पष्ट करें।

Question 5.14: कॉपर सल्फेट के जलीय विलयन में जलीय \( \text{KCN} \) को अधिक्य में मिलाने पर बनने वाली उपसहसंयोजन सत्ता क्या होगी? इस विलयन में जब \( \text{H}_2\text{S(g)} \) गैस प्रवाहित की जाती है तो कॉपर सल्फाइड का अवक्षेप क्यों नहीं प्राप्त होता?

Answer:

\( \text{CuSO}_4\text{(aq)} + 4\text{KCN}\text{(aq)} \to \text{K}_2[\text{Cu}(\text{CN})_4]\text{aq} + \text{K}_2\text{SO}_4\text{(aq)} \)
अर्थात, \( [\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_4]^{2+} + 4\text{CN}^- \to [\text{Cu}(\text{CN})_4]^{2-} + 4\text{H}_2\text{O} \)
इस प्रकार, प्रक्रिया में गठित समन्वय इकाई \( \text{K}_2[\text{Cu}(\text{CN})_4] \), \( \text{K}_2[\text{Cu}(\text{CN})_4] \) एक बहुत ही स्थिर संकुल है, जो पानी में डालने पर \( \text{Cu}^{2+} \) आयन देने के लिए आयनित नहीं होता है। इसलिए, \( \text{Cu}^{2+} \) आयन तब अवक्षेपित नहीं होते जब \( \text{H}_2\text{S(g)} \) को विलयन से गुजारा जाता है।

मुख्य बिंदु:

• \( [\text{Cu}(\text{CN})_4]^{2-} \) एक अत्यंत स्थायी (stable) संकुल है।
• यह विलयन में मुक्त \( \text{Cu}^{2+} \) आयन उत्पन्न नहीं करता है।
• \( \text{H}_2\text{S} \) प्रवाहित करने पर कॉपर सल्फाइड (\( \text{CuS} \)) का अवक्षेप प्राप्त नहीं होता क्योंकि मुक्त कॉपर आयन उपलब्ध नहीं होते।

आम गलतियाँ:

• संकुल की स्थिरता के महत्व को न समझना।
• \( \text{H}_2\text{S} \) के साथ अवक्षेप न बनने का कारण गलत बताना।
• रासायनिक समीकरण में आयनों के आवेश सही न लिखना।

Exam Tips:

a) पहले बनने वाले संकुल \( \text{K}_2[\text{Cu}(\text{CN})_4] \) की अभिक्रिया लिखें।
b) संकुल की अत्यधिक स्थिरता को मुख्य कारण के रूप में रेखांकित करें।
c) उत्तर को संक्षिप्त और तथ्यात्मक रखें।

Question 5.15: संयोजकता आबंध सिद्धांत के आधार पर निम्नलिखित उपसहसंयोजन सत्ता में आबंधन की प्रकृति की विवेचना कीजिए-
(i) \( [\text{Fe}(\text{CN})_6]^{4-} \)
(ii) \( [\text{FeF}_6]^{3-} \)
(iii) \( [\text{Co}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-} \)
(iv) \( [\text{CoF}_6]^{3-} \)}

Answer:

(i) \( [\text{Fe}(\text{CN})_6]^{4-} \):
केंद्रीय समन्वय संकुल में, \( \text{Fe} \) +2 ऑक्सीकरण अवस्था में मौजूद है। \( \text{Fe}^{2+} \): \( \text{Fe}^{2+} \) आयन इलेक्ट्रॉनिक विन्यास \( 3d^6 \) के कक्षक है। चूंकि \( \text{CN}^- \) एक मजबूत क्षेत्र लिगण्ड है, यह युग्मित 3d इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी बनाने का कारण बनता है। चूंकि केंद्रीय धातु आयन के चारों ओर छह लिगण्ड हैं, सबसे व्यवहार्य संकरण \( d^2sp^3 \) है। \( \text{CN}^- \) आयनों से 6 इलेक्ट्रॉन जोड़े छह संकर \( d^2sp^3 \) आवृत्तों पर स्थापित हो जाते हैं। अतः संकुल की ज्यामिति अष्टफलकीय और प्रतिचुंबकीय है।

(ii) \( [\text{FeF}_6]^{3-} \):
इस संकुल में, \( \text{Fe} \) की ऑक्सीकरण अवस्था +3 है। \( \text{Fe}^{3+} \) आयन के कक्षक में 5 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। \( \text{F}^- \) आयन एक कमजोर क्षेत्र लिगण्ड है। इसलिए, यह 3d कक्षीय इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी का कारण नहीं बन सकता है। इसलिए, सबसे व्यवहार्य संकरण \( sp^3d^2 \) है, जिससे संकुल की ज्यामिति अष्टफलकीय और अनुचुंबकीय होती है।

(iii) \( [\text{Co}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-} \):
कोबाल्ट +3 ऑक्सीकरण अवस्था में है। ऑक्सैलेट एक मजबूत क्षेत्र लिगण्ड की तरह कार्य करता है जिससे आंतरिक \( d \) कक्षकों का उपयोग करके \( d^2sp^3 \) संकरण होता है, और संकुल अष्टफलकीय व प्रतिचुंबकीय होता है।

(iv) \( [\text{CoF}_6]^{3-} \):
कोबाल्ट +3 ऑक्सीकरण अवस्था में है। फ्लोराइड आयन एक दुर्बल क्षेत्र लिगण्ड है, अतः \( sp^3d^2 \) संकरण होता है और संकुल बाह्य कक्षकीय, अष्टफलकीय व अनुचुंबकीय होता है।

मुख्य बिंदु:

• VBT (संयोजकता आबंध सिद्धांत) के अनुसार मजबूत लिगण्ड इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करते हैं।
• दुर्बल लिगण्ड (\( \text{F}^- \) आदि) युग्मन नहीं करते, जिससे बाह्य कक्षकीय संकुल बनते हैं।
• अष्टफलकीय संकुलों में या तो \( d^2sp^3 \) (आंतरिक कक्षक) या \( sp^3d^2 \) (बाह्य कक्षक) संकरण होता है।

आम गलतियाँ:

