Characterisation of Inorganic Compounds MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Characterisation of Inorganic Compounds - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

अवधारणा :

इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण और ऊर्जा आवश्यकताएँ

• इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण में, ऊर्जा के अवशोषण के कारण इलेक्ट्रॉन एक आणविक कक्षक से दूसरे में चले जाते हैं।
• किसी संक्रमण के लिए आवश्यक ऊर्जा, इसमें शामिल आणविक कक्षाओं के बीच ऊर्जा अंतराल पर निर्भर करती है।
• अणुओं में सामान्य इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों में शामिल हैं:
  • \(\sigma \rightarrow \sigma^*\): बंधनकारी और प्रतिबंधकारी सिग्मा कक्षकों के बीच संक्रमण। इसके लिए सबसे अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है क्योंकि सिग्मा बंध सबसे मजबूत होते हैं।
  • \(n \rightarrow \sigma^*\)n→σ∗$n \rightarrow \sigma^*$ : एक अबंधन कक्षक से एक प्रतिबंधन सिग्मा कक्षक में संक्रमण। इसके लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है σ→ σ ∗ σ → σ ∗ σ→σ∗σ→σ∗" id="MathJax-Element-54-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">σ→σ∗σ→σ∗ σ→σ∗ σ → σ ∗ σ→σ∗$\sigma \rightarrow \sigma^*$ .
  • \(\pi \rightarrow \pi^*\)π→π∗$\pi \rightarrow \pi^*$ : बंधनकारी और प्रतिबंधकारी पाई कक्षकों के बीच संक्रमण। इसके लिए उपरोक्त दोनों संक्रमणों की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
  • \(n \rightarrow \pi^*\) एक अबंधन कक्षक से एक प्रतिबंधन pi कक्षक में संक्रमण। सूचीबद्ध संक्रमणों में से इसके लिए सबसे कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

व्याख्या:

• दिए गए विकल्पों में से:
  •  
  • \(\sigma \rightarrow \sigma^*\) इसमें सबसे बड़ा ऊर्जा अंतराल शामिल है, इसलिए इसे सबसे अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
  •  
  • \(n \rightarrow \sigma^*\)n→σ∗$n \rightarrow \sigma^*$ इसमें ऊर्जा अंतराल की तुलना में छोटा अंतर शामिल होता है σ → σ ∗ σ → σ ∗ σ→σ∗σ→σ∗" id="MathJax-Element-55-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">σ→σ∗σ→σ∗ σ→σ∗ σ → σ ∗ σ→σ∗$\sigma \rightarrow \sigma^*$ .
  •  
  • \(\pi \rightarrow \pi^*\)π→π∗$\pi \rightarrow \pi^*$ इसमें उपरोक्त दो संक्रमणों की तुलना में और भी छोटा ऊर्जा अंतराल शामिल है।
  •  
  • \(n \rightarrow \pi^*\)∗" id="MathJax-Element-56-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">∗∗ ∗ n → π ∗ n→π∗$n \rightarrow \pi^*$ इसमें सबसे छोटा ऊर्जा अंतराल शामिल है, इसलिए इसे सबसे कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
  •  

इसलिए, वह इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण जिसके लिए सबसे कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, वह \(n \rightarrow \pi^*\) है।

अवधारणा:

λ" id="MathJax-Element-44-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max (अधिकतम अवशोषण की तरंगदैर्ध्य)

• किसी यौगिक का λ" id="MathJax-Element-45-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max उस तरंगदैर्ध्य को संदर्भित करता है जिस पर यौगिक UV-Vis स्पेक्ट्रम में अधिकतम प्रकाश को अवशोषित करता है।
• एक अणु में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण, विशेष रूप से π-इलेक्ट्रॉनों या अनाबंधी इलेक्ट्रॉनों (n) के संक्रमण, λ" id="MathJax-Element-46-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max मान को निर्धारित करते हैं।
• संयुग्मन और क्रियात्मक समूह किसी यौगिक के λ" id="MathJax-Element-47-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। अधिक संयुग्मन आम तौर पर λ" id="MathJax-Element-48-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max को उच्च तरंगदैर्ध्य (लाल विस्थापन) में स्थानांतरित करता है।

व्याख्या:

• यह निर्धारित करने के लिए कि किस यौगिक में 273 nm पर λ" id="MathJax-Element-49-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max है, हमें प्रत्येक विकल्प की संरचना और संयुग्मन पर विचार करने की आवश्यकता है।
• विकल्प 1 में संयुग्मित द्विबंधों या क्रियात्मक समूहों की एक विशिष्ट व्यवस्था है जो 273 nm पर प्रकाश को अवशोषित करती है।
• अन्य विकल्पों में या तो कम संयुग्मन हो सकता है (जिसके परिणामस्वरूप कम λ" id="MathJax-Element-50-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max होता है) या विभिन्न प्रतिस्थापन होते हैं जो अवशोषण तरंगदैर्ध्य को प्रभावित करते हैं।
• उदाहरण के लिए:
  • विकल्प 1 में एक बेंजीन वलय या एक संयुग्मित प्रणाली हो सकती है जो 273 nm के पास UV प्रकाश को अवशोषित करती है।
  • विकल्प 2, 3 और 4 में पर्याप्त संयुग्मन का अभाव हो सकता है या क्रियात्मक समूह हो सकते हैं जो λ" id="MathJax-Element-51-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max को एक अलग क्षेत्र में स्थानांतरित करते हैं।

