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

अवधारणा:

¹⁹F NMR और बहुपरमाणुक अणुओं में स्पिन-स्पिन युग्मन

• ¹⁹F एक स्पिन-½ नाभिक है जिसकी 100% प्राकृतिक प्रचुरता है, जो इसे NMR के लिए उत्कृष्ट बनाता है।
• स्थिर अणुओं (घूर्णन के कारण कोई औसतन नहीं) में, विभिन्न वातावरणों में फ्लोरीन नाभिक अलग-अलग NMR सिग्नल और विभाजन पैटर्न दिखाते हैं।
• स्पिन-स्पिन युग्मन गैर-समतुल्य फ्लोरीन परमाणुओं के बीच होता है, जिसके परिणामस्वरूप आसन्न फ्लोरीन की संख्या (n) के आधार पर बहुगुणक होते हैं:

  विभाजन पैटर्न = (n समतुल्य फ्लोरीन) → n + 1 रेखाएँ

व्याख्या:

• यौगिक X: ClF₃
  • T-आकार की ज्यामिति
  • दो अक्षीय फ्लोरीन (समतुल्य) और एक भूमध्यरेखीय फ्लोरीन (गैर-समतुल्य)
  • अक्षीय फ्लोरीन 1 भूमध्यरेखीय फ्लोरीन के साथ युग्मित होते हैं → त्रिक
  • भूमध्यरेखीय फ्लोरीन 2 समतुल्य अक्षीय फ्लोरीन के साथ युग्मित होता है → द्विक
  • इसलिए, स्पेक्ट्रम: द्विक और त्रिक
• यौगिक Y: ClF₅
  • वर्ग पिरामिड ज्यामिति
  • चार समतुल्य भूमध्यरेखीय फ्लोरीन (Fe), एक अक्षीय फ्लोरीन (Fa)
  • अक्षीय फ्लोरीन 4 समतुल्य भूमध्यरेखीय के साथ युग्मित होता है → पंचक
  • प्रत्येक भूमध्यरेखीय फ्लोरीन अक्षीय के साथ युग्मित होता है → द्विक
  • इसलिए, स्पेक्ट्रम: द्विक और पंचक

इसलिए, सही उत्तर: विकल्प 3 
X: द्विक और त्रिक; Y: द्विक और पंचक है।

संकल्पना:

³¹P NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी में, फॉस्फोरस-31 नाभिक का अवलोकन किया जाता है। यह तकनीक फॉस्फोरस युक्त यौगिकों, जैसे कार्बफॉस्फोरस यौगिकों, कार्बधात्विक संकुलों और अकार्बनिक फॉस्फोरस स्पीशीज के अध्ययन के लिए उपयोगी है। यहाँ कुछ मुख्य बिंदु दिए गए हैं:

• रासायनिक विस्थापन: ³¹P NMR में रासायनिक विस्थापन फॉस्फोरस नाभिक के आसपास के इलेक्ट्रॉनिक वातावरण के बारे में जानकारी प्रदान करता है। फॉस्फोरस के लिए रासायनिक विस्थापन परास काफी व्यापक है, आमतौर पर -300 से +300 ppm तक, जो इसे विभिन्न रासायनिक वातावरणों का एक संवेदनशील संकेतक बनाता है।
• संकेतों की संख्या: ³¹P NMR स्पेक्ट्रम में देखे गए संकेतों की संख्या यौगिक में विशिष्ट फॉस्फोरस वातावरण की संख्या से मेल खाती है। समान या समतुल्य वातावरण में फॉस्फोरस परमाणु एक ही संकेत देंगे।
• चक्रण-चक्रण युग्मन: ³¹P नाभिक अन्य चुंबकीय नाभिक (जैसे हाइड्रोजन, कार्बन और अन्य फॉस्फोरस परमाणु) के साथ युग्मित हो सकते हैं, जिससे NMR स्पेक्ट्रम में विभाजन पैटर्न (बहुगुणक) उत्पन्न होते हैं। युग्मन स्थिरांक यौगिक के बारे में संरचनात्मक जानकारी प्रदान करते हैं।
• नमूना तैयारी: ³¹P NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए उपयुक्त विलायकों (आमतौर पर प्रोटॉन संकेतों से बचने के लिए ड्यूटरेटेड) में घुले हुए अच्छी तरह से तैयार नमूनों और उच्च श्यानता या सांद्रता प्रभावों के कारण अत्यधिक रेखा चौड़ीकरण के बिना अच्छे सिग्नल-से-रव अनुपात को सुनिश्चित करने के लिए उचित सांद्रता की आवश्यकता होती है।

