GSEB Solutions Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 9 સવર્ગ સંયોજનો

Gujarat Board GSEB Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 9 સવર્ગ સંયોજનો Important Questions and Answers.

GSEB Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 9 સવર્ગ સંયોજનો

પ્રશ્ન 1.
સવર્ગ સંયોજનો એટલે શું ?
ઉત્તર:
આધુનિક આવર્તકોષ્ટકના ત-વિભાગમાં રહેલા તત્ત્વોને સંક્રાંતિ તત્ત્વો કહે છે. સંક્રાંતિ તત્ત્વના પરમાણુ અથવા આયનમાં જ્યારે પણ (n-1)d, ns અને np અથવા ns, np અને nd-કક્ષકો ખાલી હોય ત્યારે આ સંક્રાંતિ તત્ત્વો ઋણ આયનો અથવા તટસ્થ અણુઓ પાસેથી – યુગ્મ સ્વીકારીને સંયોજનો બનાવે છે, જેને સવર્ગ સંયોજનો કહે છે. આ પ્રકારના સંયોજનોમાં ધાતુતત્ત્વોના અને ઋણ આયનો તટસ્થ અણુઓ વચ્ચે જે બંધ બને છે. તેને સવર્ગ સહસંયોજક બંધ કહે છે.

પ્રશ્ન 2.
વર્નસ્થા સિદ્ધાંતની અભિધારણાઓ જણાવો,
ઉત્તર:
(i) વર્નરના સિદ્ધાંત પ્રમાણે ધાતુ આયન બે પ્રકારની સંયોજકતા ધરાવે છે :

• પ્રાથમિક સંયોજકતા અને
• દ્વિતીયક સંયોજકતા

(ii) પ્રાથમિક સંયોજકતા સામાન્ય રીતે આયનીકરણ પામે તેવી હોય છે અને ઋણઆયનો વડે સંતોષાય છે.
(iii) દ્વિતીયક સંયોજકતા બિનઆયનીકરણ હોય છે. આ તટસ્થ અણુઓ અથવા ઋણાયન વડે સંતોષાય છે. દ્વિતીયક સંયોજકતા સવર્ગ આંક જેટલી જ હોય છે અને તે ધાતુ માટે નિશ્ચિત હોય છે.
(iv) આયન સમૂહ જે ધાતુ સાથે દ્વિતીયક બંધનથી જોડાયેલ છે તે તેમની જુદી જુદી સવર્ગ આંકને અનુરૂપ લાક્ષણિક અવકાશીય ગોઠવણી ધરાવે છે. આવી ગોઠવણીને સવર્ગ બહુતલીય (પૉલિકેડ્રા) કહે છે.

સંક્રાંતિ ધાતુઓના સવર્ગ સંયોજનોમાં અષ્ટલકીય, ચતુલકીય અને સમર્ચોરસ ભૌમિતિક આકારો વધારે સામાન્ય છે. આમ, [Co(NH₃)₆]⁺³, [CoCl(NH₃)₅]⁺² an (CoCl₂(NH₃)₄]⁺ અષ્ટફલકીય છે. જ્યારે [Ni(CO)₄] અને [PtCl₄]^-2 અનુક્રમે સમચતુલકીય અને સમચોરસ છે.

પ્રશ્ન 3.
પ્રાથમિક અને દ્વિતીયક સંયોજક્તા ઉંદા. સહિત સમજાવો.
ઉત્તર:
દ્વિઅંગી સંયોજનો જેવાં કે CrCl₃, CoCl₂‚ અથવા PdCl₂ ની પ્રાથમિક સંયોજકતા અનુક્રમે 3, 2, 2 છે.
Co^IIICl₃, એમોનિયા સાથેના સંયોજનોમાં કેટલાક ક્લોરાઇડ આપન સિલ્વર નાઇટ્રેટના ઠંડા દ્રાવણને વધુ પ્રમાણમાં ઉમેરતાં AgCl તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે.

આ અવલોકનો પરથી સમજાવી શકાય છે કે,

• પ્રક્રિયા દરમિયાન Cl આયન અથવા NH₃ અણુ અથવા બંને Co આયન સાથે છની સંખ્યામાં જોડાયેલ છે.
• વર્નરે ધાતુ આયન સાથે સીધા જ જોડાયેલા સમૂહની સંખ્યાને માટે દ્વિતીયક સંયોજકતા પર્યાય સૂચવ્યો. ઉપરોક્ત બધા ઉદાહરણમાં દ્વિતીયક સંયોજકતા છ છે.

પ્રશ્ન 4.
દ્વિક્ષાર અને સંકીર્ણક્ષાર સમજાવો.
ઉત્તર:
દ્વિક્ષાર અને સંકીર્ણક્ષાર બંને સંયોજનો બે અથવા વધારે સ્થાયી સંયોજનોના તત્ત્વયોગમિતીય ગુણોત્તરમાં સંયોગીકરણથી રચાય છે. તેમ છતાં પણ તેઓ હકીકતમાં અલગ પડે છે. જેમ કે, કાર્નેલાઇટ KCl. MgCl₂,.6H₂O દ્વિક્ષાર, મોહર ક્ષાર FeSO₄ (NH₄)₂SO₄ 6H₂O, પોટાશ એલમ, KAI(SO₄)₂ · 12H₂O વગેરેને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે ત્યારે તે સંપૂર્ણપણે સાદા આયનોમાં વિયોજિત થાય છે.
જ રે, સંકીર્ણ આયનો જેવા કે K₄[Fe(CN)₆]નો [Fe(CN)₆]⁻⁴ આયન Fe⁺² અને CN^– આયનમાં વિયોજિત થતો નથી.

પ્રશ્ન 5.
સવર્ગ સ્પિસીઝ અને મધ્યસ્થ પરમાણુ / આયન પર્યાય સમજાવો.
ઉત્તર:
સવર્ગ સ્પિસીઝ : મધ્યસ્થ ધાતુ પરમાણુ અથવા આયન જે નિશ્ચિત સંખ્યાના આયનો અથવા અણુઓ સાથે સંબંધિત હોય છે તેને સવર્ગ સ્પિસીઝ કહે છે. ઉદા., [CoCl₃(NH₃)₃] આ સવર્ગ સ્પિસીઝમાં કોબાલ્ટ આયન ત્રણ એમોનિયા અણુ અને ત્રણ ક્લોરાઇડ આયનોથી ઘેરાયેલા છે.

મધ્યસ્થ પરમાણુ/આયન: સવર્ગ સ્પિસીઝમાં આવેલા પરમાણુ આયન કે જેની આસપાસ નિશ્ચિત સંખ્યામાં આયનસમૂહ ચોક્કસ ભૌમિતીય ગોઠવણમાં બંધિત હોય છે, તે પરમાણુ આયનને મધ્યસ્થ પરમાણુ આયન કહે છે. ઉદા., [CoCl₃(NH₃)₅]²⁺ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ Co⁺³ છે, જે લુઇસ ઍસિડ તરીકે ઓળખાય છે.

પ્રશ્ન 6.
લિગેન્ડ એટલે શું ? તેનું વર્ગીકરણ સમજાવો.
ઉત્તર:
સવર્ગ સ્પિસીઝમાં મધ્યસ્થ પરમાણુઆયન સાથે બંધિત આયન અથવા અણુને લિગેન્ડ કહે છે. લિગેન્ડનું વર્ગીકરણ તેમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મદાતા પરમાણુની સંખ્યાને આધારે કરવામાં આવે છે.

