ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

2 మార్కుల ప్రశ్నలు
1. CuSO₄ . 5 H₂O నీలి రంగులో ఉంటుంది. కానీ అనార్ద్ర CuSO₄ కు రంగు లేదు. ఎందువల్ల?
జ: CuSO₄ . 5 H₂O లో 5 లైగాండ్లు (H₂O అణువులు) ఉన్నాయి. ఇవి d ఆర్బిటాళ్లను విభజన చెందిస్తాయి. ఒంటరి d - ఎలక్ట్రాన్ d - d పరివర్తనను చెందిస్తుంది. CuSO₄ . 5 H₂O నీలిరంగులో ఉంటుంది. అనార్ద్ర CuSO₄లో లైగాండ్లే లేనందువల్ల దీనికి రంగు లేదు.
 

2. ఎ) CoCl₃ . 5 NH₃ బి) CoCl₃ . 6 NH^₂ లకు AgNO₃ ద్రావణాన్ని కలిపితే ఎన్ని మోల్‌ల AgCl ఏర్పడుతుంది?
జ: 
       ఎ) CoCl₃ . 5 NH₃ = [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂
        దీనిలో అయనీకరణం చెందే రెండు Cl- అయాన్లు ఉండటం వల్ల 2 మోల్‌ల AgCl  ఏర్పడుతుంది.
        బి) CoCl₃ . 6 NH₃ = [Co(NH₃)₆]Cl₃
        దీనిలో అయనీకరణం చెందే మూడు Cl- అయాన్లు ఉండటం వల్ల 3 మోల్‌ల AgCl  ఏర్పడుతుంది.

3. Zn⁺² డయా అయస్కాంత పదార్థం, కానీ Mn⁺² పారా అయస్కాంత పదార్థం. ఎందువల్ల?
జ: Zn⁺² = [Ar]₃d₁₀
  Zn⁺² లో జతకూడని d- ఎలక్ట్రాన్లు లేనందువల్ల దీనికి డయా అయస్కాంత స్వభావం వస్తుంది.
   Mn⁺² = [Ar]₃d₅
  Mn⁺² లో 5 జతకూడని d - ఎలక్ట్రాన్లు ఉండటం వల్ల దీనికి పారా అయస్కాంత స్వభావం వస్తుంది.
 

4. జల Cu⁺² అయాన్లు నీలిరంగులో ఉంటాయి. కానీ జల Zn⁺² అయాన్లకు రంగు లేదు. ఎందువల్ల?
జ: Cu⁺² = [Ar]4s_⁰ 3d⁹
     Zn⁺² = [Ar]4s_⁰ 3d¹⁰
Cu⁺² బాహ్యస్థాయిలో ఒక జతకూడని d - ఎలక్ట్రాన్ ఉంది. ఇది d - d పరివర్తనం చెందడం వల్ల పసుపు రంగును గ్రహించి, నీలిరంగును ఉద్గారం చేస్తుంది. దీనివల్ల జల Cu⁺² అయాన్లకు నీలిరంగు వస్తుంది. Zn⁺² అయాన్లలో బాహ్యస్థాయిలో జతకూడిన d - ఎలక్ట్రాన్లు ఉండటం వల్ల d - d పరివర్తనకు అవకాశం లేదు. జల Zn⁺² అయాన్లకు  రంగు లేదు.
 

5. జలద్రావణంలో ద్విసంయోజక అయాన్ అయస్కాంత భ్రామకాన్ని లెక్కించండి.
జ: Z = 25 = [Ar]4s²3d⁵
     Z⁺² = [Ar]4s⁰ 3d^5
_... n = జతకూడని ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య = 5

6. జలద్రావణంలో Cu⁺, Sc⁺3, Mn⁺², Fe⁺² లలో ఏ అయాన్లకు రంగు ఉంటుందని భావిస్తున్నారు? కారణాలు తెలపండి.
జ: Cu⁺కి [Ar]3d¹⁰, Sc⁺కి [Ar]3d⁰ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఉంది. Cu⁺లో d ఎలక్ట్రాన్లన్నీ జతకూడినందువల్ల, Sc⁺³లో అసలు d ఎలక్ట్రాన్లే లేనందువల్ల ఈ రెండింటికీ రంగు లేదు.
Mn⁺²కి [Ar]3d⁵, Fe⁺²కి [Ar] 3d⁴ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఉంది. ఈ రెండు అయాన్లలో వరుసగా 5, 4 జతకూడని d ఎలక్ట్రాన్లు ఉండటం వల్ల d - d పరివర్తనం జరిగి వీటికి రంగు ఉంటుంది.