व्याख्या:

किसी यौगिक के ³¹P NMR स्पेक्ट्रम में संकेतों की संख्या अणु में विशिष्ट फॉस्फोरस वातावरण की संख्या से निर्धारित होती है। विभिन्न रासायनिक वातावरणों में फॉस्फोरस परमाणुओं वाले यौगिक विभिन्न NMR संकेत उत्पन्न करेंगे।

• P₄S₇:

  • P₄S₇ की संरचना में फॉस्फोरस और सल्फर परमाणुओं की पिंजरे जैसी व्यवस्था होती है। इस संरचना में, फॉस्फोरस परमाणु सभी समतुल्य नहीं हैं, और वे विभिन्न रासायनिक वातावरणों पर अधिधारण करते हैं।

  • 

  • P₄S₇ में दो विशिष्ट फॉस्फोरस वातावरण हैं, जिससे ³¹P NMR स्पेक्ट्रम में दो विशिष्ट संकेत उत्पन्न होते हैं।

• P₄S₆:

  • P₄S₆ की संरचना में भी पिंजरे जैसी व्यवस्था शामिल है, लेकिन P₄S₇ की तुलना में फॉस्फोरस परमाणु अलग तरह से व्यवस्थित होते हैं।

  • 

  • इस संरचना में तीन विशिष्ट फॉस्फोरस वातावरण हैं, जिससे ³¹P NMR स्पेक्ट्रम में तीन विशिष्ट संकेत उत्पन्न होते हैं।

निष्कर्ष:

प्रत्येक यौगिक में विशिष्ट फॉस्फोरस वातावरणों को ध्यान में रखते हुए:

• P₄S₇: दो ³¹P NMR संकेत।
• P₄S₆: तीन ³¹P NMR संकेत।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 4 है, जिसमें कहा गया है कि P₄S₇ के लिए 2 संकेत और P₄S₆ के लिए 3 संकेत हैं।

सही उत्तर विकल्प 2 है।

संप्रत्यय:-

• इलेक्ट्रॉन स्पिन अनुनाद (ESR) स्पेक्ट्रोस्कोपी: अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों वाले रासायनिक स्पीशीज का अध्ययन करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक, इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय आघूर्ण और आस-पास के नाभिकों के बीच परस्पर क्रियाओं का पता लगाती है।
• ESR स्पेक्ट्रम में अतिसूक्ष्म रेखाओं की संख्या परस्पर क्रिया करने वाले नाभिकों के नाभिकीय स्पिन द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसकी गणना सूत्र \((2nI + 1)\) द्वारा की जाती है, जहाँ I परस्पर क्रिया करने वाले नाभिक का स्पिन क्वांटम संख्या है।
• अतिसूक्ष्म युग्मन: अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय आघूर्ण और नाभिकों के चुंबकीय आघूर्णों के बीच परस्पर क्रिया, जिसके परिणामस्वरूप स्पेक्ट्रल रेखाओं का विभाजन होता है।

व्याख्या:-

संकुल \([VOF_5]^{3-}\) के लिए, वैनेडियम नाभिक V में एक नाभिकीय स्पिन क्वांटम संख्या (I =7/2) होती है। अतिसूक्ष्म शिखरों की संख्या सूत्र (2nI + 1) द्वारा निर्धारित की जाती है।