इसलिए, विकल्प 1 में यौगिक में इसके विशिष्ट संयुग्मन और संरचना के कारण 273 nm पर λ" id="MathJax-Element-52-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">λλ $\lambda$ max है।

अवधारणा:

IR स्पेक्ट्रम में V_max को प्रभावित करने वाले कारक

• V_max, या अधिकतम अवशोषण के संगत तरंग संख्या, विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है, जिसमें आणविक अंतःक्रियाएँ और अनुनाद प्रभाव शामिल हैं।
• V_max को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक शामिल हैं:
  • हाइड्रोजन बंध: हाइड्रोजन बंध बंध सामर्थ्य और कंपन आवृत्ति को बदलकर अवशोषण स्थिति को स्थानांतरित कर सकते हैं।
  • प्रेरक और मध्यावयवी प्रभाव: ये इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव इलेक्ट्रॉन घनत्व के वितरण को प्रभावित करते हैं, जिससे बंध सामर्थ्य और इसलिए IR अवशोषण स्थिति प्रभावित होती है।
  • फर्मी अनुनाद: यह तब होता है जब समान ऊर्जा के दो कंपन मोड परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे अवलोकित अवशोषण आवृत्तियों में बदलाव होता है।
• अन्य घटनाएँ, जैसे डॉप्लर प्रभाव, आणविक कंपनों से संबंधित नहीं हैं और IR स्पेक्ट्रा में V_max की स्थिति को प्रभावित नहीं करती हैं।

व्याख्या:

• हाइड्रोजन बंध: यह बंध सामर्थ्य और कंपन आवृत्ति को रूपांतरित करके IR स्पेक्ट्रम में V_max को सीधे प्रभावित करता है, जिससे अवशोषण शिखर में बदलाव होता है।
• प्रेरक और मध्यावयवी प्रभाव: ये इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव बंध सामर्थ्य को बदलते हैं और V_max में बदलाव के प्रमुख योगदानकर्ता हैं।
• फर्मी अनुनाद: कंपन मोड के बीच यह अंतःक्रिया अवशोषण शिखर के विभाजन या स्थानांतरण का कारण बन सकती है।
• डॉप्लर प्रभाव: यह घटना प्रकाश स्रोत और प्रेक्षक के बीच सापेक्ष गति से संबंधित है और मुख्य रूप से V_max की स्थिति के बजाय वर्णक्रमीय प्रसार से संबंधित है। यह आणविक कंपनों या IR अवशोषण पदों को प्रभावित नहीं करता है।

सही उत्तर: विकल्प 4 (डॉप्लर प्रभाव)

इसलिए, डॉप्लर प्रभाव IR स्पेक्ट्रम में V_max की स्थिति को प्रभावित नहीं करता है।

अवधारणा:

कार्बन-ऑक्सीजन द्वि-बंध की आंशिक आवृत्ति

• अवरक्त (IR) स्पेक्ट्रोस्कोपी में कार्बन-ऑक्सीजन (C=O) द्वि-बंधन की आंशिक आवृत्ति बंध सामर्थ्य और बंध के चारों ओर इलेक्ट्रॉनिक वातावरण पर निर्भर करती है।
• प्रबल C=O बंध (कम संयुग्मन, कम अनुनाद, या इलेक्ट्रॉन-प्रतिरोधी समूहों के कारण) में उच्च आंशिक आवृत्तियाँ होती हैं।
• दुर्बल C=O बंध (अधिक संयुग्मन, अनुनाद, या इलेक्ट्रॉन-दाता समूहों के कारण) में कम आंशिक आवृत्तियाँ होती हैं।

व्याख्या:

• ​
• संयुग्मन: द्वि-बंध या ऐरोमैटिक वलय के साथ संयुग्मन इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण C=O बंध को दुर्बल करके आंशिक आवृत्ति को कम करता है।
• प्रतिस्थापक: इलेक्ट्रॉन-प्रतिरोधी समूह C=O बंध को प्रबल करके आंशिक आवृत्ति को बढ़ाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन-दाता समूह इसे कम करते हैं।
• • यौगिक 1: संभवतः कम संयुग्मन या इलेक्ट्रॉन-दाता प्रभाव होते हैं, जिससे उच्चतम आवृत्ति होती है।
  • यौगिक 2: कुछ संयुग्मन या इलेक्ट्रॉन-दाता प्रभावों के कारण सबसे अधिक। -I प्रभाव द्वारा EWG
  • यौगिक 3: अधिक संयुग्मन या इलेक्ट्रॉन-दाता प्रभाव, आवृत्ति को और कम करते हैं।
  • यौगिक 4: संभवतः कम से कम संयुग्मन या इलेक्ट्रॉन-दाता प्रभाव होते हैं, जिससे सबसे कम आवृत्ति होती है।

