Inorganic Chemistry अकार्बनिक रसायन (Inorganic Chemistry)

sp2 Hybridization sp2 संकरण (sp2 Hybridization)

sp2 hybridization involves the mathematical mixing of one s and two p atomic orbitals to generate three equivalent hybrid orbitals directed in a trigonal planar geometry. The resulting hybrid orbitals possess 33.3% s-character and 66.7% p-character, dictating a bond angle of 120° in ideal symmetrical systems. sp2 संकरण में एक s और दो p परमाणु कक्षकों (atomic orbitals) का गणितीय मिश्रण शामिल है, जिससे तीन समान संकर कक्षक (hybrid orbitals) उत्पन्न होते हैं जो त्रिकोणीय समतलीय (trigonal planar) ज्यामिति में व्यवस्थित होते हैं। परिणामी संकर कक्षकों में 33.3% s-लक्षण और 66.7% p-लक्षण होते हैं, जो आदर्श सममित प्रणालियों में 120° का बंध कोण निर्धारित करते हैं।

UP PGT Chemistry Subject Code 02 B.Sc. / M.Sc. Level

Orbital Mixing and Geometry कक्षीय मिश्रण और ज्यामिति (Orbital Mixing and Geometry)

Trigonal planar geometry arises from sp2 hybridization with an ideal bond angle of 120°.
The unhybridized pz orbital remains perpendicular to the nodal plane, forming π-bonds in unsaturated systems.
Molecules like BF3, C2H4, and HCHO exhibit central atoms with sp2 hybridization.

त्रिकोणीय समतलीय ज्यामिति sp2 संकरण से उत्पन्न होती है, जिसका आदर्श बंध कोण 120° होता है।
असंकरित pz कक्षक नोडल तल के लंबवत रहता है, जो असंतृप्त प्रणालियों में π-बंध बनाता है।
BF3, C2H4 और HCHO जैसे अणुओं में केंद्रीय परमाणु sp2 संकरण प्रदर्शित करते हैं।

Electronic Properties and Electronegativity इलेक्ट्रॉनिक गुण और विद्युत ऋणात्मकता (Electronic Properties and Electronegativity)

Higher s-character (33.3%) compared to sp3 (25%) makes sp2 hybridized carbon more electronegative.
Increased s-character holds electrons closer to the nucleus, enhancing the acidic strength of adjacent C-H bonds (e.g., alkenes vs alkanes).
Bond lengths in sp2 systems are shorter and bond energies are higher than analogous sp3 single bonds.

sp3 (25%) की तुलना में उच्च s-लक्षण (33.3%) sp2 संकरित कार्बन को अधिक विद्युत ऋणात्मक (electronegative) बनाता है।
बढ़ा हुआ s-लक्षण इलेक्ट्रॉनों को नाभिक के करीब रखता है, जिससे निकटवर्ती C-H बंधों की अम्लीय शक्ति बढ़ जाती है (जैसे एल्कीन बनाम एल्केन)।
sp2 प्रणालियों में बंध की लंबाई छोटी होती है और बंध ऊर्जाएं समान sp3 एकल बंधों की तुलना में अधिक होती हैं।

Bent's Rule and Substituent Effects बेंट का नियम और प्रतिस्थापी प्रभाव (Bent's Rule and Substituent Effects)

Bent's rule states that more electronegative substituents preferentially occupy hybrid orbitals with less s-character.
In molecules with lone pairs, the lone pair occupies an sp2 orbital but exerts greater repulsion, compressing the bond angle below 120° (e.g., SO2).
Resonance structures involving sp2 carbons maintain planarity to ensure maximum delocalization of π-electrons.

