Conformational isomerism Questions in Hindi

(B) $Ethane$ $(CH_3-CH_3)$ के लिए,$staggered$ संरूपण न्यूनतम मरोड़ तनाव (torsional strain) के कारण $eclipsed$ संरूपण से अधिक स्थिर होता है।
$Cyclohexane$ $(C_6H_{12})$ के लिए,$chair$ संरूपण सबसे अधिक स्थिर संरूपण है क्योंकि यह कोण तनाव (angle strain) और मरोड़ तनाव से मुक्त होता है।
इसलिए,अधिक स्थिर संरूपणों का जोड़ा $staggered$ और $chair$ है।

(D) साइक्लोहेक्सेन का चेयर कन्फर्मेशन,एंगल स्ट्रेन और टॉर्सनल स्ट्रेन की अनुपस्थिति के कारण सबसे अधिक स्थिर कन्फॉर्मर है।
बोट कन्फर्मेशन फ्लैगपोल इंटरैक्शन और टॉर्सनल स्ट्रेन के कारण कम स्थिर होता है।
साइक्लोहेक्सेन के चेयर और बोट कन्फर्मेशन के बीच ऊर्जा का अंतर लगभग $44 \ kJ/mol$ है।
इसलिए,सही कथन यह है कि चेयर और बोट कन्फर्मेशन की ऊर्जा में $44 \ kJ/mol$ का अंतर है।

(B) रूपान्तरण समावयवी - $C-C$ बंध अक्ष के चारों ओर मुक्त घूर्णन के कारण संरूपण (Conformation) उत्पन्न होता है.

(A) संरूपण एकल बंध के चारों ओर घूर्णन (rotation) के कारण उत्पन्न होते हैं।
$NH_2-NH_2$ (हाइड्राज़ीन) में एक $N-N$ एकल बंध होता है,जो घूर्णन की अनुमति देता है और विभिन्न संरूपणों (जैसे गॉश और एंटी) के अस्तित्व को संभव बनाता है।
$CH_4$ में घूर्णन के लिए कोई $C-C$ बंध नहीं है,और $B_2H_6$ की संरचना ब्रिज्ड होती है जो एल्केन या हाइड्राज़ीन की तरह सरल संरूपणीय समावयवता प्रदर्शित नहीं करती है।
अतः,$NH_2-NH_2$ सही उत्तर है।

(A) $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन के कारण उत्पन्न होने वाली समावयवता को संरूपणीय समावयवता (Conformational isomerism) कहा जाता है।

(C) दी गई संरचना ब्यूटेन का न्यूमैन प्रक्षेप (Newman projection) है।
प्रारंभिक संरूपण में,दो $CH_3$ समूह एक-दूसरे के विपरीत ($180^{\circ}$ पर) हैं।
सामने वाले कार्बन $(C_2)$ को वामावर्त दिशा में $120^{\circ}$ घुमाने पर,$CH_3$ समूह नीचे की स्थिति से पीछे वाले $CH_3$ समूह से $120^{\circ}$ दूर की स्थिति में चला जाता है।
इस नई स्थिति में,$C_2$ पर स्थित $CH_3$ समूह,$C_3$ पर स्थित $CH_3$ समूह के सापेक्ष $60^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होता है।
यह विशिष्ट विन्यास,जहाँ बड़े समूह $60^{\circ}$ के द्वितल कोण पर होते हैं,गॉश (Gauche) संरूपण कहलाता है।

(B) एथेन के ग्रसित (eclipsed) संरूपण में,$C-C$ बंध अक्ष के अनुदिश देखने पर सामने वाले कार्बन परमाणु के $C-H$ बंध,पीछे वाले कार्बन परमाणु के $C-H$ बंधों के साथ सीधे संरेखित (aligned) होते हैं।
दिए गए चित्रों में,विकल्प $B$ (चित्र $282-b23$) ग्रसित संरूपण को दर्शाता है क्योंकि दोनों कार्बन परमाणुओं पर स्थित हाइड्रोजन परमाणु इस प्रकार संरेखित हैं कि वे एक-दूसरे को ग्रसित करते हैं।