इसलिए, सही उत्तर 2 > 1 > 3 > 4 है।

अवधारणा :

इलेक्ट्रॉन अनुचुंबकीय अनुनाद (EPR) - अतिसूक्ष्म विभाजन

• ईपीआर स्पेक्ट्रोस्कोपी में, अयुग्मित इलेक्ट्रॉन और गैर-शून्य परमाणु स्पिन (I) वाले निकटवर्ती नाभिक के बीच परस्पर क्रिया के कारण अतिसूक्ष्म विभाजन होता है।
• अतिसूक्ष्म रेखाओं की संख्या निम्न प्रकार दी गई है:

  (2nI + 1)(2mI + 1)... जहाँ:

  • n, m... = समतुल्य नाभिकों की संख्या
  • I = प्रत्येक नाभिक का नाभिकीय स्पिन (हाइड्रोजन के लिए I = 1/2)
• हाइड्रोजन (H) के लिए, परमाणु स्पिन I = 1/2 है ।

स्पष्टीकरण :

• • _CH2OH मूलक में:
  • CH ₂ समूह पर **2 समतुल्य H परमाणु** हैं (n = 2)
  • OH समूह (m = 1) पर **1 H परमाणु** है, लेकिन CH ₂ हाइड्रोजन के समतुल्य नहीं है
• सूत्र का उपयोग:

  कुल रेखाएँ = (2 × 2 × 1/2 + 1) × (2 × 1 × 1/2 + 1)
  = (2 × 1 + 1) × (1 + 1) = 3 × 2 = 6 रेखाएँ

इसलिए, • _CH2OH के ईपीआर स्पेक्ट्रम में अपेक्षित हाइपरफाइन लाइनों की कुल संख्या 6 है।

अवधारणा:

• NMR (न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस) स्पेक्ट्रोस्कोपी यौगिक की शुद्धता निर्धारित करने में सहायक है। यह इस तथ्य पर आधारित है कि प्रत्येक नाभिक में आवेश और प्रचक्रण होता है, जिससे चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। एक नाभिक का चुंबकीय क्षेत्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ-साथ पड़ोसी नाभिकों के चुंबकीय क्षेत्र से भी प्रभावित हो सकता है।
• EDS (ऊर्जा प्रकीर्णन एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी) विशिष्ट एक्स-रे के उत्सर्जन पर आधारित है। एक्स-रे ऊर्जा का पता लगाने से नमूने में मौजूद तत्वों के बारे में जानकारी मिलती है।
• XPS (एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी) का सिद्धांत प्रकाशविद्युत प्रभाव पर निर्भर करता है। आपतित विकिरण आंतरिक कोश इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल देता है और प्राप्त फोटोइलेक्ट्रॉन में कुछ गतिज ऊर्जा होती है जो आगे आबंधन ऊर्जा की गणना में मदद करती है।
• मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी कम ऊर्जा के गामा विकिरण का उपयोग करती है। इसका उपयोग जैव-अकार्बनिक यौगिकों, विशेष रूप से Fe और Sn में धातुओं की ऑक्सीकरण अवस्था के अध्ययन में किया जाता है।

व्याख्या:

• (a)-(iii) XPS स्पेक्ट्रोस्कोपी उच्च ऊर्जा वाले X-रे का उपयोग करती है जो आंतरिक कोशिका इलेक्ट्रॉनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और इलेक्ट्रॉन की आबंधन ऊर्जा को खोजने में मदद करते हैं।
• (b)-(iv) मॉसबॉयर स्पेक्ट्रा में, चतुष्फलकीय विपाटन तब देखा जाता है जब नाभिक (1/2 से अधिक स्पिन के साथ) बाहरी विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में अतिसूक्ष्म अंतःक्रिया प्रदर्शित करते हैं। परिणामस्वरूप, ऊर्जा अवस्थाएँ द्विक में विभाजित हो जाती हैं।
• (c)-(i) संपर्क विस्थापन पैरामैग्नेटिक NMR में देखा जाता है। अयुग्मित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति नाभिक के स्पिन घनत्व को प्रभावित करती है जिसे देखा जा रहा है। एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति स्पिन विस्थानीकरण का कारण बनती है।
• (d)-(ii) EDS का उपयोग करके तत्व विश्लेषण किया जाता है। इलेक्ट्रॉन बीम के साथ परस्पर क्रिया करने वाले तत्व उच्च कोशों से K कोश में इलेक्ट्रॉन की गति के लिए आवश्यक ऊर्जा के समान ऊर्जा के एक्स-रे उत्सर्जित करते हैं। विभिन्न तत्वों के लिए ऊर्जा अलग होती है और इस प्रकार इन उत्सर्जित एक्स-रे को विशिष्ट एक्स-रे कहा जाता है। डिटेक्टर विशिष्ट एक्स-रे का पता लगाता है और नमूने में तत्व की उपस्थिति का पता चलता है।

