प्रश्न 1. वर्नर के उपसहसंयोजन सिद्धांत (Werner’s Theory) के अनुसार, जटिल संकुल [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ में कोबाल्ट की प्राथमिक संयोजकता (Primary Valency) और द्वितीयक संयोजकता (Secondary Valency) क्रमशः क्या हैं?
Q1. According to Werner’s coordination theory, the primary valency and secondary valency of cobalt in the complex [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ are respectively:
सही उत्तर: B) 3 और 6 (ऑक्सीकरण संख्या और उपसहसंयोजन संख्या क्रमशः होने के कारण)
Correct Answer: B) 3 and 6
स्पष्टीकरण: वर्नर के सिद्धांत के अनुसार:
1. **प्राथमिक संयोजकता (Primary Valency):** आयननीय (ionizable) होती है और धातु की ऑक्सीकरण अवस्था (Oxidation State) को प्रदर्शित करती है। संकुल [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ में कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या +3 है, अतः प्राथमिक संयोजकता = 3।
2. **द्वितीयक संयोजकता (Secondary Valency):** गैर-आयननीय होती है और धातु की उपसहसंयोजन संख्या (Coordination Number, लिगैंडों की संख्या) को प्रदर्शित करती है। यहाँ 5 NH₃ और 1 Cl⁻ मिलकर केंद्रीय धातु से सीधे जुड़े हैं, अतः द्वितीयक संयोजकता = 5 + 1 = 6।
1. **प्राथमिक संयोजकता (Primary Valency):** आयननीय (ionizable) होती है और धातु की ऑक्सीकरण अवस्था (Oxidation State) को प्रदर्शित करती है। संकुल [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ में कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या +3 है, अतः प्राथमिक संयोजकता = 3।
2. **द्वितीयक संयोजकता (Secondary Valency):** गैर-आयननीय होती है और धातु की उपसहसंयोजन संख्या (Coordination Number, लिगैंडों की संख्या) को प्रदर्शित करती है। यहाँ 5 NH₃ और 1 Cl⁻ मिलकर केंद्रीय धातु से सीधे जुड़े हैं, अतः द्वितीयक संयोजकता = 5 + 1 = 6।
Explanation: According to Werner’s theory:
1. **Primary Valency:** Is ionizable and corresponds to the oxidation state of the central metal. In [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂, the oxidation state of Co is +3, so primary valency is 3.
2. **Secondary Valency:** Is non-ionizable and corresponds to the coordination number (number of coordinate bonds formed). Here, Co is bonded to 5 ammonia and 1 chlorine, so coordination number/secondary valency is 6.
1. **Primary Valency:** Is ionizable and corresponds to the oxidation state of the central metal. In [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂, the oxidation state of Co is +3, so primary valency is 3.
2. **Secondary Valency:** Is non-ionizable and corresponds to the coordination number (number of coordinate bonds formed). Here, Co is bonded to 5 ammonia and 1 chlorine, so coordination number/secondary valency is 6.
प्रश्न 2. जब [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ संकुल के 1 मोल जलीय विलयन की क्रिया आधिक्य सिल्वर नाइट्रेट (AgNO₃) विलयन से कराई जाती है, तो सिल्वर क्लोराइड (AgCl) के कितने मोल अवक्षेपित (precipitated) प्राप्त होंगे?
Q2. When 1 mole of the coordination complex [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ is reacted with an excess of silver nitrate (AgNO₃) solution, the number of moles of AgCl precipitate formed is:
सही उत्तर: B) 2 मोल (बाहरी आयनन क्षेत्र में दो Cl⁻ उपस्थित होने के कारण)
Correct Answer: B) 2 moles
स्पष्टीकरण: जलीय विलयन में केवल उपसहसंयोजन सत्ता (coordination sphere) के बाहर स्थित आयन ही आयनित हो सकते हैं।
समीकरण: [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂(aq) → [Co(NH₃)₅Cl]²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)
– चूंकि बाहरी क्षेत्र (ionisation sphere) में केवल दो क्लोराइड आयन हैं, अतः ये Ag⁺ आयनों के साथ क्रिया करके **2 मोल AgCl** का सफेद अवक्षेप बनाएंगे:
2Cl⁻(aq) + 2Ag⁺(aq) → 2AgCl(s)↓।
– समन्वय सत्ता के भीतर उपस्थित क्लोरीन परमाणु आयनित नहीं हो सकता।
समीकरण: [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂(aq) → [Co(NH₃)₅Cl]²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)
– चूंकि बाहरी क्षेत्र (ionisation sphere) में केवल दो क्लोराइड आयन हैं, अतः ये Ag⁺ आयनों के साथ क्रिया करके **2 मोल AgCl** का सफेद अवक्षेप बनाएंगे:
2Cl⁻(aq) + 2Ag⁺(aq) → 2AgCl(s)↓।
– समन्वय सत्ता के भीतर उपस्थित क्लोरीन परमाणु आयनित नहीं हो सकता।
Explanation: In aqueous solution, only the counter ions situated outside the coordination sphere (ionization sphere) dissociate.
Equation: [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂(aq) → [Co(NH₃)₅Cl]²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq).
– Since there are 2 chloride ions outside the bracket, they react with silver ions to precipitate out exactly **2 moles of AgCl**:
2Cl⁻(aq) + 2Ag⁺(aq) → 2AgCl(s)↓.
The chlorine inside the coordination sphere does not dissociate.
Equation: [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂(aq) → [Co(NH₃)₅Cl]²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq).
– Since there are 2 chloride ions outside the bracket, they react with silver ions to precipitate out exactly **2 moles of AgCl**:
2Cl⁻(aq) + 2Ag⁺(aq) → 2AgCl(s)↓.
The chlorine inside the coordination sphere does not dissociate.
प्रश्न 3. उपसहसंयोजन संकुल यौगिक [Co(NH₃)₄(H₂O)Cl]Cl₂ का सही आईयूपीएसी (IUPAC) नाम क्या होगा?
Q3. The correct IUPAC name of the coordination compound [Co(NH₃)₄(H₂O)Cl]Cl₂ is:
सही उत्तर: B) टेट्राएमीनएक्वाक्लोराइडोकोबाल्ट (III) क्लोराइड (वर्णानुक्रम के अनुसार नामकरण करने पर)
Correct Answer: B) Tetraammineaquachloridocobalt (III) chloride
स्पष्टीकरण: आईयूपीएसी नियमों के अनुसार:
1. लिगैंडों को अंग्रेजी वर्णानुक्रम (alphabetical order) में लिखा जाता है:
– एमीन (ammine, NH₃) – संख्या 4 है, अतः **टेट्राएमीन (tetraammine)**
– एक्वा (aqua, H₂O) – **एक्वा (aqua)**
– क्लोराइडो (chlorido, Cl⁻) – **क्लोराइडो (chlorido)**
2. केंद्रीय धातु कोबाल्ट है। चूंकि संकुल धनायनिक है, अतः इसका नाम **कोबाल्ट (cobalt)** ही रहेगा।
3. कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या (x): x + 4(0) + 1(0) + 1(-1) + 2(-1) = 0 ⇒ x = +3, रोमन अंकों में **(III)**।
4. ऋणायन बाहर क्लोराइड है।
अतः सही नाम: **टेट्राएमीनएक्वाक्लोराइडोकोबाल्ट (III) क्लोराइड**।
1. लिगैंडों को अंग्रेजी वर्णानुक्रम (alphabetical order) में लिखा जाता है:
– एमीन (ammine, NH₃) – संख्या 4 है, अतः **टेट्राएमीन (tetraammine)**
– एक्वा (aqua, H₂O) – **एक्वा (aqua)**
– क्लोराइडो (chlorido, Cl⁻) – **क्लोराइडो (chlorido)**
2. केंद्रीय धातु कोबाल्ट है। चूंकि संकुल धनायनिक है, अतः इसका नाम **कोबाल्ट (cobalt)** ही रहेगा।
3. कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या (x): x + 4(0) + 1(0) + 1(-1) + 2(-1) = 0 ⇒ x = +3, रोमन अंकों में **(III)**।
4. ऋणायन बाहर क्लोराइड है।
अतः सही नाम: **टेट्राएमीनएक्वाक्लोराइडोकोबाल्ट (III) क्लोराइड**।
Explanation: According to IUPAC rules:
1. Ligands are listed alphabetically:
– ammine (NH₃) → tetraammine
– aqua (H₂O) → aqua
– chlorido (Cl⁻) → chlorido
2. The complex cation is neutral/positive, so the metal name remains **cobalt**.
3. Oxidation state (x) of Co: x + 4(0) + 1(0) – 1 – 2 = 0 ⇒ x = +3, written as **(III)**.
4. Counter anion is **chloride**.
Therefore, the correct IUPAC name is **Tetraammineaquachloridocobalt (III) chloride**.
1. Ligands are listed alphabetically:
– ammine (NH₃) → tetraammine
– aqua (H₂O) → aqua
– chlorido (Cl⁻) → chlorido
2. The complex cation is neutral/positive, so the metal name remains **cobalt**.
3. Oxidation state (x) of Co: x + 4(0) + 1(0) – 1 – 2 = 0 ⇒ x = +3, written as **(III)**.
4. Counter anion is **chloride**.
Therefore, the correct IUPAC name is **Tetraammineaquachloridocobalt (III) chloride**.
प्रश्न 4. ऋणायनी उपसहसंयोजन संकुल यौगिक K₃[Fe(CN)₆] का सही आईयूपीएसी (IUPAC) नाम क्या होगा?