(C) एथेन $(C_2H_6)$ में,संरूपणीय समावयवियों को न्यूमैन प्रोजेक्शन और सॉहॉर्स प्रोजेक्शन का उपयोग करके दर्शाया जाता है।
स्टैगर्ड संरूपण सबसे स्थिर रूप है जहाँ निकटवर्ती कार्बन परमाणुओं के $C-H$ बंधों के बीच का द्वितल कोण (dihedral angle) $60^{\circ}$ होता है।
दी गई आकृति में:
- संरचना $1$ एक इक्लिप्स्ड न्यूमैन प्रोजेक्शन है।
- संरचना $2$ एक स्टैगर्ड सॉहॉर्स प्रोजेक्शन है।
- संरचना $3$ एक इक्लिप्स्ड सॉहॉर्स प्रोजेक्शन है।
- संरचना $4$ एक स्टैगर्ड न्यूमैन प्रोजेक्शन है।
अतः,$2$ और $4$ एथेन के स्टैगर्ड रूपों को दर्शाते हैं।

(B) ${C_6H_6Cl_6}$ यौगिक को बेंजीन हेक्साक्लोराइड $(BHC)$ या गैमेक्सेन के रूप में जाना जाता है।
इसके विभिन्न त्रिविम समावयवियों (stereoisomers) में,$\gamma$-समावयवी (गामा-आइसोमर) का विन्यास $aaaeee$ होता है (जहाँ $a$ का अर्थ अक्षीय और $e$ का अर्थ निरक्षीय है)।
यह विशिष्ट समावयवी $BHC$ के सभी संरूपणों में सबसे शक्तिशाली कीटनाशक है।

(B) $2$-फ्लोरोएथेनॉल में,$F$ परमाणु और $OH$ समूह के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध बनने के कारण गौश (gauche) संरूपण,प्रति (anti) संरूपण से अधिक स्थिर होता है।
ग्रसित (eclipsed) संरूपण मरोड़ी तनाव (torsional strain) के कारण सबसे कम स्थिर होते हैं।
अतः,स्थिरता का बढ़ता क्रम $Eclipsed < Anti < Gauche$ है।

(A) वे समावयवी जो $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन के कारण बनते हैं,उन्हें कन्फर्मेशनल समावयवी या कन्फॉर्मर्स कहा जाता है।
ये त्रिविम समावयवता का एक प्रकार हैं जहाँ किसी भी बंध को तोड़े बिना परमाणुओं की त्रिविम व्यवस्था बदल जाती है।

(A) साइक्लोहेक्सेन का $Twist-boat$ संरूपण सममिति के तल और प्रतिलोमन केंद्र से रहित होता है,जो इसे कायरल बनाता है।
इसके विपरीत,$Chair$ और $Boat$ संरूपणों में सममिति के तल मौजूद होते हैं,जिससे वे अकायरल (achiral) होते हैं।

(B) दिया गया न्यूमैन प्रोजेक्शन $n$-ब्यूटेन को गॉश संरूपण में दर्शाता है जहाँ दो मिथाइल समूह $60^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर हैं।
सामने वाले कार्बन $(C_2)$ को $120^{\circ}$ वामावर्त दिशा में घुमाने पर सामने वाला मिथाइल समूह ऐसी स्थिति में आ जाएगा जहाँ वह पीछे वाले मिथाइल समूह के ठीक पीछे होगा (ग्रसित)।
जब दो मिथाइल समूह ग्रसित (eclipsed) होते हैं,तो उस संरूपण को पूर्णतः ग्रसित (fully eclipsed) संरूपण कहा जाता है।

(A) संरूपण समावयवता एकल बंध के चारों ओर घूर्णन के कारण उत्पन्न होती है। किसी अणु के संरूपण समावयवता प्रदर्शित करने के लिए,उसमें कम से कम तीन लगातार एकल बंध (सिग्मा बंध) होने चाहिए ताकि केंद्रीय बंध के चारों ओर घूर्णन संभव हो सके।
$(1)$ $CH_4$: घूर्णन के लिए कोई केंद्रीय बंध नहीं है।
$(2)$ $CH_3OH$: $C-O$ बंध के चारों ओर घूर्णन संभव है।
$(3)$ $H_2O$: घूर्णन के लिए कोई केंद्रीय बंध नहीं है।
$(4)$ $H_2O_2$ $(H-O-O-H)$: इसमें तीन लगातार बंध हैं,जो $O-O$ बंध के चारों ओर घूर्णन संभव बनाते हैं।
$(5)$ $C_2H_6$ $(CH_3-CH_3)$: इसमें तीन लगातार बंध हैं,जो $C-C$ बंध के चारों ओर घूर्णन संभव बनाते हैं।
$(6)$ $C_3H_8$ $(CH_3-CH_2-CH_3)$: इसमें कई लगातार बंध हैं,जो $C-C$ बंध के चारों ओर घूर्णन संभव बनाते हैं।
अतः,अणु $(2), (4), (5),$ और $(6)$ संरूपण समावयवता प्रदर्शित करते हैं।

