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

संकल्पना:

मेटेलोसिन कार्बनिक धातु यौगिक होते हैं जिनमें एक धातु दो साइक्लोपेंटैडाइनाइल (Cp) लिगैंड के बीच एक सांतरित या ग्रसित संरचना में स्थित होती है। धातु आवर्त सारणी में विभिन्न समूहों से हो सकती है, और धातु और Cp लिगैंड का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास मेटेलोसिन के समग्र गुणों और अभिक्रियाशीलता को प्रभावित करता है। यहाँ कुछ मुख्य बिंदु दिए गए हैं:

• इलेक्ट्रॉनिक संरचना: मेटेलोसिन आमतौर पर 18-इलेक्ट्रॉन नियम का पालन करते हैं, जहाँ धातु और लिगैंड मिलकर 18 संयोजकता इलेक्ट्रॉन प्रदान करते हैं, जिससे स्थिर विन्यास बनते हैं।
• बंधन: मेटेलोसिन में धातु-केंद्र प्रत्येक Cp लिगैंड के साथ η⁵ (पेंटाहैप्टो) बंधन बनाता है, जिसका अर्थ है कि धातु प्रत्येक Cp वलय के सभी पाँच कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
• आणविक कक्षक: मेटेलोसिन के लिए आणविक कक्षक (MO) आरेख में बंधन, गैर-बंधन और प्रति-बंधन कक्षक शामिल हैं। उच्चतम अधिग्रहीत आणविक कक्षक (HOMO) और निम्नतम अनाधिग्रहीत आणविक कक्षक (LUMO) उनकी अभिक्रियाशीलता को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
• संरचनात्मक विविधताएँ: मेटेलोसिन में बंध लंबाई और बंध सामर्थ्य धातु की ऑक्सीकरण अवस्था और इलेक्ट्रॉन गणना के आधार पर भिन्न हो सकती है, जो समग्र स्थिरता और रासायनिक गुणों को प्रभावित करती है।

व्याख्या:

[Co(η⁵-Cp)₂]⁺ आयन में 18 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं (Co(III) से 8, दो Cp लिगैंड से 10)।

यदि हम मानते हैं कि फेरोसिन के लिए आणविक कक्षक ऊर्जा स्तर आरेख लागू होता है, तो 18-इलेक्ट्रॉन गणना तक कक्षकों के दोहरे अधिभोग की ओर ले जाती है।

19-इलेक्ट्रॉन कोबाल्टोसिन अणु में e'₁ कक्षक में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होता है, जो धातु और लिगैंड के संबंध में प्रतिबंध है। इसलिए, [Co(η⁵-Cp)₂] में की तुलना में [Co(η⁵-Cp)₂]⁺ में धातु-लिगैंड बंध प्रबल और छोटे होने चाहिए।

उदासीन मेटेलोसिन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:

निष्कर्ष:

सही उत्तर विकल्प 4 है:

• HOMO है और उदासीन कोबाल्टोसिन में M-C बंध लंबाई दुर्बल है।

अवधारणा:

मेटेलोसीन कार्बनिक धात्विक यौगिक होते हैं जिनमें दो साइक्लोपेंटैडाइनाइल (C₅H₅) ऋणायनों के बीच स्थित एक धातु होती है। मेटेलोसीन के बारे में मुख्य बिंदु इस प्रकार हैं:

• सैंडविच संरचना: धातु दो साइक्लोपेंटैडाइनाइल वलयों के बीच सममित तरीके से समन्वित होती है, जिससे एक "सैंडविच" संरचना बनती है, जो आमतौर पर अत्यधिक स्थिर होती है।

• स्थिरता और अभिक्रियाशीलता: साइक्लोपेंटैडाइनाइल वलयों पर π-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण मेटेलोसीन अच्छी स्थिरता प्रदर्शित करते हैं, लेकिन वे प्रतिस्थापन, अपचयन और ऑक्सीकरण जैसी अभिक्रियाओं से भी गुजर सकते हैं।

• धातु केंद्र: मेटेलोसीन में धातु आमतौर पर एक संक्रमण धातु (जैसे, Fe, Co, Ni) होती है, और यह विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं को अपना सकती है, जिससे मेटेलोसीन की अभिक्रियाशीलता प्रभावित होती है।

• अनुप्रयोग: मेटेलोसीन, विशेष रूप से फेरोसीन, उत्प्रेरण, पदार्थ विज्ञान और औद्योगिक रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए संभावित अग्रदूतों में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग रखते हैं।

व्याख्या:

• अभिक्रिया के पहले चरण में, Na/Hg के साथ (η⁵-C₅H₅)₂Fe₂(CO)₄ के अपचयन से ऋणायनिक संकुल (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂⁻ (A) का निर्माण होता है।

• दूसरे चरण में, (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂⁻ (A) के ब्रोमीनीकरण से (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂Br (B) का निर्माण होता है।

  • ​

निष्कर्ष:

अणु A और B की सही पहचान A: (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂⁻ और B: (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂Br है।

अवधारणा:

दिए गए संरचनाएँ मेटलोसीन का प्रतिनिधित्व करती हैं, जो सैंडविच यौगिक हैं जिनमें दो साइक्लोपेंटेडाइएनिल लिगैंड (Cp) के बीच एक संक्रमण धातु केंद्र होता है। इन मेटलोसीन को धातु केंद्र (जैसे, निओबियम या टाइटेनियम) और उनके विशिष्ट बंध विन्यास के आधार पर विभेदित किया जा सकता है।

मेटलोसीन पर मुख्य बिंदु:

• मेटलोसीन कार्ब-धात्विक यौगिक हैं जहाँ एक संक्रमण धातु को "सैंडविच" संरचना में दो साइक्लोपेंटेडाइएनिल ऋणायनों (Cp) के बीच उपसहसंयोजित किया जाता है।
• मेटलोसीन की ज्यामिति धातु के आकार और उसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर निर्भर करती है। धातुएँ साइक्लोपेंटेडाइएनिल वलयों के बीच या तो रैखिक या मुड़ी हुई ज्यामिति अपना सकती हैं।
• मेटलोसीन उत्प्रेरण में महत्वपूर्ण हैं और धातु केंद्र और लिगैंड के साथ इसकी अंतःक्रिया के आधार पर इनकी क्रियाशीलता भिन्न होती है।

व्याख्या:

• संरचना P: निओबियम के लिए संरचना P है। यह मुड़ी हुई ज्यामिति द्वारा पुष्टि की जाती है, जो निओबियम मेटलोसीन के लिए विशिष्ट है क्योंकि यह बड़े आकार का है।
  • ​
• संरचना Q: टाइटैनोसीन के लिए संरचना Q है। यह एक रैखिक व्यवस्था है, जो निओबियम की तुलना में छोटे आकार के कारण टाइटेनियम मेटलोसीन की विशेषता है।

निष्कर्ष:

इसलिए, सही कथन A और B हैं।

सही उत्तर वर्ग समतलीय है। 

संकल्पना:-

18-इलेक्ट्रॉन नियम: 18-इलेक्ट्रॉन नियम एक नियम है, जो बताता है कि धातु परिसर सबसे अधिक स्थायी होते हैं जब उनमें 18 संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह नियम अधिकांश संक्रमण धातु संकुलों पर लागू होता है।

वर्ग समतलीय संरचना: वर्ग समतलीय संरचना में, धातु आयन चार लिगेंडों से बंधा होता है जो एक वर्ग समतल में व्यवस्थित होते हैं। धातु आयन के अबंधित d कक्षक सीधे लिगैंड पर इंगित करते हैं। वे 16 इलेक्ट्रॉन नियम दर्शाते हैं।

व्याख्या:-

• वर्ग समतलीय संकुल अक्सर अनुचुंबकीय होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• वर्गा समतलीय संकुल अक्सर d⁸ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाले धातु आयनों द्वारा बनते हैं।
• 16-इलेक्ट्रॉन नियम कहता है कि धातु संकुल सबसे अधिक अस्थायी होते हैं, जब उनके पास TVE = 9+1+2+2+2 = 16 होता है। 
• CO लिगैंड एक प्रबल-क्षेत्र लिगैंड है, जो धातु आयन को बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन दान करता है।
• Cl लिगैंड एक दुर्बल क्षेत्र वाला लिगैंड है, जो धातु आयन में उतने इलेक्ट्रॉनों का योगदान नहीं करता है।
• PPh₃ लिगैंड एक भारी लिगैंड है, जो वर्ग समतलीय संरचना को स्थायी करने में सहायता करता है।
• वर्ग समतलीय संकुल प्रायः अनुचुंबकीय होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• वर्ग समतलीय संकुल प्रायः d⁸ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाले धातु आयनों द्वारा बनते हैं।

निष्कर्ष:-

संकुल [RH(CO)(Cl)(PPh₃)2] की संरचना वर्ग समतलीय है।

सही उत्तर 2 ब्रिजिंग और 2 टर्मिनल समूह है। 

संकल्पना:-

Cp लिगैंड: Cp पेंटामेथिलसाइक्लोपेंटाडाईएनिल का संक्षिप्त नाम है, जो एक भारी और इलेक्ट्रॉन-दान करने वाला लिगैंड है। [(Cp*Rh(CO)2)2 में, प्रत्येक रोडियम परमाणु एक Cp लिगैंड से बंधा होता है।

CO लिगैंड: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) कार्बधात्विक संकुल में एक सामान्य लिगैंड है। [(Cp*Rh(CO)2)2] में, प्रत्येक रोडियम परमाणु दो CO लिगेंड से बंधा होता है।

सेतु लिगैंड: सेतु लिगैंड एक लिगैंड है जो धातु संकुल में दो या दो से अधिक धातु परमाणुओं से जुड़ा होता है। [(Cp*Rh(CO)2)2 में, दो CO लिगैंड सेतु लिगैंड हैं, जिसका अर्थ है कि वे दोनों रोडियम परमाणुओं से जुड़े हुए हैं।

टर्मिनल लिगैंड: टर्मिनल लिगैंड एक लिगैंड है जो धातु संकुल  में केवल एक धातु परमाणु से जुड़ा होता है। [(Cp*Rh(CO)2)2 में, दो Cp लिगैंड टर्मिनल लिगैंड हैं, जिसका अर्थ है कि वे प्रत्येक केवल एक रोडियम परमाणु से बंधे हैं।