Q4. The correct IUPAC name of the anionic coordination compound K₃[Fe(CN)₆] is:
सही उत्तर: B) पोटेशियम हेक्सासायनाइडोफेरेट (III) (ऋणायन संकुल में धातु नाम के अंत में ate लगाने के कारण)
Correct Answer: B) Potassium hexacyanidoferrate (III)
स्पष्टीकरण: आईयूपीएसी नियमों के अनुसार:
1. धनायन पोटेशियम का नाम पहले लिखा जाएगा (संख्या को कभी नहीं लिखते, अतः केवल पोटेशियम)।
2. लिगैंड सायनाइडो (CN⁻) है, संख्या 6 के कारण **हेक्सासायनाइडो (hexacyanido)**।
3. चूंकि संकुल सत्ता एक ऋणायन ([Fe(CN)₆]³⁻) है, इसलिए केंद्रीय धातु आयरन के लैटिन नाम (Ferrum) के अंत में **’-ate’** अनुलग्न जोड़ा जाएगा, जो **फेरेट (ferrate)** बन जाता है।
4. Fe की ऑक्सीकरण संख्या (x): 3(+1) + x + 6(-1) = 0 ⇒ x = +3, रोमन अंकों में **(III)**।
अतः सही नाम: **पोटेशियम हेक्सासायनाइडोफेरेट (III)**।
1. धनायन पोटेशियम का नाम पहले लिखा जाएगा (संख्या को कभी नहीं लिखते, अतः केवल पोटेशियम)।
2. लिगैंड सायनाइडो (CN⁻) है, संख्या 6 के कारण **हेक्सासायनाइडो (hexacyanido)**।
3. चूंकि संकुल सत्ता एक ऋणायन ([Fe(CN)₆]³⁻) है, इसलिए केंद्रीय धातु आयरन के लैटिन नाम (Ferrum) के अंत में **’-ate’** अनुलग्न जोड़ा जाएगा, जो **फेरेट (ferrate)** बन जाता है।
4. Fe की ऑक्सीकरण संख्या (x): 3(+1) + x + 6(-1) = 0 ⇒ x = +3, रोमन अंकों में **(III)**।
अतः सही नाम: **पोटेशियम हेक्सासायनाइडोफेरेट (III)**।
Explanation: According to IUPAC rules:
1. The cation **potassium** is named first (no multipliers like ‘tri’ are used for counter ions).
2. Ligands: 6 cyano groups → **hexacyanido** (or hexacyano).
3. Since the complex sphere is anionic ([Fe(CN)₆]³⁻), the suffix **’-ate’** is appended to the Latin name of the metal (Ferrum → **ferrate**).
4. Oxidation state (x) of Fe: 3(+1) + x + 6(-1) = 0 ⇒ x = +3, written as **(III)**.
Therefore, the correct IUPAC name is **Potassium hexacyanidoferrate (III)**.
1. The cation **potassium** is named first (no multipliers like ‘tri’ are used for counter ions).
2. Ligands: 6 cyano groups → **hexacyanido** (or hexacyano).
3. Since the complex sphere is anionic ([Fe(CN)₆]³⁻), the suffix **’-ate’** is appended to the Latin name of the metal (Ferrum → **ferrate**).
4. Oxidation state (x) of Fe: 3(+1) + x + 6(-1) = 0 ⇒ x = +3, written as **(III)**.
Therefore, the correct IUPAC name is **Potassium hexacyanidoferrate (III)**.
प्रश्न 5. उपसहसंयोजन संकुलों के जोड़ों [Co(NH₃)₅(NO₂)]Cl₂ और [Co(NH₃)₅(ONO)]Cl₂ में किस प्रकार की संरचनात्मक समावयवता (Structural Isomerism) उपस्थित है?
Q5. The pair of coordination complexes [Co(NH₃)₅(NO₂)]Cl₂ and [Co(NH₃)₅(ONO)]Cl₂ represents which type of structural isomerism?
सही उत्तर: B) आबंध समावयवता या बंधक समावयवता (Linkage Isomerism)
Correct Answer: B) Linkage Isomerism
स्पष्टीकरण: **आबंध या बंधक समावयवता (Linkage Isomerism):** तब उत्पन्न होती है जब संकुल में कोई **उभयदन्ती लिगैंड (ambidentate ligand)** उपस्थित हो।
– उभयदन्ती लिगैंड जैसे नाइट्रो समूह (NO₂⁻) के पास दो भिन्न दाता परमाणु (N और O) होते हैं।
– संकुल 1 ([Co(NH₃)₅(NO₂)]Cl₂) में, लिगैंड **नाइट्रोजन (N)** परमाणु द्वारा धातु से आबंधित है।
– संकुल 2 ([Co(NH₃)₅(ONO)]Cl₂) में, लिगैंड **ऑक्सीजन (O)** परमाणु द्वारा धातु से आबंधित है।
अतः ये दोनों एक-दूसरे के आबंध समावयवी (Linkage isomers) हैं।
– उभयदन्ती लिगैंड जैसे नाइट्रो समूह (NO₂⁻) के पास दो भिन्न दाता परमाणु (N और O) होते हैं।
– संकुल 1 ([Co(NH₃)₅(NO₂)]Cl₂) में, लिगैंड **नाइट्रोजन (N)** परमाणु द्वारा धातु से आबंधित है।
– संकुल 2 ([Co(NH₃)₅(ONO)]Cl₂) में, लिगैंड **ऑक्सीजन (O)** परमाणु द्वारा धातु से आबंधित है।
अतः ये दोनों एक-दूसरे के आबंध समावयवी (Linkage isomers) हैं।
Explanation: **Linkage Isomerism** occurs in coordination compounds containing an **ambidentate ligand**.
– An ambidentate ligand (like the nitrite ion, NO₂⁻) has two different donor atoms (N and O) through which it can coordinate.
– In [Co(NH₃)₅(NO₂)]Cl₂, the ligand coordinates through the **nitrogen** atom (-NO₂, nitro).
– In [Co(NH₃)₅(ONO)]Cl₂, the ligand coordinates through the **oxygen** atom (-ONO, nitrito). Thus, they are linkage isomers.
– An ambidentate ligand (like the nitrite ion, NO₂⁻) has two different donor atoms (N and O) through which it can coordinate.
– In [Co(NH₃)₅(NO₂)]Cl₂, the ligand coordinates through the **nitrogen** atom (-NO₂, nitro).
– In [Co(NH₃)₅(ONO)]Cl₂, the ligand coordinates through the **oxygen** atom (-ONO, nitrito). Thus, they are linkage isomers.
प्रश्न 6. उपसहसंयोजन संकुलों के जोड़ों [Co(NH₃)₅(SO₄)]Br और [Co(NH₃)₅Br]SO₄ में किस प्रकार की संरचनात्मक समावयवता (Structural Isomerism) उपस्थित है?
Q6. The pair of coordination complexes [Co(NH₃)₅(SO₄)]Br and [Co(NH₃)₅Br]SO₄ represents which type of structural isomerism?
सही उत्तर: B) आयनन समावयवता (Ionization Isomerism)
Correct Answer: B) Ionization Isomerism
स्पष्टीकरण: **आयनन समावयवता (Ionization Isomerism):** तब उत्पन्न होती है जब संकुल का अणु सूत्र समान हो, परंतु वे जलीय विलयन में टूटने पर भिन्न-भिन्न आयन (ions) देते हैं।
– संकुल 1 ([Co(NH₃)₅(SO₄)]Br) जलीय विलयन में अपघटित होकर **ब्रोमाइड आयन (Br⁻)** देता है (जो AgNO₃ के साथ हल्का पीला अवक्षेप बनाता है)।
– संकुल 2 ([Co(NH₃)₅Br]SO₄) जलीय विलयन में अपघटित होकर **सल्फेट आयन (SO₄²⁻)** देता है (जो BaCl₂ के साथ सफेद अवक्षेप बनाता है)।
अतः ये दोनों एक-दूसरे के आयनन समावयवी हैं।
– संकुल 1 ([Co(NH₃)₅(SO₄)]Br) जलीय विलयन में अपघटित होकर **ब्रोमाइड आयन (Br⁻)** देता है (जो AgNO₃ के साथ हल्का पीला अवक्षेप बनाता है)।
– संकुल 2 ([Co(NH₃)₅Br]SO₄) जलीय विलयन में अपघटित होकर **सल्फेट आयन (SO₄²⁻)** देता है (जो BaCl₂ के साथ सफेद अवक्षेप बनाता है)।
अतः ये दोनों एक-दूसरे के आयनन समावयवी हैं।
Explanation: **Ionization Isomerism** arises when isomers have the same overall molecular formula but produce different ions in aqueous solution.
– [Co(NH₃)₅(SO₄)]Br dissociates in water to yield **bromide ions (Br⁻)**, which precipitate with AgNO₃.
– [Co(NH₃)₅Br]SO₄ dissociates to yield **sulfate ions (SO₄²⁻)**, which precipitate with BaCl₂. Thus, they are ionization isomers.
– [Co(NH₃)₅(SO₄)]Br dissociates in water to yield **bromide ions (Br⁻)**, which precipitate with AgNO₃.
– [Co(NH₃)₅Br]SO₄ dissociates to yield **sulfate ions (SO₄²⁻)**, which precipitate with BaCl₂. Thus, they are ionization isomers.
प्रश्न 7. अष्टफलकीय संकुल [Co(NH₃)₃(NO₂)₃] (जो Ma₃b₃ प्रकार का है) निम्नलिखित में से किस विशिष्ट ज्यामितीय समावयवता (Geometrical Isomerism) के रूपों में पाया जाता है?
