Isomerism and Magnetic properties Questions in Gujarati

(C) વિધાન-$I$: $[Fe(ox)_3]^{3-}$ એ ત્રણ દ્વિદંતીય ઓક્ઝેલેટ લિગેન્ડ ધરાવતું અષ્ટફલકીય સંકીર્ણ છે. તેમાં સંમિતિનું સમતલ અને વ્યસ્તતાનું કેન્દ્ર હોતું નથી, જે તેને પ્રકાશીય સક્રિય અને કાઇરલ બનાવે છે. તેથી, વિધાન-$I$ સાચું છે.
વિધાન-$II$: $trans-[Cr(H_2O)_2(ox)_2]^-$ માં ટ્રાન્સ-બંધારણ હોય છે જેમાં બે પાણીના અણુઓ એકબીજાથી $180^{\circ}$ ના ખૂણે હોય છે. આ બંધારણ સંમિતિનું સમતલ અને વ્યસ્તતાનું કેન્દ્ર ધરાવે છે, જે તેને અકાઇરલ (પ્રકાશીય નિષ્ક્રિય) બનાવે છે. તેથી, વિધાન-$II$ ખોટું છે.

(A) સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટ શોધવા માટે, આપણે દરેક સંકીર્ણમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $(n)$ ગણીએ છીએ.
$1$. $[Mn(CN)_6]^{3-}$: $Mn$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^4)$. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે, જે ઇલેક્ટ્રોનનું યુગ્મીકરણ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^4 e_g^0$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $n = 2$. ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \ BM$.
$2$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$: $Fe$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^5)$. $CN^-$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^5 e_g^0$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $n = 1$. ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$.
$3$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$: $Co$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^6)$. $NH_3$ એ પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^6 e_g^0$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $n = 0$. ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = 0 \ BM$.
$4$. $[Ti(H_2O)_6]^{3+}$: $Ti$ એ $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં છે $(3d^1)$. $H_2O$ એ નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ છે. ઇલેક્ટ્રોન રચના: $t_{2g}^1 e_g^0$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $n = 1$. ચુંબકીય મોમેન્ટ $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા, $[Mn(CN)_6]^{3-}$ માં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સૌથી વધુ $(n=2)$ છે, તેથી તેની ચુંબકીય મોમેન્ટ સૌથી વધુ છે.

(A) ફેશિયલ $(fac)$ અને મેરિડીયોનલ $(mer)$ સમઘટકતા એ અષ્ટફલકીય સંકીર્ણોમાં જોવા મળતી ભૌમિતિક સમઘટકતાનો એક પ્રકાર છે જેનું સામાન્ય સૂત્ર $[MA_3B_3]$ છે.
$fac$ સમઘટકમાં, ત્રણ સમાન લિગેન્ડ્સ અષ્ટફલકના એક ત્રિકોણાકાર ફલકના ખૂણાઓ પર ગોઠવાયેલા હોય છે.
$mer$ સમઘટકમાં, ત્રણ સમાન લિગેન્ડ્સ અષ્ટફલકના મધ્યરેખા (meridian) પર ગોઠવાયેલા હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી, $[Cr(py)_3(Cl)_3]$ અને $[Co(NH_3)_3(H_2O)_3]^{3+}$ બંને $[MA_3B_3]$ પ્રકારનું બંધારણ ધરાવે છે. જોકે, $[Cr(py)_3(Cl)_3]$ એ પાઠ્યપુસ્તકોમાં $fac-mer$ સમઘટકતા માટેનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.

(C) $1$. $Cu$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $29$ છે. $Cu$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ છે.
$2$. $Cu^{2+}$ ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના $[Ar] 3d^9$ છે.
$3$. $3d^9$ માં, $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન $(n = 1)$ હોય છે.
$4$. સ્પિન-ઓન્લી ચુંબકીય મોમેન્ટનું સૂત્ર $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ છે.
$5$. $n = 1$ મૂકતા: $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$.

