Conformational isomerism Questions in Gujarati

(B) $Ethane$ $(CH_3-CH_3)$ માટે,$staggered$ સંરૂપણ એ $eclipsed$ સંરૂપણ કરતા વધુ સ્થાયી છે કારણ કે તેમાં ટોર્સનલ સ્ટ્રેન ન્યૂનતમ હોય છે.
$Cyclohexane$ $(C_6H_{12})$ માટે,$chair$ સંરૂપણ એ સૌથી વધુ સ્થાયી સંરૂપણ છે કારણ કે તે એંગલ સ્ટ્રેન અને ટોર્સનલ સ્ટ્રેનથી મુક્ત છે.
તેથી,વધુ સ્થાયી સંરૂપણોની જોડી $staggered$ અને $chair$ છે.

(D) સાયક્લોહેક્ઝેનનું ચેર કન્ફોર્મેશન એન્ગલ સ્ટ્રેન અને ટોર્સનલ સ્ટ્રેનના અભાવને કારણે સૌથી વધુ સ્થાયી કન્ફોર્મર છે.
બોટ કન્ફોર્મેશન ફ્લેગપોલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને ટોર્સનલ સ્ટ્રેનને કારણે ઓછું સ્થાયી છે.
સાયક્લોહેક્ઝેનના ચેર અને બોટ કન્ફોર્મેશન વચ્ચેનો ઉર્જા તફાવત આશરે $44 \ kJ/mol$ છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે ચેર અને બોટ કન્ફોર્મેશનની ઉર્જામાં $44 \ kJ/mol$ નો તફાવત છે.

(B) રૂપઘટકો - $C-C$ બંધ ધરીની આસપાસ મુક્ત પરિભ્રમણને કારણે સંરૂપણ (Conformation) ઉદભવે છે.

(A) સંરૂપણો એકલ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણને કારણે ઉદ્ભવે છે.
$NH_2-NH_2$ (હાઇડ્રેઝિન) માં $N-N$ એકલ બંધ હોય છે,જે પરિભ્રમણ અને વિવિધ સંરૂપણો (જેમ કે ગોશ અને એન્ટી) ના અસ્તિત્વને મંજૂરી આપે છે.
$CH_4$ માં પરિભ્રમણ માટે કોઈ $C-C$ બંધ નથી,અને $B_2H_6$ નું બંધારણ બ્રિજ્ડ પ્રકારનું છે જે આલ્કેન અથવા હાઇડ્રેઝિન જેવું સરળ સંરૂપણ સમઘટકતા દર્શાવતું નથી.
તેથી,$NH_2-NH_2$ સાચો જવાબ છે.

(A) $C-C$ એકલ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણને કારણે ઉદ્ભવતી સમઘટકતાને રૂપઘટકતા (Conformational isomerism) કહેવામાં આવે છે.

(C) આપેલ બંધારણ બ્યુટેનનું ન્યુમેન પ્રોજેક્શન છે.
શરૂઆતના કન્ફોર્મેશનમાં,બે $CH_3$ સમૂહો એકબીજાની વિરુદ્ધ ($180^{\circ}$ પર) છે.
આગળના કાર્બન $(C_2)$ ને ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં $120^{\circ}$ ફેરવતા,$CH_3$ સમૂહ નીચેની સ્થિતિમાંથી પાછળના $CH_3$ સમૂહથી $120^{\circ}$ દૂરની સ્થિતિમાં જાય છે.
આ નવી સ્થિતિમાં,$C_2$ પરનો $CH_3$ સમૂહ $C_3$ પરના $CH_3$ સમૂહની સાપેક્ષમાં $60^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે.
આ વિશિષ્ટ ગોઠવણી,જ્યાં મોટા સમૂહો $60^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે,તેને ગોશ (Gauche) કન્ફોર્મેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ઈથેનના ગ્રહણ (eclipsed) સ્વરૂપમાં,જ્યારે $C-C$ બંધની ધરી પર જોવામાં આવે ત્યારે આગળના કાર્બન પરમાણુના $C-H$ બંધો પાછળના કાર્બન પરમાણુના $C-H$ બંધો સાથે સીધી રેખામાં હોય છે.
આપેલ આકૃતિઓમાં,વિકલ્પ $B$ (આકૃતિ $282-b23$) ગ્રહણ સ્વરૂપ દર્શાવે છે કારણ કે બંને કાર્બન પરમાણુઓ પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એવી રીતે ગોઠવાયેલા છે કે તેઓ એકબીજાને ગ્રહણ કરે છે.