• એકતી લિગેન્ડઃ જ્યારે લિગેન્ડ ધાતુ આયન સાથે એકાકી દાતા પરમાબુ દ્વારા બંધિત થાય છે, તેવા લિગેન્ડને એકદંતી લિગેન્ડ કહે છે.  જેવા તટસ્થ અણુઓ અને Cl^–, CN^–, OH^– જેવા ઋણ આયનો
• દ્વિદંતી લિગેન્ડ : જ્યારે લિગેન્ડ બે દાતા પરમાણુઓ દ્વારા બંધિત થાય છે તેવા લિગેન્ડને વિદંતીય લિગેન્ડ કરે છે. ઉદા., :
  H₂N – CH₂ – CH₂ – img (ઇથેન 1,2- ડાયએમાઇન), C₂O_4^-2 (ઑક્સેલેટ)
• પટ્ઠતીય લિગેન્ડ : જયારે લિગેન્ડ છ દાતા પરમાણુઓ દ્વારા બંધિત થાય છે તેવા લિગેન્ડને પતીય લિગેન્ડ કહે છે.

• [EDTA]^4- એ બે નાઇટ્રોજન પરમાણુ અને ચાર ઑક્સિજન પરમાણુ દ્વારા મધ્યસ્થ પરમાણુ સાથે બંધિત થાય છે.
• બહુદતીય લિગેન્ડ : જયારે એક જ લિગેન્ડમાં અનેક દાતા પરમાણુઓ હાજર હોય તેને બહુઇતીય લિગેન્ડ કહે છે. ઉદા,, : EDTA]^4-, Ptn વગેરે….
  
• કિલેટ : જ્યારે દ્વિ અથવા બહુદંતીય લિગેન્ડ તેના બે અથવા વધારે દાતા પરમાણુને એક્સાથે એકાકી ધાતુ આયનને બંધિત થવા ઉપયોગ કરે છે ત્યારે તેને કિલેટ લિગેન્ડ કહે છે. આવા લિગેટિંગ સમૂહોની સંખ્યાને લિગેન્ડની દંતીયતા કહે છે, આવા સંકીણોં ક્લેિટ સંકીર્ણો કહેવાય છે. ઉદા., : [Cr(C₂O₄)₃]⁻³
  
• ઉભયદેતી. લિગેન્ડ : જે લિગેન્ડ બે જુદા-જુદા દાતા પરમાણુ ધરાવે છે તથા તે પૈકીના કોઈ એક દાતા પરમાણુ વડે સંકીર્ણમાં લિગેન્ડ જોડાય છે તેને ઉભયદંતી લિગેન્ડ કહે છે. ઉદા., : SCN^– અને NO_2^– SCN^– આયન સલ્ફર અથવા નાઇટ્રોજન મારફતે સવર્ગ સંયોજન બનાવે છે. NO_2^– આયન મધ્યસ્થ ધાતુ આયન સાથે નાઇટ્રોજન અથવા ઑક્સિજન દ્વારા સવર્ગ સંયોજન બનાવે છે.
  

પ્રશ્ન 7.
સવર્ગ આંક, સવર્ગ પ્રભાવક્ષેત્ર અને સવર્ગ બહુફલક પર્યાય સમજાવો.
ઉત્તર:
સવર્ગ આંક : લિગેન્ડના દાતા પરમાણુની સંખ્યા જેની સાથે ધાતુ સીધેસીધી જ બંધિત હોય છે, તેને સવર્ણાંક કહે છે. ઉદા., [PtCl₆]⁻² અને [Ni(NH₃)₄]⁺² સંકીર્ણ આયનોમાં Pt અને Ni નો સવર્ગ આંક અનુક્રમે 6 અને 4 છે. [Fe(C₂O₄)₃]⁻³ અને [Co(en)₃]⁺³ સંકીર્ણોમાં Fe અને Coનો સવર્ગ આંક 6 છે. કારણ કે C₂O^2-₄ અને en(ઇથેન- 1, 2-ડાયએમાઇન) દ્વિદંતીય લિગેન્ડ છે.

સવર્ગ પ્રભાવક્ષેત્ર (સવર્ગ સ્પિસીઝ) : મધ્યસ્થ પરમાણુ આયન અને તેની સાથે જોડાયેલ લિગેન્ડને ચોરસ કૌંસમાં સમાવાયા અને તેને સામૂહિક રીતે સવર્ગ પ્રભાવક્ષેત્ર કહે છે. આયનીકરણ પામતા સમૂહ કૌંસની બહાર લખાય છે તેને પ્રતિ આયન કહે છે. ઉદા., K₄[Fe(CN)₆] સંકીર્ણમાં [Fe(CN)₆]^4- સવર્ગ પ્રભાવક્ષેત્ર છે અને K⁺ પ્રતિ આયન છે.

સવર્ગ બહુફલક (પૉલિહેડ્રોન) : મધ્યસ્થ પરમાણુ આયન સાથે સીધા જ જોડાયેલા છે તે લિગેન્ડ પરમાણુઓની અવકાશીય ગોઠવણીથી ઉદ્ભવતી ભૌમિતિક રચનાને સવર્ગ બહુલક કહે છે.
ઉદા., :
[Ni(CO)₄] → સમચતુલકીય
[Co(NH₃)₆]⁺³ → અષ્ટફલકીય
[PtCl₄]^2- → સમચોરસ

પ્રશ્ન 8.
હોમોલેપ્ટિક અને હિટરોલેપ્ટિક સંકીર્ણ સમજાવો.
ઉત્તર:
હોમોલેપ્ટિક સંકીર્ણ : જે સંકીર્ણમાં ધાતુ એક જ પ્રકારના દાતા સમૂહ સાથે બંધિત હોય છે તેને હોમોલેપ્ટિક સંકીર્ણ કહે છે.
ઉદા., : [Co(NH₃)₆]⁺
હિટરોલેપ્ટિક સંકીર્ણ : જે સંકીર્ણમાં ધાતુ એક કરતાં વધારે પ્રકારના દાતા સમૂહ સાથે બંધિત હોય છે તેને હિટરોલેપ્ટિક સંકીર્ણ કહે છે.
ઉદા., : [Co(NH₃)₄Cl₂]⁺

પ્રશ્ન 9.
એકકેન્દ્રિય સવર્ગ સ્પિસીઝના સૂત્ર લખવા માટેના નિયમો જણાવો.
ઉત્તર:
એકકેન્દ્રિય સવર્ગ સ્પિસીઝ એક જ એકાકી મધ્યસ્થ પરમાણુ ધરાવે છે. નીચેના નિયમો સૂત્રો લખવા માટે લાગુ પાડવામાં આવે છે :

• મધ્યસ્થ પરમાણુ પ્રથમ લખાય છે.
• ત્યાર પછી લિગેન્ડને મૂળાક્ષરના ક્રમમાં લખવામાં આવે છે.
• બહુદંતીય લિગેન્ડને પણ મૂળાક્ષર પ્રમાણે લખાય છે. સંક્ષિપ્તમાં દર્શાવેલ લિગેન્ડ માટે પણ સંક્ષિપ્ત કરેલા શબ્દનો પ્રથમ અક્ષરનો ઉપયોગ મૂળાક્ષરના ક્રમમાં સ્થાન દર્શાવવા માટે કરવામાં આવે છે.
• સંપૂર્ણ સવર્ગ સ્પિસીઝના સૂત્ર માટે વીજભાર હોય કે નહિ તોપણ ચોરસ કૌંસમાં દર્શાવવામાં આવે છે. લિગેન્ડ બહુપરમાણ્વીય હોય તો તેનું સૂત્ર કૌંસની અંદર દર્શાવાય છે. તેમાંથી સંક્ષિપ્ત નામ પણ કૌંસમાં દર્શાવાય છે.
• સવર્ણ પ્રભાવક્ષેત્રમાં લિગેન્ડ અને ધાતુ વચ્ચે જગ્યા ન હોવી જોઈએ.
• જ્યારે વીજભાર ધરાવતા સવર્ગ સ્પિીઝનું સૂત્ર લખવાનું હોય ત્યારે પ્રતિઆયનના વીજભાર સિવાય લખાય છે. વીજભારને ચોરસ કૌંસની બહાર સંજ્ઞા સાથે જમણી બાજુ મૂર્ષક (superscript) તરીકે દર્શાવાય છે.
  ઉદા., : [Co(CN)₆]⁻³, [Cr(H₂O)₆]⁺³ વગેરે…
• ધનાયનના વીજભાર ઋણાયનના વીજભાર વડે સમલિત કરાય છે.

