Mix Examples of 8-1.Organic Chemistry : Classification and Nomenclature of Organic compounds Questions in Gujarati

(D) ટેટ્રા-ઈથાઈલ લેડ $(Pb(C_2H_5)_4)$ ને ગેસોલિનમાં એન્ટિ-નોક એજન્ટ તરીકે ઉમેરવામાં આવે છે.
તે એન્જિનમાં બળતણ-હવાના મિશ્રણના અકાળે પ્રજ્વલનને અટકાવે છે,જેનાથી બળતણની એન્ટિ-નોક પ્રોપર્ટી વધે છે.

(D) ગ્લિસરોલનો ઉપયોગ એન્ટિસેપ્ટિક એજન્ટ તરીકે થતો નથી. તેનો મુખ્ય ઉપયોગ નાઈટ્રોગ્લિસરીન (વિસ્ફોટક) બનાવવા,કોસ્મેટિક્સ અને સાબુમાં ભેજ જાળવી રાખવા અને ઓટોમોબાઈલ રેડિએટર્સમાં એન્ટિફ્રીઝ તરીકે થાય છે.

(D) એસીટીલ એસીટોન $(CH_3COCH_2COCH_3)$ માં એનોલનું પ્રમાણ સૌથી વધુ હોય છે કારણ કે તે તેના એનોલિક સ્વરૂપમાં આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા સ્થિર છ-સભ્યની રીંગ બનાવે છે.
વધુમાં,એનોલ સ્વરૂપ $C=C$ દ્વિબંધ અને $C=O$ કાર્બોનિલ જૂથ વચ્ચેના સંયુગ્મન (conjugation) દ્વારા સ્થિર થાય છે.
એસીટીલ એસીટોનમાં એનોલિક સ્વરૂપની ટકાવારી આશરે $76\%$ છે,જે એસીટોન અથવા એસીટોફિનોન જેવા સાદા કીટોન કરતા ઘણી વધારે છે.

(D) એમોનિયમ ક્લોરાઇડ $(NH_4Cl)$ અને પોટેશિયમ સાયનેટ $(KCNO)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા યુરિયાના સંશ્લેષણ માટે જાણીતી છે.
રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$NH_4Cl + KCNO \rightarrow NH_4CNO + KCl$
ગરમ કરવા પર,એમોનિયમ સાયનેટ $(NH_4CNO)$ પુનઃરચના પામીને યુરિયા $(H_2NCONH_2)$ બનાવે છે:
$NH_4CNO \xrightarrow{\Delta} H_2NCONH_2$
આમ,અંતિમ નીપજ યુરિયા $(H_2NCONH_2)$ છે.

(D) એલાઈલ આઈસોસાયનાઈડનું બંધારણ $CH_2=CH-CH_2-N\rightleftharpoons C$ છે.
બંધોની ગણતરી કરતા:
- $C-H$ બંધ: $5$
- $C-C$ બંધ: $2$
- $C-N$ બંધ: $1$
- $N-C$ બંધ: $1$
કુલ સિગ્મા બંધ = $5 + 2 + 1 + 1 = 9$.
- $C=C$ બંધ: $1$ પાઈ બંધ
- $N\rightleftharpoons C$ બંધ: $2$ પાઈ બંધ
કુલ પાઈ બંધ = $1 + 2 = 3$.
- અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન: નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાસે $1$ અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($2$ ઈલેક્ટ્રોન) હોય છે.
આમ,તેમાં $9$ સિગ્મા બંધ,$3$ પાઈ બંધ અને $2$ અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન હોય છે.

(C) $1^o, 2^o, 3^o$ અને $4^o$ કાર્બન પરમાણુઓની હાજરી ચકાસવા માટે,$2,3,3$-ટ્રાયમિથાઇલપેન્ટેનનું બંધારણ જોઈએ:
તેનું બંધારણ $CH_3-CH(CH_3)-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$ છે.
$1^o$ કાર્બન એ છેડાના મિથાઇલ સમૂહો છે ($5$ કાર્બન).
$2^o$ કાર્બન એ $4$થા સ્થાન પર રહેલો $CH_2$ સમૂહ છે.
$3^o$ કાર્બન એ $2$જા સ્થાન પર રહેલો $CH$ સમૂહ છે.
$4^o$ કાર્બન એ $3$જા સ્થાન પર રહેલો મધ્યસ્થ કાર્બન છે જે અન્ય ચાર કાર્બન સાથે જોડાયેલો છે.
આમ,$2,3,3$-ટ્રાયમિથાઇલપેન્ટેન ચારેય પ્રકારના કાર્બન પરમાણુઓ ધરાવે છે.

(A) એસિટોનનું કીટો સ્વરૂપ $CH_3COCH_3$ છે. તેનું એનોલિક સ્વરૂપ $\alpha$-હાઇડ્રોજનના ઓક્સિજન પર સ્થળાંતરથી મળે છે,જે $CH_3-C(OH)=CH_2$ છે.
$CH_3-C(OH)=CH_2$ માં:
$1$. કુલ $\sigma$ બંધ: $3$ ($CH_3$ માં) + $1$ ($C$-$C$) + $1$ ($C$-$O$) + $1$ ($O$-$H$) + $2$ ($CH_2$ માં $C$-$H$) + $1$ ($C$=$C$) = $9\sigma$ બંધ.
$2$. કુલ $\pi$ બંધ: $1$ ($C=C$ દ્વિબંધમાં) = $1\pi$ બંધ.
$3$. અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ: ઓક્સિજન પર $2$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.