(C) ઇથેન $(C_2H_6)$ માં,સંરૂપણીય સમઘટકોને ન્યુમેન પ્રક્ષેપણ અને સોહોર્સ પ્રક્ષેપણનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવવામાં આવે છે.
સ્ટેગર્ડ સ્વરૂપ એ સૌથી સ્થાયી સ્વરૂપ છે જ્યાં નજીકના કાર્બન પરમાણુઓના $C-H$ બંધો વચ્ચેનો ડાયહેડ્રલ ખૂણો $60^{\circ}$ હોય છે.
આપેલ આકૃતિમાં:
- બંધારણ $1$ એ ઇક્લિપ્સ્ડ ન્યુમેન પ્રક્ષેપણ છે.
- બંધારણ $2$ એ સ્ટેગર્ડ સોહોર્સ પ્રક્ષેપણ છે.
- બંધારણ $3$ એ ઇક્લિપ્સ્ડ સોહોર્સ પ્રક્ષેપણ છે.
- બંધારણ $4$ એ સ્ટેગર્ડ ન્યુમેન પ્રક્ષેપણ છે.
તેથી,$2$ અને $4$ એ ઇથેનના સ્ટેગર્ડ સ્વરૂપો દર્શાવે છે.

(B) ${C_6H_6Cl_6}$ સંયોજનને બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઇડ $(BHC)$ અથવા ગેમેક્સેન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેના વિવિધ સ્ટીરિયો આઇસોમર્સમાં,$\gamma$-આઇસોમર (ગેમા-આઇસોમર) $aaaeee$ વિન્યાસ ધરાવે છે (જ્યાં $a$ એટલે એક્સિયલ અને $e$ એટલે ઇક્વેટોરિયલ).
આ વિશિષ્ટ આઇસોમર $BHC$ ના તમામ સ્વરૂપોમાં સૌથી શક્તિશાળી જંતુનાશક છે.

(B) $2$-ફલોરોઈથેનોલમાં,$F$ પરમાણુ અને $OH$ સમૂહ વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનવાને કારણે ગોચ (gauche) સ્વરૂપ એન્ટી (anti) સ્વરૂપ કરતા વધુ સ્થિર હોય છે.
ઈકલિપ્સ (eclipsed) સ્વરૂપો ટોર્સનલ સ્ટ્રેનને કારણે સૌથી ઓછા સ્થિર હોય છે.
તેથી,સ્થિરતાનો વધતો ક્રમ $Eclipsed < Anti < Gauche$ છે.

(A) જે સમઘટકો $C-C$ એકબંધની આસપાસ પરિભ્રમણ દ્વારા બને છે,તેમને કન્ફોર્મેશનલ સમઘટકો અથવા કન્ફોર્મર્સ કહેવામાં આવે છે.
આ એક પ્રકારના અવકાશીય સમઘટકો છે જેમાં કોઈ પણ બંધ તોડ્યા વગર પરમાણુઓની અવકાશી ગોઠવણી બદલાય છે.

(A) સાયક્લોહેકઝેનનું $Twist-boat$ કન્ફોર્મેશન સંમિતિના તલ અને વ્યસ્તતાના કેન્દ્રનો અભાવ ધરાવે છે,જે તેને કિરાલ બનાવે છે.
તેની સામે,$Chair$ અને $Boat$ કન્ફોર્મેશન સંમિતિના તલ ધરાવે છે,તેથી તે અકિરાલ છે.

(B) આપેલ ન્યુમેન પ્રોજેક્શન $n$-બ્યુટેનનું ગોશ સ્વરૂપ દર્શાવે છે જ્યાં બે મિથાઈલ સમૂહો $60^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે છે.
આગળના કાર્બન $(C_2)$ ને $120^{\circ}$ ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં ફેરવવાથી આગળનો મિથાઈલ સમૂહ એવી સ્થિતિમાં આવશે જ્યાં તે પાછળના મિથાઈલ સમૂહની બરાબર પાછળ હશે (ગ્રહણ સ્થિતિ).
જ્યારે બે મિથાઈલ સમૂહો ગ્રહણ સ્થિતિમાં હોય,ત્યારે તે સ્વરૂપને પૂર્ણ ગ્રહણ (fully eclipsed) સ્વરૂપ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) સંરૂપણ સમઘટકતા એકલ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણને કારણે ઉદભવે છે. અણુ સંરૂપણ સમઘટકતા દર્શાવે તે માટે,તેમાં ઓછામાં ઓછા ત્રણ સતત એકલ બંધ (સિગ્મા બંધ) હોવા જોઈએ જેથી મધ્યવર્તી બંધની આસપાસ પરિભ્રમણ થઈ શકે.
$(1)$ $CH_4$: પરિભ્રમણ માટે કોઈ મધ્યવર્તી બંધ નથી.
$(2)$ $CH_3OH$: $C-O$ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણ શક્ય છે.
$(3)$ $H_2O$: પરિભ્રમણ માટે કોઈ મધ્યવર્તી બંધ નથી.
$(4)$ $H_2O_2$ $(H-O-O-H)$: ત્રણ સતત બંધો ધરાવે છે,જે $O-O$ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણ શક્ય બનાવે છે.
$(5)$ $C_2H_6$ $(CH_3-CH_3)$: ત્રણ સતત બંધો ધરાવે છે,જે $C-C$ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણ શક્ય બનાવે છે.
$(6)$ $C_3H_8$ $(CH_3-CH_2-CH_3)$: અનેક સતત બંધો ધરાવે છે,જે $C-C$ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણ શક્ય બનાવે છે.
આમ,અણુઓ $(2), (4), (5),$ અને $(6)$ સંરૂપણ સમઘટકતા દર્શાવે છે.

