एकांक 9 समन्वय यौगिक (अंतर्गत प्रश्न-3)
अंतर्गत प्रश्न
9.5 मूल बंध सिद्धांत के आधार पर समझाइए कि $\left[\mathrm{Ni}(\mathrm{CN})_4\right]^{2-}$ आयन वर्गीय तलीय संरचना वाला होता है और विषम चुंबकीय होता है जबकि $\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ आयन चतुष्फलकीय ज्यामिति वाला होता है और चुंबकीय होता है।
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उत्तर
$\mathrm{Ni}$ +2 ऑक्सीकरण अवस्था में होता है अर्थात $\mathrm{d}^{8}$ विन्यास में होता है।
इसमें $4 \mathrm{CN}^{-}$ आयन होते हैं। इसलिए, यह चतुष्फलकीय ज्यामिति या वर्गीय तलीय ज्यामिति में हो सकता है। क्योंकि $\mathrm{CN}^{-}$ आयन एक मजबूत क्षेत्र लिगेंड है, इसलिए यह अनुचुंबकीय $3 d$ इलेक्ट्रॉन के युग्मन को कार्य करता है।
अब यह $\mathrm{dsp}^{2}$ हाइब्रिडीकरण करता है। क्योंकि सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं, इसलिए यह अनुचुंबकीय है।
$\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ के मामले में, क्लोराइड आयन एक कमजोर क्षेत्र लिगेंड है। इसलिए, यह अनुचुंबकीय $3 d$ इलेक्ट्रॉन के युग्मन को नहीं करता है। इसलिए, यह $s p^{3}$ हाइब्रिडीकरण करता है।
इस मामले में दो अनुचुंबकीय इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इसकी प्रकृति चुंबकीय होती है।
9.6 $\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ चुंबकीय है जबकि $\left[\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_4\right]$ अनुचुंबकीय है चाहे दोनों चतुष्फलकीय हों। क्यों?
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हालाँकि दोनों $\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ और $\left[\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4}\right]$ चतुष्कोणीय हैं, उनके चुंबकीय गुण अलग हैं। इसका कारण लिगेंड की प्रकृति में अंतर है। $\mathrm{Cl}^{-}$ एक कम क्षेत्र लिगेंड है और यह असुमेय $3 d$ इलेक्ट्रॉनों के युग्मन का कारण नहीं बनता। इसलिए, $\left[\mathrm{NiCl_4}\right]^{2-}$ प्रामाणिक चुंबकीय है।
$\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4}$ में, $\mathrm{Ni}$ शून्य ऑक्सीकरण अवस्था में है, अर्थात इसकी विन्यास $3 d^{8} 4 s^{2}$ है।
लेकिन $\mathrm{CO}$ एक शक्तिशाली क्षेत्र लिगेंड है। इसलिए, यह असुमेय $3 d$ इलेक्ट्रॉनों के युग्मन का कारण बनता है। इसके अलावा, यह $4 \mathrm{~s}$ इलेक्ट्रॉनों को $3 d$ ऑर्बिटल में विस्थापित करता है, जिससे $s p^{3}$ हाइब्रिडाइजेशन उत्पन्न होती है। इस स्थिति में कोई असुमेय इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, इसलिए $\left[\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4}\right]$ विपाकी चुंबकीय है।
9.7 $\left[\mathrm{Fe}\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right)_6\right]^{3+}$ बहुत तीव्र प्रामाणिक चुंबकीय है जबकि $\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_6\right]^{3-}$ कम प्रामाणिक चुंबकीय है। समझाइए।
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दोनों $[\mathrm{Fe(H_2O)_6}]^{3+}$ और $[\mathrm{Fe}\mathrm{(CN)_6}]^{3-}$ में, Fe की ऑक्सीकरण अवस्था +3 है, अर्थात इसकी विन्यास $d^{5}$ है।
क्योंकि $\mathrm{CN}^-$ एक मजबूत क्षेत्र लिगेंड है, इसके कारण असुमेक इलेक्ट्रॉनों के युग्मन होता है। अतः, $d$-कक्षक में केवल एक असुमेक इलेक्ट्रॉन बचता है।
इसलिए,
$$ \begin{aligned} \mu & =\sqrt{n(n+2)} \\ & =\sqrt{1(1+2)} \\ & =\sqrt{3} \\ & =1.732\ \mathrm{BM} \end{aligned} $$
दूसरी ओर, $\mathrm{H_2} \mathrm{O}$ एक कम क्षेत्र लिगेंड है। अतः, इसके कारण इलेक्ट्रॉनों के युग्मन नहीं हो सकता। इसका अर्थ है कि असुमेक इलेक्ट्रॉनों की संख्या 5 है।
इसलिए,