પ્રશ્ન 10.
એકેન્દ્રિય સવર્ગ સંયોજનોના નામકરણ માટેના નિયમો જણાવો.
ઉત્તર:

• ધનભાર અને ઋણભાર ધરાવતા બંને સવર્ગ સ્પિીઝમાં ધનાયનને પ્રથમ નામ આપવામાં આવે છે.
• લિગેન્ડને મધ્યસ્થ પરમાણુઆયનના નામ પહેલાં તેમના મૂળાક્ષરના ક્રમ પ્રમાણે લખવામાં આવે છે.
• ઋણાયન લિગેન્ડના નામને અંતે “o”, તટસ્થ અને ધનાયન લિગેન્ડના નામ તેના તે જ રહે છે, અપવાદ તરીકે H₂O માટે ઍક્વા-H₂O, NH₃, માટે, એમ્માઇન -NH₃, માટે, CO કાર્બોનિલ માટે અને NO માટે નાઇટ્રોસિલ. આમને ( ) ચિહ્નમાં સમાવવામાં આવે છે.
• વ્યક્તિગત લિગેન્ડની સંખ્યા દર્શાવવા માટે પૂર્વંગ મોનો, ડાય, ટ્રાય વગેરે લખાય છે. જ્યારે લિગેન્ડ નામ સાંખ્યીય પૂર્વગ ધરાવે છે ત્યારે બિસ, ટ્રિસ, ટેટ્રાક્સિ પર્યાયો વપરાય છે જે કૌંસમાં દર્શાવેલા લિગેન્ડને દર્શાવે છે.
  ઉદા., [NiCl₂,(PPh₃)₂)નું નામાંકન ડાયક્લોરોબિસ (ટ્રાયફિનાઇલ ફોસ્ફિન)નિલ(II) તરીકે દર્શાવાય છે.
• ધનાયન, ઋણાયન તથા તટસ્થ સંવર્ગ સ્પિીઝમાં ધાતુનો ઑક્સિડેશન આંક કૌંસમાં રોમન અંકમાં લખવામાં આવે છે.
• જો સંકીર્ણ આયન ધનાયન હોય, તો ધાતુને તત્ત્વ તરીકે જ નામાંકિત કરવામાં આવે છે. ઉદા., સંકીર્ણ ધનાયનમાં Coને કોબાલ્ટ તરીકે અને Pt ને પ્લેટિનમ તરીકે દર્શાવાય. જો સંકીર્ણ આયન ઋણાયન હોય તો ધાતુના નામના અંતે ‘એટ’ પ્રત્યય લખવામાં આવે છે. ઉદા., સંકીર્ણ ઋણાયન [Co(SCN)₄]^–2 માં તે કોબાલ્ટેટ લખાય છે. કેટલીક ધાતુઓ માટે સંકીર્ણ ઋણાયનમાં લેટિન નામ પણ વપરાય છે. ઉદા., : Fe માટે ફેટ
• તટસ્થ સંકીર્ણ અર્જુને ધનાયન સંકીર્ણની જેમ જ નામાંકિત કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 11.
અવકાશીય સમઘટકતા સમજાવો.
ઉત્તર:
જે સમઘટકોમાં રાસાયણિક સૂત્ર અને રાસાયણિક બંધન સમાન હોય પરંતુ જુદીજુદી અવકાશીય ગોઠવણી ધરાવે તેને અવકાશીય સમઘટક્તા કહે છે. પેટાપ્રશ્ન : ભૌમિતિક સમઘટકતા સમજાવો.

ભૌમિતિક સમઘટકતા :
ML, પ્રકારના સમતલીય સમચોરસ સંકીર્ણ માટે : આ પ્રકારની સમઘટકતા સિટોલેપ્ટિક સંકીોંમાં લિગેન્ડની ભિન્ન ભિન્ન શક્ય ગોઠવણીને કારણે ઉદ્ભવે છે. સવર્ગ આંક 4 ધરાવતા સંયોજનોમાં [MX₂L₂] સૂત્ર ધરાવતા સમોરસ સંકીર્ણનાં બે લિગેન્ડ X એક્બીજાની નજીક સિસ સમઘટકમાં હોય છે અથવા એક્બીજાની વિરુદ્ધ ટ્રાન્સ સમઘટકમાં હોય છે.

[MABXL] પ્રકારના અન્ય સમતલીય ચૌરસ સંકીર્ણમાં પણ ત્રણ સમઘટકોમાં બે સિસ અને એક ટ્રાન્સ સમઘટક મળે છે. આ સમઘટકતા સમચતુલકીય ભૂમિતિમાં શક્ય નથી.
ML₆ પ્રકારના અષ્ટલકીય સંકીર્ણ માટે : ML₆ પ્રકારના [MX₂L₄] સૂત્ર ધરાવતા સંકીર્ણમાં બે X સિસ અથવા ટ્રાન્સ ગોઠવણીમાં એકબીજાને અભિવિન્યસ્ત હોય છે.

આ પ્રકારની સમઘટકતા જયારે [MX₂(L−L₂),| સૂત્રવાળા સંકીર્ણમાં જ્યારે દ્વિતીય લિગેન્ડ L -L (ઉદા., NH₂-CH₂– CH₂– NH₂(en)) હ્યુજર હોય છે ત્યારે ઉદ્ભવે છે. અન્ય પ્રકારની ભૌમિતિક સમઘટકતા [Ma₃b₃) પ્રકારના જેવા અષ્ટલકીય સંકીર્ણ જેવા કે |Co(NH3′3(NO23]માં ઉદ્ભવે છે. જો અષ્ટફલકની બાજુના પાસપાસેના ખૂણાઓ પર સમાન લિગેન્ડના ત્રન્ન દાતા પરમાણુ સ્થાન પ્રાપ્ત કરે છે ત્યારે આપણને ફેસિયલ સમઘટક મળે છે.

પ્રશ્ન 12.
પ્રકાશીય સમઘટકતા સમજાવો.
ઉત્તર:
પ્રકાશીય સમઘટકો આરસી પ્રતિબિંબો છે જે એકબીજા પર અધ્યારોપિત કરી શકાતા નથી. આને પ્રતિબિંબ સમઘટકો કહેવામાં આવે છે.અણુઓ અથવા આયનો જે અધ્યારોપિત કરી શકાતા નથી તેમને કિરાલ કહે છે.
બે સ્વરૂપોને તેમના પોલારીમીટરમાં ધ્રુવીભૂત પ્રકાશને કઈ દિશામાં ભ્રમણ કરે છે તેને આધારે દક્ષિણભ્રમણીય (d) (dextro) ડાબીબાજુના ભ્રમણને (d) અને વામભ્રમેત્રીય (l) (laevo) કહે છે.
પ્રકાશીય સમઘટકતા દ્વિદંતીય લિગેન્ડનો સમાવેશ કરતાં અષ્ટલકીય સંકીર્ણોમાં જોવા મળે છે. [PtCl₂(en)₂]²⁺ પ્રકારના સંકીર્ણમાં માત્ર સિસ-સમઘટક જ પ્રકાશીય ક્રિયાશીલતા દર્શાવ છે.