बेंट का नियम बताता है कि अधिक विद्युत ऋणात्मक प्रतिस्थापी प्राथमिकता से उन संकर कक्षकों पर कब्जा करते हैं जिनमें s-लक्षण कम होता है।
एकाकी युग्म (lone pairs) वाले अणुओं में, एकाकी युग्म sp2 कक्षक पर कब्जा करता है लेकिन अधिक प्रतिकर्षण उत्पन्न करता है, जिससे बंध कोण 120° से कम हो जाता है (जैसे SO2)।
sp2 कार्बन से जुड़ी अनुनाद संरचनाएं (resonance structures) समतलता बनाए रखती हैं ताकि π-इलेक्ट्रॉनों का अधिकतम विस्थानीकरण (delocalization) सुनिश्चित हो सके।

📐 Key Formulas & Equations 📐 महत्वपूर्ण सूत्र एवं समीकरण

Percentage s-Character प्रतिशत s-लक्षण (Percentage s-Character)

% s-character = Number of s orbitalsTotal hybrid orbitals × 100

Conditions: Applicable for any hybridization state

शर्तें: किसी भी संकरण अवस्था के लिए लागू

इकाइयाँ: कोई इकाई नहीं

Bond Angle vs s-Character Relation बंध कोण बनाम s-लक्षण संबंध (Bond Angle vs s-Character Relation)

\cos(θ) = - s1 - s

Conditions: Bent's rule applications and equivalent orbitals

शर्तें: बेंट के नियम के अनुप्रयोग और समान कक्षक

इकाइयाँ: कोई इकाई नहीं

Dipole Moment of Trigonal Planar System त्रिकोणीय समतलीय प्रणाली का द्विध्रुव आघूर्ण (Dipole Moment of Trigonal Planar System)

μ = √μ₁² + μ₂² + 2μ₁μ₂ \cos(120°)

Conditions: Symmetrical AX3 systems with identical substituents

शर्तें: समान प्रतिस्थापियों वाली सममित AX3 प्रणालियां

इकाइयाँ: Debye (D)

Steric Number Formula स्टेरिक संख्या सूत्र (Steric Number Formula)

SN = 12 (V + M - C + A)

Conditions: Applied to central atom in molecular systems

शर्तें: आणविक प्रणालियों में केंद्रीय परमाणु पर लागू

इकाइयाँ: कोई इकाई नहीं

⚠️ Important Exceptions & Anomalies ⚠️ महत्वपूर्ण अपवाद एवं विसंगतियाँ

Exceptionअपवाद AX3 molecules with sp2 hybridization always possess a 120° bond angle.sp2 संकरण वाले AX3 अणुओं में हमेशा 120° का बंध कोण होता है।

Observation: SnCl2 and SO2 deviate significantly from 120°. — Presence of a lone pair on the central atom exerts greater repulsive force, compressing the bond angle. प्रेक्षण: SnCl2 और SO2 का कोण 120° से काफी भिन्न होता है। केंद्रीय परमाणु पर एकाकी युग्म की उपस्थिति अधिक प्रतिकर्षण बल लगाती है, जिससे बंध कोण संकुचित हो जाता है।

Exceptionअपवाद Terminal atoms in double bonds are strictly sp2 hybridized.द्वि-बंधों में अंतिम परमाणु सख्ती से sp2 संकरित होते हैं।

Observation: Terminal oxygen in carbonyl groups or terminal carbon in allenes can exhibit different bonding parameters. — Orbital rehybridization occurs to minimize steric strain and maximize orbital overlap in complex frameworks. प्रेक्षण: कार्बोनिल समूहों में अंतिम ऑक्सीजन या एलीन में अंतिम कार्बन अलग-अलग बंध मापदंड प्रदर्शित कर सकते हैं। जटिल संरचनाओं में स्टेरिक तनाव को कम करने और कक्षीय अतिव्यापन को अधिकतम करने के लिए कक्षीय पुनर्संकरण होता है।

Exceptionअपवाद Carbocations are universally planar sp2 hybridized species.कार्बोकेशन सार्वभौमिक रूप से समतलीय sp2 संकरित प्रजातियां हैं।