(A) $4$-મિથાઇલ બેન્ઝીન સલ્ફોનિક એસિડ $(CH_3-C_6H_4-SO_3H)$ અને સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COONa)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ એસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયા છે. સલ્ફોનિક એસિડ એ એસિટિક એસિડ કરતા વધુ પ્રબળ એસિડ હોવાથી,તે એસિટેટ આયનને પ્રોટોનેટ કરીને એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ અને અનુરૂપ સોડિયમ સલ્ફોનેટ ક્ષાર $(CH_3-C_6H_4-SO_3Na)$ બનાવે છે.

(B) . ફ્રેડરિક વોહલરે $1828$ માં એમોનિયમ સાયનેટ $(NH_4OCN)$ ને ગરમ કરીને પ્રયોગશાળામાં સૌપ્રથમ કાર્બનિક સંયોજન યુરિયાનું સંશ્લેષણ કર્યું હતું.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ $CH_3COCH_2COCH_3$ છે.
$CH_3COCH_2COCH_3$ (એસીટાઈલ એસીટોન) માં,એનોલ સ્વરૂપ આંતર-આણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધ અને સંસ્પંદન દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે સ્થાયી થાય છે,જે છ-સભ્યવાળી સ્થાયી વલય બનાવે છે. આના કારણે સાદા આલ્ડિહાઈડ અથવા કીટોનની સરખામણીમાં એનોલનું પ્રમાણ ઘણું વધારે હોય છે.

(A) દ્વિતીયક કાર્બન પરમાણુ એટલે એવો કાર્બન પરમાણુ જે અન્ય બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલો હોય.
$1$. બેન્ઝીન $(C_6H_6)$: તમામ $6$ કાર્બન પરમાણુઓ વલયમાં અન્ય બે કાર્બન સાથે જોડાયેલા છે. તેથી,તેમાં $6$ દ્વિતીયક કાર્બન પરમાણુઓ છે.
$2$. $o$-ઝાયલીન $(C_8H_{10})$: વલયમાં $6$ કાર્બન છે. બે કાર્બન મિથાઈલ સમૂહ સાથે જોડાયેલા છે (તૃતીયક કાર્બન),અને બાકીના $4$ કાર્બન અન્ય બે વલય કાર્બન સાથે જોડાયેલા છે (દ્વિતીયક કાર્બન). તેથી,તેમાં $4$ દ્વિતીયક કાર્બન પરમાણુઓ છે.
$3$. ટોલ્યુઈન $(C_7H_8)$: વલયમાં $6$ કાર્બન છે. એક કાર્બન મિથાઈલ સમૂહ સાથે જોડાયેલો છે (તૃતીયક કાર્બન),અને બાકીના $5$ કાર્બન અન્ય બે વલય કાર્બન સાથે જોડાયેલા છે (દ્વિતીયક કાર્બન). તેથી,તેમાં $5$ દ્વિતીયક કાર્બન પરમાણુઓ છે.
આમ,દ્વિતીયક કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા અનુક્રમે $6, 4, 5$ છે.

(A) અસંતૃપ્તતાની માત્રા $(DU)$ શોધવાનું સૂત્ર: $DU = C + 1 - \frac{H}{2} - \frac{X}{2} + \frac{N}{2}$ છે.
આપેલ સૂત્ર $C_{20}H_{22}O_2$ માટે:
$C = 20$,$H = 22$.
$DU = 20 + 1 - \frac{22}{2} = 21 - 11 = 10$.

(D) ચાલો આપેલી રાસાયણિક રચનાઓનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$1$. રચના $P$ એ $OHC-CH_2-CH=CH-CH_2-CHO$ છે,જે ડાયાલ્ડિહાઈડ (હેક્સ$-3-$ઈનડાયલ) છે.
$2$. રચના $Q$ એ $HO-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-OH$ છે,જે ડાયોલ (હેક્ઝેન$-1,6-$ડાયોલ) છે.
$3$. રચના $R$ એ $HO-CH_2-CH_2-CH=CH-CH_2-CHO$ છે,જેમાં હાઈડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ અને આલ્ડિહાઈડ ગ્રુપ $(-CHO)$ બંને હાજર છે,તેથી તે હાઈડ્રોક્સી આલ્ડિહાઈડ છે.
આમ,વિધાન $(B)$ અને $(C)$ બંને સાચા હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(D) $1$. આણ્વિય સૂત્ર $C_3H_6O$ માટે અસંતૃપ્તતાનું પ્રમાણ $U = 3 - (6/2) + 1 = 1$ છે। આ દર્શાવે છે કે તેમાં એક દ્વિબંધ અથવા એક વલય છે।
$2$. સંયોજન $2,4-DNP$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી, જેનો અર્થ છે કે તેમાં કાર્બોનિલ સમૂહ (આલ્ડિહાઈડ કે કીટોન) નથી।
$3$. સંયોજન ધાતુના સોડિયમ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી, જેનો અર્થ છે કે તેમાં સક્રિય હાઈડ્રોજન પરમાણુ નથી।
$4$. $C_3H_6O$ સૂત્ર માટે, $CH_2=CH-O-CH_3$ (મિથાઈલ વિનાઈલ ઈથર) બંધારણ તમામ શરતોનું પાલન કરે છે।