धातु-लिगैंड बंध: [(Cp*Rh(CO)2)2 में, रोडियम परमाणु सिग्मा बंध के माध्यम से Cp और CO लिगैंड से जुड़े होते हैं। सिग्मा बंध रोडियम परमाणुओं पर परमाणु कक्षकों और Cp* और CO लिगैंड के कार्बन और ऑक्सीजन परमाणुओं पर परमाणु कक्षकों के अतिव्यापन होने से बनते हैं।

व्याख्या:-

रोडियम द्विलक [(Cp*Rh(CO)2)2] में 2 ब्रिजिंग और 2 टर्मिनल समूह हैं।

हालाँकि रोडियम द्विलक [(Cp*Rh(CO)2)2] उपस्थित नहीं है।
इसकी संरचना लोहे के द्विलक जैसी होगी

उपरोक्त चित्र पर विचार करते हुए
इसमें 2 ब्रिजिंग और 2 टर्मिनल समूह होंगे।

Additional Information

रोडियम नीचे दिखाया गया द्विलक दिखाता है

निष्कर्ष:-

रोडियम द्विलक [(CpRh(CO)2)2] में 2 ब्रिजिंग और 2 टर्मिनल समूह हैं। दो CO लिगैंड ब्रिजिंग लिगैंड हैं, और दो Cp लिगैंड टर्मिनल लिगैंड हैं।

संकल्पना:

→ मेटेलोसीन के लिए धातु कार्बन दूरी असंगत इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति पर निर्भर करती है।

→ जैसे-जैसे किसी निकाय के लिए असंगत इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ती है, धातु कार्बन बंध की लंबाई भी बढ़ती है।

व्याख्या:

→ Ni(η5 − Cp)2 में 20 इलेक्ट्रॉन होते हैं (TVE = 10 x 1+ 2 x 5)

→ Co(η5 − Cp)2 में 19 इलेक्ट्रॉन होते हैं (TVE = 9 x 1+ 2 x 5)

→ Fe(η5 − Cp)2 में 18 इलेक्ट्रॉन होते हैं (TVE = 8 x 1+ 2 x 5)

इन इलेक्ट्रॉनों में से 12 इलेक्ट्रॉन लिगैंड समूह कक्षकों में शामिल होते हैं, जिसका अर्थ है कि लिगैंडों में 12 संयोजकता इलेक्ट्रॉन धातु आयन के साथ उनके समूह कक्षकों के माध्यम से बंधन में शामिल होते हैं क्योंकि उपरोक्त संकुलों में मौजूद धातुएँ +2 ऑक्सीकरण अवस्था में होती हैं।

शेष इलेक्ट्रॉन धातु-केंद्रित इलेक्ट्रॉन होंगे, जो आमतौर पर d-कक्षक संकरण में शामिल होते हैं और धातु-लिगैंड बंधन में योगदान करते हैं। इस प्रकार,

Ni(η5 − Cp)2 में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं ( 20 - 12 इलेक्ट्रॉन = 8 इलेक्ट्रॉन)

Co(η5 − Cp)2 में 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं ( 19 - 12 इलेक्ट्रॉन = 7 इलेक्ट्रॉन)

Fe(η5 − Cp)2 में 6 इलेक्ट्रॉन होते हैं (18 - 12 इलेक्ट्रॉन = 6 इलेक्ट्रॉन)

इन इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था इस प्रकार है:

Ni(η5 − Cp)2 में दो असंगत इलेक्ट्रॉन होते हैं।

Co(η5 − Cp)2 में एक असंगत इलेक्ट्रॉन होता है।

Fe(η5 − Cp)2 ​में एक असंगत इलेक्ट्रॉन होता है।

इस प्रकार, धातु कार्बन बंध का क्रम Ni(η5 − Cp)2 > Co(η5 − Cp)2 > Fe(η5 − Cp)2. है।

निष्कर्ष:
सही उत्तर विकल्प 4 है।

संकल्पना:

→ किसी धातु केंद्र की उपसहसंयोजन संख्या उसमें जुड़ सकने वाले लिगैंड की संख्या से निर्धारित होती है। C₆₀ के मामले में, यह धातु केंद्र को अपने π-इलेक्ट्रॉनों का दान करके, एक उपसहसंयोजन संकुल बनाकर, लिगैंड के रूप में कार्य कर सकता है।

→ C₆₀ में एक गोलाकार संरचना होती है जिसमें षट्भुजों और पंचभुजों के पैटर्न में व्यवस्थित 60 कार्बन परमाणु होते हैं, जो इसे एक पिंजरे जैसी संरचना प्रदान करते हैं। इसमें 60 π-इलेक्ट्रॉन होते हैं जो धातु केंद्र के साथ उपसहसंयोजन में भाग ले सकते हैं।

→ ये π-इलेक्ट्रॉन पूरे अणु में विस्थानीकृत होते हैं, जिससे C₆₀ एक अच्छा इलेक्ट्रॉन दाता बन जाता है और धातु आयनों के साथ उपसहसंयोजन करने में सक्षम होता है।