પ્રશ્ન 13.
બંધારણીય સમઘટકતા સમજાવો.
ઉત્તર:
બંધારણીય સમઘટકતા ચાર પ્રકાર ધરાવે છે.
(1) બંધન સમઘટકતા : બંધન સમઘટકતા એમ્બિડેન્ટેટ લિગેન્ડ ધરાવતા સવર્ગ સંયોજનોમાં ઉદ્ભવે છે. ઉદા., થાયોસાયનેટ NCS^– લિગન્ડ ધરાવતા સંકીર્ણ દ્વારા પૂરું પાડવામાં આવે છે જે નાઇટ્રોજન દ્વારા બંધન પામી M-NCS સંકીર્ણ આપે છે. અથવા સલ્ફેર દ્વારા બંધન પામી M-SCN સંકીર્ણ આપે છે. જોર્ગેન્સને આ પ્રકારની વર્તણૂક [Co(NH₃)₅ (NO₂]Cl₂ સંકીર્ણમાં શોધી હતી. તેના લાલ સ્વરૂપમાં નાઇટ્રાઇટ લિગેન્ડ ઑક્સિજન (–ONO) દ્વારા ધાતુ સાથે બંધન પામે છે અને પીળા સ્વરૂપમાં નાઇટ્રાઇટ લિગેન્ડ નાઇટ્રોજન (-NO₂) દ્વારા ધાતુ સાથે બંધન પામે છે.

(2) સવર્ગ સમઘટકતા : જ્યારે સંકીર્ણમાં હાજર જુદા જુદા ધાતુ આયનોની ધન વીજભારિત અને ઋણ વીજભારિત સ્પિીઝ વચ્ચે લિગેન્ડની હેરફેર થાય અને લિગેન્ડ વચ્ચે આંતરિક ફેરફાર થાય ત્યારે આ સમઘટકતા ઉદ્ભવે છે. ઉદા., [Co(NH₃)₆]Cr(CN)₆] સંકીર્ણમાં NH₃ લિગેન્ડ Co⁺³ સાથે બંધિત છે અને CN- લિગેન્ડ Cr⁺³ સાથે બંધિત છે. તેના સવર્ગ સમઘટક [Cr(NH₃)₆] [Co(CN)₆]માં NH₃ લિગેન્ડ Cr⁺³ સાથે બંધિત અને CN^– લિગેન્ડ Co⁺³ સાથે બંધિત છે.

(3) આયનીકરણ સમઘટકતા : જ્યારે સંકીર્ણ ક્ષારમાં પ્રતિ(counter) આયન પોતે જ સક્ષમ લિગેન્ડ હોય છે અને લિગેન્ડને વિસ્થાપિત કરી શકે જે ત્યારબાદ પ્રતિ (counter) આયન બને. ઉદા., [Co(NH₃)₅SO₄]Br અને [Co(NH₃)₅Br]SO₄

(4) દ્વાવકમિશ્રણ સમઘટકતા : જ્યારે દ્રાવક તરીકે પાન્ની સમાવિષ્ટ હોય ત્યારે તેને જળયોજિત સમઘટકતા કહે છે. જે આયનીકરણ સમઘટકતા જેવી જ છે. દ્રાવકમિશ્રણ સમઘટકો સ્ફટિક લેટિસમાં દ્રાવકના અણુઓ સીધા જ ધાતુ આયન સાથે બંધિત છે અથવા માત્ર મુક્ત દ્રાવક અણુ તરીકે જ હાજર હોય છે. તેના આધારે અલગ પડે છે. ઉદા., [Cr(H₂O)₆]Cl₃ (જાંબલી) અને તેનો દ્વાવકમિશ્રણ સમઘટક |Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂.H₂O (ભૂખરો- લીલો છે.

પ્રશ્ન 14.
સંયોજકતા બંધન સિદ્ધાંત ટૂંકમાં સમજાવો.
ઉત્તર:
આ સિદ્ધાંત પ્રમાણે ધાતુ પરમાણુ અથવા આયન લિગેન્ડની અસર હેઠળ તેની (n−1)d, ns, np અથવા ns, np, nd- કક્ષકોનો ઉપયોગ સંકરણ માટે કરે છે અને ચોક્કસ ભૂમિતિ જેવી કે અષ્ટફલકીય, સમતલીય ચોરસ અને અન્ય (નીચેના કોષ્ટક)વાળી સમતુલ્ય કક્ષકોનો સેટ આપે છે. આ સંકૃત કક્ષકો બંધન માટે ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મનું દાન કરતી લિગેન્ડની કક્ષકો સાથે સંમિશ્રિત થવા પામે છે.

પ્રશ્ન 15.
[Co(NH₃)₆]⁺³ સંયોજકતા બંધનવાદના આધારે સંકીર્ણ પિસીઝની ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:
[Co(NH₃)₆]⁺³ સંકીર્ણમાં કોબાલ્ટ આયન +3 ઑક્સિડેશન અવસ્થામાં છે. Co³⁺ ની e^– રચના 3d⁶ છે.

એક NH₃ અણુમાંથી મળતા એક e^– યુગ્મ તેવા છે NH₃ અણુમાંથી મળતા છ ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મો, છ સંકૃત કક્ષકોમાં ભરાય છે. આમ સંકીર્ણ અફલકીય ભૂમિતિ દર્શાવે છે. તેમાં અયુમ્મિત e^– ની ગેરહાજરી હોવાથી તે પ્રતિચુંબકીય છે. સંકરણમાં આંતરિક d-કક્ષકો (3d)નો ઉપયોગ થાય છે માટે સંકીર્ણ [Co(NH₃)₃]³⁺ને આંતરિક કક્ષકીય અથવા નીચું ભ્રમણ અથવા ભ્રમણ યુસ્મૃિત સંકીર્ણ કહે છે.

પ્રશ્ન 16.
[CoF₆]^-3 સંકીર્ણ સ્પેિસીઝની સંયોજકતા બંધનવાદના આધારે ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:
[CoF₆]^-3 સંકીર્ણમાં કોબાલ્ટ આયન Co⁺³ ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે. જેમાં Co⁺³ ની e^– રચના 3d⁶ છે.

એક F^– આયનમાંથી મળતા એક e^– યુગ્મ તેવા છે F⁻ આયનમાંથી મળતા છ e^– યુગ્મો છ સંકૃત કક્ષકોમાં ભરાય છે. આમ સંકીર્ણ અષ્ટલકીય ભૂમિતિ ધરાવે છે. તેમાં અયુર્ભિત e^– ની હાજરી હોવાથી તે અનુચુંબકીય છે. અહીં સંકરણમાં (sp³d²)માં બાહ્ય d-કક્ષકો (4d)નો ઉપયોગ થાય છે માટે [CoF₆]^-3  બાહ્ય કક્ષકીય અથવા ઊંચું ભ્રમણ અથવા ભ્રમણયુક્ત સંકીર્ણ કહે છે.

પ્રશ્ન 17.
[NiCl₄]^2- સંકીર્ણ સ્વિસીઝ સંયોજકતા બંધનવાદના આધારે સમજાવો.
ઉત્તર:
[NiCl₄]^2-– સંકીર્ણમાં Ni⁺² ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે. Ni⁺² ની રચના 3d⁸ નીચે પ્રમાણે છે.

સમચતુલકીય સંકીર્ણોમાં એક s અને ત્રણ છૂ કક્ષકો સંકૃત થાય છે અને ચાર સમતુલ્ય કક્ષકો સમચતુલકીય દિશામાં હોય છે. એક Cl^– માંથી મળતા એક e^– યુગ્મ એવા 4 Cl^– આયનમાંથી મળતા ચાર e^– યુગ્મો ચાર 4 Cl^– સંકૃત કક્ષકોમાં ભરાય છે. આમ સંકીર્ણ સમચતુલકીય રચના ધરાવે છે. સંકીર્ણમાં બે અયુગ્મિત e^– હોવાથી તે અનુચુંબકીય છે.

