MPSC 2026 पूर्व परीक्षा पेपर-१ · प्रश्न 70 / 100

हा प्रश्न महाराष्ट्र लोकसेवा आयोगाने रद्द केला आहे. अंतिम उत्तरतालिकेत त्याला कोणतेही बरोबर उत्तर नाही आणि कोणत्याही पर्यायासाठी गुण दिले जात नाहीत — म्हणजे परीक्षा हॉलमध्ये तुम्ही काय नोंदवले होते यावर आता काहीही अवलंबून नाही. या पेपरातून वगळण्यात आलेल्या सहा प्रश्नांपैकी हा एक; उरलेले पाच म्हणजे प्रश्न 14, 22, 25, 50 आणि 51. कोणतेही उत्तर तालिकेत नसल्याने हे कार्ड जाणीवपूर्वक कोणत्याही पर्यायाची बाजू घेत नाही, आणि खालील कोणत्याही पर्यायाला बरोबर किंवा चूक असे म्हटलेले नाही. आयोगाने रद्द करण्यामागची स्वतःची कारणे प्रसिद्ध केलेली नाहीत, आणि इथे त्यांचा अंदाजही बांधलेला नाही. छापील पानावरून जे सांगता येते ते एवढेच की प्रश्नाची मांडणी सैल आहे. प्रश्न एकवचनात विचारला आहे — 'कोणता घटक ... समन्वय संयुग निर्माण करतो' — पण हेलाईडसारख्या साध्या लिगँडबरोबर समन्वय संयुग तयार करण्याची वागणूक ही पर्यायांतील एकाच नावापुरती मर्यादित नाही. ती संक्रमण धातूंची ठळक सवय आहे, आणि s-खंडातील बेरिलीयमच्या असामान्य वर्तनाच्या प्रमाणित पाठ्यपुस्तकी चर्चेतही त्याचे [BeF4]2− हे संकुल येते. एकवचनी प्रश्नाखाली अशी पर्यायांची यादी दिली जाते, जिच्यातील एकाहून अधिक नावांबाबत वर्णन जुळवून दाखवता येते, तेव्हा एकच उत्तर वेगळे निघत नाही; आणि 'वरीलपैकी एकही नाही' हा सुटकेचा पर्याय ही अडचण सोडवण्याऐवजी वाढवतो. मराठी स्तंभातील एक छपाईविषयक तपशीलही अचूकतेसाठी नोंदवण्यासारखा आहे: याच पेपरात इतरत्र (उदा. प्रश्न 68 व 69) 'मूलद्रव्य' हा शब्द वापरलेला असताना इथे मात्र 'घटक' असा अधिक सैल शब्द छापला आहे. यामुळे प्रश्नाचा अर्थ बदलत नाही. प्रश्न रद्द झाला असला तरी त्यामागचा घटक मात्र पूर्णपणे खरा आणि वारंवार विचारला जाणारा आहे, त्यामुळे खालचा पार्श्वभूमीचा भाग वाचण्यासारखा आहे.

समन्वय संयुग म्हणजे असे संयुग ज्यात मध्यवर्ती धातू अणू किंवा आयनाभोवती ठरावीक संख्येने आयन किंवा उदासीन रेणू जोडलेले असतात; या जोडलेल्या घटकांना लिगँड म्हणतात. त्यांच्यातील बंध समन्वय किंवा दाता बंध असतो: लिगँड आपल्याजवळ आधीच असलेल्या एकाकी इलेक्ट्रॉन-जोडीतील दोन्ही इलेक्ट्रॉन पुरवतो आणि धातू ते स्वीकारण्यासाठी रिकामी कक्षा पुरवतो. मध्यवर्ती धातूला जोडलेल्या दाता अणूंच्या संख्येला त्याचा समन्वय अंक म्हणतात. लिगँडचे वर्गीकरण त्यांच्यातील दाता अणूंच्या संख्येवरून होते — हेलाईड आयन, पाणी, अमोनिया व सायनाइड यांसारखे एकदंती लिगँड एकाच अणूमार्फत जोडले जातात; एथिलीनडायअमीन व ऑक्झॅलेट आयनासारखे द्विदंती लिगँड दोन अणूंमार्फत; तर EDTA सारखे बहुदंती लिगँड अनेक अणूंमार्फत धातूभोवती गुंडाळले जाऊन किलेट नावाचे वलय तयार करतात. संपूर्ण समन्वय एकक चौकोनी कंसात लिहितात, जसे [Co(NH3)6]Cl3. वर्नरच्या अभिजात सिद्धांताने अशी सूत्रे स्पष्ट करताना धातूला दोन प्रकारच्या संयुजा दिल्या: प्राथमिक संयुजा, जी आयनीभवनक्षम असते व ऋण आयनांनी समाधानी होते, आणि दुय्यम संयुजा, जी आयनीभवनक्षम नसते, लिगँडांनी समाधानी होते आणि विशिष्ट धातूसाठी संख्येने ठरलेली असते — आजच्या भाषेत तोच समन्वय अंक.

