VSEPR Theory Questions in Gujarati

(A) $XeO_6^{4-}$ આયનમાં, મધ્યસ્થ પરમાણુ ઝેનોન $(Xe)$ છે.
$Xe$ નો ઓક્સિડેશન આંક આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $x + 6(-2) = -4$, જે $x = +8$ આપે છે.
$Xe$ પાસે $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે. $XeO_6^{4-}$ આયનમાં, $Xe$ એ $6$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે $6$ દ્વિબંધ બનાવે છે.
દરેક દ્વિબંધમાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે, પરંતુ લુઈસ બંધારણ અને $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ, આપણે મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોન ડોમેન્સની સંખ્યા ગણીએ છીએ.
અહીં, $Xe$ એ $6$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે, તેથી $6$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (bond pairs) છે.
$Xe$ ના તમામ $8$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $6$ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવામાં વપરાય છે, તેથી $Xe$ પરમાણુ પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pairs) બાકી રહેતા નથી.
મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા = $6 \text{ (\text{બંધકારક યુગ્મ})} + 0 \text{ (\text{અબંધકારક યુગ્મ})} = 6$.

(B) $\text{ClF}_3$ માં, મધ્યસ્થ ક્લોરિન પરમાણુ પાસે $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તે ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે $3$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે, જેનાથી ક્લોરિન પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બાકી રહે છે.
$VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ, સ્ટેરિક નંબર $3 + 2 = 5$ છે, જે $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે.
ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિમાં વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની હાજરીને કારણે અણુની ભૂમિતિ $T$-આકારની બને છે.

(D) પગલું $1$: $IF_5$ માં સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાની ગણતરી કરો: $7 + 5 \times 7 = 42$ ઇલેક્ટ્રોન.
પગલું $2$: સંકરણ નક્કી કરો: મધ્યસ્થ પરમાણુ $I$ એ $5$ $F$ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને તેની પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) છે, જે $6$ ની સ્ટેરિક સંખ્યા ($sp^3d^2$ સંકરણ) આપે છે.
પગલું $3$: ભૂમિતિનું અનુમાન કરો: $5$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સાથે, આણ્વિય ભૂમિતિ ચોરસ પિરામિડલ હોય છે.

(C) મધ્યસ્થ પરમાણુ $Br$ માં $7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
તે $3$ $F$ પરમાણુઓ સાથે $3$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે, જેમાં $3$ ઇલેક્ટ્રોન વપરાય છે.
બાકી રહેલા ઇલેક્ટ્રોન = $7 - 3 = 4$ ઇલેક્ટ્રોન.
આ $4$ ઇલેક્ટ્રોન $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બનાવે છે.
આમ, તેમાં $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.

(B) $VSEPR$ (વેલેન્સ શેલ ઇલેક્ટ્રોન પેર રિપલ્શન) સિદ્ધાંત મુજબ, ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વચ્ચેના અપાકર્ષણનું મૂલ્ય આ ક્રમમાં હોય છે: $Lp-Lp > Lp-Bp > Bp-Bp$।
આનું કારણ એ છે કે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(Lp)$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $(Bp)$ કરતા મધ્યસ્થ પરમાણુની આસપાસ વધુ જગ્યા રોકે છે, જેના કારણે વધુ અપાકર્ષણ થાય છે.

(B) $1$. ચૅલ્કોજન્સ (સમૂહ $16$ ના તત્વો) ના સંયોજકતા કોષમાં $6$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
$2$. તેમના હાઇડ્રાઇડ્સ $(H_2X)$ માં, મધ્યસ્થ ચૅલ્કોજન પરમાણુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે $2$ સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
$3$. $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનમાંથી, $2$ બંધ બનાવવામાં વપરાય છે, જેથી $4$ ઇલેક્ટ્રોન અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન તરીકે બાકી રહે છે.
$4$. આ $4$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન $2$ અબંધકારક યુગ્મ (lone pairs) બનાવે છે.
$5$. તેથી, તેમાં $2$ બંધકારક યુગ્મ અને $2$ અબંધકારક યુગ્મ હોય છે.

(C) $1$. દરેક અણુનું સંકરણ અને ભૂમિતિ નક્કી કરો:
$2$. $SO_2$: $sp^2$ સંકરણ, વળેલી (bent) ભૂમિતિ।
$3$. $BCl_3$: $sp^2$ સંકરણ, ત્રિકોણીય સમતલીય (trigonal planar) ભૂમિતિ।
$4$. $CO_2$: $sp$ સંકરણ, $180^\circ$ ના બંધકોણ સાથે રેખીય ભૂમિતિ।
$5$. $NH_3$: $sp^3$ સંકરણ, ત્રિકોણીય પિરામિડલ (trigonal pyramidal) ભૂમિતિ।
$6$. તેથી, $CO_2$ એ રેખીય અણુ છે।

(D) ફોર્મલ ચાર્જની ગણતરી આ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે: $\text{Formal Charge} = V - L - \frac{1}{2}B$, જ્યાં $V$ એ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે, $L$ એ લોન પેર ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે, અને $B$ એ બંધ બનાવતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$H_2SO_4$ માં સલ્ફર પરમાણુ માટે:
$1$. સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન $(V)$ = $6$ છે.
$2$. લોન પેર ઇલેક્ટ્રોન $(L)$ = $0$ છે (બધા સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન બંધ બનાવવામાં સામેલ છે).
$3$. બંધ બનાવતા ઇલેક્ટ્રોન $(B)$ = $12$ છે (સલ્ફર $6$ બંધ બનાવે છે: ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે $2$ દ્વિ-બંધ અને હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો સાથે $2$ એકલ-બંધ).
$4$. $\text{Formal Charge} = 6 - 0 - \frac{1}{2}(12) = 6 - 6 = 0$.