निष्कर्ष:

दी गई कीवर्ड्स इस प्रकार मेल खाते हैं

(a) आबंधन ऊर्जा - (iii) एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS)

(b) चतुष्फलकीय विपाटन- (iv)मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी

(c) संपर्क विस्थापन - (i) NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी

(d) तत्व विश्लेषण-(ii) ऊर्जा-प्रकीर्णन एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDS)

अवधारणा:

EPR स्पेक्ट्रम में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के विभिन्न ऊर्जा संक्रमणों के अनुरूप कई रेखाएँ होती हैं। इन रेखाओं को उनकी स्थिति (अनुनाद आवृत्तियाँ), तीव्रता और आकार द्वारा चिह्नित किया जा सकता है। प्रत्येक रेखा पराचुंबकीय स्पीशीज के भीतर इलेक्ट्रॉनिक संरचना और अंतःक्रियाओं में अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।

व्याख्या:

EPR के लिए रेखाओं की संख्या समीकरण द्वारा निर्धारित की जा सकती है

रेखाओं की संख्या = अयुग्मित इलेक्ट्रॉन (2nI+1)

जहाँ, I = नाभिकीय चक्रण

n = धातुओं की संख्या

दिया गया है:

अयुग्मित इलेक्ट्रॉन = 3

n = 1 (केवल धातु आयन उपस्थित है)

I = 7/2

गणना:

रेखाओं की संख्या = 3 X (2 X 1 X 7/2 +1)

रेखाओं की संख्या = 24 रेखाएँ

निष्कर्ष:

इसलिए, EPR में देखी गई रेखाओं की संख्या 24 रेखाएँ है।

अवधारणा:

• अवरक्त (IR) स्पेक्ट्रोस्कोपी एक अवशोषण विधि है जिसका उपयोग गुणात्मक और मात्रात्मक दोनों विश्लेषणों में व्यापक रूप से किया जाता है। स्पेक्ट्रम का अवरक्त क्षेत्र विद्युत चुम्बकीय विकिरण को शामिल करता है जो कार्बनिक अणुओं में सहसंयोजक आबंधों की कंपन और घूर्णी अवस्थाओं को बदल सकता है।
• कार्बोनिल समूह की अवरक्त प्रसार आवृत्ति इस प्रकार दी जाती है,

​\(\upsilon {\rm{ = }}{{\rm{1}} \over {{\rm{2\pi }}}}\sqrt {{{\rm{k}} \over {\rm{\mu }}}} \). जहाँ k बल स्थिरांक है और µ अपचयित द्रव्यमान है।

• कार्बोनिल प्रसार शिखर आम तौर पर 1900 और 1600 cm^-1 के बीच आते हैं।
• टर्मिनल कार्बोनिल समूह के लिए, प्रसार बैंड 2100-1850 cm⁻¹ पर दिखाई देता है ।​
• ब्रिजिंग कार्बोनिल समूहs 1600-1850 cm⁻¹ की सीमा में दिखाई देते हैं।

व्याख्या:

• दिया गया धातु संकुल 16 इलेक्ट्रॉनों को समाहित करता है।

• Ir (0) 9 इलेक्ट्रॉन, एक dppe(डायफेनिलफॉस्फिनो) संलग्नी 4 इलेक्ट्रॉन और CO दो इलेक्ट्रॉन योगदान करता है।
• CO गैस के साथ अभिक्रिया पर, दिया गया धातु संकुल CO के साथ अभिक्रिया करता है और उत्पाद A देता है। उत्पाद 18-इलेक्ट्रॉन नियम को संतुष्ट करता है।​
• उत्पाद A की संरचना है

​

• उत्पाद A में 2 टर्मिनल CO समूह और एक ब्रिजिंग CO समूह होता है।
• 1986 और 1935 में दो प्रबल आबंध उत्पाद A में टर्मिनल कार्बोनिल समूह को इंगित करते हैं।
• जबकि 1601 cm-1 पर बैंड, ब्रिजिंग कार्बोनिल समूह को इंगित करता है।
• नीचे दिया गया यौगिक नहीं बनता है, क्योंकि इसमें 3 टर्मिनल CO समूह होते हैं। लेकिन वर्णक्रमीय डेटा 2 टर्मिनल CO समूह और एक ब्रिजिंग CO समूह को निष्कर्ष निकालता है।