• मजबूत और दुर्बल लिगण्डों के प्रभाव (युग्मन करना या न करना) में गलती करना।
• संकरण \( d^2sp^3 \) और \( sp^3d^2 \) को आपस में मिला देना।
• अनुचुंबकीय और प्रतिचुंबकीय की पहचान गलत करना।

Exam Tips:

a) धातु आयन का ऑक्सीकरण अंक और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास सबसे पहले लिखें।
b) लिगण्ड की प्रकृति (प्रबल या दुर्बल) स्पष्ट करें।
c) संकरण, ज्यामिति और चुम्बकीय प्रकृति को अलग से निष्कर्ष में लिखें।

Question 5.16: अष्टफलकीय क्रिस्टल क्षेत्र में \( d \) कक्षकों के विपाटन को दर्शाने के लिए चित्र बनाइए।

Answer:

एक अष्टफलकीय क्षेत्र में \( d \) कक्षकों का विभाजन इस प्रकार होता है कि, \( d_{x^2-y^2}, d_{z^2} \) ऊर्जा में वृद्धि का अनुभव करते हैं और \( e_g \) ऊर्जा स्तर बनाते हैं, जबकि \( d_{xy}, d_{yz} \) और \( d_{zx} \) ऊर्जा में गिरावट का अनुभव करते हैं और \( t_{2g} \) स्तर बनाते हैं।
(चित्र में मुक्त धातु आयन से गोलीय क्रिस्टल क्षेत्र और फिर औसत ऊर्जा से अष्टफलकीय क्रिस्टल क्षेत्र में \( d \) कक्षकों का विपाटन दर्शाया जाता है, जिसमें \( t_{2g} \) की ऊर्जा \( -0.4\Delta_o \) और \( e_g \) की ऊर्जा \( +0.6\Delta_o \) होती है।)

मुख्य बिंदु:

• अष्टफलकीय क्षेत्र में \( d \) कक्षक दो सेटों में विभाजित होते हैं: \( t_{2g} \) (त्रिक) और \( e_g \) (द्विक)।
• \( t_{2g} \) कक्षक नीचे (कम ऊर्जा) और \( e_g \) कक्षक ऊपर (अधिक ऊर्जा) होते हैं।
• ऊर्जा अंतराल को \( \Delta_o \) (क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा) कहा जाता है।

आम गलतियाँ:

• \( t_{2g} \) और \( e_g \) कक्षकों की ऊर्जा के स्तरों को उल्टा दर्शाना।
• ऊर्जा के अंतर (\( \Delta_o \)) को सही ढंग से न दर्शाना।
• आरेख में तीरों के निशान गलत लगाना।

Exam Tips:

a) आरेख स्वच्छ, स्पष्ट और पेंसिल से बनाया हुआ होना चाहिए।
b) \( t_{2g}, e_g, \Delta_o \) तथा ऊर्जा अक्ष को स्पष्ट रूप से नामांकित करें।
c) विपाटन के कारणों को संक्षिप्त वाक्यों में समझाएँ।

Question 5.17: स्पेक्ट्रोरासायनिक श्रेणी क्या है? दुर्बल क्षेत्र लिगण्ड तथा प्रबल क्षेत्र लिगण्ड में अंतर स्पष्ट कीजिए।

Answer:

एक स्पेक्ट्रोरासायनिक श्रेणी उनके क्रिस्टल-क्षेत्र विभाजन ऊर्जा (CFSE) मूल्यों के क्रम में सामान्य लिगण्ड की व्यवस्था है। श्रेणी के दायीं ओर मौजूद लिगण्ड मजबूत फील्ड लिगण्ड होते हैं जबकि बायीं ओर कम कमजोर क्षेत्र लिगण्ड होते हैं। इसके अलावा, मजबूत क्षेत्र लिगण्ड कमजोर क्षेत्र लिगण्ड की तुलना में \( d \) कक्षकों में उच्च विभाजन का कारण बनते हैं।
\( \text{I}^- < \text{Br}^- < \text{S}^{2-} < \text{SCN}^- < \text{Cl}^- < \text{N}_3 < \text{F}^- < \text{OH}^- < \text{C}_2\text{O}_4^{2-} < \text{H}_2\text{O} < \text{NC S}^- < \text{H}^- < \text{CN}^- < \text{NH}_3 < \text{en} < \text{SO}_3^{2-} < \text{NO}_2^- < \text{phen} < \text{CO} \)

मुख्य बिंदु:

• स्पेक्ट्रोरासायनिक श्रेणी लिगण्डों को उनकी क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन शक्ति के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित करती है।
• प्रबल लिगण्ड अधिक CFSE उत्पन्न करते हैं जबकि दुर्बल लिगण्ड कम।
• \( \text{I}^- \) सबसे दुर्बल और \( \text{CO} \) सबसे प्रबल लिगण्डों में गिने जाते हैं।

आम गलतियाँ:

• श्रेणी में लिगण्डों का क्रम गलत याद रखना।
• प्रबल और दुर्बल लिगण्ड के प्रभाव को स्पष्ट न करना।
• CFSE का पूर्ण रूप या अर्थ न समझना।

Exam Tips:

a) स्पेक्ट्रोरासायनिक श्रेणी की परिभाषा सटीक रूप से लिखें।
b) श्रेणी के कुछ महत्वपूर्ण लिगण्डों का क्रम उदाहरणस्वरूप दें।
c) प्रबल और दुर्बल लिगण्डों के प्रभाव का अंतर स्पष्ट करें।

Question 5.18: क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा क्या है? उपसहसंयोजन सत्ता में \( d \) कक्षकों का वास्तविक विन्यास \( \Delta_o \) के मान के आधार पर कैसे निर्धारित किया जाता है?