(D) एंटी या पूर्णतः स्टैगर्ड।
एंटी-स्टैगर्ड संरूपण सबसे अधिक स्थिर होता है क्योंकि यह दो बड़े मिथाइल समूहों के बीच त्रिविम प्रतिकर्षण (स्टेरिक रिपल्शन) को कम करता है,जो $180^{\circ}$ के द्वितल कोण पर स्थित होते हैं।

(C) संरूपण (conformation) में,बंध कोण और बंध लंबाई समान रहते हैं।
इस घूर्णन के दौरान,अणु की बंध लंबाई और बंध कोण नहीं बदलते हैं क्योंकि सहसंयोजक बंध न तो टूटते हैं और न ही विकृत होते हैं।

(B) टोरशनल स्ट्रेन का परिमाण $C-C$ बंध के चारों ओर घूर्णन के द्वितल कोण (dihedral angle) पर निर्भर करता है।
एक्लिप्स्ड संरूपण में,निकटवर्ती कार्बन पर हाइड्रोजन परमाणु यथासंभव निकट होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम टोरशनल स्ट्रेन और न्यूनतम स्थिरता होती है।
स्टैगर्ड संरूपण में,हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे से यथासंभव दूर होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप न्यूनतम टोरशनल स्ट्रेन और अधिकतम स्थिरता होती है।
अतः,एथेन का स्टैगर्ड संरूपण एक्लिप्स्ड संरूपण से अधिक स्थिर होता है।

(B) किसी संरूपण की स्थिरता आसन्न कार्बन परमाणुओं से जुड़े समूहों के बीच त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) को कम करने पर निर्भर करती है।
$n-$ब्यूटेन के $anti$ संरूपण में,दो बड़े $-CH_{3}$ समूह $180^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं,जो उनके बीच की अधिकतम संभव दूरी है। यह त्रिविम प्रतिकर्षण और मरोड़ तनाव (torsional strain) को कम करता है,जिससे यह सबसे अधिक स्थायी संरूपण बन जाता है।
अतः,$anti$ संरूपण सबसे अधिक स्थायी है।

(B) पहली संरचना के सामने वाले कार्बन परमाणु को $180^{\circ}$ घुमाने पर,हमें दूसरी संरचना प्राप्त होती है।
अतः,दोनों संरचनाएं एक-दूसरे के अनुरूप (conformers) हैं।
इन दो संरचनाओं में से एक 'staggered' और दूसरी 'eclipsed' संरचना है।

(A) $2-$फ्लोरोएथेनॉल में,फ्लोरीन परमाणु $(F^{\delta -})$ और हाइड्रॉक्सिल हाइड्रोजन परमाणु $(H^{\delta +})$ के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध बनने के कारण गौश (Gauche) संरूपण,सांतर (Anti) संरूपण की तुलना में अधिक स्थिर होता है।
ग्रसित (Eclipse) संरूपण उच्च मरोड़ तनाव (torsional strain) और त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) के कारण सबसे कम स्थिर होता है।
अतः,स्थिरता का बढ़ता क्रम है: $Eclipse < Anti < Gauche$.

(B) यदि किसी अणु में सममिति का तल (plane of symmetry) या प्रतिलोम केंद्र नहीं होता है,तो वह अणु कायरल होता है।
साइक्लोहेक्सेन के $chair$ और $boat$ संरूपण में सममिति का तल होता है,इसलिए वे अकायरल हैं।
साइक्लोहेक्सेन का $twist-boat$ संरूपण सममिति का तल नहीं रखता है,इसलिए यह कायरल है।

(B) $1, 2-$डाइक्लोरोइथेन के $anti$ और $gauche$ संरूपण ऐसे त्रिविम समावयवी (stereoisomers) हैं जो न तो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब हैं और न ही अध्यारोपित (superimposable) हो सकते हैं।
अतः,इन्हें विन्यास समावयवी (diastereomers) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(A) दिया गया यौगिक $3$-मिथाइलपेंटेन $(CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$ है।
$C_2-C_3$ बंध के अनुदिश देखने पर,अगला कार्बन $(C_2)$ दो $H$ परमाणुओं और एक $CH_3$ $(Me)$ समूह से जुड़ा है।
पिछला कार्बन $(C_3)$ एक $H$ परमाणु,एक $CH_3$ $(Me)$ समूह और एक $Et$ (एथिल) समूह से जुड़ा है।
दिए गए न्यूमैन प्रक्षेप में,पिछले कार्बन पर $H$,$X$ और $Y$ जुड़े हुए हैं।
अतः,$X$ और $Y$ का मान $Me$ और $Et$ है।