→ जब C₆₀ किसी धातु केंद्र के साथ उपसहसंयोजन करता है, तो धातु आयन प्रत्येक C₆₀ अणु से अधिकतम दो π-इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण कर सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्येक C₆₀ अणु में कुल 60 π-इलेक्ट्रॉन होते हैं, और धातु आयन C₆₀ में 30 द्विबंधों में से प्रत्येक से दो इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण कर सकता है।

व्याख्या:

→ हेप्टाकोऑर्डिनेट धातु केंद्र वाले C₆₀ उपसहसंयोजन संकुल का एक उदाहरण [Ru(bpy)₃]₂(C₆₀) है, जहाँ bpy 2,2'-बाइपिरिडीन के लिए है।

→ इस संकुल में, रूथेनियम(II) आयन धातु केंद्र के रूप में कार्य करता है, और C₆₀ अणु फुलरीन पिंजरे में π-इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से इसके साथ उपसहसंयोजन करता है।

→ हेप्टाकोऑर्डिनेट ज्यामिति रूथेनियम केंद्र में तीन बाइपिरिडीन लिगैंडों के उपसहसंयोजन द्वारा प्राप्त की जाती है, प्रत्येक दो नाइट्रोजन एकाकी युग्मों का दान करता है, जिसके परिणामस्वरूप छह उपसहसंयोजन स्थल अधिग्रहीत होते हैं।

→ शेष उपसहसंयोजन स्थल C₆₀ अणु से दो π-इलेक्ट्रॉनों द्वारा अधिग्रहीत किए जाते हैं, जिसमें फुलरीन का प्रत्येक द्विबंध रूथेनियम आयन को π-इलेक्ट्रॉनों का एक युग्म दान करता है।

कुल मिलाकर, प्रत्येक C₆₀ अणु धातु केंद्र को दो π-इलेक्ट्रॉन दान करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्थिर उपसहसंयोजन संकुल के साथ एक हेप्टाकोऑर्डिनेट रूथेनियम(II) आयन बनता है। [Ru(bpy)₃]₂(C₆₀) संकुल का अध्ययन इसके विद्युत रासायनिक और प्रकाश रासायनिक गुणों के लिए किया गया है, जो C₆₀ की धातु केंद्र के लिए लिगैंड के रूप में कार्य करने और π-इलेक्ट्रॉनों को दान करने की क्षमता को दर्शाता है।

निष्कर्ष:
इसलिए, धातु केंद्र के लिए C₆₀ के उपसहसंयोजन के लिए देखा गया सामान्य हेप्टासिटी 2 है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक C₆₀ अणु धातु केंद्र के साथ उपसहसंयोजन कर सकता है और अधिकतम दो π-इलेक्ट्रॉनों का दान कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप प्रत्येक C₆₀ अणु द्वारा धातु केंद्र को 14 π-इलेक्ट्रॉनों का दान होता है, जिससे एक स्थिर उपसहसंयोजन संकुल बनता है।

अवधारणा:

दिए गए संरचनाएँ मेटलोसीन का प्रतिनिधित्व करती हैं, जो सैंडविच यौगिक हैं जिनमें दो साइक्लोपेंटेडाइएनिल लिगैंड (Cp) के बीच एक संक्रमण धातु केंद्र होता है। इन मेटलोसीन को धातु केंद्र (जैसे, निओबियम या टाइटेनियम) और उनके विशिष्ट बंध विन्यास के आधार पर विभेदित किया जा सकता है।

मेटलोसीन पर मुख्य बिंदु:

• मेटलोसीन कार्ब-धात्विक यौगिक हैं जहाँ एक संक्रमण धातु को "सैंडविच" संरचना में दो साइक्लोपेंटेडाइएनिल ऋणायनों (Cp) के बीच उपसहसंयोजित किया जाता है।
• मेटलोसीन की ज्यामिति धातु के आकार और उसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर निर्भर करती है। धातुएँ साइक्लोपेंटेडाइएनिल वलयों के बीच या तो रैखिक या मुड़ी हुई ज्यामिति अपना सकती हैं।
• मेटलोसीन उत्प्रेरण में महत्वपूर्ण हैं और धातु केंद्र और लिगैंड के साथ इसकी अंतःक्रिया के आधार पर इनकी क्रियाशीलता भिन्न होती है।

व्याख्या:

• संरचना P: निओबियम के लिए संरचना P है। यह मुड़ी हुई ज्यामिति द्वारा पुष्टि की जाती है, जो निओबियम मेटलोसीन के लिए विशिष्ट है क्योंकि यह बड़े आकार का है।
  • ​
• संरचना Q: टाइटैनोसीन के लिए संरचना Q है। यह एक रैखिक व्यवस्था है, जो निओबियम की तुलना में छोटे आकार के कारण टाइटेनियम मेटलोसीन की विशेषता है।

निष्कर्ष:

इसलिए, सही कथन A और B हैं।

अवधारणा:

• एक मेटैलोरीस एक यौगिक होता है जिसमें आमतौर पर दो साइक्लो पेन्टाडाइईनाइड आयन (Cp- या C5H5-) होते हैं जो ऑक्सीकरण अवस्था II में एक धातु केंद्र M से बंधे होते हैं, सामान्य सूत्र या वाले यौगिक के साथ।
• मेटैलोरीस यौगिकों के एक व्यापक वर्ग हैं जिन्हें सैंडविच यौगिक कहा जाता है।

व्याख्या:-

Cp2Fe या Fe(η5 - C5H5)2:

• मेटैलोरीस Cp2Fe या Fe(η5 - C5H5)2, में, दो (η⁵ - C₅H₅) लिगैंड प्रत्येक 5 इलेक्ट्रॉन का योगदान देंगे (शून्य ऑक्सीकरण अवस्था विधि को ध्यान में रखते हुए)।
• जबकि शून्य ऑक्सीकरण अवस्था में कुल इलेक्ट्रॉन गणना के लिए एक धातु परमाणु द्वारा योगदान किए गए संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या के बराबर होती है।
• शून्य ऑक्सीकरण अवस्था को ध्यान में रखते हुए, Fe, 8 इलेक्ट्रॉन का योगदान देगा क्योंकि यह समूह 8 से संबंधित है।
• इसलिए मेटैलोरीस Fe(η5 - C5H5)2 के लिए कुल इलेक्ट्रॉन गणना है।

= (8+10)

= 18 इलेक्ट्रॉन।

• आणविक कक्षक में Fe(η5 - C5H5)2 में 18 इलेक्ट्रॉन व्यवस्थित होते हैं। जिनमें से 12 इलेक्ट्रॉन लिगैंड-केंद्रित आबंधन आणविक कक्षकों में रखे जाते हैं।
• शेष 6 इलेक्ट्रॉन Fe(η5 - C5H5)2 के सीमांत MO's में इस प्रकार रखे जाते हैं:

​

• इसलिए, [Cp2Fe] में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या 0 है।

Cp2Ni या Ni(η5 - C5H5)2:

• मेटैलोरीस Cp2Ni या Ni(η5 - C5H5)2, में, दो (η5 - C5H5) लिगैंड प्रत्येक 5 इलेक्ट्रॉन का योगदान देंगे (शून्य ऑक्सीकरण अवस्था विधि को ध्यान में रखते हुए)।
• जबकि शून्य ऑक्सीकरण अवस्था में कुल इलेक्ट्रॉन गणना के लिए एक धातु परमाणु द्वारा योगदान किए गए संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या के बराबर होती है।
• शून्य ऑक्सीकरण अवस्था को ध्यान में रखते हुए, Ni 10 इलेक्ट्रॉन का योगदान देगा क्योंकि यह समूह 10 से संबंधित है।
• इसलिए मेटैलोरीस Ni(η5 - C5H5)2 के लिए कुल इलेक्ट्रॉन गणना है।

= (10+10)

= 20 इलेक्ट्रॉन।

• आणविक कक्षक में Ni(η5 - C5H5)2 में 20 इलेक्ट्रॉन व्यवस्थित होते हैं। जिनमें से 12 इलेक्ट्रॉन लिगैंड-केंद्रित आबंधन आणविक कक्षकों में रखे जाते हैं।
• शेष 8 इलेक्ट्रॉन Ni(η5 - C5H5)2 के सीमांत MO's में इस प्रकार रखे जाते हैं:

​

• इसलिए, [Cp2Ni] में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या 2 है।

Cp2Co या Co(η5 - C5H5)2:

• मेटैलोरीस Cp2Co या Co(η5 - C5H5)2, में, दो (η5 - C5H5) लिगैंड प्रत्येक 5 इलेक्ट्रॉन का योगदान देंगे (शून्य ऑक्सीकरण अवस्था विधि को ध्यान में रखते हुए)
• जबकि शून्य ऑक्सीकरण अवस्था में कुल इलेक्ट्रॉन गणना के लिए एक धातु परमाणु द्वारा योगदान किए गए संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या समूह संख्या के बराबर होती है।
• शून्य ऑक्सीकरण अवस्था को ध्यान में रखते हुए, Co 9 इलेक्ट्रॉन का योगदान देगा क्योंकि यह समूह 9 से संबंधित है।
• इसलिए मेटैलोरीस Co(η5 - C5H5)2 के लिए कुल इलेक्ट्रॉन गणना है।

= (9+10)

= 19 इलेक्ट्रॉन।

• आणविक कक्षक में Co(η5 - C5H5)2 में 19 इलेक्ट्रॉन व्यवस्थित होते हैं। जिनमें से 12 इलेक्ट्रॉन लिगैंड-केंद्रित आबंधन आणविक कक्षकों में रखे जाते हैं।
• शेष 7 इलेक्ट्रॉन Co(η5 - C5H5)2 के सीमांत MO's में इस प्रकार रखे जाते हैं:

​

• इसलिए, [Cp2Co] में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या 1 है।

व्याख्या:-

• इसलिए, [Cp2Fe], [Cp2Ni] और [Cp2Co] परिसरों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या क्रमशः निम्न है,

0, 2 और 1

संकल्पना:

→ मेटेलोसीन के लिए धातु कार्बन दूरी असंगत इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति पर निर्भर करती है।