Q7. The octahedral coordination complex [Co(NH₃)₃(NO₂)₃] (representing Ma₃b₃ type) exhibits which specific geometrical isomerism?
सही उत्तर: B) आननी (fac) और रेखांशिक (mer) समावयवी (facial and meridional isomers)
Correct Answer: B) facial (fac) and meridional (mer) isomers
स्पष्टीकरण: अष्टफलकीय संकुलों में जब तीन समान लिगैंड एक साथ उपस्थित होते हैं (जैसे [Ma₃b₃] प्रकार):
– **आननी या फेसिअल (fac) समावयवी:** तब बनता है जब तीन समान लिगैंड अष्टफलक के एक ही फलक (face) के कोनों पर स्थित हों।
– **रेखांशिक या मेरिडियोनल (mer) समावयवी:** तब बनता है जब तीन समान लिगैंड अष्टफलक के मध्याह्न रेखा (meridian) या केंद्र से गुजरने वाले चक्र पर स्थित हों।
अतः [Co(NH₃)₃(NO₂)₃] केवल **fac और mer** समावयवता प्रदर्शित करता है।
– **आननी या फेसिअल (fac) समावयवी:** तब बनता है जब तीन समान लिगैंड अष्टफलक के एक ही फलक (face) के कोनों पर स्थित हों।
– **रेखांशिक या मेरिडियोनल (mer) समावयवी:** तब बनता है जब तीन समान लिगैंड अष्टफलक के मध्याह्न रेखा (meridian) या केंद्र से गुजरने वाले चक्र पर स्थित हों।
अतः [Co(NH₃)₃(NO₂)₃] केवल **fac और mer** समावयवता प्रदर्शित करता है।
Explanation: In octahedral complexes of the type [Ma₃b₃] (where three identical ligands ‘a’ and three identical ligands ‘b’ are present):
– **Facial (fac) isomer:** Formed when three donor atoms of the same ligands occupy adjacent corners of an octahedral face.
– **Meridional (mer) isomer:** Formed when three donor atoms of the same ligands occupy positions around the meridian/circumference of the octahedron.
Therefore, they exhibit **fac and mer** isomerism instead of cis and trans.
– **Facial (fac) isomer:** Formed when three donor atoms of the same ligands occupy adjacent corners of an octahedral face.
– **Meridional (mer) isomer:** Formed when three donor atoms of the same ligands occupy positions around the meridian/circumference of the octahedron.
Therefore, they exhibit **fac and mer** isomerism instead of cis and trans.
प्रश्न 8. वर्ग समतलीय संकुलों (Square Planar Complexes) में से, यदि सभी चारों लिगैंड भिन्न हों (जैसे [Mabcd] प्रकार, उदाहरण: [Pt(NH₃)(NH₂OH)(py)(Cl)]⁺), तो इसके कुल कितने ज्यामितीय समावयवी (Geometrical Isomers) संभव हैं?
Q8. For a square planar coordination complex with four different ligands ([Mabcd] type, e.g., [Pt(NH₃)(NH₂OH)(py)(Cl)]⁺), how many geometrical isomers are possible?
सही उत्तर: B) 3 (दो सिस और एक ट्रांस रूप होने के कारण)
Correct Answer: B) 3
स्पष्टीकरण: यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण NEET अवधारणा है।
– [Mabcd] प्रकार के वर्ग समतलीय संकुलों में, किसी एक लिगैंड (जैसे ‘a’) की स्थिति को स्थिर मान लिया जाता है।
– इसके विपरीत (trans) स्थितियों पर अन्य तीनों लिगैंडों (‘b’, ‘c’, ‘d’) को बारी-बारी से रखकर कुल **3 ज्यामितीय समावयवी** प्राप्त किए जाते हैं।
– इनमें से दो सिस (cis) की तरह और एक ट्रांस (trans) की तरह व्यवहार करता है।
– [Mabcd] प्रकार के वर्ग समतलीय संकुलों में, किसी एक लिगैंड (जैसे ‘a’) की स्थिति को स्थिर मान लिया जाता है।
– इसके विपरीत (trans) स्थितियों पर अन्य तीनों लिगैंडों (‘b’, ‘c’, ‘d’) को बारी-बारी से रखकर कुल **3 ज्यामितीय समावयवी** प्राप्त किए जाते हैं।
– इनमें से दो सिस (cis) की तरह और एक ट्रांस (trans) की तरह व्यवहार करता है।
Explanation: For square planar complexes of the type [Mabcd] (where all four ligands are unique):
– By keeping one ligand (e.g., ‘a’) fixed in one position and placing the remaining three ligands (‘b’, ‘c’, and ‘d’) trans to it one by one, we obtain exactly **3 distinct geometrical isomers**.
– By keeping one ligand (e.g., ‘a’) fixed in one position and placing the remaining three ligands (‘b’, ‘c’, and ‘d’) trans to it one by one, we obtain exactly **3 distinct geometrical isomers**.
प्रश्न 9. धातु कक्षक सिद्धांत (VBT) के अनुसार, हेक्साएमीनकोबाल्ट(III) आयन **[Co(NH₃)₆]³⁺** का संकरण (Hybridization) और चुंबकीय व्यवहार क्रमशः क्या होते हैं? (Co का परमाणु क्रमांक = 27)
Q10. According to Valence Bond Theory (VBT), the hybridization and magnetic property of the coordination complex ion **[Co(NH₃)₆]³⁺** are respectively:
सही उत्तर: B) d²sp³; प्रतिचुंबकीय (Diamagnetic – आंतरिक कक्षक संकुल होने के कारण)
Correct Answer: B) d²sp³; diamagnetic
स्पष्टीकरण:
– [Co(NH₃)₆]³⁺ में कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या +3 है। Co³⁺ का विन्यास = [Ar] 3d⁶ 4s⁰ 4p⁰ होता है।
– अमोनिया (NH₃) स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी में एक **प्रबल क्षेत्र लिगैंड (strong field ligand)** है।
– प्रबल क्षेत्र लिगैंड होने के कारण यह 3d उपकोश के 6 इलेक्ट्रॉनों का बलात युग्मन (pairing) करा देता है, जिससे 3d के दो आंतरिक कक्षक पूरी तरह खाली हो जाते हैं।
– संकरण = **d²sp³** (आंतरिक कक्षक अष्टफलकीय संकुल – low spin inner orbital complex)।
– चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित (paired) हो जाते हैं, अतः यह **प्रतिचुंबकीय (diamagnetic)** होता है।
– [Co(NH₃)₆]³⁺ में कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या +3 है। Co³⁺ का विन्यास = [Ar] 3d⁶ 4s⁰ 4p⁰ होता है।
– अमोनिया (NH₃) स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी में एक **प्रबल क्षेत्र लिगैंड (strong field ligand)** है।
– प्रबल क्षेत्र लिगैंड होने के कारण यह 3d उपकोश के 6 इलेक्ट्रॉनों का बलात युग्मन (pairing) करा देता है, जिससे 3d के दो आंतरिक कक्षक पूरी तरह खाली हो जाते हैं।
– संकरण = **d²sp³** (आंतरिक कक्षक अष्टफलकीय संकुल – low spin inner orbital complex)।
– चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित (paired) हो जाते हैं, अतः यह **प्रतिचुंबकीय (diamagnetic)** होता है।
Explanation:
– In [Co(NH₃)₆]³⁺, cobalt exists as Co³⁺ with the configuration [Ar] 3d⁶ 4s⁰.
– Ammonia (NH₃) behaves as a **strong field ligand** and forces the pairing of the six 3d electrons, leaving two vacant 3d orbitals.
– The hybridization used is **d²sp³**, forming a low-spin inner orbital octahedral complex.
– Since all electrons are paired up, the complex ion is **diamagnetic**.
– In [Co(NH₃)₆]³⁺, cobalt exists as Co³⁺ with the configuration [Ar] 3d⁶ 4s⁰.
– Ammonia (NH₃) behaves as a **strong field ligand** and forces the pairing of the six 3d electrons, leaving two vacant 3d orbitals.
– The hybridization used is **d²sp³**, forming a low-spin inner orbital octahedral complex.
– Since all electrons are paired up, the complex ion is **diamagnetic**.
प्रश्न 10. हेक्साफ्लूओराइडोकोबाल्टेट(III) आयन **[CoF₆]³⁻** का संकरण और चुंबकीय व्यवहार क्रमशः क्या होते हैं? (F⁻ एक दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है)
Q10. The hybridization and magnetic property of the coordination complex ion **[CoF₆]³⁻** are respectively:
सही उत्तर: B) sp³d²; अनुचुंबकीय (Paramagnetic – बाह्य कक्षक संकुल होने के कारण)
Correct Answer: B) sp³d²; paramagnetic
स्पष्टीकरण:
– [CoF₆]³⁻ में कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या +3 है। Co³⁺ का विन्यास = [Ar] 3d⁶ 4s⁰ 4p⁰ 4d⁰ होता है।
– फ्लोराइड आयन (F⁻) स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी में एक **दुर्बल क्षेत्र लिगैंड (weak field ligand)** है।
– दुर्बल क्षेत्र लिगैंड होने के कारण यह 3d इलेक्ट्रॉनों का युग्मन कराने में असमर्थ होता है।
– अतः संक्रमण के लिए बाहरी 4d कक्षकों का उपयोग किया जाता है।
– संकरण = **sp³d²** (बाह्य कक्षक अष्टफलकीय संकुल – high spin outer orbital complex)।
– चूंकि 3d उपकोश में 4 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन बचे रहते हैं, अतः यह अत्यधिक **अनुचुंबकीय (paramagnetic)** होता है।
– [CoF₆]³⁻ में कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या +3 है। Co³⁺ का विन्यास = [Ar] 3d⁶ 4s⁰ 4p⁰ 4d⁰ होता है।
– फ्लोराइड आयन (F⁻) स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी में एक **दुर्बल क्षेत्र लिगैंड (weak field ligand)** है।
– दुर्बल क्षेत्र लिगैंड होने के कारण यह 3d इलेक्ट्रॉनों का युग्मन कराने में असमर्थ होता है।
– अतः संक्रमण के लिए बाहरी 4d कक्षकों का उपयोग किया जाता है।
– संकरण = **sp³d²** (बाह्य कक्षक अष्टफलकीय संकुल – high spin outer orbital complex)।
– चूंकि 3d उपकोश में 4 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन बचे रहते हैं, अतः यह अत्यधिक **अनुचुंबकीय (paramagnetic)** होता है।
Explanation:
– In [CoF₆]³⁻, cobalt exists as Co³⁺ with the configuration [Ar] 3d⁶ 4s⁰.