Answer:

विपाटन \( d \)-कक्षक (गोलाकार क्षेत्र के वातावरण में) दो स्तरों में विभाजित हो जाते हैं अर्थात, लिगण्ड की उपस्थिति में \( e_g \) और \( t_{2g} \). लिगण्ड की उपस्थिति के कारण पतित स्तरों के विभाजन को क्रिस्टल-क्षेत्र विपाटन ऊर्जा कहा जाता है। इसे \( \Delta_o \) से निरूपित करते हैं। \( e_g \) से विपाटन करते हैं। कक्षकों के विभाजित होने de बाद, इलेक्ट्रॉनों का भरणा होता है। तीन \( t_{2g} \) कक्षकों में 1 इलेक्ट्रॉन (प्रत्येक) भर जाने के बाद, चौथा इलेक्ट्रॉन दो प्रकार से भर सकता है। यह \( e_g \) कक्षक में प्रवेश कर सकता है (इलेक्ट्रॉनिक विन्यास \( t_{2g}^3 e_g^1 \) को जन्म देता है) या इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी \( t_{2g} \) कक्षक में हो सकती है (इलेक्ट्रॉनिक विन्यास \( t_{2g}^4 e_g^0 \) को जन्म देती है)। यदि लिगण्ड्स \( \Delta_o \) ऊर्जा का मान युग्मन ऊर्जा (\( p \)) से कम है, तो इलेक्ट्रॉन \( e_g \) कक्षीय में प्रवेश करती है। दूसरी ओर, यदि लिगण्ड का \( \Delta_o \) ऊर्जा का मान युग्मन ऊर्जा (\( p \)) से अधिक है, तो इलेक्ट्रॉन \( t_{2g} \) कक्षा में प्रवेश करते हैं।

मुख्य बिंदु:

• क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (\( \Delta_o \)) \( t_{2g} \) और \( e_g \) कक्षकों के बीच का ऊर्जा अंतर है।
• इलेक्ट्रॉनों का भरना \( \Delta_o \) और युग्मन ऊर्जा (\( P \)) के相対मान पर निर्भर करता है।
• यदि \( \Delta_o < P \), तो उच्च चक्रण (high spin) संकुल बनते हैं; यदि \( \Delta_o > P \), तो निम्न चक्रण (low spin) संकुल बनते हैं।

आम गलतियाँ:

• \( \Delta_o \) और \( P \) (युग्मन ऊर्जा) की तुलना को गलत समझना।
• इलेक्ट्रॉनिक विन्यास \( t_{2g} \) और \( e_g \) में इलेक्ट्रॉन गलत भरना।
• परिभाषा अधूरी छोड़ना।

Exam Tips:

a) \( \Delta_o \) और युग्मन ऊर्जा \( P \) की तुलना स्पष्ट रूप से लिखें।
b) दोनों स्थितियों (\( \Delta_o < P \) और \( \Delta_o > P \)) के परिणाम बताएँ।
c) उत्तर को वैज्ञानिक शब्दावली में लिखें।

Question 5.19: \( [\text{Cr}(\text{NH}_3)_6]^{3+} \) अनुचुंबकीय है जबकि \( [\text{Ni}(\text{CN})_4]^{2-} \) प्रतिचुंबकीय, समझाइए क्यों?

Answer:

\( \text{Cr}^{3+} \) ऑक्सीकरण अवस्था में है अर्थात \( d^3 \) विन्यास है। इसके अलावा, \( \text{NH}_3 \) एक कमजोर क्षेत्र का लिगण्ड है जो \( 3d \) कक्षा में इलेक्ट्रॉनों का युग्म नहीं बनाता है। जैसे:
\( \uparrow \mid \uparrow \mid \uparrow \mid \text{ (3d)} \)
इसलिए, यह \( d^2sp^3 \) संकरण से गुजरता है और 3d कक्षकों में इलेक्ट्रॉन अयुग्मित रहते हैं। इसलिए, यह प्रकृति में अनुचुंबकीय है।
\( [\text{Ni}(\text{CN})_4]^{2-} \) में, \( \text{Ni}^{+2} \) ऑक्सीकरण अवस्था अर्थात \( d^8 \) विन्यास में मौजूद है। इसलिए,
\( \uparrow\downarrow \mid \uparrow\downarrow \mid \uparrow\downarrow \mid \uparrow\downarrow \mid \text{ (3d)} \)
\( \text{CN}^- \) प्रबल क्षेत्र लिगण्ड है। यह 3d कक्षीय इलेक्ट्रॉनों के युग्मों का कारण बनता है। फिर, \( \text{Ni}^{2+}, dsp^2 \) संकरण से गुजरता है। यहाँ, कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है, अतः यह प्रतिचुंबकीय है।

मुख्य बिंदु:

• \( \text{Cr}^{3+} \) में \( 3 \) अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिससे यह अनुचुंबकीय होता है।
• \( \text{Ni}^{2+} \) के साथ \( \text{CN}^- \) (प्रबल लिगण्ड) होने के कारण सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हो जाते हैं, जिससे यह प्रतिचुंबकीय बनता है।
• चुंबकीय प्रकृति अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति पर निर्भर करती है।

आम गलतियाँ:

• क्रोमियम और निकल के ऑक्सीकरण अंक गलत निकालना।
• लिगण्ड की प्रबलता को ध्यान में न रखना।
• अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की गिनती में त्रुटि करना।

Exam Tips:

a) दोनों संकुलों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखकर दिखाएँ।
b) अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति या अनुपस्थिति को स्पष्ट रूप से दर्शाएँ।
c) 'अनुचुंबकीय' और 'प्रतिचुंबकीय' होने का मुख्य कारण लिगण्ड और \( d \)-क कक्षकों का युग्मन बताएँ।

Question 5.20: \( [\text{Ni}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \) का विलयन हरा है परंतु \( [\text{Ni}(\text{CN})_4]^{2-} \) का विलयन रंगहीन है। समझाइए।

Answer:

\( [\text{Ni}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \) में, \( \text{H}_2\text{O} \) एक कमजोर क्षेत्र लिगण्ड है। इसलिए, \( \text{Ni}^{2+} \) में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। इस परिसर में, निम्न ऊर्जा स्तर से \( d \) इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा स्तर तक उत्तेजित किया जा सकता है, अर्थात \( d - d \) संक्रमण की संभावना मौजूद है। इसलिए, \( [\text{Ni}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \) रंगीन है।
\( [\text{Ni}(\text{CN})_4]^{2-} \) में, सभी इलेक्ट्रॉनों को \( \text{CN}^- \) एक मजबूत क्षेत्र लिगण्ड के रूप में जोड़ा जाता है। इसलिए, \( [\text{Ni}(\text{CN})_4]^{2-} \) में \( d - d \) संक्रमण संभव नहीं है। इसलिए, यह रंगहीन है।

मुख्य बिंदु:

• रंग का मुख्य कारण \( d - d \) संक्रमण (transition) है।
• \( d - d \) संक्रमण के लिए अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों और ऊर्जा के अवशोषण की आवश्यकता होती है।
• प्रबल लिगण्ड \( \text{CN}^- \) के कारण संकुल रंगहीन हो जाते हैं जबकि दुर्बल लिगण्ड रंगीन बनाते हैं।

आम गलतियाँ:

• रंगहीन होने का कारण संक्रमण का अभाव न समझना।
• जल और सायनाइड लिगण्ड की शक्ति में अंतर न पहचानना।
• \( d - d \) संक्रमण की अवधारणा को गलत लिखना।

Exam Tips:

a) दोनों संकुलों में लिगण्ड की प्रकृति (दुर्बल बनाम प्रबल) का उल्लेख करें।
b) \( d - d \) संक्रमण की उपस्थिति (हरे रंग के लिए) और अनुपस्थिति (रंगहीनता के लिए) को स्पष्ट करें।
c) उत्तर को वैज्ञानिक तर्कों के साथ समाप्त करें।

Question 5.21: \( [\text{Fe}(\text{CN})_6]^{4-} \) तथा \( [\text{Fe}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \) के तनु विलयनों के रंग भिन्न होते हैं। क्यों?

Answer:

एक विशेष समन्वय यौगिक का रंग क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा \( \Delta_o \) के परिमाण पर निर्भर करता है। यह CFSE के अतिरिक्त यह लिगण्ड की प्रकृति पर निर्भर करता है। और \( [\text{Fe}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \), के मामले में, रंग भिन्न होता है क्योंकि CFSE में अंतर होता है। अब, \( \text{CN}^- \) एक मजबूत क्षेत्र लिगण्ड है जिसका CFSE मान पानी के CFSE मान की अधिक है। इसका मतलब यह है कि अंतर \( d - d \) संक्रमण के लिए ऊर्जा का अवशोषण भी भिन्न होता है। इसलिए, प्रेषित रंग भी भिन्न होता है।

मुख्य बिंदु:

• यौगिकों के रंग क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (\( \Delta_o \)) पर निर्भर करते हैं।
• \( \text{CN}^- \) प्रबल लिगण्ड है जो उच्च \( \Delta_o \) उत्पन्न करता है, जबकि \( \text{H}_2\text{O} \) दुर्बल लिगण्ड है।
• अलग-अलग \( \Delta_o \) होने के कारण दृश्य क्षेत्र में अलग-अलग तरंगदैर्ध्य का अवशोषण होता है, जिससे रंग भिन्न होते हैं।

आम गलतियाँ:

• रंग भिन्न होने का कारण केवल धातु आयन को मान लेना (जबकि लिगण्ड मुख्य है)।
• \( \Delta_o \) के प्रभाव को नजरअंदाज करना।
• \( d - d \) संक्रमण की भूमिका स्पष्ट न करना।

Exam Tips:

a) क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (\( \Delta_o \)) और लिगण्ड की प्रकृति का जिक्र अवश्य करें।
b) बताएँ कि कैसे अलग-अलग लिगण्ड अलग ऊर्जा का अवशोषण करते हैं।
c) उत्तर को स्पष्ट और बिंदुवार लिखें।

Question 5.22: धातु कार्बोनिल्सों में आबंध की प्रकृति की विवेचना कीजिए।

Answer:

धातु कार्बोनिल में धातु-कार्बन बंधन में \( \sigma \) और \( \pi \) दोनों गुण होते हैं। एक \( \sigma \) बंधन तब बनता है जब कार्बोनिल कार्बन धातु के रिक्त कक्षक में इलेक्ट्रॉनों का एक अकेला जोड़ा दान करता है। एक \( \pi \) बंधन हुए धातु \( d \) कक्षीय से रिक्त प्रति-आबंधन \( \pi^* \) कक्षीय (जिसे कार्बोनिल समूह के पश्य-आबंधन के रूप में भी जाना जाता है) में इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के दान से बनता है। \( \sigma \) बंधन \( \pi \) बंधन को मजबूत करता है और इसके विपरीत। इस प्रकार, धातु-लिगण्ड बंधन के कारण एक सहक्रियात्मक प्रभाव पैदा होता है। यह सहक्रियात्मक प्रभाव CO और धातु के बीच के बंधन को मजबूत करता है।

मुख्य बिंदु:

• धातु-कार्बन बंध में \( \sigma \) और \( \pi \) दोनों प्रकार के लक्षण होते हैं।
• \( \sigma \) बंध लिगण्ड से धातु की ओर इलेक्ट्रॉन दान से बनता है।
• \( \pi \) पश्च-आबंधन (back bonding) धातु से CO के रिक्त \( \pi^* \) कक्षकों में इलेक्ट्रॉन दान से बनता है, जिससे सहक्रियात्मक प्रभाव (synergic effect) उत्पन्न होता है।

आम गलतियाँ:

• केवल \( \sigma \) बंध का उल्लेख करना और \( \pi \) पश्च-आबंधन को भूल जाना।
• सहक्रियात्मक प्रभाव को गलत तरीके से समझाना।
• कक्षकों की सही जानकारी न देना।

Exam Tips:

a) \( \sigma \) दान और \( \pi \) पश्च-आबंधन दोनों को अलग-अलग समझाएँ।
b) 'सहक्रियात्मक प्रभाव' (Synergic Effect) शब्द का प्रयोग अवश्य करें।
c) यदि संभव हो तो आबंध का सरल आरेख बनाएँ।

Question 5.3: [Note: PDF question number sequence error; following PDF numbering] निम्न संकुलों में केंद्रीय धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था, \( d \) कक्षकों का अधिग्रण एवं उपसहसंयोजन संख्या बतलाइए-
(i) \( \text{K}_3[\text{Co}(\text{C}_2\text{O}_4)_3] \)
(ii) \( \text{cis}-[\text{Cr}(\text{en})_2\text{Cl}_2]\text{Cl} \)
(iii) \( (\text{NH}_4)_2[\text{CoF}_4] \)
(iv) \( [\text{Mn}(\text{H}_2\text{O})_6]\text{SO}_4 \)}

Answer:

(i) \( \text{K}_3[\text{Co}(\text{C}_2\text{O}_4)_3] \)
केंद्रीय धातु आयन \( \text{Co} \) है। इसकी समन्वय संख्या \( 6 \) है। ऑक्सीकरण अवस्था: \( x - 6 = -3 \Rightarrow x = +3 \). \( \text{Co}^{3+} \) के लिए \( d \) कक्षीय अधिग्रहण \( t_{2g}^6 e_g^0 \) है।

(ii) \( \text{cis}-[\text{Cr}(\text{en})_2\text{Cl}_2]\text{Cl} \)
केंद्रीय धातु आयन \( \text{Cr} \) है। इसकी समन्वय संख्या \( 6 \) है। ऑक्सीकरण अवस्था: \( x + 2(0) + 2(-1) = +1 \Rightarrow x - 2 = +1 \Rightarrow x = +3 \). \( \text{Cr}^{3+} \) के लिए \( d \) कक्षीय अधिग्रहण \( t_{2g}^3 e_g^0 \) है।

(iii) \( (\text{NH}_4)_2[\text{CoF}_4] \)
केंद्रीय धातु आयन \( \text{Co} \) है। इसकी समन्वय संख्या \( 4 \) है। ऑक्सीकरण अवस्था: \( x - 4 = -2 \Rightarrow x = +2 \). \( \text{Co}^{2+} \) के लिए \( d \) कक्षीय अधिग्रहण \( e_g^4 t_{2g}^3 \) है।

(iv) \( [\text{Mn}(\text{H}_2\text{O})_6]\text{SO}_4 \)
केंद्रीय धातु आयन \( \text{Mn} \) है। इसकी समन्वय संख्या \( 6 \) है। ऑक्सीकरण अवस्था: \( x + 0 = +2 \Rightarrow x = +2 \). \( \text{Mn}^{2+} \) के लिए \( d \) कक्षीय अधिग्रहण \( t_{2g}^3 e_g^2 \) है।

मुख्य बिंदु:

• समन्वय संख्या लिगण्डों द्वारा धातु को दिए गए कुल उपसहसंयोजन बंधों की संख्या है।
• ऑक्सीकरण अवस्था बीजगणितीय नियम से निकाली जाती है।
• \( d \) कक्षकीय अधिग्रण (\( t_{2g} \) और \( e_g \)) धातु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और लिगण्ड की प्रकृति पर निर्भर करता है।

आम गलतियाँ:

• \( \text{en} \) (द्विदंतुर) की समन्वय संख्या को \( 1 \) मान लेना (यह \( 2 \) होती है)।
• ऑक्सीकरण अंक की गणना में चिह्न की गलती करना।
• \( t_{2g} \) और \( e_g \) विन्यास गलत लिखना।

Exam Tips:

a) प्रत्येक उप-प्रश्न के लिए समन्वय संख्या, ऑक्सीकरण अंक और \( d \)-विन्यास अलग-अलग पॉइंट में लिखें।
b) गणना के चरण स्पष्ट दिखाएँ।
c) संकुलों के आवेशों का ध्यान रखें।

Question 5.24: निम्न संकुलों के IUPAC नाम लिखिए तथा ऑक्सीकरण अवस्था, इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और उपसहसंयोजन संख्या दर्शाइए। संकुल का त्रिविम रसायन तथा चुंबकीय आघूर्ण भी बतलाइए:
(i) \( \text{K}[\text{Cr}(\text{H}_2\text{O})_2(\text{C}_2\text{O}_4)_2] \cdot 3\text{H}_2\text{O} \)
(ii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_5\text{Cl}]\text{Cl}_2 \)
(iii) \( \text{CrCl}_3(\text{py})_3 \)
(iv) \( \text{Cs}[\text{FeCl}_4] \)
(v) \( \text{K}_4[\text{Mn}(\text{CN})_6] \)}

Answer:

(i) पोटैशियम डायकाडियोऑक्सैलेटोक्रोमेट (III) ट्राइहाइड्रेट
क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था = \( 3 \), इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: \( 3d^3: t_{2g}^3 \), समन्वय संख्या = \( 6 \), आकार: अष्टफलक, त्रिविम-रसायन: विपक्ष समावयव ध्रुवण रूप से सक्रिय है, चुंबकीय आघूर्ण \( \mu = \sqrt{n(n+2)} = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 4 \text{BM} \).

(ii) \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_5\text{Cl}]\text{Cl}_2 \): IUPAC नाम: पेण्टाऐम्मीनक्लोरिडोकोबाल्ट (III) क्लोराइड
\( \text{Co} \) की ऑक्सीकरण अवस्था = \( +3 \), समन्वय संख्या = \( 6 \), आकार: अष्टफलक, इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: \( d^6: t_{2g}^6 \), चुंबकीय आघूर्ण = \( 0 \).

(iii) \( \text{CrCl}_3(\text{py})_3 \): IUPAC नाम: ट्राइक्लोरिडोट्राइपाइरीडीनक्रोमियम (III)
क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था = \( +3 \), \( d^3 = t_{2g}^3 \), समन्वय संख्या = \( 6 \), आकार: अष्टफलक, चुंबकीय आघूर्ण \( \approx 4 \text{BM} \).

(iv) \( \text{Cs}[\text{FeCl}_4] \): IUPAC नाम: सीज़ियम टेट्राक्लोरोफेरेट (III)
\( \text{Fe} \) की ऑक्सीकरण अवस्था = \( +3 \), \( d^5 = e_g^2 t_{2g}^3 \), समन्वय संख्या = \( 4 \), आकार: चतुष्फलकीय, चुंबकीय आघूर्ण \( \approx 6 \text{BM} \).

(v) \( \text{K}_4[\text{Mn}(\text{CN})_6] \): IUPAC नाम: पोटैशियम हेक्사सायनोमॅगनेट (II)
मॅगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था = \( +2 \), इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: \( d^5: t_{2g}^5 \), समन्वय संख्या = \( 6 \), आकार: अष्टकोणीय, चुंबकीय आघूर्ण \( \mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} = 1.732 \text{BM} \).