(D) पहली संरचना एक सॉहॉर्स प्रोजेक्शन है और दूसरी उसी अणु का न्यूमैन प्रोजेक्शन है।
उनकी तुलना करने के लिए,सॉहॉर्स प्रोजेक्शन को न्यूमैन प्रोजेक्शन में बदलें।
सामने वाले कार्बन (जिसमें $-CHO$,$-H$,$-OH$ समूह हैं) से पीछे वाले कार्बन (जिसमें $-CH_3$,$-H$,$-OH$ समूह हैं) की ओर $C-C$ बंध के अनुदिश देखने पर,हम पाते हैं कि समूह अपने स्थानिक विन्यास में समान हैं।
चूंकि दोनों संरचनाएं एक ही अणु को अलग-अलग दृष्टिकोण से दर्शाती हैं,इसलिए वे समान हैं।

(C) एथिलीन ग्लाइकॉल $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ में,सबसे स्थिर संरूपण $Gauche$ (skew) रूप है।
इसका कारण हाइड्रॉक्सिल समूहों के बीच बनने वाला अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध है,जो $Gauche$ संरूपण को स्थिर करता है।
यद्यपि $Staggered$ रूप त्रिविम बाधा (steric repulsion) को कम करता है,लेकिन $Gauche$ रूप में अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध से प्राप्त ऊर्जा इसे अधिक स्थिर बनाती है।

(A) दर्शाई गई प्रारंभिक संरचना $n$-ब्यूटेन का पूर्ण ग्रसित (fully eclipsed) संरूपण है,जिसमें दो $CH_3$ समूह एक-दूसरे के ठीक पीछे हैं।
$C_2-C_3$ बंध के परितः अग्र कार्बन $(C_2)$ को $120^\circ$ वामावर्त घुमाने पर,अग्र $CH_3$ समूह पीछे वाले $CH_3$ समूह से $60^\circ$ की दूरी पर आ जाता है।
यह परिणामी संरूपण,जिसमें भारी समूह $60^\circ$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं,गॉश (gauche) संरूपण कहलाता है।

(D) चेयर संरूपण में साइक्लोहेक्सेन व्युत्पन्नों की स्थिरता प्रतिस्थापियों के इक्वेटोरियल $(e)$ बनाम एक्सियल $(a)$ अभिविन्यास पर निर्भर करती है।
इक्वेटोरियल स्थिति में प्रतिस्थापी $1,3$-डाईएक्सियल अंतःक्रियाओं के कम होने के कारण अधिक स्थिर होते हैं।
दी गई संरचनाओं का विश्लेषण करने पर:
$A$: $1,2$-डाईएक्सियल $(aa)$
$B$: $1,4$-डाईएक्सियल $(aa)$
$C$: $1,3$-एक्सियल-इक्वेटोरियल $(ae)$
$D$: $1,3$-डाईइक्वेटोरियल $(ee)$
संरचना $D$ में दोनों मिथाइल समूह इक्वेटोरियल स्थिति में हैं,जो त्रिविम बाधा (steric repulsion) को कम करता है और इसके परिणामस्वरूप सबसे कम ऊर्जा (उच्चतम स्थिरता) प्राप्त होती है।

(B) एक कन्फॉर्मर की स्थितिज ऊर्जा अणु में मौजूद स्टेरिक स्ट्रेन और टॉर्सनल स्ट्रेन द्वारा निर्धारित की जाती है।
दिए गए न्यूमैन प्रोजेक्शन में,हम दो कार्बन परमाणुओं पर प्रतिस्थापियों ($Me$ और $Et$ समूहों) के बीच की अंतःक्रियाओं का विश्लेषण करते हैं।
$III$: $Me$ और $Et$ समूह एक-दूसरे के गौश (gauche) स्थिति में हैं,जो महत्वपूर्ण स्टेरिक प्रतिकर्षण पैदा करते हैं।
$I$ और $II$: दोनों मामलों में,$Me$ और $Et$ समूह एक-दूसरे के एंटी (anti) स्थिति में हैं,जो गौश अंतःक्रिया की तुलना में अधिक स्थिर है। चूंकि संरचनाएं समान हैं,इसलिए उनकी स्थितिज ऊर्जा बराबर है $(I = II)$।
$IV$: $Me$ और $Et$ समूह एक-दूसरे के एंटी स्थिति में हैं,लेकिन न्यूनतम स्टेरिक बाधा के कारण दिए गए विकल्पों में यह विन्यास सबसे अधिक स्थिर है।
अतः,स्थितिज ऊर्जा का घटता क्रम $III > I = II > IV$ है।