(D) એન્ટી અથવા સંપૂર્ણપણે સ્ટેગર્ડ.
એન્ટી-સ્ટેગર્ડ સંરૂપણ સૌથી વધુ સ્થાયી છે કારણ કે તે બે મોટા મિથાઈલ સમૂહો વચ્ચેના અવકાશી અપાકર્ષણ (સ્ટેરિક રિપલ્શન) ને ઘટાડે છે,જે $180^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે ગોઠવાયેલા હોય છે.

(C) કન્ફોર્મેશનમાં,બંધકોણ અને બંધ લંબાઈ સમાન રહે છે.
આ પરિભ્રમણ દરમિયાન,અણુની બંધ લંબાઈ અને બંધકોણ બદલાતા નથી કારણ કે સહસંયોજક બંધ તૂટતા નથી અથવા વિકૃત થતા નથી.

(B) ટોર્શનલ સ્ટ્રેનનું મૂલ્ય $C-C$ બંધની આસપાસના ડાયહેડ્રલ એંગલ (dihedral angle) પર આધાર રાખે છે.
ઇક્લિપ્સ્ડ સ્વરૂપમાં,પાસપાસેના કાર્બન પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એકબીજાની શક્ય તેટલી નજીક હોય છે,જેના પરિણામે મહત્તમ ટોર્શનલ સ્ટ્રેન અને ન્યૂનતમ સ્થિરતા જોવા મળે છે.
સ્ટેગર્ડ સ્વરૂપમાં,હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એકબીજાથી શક્ય તેટલા દૂર હોય છે,જેના પરિણામે ન્યૂનતમ ટોર્શનલ સ્ટ્રેન અને મહત્તમ સ્થિરતા જોવા મળે છે.
તેથી,ઈથેનનું સ્ટેગર્ડ સ્વરૂપ ઇક્લિપ્સ્ડ સ્વરૂપ કરતા વધુ સ્થાયી છે.

(B) સંરૂપણની સ્થિરતા પાસપાસેના કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા સમૂહો વચ્ચેના અવકાશીય અપાકર્ષણને ઘટાડવા પર આધાર રાખે છે.
$n-$બ્યુટેનના $anti$ સંરૂપણમાં,બે મોટા $-CH_{3}$ સમૂહો $180^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે,જે તેમની વચ્ચેનું મહત્તમ શક્ય અંતર છે. આ અવકાશીય અપાકર્ષણ અને ટોર્સનલ તાણને ઘટાડે છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થાયી સંરૂપણ બનાવે છે.
તેથી,$anti$ સંરૂપણ સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(B) પ્રથમ બંધારણના આગળના કાર્બન પરમાણુને $180^{\circ}$ ફેરવતા,આપણને બીજું બંધારણ મળે છે.
આમ,બંને બંધારણો એકબીજાના રૂપભેદકો (conformers) છે.
આ બે બંધારણોમાંથી એક 'staggered' અને બીજું 'eclipsed' બંધારણ છે.

(A) $2-$ફ્લોરોઇથેનોલમાં,ફ્લોરિન પરમાણુ $(F^{\delta -})$ અને હાઇડ્રોક્સિલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ $(H^{\delta +})$ વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનવાને કારણે ગોશ (Gauche) સંરૂપણ સામી (Anti) સંરૂપણ કરતા વધુ સ્થિર હોય છે.
ગ્રસ્ત (Eclipse) સંરૂપણ ઉચ્ચ ટોર્સનલ સ્ટ્રેન અને સ્ટેરિક અપાકર્ષણને કારણે સૌથી ઓછું સ્થિર છે.
તેથી,સ્થિરતાનો વધતો ક્રમ છે: $Eclipse < Anti < Gauche$.

(B) જો અણુમાં સમપ્રમાણતાનું સમતલ (plane of symmetry) અથવા ઇન્વર્ઝનનું કેન્દ્ર ન હોય,તો તે અણુ કાઇરલ હોય છે.
સાયક્લોહેક્ઝેનનું $chair$ અને $boat$ સ્વરૂપ સમપ્રમાણતાનું સમતલ ધરાવે છે,તેથી તે અકાઇરલ છે.
સાયક્લોહેક્ઝેનનું $twist-boat$ સ્વરૂપ સમપ્રમાણતાનું સમતલ ધરાવતું નથી,તેથી તે કાઇરલ છે.

(B) $1, 2-$ડાયક્લોરોઈથેનના $anti$ અને $gauche$ સ્વરૂપો એવા સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ છે જે એકબીજાના અરીસામાં પ્રતિબિંબ નથી અને એકબીજા પર અધ્યારોપિત પણ થઈ શકતા નથી.
તેથી,તેઓ ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ તરીકે ઓળખાય છે.