(B) $1$. $n$-બ્યુટેન અને આઇસોબ્યુટેન સમાન આણ્વીય સૂત્ર ધરાવે છે પરંતુ કાર્બન શૃંખલા અલગ છે,તેથી તેઓ શૃંખલા સમઘટકો છે. વિકલ્પ $A$ સાચો છે.
$2$. સમાનધર્મી શ્રેણીના સભ્યોમાં $-CH_2-$ નો તફાવત હોય છે. $n$-બ્યુટેન અને આઇસોબ્યુટેન સમઘટકો છે,સમાનધર્મી નથી. તેથી વિકલ્પ $B$ ખોટો છે.
$3$. $CHCl_3$ નું $IUPAC$ નામ $1, 1, 1-$ટ્રાયક્લોરોમિથેન છે. વિકલ્પ $C$ સાચો છે.
$4$. $n$-પેન્ટેન અને નિયોપેન્ટેન શૃંખલા સમઘટકો છે. વિકલ્પ $D$ સાચો છે.

(D) $1$. આપેલ સંયોજનની રચનાનું વિશ્લેષણ કરો.
$2$. આ રચનામાં $C=O$ સમૂહ બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,જે $Ketone$ સમૂહ છે.
$3$. તેમાં $-CONH-$ સમૂહ છે,જે $Amide$ સમૂહ છે.
$4$. તેમાં વલયની અંદર $-COO-$ સમૂહ છે,જે $Ester$ સમૂહ છે.
$5$. આ રચનામાં કોઈ $Ether$ સમૂહ (બે કાર્બન પરમાણુઓ વચ્ચે $-O-$ જોડાણ) હાજર નથી.
$6$. તેથી,જે ક્રિયાશીલ સમૂહ હાજર નથી તે $Ether$ છે.

(C) અસંતૃપ્તતાની માત્રા (DoU) બંધારણમાં રહેલા વલયો (rings) અને $\pi$ બંધોની સંખ્યા ગણીને મેળવી શકાય છે.
$1$. વલયો: કુલ $3$ વલયો છે (એક બેન્ઝીન વલય અને બે સંતૃપ્ત છ-સભ્ય વલયો).
$2$. $\pi$ બંધો: એક ત્રિ-બંધ ($2 \pi$ બંધ),$2$ દ્વિ-બંધ ($2 \pi$ બંધ),અને એક કાર્બોનિલ સમૂહ ($1 \pi$ બંધ) છે.
કુલ $\pi$ બંધો $= 2 + 2 + 1 = 5$.
કુલ DoU $= \text{વલયોની સંખ્યા} + \pi \text{ બંધોની સંખ્યા} = 3 + 5 = 8$ (પુનઃ ગણતરી કરતા: બેન્ઝીન વલય $= 4$,અન્ય બે વલયો $= 2$,ત્રિ-બંધ $= 2$,દ્વિ-બંધ $= 1$,કાર્બોનિલ $= 1$,કુલ $= 10$).
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) એમોક્સિસિલિનનું અણુસૂત્ર $C_{16}H_{19}N_3O_5S$ છે.
ડબલ બોન્ડ ઇક્વિવેલન્ટ $(DBE)$ અથવા અસંતૃપ્તિની માત્રા નીચેના સૂત્ર દ્વારા ગણી શકાય: $DBE = C + 1 - \frac{H}{2} - \frac{X}{2} + \frac{N}{2}$.
અહીં,$C = 16, H = 19, N = 3, X = 0$.
$DBE = 16 + 1 - \frac{19}{2} + \frac{3}{2} = 17 - 9.5 + 1.5 = 9$.
વૈકલ્પિક રીતે,ગણતરી કરતા: $1$ બેન્ઝીન રિંગ ($4$ $DBE$),$1$ એમાઇડ ગ્રુપ ($1$ $DBE$),$1$ $\beta$-લેક્ટમ રિંગ ($1$ $DBE$),$1$ થિયાઝોલિડિન રિંગ ($1$ $DBE$),$1$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ $C=O$ ($1$ $DBE$),અને $1$ એમાઇડ $C=O$ ($1$ $DBE$). કુલ = $9$.

(B) સાયક્લોહેક્સા-$1,3$-ડાયિનનું બંધારણ એ $1$ અને $3$ સ્થાન પર બે દ્વિબંધ ધરાવતી છ-સભ્યની રીંગ છે.
$1$. વિનાઇલિક હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ તે છે જે સીધા દ્વિબંધમાં સામેલ કાર્બન પરમાણુઓ ($sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન) સાથે જોડાયેલા હોય છે.
સાયક્લોહેક્સા-$1,3$-ડાયિનમાં આવા $4$ કાર્બન પરમાણુઓ છે,જેમાંથી દરેક સાથે એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ જોડાયેલ છે. આમ,ત્યાં $4$ વિનાઇલિક હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.
$2$. એલાઇલિક હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ તે છે જે દ્વિબંધની બાજુમાં આવેલા $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા હોય છે.
સાયક્લોહેક્સા-$1,3$-ડાયિનમાં આવા $2$ $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુઓ ($5$ અને $6$ સ્થાન પર) છે. આ દરેક કાર્બન $2$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. આમ,ત્યાં $2 \times 2 = 4$ એલાઇલિક હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.
તેથી,અણુમાં $4$ વિનાઇલિક અને $4$ એલાઇલિક હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે.