(I(V) = 7/2)

अतिसूक्ष्म शिखरों की संख्या = 2x1x 7/2 + 1

= 7 + 1

= 8

निष्कर्ष:-

इसलिए, [VOF₅]^3- संकुल के लिए अतिसूक्ष्म शिखरों की संख्या 8 है।

अवधारणा:

• मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी एक ऐसी तकनीक है जो मॉसबॉयर प्रभाव पर निर्भर करती है, जो ठोस में परमाणु नाभिक द्वारा गामा किरणों का पुनरावर्ती-मुक्त, अनुनाद अवशोषण और उत्सर्जन है।
• यह सामग्री के भीतर अतिसूक्ष्म अंतःक्रियाओं, जैसे चुंबकीय और विद्युत चतुष्फलकीय अंतःक्रियाओं, पर विस्तृत जानकारी प्रदान करती है, नाभिकीय ऊर्जा स्तरों के विभाजन को देखकर।
• मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी अत्यधिक संवेदनशील है और नमूने में नाभिकों की ऑक्सीकरण अवस्था, इलेक्ट्रॉनिक वातावरण और चुंबकीय गुणों में छोटे परिवर्तनों का पता लगा सकती है।
• इसका नाम रूडोल्फ मॉसबॉयर के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने 1958 में इस प्रभाव की खोज की थी और 1961 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।
• यह तकनीक ठोस-अवस्था भौतिकी, रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान, भूविज्ञान और जीव विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों में क्रिस्टलीय और अनाकार दोनों सामग्रियों का अध्ययन करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।
• मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी में चयन नियम अवशोषण या उत्सर्जन प्रक्रिया के दौरान चुंबकीय क्वांटम संख्या (ΔM_I) में अनुमत परिवर्तनों को संदर्भित करता है।
• मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी में चुंबकीय द्विध्रुवीय संक्रमणों के लिए चयन नियम इस प्रकार दिया गया है:
  • ΔM_I = 0, ±1
  • इसका मतलब है कि संक्रमण के दौरान नाभिक की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं के बीच चुंबकीय क्वांटम संख्या MI 0 या ±1 से बदल सकती है।

व्याख्या:

• मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी में, संक्रमण आमतौर पर विभिन्न नाभिकीय ऊर्जा स्तरों के बीच होते हैं जो चुंबकीय या विद्युत चतुष्फलकीय अंतःक्रियाओं जैसे अतिसूक्ष्म अंतःक्रियाओं द्वारा विभाजित होते हैं।
• जब कोई नाभिक गामा-किरण फोटॉन को अवशोषित या उत्सर्जित करता है, तो नाभिक की चुंबकीय क्वांटम संख्या (MI) चयन नियम ΔMI = 0, ±1 के अनुसार बदलती है।
• यह चयन नियम संक्रमण के दौरान कोणीय संवेग के संरक्षण से उत्पन्न होता है।
• यदि ΔM_I = 0, तो नाभिक के चुंबकीय आघूर्ण के अभिविन्यास में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
• यदि ΔM_I = ±1, तो अभिविन्यास में एक क्वांटम इकाई द्वारा परिवर्तन होता है, या तो चुंबकीय क्वांटम संख्या को 1 से बढ़ाता है या घटाता है।

निष्कर्ष:

मॉसबॉयर स्पेक्ट्रोस्कोपी में सही चयन नियम ΔM_I = 0, ±1 है, जिसका अर्थ है कि संक्रमण के दौरान चुंबकीय क्वांटम संख्या 0 या ±1 से बदल सकती है। यह विकल्प 3 द्वारा सही ढंग से दिया गया है।

अवधारणा:

• विल्किंसन उत्प्रेरक रासायनिक यौगिक क्लोरोट्रिस(ट्राइफेनिलफॉस्फीन)रोडियम(I) है, जिसका सूत्र RhCl(PPh₃)₃ है।
• यह उत्प्रेरक मुख्य रूप से ऐल्कीन के समजातीय हाइड्रोजनीकरण के लिए प्रयोग किया जाता है।
• NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी में, विशेष रूप से ³¹P NMR में, विल्किंसन उत्प्रेरक में फॉस्फोरस परमाणु अपनी स्थिति और रोडियम केंद्र के चारों ओर इलेक्ट्रॉनिक वातावरण द्वारा निर्धारित विभाजन पैटर्न के कारण विशिष्ट अनुनाद दिखा सकते हैं।
• NMR (न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस) स्पेक्ट्रोस्कोपी परमाणु नाभिक के चारों ओर स्थानीय चुंबकीय क्षेत्रों का निरीक्षण करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है। यह अणुओं की संरचना, गतिशीलता, अभिक्रिया अवस्था और रासायनिक वातावरण के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करता है।
• विल्किंसन उत्प्रेरक के मामले में, ³¹P NMR स्पेक्ट्रम फॉस्फोरस परमाणुओं और रोडियम नाभिक के बीच युग्मन से प्रभावित होता है।

व्याख्या:

• विल्किंसन उत्प्रेरक, RhCl(PPh₃)₃ में, तीन PPh₃ संलग्नी से फॉस्फोरस परमाणु ¹⁰⁵Rh NMR स्पेक्ट्रम में विशिष्ट विभाजन पैटर्न प्रदर्शित करते हैं।
• क्लोरीन परमाणु के पार फॉस्फोरस परमाणु कुछ बैकबॉन्डिंग का अनुभव करता है जो युग्मन स्थिरांक को बढ़ाता है। इसके परिणामस्वरूप यह फॉस्फोरस परमाणु NMR सिग्नल को द्विक में विभाजित करता है।
• अन्य दो PPh₃ संलग्नी, जो समतुल्य हैं, रोडियम के साथ उनके युग्मन के कारण सिग्नल को त्रिक में और विभाजित करते हैं।
• इस प्रकार, ¹⁰⁵Rh नाभिक के लिए अनुनाद NMR स्पेक्ट्रम में त्रिक का द्विक पैटर्न देता है।

निष्कर्ष:

सही उत्तर यह है कि ¹⁰⁵Rh NMR में विल्किंसन उत्प्रेरक त्रिक का द्विक दिखाएगा।

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

​.

संप्रत्यय:

• 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 शक्ति से स्वतंत्र है लेकिन रासायनिक विस्थापन क्षेत्र की शक्ति 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।

संप्रत्यय:

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 स्पिन है।

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

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

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

\(Fe(स्पिन E.S.)=\frac{3}{2} \), 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।

संप्रत्यय:

→ 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

स्पिन बहुलता = 2nI + 1

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

निष्कर्ष:
सही उत्तर दो द्विक है।

संप्रत्यय:

→ 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 समन्वय 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:

→ fac-[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।

→ fac-[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 मामले में, समरूपता समूह D_3h है, जिसमें छह अप्रकरणीय निरूपण हैं: A_1g, A_2g, B_1g, B_2g, E_g, और E_u।

→ fac-[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।

→ trans-[Mo(PPh₃)₂(CO)₄] में, चार CO लिगैंड एक ट्रांस 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।

→ trans-[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, fac-[Mo(PPh₃)₃(CO)₃] और trans-[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

संप्रत्यय:

→ 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 भूमध्यरेखीय। अक्षीय लिगैंड अष्टफलक के अक्ष के साथ स्थित होते हैं, जबकि भूमध्यरेखीय लिगैंड अक्ष के लंबवत तल में स्थित होते हैं।

→ जब अष्टफलकीय Cu²⁺ संकुल चतुष्फलकीय रूप से लम्बा होता है, इसका मतलब है कि अक्षीय लिगैंड Cu²⁺ आयन से भूमध्यरेखीय 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।