7. [Cr(NH₃)₆]⁺³ ద్రావణానికి పారా అయస్కాంత ధర్మం, [Ni(CN)₄]^-2 కి డయా అయస్కాంత ధర్మం ఉండటానికి కారణాలేమిటి?
జ: [Cr(NH₃)₆]⁺³ లో Cr⁺³కి [Ar]₃d³ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఉంటుంది. దీనిలో 3 జత కూడని d ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి. d²sp³ సంకరీకరణం జరుగుతుంది. ఈ ద్రావణానికి పారా అయస్కాంత ధర్మం ఉంటుంది. [Ni(CN)₄]^-2లో CN^- బలమైన క్షేత్ర లైగాండ్ కాబట్టి Ni⁺² కి [Ar]₃d⁸ విన్యాసం ఉంటుంది. అన్ని ఎలక్ట్రాన్లు పునరమరిక జరిగి జతకూడటం వల్ల dsp² సంకరీకరణం జరుగుతుంది. ఫలితంగా ద్రావణానికి డయా అయస్కాంత ధర్మం వస్తుంది.

8. 'మిష్ లోహం' అంటే ఏమిటి? దాని సంఘటనాన్ని, ఉపయోగాన్ని తెలపండి.
జ: మిష్ లోహం అనేది 95% లాంథనాయిడ్ లోహం, 5% ఐరన్, ఇంకా S, C, Ca, Al చాలా కొద్దిగా ఉండే మిశ్రమ లోహం. దీనితో బుల్లెట్లు తయారుచేస్తారు.
 

9. ఒక ఆక్సీకరణస్థితి 'అననుపాతం' అంటే ఏమిటి? ఒక ఉదాహరణ ఇవ్వండి.

జ: ఒకే మూలకం మూడు భిన్న ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శించే రిడాక్స్ చర్యను 'అననుపాత చర్య' అంటారు. ఒక చర్యలో రెండు ఆక్సీకరణ స్థితులను (అల్ప, అధిక) పోల్చినప్పుడు, మధ్యస్థ ఆక్సీకరణ స్థితి అస్థిరంగా ఉండే చర్యను ఆక్సీకరణస్థితి అననుపాతం అంటారు.
       3 MnO₄^-2 + 4 H⁺  -> 2 MnO₄^- + MnO₂ + 2 H₂O
           (+6)                               (+7)          (+4)
    Mn⁺⁷, Mn⁺⁴లతో పోల్చితే Mn⁺⁶ ఆక్సీకరణ స్థితికి తక్కువ స్థిరత్వం ఉంటుంది.
                                                                                                         

10. సంశ్లిష్ట సమ్మేళనానికి, ద్వంద్వ లవణానికి మధ్య భేదం ఏమిటి?

జ: ద్వంద్వ లవణం: రెండు లవణాలు భౌతికంగా కలిసినప్పుడు ఏర్పడే కొత్త లవణం దాని అస్థిత్వాన్ని కోల్పోయి ద్రావణంలో అన్ని అయాన్లకు పరీక్షలను ఇస్తే దాన్ని ద్వంద్వ లవణం అంటారు.
ఉదా: KCl . MgCl₂ . 6 H₂O లవణం K⁺, Mg⁺², Cl^- అయాన్లకు పరీక్షలను ఇస్తుంది.
సంశ్లిష్ట సమ్మేళనం: రెండు లవణాలు రసాయనికంగా కలిసినప్పుడు ఏర్పడే కొత్త లవణం దాని అస్థిత్వాన్ని కోల్పోకుండా, అన్ని అయాన్లకు పరీక్షలను ఇవ్వకపోతే దాన్ని సంశ్లిష్ట సమ్మేళనం అంటారు.
ఉదా: [Co(NH₃)₆]Cl₃₎ లో [Co(NH₃)₆]⁺³ అయాన్ దాని అస్థిత్వాన్ని కోల్పోదు.
 