(A) આપેલ સંયોજન $3$-મિથાઈલપેન્ટેન $(CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$ છે.
$C_2-C_3$ બંધની દિશામાં જોતા,આગળનો કાર્બન $(C_2)$ બે $H$ પરમાણુઓ અને એક $CH_3$ $(Me)$ સમૂહ સાથે જોડાયેલ છે.
પાછળનો કાર્બન $(C_3)$ એક $H$ પરમાણુ,એક $CH_3$ $(Me)$ સમૂહ અને એક $Et$ (ઈથાઈલ) સમૂહ સાથે જોડાયેલ છે.
આપેલ ન્યુમેન પ્રક્ષેપણમાં,પાછળના કાર્બન પર $H$,$X$ અને $Y$ જોડાયેલા છે.
તેથી,$X$ અને $Y$ એ $Me$ અને $Et$ છે.

(D) પ્રથમ બંધારણ એ સોહોર્સ પ્રોજેક્શન છે અને બીજું એ જ અણુનું ન્યુમેન પ્રોજેક્શન છે.
તેમની સરખામણી કરવા માટે,સોહોર્સ પ્રોજેક્શનને ન્યુમેન પ્રોજેક્શનમાં રૂપાંતરિત કરો.
આગળના કાર્બન (જેમાં $-CHO$,$-H$,$-OH$ સમૂહો છે) થી પાછળના કાર્બન (જેમાં $-CH_3$,$-H$,$-OH$ સમૂહો છે) તરફ $C-C$ બંધની નીચે જોતા,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે સમૂહો તેમની અવકાશી ગોઠવણીમાં સમાન છે.
આથી,આ બંને બંધારણો એક જ અણુને અલગ-અલગ દ્રષ્ટિકોણથી દર્શાવે છે,તેથી તેઓ સમાન છે.

(C) ઇથિલિન ગ્લાયકોલ $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ માં,સૌથી સ્થાયી સ્વરૂપ $Gauche$ (skew) સ્વરૂપ છે.
આનું કારણ હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો વચ્ચે બનતો આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ છે,જે $Gauche$ સ્વરૂપને સ્થિર કરે છે.
જોકે $Staggered$ સ્વરૂપ અવકાશીય અપાકર્ષણને ઘટાડે છે,પરંતુ $Gauche$ સ્વરૂપમાં આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધથી મળતી ઉર્જા તેને વધુ સ્થાયી બનાવે છે.

(A) દર્શાવેલ પ્રારંભિક બંધારણ $n$-બ્યુટેનનું પૂર્ણ ગ્રસ્ત (fully eclipsed) સ્વરૂપ છે,જેમાં બે $CH_3$ સમૂહો એકબીજાની બરાબર પાછળ છે.
$C_2-C_3$ બંધની આસપાસ આગળના કાર્બન $(C_2)$ ને $120^\circ$ ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં ફેરવતા,આગળનો $CH_3$ સમૂહ પાછળના $CH_3$ સમૂહથી $60^\circ$ ના ખૂણે આવી જશે.
આ પરિણામી સ્વરૂપ,જેમાં મોટા સમૂહો $60^\circ$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે,તેને ગોશ (gauche) સ્વરૂપ કહેવામાં આવે છે.

(D) સાયક્લોહેક્સેન વ્યુત્પન્નોની ચેર કન્ફોર્મેશનમાં સ્થિરતા વિસ્થાપકોના ઇક્વેટોરિયલ $(e)$ વિરુદ્ધ એક્સિયલ $(a)$ ઓરિએન્ટેશન પર આધાર રાખે છે.
ઇક્વેટોરિયલ સ્થાનમાં રહેલા વિસ્થાપકો $1,3$-ડાયએક્સિયલ આંતરક્રિયાઓ ઘટવાને કારણે વધુ સ્થિર હોય છે.
આપેલ રચનાઓનું વિશ્લેષણ કરતા:
$A$: $1,2$-ડાયએક્સિયલ $(aa)$
$B$: $1,4$-ડાયએક્સિયલ $(aa)$
$C$: $1,3$-એક્સિયલ-ઇક્વેટોરિયલ $(ae)$
$D$: $1,3$-ડાયઇક્વેટોરિયલ $(ee)$
રચના $D$ માં બંને મિથાઈલ સમૂહો ઇક્વેટોરિયલ સ્થાનમાં છે,જે સ્ટેરિક અપાકર્ષણને ઘટાડે છે અને પરિણામે સૌથી ઓછી ઉર્જા (સૌથી વધુ સ્થિરતા) ધરાવે છે.

(B) કોન્ફોર્મરની સ્થિતિ ઊર્જા અણુમાં રહેલા સ્ટેરિક સ્ટ્રેન અને ટોર્સનલ સ્ટ્રેન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આપેલ ન્યુમેન પ્રોજેક્શનમાં,આપણે બે કાર્બન અણુઓ પરના સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ્સ ($Me$ અને $Et$ જૂથો) વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ.
$III$: $Me$ અને $Et$ જૂથો એકબીજાની ગોશ સ્થિતિમાં છે,જે નોંધપાત્ર સ્ટેરિક અપાકર્ષણ પેદા કરે છે.
$I$ અને $II$: બંને કિસ્સાઓમાં,$Me$ અને $Et$ જૂથો એકબીજાની એન્ટી સ્થિતિમાં છે,જે ગોશ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા વધુ સ્થિર છે. બંધારણો સમાન હોવાથી,તેમની સ્થિતિ ઊર્જા સમાન છે $(I = II)$.
$IV$: $Me$ અને $Et$ જૂથો એકબીજાની એન્ટી સ્થિતિમાં છે,પરંતુ ન્યૂનતમ સ્ટેરિક અવરોધને કારણે આપેલા વિકલ્પોમાં આ ગોઠવણી સૌથી વધુ સ્થિર છે.
આમ,સ્થિતિ ઊર્જાનો ઘટતો ક્રમ $III > I = II > IV$ છે.