(B) ब्यूटेन$-1,4-$डाइओइक एसिड (सक्सिनिक एसिड) अपने गॉश (gauche) संरूपण में अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन बना सकता है।
गॉश संरूपण में,दो कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ इस प्रकार स्थित होते हैं कि एक समूह का हाइड्रोजन परमाणु दूसरे समूह के ऑक्सीजन परमाणु के साथ हाइड्रोजन बंधन बना सकता है।
यह अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन गॉश संरूपण को स्थिर करता है,जिससे यह इस अणु के लिए सबसे स्थिर संरूपण बन जाता है।

(B) सबसे कम ऊर्जा वाला संरूपण वह होता है जिसमें दो मिथाइल समूह एक-दूसरे से यथासंभव दूर,यानी $180^{\circ}$ के कोण पर होते हैं।
यह संरूपण अधिकतम स्टैगर्ड (staggered) होता है और इसे एंटी संरूपण कहा जाता है।
इन संरूपणों की स्थिरता का क्रम इस प्रकार है: $\text{Anti} > \text{Gauche} > \text{Partially eclipsed} > \text{Fully eclipsed}$.

(C) सबसे स्थिर संरूपण निर्धारित करने के लिए,हम न्यूमैन प्रक्षेप में त्रिविम बाधा (steric hindrance) का विश्लेषण करते हैं।
स्थिरता आमतौर पर बड़े समूहों के बीच त्रिविम प्रतिकर्षण को कम करने से निर्धारित होती है।
दिए गए अणु में,बड़े समूह एथिल समूह $(-C_2H_5)$ और मिथाइल समूह $(-CH_3)$ हैं।
सबसे स्थिर संरूपण वह है जिसमें सबसे बड़े समूह एक-दूसरे से यथासंभव दूर (anti-periplanar) हों।
दिए गए ढांचे को न्यूमैन प्रक्षेप में बदलकर,हम पाते हैं कि सबसे बड़े समूह (एथिल) को दूसरे बड़े समूह (मिथाइल) के विपरीत रखने से या बड़े समूहों के बीच गौश अंतःक्रियाओं को कम करने से सबसे स्थिर संरूपण प्राप्त होता है।

(C) $HO-CH_2-CH_2-F$ अणु में,हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ और फ्लोरीन परमाणु $(-F)$ दोनों ही उच्च विद्युत ऋणात्मकता वाले प्रतिस्थापी हैं।
गॉश संरूपण में,$-OH$ समूह और $-F$ परमाणु $60^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं।
यह हाइड्रॉक्सिल समूह के हाइड्रोजन और फ्लोरीन परमाणु $(F \cdots H-O)$ के बीच एक अंतःआण्विक हाइड्रोजन बंध के निर्माण की अनुमति देता है।
यह अंतःआण्विक हाइड्रोजन बंध गॉश संरूपण को स्थायित्व प्रदान करता है,जिससे यह एंटी-स्टैगर्ड संरूपण की तुलना में अधिक स्थिर हो जाता है,जो सामान्यतः अन्य प्रतिस्थापित एथेन के लिए सबसे अधिक स्थिर होता है।

(B) साइक्लोहेक्सेन चेयर के रिंग फ्लिप के दौरान,सभी एक्सियल (axial) प्रतिस्थापी इक्वेटोरियल (equatorial) बन जाते हैं और सभी इक्वेटोरियल प्रतिस्थापी एक्सियल बन जाते हैं।
विशेष रूप से,रिंग के सापेक्ष प्रतिस्थापियों का अभिविन्यास (ऊपर या नीचे) अपरिवर्तित रहता है।
यदि कोई प्रतिस्थापी नीचे की ओर इंगित करने वाली एक्सियल स्थिति में है,तो रिंग फ्लिप के बाद,वह नीचे की ओर इंगित करने वाली इक्वेटोरियल स्थिति में होगा।
इसलिए,सही संरचना वह है जिसमें प्रतिस्थापी ने अपने सापेक्ष अभिविन्यास को बनाए रखते हुए एक्सियल से इक्वेटोरियल में स्थान परिवर्तन किया है।

