Orgel Diagram MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Orgel Diagram - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संकल्पना:

उपसहसंयोजन संकुलों में प्रतिचुम्बकत्व

• प्रतिचुम्बकीय संकुल वे होते हैं जिनमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। ये संकुल चुम्बकीय क्षेत्र से आकर्षित नहीं होते हैं और आम तौर पर उनके सभी इलेक्ट्रॉन आणविक कक्षकों में युग्मित होते हैं।
• संक्रमण धातु संकुलों में, चुम्बकीय गुण धातु की ऑक्सीकरण अवस्था और संकुल की ज्यामिति से प्रभावित होते हैं, जो यह निर्धारित करता है कि धातु में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं या नहीं।
• किसी संकुल के प्रतिचुम्बकीय होने के लिए, इसमें एक ऐसा विन्यास होना चाहिए जहाँ सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हों, जो तब हो सकता है जब धातु कम ऑक्सीकरण अवस्था में हो या यदि लिगैंड दुर्बल-क्षेत्र लिगैंड हों।

व्याख्या:

• [Fe(bipy)₃]³⁺ संकुल के लिए:
  • +3 ऑक्सीकरण अवस्था में आयरन का इलेक्ट्रॉन विन्यास 3d⁵ निम्न चक्रण संकुल (जिसके परिणामस्वरूप 1 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है) होता है, इसलिए यह संकुल अनुचुम्बकीय है, प्रतिचुम्बकीय नहीं।
  • 
• [Fe(phen)₃]²⁺ संकुल के लिए:
  • +2 ऑक्सीकरण अवस्था में आयरन का इलेक्ट्रॉन विन्यास 3d⁶, निम्न चक्रण संकुल है। इसलिए, सभी 6 इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं, और संकुल प्रतिचुम्बकीय है।
  • 
• [NiF₆]⁴⁻ संकुल के लिए:
  • +2 ऑक्सीकरण अवस्था (3d⁸) (उच्च चक्रण) में निकेल आमतौर पर अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के कारण एक अनुचुम्बकीय संकुल बनाता है, विशेष रूप से फ्लोराइड आयन (F⁻) की उपस्थिति में, जो एक दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है।
  • 
• [CoF₆]³⁻ संकुल के लिए:
  • +3 ऑक्सीकरण अवस्था (3d⁶) में कोबाल्ट भी अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के साथ एक उच्च चक्रण संकुल बनाता है, जिससे यह प्रतिचुम्बकीय के बजाय अनुचुम्बकीय हो जाता है।
  • 

इसलिए, सही उत्तर [Fe(phen)₃]²⁺ है।

संकल्पना:

ऑर्गेल आरेख का उपयोग संक्रमण धातु संकुलों के भीतर इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों को चित्रित करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से उच्च-चक्रण विन्यास वाले। यह लिगैंड क्षेत्र स्थिरीकरण ऊर्जाओं पर विचार नहीं करता है, लेकिन विभिन्न ज्यामिति में चक्रण-अनुमत संक्रमणों की प्रकृति में अंतर्दृष्टि देता है।

• [CrF₆]³⁻: इस संकुल में, क्रोमियम +3 ऑक्सीकरण अवस्था (d³ विन्यास) में उपस्थित है। एक अष्टफलकीय क्षेत्र के प्रभाव में d-कक्षक t₂g और eg स्तरों में विभाजित होते हैं। इस विन्यास के लिए ऑर्गेल आरेख भूतल अवस्था ⁴A₂g से उत्तेजित अवस्थाओं जैसे ⁴T₂g और ⁴T₁g में संक्रमणों की भविष्यवाणी करने में सहायता करता है।
  • ​
• 290 nm, 440 nm और 670 nm पर देखे गए शिखर इन अवस्थाओं के बीच विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों के अनुरूप हैं, जो d³ निकाय में चक्रण-अनुमत संक्रमण हैं।
• Δ₀ के लिए जिम्मेदार मुख्य संक्रमण ⁴A₂g से ⁴T₂g तक का संक्रमण है जो λmax के उच्चतम मान के अनुरूप है।

व्याख्या

• [CrF₆]³⁻ के स्पेक्ट्रा में, ⁶⁷० nm पर ⁴A₂g से ⁴T₁g तक का संक्रमण Δ₀ के मान के लिए सुराग प्रदान करता है।
  • \(\Delta_o(cm^{-1}) = \frac{10^7}{λ_{max}(nm)}= \frac{10^7}{670}\)
• एक अष्टफलकीय संकुल के d³ विन्यास के लिए CFSE है:
  • \(CFSE=\frac{-2}{5}\times3\times\Delta_o=\frac{-2}{5}\times3\times\frac{10^7}{670}\)
  • CFSE का परिमाण लगभग 18,000cm⁻¹ है

निष्कर्ष:

[CrF₆]³⁻ संकुल के लिए CFSE का परिमाण लगभग 18,000 cm⁻¹ है, जो विकल्प 4 के सही उत्तर से मेल खाता है।

संप्रत्यय:

संक्रमण धातु संकुलों के स्पेक्ट्रोस्कोपिक ग्राउंड स्टेट टर्म सिंबल क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत और ऑर्गेल् आरेखों का उपयोग करके निर्धारित किए जा सकते हैं। ऑर्गेल् आरेख संक्रमण धातु संकुलों में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों को समझने में उपयोगी होते हैं, खासकर d² से d⁸ इलेक्ट्रॉनिक विन्यासों के लिए।

क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत:

• एक क्रिस्टल क्षेत्र में संक्रमण धातु आयन अपने आस-पास के लिगैंड्स के साथ परस्पर क्रिया के कारण अपने d-ऑर्बिटल्स के विभाजन का अनुभव करते हैं।
• विभाजन की प्रकृति संकुल की ज्यामिति (अष्टफलकीय, चतुष्फलकीय, आदि) पर निर्भर करती है।

ऑर्गेल् आरेख:

• ऑर्गेल् आरेख एक अष्टफलकीय या चतुष्फलकीय लिगैंड क्षेत्र में धातु आयनों के विभिन्न टर्म सिंबल (ऊर्जा अवस्थाएँ) के बीच इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों की कल्पना करने का एक तरीका प्रदान करते हैं।
• d⁷ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के लिए, विभिन्न ज्यामिति में कोबाल्ट(II) के पास इसकी ग्राउंड अवस्था और उत्तेजित अवस्थाओं का प्रतिनिधित्व करने वाले विभिन्न टर्म सिंबल होंगे।
• एक अष्टफलकीय क्षेत्र में (जैसे Co(H₂O)₆²⁺ में), ग्राउंड स्टेट टर्म सिंबल को आमतौर पर d-ऑर्बिटल विभाजन के बाद सबसे कम ऊर्जा अवस्था के रूप में पहचाना जाता है।
• एक चतुष्फलकीय क्षेत्र में (जैसे CoCl₄²⁻ में), ग्राउंड स्टेट टर्म सिंबल को चतुष्फलकीय ज्यामिति में विभाजन पैटर्न के अनुसार इसी तरह पहचाना जाता है।
• ऑर्गेल् आरेख:
  • ​

व्याख्या:

Co(H₂O)₆²⁺ के लिए, जो एक अष्टफलकीय संकुल है:

• कोबाल्ट(II) में t_2g⁵e_g² विन्यास होता है जिसमें 3 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• s = 3/2, S = 2s +1 = 4
• एक अष्टफलकीय क्रिस्टल क्षेत्र में, d-ऑर्बिटल्स t_2g और e_g ऑर्बिटल्स में विभाजित हो जाते हैं।
• ऑर्गेल् आरेख के अनुसार, एक अष्टफलकीय क्षेत्र में d⁷ विन्यास के लिए ग्राउंड स्टेट टर्म सिंबल आमतौर पर ⁴T_1g होता है।

CoCl₄²⁻ के लिए, जो एक चतुष्फलकीय संकुल है:

• कोबाल्ट(II) में e⁴t₂³ विन्यास भी होता है जिसमें 3 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• स्पिन बहुलता = 2s+1 = 4(s = 3/2).
• एक चतुष्फलकीय क्रिस्टल क्षेत्र में, d-ऑर्बिटल्स e और t₂ ऑर्बिटल्स में विभाजित हो जाते हैं।
• एक चतुष्फलकीय क्षेत्र में d⁷ विन्यास के लिए ग्राउंड स्टेट टर्म सिंबल आमतौर पर ⁴A₂ होता है।

निष्कर्ष:

Co(H₂O)₆²⁺ और CoCl₄²⁻ में कोबाल्ट आयनों के स्पेक्ट्रोस्कोपिक ग्राउंड स्टेट टर्म सिंबल क्रमशः ⁴T_1g और ⁴A₂ हैं।

सही उत्तर विकल्प 2 है।

उत्तर C और D है।

संप्रत्यय:-

इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रा:

• किसी यौगिक का इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रम तरंग दैर्ध्य या ऊर्जा के फलन के रूप में यौगिक द्वारा अवशोषित प्रकाश के अवशोषण या तीव्रता का एक आरेख है।
• इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रा का उपयोग यौगिकों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का अध्ययन करने और विभिन्न प्रकार के यौगिकों की पहचान और लक्षण वर्णन करने के लिए किया जाता है।

d-d संक्रमण:

• d-d संक्रमण धातु आयन के d-इलेक्ट्रॉनों के विभिन्न ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण हैं।
• ये संक्रमण कई समन्वय संकुलों के रंगों के लिए जिम्मेदार हैं।
• d-d संक्रमण की ऊर्जा निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:
• धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था
• धातु आयन से बंधे लिगैंड की संख्या और प्रकार
• संकुल की ज्यामिति