(B) બ્યુટેન$-1,4-$ડાયોઇક એસિડ (સક્સિનિક એસિડ) તેના ગોશ (gauche) સ્વરૂપમાં આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકે છે.
ગોશ સ્વરૂપમાં,બે કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથો $(-COOH)$ એવી રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે કે એક જૂથનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ બીજા જૂથના ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકે છે.
આ આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ ગોશ સ્વરૂપને સ્થિરતા આપે છે,જે તેને આ અણુ માટે સૌથી વધુ સ્થાયી સ્વરૂપ બનાવે છે.

(B) સૌથી ઓછી ઉર્જા ધરાવતું સંરૂપણ તે છે જેમાં બે મિથાઈલ સમૂહો એકબીજાથી શક્ય તેટલા દૂર,એટલે કે $180^{\circ}$ ના ખૂણે હોય છે.
આ સંરૂપણ મહત્તમ સ્ટેગર્ડ (staggered) હોય છે અને તેને એન્ટી સંરૂપણ કહેવામાં આવે છે.
આ સંરૂપણોની સ્થિરતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\text{Anti} > \text{Gauche} > \text{Partially eclipsed} > \text{Fully eclipsed}$.

(C) સૌથી વધુ સ્થાયી કન્ફોર્મર નક્કી કરવા માટે,આપણે ન્યુમેન પ્રોજેક્શનમાં અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) નું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ.
સ્થિરતા સામાન્ય રીતે મોટા સમૂહો વચ્ચેના અવકાશી અપાકર્ષણને ઘટાડવાથી નક્કી થાય છે.
આપેલ અણુમાં,મોટા સમૂહો ઇથાઇલ ગ્રુપ $(-C_2H_5)$ અને મિથાઇલ ગ્રુપ $(-CH_3)$ છે.
સૌથી વધુ સ્થાયી કન્ફોર્મેશન તે છે જેમાં સૌથી મોટા સમૂહો એકબીજાથી શક્ય તેટલા દૂર (anti-periplanar) હોય.
આપેલ બંધારણને ન્યુમેન પ્રોજેક્શનમાં ફેરવીને,આપણે જોઈએ છીએ કે સૌથી મોટા સમૂહ (ઇથાઇલ) ને બીજા મોટા સમૂહ (મિથાઇલ) ની વિરુદ્ધ રાખવાથી અથવા મોટા સમૂહો વચ્ચેના ગોશ આંતરક્રિયાઓને ઘટાડવાથી સૌથી વધુ સ્થાયી કન્ફોર્મર મળે છે.

(C) $HO-CH_2-CH_2-F$ અણુમાં,હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ અને ફ્લોરિન પરમાણુ $(-F)$ બંને વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા વિસ્થાપકો છે.
ગોશ કન્ફોર્મેશનમાં,$-OH$ ગ્રુપ અને $-F$ પરમાણુ $60^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે.
આનાથી હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપના હાઇડ્રોજન અને ફ્લોરિન પરમાણુ $(F \cdots H-O)$ વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનવાની શક્યતા રહે છે.
આ આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ ગોશ કન્ફોર્મરને સ્થિરતા આપે છે,જે તેને એન્ટી-સ્ટેગર્ડ કન્ફોર્મર કરતા વધુ સ્થાયી બનાવે છે,જે સામાન્ય રીતે અન્ય વિસ્થાપિત ઇથેન માટે સૌથી વધુ સ્થાયી હોય છે.

(B) સાયક્લોહેક્સેન ચેરના રિંગ ફ્લિપ દરમિયાન,તમામ એક્સિયલ (axial) સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ્સ ઇક્વેટોરિયલ (equatorial) બની જાય છે અને તમામ ઇક્વેટોરિયલ સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ્સ એક્સિયલ બની જાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,રિંગના સંદર્ભમાં સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ્સનું ઓરિએન્ટેશન (ઉપર કે નીચે) બદલાતું નથી.
જો કોઈ સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ નીચેની તરફ નિર્દેશ કરતું એક્સિયલ સ્થાનમાં હોય,તો રિંગ ફ્લિપ પછી,તે નીચેની તરફ નિર્દેશ કરતું ઇક્વેટોરિયલ સ્થાનમાં હશે.
તેથી,સાચી રચના તે છે જેમાં સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ તેનું સાપેક્ષ ઓરિએન્ટેશન જાળવી રાખીને એક્સિયલથી ઇક્વેટોરિયલમાં ખસે છે.