(C) પ્રક્રિયા દર્શાવે છે કે $(A)$,$Pt$ ની હાજરીમાં $1 \ mole$ $H_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સંતૃપ્ત નીપજ બનાવે છે.
આ સૂચવે છે કે $(A)$ માં એક દ્વિબંધ છે.
$(A)$ નું બંધારણ બે સાયક્લોબ્યુટેન વલયોનું બનેલું છે જે એકલ બંધ દ્વારા જોડાયેલા છે,જે $2$ વલયો $(DBE = 2)$ ધરાવે છે.
વધુમાં,બંધારણમાં એક દ્વિબંધ છે,જે $DBE$ માં $1$ ઉમેરે છે.
તેથી,કુલ $DBE = 2 \text{ (વલયો)} + 1 \text{ (દ્વિબંધ)} = 3$.

(B) $1$. સંયોજન $X$ નું વિશ્લેષણ: તે બ્રોમીનને રંગવિહીન કરે છે (અસંતૃપ્તતા સૂચવે છે),$Na$ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ($-OH$ સમૂહ સૂચવે છે),અને ક્રોમિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ($1^{\circ}$ અથવા $2^{\circ}$ આલ્કોહોલ સૂચવે છે). તે લ્યુકાસ પ્રક્રિયક સાથે કોઈ પ્રક્રિયા દર્શાવતું નથી,જે $1^{\circ}$ આલ્કોહોલની લાક્ષણિકતા છે. આમ,$X$ એ $CH_2=CH-CH_2-CH_2OH$ (બ્યુટ$-3-$ઈન$-1-$ઓલ) છે.
$2$. સંયોજન $Y$ નું વિશ્લેષણ: તે કોઈપણ પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા દર્શાવતું નથી. $C_4H_8O$ સૂત્રને જોતા,$Y$ એ સંતૃપ્ત ચક્રીય ઈથર,$tetrahydrofuran$ $(THF)$ છે.
$3$. તેથી,$X$ એ $CH_2=CH-CH_2-CH_2OH$ છે અને $Y$ એ $tetrahydrofuran$ છે.

(B) બંધારણીય રીતે સમાન હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનો એક જ સમૂહ ધરાવવા માટે,અણુમાંના તમામ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સંમિતિને કારણે રાસાયણિક રીતે સમાન હોવા જોઈએ.
$I$ (બેન્ઝીન): રેઝોનન્સ-સ્થિર ષટ્કોણીય સંમિતિને કારણે તમામ $6$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે.
$IV$: આ અત્યંત સંમિતિય બંધારણમાં,ટર્મિનલ મિથિલીન જૂથો સાથે જોડાયેલા તમામ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે.
$II$,$III$,અને $V$ માં વિવિધ પ્રકારના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે.
તેથી,$I$ અને $IV$ માં બંધારણીય રીતે સમાન હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનો એક જ સમૂહ છે.

(A) આ અણુ $CH_3-CH(Br)-CH(Br)-CH_3$ ($2$,$3$-ડાયબ્રોમોબ્યુટેન) છે.
$1.$ દ્વિતીયક કાર્બન ($2^\circ$ $C$) એ એવો કાર્બન પરમાણુ છે જે અન્ય બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે. આ અણુમાં,બે મધ્યવર્તી કાર્બન (C2 અને C3) દરેક અન્ય બે કાર્બન સાથે જોડાયેલા છે. તેથી,$2$ દ્વિતીયક કાર્બન છે.
$2.$ દ્વિતીયક હાઇડ્રોજન એ દ્વિતીયક કાર્બન સાથે જોડાયેલા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે. બંને દ્વિતીયક કાર્બનમાંથી દરેક એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે. તેથી,કુલ દ્વિતીયક હાઇડ્રોજનની સંખ્યા $1 + 1 = 2$ છે.
આમ,દ્વિતીયક કાર્બન અને હાઇડ્રોજનની સંખ્યા અનુક્રમે $2$ અને $2$ છે.

(C) સમધર્મી શ્રેણી એ કાર્બનિક સંયોજનોનો એક સમૂહ છે જેમાં સમાન ક્રિયાશીલ સમૂહ અને સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો હોય છે,જેમાં ક્રમિક સભ્યો $CH_2$ સમૂહ દ્વારા અલગ પડે છે.
જેમ જેમ આપણે શ્રેણીમાં આગળ વધીએ છીએ તેમ આણ્વીય દળ વધતું હોવાથી,ઉત્કલન બિંદુ,ગલનબિંદુ અને ઘનતા જેવા ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ક્રમશઃ ફેરફાર થાય છે.
તેથી,સમધર્મી સભ્યોના ભૌતિક ગુણધર્મો જેવા કે ઉત્કલન બિંદુ અલગ હોય છે,જ્યારે તેઓ સમાન સામાન્ય સૂત્ર,ક્રિયાશીલ સમૂહ અને પરમાણુઓના પ્રકાર ધરાવે છે.

(C) આપેલા અણુમાં ક્રિયાશીલ સમૂહોની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે,આપણે બંધારણનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$1$. હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$: સાયક્લોહેક્સિન રિંગ સાથે જોડાયેલ છે.
$2$. આલ્કીન સમૂહ $(C=C)$: સાયક્લોહેક્સિન રિંગમાં હાજર છે.
$3$. પ્રાથમિક એમાઇન સમૂહ $(-NH_2)$: એમાઇડના આલ્ફા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે.
$4$. એમાઇડ સમૂહ $(-CONH-)$: અણુના બે ભાગોને જોડે છે.
$5$. દ્વિતીયક એમાઇન $(-NH-)$: ચાર-સભ્યની રિંગનો ભાગ છે.
$6$. થિયોઈથર (સલ્ફાઇડ) સમૂહ $(-S-)$: થિયાઝોલિડિન રિંગનો ભાગ છે.
$7$. કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$: થિયાઝોલિડિન રિંગ સાથે જોડાયેલ છે.
અણુમાં કુલ $7$ અલગ-અલગ ક્રિયાશીલ સમૂહો હાજર છે.