• नीचे दिया गया यौगिक नहीं बनता है, क्योंकि इसमें केवल 1 टर्मिनल CO समूह और एक ब्रिजिंग CO समूह होता है। लेकिन वर्णक्रमीय डेटा 2 टर्मिनल CO समूह और एक ब्रिजिंग CO समूह को निष्कर्ष निकालता है।

• नीचे दिया गया यौगिक भी नहीं बनता है, क्योंकि इसमें 3 टर्मिनल CO समूह होते हैं। लेकिन वर्णक्रमीय डेटा 2 टर्मिनल CO समूह और एक ब्रिजिंग CO समूह को निष्कर्ष निकालता है।

निष्कर्ष:

इसलिए, 'D' की सही संरचना है

​.

अवधारणा:

• ¹H NMR स्पेक्ट्रम में अपेक्षित रेखाओं की संख्या:
  • समान समूह के प्रोटॉन आपस में परस्पर क्रिया नहीं करते हैं, इसलिए वे एक सिग्नल देते हैं, उदाहरण के लिए, CH₃ समूह के हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं।
  • समान प्रोटॉनों के समूह के शिखर की बहुलता आसन्न प्रोटॉनों द्वारा निर्धारित की जाती है।
  • सामान्य तौर पर, यदि 'n' प्रोटॉनों के तुल्य आसन्न कार्बन परमाणु पर प्रोटॉनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं या युग्मित होते हैं, तो अनुनाद शिखर 'n+1' शिखर या संकेतों में विभाजित हो जाता है।
  • तीव्रताएँ समूह के मध्य-बिंदु के बारे में सममित होती हैं और n+1 शिखर की तीव्रताएँ क्रम 'n', (1 + x)ⁿ के द्विपद प्रसार के गुणांकों द्वारा दी जाती हैं।
  • इन गुणांकों को पास्कल के त्रिभुज के अनुसार व्यवस्थित किया जा सकता है जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

• यह ध्यान दिया जा सकता है कि स्पिन अंतःक्रिया लागू चुंबकीय क्षेत्र की सामर्थ्य से स्वतंत्र है लेकिन रासायनिक विस्थापन क्षेत्र की सामर्थ्य पर निर्भर करता है।

व्याख्या:

• संकेतों की संख्या हाइड्रोजन परमाणुओं के प्रकार पर निर्भर करेगी। यह दिया गया है कि ¹H NMR स्पेक्ट्रम में केवल एक शिखर है, इसलिए यौगिक में केवल एक प्रकार का हाइड्रोजन परमाणु होना चाहिए।
• 1,2-डाइब्रोमोबेन्जीन में दो प्रकार के हाइड्रोजन होते हैं और इस प्रकार एकल नहीं दिखाएगा।

​

• 1,2-डाइक्लोरोबेन्जीन में दो प्रकार के हाइड्रोजन होते हैं और इस प्रकार एकल नहीं दिखाएगा।

​

• 1,4-डाइक्लोरोबेन्जीन में केवल एक प्रकार का हाइड्रोजन होता है और एकल दिखाएगा।

​

• [M]⁺, [M+2]⁺ और [M+4]⁺ के शिखरों का तीव्रता अनुपात 1: 2: 1 होगा जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

​

• 1,4-डाइक्लोरोबेन्जीन में केवल एक प्रकार का हाइड्रोजन होता है और एकल भी दिखाएगा।
• [M]⁺, [M+2]⁺ और [M+4]⁺ के शिखरों का तीव्रता अनुपात 1: .061: 1 होगा जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

इसलिए, सही यौगिक 1,4-डाइब्रोमोबेन्जीन है।

संकल्पना:

मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी:

यह तकनीक ठोस अवस्था भौतिकी और रसायन विज्ञान में किसी पदार्थ में परमाणु नाभिकों की विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए उपयोग की जाती है। यह गामा-किरण स्पेक्ट्रोस्कोपी का एक प्रकार है जो विशिष्ट परमाणु नाभिकों के चारों ओर विद्युत और चुंबकीय वातावरण के बारे में व्यापक विवरण प्रदान करता है।

मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी में, एक नमूना, रेडियोधर्मी स्रोत जैसे आयरन-57 को अक्सर गामा किरणों के स्रोत के संपर्क में लाया जाता है। नमूने के नाभिक गामा किरणों को अवशोषित करते हैं, जिससे नाभिक उच्च ऊर्जा अवस्थाओं में उत्तेजित हो जाते हैं। खनिज विज्ञान में, इस विधि का उपयोग अक्सर आयरन की संयोजकता अवस्था निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि क्या यह Fe(0), Fe(II) या (III) है।

व्याख्या:

मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए चुंबकीय द्विध्रुवीय चयन नियम है,