(B) કોન્ફોર્મેશનલ આઈસોમર્સ સામાન્ય રીતે સિંગલ બોન્ડની આસપાસ પરિભ્રમણ દ્વારા એકબીજામાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે.
જો કે,જો આપણે ધારી લઈએ કે $C-C$ સિંગલ બોન્ડની આસપાસ કોઈ પરિભ્રમણ નથી,તો બ્યુટેનના ગોશ અને એન્ટી સ્વરૂપો તેમની સંબંધિત અવકાશી ગોઠવણીમાં સ્થિર થઈ જાય છે.
તેઓ સ્ટીરિયો આઈસોમર્સ છે જે એકબીજાની અરીસાની છબી નથી,તેથી તેમને ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(C) બ્યુટેનના સ્વરૂપોની સ્થિરતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: એન્ટી > ગોશ > એક્લિપ્સ્ડ > ફુલ્લી એક્લિપ્સ્ડ.
એન્ટી સ્વરૂપ સૌથી વધુ સ્થિર છે કારણ કે તેમાં મોટા મિથાઈલ સમૂહો $180^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે,જે સ્ટેરિક અપાકર્ષણને ન્યૂનતમ કરે છે.
તેથી,એન્ટી સ્વરૂપ સૌથી ઓછી ઉર્જા ધરાવે છે.

(B) આ સંતુલન વિસ્થાપિત સાયક્લોહેક્સેનના બે ચેર સ્વરૂપોના આંતરરૂપાંતરણને દર્શાવે છે.
પ્રક્રિયકમાં,મોટો આઈસોપ્રોપાઈલ સમૂહ $(-CH(CH_3)_2)$ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સ્થાનમાં છે,જ્યારે નાનો મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$ અક્ષીય (axial) સ્થાનમાં છે.
નીપજમાં,મોટો આઈસોપ્રોપાઈલ સમૂહ અક્ષીય સ્થાનમાં છે,જ્યારે નાનો મિથાઈલ સમૂહ વિષુવવૃત્તીય સ્થાનમાં છે.
અક્ષીય વિસ્થાપકો $1,3$-ડાયએક્સિયલ આંતરક્રિયાઓ અનુભવે છે,જે અસ્થિરતા વધારે છે.
$1,3$-ડાયએક્સિયલ આંતરક્રિયા નાના મિથાઈલ સમૂહ કરતા મોટા આઈસોપ્રોપાઈલ સમૂહ માટે ઘણી વધારે હોય છે.
તેથી,આઈસોપ્રોપાઈલ સમૂહ વિષુવવૃત્તીય સ્થાનમાં હોય તેવું સ્વરૂપ (પ્રક્રિયક) એ આઈસોપ્રોપાઈલ સમૂહ અક્ષીય સ્થાનમાં હોય તેવા સ્વરૂપ (નીપજ) કરતા વધુ સ્થિર છે.
સંતુલન વધુ સ્થિર પ્રક્રિયકની તરફેણ કરતું હોવાથી,પ્રક્રિયકની સાંદ્રતા નીપજની સાંદ્રતા કરતા વધારે હોય છે,જેના પરિણામે સંતુલન અચળાંક $K < 1$ મળે છે.

(B) $HO-CH_2-CH_2-CHO$ અણુમાં,$C_2-C_3$ બંધનું પરિભ્રમણ વિવિધ કન્ફોર્મેશન માટે પરવાનગી આપે છે.
ગોશ (Gauche) કન્ફોર્મેશન સૌથી વધુ સ્થાયી છે કારણ કે તે હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ ગ્રુપ અને કાર્બોનિલ ઓક્સિજન $(C=O)$ વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.
આ સ્થિરીકરણ ઉર્જા સામાન્ય રીતે ગોશ સ્વરૂપ સાથે સંકળાયેલ સ્ટેરિક અપાકર્ષણ કરતા વધારે હોય છે,જે તેને એન્ટી-સ્ટેગર્ડ કન્ફોર્મેશન કરતા વધુ સ્થાયી બનાવે છે.

(A) $n$-બ્યુટેનનું સૌથી ઓછી ઉર્જા ધરાવતું કન્ફોર્મર એન્ટી-કન્ફોર્મર છે. આ કન્ફોર્મેશનમાં,બે મોટા મિથાઈલ સમૂહો એકબીજાથી $180^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે,જે તેમની વચ્ચેના સ્ટેરિક અપાકર્ષણ (વેન ડેર વાલ્સ સ્ટ્રેઈન) ને ઘટાડે છે. ગોશ,એક્લિપ્સ્ડ અને ફુલ્લી એક્લિપ્સ્ડ જેવા અન્ય કન્ફોર્મેશનમાં સ્ટેરિક અથવા ટોર્સનલ સ્ટ્રેઈનને કારણે ઉર્જા વધારે હોય છે.