समन्वय रसायनशास्त्रावर संक्रमण धातूंचे वर्चस्व आहे, आणि त्याची कारणे योगायोगाची नसून रचनेतच आहेत: त्यांचे आयन लहान असतात व त्यांच्यावरील भार मोठा असतो, त्यामुळे ते लिगँड जोरदारपणे स्वतःकडे ओढतात; शिवाय दान केलेल्या एकाकी जोड्या स्वीकारण्यासाठी योग्य ऊर्जेच्या रिकाम्या d कक्षा त्यांच्याजवळ असतात. या दोन गोष्टींतून नेहमीची उदाहरणे तयार होतात — हेक्झाअमीनकोबाल्ट(III) आयन, पोटॅशियम हेक्झासायनोफेरेट(II), टेट्राकार्बोनिलनिकेल, आणि कॉपर सल्फेटच्या द्रावणात अमोनिया घातल्यावर दिसणारा गडद निळा टेट्राअमीनकॉपर(II) आयन. पण समन्वय हा केवळ d-खंडाचाच मक्ता नाही. s-खंडातील मूलद्रव्यांत बेरिलीयम हे ठळक उदाहरण आहे, कारण त्याचा आयन अपवादात्मक लहान असून त्याची भारघनता अपवादात्मक मोठी असते; त्याच्या असामान्य वर्तनाच्या प्रमाणित मांडणीत [BeF4]2− सारखी संकुले येतात, जी कोणत्याही व्याख्येने हेलाईड संकुलेच आहेत. मॅग्नेशियम हरितद्रव्याच्या केंद्रस्थानी पॉर्फिरीन वलयात धरून ठेवलेले असते आणि कोबाल्ट जीवनसत्त्व B12 च्या केंद्रस्थानी — ही दोन्ही समन्वय संयुगे, ज्यांवर सजीवसृष्टीच अवलंबून आहे, जरी त्यांपैकी एकातही हेलाईड लिगँड नाही.

• समन्वय संयुगात मध्यवर्ती धातू अणू किंवा आयन ठरावीक संख्येच्या लिगँडांशी समन्वय बंधांनी जोडलेला असतो; त्या बंधात लिगँड एकाकी जोडी दान करतो आणि धातू रिकामी कक्षा पुरवतो. समन्वय एकक चौकोनी कंसात लिहितात.
• समन्वय अंक म्हणजे मध्यवर्ती धातूला जोडलेल्या लिगँडांच्या दाता अणूंची संख्या. लिगँड एकदंती (हेलाईड आयन, पाणी, अमोनिया, सायनाइड), द्विदंती (एथिलीनडायअमीन, ऑक्झॅलेट) किंवा बहुदंती/किलेटकारी (EDTA) असतात.
• संक्रमण धातू समन्वय संयुगे सहज तयार करतात, कारण त्यांचे आयन लहान व मोठ्या भाराचे असतात आणि दान केलेल्या इलेक्ट्रॉन-जोड्या स्वीकारू शकणाऱ्या रिकाम्या d कक्षा त्यांच्याजवळ असतात. [Co(NH3)6]Cl3, K4[Fe(CN)6] व [Ni(CO)4] ही प्रमाणित उदाहरणे.
• बेरिलीयम s-खंडातील मूलद्रव्य असूनही संकुले तयार करते — बेरिलीयमच्या असामान्य वर्तनाच्या प्रमाणित मांडणीत [BeF4]2− चा उल्लेख येतो, आणि ते साध्या हेलाईड लिगँडसह तयार झालेले संकुल आहे.
• जैविकदृष्ट्या महत्त्वाची समन्वय संयुगे: हिमोग्लोबिन (लोह), हरितद्रव्य (मॅग्नेशियम) आणि जीवनसत्त्व B12 (कोबाल्ट). EDTA पाण्याचा जडपणा मोजण्यासाठी व शिशाच्या विषबाधेच्या उपचारात वापरतात, आणि सिस्प्लॅटिन कर्करोगाच्या केमोथेरपीत वापरतात.