– Fluoride (F⁻) behaves as a **weak field ligand** and cannot force the pairing of the 3d electrons.
– To accommodate 6 coordinate bonds, the outermost empty 4d orbitals are used instead.
– The hybridization used is **sp³d²**, forming a high-spin outer orbital octahedral complex.
– Since there are 4 unpaired electrons in the 3d subshell, the complex ion is strongly **paramagnetic**.
– In [CoF₆]³⁻, cobalt exists as Co³⁺ with the configuration [Ar] 3d⁶ 4s⁰.
– Fluoride (F⁻) behaves as a **weak field ligand** and cannot force the pairing of the 3d electrons.
– To accommodate 6 coordinate bonds, the outermost empty 4d orbitals are used instead.
– The hybridization used is **sp³d²**, forming a high-spin outer orbital octahedral complex.
– Since there are 4 unpaired electrons in the 3d subshell, the complex ion is strongly **paramagnetic**.
प्रश्न 11. वर्ग समतलीय संकुल **[Ni(CN)₄]²⁻** और चतुष्फलकीय संकुल **[NiCl₄]²⁻** का संकरण और चुंबकीय व्यवहार क्रमशः क्या होते हैं? (Ni का परमाणु क्रमांक = 28)
Q11. The hybridization and magnetic properties of the square planar complex **[Ni(CN)₄]²⁻** and tetrahedral complex **[NiCl₄]²⁻** respectively are:
सही उत्तर: B) dsp² (प्रतिचुंबकीय) और sp³ (अनुचुंबकीय) (CN⁻ के प्रबल और Cl⁻ के दुर्बल लिगैंड होने के कारण)
Correct Answer: B) dsp² (diamagnetic) and sp³ (paramagnetic)
स्पष्टीकरण: यह भी एक अत्यंत महत्वपूर्ण NEET प्रश्न है:
– दोनों संकुलों में निकेल की ऑक्सीकरण संख्या +2 है। Ni²⁺ का विन्यास = [Ar] 3d⁸ 4s⁰ (2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन) होता है।
– **[Ni(CN)₄]²⁻ में:** सायनाइड (CN⁻) एक प्रबल क्षेत्र लिगैंड है, जो 3d⁸ के दोनों अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करा देता है, जिससे 3d का एक कक्षक खाली हो जाता है। संकरण = **dsp²** (वर्ग समतलीय आकृति) और सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होने से यह **प्रतिचुंबकीय** होता है।
– **[NiCl₄]²⁻ में:** क्लोराइड आयन (Cl⁻) एक दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है, जो युग्मन नहीं करा पाता। संकरण = **sp³** (चतुष्फलकीय आकृति) और 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होने के कारण यह **अनुचुंबकीय** होता है।
– दोनों संकुलों में निकेल की ऑक्सीकरण संख्या +2 है। Ni²⁺ का विन्यास = [Ar] 3d⁸ 4s⁰ (2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन) होता है।
– **[Ni(CN)₄]²⁻ में:** सायनाइड (CN⁻) एक प्रबल क्षेत्र लिगैंड है, जो 3d⁸ के दोनों अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों का युग्मन करा देता है, जिससे 3d का एक कक्षक खाली हो जाता है। संकरण = **dsp²** (वर्ग समतलीय आकृति) और सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होने से यह **प्रतिचुंबकीय** होता है।
– **[NiCl₄]²⁻ में:** क्लोराइड आयन (Cl⁻) एक दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है, जो युग्मन नहीं करा पाता। संकरण = **sp³** (चतुष्फलकीय आकृति) और 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होने के कारण यह **अनुचुंबकीय** होता है।
Explanation: In both complexes, Nickel is in the +2 state. Ni²⁺ has the configuration [Ar] 3d⁸ 4s⁰ (containing 2 unpaired electrons).
– **For [Ni(CN)₄]²⁻:** CN⁻ is a strong-field ligand that forces pairing of the 3d electrons, vacating one 3d orbital. The hybridization is **dsp²**, resulting in a **square planar** geometry and a **diamagnetic** nature.
– **For [Ni(Cl)₄]²⁻:** Cl⁻ is a weak-field ligand and cannot force pairing. The hybridization is **sp³**, resulting in a **tetrahedral** geometry and a **paramagnetic** nature.
– **For [Ni(CN)₄]²⁻:** CN⁻ is a strong-field ligand that forces pairing of the 3d electrons, vacating one 3d orbital. The hybridization is **dsp²**, resulting in a **square planar** geometry and a **diamagnetic** nature.
– **For [Ni(Cl)₄]²⁻:** Cl⁻ is a weak-field ligand and cannot force pairing. The hybridization is **sp³**, resulting in a **tetrahedral** geometry and a **paramagnetic** nature.
प्रश्न 12. क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत (CFT) के अनुसार, अष्टफलकीय संकुल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (Δo) और चतुष्फलकीय संकुल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (Δt) के बीच सही गणितीय संबंध क्या होता है?
Q12. According to Crystal Field Theory (CFT), the relationship between crystal field splitting energy in tetrahedral (Δt) and octahedral (Δo) fields is:
सही उत्तर: B) Δt = ⁴/₉ Δo (चतुष्फलकीय में विपाटन कम होने के कारण)
Correct Answer: B) Δt = ⁴/₉ Δo
स्पष्टीकरण: चतुष्फलकीय क्षेत्र में क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (Δt) का मान हमेशा अष्टफलकीय क्षेत्र (Δo) से काफी कम होता है। इसके दो मुख्य कारण हैं:
1. चतुष्फलकीय संकुल में केवल 4 लिगैंड होते हैं, जबकि अष्टफलकीय में 6 होते हैं (कम लिगैंड = कम प्रतिकर्षण)।
2. चतुष्फलकीय संकुल में लिगैंड सीधे कक्षकों की दिशा में नहीं आते, जिससे विपाटन कम होता है।
गणितीय संबंध: **Δt = ⁴/₉ Δo ≈ 0.44 Δo** होता है। इसलिए, चतुष्फलकीय संकुल हमेशा उच्च स्पिन (high spin) वाले ही बनते हैं (क्योंकि विपाटन ऊर्जा कभी भी युग्मन ऊर्जा से अधिक नहीं हो पाती)।
1. चतुष्फलकीय संकुल में केवल 4 लिगैंड होते हैं, जबकि अष्टफलकीय में 6 होते हैं (कम लिगैंड = कम प्रतिकर्षण)।
2. चतुष्फलकीय संकुल में लिगैंड सीधे कक्षकों की दिशा में नहीं आते, जिससे विपाटन कम होता है।
गणितीय संबंध: **Δt = ⁴/₉ Δo ≈ 0.44 Δo** होता है। इसलिए, चतुष्फलकीय संकुल हमेशा उच्च स्पिन (high spin) वाले ही बनते हैं (क्योंकि विपाटन ऊर्जा कभी भी युग्मन ऊर्जा से अधिक नहीं हो पाती)।
Explanation: The crystal field splitting in a tetrahedral field (Δt) is always much smaller than in an octahedral field (Δo) for two reasons:
1. There are only 4 ligands in tetrahedral coordination instead of 6 in octahedral (less electrostatic repulsion).
2. The direction of approach of ligands does not directly coincide with any of the d-orbitals.
The relationship is: **Δt = ⁴/₉ Δo ≈ 0.44 Δo**. Because of this small splitting, pairing of electrons in tetrahedral complexes is energetically unfavorable, making them almost exclusively high-spin complexes.
1. There are only 4 ligands in tetrahedral coordination instead of 6 in octahedral (less electrostatic repulsion).
2. The direction of approach of ligands does not directly coincide with any of the d-orbitals.
The relationship is: **Δt = ⁴/₉ Δo ≈ 0.44 Δo**. Because of this small splitting, pairing of electrons in tetrahedral complexes is energetically unfavorable, making them almost exclusively high-spin complexes.
प्रश्न 13. स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी (Spectrochemical Series) के अनुसार, निम्नलिखित लिगैंडों में से कौन सा एक **सबसे प्रबल क्षेत्र लिगैंड (Strongest Field Ligand)** है जो अधिकतम विपाटन उत्पन्न करता है?
Q13. According to the spectrochemical series, which of the following is the strongest field ligand, producing maximum crystal field splitting?