मुख्य बिंदु:

• चुंबकीय आघूर्ण निकालने के लिए सूत्र \( \mu = \sqrt{n(n+2)} \) का प्रयोग किया जाता है (जहाँ \( n \) अयुग्मित इलेक्ट्रอนों की संख्या है)।
• समन्वय संख्या \( 6 \) होने पर ज्यामिति अष्टफलकीय और \( 4 \) होने पर चतुष्फलकीय या वर्ग समतलीय होती है।
• IUPAC नामकरण नियमों का कड़ाई से पालन करें।

आम गलतियाँ:

• चुंबकीय आघूर्ण की गणना में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या गलत लेना।
• IUPAC नाम में ऋणायनी संकुलों में 'एट' (-ate) प्रत्यय भूल जाना।
• इलेक्ट्रॉनिक विन्यास गलत लिखना।

Exam Tips:

a) प्रत्येक यौगिक के लिए IUPAC नाम, ऑक्सीकरण अंक, समन्वय संख्या, संकरण और चुम्बकीय आघूर्ण अलग-अलग बिंदुओं में लिखें।
b) सूत्र \( \mu = \sqrt{n(n+2)} \) को लिखकर गणना करें और मात्रक BM (बोर मैग्नेटॉन) लिखें।
c) यह एक विस्तृत प्रश्न है, अतः सभी भागों को स्पष्ट रूप से हल करें।

Question 5.25: क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत के आधार पर संकुल \( [\text{Ti}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} \) के बैंगनी रंग की व्याख्या कीजिए।

Answer:

संकुल \( [\text{Ti}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} \) जो बैंगनी \( d \)-कक्षक का एक इलेक्ट्रॉन (\( \text{Ti}^{3+} \) में \( 3d^1 \)) संकुल की निम्नतम ऊर्जा अवस्था में \( t_{2g}^1 \) कक्षक में है। इस इलेक्ट्रॉन के लिए उपलब्ध इससे अगली उच्च अवस्था रिक्त \( e_g \) कक्षक है। जब श्वेत प्रकाश का कुछ भाग इस पर पड़ता है, तो यह \( t_{2g} \) से \( e_g \) में इलेक्ट्रॉन के उत्तेजन (transition) के लिए ऊर्जा अवशोषित करता है (\( d-d \) संक्रमण)। अवशोषित प्रकाश हरा और पीला होता है, जिसके परिणामस्परूप् प्रेषित प्रकाश बैंगनी रंग का दिखाई देता है।

मुख्य बिंदु:

• \( [\text{Ti}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} \) में \( \text{Ti}^{3+} \) का विन्यास \( 3d^1 \) होता है।
• इसमें एक ही \( d \)-इलेक्ट्रॉन \( t_{2g} \) से \( e_g \) स्तर में \( d-d \) संक्रमण करता है।
• दृश्य प्रकाश से ऊर्जा के अवशोषण के कारण विलयन बैंगनी रंग का दिखाई देता है।

आम गलतियाँ:

• \( d-d \) संक्रमण का उल्लेख न करना।
• टाइटेनियम की ऑक्सीकरण अवस्था गलत (+2 या +4) मान लेना।
• रंग आने का कारण अशुद्धि बताना।

Exam Tips:

a) \( \text{Ti}^{3+} \) का \( 3d^1 \) विन्यास लिखकर शुरुआत करें।
b) \( t_{2g} \) से \( e_g \) में इलेक्ट्रॉन के संक्रमण (\( d-d \) transition) को समझाएँ।
c) उत्तर में 'दृश्य प्रकाश' और 'अवशोषण' शब्दों का उचित प्रयोग करें।

Question 5.26: कीलेट प्रभाव से क्या तात्पर्य है? एक उदाहरण दीजिए।

Answer:

जब एक लिगण्ड धातु आयन से इस तरह से जुड़ता है कि एक वलय बनता है, तो मेटालिगण्ड एसोसिएशन अधिक स्थिर पाया जाता है। दूसरे शब्दों में, हम कह सकते हैं कि कीलेट रिंग वाले संकुल बिना रिंग वाले कॉम्प्लेक्स की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं। इसे कीलेट प्रभाव के रूप में जाना जाता है。
उदाहरण के लिए:
\( \text{Ni}^{2+}_{(\text{aq})} + 6\text{NH}_3\text{(aq)} \leftrightarrow [\text{Ni}(\text{NH}_3)_6]^{2+}_{(\text{aq})} \quad (\log \beta = 7.99) \)
\( \text{Ni}^{2+}_{(\text{aq})} + 3\text{en}_{(\text{aq})} \leftrightarrow [\text{Ni}(\text{en})_3]^{2+}_{(\text{aq})} \quad (\log \beta = 18.1) \text{ (ज्यादा स्थिर)} \)

मुख्य बिंदु:

• द्विर्दंतुर या बहुदंतुर लिगण्ड धातु के साथ मिलकर वलय (ring) बनाते हैं जिसे कीलेट वलय कहते हैं।
• कीलेट संकुल साधारण संकुलों की तुलना में अधिक स्थायी (stable) होते हैं।
• \( \log \beta \) का उच्च मान अधिक स्थायित्व को दर्शाता है।

आम गलतियाँ:

• कीलेट प्रभाव और सामान्य संकुलन में अंतर न बताना।
• उपयुक्त उदाहरण या स्थायित्व स्थिरांक (\( \log \beta \)) का उल्लेख न करना।
• एकदंतुर और बहुदंतुर लिगण्ड के प्रभाव को मिला देना।

Exam Tips:

a) कीलेट वलय के बनने की प्रक्रिया को स्पष्ट करें।
b) एथिलीनडाइमाइन (\( \text{en} \)) वाला मानक उदाहरण अवश्य दें।
c) स्थायित्व का कारण एन्ट्रॉपी परिवर्तन को संक्षेप में बताएँ।

Question 5.27: प्रत्येक का एक उदाहरण देते हुए निम्नलिखित में उपसहसंयोजन यौगिकों की भूमिका की संक्षिप्त विवेचना कीजिए-
(i) जैव प्रणालियाँ
(ii) औषध रसायन
(iii) विश्लेषणात्मक रसायन
(iv) धातुओं का निष्कर्षण/धातु कर्म

Answer:

(i) जैव प्रणालियों में उपसहसंयोजन यौगिकों की भूमिका: हम जानते हैं कि प्रकाश संश्लेषण क्लोरोफिल वर्णक की उपस्थिति से संभव होता है। यह वर्णक मैग्नीशियम का एक उपसहसंयोजन यौगिक है। मानव जैविक प्रणाली में, कई उपसहसंयोजन यौगिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, रक्त का ऑक्सीजन-वाहक, यानी हीमोग्लोबिन, लोहे का एक उपसहसंयोजन यौगिक है।
(ii) औषध रसायन विज्ञान में उपसहसंयोजन यौगिकों की भूमिका: प्लैटिनम के कुछ उपसहसंयोजन यौगिक (उदाहरण के लिए, \( \text{cis} \)-प्लेटिन) का उपयोग ट्यूमर के विकास को रोकने के लिए किया जाता है।
(iii) विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में उपसहसंयोजन यौगिकों की भूमिका: नमक विश्लेषण के दौरान, विभिन्न अभिकرمकों के साथ प्रदर्शित होने वाले रंग परिवर्तनों की सहायता से कई मूल मूलकों का पता लगाया जाता है। ये रंग परिवर्तन उपसहसंयोजन यौगिकों या परिसरों का एक परिणाम है जो मूल रेडिकल विभिन्न लिगण्ड के साथ बनाते हैं।
(iv) धातुओं के निष्कर्षण या धातु विज्ञान में उपसहसंयोजन यौगिकों की भूमिका: कुछ धातुओं को उनके अयस्कॉं से निकालने की प्रक्रिया में परिसरों का निर्माण शामिल है। उदाहरण के लिए, जलीय घोल में, सोना साइनाइड आयनों के साथ मिलकर \( [\text{Au}(\text{CN})_2]^- \) बनाता है। इस घोल से बाद में जस्ता मिलाकर सोना निकाला जाता है।

मुख्य बिंदु:

• क्लोरोफिल मैग्नीशियम का और हीमोग्लोबिन आयरन का उपसहसंयोजन यौगिक है।
• \( \text{cis} \)-प्लेटिन कैंसर के उपचार में प्रयुक्त होता है।
• गुणात्मक विश्लेषण में उपसहसंयोजन यौगिकों द्वारा विशिष्ट रंग के अवक्षेप प्राप्त होते हैं।
• धातुओं के निष्कर्षण (जैसे गोल्ड लीचिंग) में भी संकुल बनते हैं।

आम गलतियाँ:

• सभी क्षेत्रों के लिए एक ही उदाहरण लिख देना।
• जैविक महत्व में क्लोरोफिल और हीमोग्लोबिन के धातु केंद्र गलत बताना।
• औषधीय उपयोग में \( \text{cis} \)-रूप के बजाय ट्रांस-रूप लिख देना।

Exam Tips:

a) चारों क्षेत्रों की अलग-अलग हेडिंग बनाकर स्पष्ट उदाहरण दें।
b) जैविक महत्व में हीमोग्लोबिन और क्लोरोफिल का नाम जरूर लिखें।
c) औषधीय महत्व में \( \text{cis} \)-प्लेटिन का उल्लेख करना न भूलें।

Question 5.28: संकुल \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]\text{Cl}_2 \) से विलयन में कितने आयन मिलेंगे-
(i) 6
(ii) 4
(iii) 3
(iv) 2

Answer:

दिए गए संकुल को \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]\text{Cl}_2 \) के रूप में लिखा जा सकता है। इस प्रकार, \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]^{2+} \) दो \( \text{Cl}^- \) आयनों के साथ उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार कुल 3 आयन उत्पन्न होते हैं।
सही विकल्प (iii) है।

मुख्य बिंदु:

• उपसहसंयोजन यौगिक जल में वियोजित होकर समन्वय मंडल और आयनिक मंडल (काउंटर आयन) बनाते हैं।
• \( [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]\text{Cl}_2 \to [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]^{2+} + 2\text{Cl}^- \)
• कुल आयनों की संख्या \( 1 + 2 = 3 \) होगी।

आम गलतियाँ:

• समन्वय मंडल के भीतर के अमोनिया अणुओं को भी आयन मान लेना।
• कुल आयनों की सही गणना न करना।
• वियोजन समीकरण को गलत लिखना।

Exam Tips:

a) संकुल का जलीय वियोजन समीकरण लिखकर दिखाएँ।
b) समन्वय सत्ता और काउंटर आयनों को अलग-अलग गिनें।
c) सही विकल्प (iii) चुनें।

Question 5.29: निम्नलिखित आयनों में से किसके चुंबकीय आघूर्ण का मान सर्वाधिक होगा?
(i) \( [\text{Cr}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} \)
(ii) \( [\text{Fe}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \)
(iii) \( [\text{Zn}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \)}

Answer:

(i) \( [\text{Cr}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} \) में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 3
\( [\text{Cr}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} \) में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 3
इसलिए, \( \mu = \sqrt{n(n+2)} = \sqrt{3(3+2)} = \sqrt{15} \approx 4 \text{BM} \)

(ii) \( [\text{Fe}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \) में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 4
इसलिए, \( \mu = \sqrt{4(4+2)} = \sqrt{24} \approx 5 \text{BM} \)

(iii) \( [\text{Zn}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \) में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 0
इसलिए, \( [\text{Zn}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} = 0 \)
इसलिए, \( [\text{Fe}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \) का उच्चतम चुंबकीय आघूर्ण है।

मुख्य बिंदु:

• चुंबकीय आघूर्ण सीधे अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या (\( n \)) पर निर्भर करता है।
• \( \text{Cr}^{3+} \) में 3, \( \text{Fe}^{2+} \) में 4 और \( \text{Zn}^{2+} \) में 0 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• अधिकतम अयुग्मित इलेक्ट्रॉन \( \text{Fe}^{2+} \) में होने के कारण इसका चुंबकीय आघूर्ण सर्वाधिक होगा।

आम गलतियाँ:

• धातु आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास गलत लिखना।
• अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या सही से न गिनना।
• सूत्र में मान गलत रखना।

Exam Tips:

a) प्रत्येक आयन का \( d \)-विन्यास और अयुग्मित इलेक्ट्रॉन (\( n \)) लिखें।
b) चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र \( \mu = \sqrt{n(n+2)} \) प्रयोग करें।
c) स्पष्ट करें कि अधिकतम \( n \) किसमें है।

Question 5.30: \( \text{K}[\text{Co}(\text{CO})_4] \) में कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या है:
(i) +1
(ii) +3
(iii) -1
(iv) -3