व्याख्या:-

Ti⁺³ →d1 संकुल: t_2g¹ e_g⁰
Ti⁺³ संकुल निम्नलिखित के कारण एक चौड़ा बैंड प्रदर्शित करता है
(i) कंपन युग्मन
(ii) जान-टेलर विकृति
(iii) स्पिन-कक्षा युग्मन

इसलिए कथन A गलत है
Co⁺² → d⁷ संकुल
निम्नलिखित संक्रमणों के कारण तीन चौड़े बैंड प्रदर्शित करता है:
⁴T_1g →⁴T_2g ; ⁴T_1g → ⁴A_2g ; ⁴T_1g → ⁴ T_1g(P)

•Cr⁺³ →d³ संकुल
निम्नलिखित संक्रमणों के कारण तीन चौड़े बैंड प्रदर्शित करता है:
⁴A_2g →⁴T_2g ; ⁴A_2g → ⁴T_1g(F) ; ⁴A_2g → ⁴ T_1g(P)

•Mn2+ संकुल→ d5 संकुल बहुत कमजोर (स्पिन निषिद्ध, लापोर्ट निषिद्ध और तीव्र बैंड) की एक श्रृंखला प्रदर्शित करता है।

•Ni+2 →d8 निम्नलिखित संक्रमणों के कारण तीन चौड़े बैंड प्रदर्शित करता है:
³A_2g → ³T_2g ; ³A_2g → ³T_1g (F); ³A_2g → ³ T_1g(P)

इसलिए ऊपर से केवल C और D सही हैं।

निष्कर्ष:-

इसलिए, C और D सही कथन थे।

सिद्धांत:-

• जान-टेलर प्रभाव: जान-टेलर प्रभाव एक अणु या संकुल के विकृति को संदर्भित करता है जिसमें अपभ्रष्ट इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाएँ होती हैं। [Mn(dmso)₆]³⁺ के मामले में, जान-टेलर विकृति अपभ्रष्ट d कक्षकों के विभाजन को प्रभावित करती है, जिससे विकृत ज्यामिति होती है और प्रेक्षित IR स्पेक्ट्रम प्रभावित होता है।
• उच्च-चक्रण संकुल: उच्च-चक्रण संकुल धातु आयन के d कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों द्वारा विशेषता होते हैं। इन संकुलों में, इलेक्ट्रॉनिक विन्यास एक उच्च-चक्रण अवस्था का पक्षधर है, और चुंबकीय गुण और इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण स्पिन व्यवस्था से प्रभावित होते हैं।

व्याख्या:-

• [Mn(dmso)₆]³⁺ संकुल में मैंगनीज (Mn) +3 ऑक्सीकरण अवस्था (उच्च-चक्रण d4 संकुल) में है, और लिगैंड छह डाइमेथिलसल्फॉक्साइड (dmso) अणु हैं।
• IR स्पेक्ट्रम में देखे जाने वाले संक्रमण के लिए, कंपन के दौरान अणु के द्विध्रुवीय आघूर्ण में परिवर्तन होना चाहिए। अष्टफलकीय संकुल जैसे [Mn(dmso)₆]³⁺ में, सबसे सामान्य कंपन मोड में धातु-लिगैंड बंधों का स्ट्रेचिंग या बेंडिंग शामिल होता है।
• उच्च-चक्रण d⁴ संकुल के लिए, तीन अपभ्रष्ट t₂g कक्षकों में से प्रत्येक में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। जब ये इलेक्ट्रॉन vₛ = 0 (शून्य-क्षेत्र विभाजन) संक्रमण से गुजरते हैं, तो अपभ्रष्टता समाप्त हो जाती है, जिससे विभिन्न कंपन मोड बनते हैं।

अब, जान-टेलर विकृति अपभ्रष्ट स्तरों को और विभाजित कर सकती है, जिससे संकुल में विषमता आती है।

दो प्रकार के बंध 2 अक्षीय बंध और 4 समबाहु बंध
इसलिए 1:2

यह विकृति अक्सर IR स्पेक्ट्रम में 1:2 के तीव्रता अनुपात के साथ दो स्ट्रेचिंग कंपन बैंड के अवलोकन में परिणाम देती है। तीव्रता अनुपात जान-टेलर प्रभाव से प्रभावित होता है, जो विकृत ज्यामिति के स्थिरीकरण का पक्षधर है।

निष्कर्ष:-

इसलिए, उच्च-चक्रण [Mn(dmso)6]3+ संकुल (dmso: डाइमेथिलसल्फॉक्साइड) के IR स्पेक्ट्रम में प्रेक्षित vs = 0 स्ट्रेचिंग कंपन बैंड की संख्या दो है, तीव्रता अनुपात 1:2 के साथ अर्थात विकल्प 2

संकल्पना:

• ऑर्गेल आरेख वास्तव में सहसंबंध आरेख हैं जो अष्‍टफलकीय और चतुष्‍फलकीय संकुलों के लिए इलेक्‍ट्रॉनिक पदों के सापेक्ष ऊर्जा स्‍तरों का प्रतिनिधित्‍व करते हैं।
• ऑर्गेल आरेखों का उपयोग धातु संकुलों में संक्रमण का प्रतिनिधित्‍व करने के लिए किया जाता है।
• यह केवल उच्च-चक्रण संकुलों के लिए लागू होता है
• ऑर्गेल आरेख द्वारा दर्शाए गए संक्रमण केवल मुख्‍य अवस्‍था से होते हैं।

व्‍याख्‍या:

• [Ni(H2O)6]2+ एक दुर्बल क्षेत्र अष्‍टफलकीय संकुल है क्‍योंकि H2O दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है
• अब, Ni2+(d8) की मुख्‍य अवस्‍था t2g6eg2 है
• कुल कक्षीय संवेग, L = |-1-2| = 3 , अर्थात्, F
• कुल चक्रण संवेग, S = = 1 (अयुग्‍मित इलेक्‍ट्रॉनों की संख्‍या 2 है)
• चक्रण बहुगुणितता = 2S+1 = = 3
• इसलिए, मुख्‍य अवस्‍था पद है = 3F
• d2, d3, d7, और d8 अष्‍टफलकीय और चतुष्‍फलकीय संकुल आयनों के प्रेक्षित इलेक्‍ट्रॉनिक स्‍पेक्‍ट्रा इस प्रकार हैं:

• ऑर्गेल आरेख के अनुसार, संक्रमण केवल मुख्‍य अवस्‍था से होता है।
• d8 अष्‍टफलकीय संकुल के लिए मुख्‍य अवस्‍था A2g है।
• इसलिए, संभावित संक्रमण हैं,

³T2g(F)←³A2g(F),

³T1g(F)← ³A2g(F),

और ³T1g (P)← ³A2g(F)

• ³T1g (P)←3A2g(F), के लिए ऊर्जा अंतर सबसे अधिक है, उसके बाद 3T1g(F)← 3A2g(F), और 3T2g(F)←3A2g(F) के लिए सबसे कम है।
• अब, दो ऊर्जा स्‍तरों के बीच ऊर्जा अंतर तरंगदैर्घ्‍य के व्‍युत्‍क्रम समानुपाती होता है।
• इसलिए तीन बैंड A (~400 nm), B (~690 nm) और C (~1070 nm) होंगे

A (~400 nm) = 3T1g (P)←3A2g(F),

B (~690 nm) = 3T1g(F)← 3A2g(F)

C (~1070 nm) = 3T2g(F)←3A2g(F)

​निष्‍कर्ष:

• इसलिए, क्रमशः A, B और C को आवंटित संक्रमण हैं

T1g(P) ← A2g, T1g ← A2g, और T2g ← A2g

अवधारणा:

• ऑर्गेन आरेख सहसंबंध आरेख हैं जो संक्रमण धातु संकुलों में इलेक्ट्रॉनिक पदों की सापेक्ष ऊर्जाओं को दर्शाते हैं।
• हालांकि, ऑर्गेन आरेख स्पिन-अनुमत संक्रमणों की संख्या को उनके संबंधित समरूपता पदनामों के साथ दिखाएंगे।

व्याख्या:

• d², d³, d⁷, और d⁸ अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय संकुल आयन के प्रेक्षित इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रा इस प्रकार हैं:

• [Cr(en)3]3+ आयन के मामले में, Cr का ऑक्सीकरण अवस्था +3 है और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास d3 है। En (एथिलीनडायमाइन) एक द्विदंतुर संलग्नी है इस प्रकार संकुल अष्टफलकीय है।
• इसलिए, संकुल [Cr(en)3]3+ 3 इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण दिखाएगा। ये ⁴A_2g →⁴T_2g, ⁴A_2g→⁴T_1g(F), और ⁴A_2g→4T1g(P) हैं।
• trans-[Cr(en)2F2]+ आयन के मामले में, Cr का ऑक्सीकरण अवस्था भी +3 है और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास d3 है। लेकिन यह अक्षीय F के कारण इसकी समरूपता को D4h में बदल देता है।
• समरूपता में परिवर्तन के कारण ऊर्जा स्तर का विभाजन होता है।

  • Oh	D4h
    A1g	A1g
    A2g	B1g
    Eg	A1g + B1g
    T1g	A2g + Eg
    T2g	B2g + Eg

     

• 
• इस प्रकार, संकुल आयन trans-[Cr(en)2F2]+ 6 इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण दिखाएगा।

​निष्कर्ष:

• ​इसलिए, [Cr(en)3]3+ और trans-[Cr(en)2F2]+ में अपेक्षित इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों की संख्या क्रमशः 3 और 6 है।