4 మార్కుల ప్రశ్నలు
 

1. వెర్నర్ సిద్ధాంతంలోని ముఖ్య ప్రతిపాదనలను తెలపండి.
జ: వెర్నర్ సిద్ధాంతం: సంశ్లిష్ట సమ్మేళనాలు ఏర్పడే చర్యా విధానాన్ని సంతృప్తికరమైన రీతిలో వివరించటానికి వెర్నర్ ఈ సిద్ధాంతంలో కొన్ని ప్రతిపాదనలు చేశారు.
ముఖ్యమైన ప్రతిపాదనలు
* ప్రతి సంశ్లిష్ట సమ్మేళనంలో కేంద్రక పరమాణువు లేదా అయాను ఉంటుంది.
* ఇది రెండు రకాల సంయోజకతలను ప్రదర్శిస్తుంది.
ప్రైమరీ వేలన్సీ (సంయోజకత): ఇది కేంద్రక పరమాణువు ఆక్సీకరణ స్థితికి సమానం. ఇది అయనీకరణం చెందే వేలన్సీ. దీనికి దిశ ఉండదు. దీన్ని .................. గీతతో సూచిస్తారు.
సెకండరీ వేలన్సీ:
* ఇది సంశ్లిష్ట సమ్మేళనంలోని కేంద్రక పరమాణువు కోఆర్డినేషన్ సంఖ్యకు సమానం. ఇది అయనీకరణం చెందని వేలన్సీ. దిశా లక్షణం ఉంటుంది. దీన్ని ________ గీతతో సూచిస్తారు.
* కొన్ని సంశ్లిష్టాల్లో రుణ లైగాండ్లు ప్రైమరీ, సెకండరీ వేలన్సీలను సంతృప్తి పరుస్తాయి.
                                                                                                                       

2. లాంథనైడ్ సంకోచం అంటే ఏమిటి? దాని ఫలితాలను తెలపండి.

జ: లాంథనైడ్ సంకోచం: వ్యాపించి ఉన్న f ఆర్బిటాళ్ల ఆకృతి, అతి తక్కువగా ఉండే పరిరక్షక ప్రభావం మూలంగా 14 లాంథనాయిడ్ మూలకాల్లో పరమాణు, అయానిక వ్యాసార్ధాలు క్రమేపీ తగ్గడాన్ని ''లాంథనైడ్ సంకోచం'' అంటారు.
లాంథనైడ్ సంకోచ ఫలితాలు: 4d, 5d మూలకాలకు సన్నిహిత రసాయన ధర్మాలు ఉంటాయి.
* ఒకే స్ఫటిక నిర్మాణం, రసాయన ధర్మాలు ఉన్నందు వల్ల లాంథనైడ్ మూలకాలను వాటి మిశ్రమం నుంచి వేరుచేయడం కష్టం.
 

3. ప్రభావిత పరమాణు సంఖ్య (EAN) అంటే ఏమిటి? కింద ఇచ్చిన సంశ్లిష్టాల్లో కేంద్రక పరమాణు EANను లెక్కించండి.
           a) K₄[Fe(CN)₆]            (b) [Co(H₂O)₆] (NO₃)₃
జ: ''కోఆర్డినేషన్ తర్వాత కేంద్రలోహ పరమాణువు (సంశ్లిష్ట సమ్మేళనంలో)పై ఉండే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యను EAN అంటారు'' EAN (ప్రభావిత పరమాణు సంఖ్య) = Z- లోహ పరమాణవు కోల్పోయిన ఎలక్టాన్ల సంఖ్య + లైగాండ్ల నుంచి గ్రహించిన ఎలక్టాన్ల సంఖ్య.
ఉదా: (i) K₄ [Fe(CN)₆] లో Fe కి EAN
          EAN = 26 - 2 + (6 × 2) = 24 + 12 = 36
          (ii) [Co(H₂O)₆] (NO₃)₃ లో Co కు EAN
          EAN = 27 - 3 + (6 × 2) = 24 + 12 = 36

4. పరివర్తన మూలకాల నాలుగు విలక్షణ ధర్మాలను తెలపండి.
జ: * ఇవి మిశ్రమలోహాలు, రంగు ఉండే సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి.
     * సంశ్లిష్ట సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి.
     * భిన్న ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శిస్తాయి.
     * ఉత్ప్రేరకాలుగా వ్యవహరిస్తాయి.
 