પ્રશ્ન 18.
[Ni(CN)₄]^-2 સંકીર્ણ સ્પિસીઝ સંયોજકતા બંધનવાદના આધારે સમજાવો.
ઉત્તર:
[Ni(CN)₄]^-2 સંકીર્ણમાં Ni⁺² ઑક્સિડેશન અવસ્થા ધરાવે છે. Ni⁺² ની e^– રચના 3d⁸ નીચે પ્રમાણે છે. સમતલીય ચોરસ સંકીર્ણમાં dsp² સંકરણ થાય છે.

અહીં, પ્રત્યેક સંસ્કૃત કક્ષક એક સાયનાઇડ આયનમાંથી એક e^– યુગ્મનું સ્વીકાર કરે છે. તેથી ચાર સંકૃત કક્ષકોમાં ચાર e^– યુગ્મો ગોઠવાય છે. અહીં, સંકીર્ણમાં બધા જ e^– યુગ્મિત હોવાથી પ્રતિચુંબકીય છે. અહીં, સંકરણ (dsp²)માં આંતરિક 3d-કક્ષકોનો સમાવેશ થવાથી તેનું નીચું ભ્રમણ સંકીર્ણ કહે છે.

પ્રશ્ન 19.
સવર્ગ સંયોજનોના ચુંબકીય ગુણધર્મો સમજાવો.
ઉત્તર:
પ્રથમ સંક્રાંતિ શ્રેણીની ધાતુના સવર્ગ સંયોજનોની ચુંબકીય માહિતી નીચે મુજબ છે : d- કક્ષકોમાં ત્રણ e^– સુધીના ધાતુ આયનો જેવા કે Ti⁺³(d¹), V⁺³(d²) અને Cr⁺³(d³); જેમાં અષ્ટફલકીય આકાર મેળવવાના સંકરણ કરવા માટે 4s અને 4p કક્ષકો સહિત બે ખાલી d-કક્ષકો પ્રાપ્ય છે. આ મુક્ત આયનો અને તેમની સવર્ગ સ્પિસીઝની ચુંબકીય વર્તણૂક સરખી છે. જ્યારે ત્રણ કરતાં વધારે ત-ઇલેક્ટ્રૉન હાજર હોય છે ત્યારે અષ્ટફલકીય સંકરણ માટે 3d-કક્ષકોનું જરૂરી યુગ્મ સીધે સીધું મળી રહેતું નથી.

જેમ કે d⁴[Cr⁺² અને Mn⁺³], d⁵[Mn⁺², Fe⁺³], d⁶[Fe⁺², Co⁺³)માં ખાલી d-કક્ષકોની એક જોડ માત્ર 3d- કક્ષકોના ઇલેક્ટ્રૉનના યુગ્મીકરણથી પ્રાપ્ય થાય છે તેથી અનુક્રમે બે, એક અને શૂન્ય અયુગ્મિત e^– બાકી રહે છે. d⁶ આયન ધરાવતા સવર્ગ સંયોજનોમાં મહત્તમ ભ્રમણ યુગ્મન દર્શાવે છે. પરંતુ d⁴ અને d⁵ આયન ધરાવતી સ્પિસીઝ જેમ કે, [Mn(CN)₆]⁻³ બે અયુગ્મિત e^– ની ચુંબકીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે. [MnCl₆]^-3 ચાર અયુગ્મિત e^– ની અનુચુંબકીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે. [Fe(CN)₆]^-3 એક અયુગ્મિત e^– ની ચુંબકીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે.

[FeF₆]^-3 પાંચ અયુગ્મિત e^– ની અનુચુંબકીય ચામાત્રા ધરાવે છે. [CoF₆]⁻³ ચાર અયુગ્મિત e^– સાથે અનુચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવે છે. [Co(C₂O₄)₃]^-3 પ્રતિચુંબકીય છે. આ વિસંગતતા હોવાનું કારણ [Mn(CN)₆]⁻³, [Fe(CN)₆]⁻³, [Co(C₂O₄)₃]⁻³ એ d² sp³ સંકરણ સમાવિષ્ટ આંતરકક્ષકીય સંકીર્ણ છે. જેમાં [Mn(CN)₆]^-3 અને [Fe(CN)₆]^-3 અનુચુંબકીય છે. [MnCl₆]^-3, [FeF₆]⁻³ અને [CoF₆]⁻³ એ sp³d² સંકરણ ધરાવતા બાહ્યકક્ષકીય સંકીર્ણ છે અને અનુચુંબકીય છે જે અનુક્રમે 4, 5 અને 4 અયુગ્મિત e^– ને અનુરૂપ છે.

પ્રશ્ન 20.
સંયોજકતા બંધન સિદ્ધાંતની મર્યાદાઓ લખો. [માર્ચ-2020]
ઉત્તર:
VB સિદ્ધાંત સવર્ગ સંયોજનોની બનાવટ, રચના અને ચુંબકીય વર્તણૂક સમજાવી શકે છે. પરંતુ તે નીચેની અપૂર્ણતા ધરાવે છે.

• તે ઘણી બધી ધારણાઓનો સમાવેશ કરે છે.
• તે ચુંબકીય માહિતીનું જથ્થાત્મક અર્થધટન આપી શકતો નથી.
• સવર્ગ સંયોજનો દ્વારા પ્રદર્શિત રંગને સમજાવી શકતો નથી.
• સવર્ગ સંયોજનોની ઉષ્માગતિકીય અથવા ગતિકીય સ્થાયિતા વિશે જથ્થાત્મક અર્થઘટન આપી શકતો નથી.
• 4 સવર્ગ સંકીર્ણીના સમચતુલક અને સમતલીય ચોરસ બંધારણો વિશે અનુમાન કરી શકતો નથી.
• તે નિર્બળ અને પ્રબળ લિગેન્ડ વચ્ચે ભેદ પાડી શકતો નથી.

પ્રશ્ન 21.
સ્ફટિકોમ (Crystal Field) સિદ્ધાંત સમજાવો.
ઉત્તર:
સ્ફટિક્ષેત્ર સિદ્ધાંત (CFT) સ્થિરવિદ્યુતીય નમૂનો છે. ધાતુ પરમાણુ આયનમાંથી પાંચ ત-કક્ષકોની સરખી ઊર્જા હોય છે. એટલે સમશક્તિ છે. આ સમશક્તિપણું ધાતુ પરમાણુ આયનની આસપાસ ઋણભારનું ગોલીય સમિત ક્ષેત્ર ાળવી રાખે છે. પરંતુ જો સંકીર્ણમાં લિગેન્ડને લીધે ઋણભાર ક્ષેત્ર હોય ત્યારે તે અસમિત બને છે અને d-કક્ષકોનું સમશક્તિપણું દૂર થાય છે, તે હ-કક્ષકોના વિપાટનમાં પરિણમે છે.

અષ્ટફલકીય સવર્ગ સ્વિસીઝમાં સ્ફટિકક્ષેત્ર વિપાટન : ધાતુ પરમાણુ આયનની આસપાસ છે લિગેન્ડથી ઘેરાયેલ અષ્ટલકીય સવર્ગ સ્વિસીઝમાં ધાતુની ત-કક્ષકોના ઇલેક્ટ્રોન અને લિગેન્ડના ઇલેક્ટ્રૉન વચ્ચે અપાકર્ષણ થશે. આ અપાકર્ષણ ધાતુની d-કક્ષકો લિગેન્ડથી દૂર હોય તેના કરતાં લિગન્ડની દિશા તરફ હોય ત્યારે વધારે હોય છે. તેથી d_x²-y² અને d_z² કક્ષકો વધુ અપાકર્ષણ દર્શાવશે અને વધુ ઊર્જા ધરાવશે. જ્યારે d_xy, d_yz , d_zx d-કક્ષકો જે અક્ષની વચ્ચે હોય છે તે ઓછું અપાકર્ષણ દર્શાવશે અને ઓછી ઊર્જા ધરાવશે.