सिद्धांत:-

• जान-टेलर प्रभाव: जान-टेलर प्रभाव एक अणु या संकुल के विकृति को संदर्भित करता है जिसमें अपभ्रष्ट इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाएँ होती हैं। [Mn(dmso)₆]³⁺ के मामले में, जान-टेलर विकृति अपभ्रष्ट d कक्षकों के विभाजन को प्रभावित करती है, जिससे विकृत ज्यामिति होती है और प्रेक्षित IR स्पेक्ट्रम प्रभावित होता है।
• उच्च-चक्रण संकुल: उच्च-चक्रण संकुल धातु आयन के d कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों द्वारा विशेषता होते हैं। इन संकुलों में, इलेक्ट्रॉनिक विन्यास एक उच्च-चक्रण अवस्था का पक्षधर है, और चुंबकीय गुण और इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण स्पिन व्यवस्था से प्रभावित होते हैं।

व्याख्या:-

• [Mn(dmso)₆]³⁺ संकुल में मैंगनीज (Mn) +3 ऑक्सीकरण अवस्था (उच्च-चक्रण d4 संकुल) में है, और लिगैंड छह डाइमेथिलसल्फॉक्साइड (dmso) अणु हैं।
• IR स्पेक्ट्रम में देखे जाने वाले संक्रमण के लिए, कंपन के दौरान अणु के द्विध्रुवीय आघूर्ण में परिवर्तन होना चाहिए। अष्टफलकीय संकुल जैसे [Mn(dmso)₆]³⁺ में, सबसे सामान्य कंपन मोड में धातु-लिगैंड बंधों का स्ट्रेचिंग या बेंडिंग शामिल होता है।
• उच्च-चक्रण d⁴ संकुल के लिए, तीन अपभ्रष्ट t₂g कक्षकों में से प्रत्येक में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। जब ये इलेक्ट्रॉन vₛ = 0 (शून्य-क्षेत्र विभाजन) संक्रमण से गुजरते हैं, तो अपभ्रष्टता समाप्त हो जाती है, जिससे विभिन्न कंपन मोड बनते हैं।

अब, जान-टेलर विकृति अपभ्रष्ट स्तरों को और विभाजित कर सकती है, जिससे संकुल में विषमता आती है।

दो प्रकार के बंध 2 अक्षीय बंध और 4 समबाहु बंध
इसलिए 1:2

यह विकृति अक्सर IR स्पेक्ट्रम में 1:2 के तीव्रता अनुपात के साथ दो स्ट्रेचिंग कंपन बैंड के अवलोकन में परिणाम देती है। तीव्रता अनुपात जान-टेलर प्रभाव से प्रभावित होता है, जो विकृत ज्यामिति के स्थिरीकरण का पक्षधर है।

निष्कर्ष:-

इसलिए, उच्च-चक्रण [Mn(dmso)6]3+ संकुल (dmso: डाइमेथिलसल्फॉक्साइड) के IR स्पेक्ट्रम में प्रेक्षित vs = 0 स्ट्रेचिंग कंपन बैंड की संख्या दो है, तीव्रता अनुपात 1:2 के साथ अर्थात विकल्प 2

संकल्पना:

रसेल-सॉन्डर युग्मन: -

• किसी विशेष इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के लिए परमाणु पद संकेत 2S+1LJ होता है। जहाँ 2S+1 चक्रण बहुलता है, L कुल कक्षक कोणीय संवेग है और J कुल कोणीय संवेग है।
• कुल चक्रण कोणीय संवेग (S) इलेक्ट्रॉन के चक्रण के परिणामी z घटक को मापता है। दो इलेक्ट्रॉनों के लिए जिनके चक्रण क्वांटम संख्या s1 और s2 है, क्वांटम संख्या S मान ले सकता है

| s1+ s2|, | s1+ s2-1|……. | s1- s2|.

• किसी धातु संकुल के लिए, चक्रण-केवल चुंबकीय आघूर्ण मान की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

​\({\rm{\mu = }}\sqrt {{\rm{n(n + 2)}}} {\rm{ B}}{\rm{.M}}\) , जहाँ n अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और B.M बोर मैग्नेटॉन है जो चुंबकीय आघूर्ण की एक इकाई है।

व्याख्या:

• d1, d4, d6, और d9 अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय संकुल आयनों के प्रेक्षित इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रा इस प्रकार हैं:

• उच्च-चक्रण d6 (अष्टफलकीय संकुल) आयन के लिए इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (t2g4eg2) है।
• अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या 4 है।
• इसलिए, S = \({4 \over 2}\)

= 2

• चक्रण, बहुलता

= (2S+1)

\( = 2 \times 2 + 1\)

= 5

• d6 अष्टफलकीय संकुल के लिए उपरोक्त ऑर्गेन आरेख से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि उच्च-चक्रण d6 अष्टफलकीय संकुल की अद्य अवस्था 5T2g है।
• इस संकुल के लिए इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण 5Eg ← 5T2g होगा।
• अब, d6 अष्टफलकीय संकुल का चुंबकीय आघूर्ण है