Answer:

हम जानते हैं कि \( \text{CO} \) एक उदासीन लिगण्ड है और \( \text{K} \) पर \( +1 \) आवेश होता है।
इसलिए, कॉम्प्लेक्स को \( \text{K}^+[\text{Co}(\text{CO})_4]^- \) के रूप में लिखा जा सकता है। अतः, दिए गए संकुल में \( \text{Co} \) की ऑक्सीकरण संख्या \( -1 \) है।
अतः विकल्प (iii) सही है।

मुख्य बिंदु:

• \( \text{CO} \) एक उदासीन लिगण्ड है जिसकी ऑक्सीकरण संख्या शून्य होती है।
• पोटैशियम (\( \text{K} \)) पर \( +1 \) आवेश होता है, जिससे पूरे परिसर पर \( -1 \) आवेश आता है।
• धातु की ऑक्सीकरण संख्या यहाँ ऋणात्मक (\( -1 \)) हो सकती है क्योंकि \( \text{CO} \) एक अच्छा पाई-अस्वीकर्ता लिगण्ड है।

आम गलतियाँ:

• \( \text{CO} \) को ऋणात्मक लिगण्ड मान लेना।
• पोटैशियम के आवेश को ध्यान में न रखना।
• सामान्य ऑक्सीकरण अंक मानकर +1 या +3 टिक करना।

Exam Tips:

a) समीकरण बनाकर ऑक्सीकरण अंक निकालें: \( +1 + x + 4(0) = 0 \Rightarrow x = -1 \) ।
b) याद रखें कि धातु शून्य या ऋणात्मक ऑक्सीकरण अवस्था भी प्रदर्शित कर सकती है (विशेषकर कार्बोनिल्सों में)।
c) सही विकल्प (iii) चुनें।

Question 5.31: निम्न में सर्वाधिक स्थायी संकुल है:
(i) \( [\text{Fe}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} \)
(ii) \( [\text{Fe}(\text{NH}_3)_6]^{3+} \)
(iii) \( [\text{Fe}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-} \)
(iv) \( [\text{FeCl}_6]^{3-} \)}

Answer:

हम जानते हैं कि कीलेशन से किसी संकुल का स्थायित्व बढ़ता है। इसलिए, सर्वाधिक स्थायी संकुल \( [\text{Fe}(\text{C}_2\text{O}_4)_3]^{3-} \) है क्योंकि इसमें ऑक्सैलेट आयन एक द्विदंतुर लिगण्ड है जो कीलेट वलय बनाता है।

मुख्य बिंदु:

• कीलेट प्रभाव के कारण बहुदंतुर/द्विदंतुर लिगण्ड वाले संकुल अधिक स्थायी होते हैं।
• \( \text{C}_2\text{O}_4^{2-} \) (ऑक्सैलेट) एक द्विदंतुर लिगण्ड है जो कीलेट वलय बनाता है।
• अन्य विकल्पों में एकदंतुर लिगण्ड (\( \text{H}_2\text{O}, \text{NH}_3, \text{Cl}^- \)) हैं।

आम गलतियाँ:

• लिगण्ड के प्रकार (एकदंतुर बनाम द्विदंतुर) को न पहचानना।
• कीलेट प्रभाव के सिद्धांत को भूल जाना।
• गलत विकल्प का चयन करना।

Exam Tips:

a) कीलेट प्रभाव का संक्षेप में उल्लेख करें।
b) पहचानें कि किस विकल्प में द्विदंतुर लिगण्ड है।
c) सही विकल्प (iii) चुनें।

Question 5.32: निम्नलिखित के लिए दृश्य प्रकाश में अवशोषण की तरंगदैर्ध्य का सही क्रम क्या होगा?
\( [\text{Ni}(\text{NO}_2)_6]^{4-}, [\text{Ni}(\text{NH}_3)_6]^{2+}, [\text{Ni}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \)}

Answer:

तीनों संकुलों में केंद्रीय धातु आयन समान है। इसलिए, दृश्य क्षेत्र में अवशोषण लिगण्ड पर निर्भर करता है। स्पेक्ट्रोरासायनिक में लिगण्ड के CFSE मान जिस क्रम में बढ़ते हैं, वह इस प्रकार है:
\( \text{H}_2\text{O} < \text{NH}_3 < \text{NO}_2^- \)
इस प्रकार, देखे गए क्रिस्टल-क्षेत्र विभाजन की मात्रा निम्नलिखित क्रम में होगी:
\( \Delta_{o(\text{H}_2\text{O})} < \Delta_{o(\text{NH}_3)} < \Delta_{o(\text{NO}_2^-)} \)
इसलिए, दृश्य क्षेत्र में अवशोषण की तरंग दैर्ध्य क्रम में होगी:
\( [\text{Ni}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} > [\text{Ni}(\text{NH}_3)_6]^{2+} > [\text{Ni}(\text{NO}_2)_6]^{4-} \)

मुख्य बिंदु:

• क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (\( \Delta_o \)) और अवशोषण की तरंगदैर्ध्य (\( \lambda \)) एक-दूसरे के व्युत्क्रमानुपाती होती हैं (\( \Delta_o = \frac{hc}{\lambda} \))।
• प्रबल लिगण्ड अधिक \( \Delta_o \) और कम तरंगदैर्ध्य (\( \lambda \)) वाले प्रकाश का अवशोषण करते हैं।
• स्पेक्ट्रोरासायनिक श्रेणी के अनुसार लिगण्डों की शक्ति का क्रम \( \text{H}_2\text{O} < \text{NH}_3 < \text{NO}_2^- \) है।

आम गलतियाँ:

• \( \Delta_o \) और तरंगदैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती संबंध में भ्रमित होना।
• स्पेक्ट्रोरासायनिक श्रेणी का क्रम गलत लिखना।
• बढ़ते और घटते क्रम के चिन्हों में गलती करना।

Exam Tips:

a) संबंध \( \Delta_o \propto \frac{1}{\lambda} \) को स्पष्ट रूप से समझाइए।
b) स्पेक्ट्रोरासायनिक श्रेणी के आधार पर लिगण्डों की शक्ति का क्रम लिखिए।
c) अंत में तरंगदैर्ध्य का सही बढ़ता या घटता क्रम दें।