(A) પગલું $1$: સંક્રાંતિ ધાતુ આયનો $d-d$ ઇલેક્ટ્રોનિક સંક્રમણને કારણે રંગ દર્શાવે છે.
પગલું $2$: $d-d$ સંક્રમણ થવા માટે, $d$-કક્ષક આંશિક રીતે ભરાયેલી હોવી જોઈએ, જેનો અર્થ છે કે ઓછામાં ઓછો એક અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન હોવો જોઈએ.
પગલું $3$: જો સંક્રાંતિ ધાતુ આયન રંગહીન હોય, તો તેનો અર્થ એ છે કે કોઈ $d-d$ સંક્રમણ શક્ય નથી.
પગલું $4$: આ ત્યારે થાય છે જ્યારે $d$-કક્ષક કાં તો સંપૂર્ણપણે ખાલી $(d^0)$ હોય અથવા સંપૂર્ણપણે ભરાયેલી $(d^{10})$ હોય, જે બંને $0$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોનને અનુરૂપ છે.

(B) $1$. માનવ આંખ દ્વારા જોવા મળતો રંગ એ પદાર્થ દ્વારા શોષાયેલા પ્રકાશનો પૂરક રંગ (complementary color) હોય છે.
$2$. રંગ ચક્ર (color wheel) મુજબ, $red$ (લાલ) નો પૂરક રંગ $green$ (લીલો) અથવા $blue-green$ (વાદળી-લીલો) છે.
$3$. આપેલા વિકલ્પોમાંથી, રંગ શોષણના સિદ્ધાંત મુજબ $blue$ (વાદળી) એ $red$ (લાલ) નો સૌથી નજીકનો પૂરક રંગ છે.

(B) પગલું $1$: આયનીકરણ સમઘટકો એવા સંયોજનો છે જે દ્રાવણમાં અલગ-અલગ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે સવર્ગ સંયોજનમાં રહેલ પ્રતિ-આયન (counter ion), સવર્ગ ક્ષેત્રમાં રહેલા લિગેન્ડ સાથે પોતાનું સ્થાન બદલે છે.
પગલું $2$: આપેલ સંકીર્ણ $[Cr(H_2O)_4 Cl(NO_2)] Cl$ છે. અહીં, $Cl^-$ એ પ્રતિ-આયન છે.
પગલું $3$: આયનીકરણ સમઘટક બનાવવા માટે, સવર્ગ ક્ષેત્રની બહાર રહેલા $Cl^-$ આયને ક્ષેત્રની અંદર રહેલા લિગેન્ડ (જેમ કે $NO_2^-$) સાથે વિનિમય કરવો પડે.
પગલું $4$: $Cl^-$ ને $NO_2^-$ સાથે બદલતા $[Cr(H_2O)_4 Cl_2](NO_2)$ સંકીર્ણ મળે છે.
પગલું $5$: આમ, વિકલ્પ $B$ એ સાચો આયનીકરણ સમઘટક છે.

(A) પગલું $1$: સામાન્ય સૂત્ર $MA_4BC$ ઓળખો. અહીં, $M$ એ મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુ છે, $A$ એ એકદંતીય લિગેન્ડ છે જે $4$ એકમોમાં હાજર છે, અને $B$ તથા $C$ એ બે અલગ-અલગ એકદંતીય લિગેન્ડ છે.
પગલું $2$: વિકલ્પોનું વિશ્લેષણ કરો. વિકલ્પ $A$ $[Pt(NH_3)_4 ClBr]^{2+}$ છે. અહીં, $M = Pt$, $A = NH_3$ ($4$ એકમો), $B = Cl$, અને $C = Br$ છે. આ $MA_4BC$ પ્રકાર સાથે મેળ ખાય છે.
પગલું $3$: $MA_4BC$ પ્રકારના સંકીર્ણો માટે ડાયાસ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ (ભૌમિતિક સમઘટકો) બે સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે: $cis$ (જ્યાં $B$ અને $C$ પાસપાસે હોય છે) અને $trans$ (જ્યાં $B$ અને $C$ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે).
પગલું $4$: તેથી, $[Pt(NH_3)_4 ClBr]^{2+}$ ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવી શકે છે.