(D) આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.
$1.$ $C_3H_7-$ $2$ સમઘટકો ધરાવે છે: $n$-propyl અને isopropyl.
$2.$ $C_4H_9-$ $4$ સમઘટકો ધરાવે છે: $n$-butyl,$sec$-butyl,isobutyl,અને $tert$-butyl.
$3.$ $C_5H_{11}-$ $8$ સમઘટકો ધરાવે છે: $n$-pentyl,$2$-pentyl,$3$-pentyl,$2$-methylbutyl,$3$-methylbutyl,$2,2$-dimethylpropyl,$2$-methylbutan-$2$-yl,અને $3$-methylbutan-$2$-yl.

(D) દરેક વિકલ્પનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$: દર્શાવેલ બંધારણ એ વિસ્થાપિત સાયક્લોહેક્ઝેનોલ છે,જે સમચક્રીય સંયોજન છે,વિષમચક્રીય નથી.
$B$: આ બંધારણ વિસ્થાપિત સાયક્લોહેક્ઝેન છે,જેમાં કાર્બનના વિવિધ પ્રકારો $(1^o, 2^o, 3^o)$ હાજર છે.
$C$: આ બંધારણ વિસ્થાપિત ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન છે,જે વિષમચક્રીય સંયોજન છે કારણ કે તેમાં વલયમાં ઓક્સિજન પરમાણુ છે. લેબલ 'સમચક્રીય' કહે છે,જે ખોટું છે.
$D$: આ બંધારણ $1,3,5$-ટ્રાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન છે. કાર્બનના પ્રકારો ગણીએ:
- $1^o$ કાર્બન: $3$ (વલય સાથે જોડાયેલા ત્રણ મિથાઈલ સમૂહ).
- $2^o$ કાર્બન: $3$ (વલયમાં રહેલા $CH_2$ સમૂહ).
- $3^o$ કાર્બન: $3$ (વલયમાં રહેલા $CH$ સમૂહ જેની સાથે મિથાઈલ સમૂહ જોડાયેલા છે).
આમ,$1^o, 2^o$ અને $3^o$ કાર્બનની સંખ્યા સમાન $(3)$ હોવાથી,આ વિકલ્પ યોગ્ય રીતે જોડાયેલ છે.

(B) પ્રોપેન$-1, 2, 3-$ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડનું બંધારણ $HOOC-CH_2-CH(COOH)-CH_2-COOH$ છે.
બંધોની ગણતરી:
$1$. તેમાં $3$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહો $(-COOH)$ છે,દરેક એક $C=O$ દ્વિબંધ ધરાવે છે. આમ,કુલ $3\pi$ બંધો છે.
$2$. $\sigma$ બંધોની ગણતરી:
- $C-C$ બંધો: $2$ (મુખ્ય શૃંખલામાં) $+ 3$ (કાર્બોક્સિલિક સમૂહ સાથે) $= 5 \sigma$ બંધો.
- $C-H$ બંધો: $2$ ( $C_1$ પર) $+ 1$ ( $C_2$ પર) $+ 2$ ( $C_3$ પર) $= 5 \sigma$ બંધો.
- $C=O$ બંધો: $3 \sigma$ બંધો.
- $C-O$ બંધો: $3 \sigma$ બંધો.
- $O-H$ બંધો: $3 \sigma$ બંધો.
કુલ $\sigma$ બંધો $= 5 + 5 + 3 + 3 + 3 = 19$.
તેથી,અણુમાં $19\sigma$ અને $3\pi$ બંધો છે.

(A) એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ નું ઇનોલિક સ્વરૂપ પ્રોપેન$-2-$ઓલ છે,જેનું બંધારણ $CH_2=C(OH)CH_3$ છે.
બંધોની ગણતરી:
- $C-H$ બંધો: $3$ ($CH_2$ પર) + $3$ ($CH_3$ પર) = $6 \sigma$ બંધ.
- $C-C$ બંધ: $1 \sigma$ બંધ.
- $C-O$ બંધ: $1 \sigma$ બંધ.
- $O-H$ બંધ: $1 \sigma$ બંધ.
- કુલ $\sigma$ બંધ = $6 + 1 + 1 + 1 = 9 \sigma$ બંધ.
- $C=C$ બંધ: $1 \pi$ બંધ.
- કુલ $\pi$ બંધ = $1 \pi$ બંધ.
- અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મો: $-OH$ સમૂહમાં રહેલા ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મો હોય છે.

(B) $CH_3COCH_2COCH_3$ (એસીટાઈલ એસીટોન) માં,ઇનોલ સ્વરૂપ સંસ્પંદન (resonance) અને આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન દ્વારા અત્યંત સ્થાયી થાય છે. ઇનોલનું પ્રમાણ આશરે $76\%$ હોય છે.
ઇનોલનું બંધારણ: $CH_3-C(OH)=CH-CO-CH_3$ છે.