→ जैसे-जैसे किसी निकाय के लिए असंगत इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ती है, धातु कार्बन बंध की लंबाई भी बढ़ती है।

व्याख्या:

→ Ni(η5 − Cp)2 में 20 इलेक्ट्रॉन होते हैं (TVE = 10 x 1+ 2 x 5)

→ Co(η5 − Cp)2 में 19 इलेक्ट्रॉन होते हैं (TVE = 9 x 1+ 2 x 5)

→ Fe(η5 − Cp)2 में 18 इलेक्ट्रॉन होते हैं (TVE = 8 x 1+ 2 x 5)

इन इलेक्ट्रॉनों में से 12 इलेक्ट्रॉन लिगैंड समूह कक्षकों में शामिल होते हैं, जिसका अर्थ है कि लिगैंडों में 12 संयोजकता इलेक्ट्रॉन धातु आयन के साथ उनके समूह कक्षकों के माध्यम से बंधन में शामिल होते हैं क्योंकि उपरोक्त संकुलों में मौजूद धातुएँ +2 ऑक्सीकरण अवस्था में होती हैं।

शेष इलेक्ट्रॉन धातु-केंद्रित इलेक्ट्रॉन होंगे, जो आमतौर पर d-कक्षक संकरण में शामिल होते हैं और धातु-लिगैंड बंधन में योगदान करते हैं। इस प्रकार,

Ni(η5 − Cp)2 में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं ( 20 - 12 इलेक्ट्रॉन = 8 इलेक्ट्रॉन)

Co(η5 − Cp)2 में 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं ( 19 - 12 इलेक्ट्रॉन = 7 इलेक्ट्रॉन)

Fe(η5 − Cp)2 में 6 इलेक्ट्रॉन होते हैं (18 - 12 इलेक्ट्रॉन = 6 इलेक्ट्रॉन)

इन इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था इस प्रकार है:

Ni(η5 − Cp)2 में दो असंगत इलेक्ट्रॉन होते हैं।

Co(η5 − Cp)2 में एक असंगत इलेक्ट्रॉन होता है।

Fe(η5 − Cp)2 ​में एक असंगत इलेक्ट्रॉन होता है।

इस प्रकार, धातु कार्बन बंध का क्रम Ni(η5 − Cp)2 > Co(η5 − Cp)2 > Fe(η5 − Cp)2. है।

निष्कर्ष:
सही उत्तर विकल्प 4 है।

संकल्पना:

मेटेलोसिन कार्बनिक धातु यौगिक होते हैं जिनमें एक धातु दो साइक्लोपेंटैडाइनाइल (Cp) लिगैंड के बीच एक सांतरित या ग्रसित संरचना में स्थित होती है। धातु आवर्त सारणी में विभिन्न समूहों से हो सकती है, और धातु और Cp लिगैंड का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास मेटेलोसिन के समग्र गुणों और अभिक्रियाशीलता को प्रभावित करता है। यहाँ कुछ मुख्य बिंदु दिए गए हैं:

• इलेक्ट्रॉनिक संरचना: मेटेलोसिन आमतौर पर 18-इलेक्ट्रॉन नियम का पालन करते हैं, जहाँ धातु और लिगैंड मिलकर 18 संयोजकता इलेक्ट्रॉन प्रदान करते हैं, जिससे स्थिर विन्यास बनते हैं।
• बंधन: मेटेलोसिन में धातु-केंद्र प्रत्येक Cp लिगैंड के साथ η⁵ (पेंटाहैप्टो) बंधन बनाता है, जिसका अर्थ है कि धातु प्रत्येक Cp वलय के सभी पाँच कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
• आणविक कक्षक: मेटेलोसिन के लिए आणविक कक्षक (MO) आरेख में बंधन, गैर-बंधन और प्रति-बंधन कक्षक शामिल हैं। उच्चतम अधिग्रहीत आणविक कक्षक (HOMO) और निम्नतम अनाधिग्रहीत आणविक कक्षक (LUMO) उनकी अभिक्रियाशीलता को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
• संरचनात्मक विविधताएँ: मेटेलोसिन में बंध लंबाई और बंध सामर्थ्य धातु की ऑक्सीकरण अवस्था और इलेक्ट्रॉन गणना के आधार पर भिन्न हो सकती है, जो समग्र स्थिरता और रासायनिक गुणों को प्रभावित करती है।

व्याख्या:

[Co(η⁵-Cp)₂]⁺ आयन में 18 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं (Co(III) से 8, दो Cp लिगैंड से 10)।

यदि हम मानते हैं कि फेरोसिन के लिए आणविक कक्षक ऊर्जा स्तर आरेख लागू होता है, तो 18-इलेक्ट्रॉन गणना तक कक्षकों के दोहरे अधिभोग की ओर ले जाती है।

19-इलेक्ट्रॉन कोबाल्टोसिन अणु में e'₁ कक्षक में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होता है, जो धातु और लिगैंड के संबंध में प्रतिबंध है। इसलिए, [Co(η⁵-Cp)₂] में की तुलना में [Co(η⁵-Cp)₂]⁺ में धातु-लिगैंड बंध प्रबल और छोटे होने चाहिए।