Observation: Bridgehead carbocations in rigid polycyclic systems (e.g., 1-adamantyl cation) resist planar geometry. — Ring strain and geometric constraints prevent the carbon atom from achieving the required 120° planar layout. प्रेक्षण: कठोर बहुचक्रीय प्रणालियों (जैसे 1-एडमेंटिल धनायन) में ब्रिजहेड कार्बोकेशन समतलीय ज्यामिति का विरोध करते हैं। वलय तनाव और ज्यामितीय बाधाएं कार्बन परमाणु को आवश्यक 120° समतलीय लेआउट प्राप्त करने से रोकती हैं।

💡 Shortcuts & Memory Aids 💡 शॉर्टकट एवं स्मरणीय सूत्र

Steric Number Quick Countस्टेरिक संख्या की त्वरित गणना

SN = Sigma Bonds + Lone Pairs

Application: Directly sum sigma bonds and lone pairs on the central atom; if SN = 3, hybridization is strictly sp2. अनुप्रयोग: केंद्रीय परमाणु पर सिग्मा बंधों और एकाकी युग्मों का योग करें; यदि SN = 3 है, तो संकरण निश्चित रूप से sp2 है।

s-Character Acidity Trends-लक्षण अम्लता प्रवृत्ति

Acidity ∝ % s-character (sp > sp^2 > sp^3)

Application: Use higher s-character to instantly deduce that alkene protons are more acidic than alkane protons. अनुप्रयोग: उच्च s-लक्षण का उपयोग करके यह निष्कर्ष निकालें कि एल्कीन प्रोटॉन एल्केन प्रोटॉन की तुलना में अधिक अम्लीय होते हैं।

Pi Bond Countपाई बंध गणना

Total Bonds - Sigma Bonds = π-bonds

Application: Identify double bonds instantly; every double bond contains exactly one σ-bond and one π-bond, confirming sp2 centers. अनुप्रयोग: द्वि-बंधों की पहचान करें; प्रत्येक द्वि-बंध में एक σ-बंध और एक π-बंध होता है, जो sp2 केंद्रों की पुष्टि करता है।

⚖️ Comparison of Hybridization States ⚖️ संकरण अवस्थाओं की तुलना

Parameterपैरामीटर	sp3sp3	sp2sp2	spsp
s-Characters-लक्षण	25%25%	33.3%33.3%	50%50%
Geometryज्यामिति	Tetrahedralचतुष्फलकीय	Trigonal Planarत्रिकोणीय समतलीय	Linearरेखीय
Bond Angleबंध कोण	109.5°109.5°	120°120°	180°180°
Exampleउदाहरण	CH4CH4	C2H4C2H4	C2H2C2H2

🎯 Key Exam Points 🎯 महत्वपूर्ण परीक्षा बिंदु (Key Exam Points)

The bond angle in an ideal sp2 hybridized molecule is exactly 120°.
Ethene (C2H4) contains one C=C double bond consisting of one σ-bond and one π-bond.
Boron trifluoride (BF3) is a Lewis acid with an sp2 hybridized boron atom and an incomplete octet.
Carbocations are electron-deficient species characterized by an sp2 hybridized central carbon with an empty p-orbital.
Graphite exhibits sp2 hybridization, resulting in layered hexagonal sheets held together by weak van der Waals forces.
The percentage of s-character in sp2 hybridization is 33.3%.

आदर्श sp2 संकरित अणु में बंध कोण ठीक 120° होता है।
एथीन (C2H4) में एक C=C द्वि-बंध होता है जिसमें एक σ-बंध और एक π-बंध होता है।
बोरॉन ट्राइफ्लोराइड (BF3) एक लुईस अम्ल है जिसमें sp2 संकरित बोरॉन परमाणु और अधूरा अष्टक होता है।
कार्बोकेशन इलेक्ट्रॉन-न्यून प्रजातियां हैं जो खाली p-कक्षक वाले sp2 संकरित केंद्रीय कार्बन द्वारा पहचानी जाती हैं।
ग्रेफाइट sp2 संकरण प्रदर्शित करता है, जिसके परिणामस्वरूप कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा जुड़ी परतदार षट्कोणीय शीट बनती हैं।
sp2 संकरण में s-लक्षण का प्रतिशत 33.3% होता है।