सही उत्तर: C) कार्बन मोनोऑक्साइड (CO – Carbon monoxide)
Correct Answer: C) Carbon monoxide (CO)
स्पष्टीकरण: स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी लिगैंडों की उनके द्वारा उत्पन्न क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा (Δ) के बढ़ते क्रम की व्यवस्था है। श्रेणी इस प्रकार है:
I⁻ < Br⁻ < S²⁻ < SCN⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < C₂O₄²⁻ < H₂O < NCS⁻ < edta⁴⁻ < NH₃ < en < CN⁻ < CO.
अतः **कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)** आवर्त सारणी में सबसे प्रबल क्षेत्र लिगैंड है (इसके धातु कार्बोनीलों में सिनर्जिक आबंध बनने के कारण)। सायनाइड आयन (CN⁻) दूसरे स्थान पर आता है।
I⁻ < Br⁻ < S²⁻ < SCN⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < C₂O₄²⁻ < H₂O < NCS⁻ < edta⁴⁻ < NH₃ < en < CN⁻ < CO.
अतः **कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)** आवर्त सारणी में सबसे प्रबल क्षेत्र लिगैंड है (इसके धातु कार्बोनीलों में सिनर्जिक आबंध बनने के कारण)। सायनाइड आयन (CN⁻) दूसरे स्थान पर आता है।
Explanation: The spectrochemical series is an experimentally determined order of ligand splitting strength:
I⁻ < Br⁻ < S²⁻ < SCN⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < C₂O₄²⁻ < H₂O < NCS⁻ < edta⁴⁻ < NH₃ < en < CN⁻ < CO.
Thus, **Carbon monoxide (CO)** is the strongest field ligand in the spectrochemical series, primarily due to π-back bonding (synergic effect) with transition metals. Cyanide (CN⁻) is the second strongest.
I⁻ < Br⁻ < S²⁻ < SCN⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < C₂O₄²⁻ < H₂O < NCS⁻ < edta⁴⁻ < NH₃ < en < CN⁻ < CO.
Thus, **Carbon monoxide (CO)** is the strongest field ligand in the spectrochemical series, primarily due to π-back bonding (synergic effect) with transition metals. Cyanide (CN⁻) is the second strongest.
प्रश्न 14. धातु कार्बोनीलों (जैसे [Ni(CO)₄] या [Fe(CO)₅]) में धातु-कार्बन आबंधों का स्थायित्व **”सिनर्जिक आबंधन” (Synergic Bonding)** के कारण बहुत बढ़ जाता है। इस सिनर्जिक आबंधन का क्या अर्थ है?
Q14. In metal carbonyls (such as [Ni(CO)₄]), the metal-carbon bond is exceptionally strengthened by “synergic bonding”. This synergic bonding involves:
सही उत्तर: B) CO से धातु को सिग्मा दान और धातु के भरे हुए d-कक्षकों से CO के खाली प्रति-आबंधी π* कक्षकों में पाई-पश्च दान (sigma donation and pi-back donation)
Correct Answer: B) σ-donation of CO lone pairs to the vacant orbitals of the metal, accompanied by π-back donation from filled d-orbitals of the metal to the vacant antibonding π* orbitals of CO
स्पष्टीकरण: धातु कार्बोनीलों में उपसहसंयोजक आबंध द्वि-दिशात्मक (two-way) होता है:
1. **सिग्मा दान (σ-donation):** कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) का कार्बन अपने एकाकी युग्म को धातु के खाली हाइब्रिड कक्षकों में दान करके सिग्मा आबंध बनाता है।
2. **पाई-पश्च दान (π-back donation / Back-bonding):** केंद्रीय धातु के भरे हुए d-कक्षक अपने इलेक्ट्रॉनों को CO के खाली प्रति-आबंधी आणविक कक्षकों (antibonding π* orbitals) में दान करके पाई आबंध बनाते हैं।
– इस दोहरे प्रभाव को **सिनर्जिक प्रभाव (Synergic effect)** कहते हैं। यह प्रभाव M-C आबंध को अत्यधिक मजबूत बना देता है और साथ ही C≡O आबंध को कमजोर (लंबा) कर देता है।
1. **सिग्मा दान (σ-donation):** कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) का कार्बन अपने एकाकी युग्म को धातु के खाली हाइब्रिड कक्षकों में दान करके सिग्मा आबंध बनाता है।
2. **पाई-पश्च दान (π-back donation / Back-bonding):** केंद्रीय धातु के भरे हुए d-कक्षक अपने इलेक्ट्रॉनों को CO के खाली प्रति-आबंधी आणविक कक्षकों (antibonding π* orbitals) में दान करके पाई आबंध बनाते हैं।
– इस दोहरे प्रभाव को **सिनर्जिक प्रभाव (Synergic effect)** कहते हैं। यह प्रभाव M-C आबंध को अत्यधिक मजबूत बना देता है और साथ ही C≡O आबंध को कमजोर (लंबा) कर देता है।
Explanation: Bonding in metal carbonyls involves a unique self-reinforcing (synergic) mechanism:
1. **σ-bond:** Carbon of CO donates its lone pair of electrons into a vacant hybrid orbital of the transition metal.
2. **π-bond (Back-bonding):** Simultaneously, filled d-orbitals of the transition metal overlap laterally with the vacant antibonding **π* molecular orbitals** of CO, back-donating electron density.
– This dual process is called **synergic bonding**. It significantly strengthens the metal-carbon bond while simultaneously weakening the carbon-oxygen triple bond.
1. **σ-bond:** Carbon of CO donates its lone pair of electrons into a vacant hybrid orbital of the transition metal.
2. **π-bond (Back-bonding):** Simultaneously, filled d-orbitals of the transition metal overlap laterally with the vacant antibonding **π* molecular orbitals** of CO, back-donating electron density.
– This dual process is called **synergic bonding**. It significantly strengthens the metal-carbon bond while simultaneously weakening the carbon-oxygen triple bond.
प्रश्न 15. सिडगविक के प्रभावी परमाणु क्रमांक **(Effective Atomic Number – EAN)** नियम के अनुसार, पोटेशियम फेरोसायनाइड संकुल [Fe(CN)₆]⁴⁻ में आयरन (Fe, Z = 26) का प्रभावी परमाणु क्रमांक कितना होगा?
Q15. According to Sidgwick’s Effective Atomic Number (EAN) rule, the EAN of Iron (Fe, Z = 26) in the complex ion [Fe(CN)₆]⁴⁻ is:
सही उत्तर: B) 36 (अक्रिय गैस क्रिप्टॉन के बराबर होने के कारण)
Correct Answer: B) 36
स्पष्टीकरण: प्रभावी परमाणु क्रमांक (EAN) का सूत्र निम्न है:
EAN = Z – Oxidation State + 2 × Coordination Number
– [Fe(CN)₆]⁴⁻ में आयरन का परमाणु क्रमांक (Z) = 26
– आयरन की ऑक्सीकरण संख्या (O.S.) = +2
– उपसहसंयोजन संख्या (C.N.) = 6
गणना:
EAN = 26 – 2 + (2 × 6) = 24 + 12 = 36।
चूंकि इसका मान अक्रिय गैस क्रिप्टॉन (Kr, Z = 36) के बराबर है, अतः यह संकुल सिडगविक नियम का पालन करता है और अत्यधिक स्थायी होता है।
EAN = Z – Oxidation State + 2 × Coordination Number
– [Fe(CN)₆]⁴⁻ में आयरन का परमाणु क्रमांक (Z) = 26
– आयरन की ऑक्सीकरण संख्या (O.S.) = +2
– उपसहसंयोजन संख्या (C.N.) = 6
गणना:
EAN = 26 – 2 + (2 × 6) = 24 + 12 = 36।
चूंकि इसका मान अक्रिय गैस क्रिप्टॉन (Kr, Z = 36) के बराबर है, अतः यह संकुल सिडगविक नियम का पालन करता है और अत्यधिक स्थायी होता है।
Explanation: Sidgwick’s EAN formula is:
EAN = Z – (Oxidation State) + 2 × (Coordination Number).
In the complex ion [Fe(CN)₆]⁴⁻:
– Atomic number of Fe (Z) = 26
– Oxidation State of Fe = +2
– Coordination Number = 6
Calculation: EAN = 26 – 2 + (2 × 6) = 24 + 12 = 36.
An EAN of 36 corresponds to the stable noble gas configuration of Krypton (Z = 36).
EAN = Z – (Oxidation State) + 2 × (Coordination Number).
In the complex ion [Fe(CN)₆]⁴⁻:
– Atomic number of Fe (Z) = 26
– Oxidation State of Fe = +2
– Coordination Number = 6
Calculation: EAN = 26 – 2 + (2 × 6) = 24 + 12 = 36.
An EAN of 36 corresponds to the stable noble gas configuration of Krypton (Z = 36).
प्रश्न 16. एथिलीनडाइएमीनटेट्राएसीटेट आयन **(EDTA⁴⁻)** किस प्रकार का बहुदन्ती लिगैंड (polydentate ligand) है, जो धातुओं के साथ छह उपसहसंयोजक आबंध बनाकर संकुल बना सकता है?