(B) कॉन्फ़ॉर्मेशनल आइसोमर्स आमतौर पर एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा एक-दूसरे में परिवर्तित हो सकते हैं।
हालाँकि,यदि हम यह मान लें कि $C-C$ एकल बंध के चारों ओर कोई घूर्णन नहीं है,तो ब्यूटेन के गॉश और एंटी रूप अपनी संबंधित स्थानिक व्यवस्था में स्थिर हो जाते हैं।
चूंकि वे स्टीरियोआइसोमर्स हैं जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं हैं,इसलिए उन्हें डायस्टेरियोमर्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(C) ब्यूटेन के संरूपणों की स्थिरता का क्रम इस प्रकार है: एंटी > गॉश > एक्लिप्स्ड > फुली एक्लिप्स्ड।
एंटी संरूपण सबसे अधिक स्थिर होता है क्योंकि इसमें भारी मिथाइल समूह $180^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं,जिससे त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) न्यूनतम हो जाता है।
इसलिए,एंटी संरूपण की ऊर्जा सबसे कम होती है।

(B) यह साम्य एक प्रतिस्थापित साइक्लोहेक्सेन के दो कुर्सी (chair) संरूपणों के अंतःपरिवर्तन को दर्शाता है।
अभिकारक में,बड़ा आइसोप्रोपिल समूह $(-CH(CH_3)_2)$ भूमध्यरेखीय (equatorial) स्थिति में है,जबकि छोटा मिथाइल समूह $(-CH_3)$ अक्षीय (axial) स्थिति में है।
उत्पाद में,बड़ा आइसोप्रोपिल समूह अक्षीय स्थिति में है,जबकि छोटा मिथाइल समूह भूमध्यरेखीय स्थिति में है।
अक्षीय प्रतिस्थापी $1,3$-डाईएक्सियल अंतःक्रियाओं का अनुभव करते हैं,जो अस्थिर करने वाली होती हैं।
$1,3$-डाईएक्सियल अंतःक्रिया छोटे मिथाइल समूह की तुलना में बड़े आइसोप्रोपिल समूह के लिए काफी अधिक होती है।
इसलिए,आइसोप्रोपिल समूह के भूमध्यरेखीय स्थिति वाला संरूपण (अभिकारक),आइसोप्रोपिल समूह के अक्षीय स्थिति वाले संरूपण (उत्पाद) की तुलना में अधिक स्थिर है।
चूंकि साम्य अधिक स्थिर अभिकारक के पक्ष में है,इसलिए अभिकारक की सांद्रता उत्पाद की सांद्रता से अधिक होती है,जिसके परिणामस्वरूप साम्य स्थिरांक $K < 1$ होता है।

(B) $HO-CH_2-CH_2-CHO$ अणु में,$C_2-C_3$ बंध का घूर्णन विभिन्न संरूपणों की अनुमति देता है।
गॉश (Gauche) संरूपण सबसे अधिक स्थिर है क्योंकि यह हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूह और कार्बोनिल ऑक्सीजन $(C=O)$ के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध के निर्माण की अनुमति देता है।
यह स्थिरीकरण ऊर्जा गॉश रूप के साथ जुड़े त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) से अधिक होती है,जो इसे एंटी-स्टैगर्ड संरूपण की तुलना में अधिक स्थिर बनाती है।

(A) $n$-ब्यूटेन का सबसे कम ऊर्जा वाला संरूपण एंटी-संरूपण है। इस संरूपण में,दो बड़े मिथाइल समूह एक-दूसरे से $180^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं,जो उनके बीच के स्टेरिक प्रतिकर्षण (वैन डेर वाल्स तनाव) को कम करता है। गॉश,एक्लिप्स्ड और फुली एक्लिप्स्ड जैसे अन्य संरूपणों में स्टेरिक या मरोड़ तनाव (torsional strain) के कारण ऊर्जा अधिक होती है।