5. వివిధ రంగాల్లో సమన్వయ సమ్మేళనాల నాలుగు అనువర్తనాలను వివరించండి.
జ: * Na₂ EDTA తో టైట్రేషన్ చేసి జల కాఠిన్యతను పరిమాణాత్మకంగా తెలుసుకోవడానికి.
     * [Ag(S₂O₃)₂]^-3 ని ఫొటోగ్రఫీ ఫిక్సింగ్‌లో.
     * విల్కిన్‌సన్ ఉత్ప్రేరకంతో ఆల్కీన్లను హైడ్రోజనీకరణం చేయడానికి.
     * EDTA ను లెడ్ విషాన్ని తొలగించడానికి.
 

6. IUPAC నియమాలను ఉపయోగించి కింది సంశ్లిష్ట సమ్మేళనాల సాంకేతికాలను రాయండి.
             ఎ) టెట్రా హైడ్రాక్సో జింకేట్ (II)                        బి) హెక్సా ఎమీన్ కోబాల్ట్ (III) సల్ఫేట్
             సి) పొటాషియం ట్రై (ఆగ్జలేటో) క్రోమేట్ (III)      డి) పొటాషియం టెట్రా క్లోరో పల్లాడేట్ (II)
జ: ఎ) [Zn(OH)₄]^-2
     బి) [Co(NH₃)₆]²(SO₄)^₃
     సి) K₃[Cr(C₂O₄)₃]
     డి) K₂[PdCl₄]

7. IUPAC నియమాలను ఉపయోగించి కిందివాటికి శాస్త్రీయ నామాలను రాయండి.
           ఎ) [Co(NH₃)₆]Cl₃             బి) [Pt(NH₃)^₂Cl(NH₂CH₃)]Cl
           సి) [Ti(H₂O)₆]⁺³              డి) [NiCl₄]^-2
జ: ఎ) హెక్సా ఎమీన్ కోబాల్ట్ (III) క్లోరైడ్
     బి) డై ఎమీన్ క్లోరో (మిథైల్ ఎమైనో) ప్లాటినం (II) క్లోరైడ్
     సి) హెక్సా ఆక్వా టైటానియం (III) అయాన్
    డి) టెట్రా క్లోరో నికెలేట్ (II) అయాన్.
 

8. సమన్వయ సమ్మేళనాలు ప్రదర్శించే వివిధ రకాల నిర్మాణాత్మక సాదృశ్యాలను సరైన ఉదాహరణలతో వివరించండి.
జ: విభిన్న ప్రాదేశిక పరమాణు అమరికల కారణంగా రెండు సమన్వయ సమ్మేళనాలు ప్రదర్శించే సాదృశ్యాన్ని నిర్మాణాత్మక సాదృశ్యం అంటారు. దీన్ని కింది విధంగా వర్గీకరిస్తారు.
ఎ) బంధ సాదృశ్యం: సమన్వయ సమ్మేళనాల్లో ఉండే ఉభయదంత లైగాండ్, భిన్న సాదృశ్యకాలుగా వ్యవహరించినప్పుడు ఏర్పడే సాదృశ్యాన్ని 'బంధ సాదృశ్యం' అంటారు.
ఉదా: [Co(NH₃)5 NO₂]Cl₂ & [Co(NH₃)₅ ONO]Cl₂
బి) సమన్వయ సాదృశ్యం: రెండు భిన్న సంశ్లిష్ట సమ్మేళనాల్లోని కేంద్రక లోహ పరమాణువులు పరస్పరం మార్పిడి చేసుకోవడం వల్ల ఏర్పడే సాదృశ్యాన్ని 'సమన్వయ సాదృశ్యం ' అంటారు.
ఉదా: [Co(NH₃)₆] [Cr(CN)₆] & [Co(CN)₆] [Cr(NH₃)₆]