(N/A) કાર્બનિક રસાયણવિજ્ઞાન એ કાર્બન ધરાવતા સંયોજનોનો અભ્યાસ છે અને તે નીચેના કારણોસર મહત્વનું છે:
$1$. તે જીવનનો પાયો છે,કારણ કે તમામ સજીવો પ્રોટીન,કાર્બોહાઈડ્રેટ્સ,લિપિડ્સ અને ન્યુક્લિક એસિડ ($DNA$ અને $RNA$) જેવા કાર્બનિક અણુઓથી બનેલા છે.
$2$. તે ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગમાં જીવનરક્ષક દવાઓ,એન્ટિબાયોટિક્સ અને રસીઓના સંશ્લેષણ માટે નિર્ણાયક છે.
$3$. તે પ્લાસ્ટિક,પોલિમર,કૃત્રિમ રેસા (જેમ કે નાયલોન અને પોલિએસ્ટર) અને રબર જેવી સામગ્રીના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
$4$. તે પેટ્રોકેમિકલ ઉદ્યોગ માટે પાયારૂપ છે,જે ઇંધણ,લ્યુબ્રિકન્ટ્સ અને વિવિધ ઔદ્યોગિક રસાયણો પૂરા પાડે છે.
$5$. તે કૃષિમાં ખાતર,જંતુનાશકો અને નીંદણનાશકોના ઉત્પાદન માટે આવશ્યક છે જે પાકની ઉપજ વધારે છે.

(N/A) કાર્બનિક અણુઓની ત્રિ-પરિમાણીય $(3-D)$ રચનાને કાગળ પર ચોક્કસ સંકેતોનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવી શકાય છે:
$(a)$ વેજ-એન્ડ-ડેશ સૂત્ર:
- ઘન વેજ $(\blacktriangle)$: કાગળના સમતલમાંથી બહારની તરફ,અવલોકનકારની નજીક આવતા બંધને દર્શાવવા માટે વપરાય છે.
- ડેશ વેજ $(\dots)$: કાગળના સમતલમાંથી બહારની તરફ,અવલોકનકારથી દૂર જતા બંધને દર્શાવવા માટે વપરાય છે.
- સામાન્ય રેખા $(-)$: કાગળના સમતલમાં રહેલા બંધને દર્શાવવા માટે વપરાય છે.
ઉદાહરણ: મિથેન $(CH_4)$ અણુનું $3-D$ નિરૂપણ આપેલ આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
$(b)$ આણ્વિય મોડેલ: આ ભૌતિક સાધનો છે જેનો ઉપયોગ કાર્બનિક અણુઓના $3-D$ આકારને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે થાય છે.
$(i)$ ફ્રેમવર્ક મોડેલ: માત્ર અણુઓને જોડતા બંધો દર્શાવે છે,અણુઓના કદને અવગણે છે.
$(ii)$ બોલ અને સ્ટિક મોડેલ: અણુઓને દડા તરીકે અને બંધોને લાકડી તરીકે દર્શાવે છે.
$(iii)$ સ્પેસ ફિલિંગ મોડેલ: અણુઓને ગોળા તરીકે દર્શાવીને અણુની સપાટી પર ભાર મૂકે છે.

(N/A) કાર્બનિક અણુઓના 3D નિરૂપણમાં,ઘન વેજનો ઉપયોગ કાગળના સમતલની બહાર,અવલોકનકાર તરફ આવતા બંધને દર્શાવવા માટે થાય છે.
તૂટક વેજનો ઉપયોગ કાગળના સમતલની બહાર અને અવલોકનકારથી દૂર જતા બંધને દર્શાવવા માટે થાય છે.

(B) સ્પેસ ફિલિંગ મોડેલ તેના વાન ડેર વાલ્સ ત્રિજ્યાના આધારે દરેક પરમાણુનું સાપેક્ષ કદ દર્શાવે છે. તે અણુમાં દરેક પરમાણુ દ્વારા રોકાયેલ કદ દર્શાવે છે.

(A) $(i) \text{ ખરું}, (ii) \text{ ખરું}, (iii) \text{ ખરું}, (iv) \text{ ખરું}$.

(B) $(i) - \text{False}$. કાર્બનિક સંયોજનોની વિશાળ સંખ્યા મુખ્યત્વે કાર્બનના કેટેનેશનના વિશિષ્ટ ગુણધર્મને કારણે છે,માત્ર તેના નાના કદને કારણે નહીં.
$(ii) - \text{True}$. કેટેનેશન એ કાર્બન પરમાણુઓની એકબીજા સાથે જોડાઈને લાંબી શૃંખલાઓ અને વલયો બનાવવાની ક્ષમતા છે,જે કાર્બનિક સંયોજનોની વિશાળ સંખ્યા માટેનું મુખ્ય કારણ છે.
$(iii) - \text{False}$. જોકે ચતુઃસંયોજકતા એ જટિલ બંધારણો બનાવવા માટેની આવશ્યક શરત છે,પરંતુ તે કાર્બનિક સંયોજનોની વિશાળ સંખ્યા માટેનું પ્રાથમિક કારણ નથી; કેટેનેશન એ મુખ્ય પરિબળ છે.

(A) $(1)$ સમાન (બંનેમાં $13$ $\sigma$-બંધ અને $0$ $\pi$-બંધ હોય છે).
$(2)$ ચક્રીય વલયમાં વિષમ પરમાણુ (જેમ કે $O, N, S$).
$(3)$ સમચક્રીય (કાર્બોચક્રીય),વિષમચક્રીય.
$(4)$ સ્પેસ-ફિલિંગ (Space-filling) મોડેલ.