(C) दी गई संरचना $cis-1,2-dimethylcyclohexane$ है।
चेयर कन्फर्मेशन में,दो मिथाइल समूह आसन्न कार्बन (स्थान $1$ और $2$) पर होते हैं।
जब न्यूमैन प्रोजेक्शन का उपयोग करके $C1-C2$ बॉन्ड के साथ देखा जाता है,तो दो मिथाइल समूहों के बीच का डायहेड्रल कोण $60^{\circ}$ होता है।
यह विशिष्ट स्थानिक व्यवस्था,जहाँ आसन्न कार्बन पर प्रतिस्थापियों का डायहेड्रल कोण $60^{\circ}$ होता है,उसे $Gauche$ इंटरैक्शन के रूप में जाना जाता है।

(A) $cis-1$-एथिल-$3$-मेथिलसाइक्लोहेक्सेन $(A)$ में,$1$ और $3$ स्थिति पर प्रतिस्थापी वलय के एक ही तरफ होते हैं। कुर्सी संरूपण (chair conformation) में,यह एथिल और मेथिल दोनों समूहों को एक साथ भूमध्यरेखीय (equatorial) स्थितियों पर रहने की अनुमति देता है,जिससे त्रिविम बाधा (steric repulsion) कम हो जाती है।
$trans-1$-एथिल-$3$-मेथिलसाइक्लोहेक्सेन $(B)$ में,$1$ और $3$ स्थिति पर प्रतिस्थापी विपरीत दिशाओं में होते हैं। कुर्सी संरूपण में,एक प्रतिस्थापी को भूमध्यरेखीय और दूसरे को अक्षीय (axial) होना पड़ता है।
चूंकि दोनों प्रतिस्थापियों का भूमध्यरेखीय स्थितियों पर होना एक अक्षीय और एक भूमध्यरेखीय होने की तुलना में अधिक स्थिर है,इसलिए यौगिक $A$,यौगिक $B$ से अधिक स्थिर है।

(C) एथेन के संतुलित (staggered) संरूपण में,आसन्न कार्बन परमाणुओं पर स्थित हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे से यथासंभव दूर होते हैं।
यह टोरसनल स्ट्रेन ($C-H$ बंधों के इलेक्ट्रॉन बादलों के बीच प्रतिकर्षण) को न्यूनतम करता है।
परिणामस्वरूप,संतुलित संरूपण में सबसे कम स्थितिज ऊर्जा होती है और यह सबसे अधिक स्थिर होता है।

(A) डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सेन आइसोमर्स की स्थिरता इक्वेटोरियल मिथाइल समूहों की संख्या और स्टेरिक इंटरैक्शन पर निर्भर करती है।
$1$. संरचना $(I)$ $trans-1,3-$डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सेन का डाई-इक्वेटोरियल स्वरूप है,जो सबसे अधिक स्थिर है।
$2$. संरचना $(II)$ और $(III)$ क्रमशः $cis-1,3-$डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सेन (एक इक्वेटोरियल,एक एक्सियल) और $trans-1,4-$डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सेन (एक इक्वेटोरियल,एक एक्सियल) हैं। एक एक्सियल मिथाइल समूह के कारण इनकी स्थिरता समान है।
$3$. संरचना $(IV)$ $cis-1,4-$डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सेन का डाई-एक्सियल स्वरूप है,जो $1,3-$डाई-एक्सियल इंटरैक्शन के कारण सबसे कम स्थिर है।
अतः,स्थिरता का घटता क्रम $I > II \approx III > IV$ है।

(B) अचक्रीय यौगिकों में,बंध कोण आमतौर पर स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं,और कार्बन परमाणु ऐसी ज्यामिति अपना सकते हैं जो एंगल स्ट्रेन को कम करती है। इसलिए,अचक्रीय यौगिकों में संरूपण की स्थिरता को निर्धारित करने में एंगल स्ट्रेन एक कारक नहीं है। इसके विपरीत,टॉरसनल स्ट्रेन,स्टेरिक इंटरैक्शन और स्थिरवैद्युत बल अचक्रीय प्रणालियों में संरूपण की सापेक्ष स्थिरता निर्धारित करने वाले महत्वपूर्ण कारक हैं।

(C) द्वितल कोण (dihedral angle) आसन्न कार्बन परमाणुओं पर उपस्थित बंध युग्मों के बीच का कोण होता है।
दिए गए न्यूमैन प्रक्षेप में,सामने वाले $C-H'$ बंध और पीछे वाले $C-H''$ बंध के बीच का कोण,स्टैगर्ड संरूपण में आसन्न बंधों के बीच के मानक $120^\circ$ कोण और दिखाए गए विचलन कोण को ध्यान में रखकर निकाला जाता है।
ज्यामिति के अनुसार,$H'$ और $H''$ के बीच का द्वितल कोण स्टैगर्ड संरूपण में बंधों के बीच के कोण $(120^\circ)$ और दिए गए विचलन कोण $(29^\circ)$ का योग है।
द्वितल कोण $= 120^\circ + 29^\circ = 149^\circ$.