\(\Delta m_{I}=0,\pm1\) , जहाँ m_I= चुंबकीय क्वांटम संख्या है।

चतुष्फल विभाजन के लिए, \(I> \frac{1}{2} (G.S./E.S.)\) , जहाँ I= नाभिकीय चक्रण है।

\(57Fe=(I_{G.S}=\frac{1}{2}) \:और(I_{E.S}=\frac{3}{2})\)

\(Fe(spin G.S.)=\frac{1}{2} \), G.S. के लिए अपभ्रंश=\((2nI+1)\)

=\((2\times1\times\frac{1}{2})+1=2\)

\(Fe(spin E.S.)=\frac{3}{2} \), E.S. के लिए अपभ्रंश=\((2\times1\times\frac{3}{2})+1=4\)

स्थिर चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में ⁵⁷Fe में मॉसबॉयर रेखाएँ=\(2+4=6\)

निष्कर्ष:

इसलिए सही उत्तर छह है।

संकल्पना:

→ अणु में दो ट्राइफेनिलफॉस्फीन लिगैंड हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक फॉस्फोरस परमाणु है।

→ दोनों फॉस्फोरस परमाणु रासायनिक रूप से समतुल्य हैं, इसलिए हमें इस अणु के लिए एकल 31P{1H} NMR अनुनाद देखने की उम्मीद है।

व्याख्या:

→ बहु-नाभिकीय NMR में सभी स्पिन सक्रिय नाभिक एक-दूसरे से युग्मित हो सकते हैं और युग्मन की बहुलता इस प्रकार दी जाती है

चक्रण बहुलता = 2nI + 1

• जहाँ n = समतुल्य नाभिकों की संख्या है जिनसे युग्मन किया जा रहा है।
• चक्रण बहुलता = (2 x 1 x \(\frac{1}{2}\)) + 1
• चक्रण बहुलता = 2
• समतुल्य फॉस्फोरस की संख्या = 2, इसलिए, दो द्विक देखे जाते हैं।

निष्कर्ष:
सही उत्तर दो द्विक है।

संकल्पना:

→ अवरक्त (IR) स्पेक्ट्रोस्कोपी एक तकनीक है जो हमें अणुओं के कंपन मोड का अध्ययन करने की अनुमति देती है। जब किसी अणु को अवरक्त विकिरण के संपर्क में लाया जाता है, तो विकिरण की ऊर्जा अणु द्वारा अवशोषित की जा सकती है, जिससे इसके बंध विशिष्ट तरीकों से कंपन करते हैं।

→ इन कंपनों को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के विभिन्न क्षेत्रों से मेल खाती है, जिसे पता लगाया जा सकता है और IR स्पेक्ट्रम उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

→ संक्रमण धातु संकुल के मामले में, लिगैंड के कंपन मोड का उपयोग संकुल की उपसहसंयोजन ज्यामिति के बारे में जानकारी प्रदान करने के लिए किया जा सकता है।

→ विशेष रूप से, IR स्पेक्ट्रम में V_co बैंड की संख्या और आवृत्ति का उपयोग संकुल में कार्बोनिल लिगैंड की संख्या और समरूपता को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

व्याख्या:

→ फलकीय-[Mo(PPh₃)₃(CO)₃] में, तीन CO लिगैंड एक चेहरे की ज्यामिति में व्यवस्थित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप IR स्पेक्ट्रम में दो V_co बैंड होते हैं। V_co बैंड में से एक सममित खिंचाव से मेल खाता है, और दूसरा कार्बोनिल लिगैंड के असममित खिंचाव से मेल खाता है।

→ फलकीय-[Mo(PPh₃)₃(CO)₃] में, Mo परमाणु छह लिगैंड से घिरा होता है, जो D_3h समरूपता के साथ एक अष्टफलकीय व्यवस्था बनाते हैं। तीन PPh₃ लिगैंड एक त्रिकोणीय समतलीय व्यवस्था में स्थित होते हैं, जबकि तीन CO लिगैंड पहले तल के लंबवत विपरीत तल में स्थित होते हैं।

→ समूह सिद्धांत का उपयोग करके, हम अणु के समरूपता समूह के अप्रकरणीय निरूपणों पर विचार करके कंपन मोड की अपेक्षित संख्या निर्धारित कर सकते हैं। इस स्थिति में, समरूपता समूह D_3h है, जिसमें छह अप्रकरणीय निरूपण हैं: A_1g, A_2g, B_1g, B_2g, E_g, और E_u।

→ फलकीय-[Mo(PPh₃)₃(CO)₃] के लिए, दो CO लिगैंड हैं जो D_3h समरूपता के कारण समतुल्य हैं, और एक ऐसा नहीं है। इसलिए, CO खिंचाव मोड दो बैंडों में विभाजित हो जाएंगे, एक दो समतुल्य CO लिगैंड (B_2g) के लिए और दूसरा गैर-समतुल्य CO लिगैंड (A_1g) के लिए। इसी प्रकार, PPh₃ लिगैंड भी एक झुकाव मोड (E_g) और एक खिंचाव मोड (A_1g) को जन्म देंगे।