Q16. The ethylenediaminetetraacetate ion (EDTA⁴⁻) is a chemically important:
सही उत्तर: B) षट्दन्ती लिगैंड (Hexadentate ligand – दो N और चार O दाता होने के कारण)
Correct Answer: B) Hexadentate ligand
स्पष्टीकरण: EDTA⁴⁻ एक अत्यंत प्रसिद्ध और व्यापक रूप से प्रयुक्त होने वाला **षट्दन्ती चेलेटिंग लिगैंड (Hexadentate chelating ligand)** है।
– इसमें छह दाता परमाणु (donor atoms) होते हैं: **दो नाइट्रोजन परमाणु** (एमीन समूह वाले) और **चार ऑक्सीजन परमाणु** (कार्बोक्सिलेट समूह वाले, -COO⁻)।
– यह कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के साथ अत्यंत स्थायी चेलेट वलय संकुल बनाता है, अतः इसका उपयोग जल की कठोरता (hardness of water) के आकलन में किया जाता है।
– इसमें छह दाता परमाणु (donor atoms) होते हैं: **दो नाइट्रोजन परमाणु** (एमीन समूह वाले) और **चार ऑक्सीजन परमाणु** (कार्बोक्सिलेट समूह वाले, -COO⁻)।
– यह कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के साथ अत्यंत स्थायी चेलेट वलय संकुल बनाता है, अतः इसका उपयोग जल की कठोरता (hardness of water) के आकलन में किया जाता है।
Explanation: The EDTA⁴⁻ ion (ethylenediaminetetraacetate) is a highly prominent **hexadentate chelating ligand**.
– It coordinates to the central metal atom through six donor atoms: **two nitrogen atoms** (belonging to amine groups) and **four oxygen atoms** (belonging to carboxylate groups, -COO⁻).
– It forms highly stable five-membered chelate rings with divalent cations like Ca²⁺ and Mg²⁺, making it invaluable in determining water hardness.
– It coordinates to the central metal atom through six donor atoms: **two nitrogen atoms** (belonging to amine groups) and **four oxygen atoms** (belonging to carboxylate groups, -COO⁻).
– It forms highly stable five-membered chelate rings with divalent cations like Ca²⁺ and Mg²⁺, making it invaluable in determining water hardness.
प्रश्न 17. द्विदन्ती या बहुदन्ती लिगैंड जब धातु के साथ एक से अधिक आबंध बनाकर 5 या 6 सदस्यीय बंद चक्रीय संरचनाएं बनाते हैं, तो इस प्रभाव को क्या कहा जाता है जो संकुल को अत्यधिक स्थायित्व प्रदान करता है?
Q17. When a di- or polydentate ligand uses its donor atoms to bind to a single metal ion, forming stable 5- or 6-membered ring structures, this stabilizing effect is called:
सही उत्तर: B) किलेट प्रभाव या चेलेट प्रभाव (Chelation / Chelate Effect)
Correct Answer: B) Chelate Effect (Chelation)
स्पष्टीकरण: जब कोई बहुदन्ती लिगैंड (जैसे एथिलीनडाइएमीन ‘en’ या ऑक्सालेट ‘ox’) केंद्रीय धातु के साथ जुड़कर एक बंद रिंग (ring structure) बना लेता है, तो इस प्रक्रम को **किलेटीकरण (Chelation)** और बनने वाले लिगैंड को किलेटी लिगैंड (Chelating ligand) कहते हैं।
– इस वलय निर्माण के कारण संकुल की एन्ट्रॉपी बढ़ती है और वह सामान्य एकदन्ती लिगैंडों वाले संकुलों की तुलना में बहुत अधिक स्थायी हो जाता है। इसे **किलेट प्रभाव (Chelate Effect)** कहते हैं।
– उदाहरण: [Co(en)₃]³⁺ संकुल [Co(NH₃)₆]³⁺ से अत्यधिक स्थायी होता है।
– इस वलय निर्माण के कारण संकुल की एन्ट्रॉपी बढ़ती है और वह सामान्य एकदन्ती लिगैंडों वाले संकुलों की तुलना में बहुत अधिक स्थायी हो जाता है। इसे **किलेट प्रभाव (Chelate Effect)** कहते हैं।
– उदाहरण: [Co(en)₃]³⁺ संकुल [Co(NH₃)₆]³⁺ से अत्यधिक स्थायी होता है।
Explanation: When a di- or polydentate ligand coordinates to a central metal ion to establish a closed ring structure, the ligand is termed a chelating ligand, and the process is called **Chelation**.
– Chelate ring formation increases the entropy of the system upon displacement of monodentate ligands.
– This thermodynamic drive makes chelated complexes significantly more stable than non-chelated analogues with similar monodentate ligands. This is known as the **Chelate Effect**.
– Chelate ring formation increases the entropy of the system upon displacement of monodentate ligands.
– This thermodynamic drive makes chelated complexes significantly more stable than non-chelated analogues with similar monodentate ligands. This is known as the **Chelate Effect**.
प्रश्न 18. उपसहसंयोजन संकुलों के जोड़ों [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆] और [Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆] में किस प्रकार की संरचनात्मक समावयवता (Structural Isomerism) उपस्थित है?
Q18. The pair of coordination complexes [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆] and [Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆] represents which type of structural isomerism?
सही उत्तर: B) उपसहसंयोजन समावयवता (Coordination Isomerism)
Correct Answer: B) Coordination Isomerism
स्पष्टीकरण: **उपसहसंयोजन समावयवता (Coordination Isomerism):** तब उत्पन्न होती है जब संकुल में धनायन और ऋणायन दोनों ही उपसहसंयोजन सत्ता (coordination spheres) होते हैं।
– इसमें धनायनिक और ऋणायनिक संकुलों के बीच लिगैंडों (जैसे NH₃ और CN⁻) का पूर्ण आदान-प्रदान (exchange) हो जाता है।
– संकुल 1 में: कोबाल्ट धनायनिक क्षेत्र में है और क्रोमियम ऋणायनिक क्षेत्र में है।
– संकुल 2 में: क्रोमियम धनायनिक क्षेत्र में चला जाता है और कोबाल्ट ऋणायनिक क्षेत्र में आ जाता है।
अतः ये दोनों उपसहसंयोजन समावयवी (coordination isomers) हैं।
– इसमें धनायनिक और ऋणायनिक संकुलों के बीच लिगैंडों (जैसे NH₃ और CN⁻) का पूर्ण आदान-प्रदान (exchange) हो जाता है।
– संकुल 1 में: कोबाल्ट धनायनिक क्षेत्र में है और क्रोमियम ऋणायनिक क्षेत्र में है।
– संकुल 2 में: क्रोमियम धनायनिक क्षेत्र में चला जाता है और कोबाल्ट ऋणायनिक क्षेत्र में आ जाता है।
अतः ये दोनों उपसहसंयोजन समावयवी (coordination isomers) हैं।
Explanation: **Coordination Isomerism** occurs in salts where both the cation and the anion are complex coordination spheres.
– It arises from the complete exchange of ligands (like NH₃ and CN⁻) between the cationic and anionic coordination centers.
– In the first isomer, Co is with ammine and Cr is with cyano; in the second, Cr is with ammine and Co is with cyano.
– It arises from the complete exchange of ligands (like NH₃ and CN⁻) between the cationic and anionic coordination centers.
– In the first isomer, Co is with ammine and Cr is with cyano; in the second, Cr is with ammine and Co is with cyano.
प्रश्न 19. क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत (CFT) के अनुसार, यदि किसी अष्टफलकीय संकुल के लिए क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन ऊर्जा का मान युग्मन ऊर्जा से अधिक हो (Δo > P), तो d⁴ धातु आयन का सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास क्या होगा?
Q19. According to Crystal Field Theory (CFT), if the crystal field splitting energy is greater than the pairing energy (Δo > P), the electronic configuration of a d⁴ metal ion in an octahedral field is:
सही उत्तर: B) t2g⁴ e_g⁰ (युग्मन ऊर्जा कम होने के कारण इलेक्ट्रॉन नीचे ही युग्मित होने से)
Correct Answer: B) t2g⁴ e_g⁰
स्पष्टीकरण: अष्टफलकीय क्षेत्र में, d-कक्षक तीन निम्न ऊर्जा वाले t2g और दो उच्च ऊर्जा वाले e_g कक्षकों में टूटते हैं। d⁴ आयन के लिए पहले तीन इलेक्ट्रॉन एक-एक करके t2g में प्रवेश करते हैं (t2g³)।
चौथे इलेक्ट्रॉन के पास दो रास्ते होते हैं:
– **यदि Δo > P (प्रबल क्षेत्र लिगैंड):** विपाटन ऊर्जा अवरोध बहुत बड़ा है, अतः चौथा इलेक्ट्रॉन ऊपर नहीं जा पाता और कम ऊर्जा वाली युग्मन ऊर्जा (P) का उपयोग करके नीचे t2g में ही युग्मित (pair) हो जाता है। विन्यास = **t2g⁴ e_g⁰** (निम्न स्पिन संकुल – low spin complex)।
– **यदि Δo < P (दुर्बल क्षेत्र लिगैंड):** विपाटन ऊर्जा कम है, अतः चौथा इलेक्ट्रॉन आसानी से ऊपर चला जाता है। विन्यास = t2g³ e_g¹ (उच्च स्पिन संकुल)।
चौथे इलेक्ट्रॉन के पास दो रास्ते होते हैं:
– **यदि Δo > P (प्रबल क्षेत्र लिगैंड):** विपाटन ऊर्जा अवरोध बहुत बड़ा है, अतः चौथा इलेक्ट्रॉन ऊपर नहीं जा पाता और कम ऊर्जा वाली युग्मन ऊर्जा (P) का उपयोग करके नीचे t2g में ही युग्मित (pair) हो जाता है। विन्यास = **t2g⁴ e_g⁰** (निम्न स्पिन संकुल – low spin complex)।
– **यदि Δo < P (दुर्बल क्षेत्र लिगैंड):** विपाटन ऊर्जा कम है, अतः चौथा इलेक्ट्रॉन आसानी से ऊपर चला जाता है। विन्यास = t2g³ e_g¹ (उच्च स्पिन संकुल)।
Explanation: In an octahedral crystal field, d-orbitals split into triply degenerate t2g (lower energy) and doubly degenerate e_g (higher energy) levels. For a d⁴ ion:
– The first three electrons enter the t2g level singly (t2g³).