(C) $n$-ब्यूटेन के संरूपणों की स्थिरता का क्रम: एंटी > गौश > ग्रस्त (Eclipsed) है।
एंटी-संरूपण में,दो बड़े मिथाइल $(-CH_3)$ समूह $180^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं,जो त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) और मरोड़ तनाव (torsional strain) को न्यूनतम करते हैं।
चित्र $817-c1436$ एंटी-संरूपण को दर्शाता है,जिसमें दो $-CH_3$ समूह एक-दूसरे के विपरीत दिशा में होते हैं।

(D) $Z-CH_2-CH_2-OH$ जैसे अणुओं में गौश (Gauche) रूप की स्थिरता अक्सर $-OH$ समूह और $Z$ समूह के बीच इंट्रा-मॉलिक्यूलर हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा बढ़ जाती है।
इंट्रा-मॉलिक्यूलर हाइड्रोजन बॉन्डिंग होने के लिए,$Z$ को एक विद्युत ऋणात्मक परमाणु या समूह होना चाहिए जो हाइड्रोजन बॉन्ड स्वीकर्ता के रूप में कार्य करने में सक्षम हो (जैसे $-F$,$-OH$,$-OCH_3$,$-NH_2$,आदि)।
चूंकि $-F$,$-OH$,और $-OCH_3$ तीनों गौश संरूपण में $-OH$ समूह के साथ इंट्रा-मॉलिक्यूलर हाइड्रोजन बॉन्डिंग कर सकते हैं,इसलिए इन मामलों में गौश रूप एंटी (anti) रूप से अधिक स्थिर हो जाता है।
अतः,ये सभी समूह गौश रूप को स्थिर बनाते हैं।

(B) प्रोपेन के न्यूमैन प्रक्षेप (Newman projection) में,अगला कार्बन एक मिथाइल समूह $(-CH_3)$ और दो हाइड्रोजन परमाणुओं $(-H)$ से जुड़ा होता है। पिछला कार्बन तीन हाइड्रोजन परमाणुओं $(-H)$ से जुड़ा होता है।
ग्रस्त संरूपण (eclipsed conformation) को खुद को दोहराने के लिए,अगले कार्बन को इस तरह घुमाया जाना चाहिए कि मिथाइल समूह पिछले कार्बन पर स्थित दूसरे हाइड्रोजन परमाणु के साथ संरेखित हो जाए।
चूंकि पिछले कार्बन पर तीन समान हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे से $120^o$ के कोण पर व्यवस्थित होते हैं,इसलिए अगले कार्बन को $120^o$ के कोण पर घुमाने से मिथाइल समूह अगले हाइड्रोजन परमाणु की स्थिति में आ जाएगा,जिसके परिणामस्वरूप समान ग्रस्त संरूपण प्राप्त होगा।
अतः,ग्रस्त रूप $120^o$ के घूर्णन के बाद दोहराया जाता है।

(D) $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन के कारण संरूपणीय समावयवी बनते हैं। इस घूर्णन के दौरान,कार्बन परमाणुओं का संकरण $sp^3$ ही रहता है,और बंध लंबाई तथा बंध कोण में कोई परिवर्तन नहीं होता है। इसलिए,विकल्प $D$ सही है। कमरे के तापमान पर कम ऊर्जा अवरोध के कारण संरूपणीय समावयवियों को अलग नहीं किया जा सकता है।

(B) $3$-हाइड्रॉक्सीप्रोपेनल $(HO-CH_2-CH_2-CHO)$ में,गॉश $(gauche)$ संरूपण हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ को कार्बोनिल ऑक्सीजन $(C=O)$ के करीब आने की अनुमति देता है।
यह निकटता हाइड्रॉक्सिल समूह के हाइड्रोजन और कार्बोनिल समूह के ऑक्सीजन के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन के निर्माण को सुगम बनाती है।
यह अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन गॉश $(gauche)$ संरूपण को स्थिर करता है,जिससे यह कुछ टोरसनल स्ट्रेन होने के बावजूद सबसे स्थिर संरूपण बन जाता है।