• केवळ संक्रमण धातूच संकुले तयार करतात असे गृहीत धरणे. बेरिलीयमचे [BeF4]2− आणि ॲल्युमिनियमची फ्ल्युओराइड व हायड्रॉक्साइड संकुले ही s व p खंडातील प्रमाणित उलट उदाहरणे आहेत.
• समन्वय अंक आणि ऑक्सिडेशन स्थिती यांची गल्लत करणे. या दोन स्वतंत्र राशी आहेत: [Co(NH3)6]Cl3 मध्ये कोबाल्टचा समन्वय अंक सहा आणि ऑक्सिडेशन स्थिती +3 आहे, आणि यांपैकी कोणतीही एक स्वतंत्रपणे विचारली जाऊ शकते.
• नावाचे पर्याय एकमेकांवर आदळताना दिसतात म्हणून 'वरीलपैकी एकही नाही' असा सुटकेचा पर्याय नोंदवणे. असा पर्याय तेव्हाच बरोबर असतो जेव्हा नाव दिलेला प्रत्येक पर्याय ठामपणे बाद करता येतो; नाव दिलेल्या पर्यायांतील परस्पर आच्छादन हा प्रश्नाचा दोष असतो, सुटकेच्या पर्यायाचा पुरावा नव्हे.

समन्वय रसायनशास्त्र सामान्य अध्ययनाच्या पेपरात मुख्यतः सिद्धांतापेक्षा उपयोगांच्या मार्गाने पोहोचते. सर्वात नेहमीचा साचा म्हणजे जैवरेणूतील धातूचा प्रश्न — हिमोग्लोबिन, हरितद्रव्य किंवा जीवनसत्त्व B12 मध्ये कोणता धातू आहे — जो अनेक राज्यस्तरीय व केंद्रीय पेपरांत आलेला आहे. त्याखालोखाल उपयोगाचा प्रश्न: EDTA कशासाठी वापरतात, सोने व चांदी काढताना सायनाइड का वापरतात, सिस्प्लॅटिन कोणत्या आजारावर वापरतात. समन्वय अंक, संकुल आयनातील ऑक्सिडेशन स्थिती किंवा लिगँडचे वर्गीकरण विचारणारे खऱ्या अर्थाने तांत्रिक साचे रसायनशास्त्राला अधिक वजन देणाऱ्या पेपरांत येतात. तीन जैविक धातू, चार-पाच नाव घेण्याजोगे उपयोग, आणि लिगँड व समन्वय अंक यांचा अर्थ — एवढी तयारी या घटकाकडून येऊ शकणाऱ्या जवळपास सर्व प्रश्नांना पुरते.

या प्रश्नाशी थेट संबंधित मागील PYQ आढळला नाही.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष PYQ नाही

  हिरव्या वनस्पतींतील हरितद्रव्य रेणूच्या केंद्रस्थानी, पॉर्फिरीन वलयात धरून ठेवलेला धातू कोणता ?

  • (a)लोह
  • (b)मॅग्नेशियम
  • (c)कोबाल्ट
  • (d)तांबे

  उत्तर(b) मॅग्नेशियम — हरितद्रव्य हे समन्वय संयुग असून त्यात मॅग्नेशियम आयन पॉर्फिरीन वलयाच्या केंद्रस्थानी बसतो. हिमोग्लोबिनमध्ये त्याच जागी लोह असते आणि जीवनसत्त्व B12 मध्ये कोबाल्ट. ही तिन्ही सजीवसृष्टीसाठी अत्यावश्यक समन्वय संयुगे आहेत, म्हणूनच ही त्रिकुटी वारंवार विचारली जाते.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष PYQ नाही

  [Co(NH3)6]Cl3 या समन्वय संयुगात कोबाल्टचा समन्वय अंक आणि ऑक्सिडेशन स्थिती अनुक्रमे किती आहे ?

  • (a)3 आणि +6
  • (b)6 आणि +3
  • (c)6 आणि +6
  • (d)3 आणि +3

  उत्तर(b) 6 आणि +3 — कोबाल्टला सहा अमोनिया रेणू जोडलेले आहेत, म्हणून समन्वय अंक सहा; तीन क्लोराइड आयन चौकोनी कंसाबाहेर असून आयनीभवनक्षम आहेत, म्हणून संकुल आयनावर +3 भार येतो, आणि अमोनिया उदासीन असल्याने कोबाल्ट स्वतः +3 ऑक्सिडेशन स्थितीत असतो. समन्वय अंक व ऑक्सिडेशन स्थिती या स्वतंत्र राशी आहेत आणि त्यांची गल्लत झाली आहे का हे पाहण्यासाठीच त्या वारंवार एकत्र विचारल्या जातात.