🚫 Common Errors & Confusions 🚫 सामान्य भ्रांतियाँ एवं त्रुटियाँ (Common Errors)

Confusing total electron pairs with steric number by counting π-bonds in the steric count.
Assuming all molecules with three surrounding atoms have exactly a 120° bond angle regardless of lone pairs.
Forgetting that resonance can alter the effective hybridization and bond lengths in conjugated systems.
Misidentifying terminal atoms as hybridizing when hybridization strictly applies to central or multivalent atoms.

स्टेरिक गणना में π-बंधों को गिनकर कुल इलेक्ट्रॉन युग्मों को स्टेरिक संख्या के साथ भ्रमित करना।
यह मान लेना कि तीन आसपास के परमाणुओं वाले सभी अणुओं का बंध कोण एकाकी युग्मों की परवाह किए बिना 120° होता है।
यह भूल जाना कि अनुनाद संयुग्मित प्रणालियों में प्रभावी संकरण और बंध लंबाई को बदल सकता है।
अंतिम परमाणुओं को संकरित के रूप में गलत पहचानना जबकि संकरण केवल केंद्रीय या बहुसंयोजी परमाणुओं पर लागू होता है।

Syllabus Sectionपाठ्यक्रम अनुभाग

Inorganic Chemistryअकार्बनिक रसायन

Branch topics covered under official UP PGT Chemistry curriculum.आधिकारिक UP PGT रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम के अंतर्गत शामिल विषय।

Dual Nature Of Particle → Heisenberg Uncertainty Principle → Schrodinger Wave Equation → Atomic Orbitals → Quantum Numbers → S Orbitals →

Full Chemistry Tracker →

sp2 Hybridization sp2 संकरण (sp2 Hybridization)

Orbital Mixing and Geometry कक्षीय मिश्रण और ज्यामिति (Orbital Mixing and Geometry)

Electronic Properties and Electronegativity इलेक्ट्रॉनिक गुण और विद्युत ऋणात्मकता (Electronic Properties and Electronegativity)

Bent's Rule and Substituent Effects बेंट का नियम और प्रतिस्थापी प्रभाव (Bent's Rule and Substituent Effects)

⚡ Quick Revision: sp2 Hybridization ⚡ त्वरित रिवीज़न: sp2 संकरण (sp2 Hybridization)

Concept of Hybridization संकरण की अवधारणा

Trigonal Planar Arrangement त्रिकोणीय समतलीय व्यवस्था

Pi-Bonding Contribution पाई-बंध योगदान

Electronegativity and Reactivity विद्युत ऋणात्मकता और अभिक्रियाशीलता

📚 Terms & Units Glossary 📚 पारिभाषिक शब्दावली एवं इकाइयाँ

🎯 Key Takeaways 🎯 महत्वपूर्ण निष्कर्ष (Key Takeaways)

📌 Quick Recall 📌 त्वरित स्मरण (Quick Recall)

⚖️ Key Differences ⚖️ महत्वपूर्ण अंतर (Key Differences)

❓ Practice Questions (18 MCQs)❓ अभ्यास प्रश्न (18 बहुविकल्पीय प्रश्न)

What is the percentage of s-character in an sp² hybrid orbital? sp² संकरित कक्षक में s-लक्षण (s-character) का प्रतिशत क्या है?

What is the ideal bond angle in an sp² hybridized molecule? sp² संकरित अणु में आदर्श बंध कोण क्या होता है?

Which of the following molecules has an sp² hybridized central atom? निम्नलिखित में से किस अणु में केंद्रीय परमाणु sp² संकरित है?