– If **Δo > P** (strong field ligand condition): The energy gap between t2g and e_g is larger than the pairing energy. The fourth electron prefers to pair up in the lower t2g orbital rather than leap to the higher e_g orbital.
– This yields the low-spin configuration: **t2g⁴ e_g⁰**.
– The first three electrons enter the t2g level singly (t2g³).
– If **Δo > P** (strong field ligand condition): The energy gap between t2g and e_g is larger than the pairing energy. The fourth electron prefers to pair up in the lower t2g orbital rather than leap to the higher e_g orbital.
– This yields the low-spin configuration: **t2g⁴ e_g⁰**.
प्रश्न 20. जब जलीय बैंगनी संकुल [Ti(H₂O)₆]³⁺ को गर्म किया जाता है, तो यह पूर्णतः **रंगहीन (Colorless)** हो जाता है। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q20. When the violet-colored aqueous coordination complex [Ti(H₂O)₆]³⁺ is heated, it becomes completely colorless. This is because:
सही उत्तर: B) गर्म करने पर जल के लिगैंड बाहर निकल जाते हैं जिससे क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन समाप्त हो जाता है और d-d संक्रमण नहीं हो पाता (heating removes water ligands, destroying splitting)
Correct Answer: B) Heating removes the coordinated water ligands, destroying the crystal field splitting of d-orbitals which prevents d-d transitions
स्पष्टीकरण: संकुलों का रंगीन होना लिगैंडों की उपस्थिति के कारण होने वाले d-कक्षक विपाटन (crystal field splitting) और उसके बाद होने वाले d-d संक्रमण पर निर्भर करता है।
– जब [Ti(H₂O)₆]³⁺ (बैंगनी रंग, 3d¹ विन्यास) को गर्म किया जाता है, तो इसके समन्वय सत्ता से जुड़े सभी जल (H₂O) के अणु वाष्पित होकर बाहर निकल जाते हैं।
– लिगैंडों के हटने से क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन समाप्त हो जाता है और सभी पाँचों d-कक्षक पुनः समभ्रंश (degenerate, समान ऊर्जा वाले) हो जाते हैं।
– विपाटन न होने से d-d संक्रमण असंभव हो जाता है, अतः निर्जल टाइटेनियम क्लोराइड पूर्णतः **रंगहीन** हो जाता है।
– जब [Ti(H₂O)₆]³⁺ (बैंगनी रंग, 3d¹ विन्यास) को गर्म किया जाता है, तो इसके समन्वय सत्ता से जुड़े सभी जल (H₂O) के अणु वाष्पित होकर बाहर निकल जाते हैं।
– लिगैंडों के हटने से क्रिस्टल क्षेत्र विपाटन समाप्त हो जाता है और सभी पाँचों d-कक्षक पुनः समभ्रंश (degenerate, समान ऊर्जा वाले) हो जाते हैं।
– विपाटन न होने से d-d संक्रमण असंभव हो जाता है, अतः निर्जल टाइटेनियम क्लोराइड पूर्णतः **रंगहीन** हो जाता है।
Explanation: The color of coordination complexes is due to d-d transitions, which require the splitting of d-orbitals caused by ligands.
– When [Ti(H₂O)₆]³⁺ (violet, 3d¹) is heated, the coordinated water (H₂O) ligands are lost.
– In the absence of ligands, there is no crystal field splitting, and the d-orbitals become degenerate (equal in energy) again.
– Without d-orbital splitting, d-d electronic transition cannot occur, rendering the anhydrous compound completely **colorless**.
– When [Ti(H₂O)₆]³⁺ (violet, 3d¹) is heated, the coordinated water (H₂O) ligands are lost.
– In the absence of ligands, there is no crystal field splitting, and the d-orbitals become degenerate (equal in energy) again.
– Without d-orbital splitting, d-d electronic transition cannot occur, rendering the anhydrous compound completely **colorless**.
प्रश्न 21. क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत (CFT) के अनुसार, एक अष्टफलकीय क्षेत्र में d-कक्षकों का विपाटन होने पर कौन से दो कक्षक उच्च ऊर्जा स्तर **(e_g स्तर)** का निर्माण करते हैं?
Q21. In octahedral crystal field splitting of d-orbitals, which of the following pairs of orbitals forms the higher energy **e_g** set?
सही उत्तर: B) d_x²-y², d_z² (अक्षीय कक्षक होने के कारण अधिक प्रतिकर्षण से)
Correct Answer: B) d_x²-y², d_z²
स्पष्टीकरण: अष्टफलकीय क्षेत्र (Octahedral field) में लिगैंड सीधे तीन निर्देशांक अक्षों (X, Y, Z अक्षों) की दिशा से केंद्रीय धातु की ओर आते हैं।
– **अक्षीय कक्षक (Axial orbitals – d_x²-y² और d_z²):** इनके इलेक्ट्रॉन लोब सीधे अक्षों पर स्थित होते हैं, अतः ये आने वाले लिगैंडों से सीधे टकराते हैं और तीव्र प्रतिकर्षण का अनुभव करते हैं। इस कारण इनकी ऊर्जा बढ़ जाती है और ये उच्च ऊर्जा वाले **e_g स्तर** का निर्माण करते हैं।
– **गैर-अक्षीय कक्षक (Non-axial – d_xy, d_yz, d_zx):** इनके लोब अक्षों के बीच (45° पर) होते हैं, जिससे ये कम प्रतिकर्षण अनुभव करते हैं और इनकी ऊर्जा घट जाती है। ये निम्न ऊर्जा वाले **t2g स्तर** का निर्माण करते हैं।
– **अक्षीय कक्षक (Axial orbitals – d_x²-y² और d_z²):** इनके इलेक्ट्रॉन लोब सीधे अक्षों पर स्थित होते हैं, अतः ये आने वाले लिगैंडों से सीधे टकराते हैं और तीव्र प्रतिकर्षण का अनुभव करते हैं। इस कारण इनकी ऊर्जा बढ़ जाती है और ये उच्च ऊर्जा वाले **e_g स्तर** का निर्माण करते हैं।
– **गैर-अक्षीय कक्षक (Non-axial – d_xy, d_yz, d_zx):** इनके लोब अक्षों के बीच (45° पर) होते हैं, जिससे ये कम प्रतिकर्षण अनुभव करते हैं और इनकी ऊर्जा घट जाती है। ये निम्न ऊर्जा वाले **t2g स्तर** का निर्माण करते हैं।
Explanation: In an octahedral environment, the six ligands approach the metal ion directly along the coordinate axes (X, Y, and Z axes).
– **Axial orbitals (d_x²-y² and d_z²):** Have their electron lobes lying directly along the axes. They experience direct electrostatic repulsion from the approaching ligands, causing their energy to rise, forming the higher-energy **e_g** set.
– **Non-axial orbitals (d_xy, d_yz, d_zx):** Have lobes pointing between the axes. They experience lesser repulsion and lower in energy, forming the **t2g** set.
– **Axial orbitals (d_x²-y² and d_z²):** Have their electron lobes lying directly along the axes. They experience direct electrostatic repulsion from the approaching ligands, causing their energy to rise, forming the higher-energy **e_g** set.
– **Non-axial orbitals (d_xy, d_yz, d_zx):** Have lobes pointing between the axes. They experience lesser repulsion and lower in energy, forming the **t2g** set.
प्रश्न 22. उपसहसंयोजन संकुलों के जोड़ों [Cr(H₂O)₆]Cl₃ (बैंगनी रंग) और [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O (धुंधला हरा रंग) में किस प्रकार की संरचनात्मक समावयवता उपस्थित है?
Q22. The pair of coordination complexes [Cr(H₂O)₆]Cl₃ and [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O represents which type of structural isomerism?
सही उत्तर: B) हाइड्रेट या विलायकयोजन समावयवता (Hydrate / Solvate Isomerism)
Correct Answer: B) Hydrate / Solvate Isomerism
स्पष्टीकरण: **हाइड्रेट या विलायकयोजन समावयवता (Hydrate / Solvate Isomerism):** आयनन समावयवता का ही एक विशेष रूप है। यह तब उत्पन्न होती है जब संकुलों में विलायक के अणुओं (जैसे जल) की संख्या समन्वय सत्ता (bracket) के भीतर और बाहर भिन्न-भिन्न होती है।
– संकुल 1 ([Cr(H₂O)₆]Cl₃) में सभी 6 जल के अणु लिगैंड के रूप में भीतर हैं।
– संकुल 2 ([Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O) में 5 जल के अणु भीतर हैं और 1 जल का अणु क्रिस्टलन जल (water of crystallization) के रूप में बाहर स्वतंत्र उपस्थित है।
अतः ये दोनों एक-दूसरे के हाइड्रेट समावयवी हैं।
– संकुल 1 ([Cr(H₂O)₆]Cl₃) में सभी 6 जल के अणु लिगैंड के रूप में भीतर हैं।
– संकुल 2 ([Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O) में 5 जल के अणु भीतर हैं और 1 जल का अणु क्रिस्टलन जल (water of crystallization) के रूप में बाहर स्वतंत्र उपस्थित है।
अतः ये दोनों एक-दूसरे के हाइड्रेट समावयवी हैं।
Explanation: **Hydrate or Solvate Isomerism** is a special type of ionization isomerism. It occurs when isomers differ in whether solvent (water) molecules are coordinated directly as ligands inside the coordination sphere, or exist as free solvent molecules (water of crystallization) in the outer crystal lattice.