సి) అయనీకరణ సాదృశ్యం: ఒకే సంఘటనం ఉండే సంశ్లిష్ట సమ్మేళనాల్లో లైగాండ్, ప్రతి అయాన్ పరస్పరం మార్పిడి చేసుకుని ద్రావణంలో భిన్న అయాన్లను ఇవ్వడం వల్ల ఏర్పడే సాదృశ్యాన్ని 'అయనీకరణ సాదృశ్యం' అంటారు.
ఉదా: [Co(NH₃)₅ SO₄]Br & [Co(NH₃)₅ Br]SO₄
డి) హైడ్రేట్ సాదృశ్యం: ఒక సంశ్లిష్ట సమ్మేళనంలో లైగాండ్లుగా ఉండే H₂O అణువులు, మరో సంశ్లిష్ట సమ్మేళనంలో సంశ్లిష్ట ఆవరణం బయట స్వేచ్ఛా నీటి అణువులుగా ఉండటం వల్ల ఏర్పడే సాదృశ్యాన్ని 'హైడ్రేట్ సాదృశ్యం' అంటారు.
ఉదా: [Cr(H₂O)₆]Cl₃ (ఊదా రంగు) & [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂ . H₂O(బూడిద ఆకుపచ్చ రంగు)
 

9. సమన్వయ సమ్మేళనాలు ప్రదర్శించే వివిధ ప్రాదేశిక సాదృశ్యాలను సరైన ఉదాహరణలతో వివరించండి.
జ: ఒకే అణు ఫార్ములా, అణు నిర్మాణం ఉండి లైగాండ్ల ప్రాదేశిక అమరికలో భిన్నంగా ఉన్న రెండు సమన్వయ సమ్మేళనాలు ప్రదర్శించే సాదృశ్యాన్ని 'ప్రాదేశిక సాదృశ్యం' అంటారు. దీన్ని రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు.
ఎ) క్షేత్ర సాదృశ్యం: సమన్వయ సంశ్లిష్ట సమ్మేళనాల్లో విభిన్న జ్యామితీయ అమరికల కారణంగా ఏర్పడే సాదృశ్యాన్ని 'క్షేత్ర సాదృశ్యం' అంటారు. సంశ్లిష్ట సమ్మేళనంలో లైగాండ్లు పక్కపక్కనే ఉంటే దాన్ని 'సిస్ సాదృశకం' అని, వ్యతిరేక దిశలో ఉంటే 'ట్రాన్స్ సాదృశకం' అని అంటారు.

       ఆక్టాహెడ్రల్ సంశ్లిష్ట సమ్మేళనాల్లో మూడు లైగాండ్లు (ఒకే రకం) ఆక్టాహెడ్రల్ ఫలకంలో పక్కపక్క స్థానాలను ఆక్రమిస్తే దాన్ని 'ఫలక సాదృశకం' (fac)అని, ఆక్టాహెడ్రన్ రేఖాంశం చుట్టూ వ్యాపిస్తే దాన్ని 'రేఖాంశ సాదృశకం' (mer) అని అంటారు.

గమనిక: fac = facial, mer = meridian

       
బి) దృక్ సాదృశ్యం: కైరల్ అణువులు ఉండే రెండు సదృశకాలు ఒకదానికొకటి బింబప్రతిబింబాలుగా ఉన్నప్పుడు కలిగే సాదృశ్యాన్ని 'దృక్ సాదృశ్యం' అని, ఈ సదృశకాలను దృక్ సదృశకాలు (Enantiomers) అని అంటారు. కైరల్ అణువు పొలారి మీటర్‌లో సమతల ధ్రువిత కాంతిని కుడివైపు భ్రమణం చేస్తే దాన్ని 'డెక్స్‌ట్రో సదృశకం' అని, ఎడమవైపు భ్రమణం చేస్తే దాన్ని 'లీవో సదృశ్యకం' అని అంటారు.

10. 'హోమోలెప్టిక్', 'హెటిరోలెప్టిక్' సంశ్లిష్టాలు అంటే ఏమిటి? ఒక్కోదానికి ఒక్కో ఉదాహరణ ఇవ్వండి.
జ: హోమోలెప్టిక్ సంశ్లిష్టం: కేంద్ర లోహం చుట్టూ ఒకేరకమైన లైగాండ్లు బంధితమై ఉండే సంశ్లిష్టాన్ని 'హోమోలెప్టిక్ సంశ్లిష్టం' అంటారు.
ఉదా: [Co(NH₃)₆]⁺³
హెటిరోలెప్టిక్ సంశ్లిష్టం: కేంద్ర లోహం చుట్టూ రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ రకాల లైగాండ్లు బంధితమై ఉండే సంశ్లిష్టాన్ని 'హెటిరోలెప్టిక్ సంశ్లిష్టం' అంటారు.
ఉదా: [Co(NH₃)₄Cl₂]⁺