What is the geometry of a molecule with sp² hybridization and no lone pairs? sp² संकरण और बिना किसी एकाकी युग्म वाले अणु की ज्यामिति क्या होती है?

In ethene (C₂H₄), each carbon atom is: एथीन (C₂H₄) में, प्रत्येक कार्बन परमाणु होता है:

How many unhybridized p-orbitals remain on an sp² hybridized carbon atom? sp² संकरित कार्बन परमाणु पर कितने असंकरित p-कक्षक शेष रहते हैं?

Which species is planar and sp² hybridized? कौन सी प्रजाति समतलीय और sp² संकरित है?

What effect does increasing s-character have on bond length? s-लक्षण बढ़ाने का बंध लंबाई पर क्या प्रभाव पड़ता है?

What is the steric number of the central atom in SO₃? SO₃ में केंद्रीय परमाणु की स्टेरिक संख्या क्या है?

Why is the bond angle in HCHO slightly less than 120°? HCHO में बंध कोण 120° से थोड़ा कम क्यों होता है?

The C-C bond length in ethene is approximately: एथीन में C-C बंध लंबाई लगभग होती है:

Which of the following contains an sp² hybridized nitrogen atom? निम्नलिखित में से किसमें sp² संकरित नाइट्रोजन परमाणु होता है?

What type of overlap forms the pi bond in sp² systems? sp² सिस्टम में पाई बंध किस प्रकार के अतिव्यापन (overlap) से बनता है?

In graphite, each carbon atom is bonded to how many other carbon atoms? ग्रेफाइट में, प्रत्येक कार्बन परमाणु कितने अन्य कार्बन परमाणुओं से बंधा होता है?

What is the hybridization of carbon in a carbonyl group (>C=O)? कार्बोनिल समूह (>C=O) में कार्बन का संकरण क्या है?

Which of the following properties is associated with sp² hybridized carbon compounds? निम्नलिखित में से कौन सा गुण sp² संकरित कार्बन यौगिकों से जुड़ा है?

🏛️ Exam Trends & Question Pattern🏛️ परीक्षा ट्रेंड एवं प्रश्न पैटर्न

⏱️ Timed Topic Test⏱️ समयबद्ध टॉपिक टेस्ट

Instructionsनिर्देश

sp2 Hybridization sp2 संकरण (sp2 Hybridization)

Orbital Mixing and Geometry कक्षीय मिश्रण और ज्यामिति (Orbital Mixing and Geometry)

Electronic Properties and Electronegativity इलेक्ट्रॉनिक गुण और विद्युत ऋणात्मकता (Electronic Properties and Electronegativity)

Bent's Rule and Substituent Effects बेंट का नियम और प्रतिस्थापी प्रभाव (Bent's Rule and Substituent Effects)

⚡ Quick Revision: sp2 Hybridization ⚡ त्वरित रिवीज़न: sp2 संकरण (sp2 Hybridization)

Concept of Hybridization संकरण की अवधारणा

Trigonal Planar Arrangement त्रिकोणीय समतलीय व्यवस्था

Pi-Bonding Contribution पाई-बंध योगदान

Electronegativity and Reactivity विद्युत ऋणात्मकता और अभिक्रियाशीलता

📚 Terms & Units Glossary 📚 पारिभाषिक शब्दावली एवं इकाइयाँ

🎯 Key Takeaways 🎯 महत्वपूर्ण निष्कर्ष (Key Takeaways)

📌 Quick Recall 📌 त्वरित स्मरण (Quick Recall)

⚖️ Key Differences ⚖️ महत्वपूर्ण अंतर (Key Differences)

❓ Practice Questions (18 MCQs)❓ अभ्यास प्रश्न (18 बहुविकल्पीय प्रश्न)

What is the percentage of s-character in an sp2 hybrid orbital? sp2 संकरित कक्षक में s-लक्षण (s-character) का प्रतिशत क्या है?

What is the ideal bond angle in an sp2 hybridized molecule? sp2 संकरित अणु में आदर्श बंध कोण क्या होता है?