उदासीन मेटेलोसिन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:

निष्कर्ष:

सही उत्तर विकल्प 4 है:

• HOMO है और उदासीन कोबाल्टोसिन में M-C बंध लंबाई दुर्बल है।

संकल्पना:

→ किसी धातु केंद्र की उपसहसंयोजन संख्या उसमें जुड़ सकने वाले लिगैंड की संख्या से निर्धारित होती है। C₆₀ के मामले में, यह धातु केंद्र को अपने π-इलेक्ट्रॉनों का दान करके, एक उपसहसंयोजन संकुल बनाकर, लिगैंड के रूप में कार्य कर सकता है।

→ C₆₀ में एक गोलाकार संरचना होती है जिसमें षट्भुजों और पंचभुजों के पैटर्न में व्यवस्थित 60 कार्बन परमाणु होते हैं, जो इसे एक पिंजरे जैसी संरचना प्रदान करते हैं। इसमें 60 π-इलेक्ट्रॉन होते हैं जो धातु केंद्र के साथ उपसहसंयोजन में भाग ले सकते हैं।

→ ये π-इलेक्ट्रॉन पूरे अणु में विस्थानीकृत होते हैं, जिससे C₆₀ एक अच्छा इलेक्ट्रॉन दाता बन जाता है और धातु आयनों के साथ उपसहसंयोजन करने में सक्षम होता है।

→ जब C₆₀ किसी धातु केंद्र के साथ उपसहसंयोजन करता है, तो धातु आयन प्रत्येक C₆₀ अणु से अधिकतम दो π-इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण कर सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्येक C₆₀ अणु में कुल 60 π-इलेक्ट्रॉन होते हैं, और धातु आयन C₆₀ में 30 द्विबंधों में से प्रत्येक से दो इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण कर सकता है।

व्याख्या:

→ हेप्टाकोऑर्डिनेट धातु केंद्र वाले C₆₀ उपसहसंयोजन संकुल का एक उदाहरण [Ru(bpy)₃]₂(C₆₀) है, जहाँ bpy 2,2'-बाइपिरिडीन के लिए है।

→ इस संकुल में, रूथेनियम(II) आयन धातु केंद्र के रूप में कार्य करता है, और C₆₀ अणु फुलरीन पिंजरे में π-इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से इसके साथ उपसहसंयोजन करता है।

→ हेप्टाकोऑर्डिनेट ज्यामिति रूथेनियम केंद्र में तीन बाइपिरिडीन लिगैंडों के उपसहसंयोजन द्वारा प्राप्त की जाती है, प्रत्येक दो नाइट्रोजन एकाकी युग्मों का दान करता है, जिसके परिणामस्वरूप छह उपसहसंयोजन स्थल अधिग्रहीत होते हैं।

→ शेष उपसहसंयोजन स्थल C₆₀ अणु से दो π-इलेक्ट्रॉनों द्वारा अधिग्रहीत किए जाते हैं, जिसमें फुलरीन का प्रत्येक द्विबंध रूथेनियम आयन को π-इलेक्ट्रॉनों का एक युग्म दान करता है।

कुल मिलाकर, प्रत्येक C₆₀ अणु धातु केंद्र को दो π-इलेक्ट्रॉन दान करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्थिर उपसहसंयोजन संकुल के साथ एक हेप्टाकोऑर्डिनेट रूथेनियम(II) आयन बनता है। [Ru(bpy)₃]₂(C₆₀) संकुल का अध्ययन इसके विद्युत रासायनिक और प्रकाश रासायनिक गुणों के लिए किया गया है, जो C₆₀ की धातु केंद्र के लिए लिगैंड के रूप में कार्य करने और π-इलेक्ट्रॉनों को दान करने की क्षमता को दर्शाता है।

निष्कर्ष:
इसलिए, धातु केंद्र के लिए C₆₀ के उपसहसंयोजन के लिए देखा गया सामान्य हेप्टासिटी 2 है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक C₆₀ अणु धातु केंद्र के साथ उपसहसंयोजन कर सकता है और अधिकतम दो π-इलेक्ट्रॉनों का दान कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप प्रत्येक C₆₀ अणु द्वारा धातु केंद्र को 14 π-इलेक्ट्रॉनों का दान होता है, जिससे एक स्थिर उपसहसंयोजन संकुल बनता है।

अवधारणा:

दिए गए संरचनाएँ मेटलोसीन का प्रतिनिधित्व करती हैं, जो सैंडविच यौगिक हैं जिनमें दो साइक्लोपेंटेडाइएनिल लिगैंड (Cp) के बीच एक संक्रमण धातु केंद्र होता है। इन मेटलोसीन को धातु केंद्र (जैसे, निओबियम या टाइटेनियम) और उनके विशिष्ट बंध विन्यास के आधार पर विभेदित किया जा सकता है।

मेटलोसीन पर मुख्य बिंदु:

• मेटलोसीन कार्ब-धात्विक यौगिक हैं जहाँ एक संक्रमण धातु को "सैंडविच" संरचना में दो साइक्लोपेंटेडाइएनिल ऋणायनों (Cp) के बीच उपसहसंयोजित किया जाता है।
• मेटलोसीन की ज्यामिति धातु के आकार और उसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास पर निर्भर करती है। धातुएँ साइक्लोपेंटेडाइएनिल वलयों के बीच या तो रैखिक या मुड़ी हुई ज्यामिति अपना सकती हैं।
• मेटलोसीन उत्प्रेरण में महत्वपूर्ण हैं और धातु केंद्र और लिगैंड के साथ इसकी अंतःक्रिया के आधार पर इनकी क्रियाशीलता भिन्न होती है।

व्याख्या:

• संरचना P: निओबियम के लिए संरचना P है। यह मुड़ी हुई ज्यामिति द्वारा पुष्टि की जाती है, जो निओबियम मेटलोसीन के लिए विशिष्ट है क्योंकि यह बड़े आकार का है।
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• संरचना Q: टाइटैनोसीन के लिए संरचना Q है। यह एक रैखिक व्यवस्था है, जो निओबियम की तुलना में छोटे आकार के कारण टाइटेनियम मेटलोसीन की विशेषता है।

निष्कर्ष:

इसलिए, सही कथन A और B हैं।

अवधारणा:

मेटेलोसीन कार्बनिक धात्विक यौगिक होते हैं जिनमें दो साइक्लोपेंटैडाइनाइल (C₅H₅) ऋणायनों के बीच स्थित एक धातु होती है। मेटेलोसीन के बारे में मुख्य बिंदु इस प्रकार हैं:

• सैंडविच संरचना: धातु दो साइक्लोपेंटैडाइनाइल वलयों के बीच सममित तरीके से समन्वित होती है, जिससे एक "सैंडविच" संरचना बनती है, जो आमतौर पर अत्यधिक स्थिर होती है।

• स्थिरता और अभिक्रियाशीलता: साइक्लोपेंटैडाइनाइल वलयों पर π-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण के कारण मेटेलोसीन अच्छी स्थिरता प्रदर्शित करते हैं, लेकिन वे प्रतिस्थापन, अपचयन और ऑक्सीकरण जैसी अभिक्रियाओं से भी गुजर सकते हैं।

• धातु केंद्र: मेटेलोसीन में धातु आमतौर पर एक संक्रमण धातु (जैसे, Fe, Co, Ni) होती है, और यह विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं को अपना सकती है, जिससे मेटेलोसीन की अभिक्रियाशीलता प्रभावित होती है।

• अनुप्रयोग: मेटेलोसीन, विशेष रूप से फेरोसीन, उत्प्रेरण, पदार्थ विज्ञान और औद्योगिक रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए संभावित अग्रदूतों में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग रखते हैं।

व्याख्या:

• अभिक्रिया के पहले चरण में, Na/Hg के साथ (η⁵-C₅H₅)₂Fe₂(CO)₄ के अपचयन से ऋणायनिक संकुल (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂⁻ (A) का निर्माण होता है।

• दूसरे चरण में, (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂⁻ (A) के ब्रोमीनीकरण से (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂Br (B) का निर्माण होता है।

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निष्कर्ष:

अणु A और B की सही पहचान A: (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂⁻ और B: (η⁵-C₅H₅)Fe(CO)₂Br है।

सही उत्तर वर्ग समतलीय है। 

संकल्पना:-

18-इलेक्ट्रॉन नियम: 18-इलेक्ट्रॉन नियम एक नियम है, जो बताता है कि धातु परिसर सबसे अधिक स्थायी होते हैं जब उनमें 18 संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह नियम अधिकांश संक्रमण धातु संकुलों पर लागू होता है।

वर्ग समतलीय संरचना: वर्ग समतलीय संरचना में, धातु आयन चार लिगेंडों से बंधा होता है जो एक वर्ग समतल में व्यवस्थित होते हैं। धातु आयन के अबंधित d कक्षक सीधे लिगैंड पर इंगित करते हैं। वे 16 इलेक्ट्रॉन नियम दर्शाते हैं।

व्याख्या:-

• वर्ग समतलीय संकुल अक्सर अनुचुंबकीय होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• वर्गा समतलीय संकुल अक्सर d⁸ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाले धातु आयनों द्वारा बनते हैं।
• 16-इलेक्ट्रॉन नियम कहता है कि धातु संकुल सबसे अधिक अस्थायी होते हैं, जब उनके पास TVE = 9+1+2+2+2 = 16 होता है। 
• CO लिगैंड एक प्रबल-क्षेत्र लिगैंड है, जो धातु आयन को बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन दान करता है।
• Cl लिगैंड एक दुर्बल क्षेत्र वाला लिगैंड है, जो धातु आयन में उतने इलेक्ट्रॉनों का योगदान नहीं करता है।
• PPh₃ लिगैंड एक भारी लिगैंड है, जो वर्ग समतलीय संरचना को स्थायी करने में सहायता करता है।
• वर्ग समतलीय संकुल प्रायः अनुचुंबकीय होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनमें अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• वर्ग समतलीय संकुल प्रायः d⁸ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास वाले धातु आयनों द्वारा बनते हैं।

निष्कर्ष:-

संकुल [RH(CO)(Cl)(PPh₃)2] की संरचना वर्ग समतलीय है।