(C) જ્યારે એનોલ સ્વરૂપ એરોમેટિક હોય ત્યારે એનોલનું પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
સાયક્લોહેક્ઝેન$-1,3,5-$ટ્રાયોન (ફ્લોરોગ્લુસીનોલ) બેન્ઝીન$-1,3,5-$ટ્રાયોલ બનાવવા માટે ટોટોમેરાઈઝ થઈ શકે છે.
એનોલ સ્વરૂપ,બેન્ઝીન$-1,3,5-$ટ્રાયોલ,એરોમેટિક છે,જે રેઝોનન્સ ઉર્જાને કારણે વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાયક્લોહેક્ઝેન$-1,3,5-$ટ્રાયોનનું એનોલ પ્રમાણ સૌથી વધુ છે.

(A) પગલું $1$: સૂચિ-$I$ માં આપેલી રચનાઓનું વિશ્લેષણ કરો.
$(A)$ ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન છે,જે બિન-સમતલીય વિષમચક્રીય સંયોજન $(III)$ છે.
$(B)$ બાયસાયક્લો સંયોજન $(IV)$ છે.
$(C)$ સ્પાયરો સંયોજન $(I)$ છે.
$(D)$ ફ્યુરાન છે,જે એરોમેટિક સંયોજન $(II)$ છે.
પગલું $2$: મેળવણી કરો.
$A-III, B-IV, C-I, D-II$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) વેનીલિન એ $C_8H_8O_3$ આણ્વિય સૂત્ર ધરાવતું કાર્બનિક સંયોજન છે. તે એક ફિનોલિક આલ્ડિહાઇડ છે જેમાં આલ્ડિહાઇડ,હાઇડ્રોક્સિલ અને ઈથર ક્રિયાશીલ સમૂહો હોય છે.
બંધારણનું વિશ્લેષણ:
$1$. ઓક્સિજન પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા = $3$ (એક $-CHO$ માં,એક $-OH$ માં,અને એક $-OCH_3$ માં).
$2$. $\pi$-બંધોની કુલ સંખ્યા:
- બેન્ઝીન રિંગમાં $3$ $\pi$-બંધ.
- આલ્ડિહાઇડના $C=O$ સમૂહમાં $1$ $\pi$-બંધ.
- કુલ $\pi$-બંધ = $4$.
$3$. $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા = $4 \times 2 = 8$.
ઓક્સિજન પરમાણુઓ અને $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનનો સરવાળો = $3 + 8 = 11$.

(A) સૌથી ઓછા એસિડિક સંયોજનને નક્કી કરવા માટે,આપણે તેમના સંયુગ્મી બેઝ (conjugate base) ની સ્થિરતાની તુલના કરીએ છીએ:
$(A)$ $m$-ઇથોક્સીફિનોલ: તેનો સંયુગ્મી બેઝ ફિનોક્સાઇડ આયન છે,જે બેન્ઝીન વલય દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા ધરાવે છે.
$(B)$ બેન્ઝીન સલ્ફોનિક એસિડ: તેનો સંયુગ્મી બેઝ સલ્ફોનેટ આયન $(PhSO_3^-)$ છે,જે ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર છે.
$(C)$ બ્યુટેનોઈક એસિડ: તેનો સંયુગ્મી બેઝ કાર્બોક્સિલેટ આયન $(CH_3CH_2CH_2COO^-)$ છે,જે બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા ધરાવે છે.
$(D)$ ઇથાઇલ પ્રોપિયોલેટ $(EtO_2C-C \equiv CH)$: એસિડિક પ્રોટોન $sp$-હાઇબ્રિડાઇઝ્ડ કાર્બન પર છે. તેનો સંયુગ્મી બેઝ $EtO_2C-C \equiv C^-$ છે. જોકે ઋણ વીજભાર $sp$-હાઇબ્રિડાઇઝ્ડ કાર્બન પર છે,પરંતુ તે અન્યની જેમ ઓક્સિજન પરમાણુઓ દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા ધરાવતો નથી.
એસિડિકતાની તુલના કરતા,સલ્ફોનિક એસિડ સૌથી વધુ એસિડિક છે,ત્યારબાદ કાર્બોક્સિલિક એસિડ,પછી ફિનોલ અને છેલ્લે ટર્મિનલ આલ્કાઇન આવે છે. તેથી,ઇથાઇલ પ્રોપિયોલેટ સૌથી ઓછું એસિડિક છે.

(B) નિયોપેન્ટેન $(CH_3)_4C$ અને આઈસોપેન્ટેન $(CH_3)_2CHCH_2CH_3$ એ શૃંખલા સમઘટકો છે,સ્થાન સમઘટકો નથી. તેથી,$(A)$ ખોટું છે.
$(B)$ આઈસોપેન્ટેન $(CH_3)_2CHCH_2CH_3$ માં ત્રણ પ્રાથમિક કાર્બન છે. તેથી,$(B)$ સાચું છે.
$(C)$ આઈસોબ્યુટિલિન $(CH_3)_2C=CH_2$ માં કોઈ દ્વિતીયક કાર્બન નથી. તેથી,$(C)$ સાચું છે.
$(D)$ આઈસોબ્યુટેન $(CH_3)_3CH$ માં ત્રણ પ્રાથમિક કાર્બન છે. તેથી,$(D)$ ખોટું છે.
તેથી,સાચી જોડીઓ $(B)$ અને $(C)$ છે.