આથી ધાતુની d-કક્ષકોનું સમશક્તિપણું દૂર થશે અને પરિણામે ત્રણ કક્ષકો નીચી ઊર્જાનો t_2g માં ગોઠવાશે અને બે કક્ષકો ઊંચી ઊર્જાના e_g માં ગોઠવાશે. એટલે કે સમશક્તિ સ્તરોમાં લિગેન્ડની હાજરીને કારણે થતા વિપાટનને સ્ફટિકત્ર વિપાટન કહે છે અને આ અલગીકરણને Δ₀ (પાદાક્ષર 0 વડે દર્શાવાય છે.

ગામ બે e_g ક્ષકોની ઊર્જા \(\left(\frac{3}{5}\right) \Delta_0 \) ત્રણ t_2g કક્ષકોની ઊર્જા \(\left(\frac{2}{5}\right) \Delta_0 \)

કેટલાક લિગેન્ડ પ્રબળ ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. જેથી તેમાં વધારે (મોઢું) વિપાટન થશે અને જે લિગેન્ડ નિર્બળ ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે તેમાં ઓછું (નાનું) વિપાટન થશે.
લિગેન્ડની પ્રબળતાનો ક્રમ નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય છે. જેને વર્ણપટી રાસાયણિક શ્રેણી (સ્પેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી) કહે છે.
I^– < Br^– < SCN^– < Cl^– < S^-2 < F^– < OH^– < C₂O₄-2 < H₂O < NCS^– < edta^-4 < NH₃ < en < CN^– < Co
હવે એકાકી d-ઇલેક્ટ્રૉન t_2g કક્ષકોની નીચેની ઓછી ઊર્જાવાળી t_2g કક્ષકમાં ભરાશે. d² અને d³ સવર્ગ સ્વિસીઝમાં 4-ઇલેક્ટ્રૉન ઇન્ડના નિયમ પ્રમાણે એકાકી t_2g કક્ષકમાં ભરાશે.

d⁴ આયન માટે e^– ની વહેંચણીના બે વિપાટન ઉદ્ભવશે.

• ચોથો e^–t_2g સ્તરમાં જશે અને યુગ્મન કરશે.
• ચોથો e^– e_g, સ્તરમાં ગોઠવાશે. ઉપરોક્ત આ બેમાંથી કઈ શક્યતા પરિબ્રમશે તે સ્ફટિકત્ર વિપાટન (Δ₀)ની સાપેક્ષ માત્રા અને યુગ્મન ઊર્જા (P) પર આધાર રાખશે.
• જો Δ₀ < P હોય તો ચોથો e^– e_g કક્ષકમાં ગોઠવાશે અને t_2g³e_g¹ સંરચના આપશે. જે લિગેન્ડ આ અસર ઉત્પન્ન કરે તેને નિર્બળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ કહે છે અને તે ઉચ્ચ ભ્રમણ સંકીર્ણ બનાવે છે.
• જો Δ₀ > P હોય તો તે ચોથો e^–t_2g કક્ષકમાં ગોઠવાય છે. t_2g⁴ e^0_g સંરચના આપશે. જે લિગેન્ડ આ અસર ઉત્પન્ન કરે તેને પ્રબળ ક્ષેત્ર લિગેન્ડ કહે છે અને તે નિમ્ન ભ્રમણ સંકીર્ણ બનાવે છે. d⁴ થી d⁷ સંકીર્ણ સ્પિસીઝ નિર્બળક્ષેત્ર કરતાં પ્રબળ ક્ષેત્રના કિસ્સામાં વધુ સ્થાયી હોય છે.

સમચતુષ્કલકીય સવર્ગ સ્પિીઝમાં સ્ફટિક્ષેત્ર વિપાટન :

સમચતુલકીય સ્ફટિકક્ષેત્રમાં d-કક્ષકોનું વિપાટન સમચતુલકીય સવર્ગ સ્પિસીઝમાં ત-કક્ષકોનું વિપાટન ઊલટું છે અને તે અલકીય ક્ષેત્ર વિપાટન કરતાં ઓછું હોય છે. સમાન ધાતુ માટે સમાન લિગેન્ડ અને ધાતુ લિગેન્ડ અંતર માટે Δ_t = \(\left(\frac{4}{9}\right) \) Δ₀ દર્શાવી શકાય છે. પરિણામે કક્ષકીય વિપાટન ઊર્જાઓ વધુ યુગ્મનને દબાણ કરવા માટે પૂરતી હોતી નથી અને તેથી નિમ્નભ્રમણ સંરચના ભાગ્યે જ જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 22.
સવર્ગ સંયોજનોમાં રંગ સમજાવો.
ઉત્તર:
સંક્રાંતિ ધાતુ સંકીર્ણમાં અગત્યનો મુખ્ય ગુણધર્મ રંગ છે એટલે કે સફેદ પ્રકાશમાંનો કેટલોક ભાગ જ્યારે તે નમૂનામાંથી પસાર થાય છે ત્યારે તે દૂર થાય છે. તેથી બહાર નીકળતો પ્રકાશ લાંબા સમય સુધી સફેદ રહેતો નથી.
સંકીર્ણનો રંગ જે શોષાય છે તે રંગનો પૂરક હોય છે. પૂરક રંગ બાકી રહેતી તરંગલંબાઈથી ઉત્પન્ન થતો રંગ છે, જે સંકીર્ણ દ્વારા લીલો રંગ શોષાય, તો તે લાલ દેખાય છે. શોષિત થતી જુદી જુદી તરંગલંબાઈ અને અવલોક્તિ રંગ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે :

સવર્ગ સંયોજનોમાં રંગ ઝડપથી સ્ફટિક્ષેત્ર સિદ્ધાંતના પર્યાયમાં સમજાવી શકાય છે.
જેમ કે, સંકીર્ણ (Ti(H₂O)₆]⁺³ જે જાંબલી રંગનો છે. આ સંકીર્ણમાં એકાકી e^– (3d¹) સંકીર્ણની ધરાઅવસ્થામાં 2 સ્તરમાં પ્રાપ્ય છે. પછીની ઊંચી અવસ્થા જે ઇલેક્ટ્રૉન માટે પ્રાપ્ય છે તે ખાલી e_g સ્તરમાં છે.
જો સંકીર્ણ વડે વાદળી-લીલા રંગના ગાળાને અનુરૂપ પ્રકાશ શોષવામાં આવે, તો તે ઇલેક્ટ્રૉન t_2g, સ્તરમાંથી e_g ઉત્તેજિત કરશે.

લિગેન્ડની ગેરહાજરીમાં સ્ફટિકક્ષેત્ર વિપાટન થતું નથી અને તેથી પદાર્થ રંગવિહીન છે. દા.ત., [Ti(H₂O)6]Cl₃ ને ગરમ કરતાં પાણી દૂર થવાના કારણે તે રંગવિહીન બને છે.
નિર્જળ CuSO₄ સફેદ છે પરંતુ CuSO₄. 5H₂O વાદળી રંગ દર્શાવે છે.
સંકીર્ણના રંગ ઉપર લિગેન્ડની અસર [Ni(H₂O₆)]²⁺ સંકીર્ણને ઉદાહરણરૂપ લઈ દર્શાવી શકાય છે.
જ્યારે નિકલ(II) ક્લોરાઇડને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે ત્યારે [Ni(H₂O₆)]²⁺ બને છે. જોકે દ્વિદંતી લિગેજ્ડ ઇથેન 1,2- ડાયએમાઇનને (en) ધીમે ધીમે ઉમેરતા en : Ni નો મોલર ગુજ઼ોત્તર 1: 1, 2 : 1, 3: 1 થાય છે. તે નીચે મુજબ છે.