(C) આપેલ બંધારણ $cis-1,2-dimethylcyclohexane$ છે.
ચેર કન્ફોર્મેશનમાં,બે મિથાઈલ સમૂહો પાસપાસેના કાર્બન (સ્થાન $1$ અને $2$) પર હોય છે.
જ્યારે ન્યુમેન પ્રોજેક્શનનો ઉપયોગ કરીને $C1-C2$ બંધની સાથે જોવામાં આવે છે,ત્યારે બે મિથાઈલ સમૂહો વચ્ચેનો ડાયહેડ્રલ ખૂણો $60^{\circ}$ હોય છે.
આ વિશિષ્ટ અવકાશી ગોઠવણી,જ્યાં પાસપાસેના કાર્બન પરના અવેજીઓનો ડાયહેડ્રલ ખૂણો $60^{\circ}$ હોય છે,તેને $Gauche$ આંતરક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) $cis-1$-ઇથાઇલ-$3$-મિથાઇલસાયક્લોહેક્ઝેન $(A)$ માં,$1$ અને $3$ સ્થાન પરના વિસ્થાપકો વલયની એક જ બાજુએ છે. ચેર કન્ફોર્મેશનમાં,આ ઇથાઇલ અને મિથાઇલ બંનેને વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સ્થાન પર રહેવાની મંજૂરી આપે છે,જે સ્ટેરિક અપાકર્ષણ ઘટાડે છે.
$trans-1$-ઇથાઇલ-$3$-મિથાઇલસાયક્લોહેક્ઝેન $(B)$ માં,$1$ અને $3$ સ્થાન પરના વિસ્થાપકો વિરુદ્ધ બાજુએ છે. ચેર કન્ફોર્મેશનમાં,એક વિસ્થાપક વિષુવવૃત્તીય અને બીજો અક્ષીય (axial) હોવો જોઈએ.
બંને વિસ્થાપકો વિષુવવૃત્તીય સ્થાન પર હોય તે સ્થિતિ એક અક્ષીય અને એક વિષુવવૃત્તીય હોય તેના કરતા વધુ સ્થિર હોવાથી,સંયોજન $A$ એ સંયોજન $B$ કરતા વધુ સ્થિર છે.

(C) ઈથેનના સાંતરિત (staggered) સ્વરૂપમાં,પાસપાસેના કાર્બન પરમાણુઓ પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એકબીજાથી શક્ય તેટલા દૂર હોય છે.
આનાથી ટોર્સનલ સ્ટ્રેન ($C-H$ બંધોના ઇલેક્ટ્રોન વાદળો વચ્ચેનું અપાકર્ષણ) ન્યૂનતમ થાય છે.
પરિણામે,સાંતરિત સ્વરૂપ સૌથી ઓછી સ્થિતિ ઊર્જા ધરાવે છે અને સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(A) ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન આઈસોમર્સની સ્થિરતા ઈક્વેટોરિયલ મિથાઈલ જૂથોની સંખ્યા અને સ્ટેરિક આંતરક્રિયાઓ પર આધાર રાખે છે.
$1$. બંધારણ $(I)$ એ $trans-1,3-$ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્સેનનું ડાય-ઈક્વેટોરિયલ સ્વરૂપ છે,જે સૌથી વધુ સ્થિર છે.
$2$. બંધારણ $(II)$ અને $(III)$ અનુક્રમે $cis-1,3-$ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન (એક ઈક્વેટોરિયલ,એક એક્સિયલ) અને $trans-1,4-$ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન (એક ઈક્વેટોરિયલ,એક એક્સિયલ) છે. એક એક્સિયલ મિથાઈલ જૂથને કારણે તેમની સ્થિરતા સમાન છે.
$3$. બંધારણ $(IV)$ એ $cis-1,4-$ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્સેનનું ડાય-એક્સિયલ સ્વરૂપ છે,જે $1,3-$ડાય-એક્સિયલ આંતરક્રિયાઓને કારણે સૌથી ઓછું સ્થિર છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ઉતરતો ક્રમ $I > II \approx III > IV$ છે.

(B) અચક્રીય સંયોજનોમાં,બંધકોણ સામાન્ય રીતે મુક્તપણે ફરી શકે છે,અને કાર્બન પરમાણુઓ એવી ભૂમિતિ અપનાવી શકે છે જે એંગલ સ્ટ્રેનને ઘટાડે છે. તેથી,અચક્રીય સંયોજનોમાં સંરૂપણની સ્થિરતા નક્કી કરવામાં એંગલ સ્ટ્રેન પરિબળ નથી. તેનાથી વિપરીત,ટોર્સનલ સ્ટ્રેન,સ્ટેરિક આંતરક્રિયાઓ અને સ્થિતવિદ્યુત બળો એ અચક્રીય પ્રણાલીઓમાં સંરૂપણની સ્થિરતા નક્કી કરતા મહત્વના પરિબળો છે.

(C) ડાયહેડ્રલ ખૂણો એ પાસપાસેના કાર્બન પરમાણુઓ પર હાજર બંધ જોડીઓ વચ્ચેનો ખૂણો છે.
આપેલ ન્યુમેન પ્રક્ષેપણમાં,આગળના $C-H'$ બંધ અને પાછળના $C-H''$ બંધ વચ્ચેનો ખૂણો,સ્ટેગર્ડ કન્ફોર્મેશનમાં પાસપાસેના બંધો વચ્ચેના પ્રમાણિત $120^\circ$ ના ખૂણા અને દર્શાવેલ વિચલન ખૂણાને ધ્યાનમાં લઈને ગણવામાં આવે છે.
ભૂમિતિ મુજબ,$H'$ અને $H''$ વચ્ચેનો ડાયહેડ્રલ ખૂણો એ સ્ટેગર્ડ કન્ફોર્મેશનમાં બંધો વચ્ચેના ખૂણા $(120^\circ)$ અને આપેલ વિચલન ખૂણા $(29^\circ)$ નો સરવાળો છે.
ડાયહેડ્રલ ખૂણો $= 120^\circ + 29^\circ = 149^\circ$.