(B) સમાનધર્મી શ્રેણીના બે ક્રમિક સભ્યો એક $-CH_2-$ (મિથિલીન) એકમ દ્વારા અલગ પડે છે,જે $14 \ g \ mol^{-1}$ ના મોલર દળના તફાવતને અનુરૂપ છે.
આપેલ છે,પ્રથમ સભ્યનું મોલર દળ $= 46 \ g \ mol^{-1}$.
બીજા સભ્યનું મોલર દળ $46 + 14 = 60 \ g \ mol^{-1}$ થશે.
ત્રીજા સભ્યનું મોલર દળ $60 + 14 = 74 \ g \ mol^{-1}$ થશે.
તેથી,ત્રીજા સભ્યનું મોલર દળ $74 \ g \ mol^{-1}$ છે.

(A) સંયોજનની એસિડિકતા તેના સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ એ આલ્કોહોલ $(R-OH)$ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે કાર્બોક્સિલેટ આયન $(R-COO^-)$ માં સંસ્પંદન સ્થિરતા જોવા મળે છે.
કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં,એસિડિકતા કાર્બોક્સિલ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુની પ્રેરક અસર (inductive effect) દ્વારા નક્કી થાય છે.
$1$. $(i)$ $HC \equiv C-COOH$ માં,કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે ($50$% s-લક્ષણ),જે સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ છે અને સૌથી વધુ $-I$ અસર દર્શાવે છે.
$2$. $(ii)$ $CH_2=CH-COOH$ માં,કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે ($33$% s-લક્ષણ),જે મધ્યમ $-I$ અસર દર્શાવે છે.
$3$. $(iii)$ $CH_3-CH_2-COOH$ માં,કાર્બન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે ($25$% s-લક્ષણ),જે સૌથી ઓછી $-I$ અસર દર્શાવે છે.
$4$. $(iv)$ $CH_3-CH_2-OH$ એ આલ્કોહોલ છે અને તે સૌથી ઓછો એસિડિક છે.
તેથી,એસિડિક પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ $i > ii > iii > iv$ છે.

(D) અસંતૃપ્તિ અંક (degree of unsaturation) શોધવાનું સૂત્ર: $U = C + 1 - \frac{H + X - N}{2}$ છે.
સ્થાયી કાર્બનિક સંયોજન માટે $U$ ની કિંમત પૂર્ણાંક હોવી જોઈએ.
$C_4H_{10}O_4$ માટે: $U = 4 + 1 - \frac{10}{2} = 0$.
$C_4H_8O_4$ માટે: $U = 4 + 1 - \frac{8}{2} = 1$.
$C_4H_7ClO_4$ માટે: $U = 4 + 1 - \frac{7+1}{2} = 1$.
$C_4H_9O_4$ માટે: $U = 4 + 1 - \frac{9}{2} = 0.5$.
કાર્બનિક સંયોજન માટે $U$ ની કિંમત $0.5$ હોઈ શકે નહીં,તેથી $C_4H_9O_4$ એ કાર્બનિક સંયોજન નથી.

(D) સંયોજનની એસિડિકતા તેના સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ સૌથી વધુ એસિડિક છે કારણ કે તેનો સંયુગ્મી બેઝ (એસિટેટ આયન,$CH_3COO^-$) બે સમાન ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$2$. $p-$નાઈટ્રોફિનોલ ત્યારબાદ સૌથી વધુ એસિડિક છે કારણ કે ફિનોક્સાઈડ આયન સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે,અને પેરા સ્થાન પર રહેલ $-NO_2$ સમૂહ પ્રબળ $-I$ અને $-M$ અસર દર્શાવે છે,જે ઋણ વીજભારને વધુ સ્થિર કરે છે.
$3$. ઇથેનોલ $(CH_3CH_2OH)$ ફિનોલ કરતા ઓછો એસિડિક છે કારણ કે ઇથોક્સાઈડ આયન $(CH_3CH_2O^-)$ ઇથાઇલ સમૂહની $+I$ અસરને કારણે અસ્થિર બને છે.
$4$. એસિટિલીન $(HC \equiv CH)$ આ બધામાં સૌથી ઓછો એસિડિક છે કારણ કે ઋણ વીજભાર $sp$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ પર રહે છે,જે ઓક્સિજન કરતા ઓછો વિદ્યુતઋણ છે.
આમ,એસિડિકતાનો સાચો ક્રમ: $\text{એસિટિક એસિડ} > p-\text{નાઈટ્રોફિનોલ} > \text{ઇથેનોલ} > \text{એસિટિલીન}$ છે.

(A) વિધાન-$I$: સંયોજન $(X)$ માં કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ છે,જે $NaHCO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે,તેથી તે ઓગળે છે. તેમાં બે કાઈરલ કેન્દ્રો પણ છે,તેથી વિધાન-$I$ સાચું છે.
વિધાન-$II$: સંયોજન $(Y)$ એ $CH_3-CH=C=O$ છે. બંધારણ $CH_3-CH=C=O$ છે. પ્રથમ કાર્બન $(-CH_3)$ $sp^3$ છે,બીજો કાર્બન $(-CH=)$ $sp^2$ છે,ત્રીજો કાર્બન $(=C=)$ $sp$ છે. આમ,તેમાં એક $sp^3$,એક $sp^2$ અને એક $sp$ સંકરણ ધરાવતો કાર્બન છે. તેથી,વિધાન-$II$ ખોટું છે.