પ્રશ્ન 23.
સ્ફટિકક્ષેત્ર સિદ્ધાંતની મર્યાદાઓ લખો.
ઉત્તર:
સ્ફટિકક્ષેત્ર નમૂનો સંવર્ગ સંયોજનોની બનાવટ, રચના, રંગ અને ચુંબકીય ગુણધર્મો સમજાવવામાં સફળ રહ્યો છે. પરંતુ લિગેન્ડ બિંદુભાર છે. એ એમ દર્શાવે છે કે ઋણભારીય લિગેન્ડ વધારે વિપાટન અસર દર્શાવે છે અને તે સ્પેક્ટ્રમી (સ્પેક્ટ્રૉકેમિકલ) શ્રેણીમાં નીચેના છેડામાં મળી આવે છે. વળી તે લિગેન્ડ અને મધ્યસ્થ ૫૨માણુ વચ્ચે બંધનની સહસંયોજક ખાસિયતને ધ્યાનમાં લેતો નથી.

પ્રશ્ન 24.
હોમોલેપ્ટિક કાર્બોનિલ સંયોજનો સમજાવો.
અથવા
ધાતુ કાર્બોનિલમાં બંધન સમજાવો. [માર્ચ-2020]
ઉત્તર:
માત્ર કાર્બોનિલ લિગેન્ડ ધરાવતાં જ સંયોજનોને હોમોલેપ્ટિક કાર્બોનિલ સંયોજનો કહે છે.
આ સંયોજનો મોટાભાગની સંક્રાંતિ ધાતુઓ સાથે જ બને છે. આ કાર્બોનિલ સાદા, ખૂબ સ્પષ્ટ બંધારણ ધરાવતા હોય છે. [Ni(CO)₄], [Fe(CO)₅] અને [Cr(CO)₆] અનુક્રમે સમચતુલક, ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ અષ્ટલકીય રચના ધરાવે છે. ડેકાકાર્બોનિલડાયઍંગેનીઝ (0) એ બે ચોરસ પિરામિડલ [Mn(CO)₅] એકમોના Mn–Mn બંધ જોડાવાથી બને છે.
ઓક્ટાકાર્બોનિલડાયકોબાલ્ટ (0) ને Co-Co બંધન બે CO સમૂહ વડે સેતુરચનાથી જોડાયેલ હોય છે.

ધાતુ કાર્બોનિલમાં ધાતુ-કાર્બન બંધ σ અને π બંને લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. M-C σ બંધની રચના ધાતુની ખાલી કક્ષકોમાં કાર્બોનિલ કાર્બનના અબંધકારક ના દાનથી થાય છે.
M – C π બંધની રચના CO ની ખાલી π* બંધપ્રતિકારક કક્ષકમાં ધાતુની પૂર્ણ ભરાયેલી ત-કક્ષકોના દાનથી થાય છે. ધાતુનું લિગેન્ડ સાથે બંધન સંકર્મ અસર ઉત્પન્ન કરે છે જે ધાતુ અને CO વચ્ચેના બંધને સબળ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 25.
સવર્ગ સંયોજનોની ઉપયોગિતા અને અનુપયોગો જણાવો.
ઉત્તર:
સવર્ગ સંયોજનો ઘણા ગુણાત્મક અને જથ્થાત્મક રાસાયણિક વિશ્લેષણમાં ઉપયોગી છે. ધાતુ આયનની ઘણા લિગેન્ડ સાથેની રંગ આપવાની પ્રક્રિયાઓ જે સંકીર્ણ સંયોજનોની રચનાનું પરિણામ છે. આવા પ્રક્રિયકો EDTA, DMG (ડાયમિથાઇલ ગ્લાયોક્ઝાઇમ), α-નાઇટ્રોસો, β-નેપ્થોલ, ક્યુપ્રોન વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

પાણીની કઠિનતાનું પરિમાપન Na₂, EDTA સાથેના અનુમાપનથી થાય છે. Ca⁺² અને Mg⁺² આયન EDTA સાથે સ્થાયી સંકીર્ણ બનાવે છે. આ આયનોનું વરણાત્મક પરિમાપન Ca અને Mgના સ્થાયિતા અચળાંક વચ્ચેના તફાવતને કારણે કરી શકાય છે.

ધાતુઓના કેટલાક અગત્યના નિષ્કર્ષણ પ્રક્રમમાં (ઉદા., ગોલ્ડ અને સિલ્વરમાં) સંકીર્ણ રચનાનો ઉપયોગ થાય છે. ઉદા., ગોલ્ડ ઑક્સિજન અને પાણીની હાજરીમાં સાયનાઇડ સાથે સંયોજાય છે અને સંકીર્ણ [Au(CN)₂]^– પાણીમાં રચાય છે ત્યારે આ દ્રાવણમાં Zn ઉમેરી ગોલ્ડને અલગ કરી શકાય છે. ધાતુઓનું શુદ્ધીકરા સવર્ગ સંયોજનોના નિર્માણ અને ત્યારબાદ તેમના વિઘટનથી હાંસલ કરી શકાય છે. ઉદા., અશુદ્ધ Ni ને [NI[CO)₄] માં પરિવર્તિત કરી તેનું વિઘટન કરવાથી શુદ્ધ Ni મળે છે.

જૈવિક પ્રણાલીમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે જવાબદાર વર્ણક ક્લોરોફિલ મેગ્નેશિયમનું સવર્ગ સંયોજન છે. હીમોગ્લીબિન, લોહીનો લાલ વર્ણક જે ઑક્સિજનનાં વાહક તરીકે વર્તે છે તે આયર્નનું સવર્ગ સંયોજન છે. વિટામિન-B₁₂, સાયનોકોબાલેમાઇન પ્રણાલી, રક્ત- અલ્પતાકારક કોબાલ્ટનું સવર્ગ સંયોજન છે.

આ ધાતુ સાથે સવર્ગ પામેલ અગત્યના સંયોજનો જેવાં કે કાર્બોક્સિપેરિટેઝી અને કાર્બોનિક એનહાઈડ્રેઝ (ઉત્સેચકો), સવર્ગ સંયોજનો ઘણા ઔદ્યોગિક પ્રક્રમમાં ઉદ્દીપક તરીકે ઉપયોગી છે. ઉદા., રોડિયમ સંકીર્ણ [(Ph₃P).RhCl] વિકિનસન ઉદ્દીપક આલ્કીનના હાઇડ્રોજનીકરણમાં વપરાય છે.

વસ્તુઓને સંકીર્ણ દ્રાવણો [Ag(CN)₂]^– અને [Au(CN)₂]^– માંથી સિલ્વર અને ગોલ્ડ વડે લીસો અને એકસરખો વિદ્યુતઢોળ ચઢાવી શકાય છે, જે સાદા ધાતુ આયનના દ્રાવણ કરતાં વધુ સારો હોય છે. શ્યામ અને શ્વેત ફોટોગ્રાફીમાં ડેવલપ કરેલી ફિલ્મને હાયપોના દ્રાવણ વડે ધોઈને સ્થિરીકરણ કરી શકાય છે, જે અવિઘટિત AgBr ને ઓગાળી નાંખે છે અને [Ag(S₂O₃)₂]⁻³ સંકીર્ણ આયન બનાવે છે. ઔષધીય રસાયણશાસ્ત્રમાં કિલેટ ચિકિત્સામાં ઉપયોગી છે. ઉદા., ખનીજ, વનસ્પતિ/પ્રાણીમાં ધાતુઓનું વિષાલુ પ્રમાણને કારણે ઉદ્ભવતી સમસ્યામાં ઉપયોગી છે.