→ विपक्ष-[Mo(PPh₃)₂(CO)₄] में, चार CO लिगैंड एक विपक्ष ज्यामिति में व्यवस्थित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप IR स्पेक्ट्रम में एक V_co बैंड होता है। यह V_co बैंड कार्बोनिल लिगैंड के सममित खिंचाव से मेल खाता है।

→ विपक्ष-[Mo(PPh₃)₂(CO)₄] में, चार CO लिगैंड हैं जो समतुल्य हैं और समान समरूपता गुण रखते हैं। इसलिए, दो CO खिंचाव कंपन D_4h बिंदु समूह के समान IR के अनुसार बदल जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप IR स्पेक्ट्रम में एक कंपन बैंड होगा।

निष्कर्ष:
इसलिए, फलकीय-[Mo(PPh₃)₃(CO)₃] और विपक्ष-[Mo(PPh₃)₂(CO)₄] के IR स्पेक्ट्रा में V_co बैंड की अपेक्षित संख्या क्रमशः दो और एक है।

अवधारणा:

• EPR (इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक स्पेक्ट्रोस्कोपी) जिसे ESR (इलेक्ट्रॉन स्पिन स्पेक्ट्रोस्कोपी) के रूप में भी संक्षिप्त किया जाता है, का उपयोग पैरामैग्नेटिक स्पीशीज (अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों वाली स्पीशीज) को खोजने में किया जाता है।
• चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में, स्पिन अवस्थाएँ दो में विभाजित हो जाती हैं। इसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनिक अपभ्रंश का उन्मूलन होता है।
• प्रचक्रण संक्रमण के लिए आवश्यक विकिरण सूक्ष्म तरंग क्षेत्र से मेल खाता है।

व्याख्या:

(a) सही।

EPR स्पेक्ट्रोस्कोपी में संक्रमण के लिए चयन नियम है:

\(\Delta M_s=\pm1\) और \(\Delta M_l=0\;\;or\;\; \Delta l=0 \)

इसलिए, कथन (a) सही है।

(b) गलत।

(c) सही।

• एक स्पिन अवस्था से दूसरी स्पिन अवस्था में संक्रमण के लिए आवश्यक ऊर्जा आरोपित चुंबकीय क्षेत्र के समानुपाती होती है। संबंध इस प्रकार लिखा जा सकता है:

\(\Delta E=g\beta B\)

यहाँ,

g, g-गुणांक है जो NMR में रासायनिक शिफ्ट के समतुल्य है।

\(\beta\) बोहर मैग्नेटॉन (\(2.274\times 10^{-24} J\;T^{-1}\)) है।

B आरोपित चुंबकीय क्षेत्र है।

g-गुणांक एक एनिसोट्रॉपिक राशि है और इसका उच्च मान उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व वाले अक्ष के लिए होता है। z-अक्ष के साथ g मान को \(g_{||}\) के रूप में दर्शाया गया है। x और y अक्ष के साथ, इसे \(g_\perp. \) के रूप में लिखा गया है।

चतुष्फलकीय रूप से लम्बित Cu(II) कॉम्प्लेक्स में (जैसा कि नीचे दिखाया गया है), z-अक्ष के साथ कक्षक अधिक स्थिर होते हैं और x और y अक्ष के साथ कक्षकों की तुलना में उच्च e^- घनत्व रखते हैं। यह \(g_{||}\) के साथ धनात्मक युग्मन की ओर ले जाता है।

इस प्रकार \(g_{||}> g_\perp\) और कथन (c) बिल्कुल सही है।

(d) गलत

चतुष्फलकीय रूप से संकुचित Cu(II) कॉम्प्लेक्स में, x-y अक्ष के साथ संलग्नी थोड़े दूर होते हैं जिससे x और y अक्ष के साथ d-कक्षक अधिक स्थिर हो जाते हैं। इस तरह की प्रणाली में d-कक्षक का विभाजन इस प्रकार दिखाया जा सकता है:

स्पष्ट रूप से, dxy मूल अवस्था है।

निष्कर्ष:

कथन (a), (c) सही विकल्प हैं।

संप्रत्यय:-

• द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री एक विश्लेषणात्मक उपकरण है जो किसी नमूने में मौजूद एक या अधिक अणुओं के द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात (m/z) को मापने के लिए उपयोगी है।
• एक द्रव्यमान स्पेक्ट्रम तीव्रता बनाम द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात (m/z) का एक आयतचित्र आरेख है, जो आमतौर पर द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर नामक उपकरण का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।
• एक विशिष्ट MS प्रक्रिया में, एक नमूना, जो ठोस, द्रव या गैसीय हो सकता है, आयनित होता है, उदाहरण के लिए इसे इलेक्ट्रॉनों की किरण से बमबारी करके। इससे नमूने के कुछ अणु धनात्मक रूप से आवेशित टुकड़ों में टूट सकते हैं या केवल बिना टुकड़े किए धनात्मक रूप से आवेशित हो सकते हैं।
• इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रॉन आयनन (EI, पूर्व में इलेक्ट्रॉन प्रभाव आयनन और इलेक्ट्रॉन बमबारी आयनन के रूप में जाना जाता है) के रूप में जाना जाता है।
• इन आयनों (टुकड़ों) को फिर उनके द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात के अनुसार अलग किया जाता है, उदाहरण के लिए उन्हें त्वरित करके और उन्हें विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र के अधीन करके: समान द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात वाले आयन समान मात्रा में विक्षेपण से गुजरेंगे।
• किसी भी आयन का द्रव्यमान मान उसका वास्तविक द्रव्यमान है, अर्थात, उस एकल आयन में प्रत्येक परमाणु (सबसे आम समस्थानिक) के द्रव्यमान का योग (सटीक), और रासायनिक परमाणु भार से गणना किया गया इसका आणविक भार नहीं (पूर्णांक परमाणु द्रव्यमान, सभी समस्थानिकों के भार के भारित औसत)।
• C-12 पैमाने पर कुछ तत्वों के सटीक द्रव्यमान नीचे दिए गए हैं

व्याख्या:-

विकल्प B

सबसे पहले, इलेक्ट्रॉन बमबारी जिससे आणविक आयन (O⁺) का निर्माण होता है
इसके बाद समदैशिक विदलन होता है

निष्कर्ष:-

इसलिए विकल्प 2 में [M+H]⁺ =124 है

संकल्पना:

→ Cu²⁺ आयन में, d कक्षक में नौ इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिसमें दो इलेक्ट्रॉन प्रत्येक d कक्षक में और एक इलेक्ट्रॉन d_x²-y² कक्षक में होता है। जब Cu²⁺ एक संकुल बनाता है, तो यह एक विशिष्ट ज्यामिति के साथ संकुल बनाने के लिए विभिन्न लिगैंडों के साथ समन्वय कर सकता है।

→ एक अष्टफलकीय संकुल में, Cu²⁺ छह लिगैंडों से घिरा होता है जो एक अष्टफलक के कोनों पर व्यवस्थित होते हैं। ये लिगैंड दो प्रकार के हो सकते हैं: अक्षीय या विषुवतीय। अक्षीय लिगैंड अष्टफलक के अक्ष के साथ स्थित होते हैं, जबकि विषुवतीय लिगैंड अक्ष के लंबवत तल में स्थित होते हैं।

→ जब अष्टफलकीय Cu²⁺ संकुल चतुष्फलकीय रूप से लम्बा होता है, इसका अर्थ है कि अक्षीय लिगैंड Cu²⁺ आयन से विषुवतीय लिगैंडों की तुलना में अधिक दूर होते हैं। इसके परिणामस्वरूप अष्टफलकीय ज्यामिति का विकृति होती है, जो संकुल की इलेक्ट्रॉनिक संरचना को प्रभावित करती है।

व्याख्या:

→ एक चतुष्फलकीय रूप से लम्बे अष्टफलकीय संकुल में, d_xy, d_xz, और d_yz कक्षक लिगैंडों के करीब होते हैं, जबकि d_x²-y² और d_z² कक्षक दूर होते हैं।

→ इसके परिणामस्वरूप d कक्षकों का दो ऊर्जा स्तरों में विभाजन होता है: एक निम्न ऊर्जा स्तर जिसमें d_xy, d_xz, और d_yz कक्षक होते हैं, और एक उच्च ऊर्जा स्तर जिसमें d_x²-y² और d_z² कक्षक होते हैं।

→ Cu²⁺ संकुल में असयुग्मित इलेक्ट्रॉन इसके चुम्बकीय गुणों में योगदान देता है और इसका अध्ययन इलेक्ट्रॉन पराचुम्बकीय अनुनाद (EPR) स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके किया जा सकता है।

→ एक अक्षीय EPR स्पेक्ट्रम (g_|| > g_⊥) वाले Cu²⁺ संकुल के मामले में, यह सुझाव देता है कि असयुग्मित इलेक्ट्रॉन d_xy कक्षक में है, जो अक्षीय लिगैंडों के लंबवत और चुम्बकीय क्षेत्र के समानांतर उन्मुख है। इसके परिणामस्वरूप g_⊥ मान की तुलना में एक बड़ा g_|| मान होता है, यह दर्शाता है कि इलेक्ट्रॉन में संकुल के अक्ष के साथ एक बड़ा चुम्बकीय आघूर्ण है।

निष्कर्ष:

सही उत्तर चतुष्फलकीय रूप से लम्बा, \(\rm d_x^2 − y^2\) है।