– [Cr(H₂O)₆]Cl₃ (violet) contains 6 water ligands inside the bracket.
– [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O (grey-green) contains 5 water ligands inside and 1 free water molecule outside. Thus, they are hydrate isomers.
– [Cr(H₂O)₆]Cl₃ (violet) contains 6 water ligands inside the bracket.
– [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O (grey-green) contains 5 water ligands inside and 1 free water molecule outside. Thus, they are hydrate isomers.
प्रश्न 23. धातु कक्षक सिद्धांत (VBT) के अनुसार, वर्ग समतलीय संकुल **[Ni(CN)₄]²⁻** का संकरण और चुंबकीय प्रकृति क्या होती है? (Ni का परमाणु क्रमांक = 28)
Q23. According to Valence Bond Theory, the hybridization and magnetic property of the square planar complex ion **[Ni(CN)₄]²⁻** are:
सही उत्तर: B) dsp²; प्रतिचुंबकीय (सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित होने के कारण)
Correct Answer: B) dsp²; diamagnetic
स्पष्टीकरण:
– [Ni(CN)₄]²⁻ में निकेल की ऑक्सीकरण संख्या +2 है। Ni²⁺ का विन्यास = [Ar] 3d⁸ 4s⁰ (2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन) होता है।
– सायनाइड (CN⁻) एक प्रबल क्षेत्र लिगैंड (strong field ligand) है, जो 3d⁸ के दोनों अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों को बलपूर्वक आपस में युग्मित (pair) करा देता है।
– इसके फलस्वरूप, 3d उपकोश का एक कक्षक खाली हो जाता है।
– खाली हुए कक्षकों (एक 3d + एक 4s + दो 4p) का उपयोग संकरण के लिए किया जाता है। संकरण = **dsp²** (वर्ग समतलीय ज्यामिति)।
– चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हो चुके हैं, अतः यह **प्रतिचुंबकीय (diamagnetic)** प्रकृति का होता है।
– [Ni(CN)₄]²⁻ में निकेल की ऑक्सीकरण संख्या +2 है। Ni²⁺ का विन्यास = [Ar] 3d⁸ 4s⁰ (2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन) होता है।
– सायनाइड (CN⁻) एक प्रबल क्षेत्र लिगैंड (strong field ligand) है, जो 3d⁸ के दोनों अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों को बलपूर्वक आपस में युग्मित (pair) करा देता है।
– इसके फलस्वरूप, 3d उपकोश का एक कक्षक खाली हो जाता है।
– खाली हुए कक्षकों (एक 3d + एक 4s + दो 4p) का उपयोग संकरण के लिए किया जाता है। संकरण = **dsp²** (वर्ग समतलीय ज्यामिति)।
– चूंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हो चुके हैं, अतः यह **प्रतिचुंबकीय (diamagnetic)** प्रकृति का होता है।
Explanation:
– In [Ni(CN)₄]²⁻, nickel exists as Ni²⁺ (3d⁸ configuration).
– Since CN⁻ is a **strong field ligand**, it forces the pairing of the two unpaired 3d electrons, vacating one 3d orbital.
– The empty 3d, 4s, and two 4p orbitals hybridize to form **dsp²** orbitals, giving a **square planar** geometry.
– Since all 8 electrons are paired up, the complex is **diamagnetic**.
– In [Ni(CN)₄]²⁻, nickel exists as Ni²⁺ (3d⁸ configuration).
– Since CN⁻ is a **strong field ligand**, it forces the pairing of the two unpaired 3d electrons, vacating one 3d orbital.
– The empty 3d, 4s, and two 4p orbitals hybridize to form **dsp²** orbitals, giving a **square planar** geometry.
– Since all 8 electrons are paired up, the complex is **diamagnetic**.
प्रश्न 24. जब संकुल [Co(en)₃]³⁺ (चेलेट संकुल) और [Co(NH₃)₆]³⁺ (अ-चेलेट संकुल) के स्थायित्व की तुलना की जाती है, तो **[Co(en)₃]³⁺ अत्यधिक स्थायी** प्राप्त होता है। इसका क्या कारण है?
Q24. The coordination complex [Co(en)₃]³⁺ is significantly more thermodynamically stable than [Co(NH₃)₆]³⁺. This is primarily due to:
सही उत्तर: B) किलेट प्रभाव या चेलेट प्रभाव (Chelate Effect) – द्विदन्ती लिगैंड द्वारा स्थायी बंद रिंग संरचना बनाने के कारण
Correct Answer: B) The “Chelate Effect” – where the bidentate ligand ‘en’ forms three highly stable 5-membered rings with the metal
स्पष्टीकरण: दोनों संकुलों में कोबाल्ट की ऑक्सीकरण संख्या +3 और उपसहसंयोजन संख्या 6 है।
– **[Co(NH₃)₆]³⁺** में अमोनिया एकदन्ती लिगैंड है, जो कोई रिंग नहीं बनाता।
– **[Co(en)₃]³⁺** में एथिलीनडाइएमीन (en) एक द्विदन्ती लिगैंड है। इसके तीन अणु कोबाल्ट के साथ जुड़कर **तीन अत्यंत स्थायी 5-सदस्यीय बंद रिंग संरचनाएं** (किलेट वलय) बनाते हैं।
– वलय निर्माण के कारण संकुल की एन्ट्रॉपी बढ़ती है और स्थायित्व अत्यधिक बढ़ जाता है। इसे **किलेट प्रभाव (Chelate Effect)** कहते हैं।
– **[Co(NH₃)₆]³⁺** में अमोनिया एकदन्ती लिगैंड है, जो कोई रिंग नहीं बनाता।
– **[Co(en)₃]³⁺** में एथिलीनडाइएमीन (en) एक द्विदन्ती लिगैंड है। इसके तीन अणु कोबाल्ट के साथ जुड़कर **तीन अत्यंत स्थायी 5-सदस्यीय बंद रिंग संरचनाएं** (किलेट वलय) बनाते हैं।
– वलय निर्माण के कारण संकुल की एन्ट्रॉपी बढ़ती है और स्थायित्व अत्यधिक बढ़ जाता है। इसे **किलेट प्रभाव (Chelate Effect)** कहते हैं।
Explanation: Both complexes have Co in +3 oxidation state with coordination number 6.
– In [Co(NH₃)₆]³⁺, ammonia is a monodentate ligand and forms no ring.
– In [Co(en)₃]³⁺, ethylenediamine (en) is a bidentate ligand. Its coordination forms three stable five-membered chelate rings around the cobalt ion. This ring formation significantly increases the entropy of the system (entropy driven), immensely enhancing the thermodynamic stability. This is the **Chelate Effect**.
– In [Co(NH₃)₆]³⁺, ammonia is a monodentate ligand and forms no ring.
– In [Co(en)₃]³⁺, ethylenediamine (en) is a bidentate ligand. Its coordination forms three stable five-membered chelate rings around the cobalt ion. This ring formation significantly increases the entropy of the system (entropy driven), immensely enhancing the thermodynamic stability. This is the **Chelate Effect**.
प्रश्न 25. उपसहसंयोजन संकुलों के जोड़ों [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆] और [Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆] में किस प्रकार की संरचनात्मक समावयवता उपस्थित है?
Q25. The pair of coordination complexes [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆] and [Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆] represents which type of structural isomerism?
सही उत्तर: B) उपसहसंयोजन समावयवता (Coordination Isomerism – लिगैंडों के पूर्ण आदान-प्रदान के कारण)
Correct Answer: B) Coordination Isomerism
स्पष्टीकरण: **उपसहसंयोजन समावयवता (Coordination Isomerism):** तब उत्पन्न होती है जब संकुल में धनायन और ऋणायन दोनों ही उपसहसंयोजन सत्ता (coordination spheres) होते हैं।
– इसमें धनायनिक और ऋणायनिक संकुलों के बीच लिगैंडों (जैसे NH₃ और CN⁻) का पूर्ण आदान-प्रदान (exchange) हो जाता है।
– संकुल 1 में: कोबाल्ट धनायनिक क्षेत्र में है और क्रोमियम ऋणायनिक क्षेत्र में है।
– संकुल 2 में: क्रोमियम धनायनिक क्षेत्र में चला जाता है और कोबाल्ट ऋणायनिक क्षेत्र में आ जाता है।
अतः ये दोनों उपसहसंयोजन समावयवी (coordination isomers) हैं।
– इसमें धनायनिक और ऋणायनिक संकुलों के बीच लिगैंडों (जैसे NH₃ और CN⁻) का पूर्ण आदान-प्रदान (exchange) हो जाता है।
– संकुल 1 में: कोबाल्ट धनायनिक क्षेत्र में है और क्रोमियम ऋणायनिक क्षेत्र में है।
– संकुल 2 में: क्रोमियम धनायनिक क्षेत्र में चला जाता है और कोबाल्ट ऋणायनिक क्षेत्र में आ जाता है।
अतः ये दोनों उपसहसंयोजन समावयवी (coordination isomers) हैं।
Explanation: **Coordination Isomerism** occurs in salts where both the cation and the anion are complex coordination spheres.
– It arises from the complete exchange of ligands (like NH₃ and CN⁻) between the cationic and anionic coordination centers.
– In the first isomer, Co is with ammine and Cr is with cyano; in the second, Cr is with ammine and Co is with cyano.
– It arises from the complete exchange of ligands (like NH₃ and CN⁻) between the cationic and anionic coordination centers.
– In the first isomer, Co is with ammine and Cr is with cyano; in the second, Cr is with ammine and Co is with cyano.