Which of the following molecules has an sp2 hybridized central atom? निम्नलिखित में से किस अणु में केंद्रीय परमाणु sp2 संकरित है?

What is the geometry of a molecule with sp2 hybridization and no lone pairs? sp2 संकरण और बिना किसी एकाकी युग्म वाले अणु की ज्यामिति क्या होती है?

In ethene (C2H4), each carbon atom is: एथीन (C2H4) में, प्रत्येक कार्बन परमाणु होता है:

How many unhybridized p-orbitals remain on an sp2 hybridized carbon atom? sp2 संकरित कार्बन परमाणु पर कितने असंकरित p-कक्षक शेष रहते हैं?

Which species is planar and sp2 hybridized? कौन सी प्रजाति समतलीय और sp2 संकरित है?

What effect does increasing s-character have on bond length? s-लक्षण बढ़ाने का बंध लंबाई पर क्या प्रभाव पड़ता है?

What is the steric number of the central atom in SO3? SO3 में केंद्रीय परमाणु की स्टेरिक संख्या क्या है?

Why is the bond angle in HCHO slightly less than 120°? HCHO में बंध कोण 120° से थोड़ा कम क्यों होता है?

The C-C bond length in ethene is approximately: एथीन में C-C बंध लंबाई लगभग होती है:

Which of the following contains an sp2 hybridized nitrogen atom? निम्नलिखित में से किसमें sp2 संकरित नाइट्रोजन परमाणु होता है?

What type of overlap forms the pi bond in sp2 systems? sp2 सिस्टम में पाई बंध किस प्रकार के अतिव्यापन (overlap) से बनता है?

In graphite, each carbon atom is bonded to how many other carbon atoms? ग्रेफाइट में, प्रत्येक कार्बन परमाणु कितने अन्य कार्बन परमाणुओं से बंधा होता है?

What is the hybridization of carbon in a carbonyl group (>C=O)? कार्बोनिल समूह (>C=O) में कार्बन का संकरण क्या है?

Which of the following properties is associated with sp2 hybridized carbon compounds? निम्नलिखित में से कौन सा गुण sp2 संकरित कार्बन यौगिकों से जुड़ा है?

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Test Resultपरीक्षा परिणाम

What is the percentage of s-character in an sp² hybrid orbital? sp² संकरित कक्षक में s-लक्षण (s-character) का प्रतिशत क्या है?

What is the ideal bond angle in an sp² hybridized molecule? sp² संकरित अणु में आदर्श बंध कोण क्या होता है?

Which of the following molecules has an sp² hybridized central atom? निम्नलिखित में से किस अणु में केंद्रीय परमाणु sp² संकरित है?

What is the geometry of a molecule with sp² hybridization and no lone pairs? sp² संकरण और बिना किसी एकाकी युग्म वाले अणु की ज्यामिति क्या होती है?

In ethene (C₂H₄), each carbon atom is: एथीन (C₂H₄) में, प्रत्येक कार्बन परमाणु होता है:

How many unhybridized p-orbitals remain on an sp² hybridized carbon atom? sp² संकरित कार्बन परमाणु पर कितने असंकरित p-कक्षक शेष रहते हैं?

Which species is planar and sp² hybridized? कौन सी प्रजाति समतलीय और sp² संकरित है?

What is the steric number of the central atom in SO₃? SO₃ में केंद्रीय परमाणु की स्टेरिक संख्या क्या है?

Which of the following contains an sp² hybridized nitrogen atom? निम्नलिखित में से किसमें sp² संकरित नाइट्रोजन परमाणु होता है?

What type of overlap forms the pi bond in sp² systems? sp² सिस्टम में पाई बंध किस प्रकार के अतिव्यापन (overlap) से बनता है?

Which of the following properties is associated with sp² hybridized carbon compounds? निम्नलिखित में से कौन सा गुण sp² संकरित कार्बन यौगिकों से जुड़ा है?