(C) $n$-બ્યુટેનના સંરૂપણોની સ્થિરતાનો ક્રમ: એન્ટી > ગોશ > ગ્રસ્ત (Eclipsed) છે.
એન્ટી-સંરૂપણમાં,બે મોટા મિથાઈલ $(-CH_3)$ સમૂહો $180^{\circ}$ ના ડાયહેડ્રલ ખૂણે હોય છે,જે અવકાશીય અપાકર્ષણ (steric repulsion) અને ટોર્સનલ સ્ટ્રેનને ન્યૂનતમ કરે છે.
આકૃતિ $817-c1436$ એન્ટી-સંરૂપણ દર્શાવે છે,જેમાં બે $-CH_3$ સમૂહો એકબીજાની વિરુદ્ધ દિશામાં છે.

(D) $Z-CH_2-CH_2-OH$ જેવા અણુઓમાં ગોશ (Gauche) સ્વરૂપની સ્થિરતા ઘણીવાર $-OH$ સમૂહ અને $Z$ સમૂહ વચ્ચેના આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન દ્વારા વધે છે.
આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન થવા માટે,$Z$ એ હાઇડ્રોજન બંધ સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરવા સક્ષમ વિદ્યુતઋણ પરમાણુ અથવા સમૂહ હોવો જોઈએ (જેમ કે $-F$,$-OH$,$-OCH_3$,$-NH_2$ વગેરે).
કારણ કે $-F$,$-OH$,અને $-OCH_3$ ત્રણેય ગોશ સંરૂપણમાં $-OH$ સમૂહ સાથે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન કરી શકે છે,તેથી આ કિસ્સાઓમાં ગોશ સ્વરૂપ એન્ટી (anti) સ્વરૂપ કરતા વધુ સ્થાયી બને છે.
તેથી,આ તમામ સમૂહો ગોશ સ્વરૂપને સ્થાયી બનાવે છે.

(B) પ્રોપેનના ન્યુમેન પ્રક્ષેપણમાં,આગળનો કાર્બન એક મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$ અને બે હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ $(-H)$ સાથે જોડાયેલ છે. પાછળનો કાર્બન ત્રણ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ $(-H)$ સાથે જોડાયેલ છે.
ગ્રસ્ત સંરૂપણ (eclipsed conformation) પોતાની જાતને પુનરાવર્તિત કરે તે માટે,આગળના કાર્બનને એવી રીતે ફેરવવો જોઈએ કે જેથી મિથાઈલ સમૂહ પાછળના કાર્બન પરના બીજા હાઈડ્રોજન પરમાણુ સાથે સંરેખિત થાય.
પાછળના કાર્બન પર ત્રણ સમાન હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ એકબીજાથી $120^o$ ના ખૂણે ગોઠવાયેલા હોવાથી,આગળના કાર્બનને $120^o$ ના ખૂણે ફેરવવાથી મિથાઈલ સમૂહ બીજા હાઈડ્રોજન પરમાણુની સ્થિતિમાં આવશે,જેના પરિણામે સમાન ગ્રસ્ત સંરૂપણ પ્રાપ્ત થશે.
આમ,ગ્રસ્ત સ્વરૂપ $120^o$ ના પરિભ્રમણ પછી પુનરાવર્તિત થાય છે.

(D) $C-C$ એકલ બંધની આસપાસ પરિભ્રમણને કારણે સંરૂપણીય સમઘટકો રચાય છે. આ પરિભ્રમણ દરમિયાન,કાર્બન પરમાણુઓનું સંકરણ $sp^3$ જ રહે છે,અને બંધ લંબાઈ તથા બંધકોણમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી. તેથી,વિકલ્પ $D$ સાચો છે. ઓરડાના તાપમાને ઓછી ઉર્જા અવરોધને કારણે સંરૂપણીય સમઘટકોને અલગ કરી શકાતા નથી.

(B) $3$-હાઇડ્રોક્સીપ્રોપેનાલ $(HO-CH_2-CH_2-CHO)$ માં,ગોશ $(gauche)$ સંરૂપણ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ ને કાર્બોનિલ ઓક્સિજન $(C=O)$ ની નજીક આવવા દે છે.
આ નિકટતા હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહના હાઇડ્રોજન અને કાર્બોનિલ સમૂહના ઓક્સિજન વચ્ચે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન બનાવવાની સુવિધા આપે છે.
આ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન ગોશ $(gauche)$ સંરૂપણને સ્થિર કરે છે,જે તેને અમુક ટોર્સનલ સ્ટ્રેન હોવા છતાં સૌથી સ્થાયી સંરૂપણ બનાવે છે.