\({\rm{\mu = }}\sqrt {{\rm{n(n + 2)}}} {\rm{ B}}{\rm{.M}}\)

\({\rm{\mu = }}\sqrt {{\rm{4(4 + 2)}}} {\rm{ B}}{\rm{.M}}\) (चूँकि, n = 4)

\({\rm{\mu = }}\sqrt {{\rm{24}}} {\rm{ B}}{\rm{.M}}\)

= 4.9 B.M

निष्कर्ष:

• इसलिए, इस संकुल के लिए चक्रण-केवल चुंबकीय आघूर्ण (B.M.) और इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण क्रमशः हैं

4.9 और 5Eg ← 5T2g

अवधारणा:

• ऑर्गेल आरेख वास्तव में सहसंबंध आरेख हैं जो ऑक्टाहेड्रल और टेट्राहेड्रल परिसरों के लिए इलेक्ट्रॉनिक शब्दों के सापेक्ष ऊर्जा स्तरों का प्रतिनिधित्व करते हैं ।
• धातु परिसरों में एक संक्रमण का प्रतिनिधित्व करने के लिए ऑर्गेल डायग्राम का उपयोग किया जाता है।
• यह केवल हाई स्पिन कॉम्प्लेक्स के लिए लागू है
• ऑर्गेल डायग्राम द्वारा दर्शाए गए संक्रमण केवल जमीनी अवस्था से होते हैं।

व्याख्या:

[Cr(NH3 ) 6 ] ³⁺ एक दुर्बल क्षेत्र अष्टफलकीय संकुल है।

पहले हम Cr ³⁺ (d ³ ) की मूल स्थिति ज्ञात करेंगे

कुल कक्षीय संवेग, L = 1+2+0 =3, अर्थात, F

कुल स्पिन मोमेंटम, S = \(\frac{3}{2}\)

चक्रण बहुलता = 2S+1 = \(2\times\frac{3}{2}+1\) = 4

जमीनी अवस्था शब्द = ⁴ एफ है

किसी दिए गए परिसर ( ऑक्टाहेड्रल क्षेत्र में ) के लिए ऑर्गेल आरेख इस प्रकार खींचा जा सकता है:

ऑर्गेल आरेख के अनुसार, एक संक्रमण केवल जमीनी अवस्था से होता है। इसलिए, A _2g से संक्रमण के अलावा किसी अन्य संक्रमण पर विचार नहीं किया जाएगा।

अतः दो बैंड निम्नलिखित संक्रमणों के कारण प्रकट होते हैं:

• 4 ए 2जी → 4 टी 2जी (एफ)
• 4 ए 2जी → 4 टी 1जी (एफ)

निष्कर्ष :

[Cr(NH 3 ) 6 ] ³⁺ में ⁴ F हैग्राउंड स्टेट टर्म और स्पिन-अनुमत संक्रमण के कारण दो शिखर दिखाई देते हैं

4 ए 2जी → 4 टी 2जी (एफ) और 4 ए 2जी → 4 टी 1जी (एफ)

संकल्पना:

• ऑर्गेल आरेख वास्तव में सहसंबंध आरेख हैं जो अष्‍टफलकीय और चतुष्‍फलकीय संकुलों के लिए इलेक्‍ट्रॉनिक पदों के सापेक्ष ऊर्जा स्‍तरों का प्रतिनिधित्‍व करते हैं।
• ऑर्गेल आरेखों का उपयोग धातु संकुलों में संक्रमण का प्रतिनिधित्‍व करने के लिए किया जाता है।
• यह केवल उच्च-चक्रण संकुलों के लिए लागू होता है
• ऑर्गेल आरेख द्वारा दर्शाए गए संक्रमण केवल मुख्‍य अवस्‍था से होते हैं।

व्‍याख्‍या:

• [Ni(H2O)6]2+ एक दुर्बल क्षेत्र अष्‍टफलकीय संकुल है क्‍योंकि H2O दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है
• अब, Ni2+(d8) की मुख्‍य अवस्‍था t2g6eg2 है
• कुल कक्षीय संवेग, L = |-1-2| = 3 , अर्थात्, F
• कुल चक्रण संवेग, S = = 1 (अयुग्‍मित इलेक्‍ट्रॉनों की संख्‍या 2 है)
• चक्रण बहुगुणितता = 2S+1 = = 3
• इसलिए, मुख्‍य अवस्‍था पद है = 3F
• d2, d3, d7, और d8 अष्‍टफलकीय और चतुष्‍फलकीय संकुल आयनों के प्रेक्षित इलेक्‍ट्रॉनिक स्‍पेक्‍ट्रा इस प्रकार हैं:

• ऑर्गेल आरेख के अनुसार, संक्रमण केवल मुख्‍य अवस्‍था से होता है।
• d8 अष्‍टफलकीय संकुल के लिए मुख्‍य अवस्‍था A2g है।
• इसलिए, संभावित संक्रमण हैं,

³T2g(F)←³A2g(F),

³T1g(F)← ³A2g(F),

और ³T1g (P)← ³A2g(F)

• ³T1g (P)←3A2g(F), के लिए ऊर्जा अंतर सबसे अधिक है, उसके बाद 3T1g(F)← 3A2g(F), और 3T2g(F)←3A2g(F) के लिए सबसे कम है।
• अब, दो ऊर्जा स्‍तरों के बीच ऊर्जा अंतर तरंगदैर्घ्‍य के व्‍युत्‍क्रम समानुपाती होता है।
• इसलिए तीन बैंड A (~400 nm), B (~690 nm) और C (~1070 nm) होंगे

A (~400 nm) = 3T1g (P)←3A2g(F),

B (~690 nm) = 3T1g(F)← 3A2g(F)

C (~1070 nm) = 3T2g(F)←3A2g(F)

​निष्‍कर्ष:

• इसलिए, क्रमशः A, B और C को आवंटित संक्रमण हैं

T1g(P) ← A2g, T1g ← A2g, और T2g ← A2g

अवधारणा:

• ऑर्गेन आरेख सहसंबंध आरेख हैं जो संक्रमण धातु संकुलों में इलेक्ट्रॉनिक पदों की सापेक्ष ऊर्जाओं को दर्शाते हैं।
• हालांकि, ऑर्गेन आरेख स्पिन-अनुमत संक्रमणों की संख्या को उनके संबंधित समरूपता पदनामों के साथ दिखाएंगे।

व्याख्या:

• d², d³, d⁷, और d⁸ अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय संकुल आयन के प्रेक्षित इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रा इस प्रकार हैं:

• [Cr(en)3]3+ आयन के मामले में, Cr का ऑक्सीकरण अवस्था +3 है और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास d3 है। En (एथिलीनडायमाइन) एक द्विदंतुर संलग्नी है इस प्रकार संकुल अष्टफलकीय है।
• इसलिए, संकुल [Cr(en)3]3+ 3 इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण दिखाएगा। ये ⁴A_2g →⁴T_2g, ⁴A_2g→⁴T_1g(F), और ⁴A_2g→4T1g(P) हैं।
• trans-[Cr(en)2F2]+ आयन के मामले में, Cr का ऑक्सीकरण अवस्था भी +3 है और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास d3 है। लेकिन यह अक्षीय F के कारण इसकी समरूपता को D4h में बदल देता है।
• समरूपता में परिवर्तन के कारण ऊर्जा स्तर का विभाजन होता है।

  • Oh	D4h
    A1g	A1g
    A2g	B1g
    Eg	A1g + B1g
    T1g	A2g + Eg
    T2g	B2g + Eg

     

• 
• इस प्रकार, संकुल आयन trans-[Cr(en)2F2]+ 6 इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण दिखाएगा।

​निष्कर्ष:

• ​इसलिए, [Cr(en)3]3+ और trans-[Cr(en)2F2]+ में अपेक्षित इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों की संख्या क्रमशः 3 और 6 है।

संकल्पना:

ऑर्गेल आरेख का उपयोग संक्रमण धातु संकुलों के भीतर इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों को चित्रित करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से उच्च-चक्रण विन्यास वाले। यह लिगैंड क्षेत्र स्थिरीकरण ऊर्जाओं पर विचार नहीं करता है, लेकिन विभिन्न ज्यामिति में चक्रण-अनुमत संक्रमणों की प्रकृति में अंतर्दृष्टि देता है।

• [CrF₆]³⁻: इस संकुल में, क्रोमियम +3 ऑक्सीकरण अवस्था (d³ विन्यास) में उपस्थित है। एक अष्टफलकीय क्षेत्र के प्रभाव में d-कक्षक t₂g और eg स्तरों में विभाजित होते हैं। इस विन्यास के लिए ऑर्गेल आरेख भूतल अवस्था ⁴A₂g से उत्तेजित अवस्थाओं जैसे ⁴T₂g और ⁴T₁g में संक्रमणों की भविष्यवाणी करने में सहायता करता है।
  • ​
• 290 nm, 440 nm और 670 nm पर देखे गए शिखर इन अवस्थाओं के बीच विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों के अनुरूप हैं, जो d³ निकाय में चक्रण-अनुमत संक्रमण हैं।
• Δ₀ के लिए जिम्मेदार मुख्य संक्रमण ⁴A₂g से ⁴T₂g तक का संक्रमण है जो λmax के उच्चतम मान के अनुरूप है।