કૉ૫૨ અને આયર્નનો વધારો કિલેટિંગ લિગેન્ડ D-પેનિસિલેમાઇન અને ડેસફેરોક્ઝાઇમ B વડે સવર્ગ સંયોજનો દ્વારા દૂર કરી શકાય છે. EDTA નો લેડના વિષાલુકરણની સારવારમાં ઉપયોગી થાય છે. Pt ના કેટલાંક સવર્ગ સંયોજનો અસરકારક રીતે ગાંઠની વૃદ્ધિમાં નિરોધક તરીકે કાર્ય કરે છે. ઉદા., સિસ-પ્લેટિન અને સંબંધિત સંયોજનો

પ્રશ્ન 26.
(i) સ્ફટિકક્ષેત્ર સિદ્ધાંતના પર્યાયમાં સમજાવો કે [Ti(H₂O)₆]³⁺ જાંબલી રંગનો છે. [માર્ચ-2020]
(ii) ધાતુ કાર્બોનિલમાં બંધનના સ્વભાવની ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:
(i) સંક્રાંતિ ધાતુ સંકીર્ણમાં અગત્યનો મુખ્ય ગુણધર્મ રંગ છે એટલે કે સફેદ પ્રકાશમાંનો કેટલોક ભાગ જ્યારે તે નમૂનામાંથી પસાર થાય છે ત્યારે તે દૂર થાય છે. તેથી બહાર નીકળતો પ્રકાશ લાંબા સમય સુધી સફેદ રહેતો નથી. સંકીર્ણનો રંગ જે શોષાય છે તે રંગનો પૂરક હોય છે. પૂરક રંગ બાકી રહેતી તરંગલંબાઈથી ઉત્પન્ન થતો રંગ છે, જે સંકીર્ણ દ્વારા લીલો રંગ શોષાય, તો તે લાલ દેખાય છે. શોષિત થતી જુદી જુદી તરંગલંબાઈ અને અવલોક્તિ રંગ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે :

સવર્ગ સંયોજનોમાં રંગ ઝડપથી સ્ફટિક્ષેત્ર સિદ્ધાંતના પર્યાયમાં સમજાવી શકાય છે.
જેમ કે, સંકીર્ણ (Ti(H₂O)₆]⁺³ જે જાંબલી રંગનો છે. આ સંકીર્ણમાં એકાકી e^– (3d¹) સંકીર્ણની ધરાઅવસ્થામાં 2 સ્તરમાં પ્રાપ્ય છે. પછીની ઊંચી અવસ્થા જે ઇલેક્ટ્રૉન માટે પ્રાપ્ય છે તે ખાલી e_g સ્તરમાં છે.
જો સંકીર્ણ વડે વાદળી-લીલા રંગના ગાળાને અનુરૂપ પ્રકાશ શોષવામાં આવે, તો તે ઇલેક્ટ્રૉન t_2g, સ્તરમાંથી e_g ઉત્તેજિત કરશે.

લિગેન્ડની ગેરહાજરીમાં સ્ફટિકક્ષેત્ર વિપાટન થતું નથી અને તેથી પદાર્થ રંગવિહીન છે. દા.ત., [Ti(H₂O)6]Cl₃ ને ગરમ કરતાં પાણી દૂર થવાના કારણે તે રંગવિહીન બને છે.

નિર્જળ CuSO₄ સફેદ છે પરંતુ CuSO₄. 5H₂O વાદળી રંગ દર્શાવે છે.
સંકીર્ણના રંગ ઉપર લિગેન્ડની અસર [Ni(H₂O₆)]²⁺ સંકીર્ણને ઉદાહરણરૂપ લઈ દર્શાવી શકાય છે.
જ્યારે નિકલ(II) ક્લોરાઇડને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે ત્યારે [Ni(H₂O₆)]²⁺ બને છે. જોકે દ્વિદંતી લિગેજ્ડ ઇથેન 1,2- ડાયએમાઇનને (en) ધીમે ધીમે ઉમેરતા en : Ni નો મોલર ગુજ઼ોત્તર 1: 1, 2 : 1, 3: 1 થાય છે. તે નીચે મુજબ છે.

(ii) માત્ર કાર્બોનિલ લિગેન્ડ ધરાવતાં જ સંયોજનોને હોમોલેપ્ટિક કાર્બોનિલ સંયોજનો કહે છે.
આ સંયોજનો મોટાભાગની સંક્રાંતિ ધાતુઓ સાથે જ બને છે. આ કાર્બોનિલ સાદા, ખૂબ સ્પષ્ટ બંધારણ ધરાવતા હોય છે. [Ni(CO)₄], [Fe(CO)₅] અને [Cr(CO)₆] અનુક્રમે સમચતુલક, ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ અષ્ટલકીય રચના ધરાવે છે. ડેકાકાર્બોનિલડાયઍંગેનીઝ (0) એ બે ચોરસ પિરામિડલ [Mn(CO)₅] એકમોના Mn–Mn બંધ જોડાવાથી બને છે.
ઓક્ટાકાર્બોનિલડાયકોબાલ્ટ (0) ને Co-Co બંધન બે CO સમૂહ વડે સેતુરચનાથી જોડાયેલ હોય છે.

ધાતુ કાર્બોનિલમાં ધાતુ-કાર્બન બંધ σ અને π બંને લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. M-C σ બંધની રચના ધાતુની ખાલી કક્ષકોમાં કાર્બોનિલ કાર્બનના અબંધકારક ના દાનથી થાય છે.
M – C π બંધની રચના CO ની ખાલી π* બંધપ્રતિકારક કક્ષકમાં ધાતુની પૂર્ણ ભરાયેલી ત-કક્ષકોના દાનથી થાય છે. ધાતુનું લિગેન્ડ સાથે બંધન સંકર્મ અસર ઉત્પન્ન કરે છે જે ધાતુ અને CO વચ્ચેના બંધને સબળ બનાવે છે.

પ્રશ્ન 27.
સંયોજકતા બંધન સિદ્ધાંતના આધારે [Fe(CN)₆]^-3 સંકીર્ણનું ઇલેક્ટ્રૉન રચનાના આધારે સંકરણ, તેની ચુંબકીય યામાત્રાની ગણતરી અને ભ્રમણનો પ્રકાર સમજાવો. [ઑગસ્ટ-2020]
ઉત્તર:
[Fe(CN)₆]⁻³ આ સંકીર્ણમાં Feની ઑક્સિડેશન અવસ્થા +3 છે.
Fe = [Ar] 4s² 3d⁶
Fe = [Ar] 3d⁵

અહીં, એક અયુર્ભિત e^– હોવાથી અનુચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવે છે.
ચુંબકીય ચાકમાત્રા = μ
= \(\sqrt{n(n+2)} \)
= \(\sqrt{1(3)} \) = 1.73 BM
સંકરણમાં આંતરિક d-કક્ષકો (3d)નો ઉપયોગ થાય છે માટે સંકીર્ણ આંતરિક કક્ષકીય અથવા નીચું ભ્રમણ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 28.
(a) [CoCl₂(en)₂]⁺ સંકીર્ણ સંયોજનના ભૌમિતિક અને પ્રકાશીય સમઘટકો દોરો.
(b) [Co(NH₃)₅Cl]SO₄ અને [Co(NH₃)₅(SO)₄]Cl ના આયનીકરણ સમઘટકોના પુરાવા આપો. [ઑગસ્ટ-2020]
ઉત્તર:
(a) [CoCl₂(en)₂]⁺ને બે ભૌમિતિક સમઘટકો મળે છે. અને સિસ-સમઘટક એ પ્રકાશ સમઘટકતા ધરાવે છે.

(b)

[Co(NH₃)₅Cl]SO₄ +AgNO₃ →પ્રક્રિયા થતી નથી. આ બે પ્રક્રિયાઓ પરથી પુરવાર થાય છે ક આપેલ સંયોજનો આયનીકરણ સમધટકો છે.