$$ \begin{aligned} \mu & =\sqrt{n(n+2)} \\ & =\sqrt{5(5+2)} \\ & =\sqrt{35} \\ & 3.873\ \mathrm{BM} \end{aligned} $$
इस प्रकार, स्पष्ट है कि $[\mathrm{Fe(H_2 O)_6}]^{3+}$ एक मजबूत पैरामैग्नेटिक आयन है, जबकि $[\mathrm{Fe(CN)_6}]^{3-}$ एक कम पैरामैग्नेटिक आयन है।
9.8 समझाइए कि $\left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH_3}\right)_6\right]^{3+}$ एक आंतरिक कक्षक जटिल है जबकि $\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH_3}\right)_6\right]^{2+}$ एक बाहरी कक्षक जटिल है।
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| $\left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_3\right)_6\right]^{3+}$ | $\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{NH}_3\right)_6\right]^{2+}$ |
|---|---|
| कोबाल्ट का ऑक्सीकरण अवस्था $=+3$ | $\mathrm{Ni}$ का ऑक्सीकरण अवस्था $=+2$ |
कोबाल्ट की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=d^6$  |
निकल की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $=d^8$  |
$\mathrm{NH}_3$ कोबाल्ट के $CO^{3+}$ के लिए एक मजबूत क्षेत्र लिगेंड होता है, जिसके कारण इलेक्ट्रॉनों के युग्मन होता है। अतः, कोबाल्ट $d^2 s p^3$ हाइब्रिडाइजेशन कर सकता है। |
यदि $\mathrm{NH}_3$ इलेक्ट्रॉनों के युग्मन करता है, तो केवल एक $3 d$ कक्षक खाली रहता है। अतः, यह $d^s s p^3$ हाइब्रिडाइजेशन नहीं कर सकता। अतः, यह $s p^3 d^2$ हाइब्रिडाइजेशन करता है। |
|इसलिए, यह एक आंतरिक कक्षक जटिल है।|इसलिए, यह एक बाहरी कक्षक जटिल बनाता है।|
9.9 वर्गीय तल $\left[\mathrm{Pt}(\mathrm{CN})_{4}\right]^{2-}$ आयन में असुमेकित इलेक्ट्रॉनों की संख्या का अनुमान लगाएं।
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$\left[\mathrm{Pt}(\mathrm{CN})_{4}\right]^{2-}$
इस जटिल में, $\mathrm{Pt}$ +2 अवस्था में है। यह एक वर्गीय तल संरचना बनाता है। इसका अर्थ है कि यह $d p^{2}$ हाइब्रिडीकरण करता है। अब, $\mathrm{Pd}(+2)$ की इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $5 d^{8}$ है।
$\mathrm{CN}^{-}$ एक मजबूत क्षेत्र लिगेंड है जो असुमेकित इलेक्ट्रॉनों के युग्मन को कारण बनता है। इसलिए, $\left[\operatorname{Pt}(\mathrm{CN})_{4}\right]^{2-}$ में कोई असुमेकित इलेक्ट्रॉन नहीं हैं।
9.10 छह जल अंतर्ग्रहण मैंगनीज (II) आयन में पांच असुमेकित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जबकि छह श्वेत अंतर्ग्रहण आयन में केवल एक असुमेकित इलेक्ट्रॉन होता है। क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत का उपयोग करके समझाइए।
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| $\left[\mathrm{Mn}\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right)_{6}\right]^{2+}$ | $\left[\mathrm{Mn}(\mathrm{CN})_{6}\right]^{4-}$ |
|---|---|
| $\mathrm{Mn}$ +2 ऑक्सीकरण अवस्था में है। | $\mathrm{Mn}$ +2 ऑक्सीकरण अवस्था में है। |
| इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $\mathrm{d}^{5}$ है | इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $\mathrm{d}^{5}$ है |
| क्रिस्टल क्षेत्र अष्टफलकीय है। जल एक कमजोर क्षेत्र लिगेंड है। इसलिए, $\left[\mathrm{Mn}\left(\mathrm{H _2} \mathrm{O}\right) _{6}\right] ^{2+}$ में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था $t _{2g} ^3e_g ^2$ है। | क्रिस्टल क्षेत्र अष्टफलकीय है। साइनाइड एक मजबूत क्षेत्र लिगेंड है। इसलिए, $\left[\mathrm{Mn}(\mathrm{CN}) _{6}\right] ^{4-}$ में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था $t ^{5} _{2g}e ^{0} _{g}$ है। |
इसलिए, छह जल अंतर्ग्रहण मैंगनीज (II) आयन में पांच असुमेकित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जबकि छह श्वेत अंतर्ग्रहण आयन में केवल एक असुमेकित इलेक्ट्रॉन होता है।
बीटा