व्याख्या

• [CrF₆]³⁻ के स्पेक्ट्रा में, ⁶⁷० nm पर ⁴A₂g से ⁴T₁g तक का संक्रमण Δ₀ के मान के लिए सुराग प्रदान करता है।
  • \(\Delta_o(cm^{-1}) = \frac{10^7}{λ_{max}(nm)}= \frac{10^7}{670}\)
• एक अष्टफलकीय संकुल के d³ विन्यास के लिए CFSE है:
  • \(CFSE=\frac{-2}{5}\times3\times\Delta_o=\frac{-2}{5}\times3\times\frac{10^7}{670}\)
  • CFSE का परिमाण लगभग 18,000cm⁻¹ है

निष्कर्ष:

[CrF₆]³⁻ संकुल के लिए CFSE का परिमाण लगभग 18,000 cm⁻¹ है, जो विकल्प 4 के सही उत्तर से मेल खाता है।

अवधारणा:

• ऑर्गेन आरेख सहसंबंध आरेख हैं जो संक्रमण धातु संकुलों में इलेक्ट्रॉनिक पदों की सापेक्ष ऊर्जाओं को दर्शाते हैं।
• हालांकि, ऑर्गेन आरेख चक्रण-अनुमत संक्रमणों की संख्या के साथ-साथ उनके संबंधित समरूपता पदनामों को भी दिखाएंगा।
• d2, d3, d7, और d8 अष्टफलकीय और चतुष्फलकीय संकुल आयन के देखे गए इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रा इस प्रकार हैं:

व्याख्या:-

d⁶ (उच्च चक्रण) के लिए एक चक्रण-अनुमत संक्रमण \(\rm ^5T_{2g} \rightarrow \ ^5E_g\) से होता है।

d⁶ निम्न चक्रण की स्थिति में सामान्यतः दो चक्रण-अनुमत संक्रमण देखे जाते हैं।

\(\rm ^1A_{1g} \rightarrow \ ^1T_{1g}\)

\(\rm ^1A_{1g} \rightarrow \ ^1T_{2g}\)

उच्च ऊर्जा पर अतिरिक्त चक्रण-अनुमत संक्रमण हैं लेकिन वे अनुमत संक्रमणों द्वारा चिह्नित हैं। इसलिए, वे नहीं देखे जाते हैं।

निष्कर्ष:-

सही विकल्प (b) है।

संकल्पना:

उपसहसंयोजन संकुलों में प्रतिचुम्बकत्व

• प्रतिचुम्बकीय संकुल वे होते हैं जिनमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। ये संकुल चुम्बकीय क्षेत्र से आकर्षित नहीं होते हैं और आम तौर पर उनके सभी इलेक्ट्रॉन आणविक कक्षकों में युग्मित होते हैं।
• संक्रमण धातु संकुलों में, चुम्बकीय गुण धातु की ऑक्सीकरण अवस्था और संकुल की ज्यामिति से प्रभावित होते हैं, जो यह निर्धारित करता है कि धातु में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं या नहीं।
• किसी संकुल के प्रतिचुम्बकीय होने के लिए, इसमें एक ऐसा विन्यास होना चाहिए जहाँ सभी इलेक्ट्रॉन युग्मित हों, जो तब हो सकता है जब धातु कम ऑक्सीकरण अवस्था में हो या यदि लिगैंड दुर्बल-क्षेत्र लिगैंड हों।

व्याख्या:

• [Fe(bipy)₃]³⁺ संकुल के लिए:
  • +3 ऑक्सीकरण अवस्था में आयरन का इलेक्ट्रॉन विन्यास 3d⁵ निम्न चक्रण संकुल (जिसके परिणामस्वरूप 1 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है) होता है, इसलिए यह संकुल अनुचुम्बकीय है, प्रतिचुम्बकीय नहीं।
  • 
• [Fe(phen)₃]²⁺ संकुल के लिए:
  • +2 ऑक्सीकरण अवस्था में आयरन का इलेक्ट्रॉन विन्यास 3d⁶, निम्न चक्रण संकुल है। इसलिए, सभी 6 इलेक्ट्रॉन युग्मित हैं, और संकुल प्रतिचुम्बकीय है।
  • 
• [NiF₆]⁴⁻ संकुल के लिए:
  • +2 ऑक्सीकरण अवस्था (3d⁸) (उच्च चक्रण) में निकेल आमतौर पर अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के कारण एक अनुचुम्बकीय संकुल बनाता है, विशेष रूप से फ्लोराइड आयन (F⁻) की उपस्थिति में, जो एक दुर्बल क्षेत्र लिगैंड है।
  • 
• [CoF₆]³⁻ संकुल के लिए:
  • +3 ऑक्सीकरण अवस्था (3d⁶) में कोबाल्ट भी अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के साथ एक उच्च चक्रण संकुल बनाता है, जिससे यह प्रतिचुम्बकीय के बजाय अनुचुम्बकीय हो जाता है।
  • 

इसलिए, सही उत्तर [Fe(phen)₃]²⁺ है।