Isomerism and Magnetic properties Questions in Hindi

(C) कथन-$I$: $[Fe(ox)_3]^{3-}$ तीन द्विदंतुक ऑक्सालेट लिगेंड वाला एक अष्टफलकीय संकुल है। इसमें सममिति का तल और प्रतिलोमन का केंद्र नहीं होता है, जो इसे प्रकाशिक सक्रिय और कायरल बनाता है। अतः, कथन-$I$ सही है।
कथन-$II$: $trans-[Cr(H_2O)_2(ox)_2]^-$ में ट्रांस-विन्यास होता है जहाँ दो जल के अणु एक-दूसरे से $180^{\circ}$ पर होते हैं। इस विन्यास में सममिति का तल और प्रतिलोमन का केंद्र होता है, जो इसे अकायरल (प्रकाशिक निष्क्रिय) बनाता है। अतः, कथन-$II$ गलत है।

(A) स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण ज्ञात करने के लिए, हम प्रत्येक संकुल में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या $(n)$ की गणना करते हैं।
$1$. $[Mn(CN)_6]^{3-}$: $Mn$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^4)$। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है, जो युग्मन (pairing) का कारण बनता है। विन्यास: $t_{2g}^4 e_g^0$। अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $n = 2$। चुंबकीय आघूर्ण $\mu = \sqrt{2(2+2)} = \sqrt{8} \approx 2.83 \ BM$।
$2$. $[Fe(CN)_6]^{3-}$: $Fe$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^5)$। $CN^-$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है। विन्यास: $t_{2g}^5 e_g^0$। अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $n = 1$। चुंबकीय आघूर्ण $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$।
$3$. $[Co(NH_3)_6]^{3+}$: $Co$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^6)$। $NH_3$ एक प्रबल क्षेत्र लिगेंड है। विन्यास: $t_{2g}^6 e_g^0$। अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $n = 0$। चुंबकीय आघूर्ण $\mu = 0 \ BM$।
$4$. $[Ti(H_2O)_6]^{3+}$: $Ti$ $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में है $(3d^1)$। $H_2O$ एक दुर्बल क्षेत्र लिगेंड है। विन्यास: $t_{2g}^1 e_g^0$। अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $n = 1$। चुंबकीय आघूर्ण $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$।
मानों की तुलना करने पर, $[Mn(CN)_6]^{3-}$ में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या सबसे अधिक $(n=2)$ है, इसलिए इसका चुंबकीय आघूर्ण सबसे अधिक है।

(A) फेशियल $(fac)$ और मेरिडियोनल $(mer)$ समावयवता अष्टफलकीय संकुलों में पाई जाने वाली ज्यामितीय समावयवता का एक प्रकार है, जिसका सामान्य सूत्र $[MA_3B_3]$ होता है।
$fac$ समावयवी में, तीन समान लिगेंड अष्टफलक के एक त्रिकोणीय फलक के कोनों पर स्थित होते हैं।
$mer$ समावयवी में, तीन समान लिगेंड अष्टफलक की मध्यरेखा (meridian) पर स्थित होते हैं।
दिए गए विकल्पों में, $[Cr(py)_3(Cl)_3]$ और $[Co(NH_3)_3(H_2O)_3]^{3+}$ दोनों $[MA_3B_3]$ पैटर्न का पालन करते हैं। हालाँकि, $[Cr(py)_3(Cl)_3]$ पाठ्यपुस्तकों में $fac-mer$ समावयवता के लिए सबसे मानक उदाहरण है।

(C) $1$. $Cu$ की परमाणु संख्या $29$ है। $Cu$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^{10} 4s^1$ है।
$2$. $Cu^{2+}$ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] 3d^9$ है।
$3$. $3d^9$ में, $1$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉन $(n = 1)$ होता है।
$4$. स्पिन-ओनली चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र $\mu = \sqrt{n(n+2)} \ BM$ है।
$5$. $n = 1$ रखने पर: $\mu = \sqrt{1(1+2)} = \sqrt{3} \approx 1.73 \ BM$।

(A) चरण $1$: संक्रमण धातु आयन $d-d$ इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के कारण रंग प्रदर्शित करते हैं।
चरण $2$: $d-d$ संक्रमण होने के लिए, $d$-कक्षक का आंशिक रूप से भरा होना आवश्यक है, जिसका अर्थ है कि कम से कम एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होना चाहिए।
चरण $3$: यदि कोई संक्रमण धातु आयन रंगहीन है, तो इसका अर्थ है कि कोई $d-d$ संक्रमण संभव नहीं है।
चरण $4$: यह तब होता है जब $d$-कक्षक या तो पूरी तरह से खाली $(d^0)$ हो या पूरी तरह से भरा $(d^{10})$ हो, जो दोनों ही $0$ अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के अनुरूप हैं।

(B) $1$. मानव आँख द्वारा देखा गया रंग उस प्रकाश का पूरक रंग (complementary color) होता है जिसे पदार्थ द्वारा अवशोषित किया जाता है।
$2$. रंग चक्र (color wheel) के अनुसार, $red$ (लाल) का पूरक रंग $green$ (हरा) या $blue-green$ (नीला-हरा) होता है।
$3$. दिए गए विकल्पों में से, रंग अवशोषण सिद्धांत के संदर्भ में $blue$ (नीला) रंग $red$ (लाल) का सबसे निकटतम पूरक रंग है।

(B) चरण $1$: आयनन समावयवी वे यौगिक होते हैं जो विलयन में अलग-अलग आयन उत्पन्न करते हैं। यह तब होता है जब उपसहसंयोजन यौगिक में एक प्रति-आयन (counter ion), उपसहसंयोजन क्षेत्र में उपस्थित किसी लिगेंड के साथ अपना स्थान बदल लेता है।
चरण $2$: दिया गया संकुल $[Cr(H_2O)_4 Cl(NO_2)] Cl$ है। यहाँ, $Cl^-$ प्रति-आयन है।
चरण $3$: आयनन समावयवी बनाने के लिए, उपसहसंयोजन क्षेत्र के बाहर स्थित $Cl^-$ आयन को क्षेत्र के अंदर स्थित लिगेंड (जैसे $NO_2^-$) के साथ विनिमय करना होगा।
चरण $4$: $Cl^-$ को $NO_2^-$ के साथ बदलने पर $[Cr(H_2O)_4 Cl_2](NO_2)$ संकुल प्राप्त होता है।
चरण $5$: अतः, विकल्प $B$ सही आयनन समावयवी है।

(A) चरण $1$: सामान्य सूत्र $MA_4BC$ की पहचान करें। यहाँ, $M$ केंद्रीय धातु परमाणु है, $A$ एक एकदंती लिगेंड है जो $4$ इकाइयों में मौजूद है, और $B$ तथा $C$ दो अलग-अलग एकदंती लिगेंड हैं।
चरण $2$: विकल्पों का विश्लेषण करें। विकल्प $A$ $[Pt(NH_3)_4 ClBr]^{2+}$ है। यहाँ, $M = Pt$, $A = NH_3$ ($4$ इकाइयाँ), $B = Cl$, और $C = Br$ है। यह $MA_4BC$ प्रकार से मेल खाता है।
चरण $3$: $MA_4BC$ प्रकार के संकुलों के लिए त्रिविम समावयवी (ज्यामितीय समावयवी) दो रूपों में मौजूद होते हैं: $cis$ (जहाँ $B$ और $C$ आसन्न होते हैं) और $trans$ (जहाँ $B$ और $C$ विपरीत होते हैं)।
चरण $4$: अतः, $[Pt(NH_3)_4 ClBr]^{2+}$ ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित कर सकता है।