Conformational isomerism Questions in Hindi

(A) $3-$Hydroxypropanal $(HO-CH_2-CH_2-CHO)$ में,सबसे स्थिर संरूपण $Gauche$ रूप है।
इसका कारण हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ और कार्बोनिल ऑक्सीजन $(C=O)$ के बीच बनने वाला अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध है।
यद्यपि $Anti$ संरूपण आमतौर पर कम त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण अधिक स्थिर होता है,लेकिन इस अणु में अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध द्वारा प्राप्त स्थिरता इसे सबसे अधिक स्थिर बनाती है।

(A) दी गई संरचनाएँ $n$-ब्यूटेन अणु के न्यूमैन प्रक्षेप (Newman projections) हैं।
संरचना $I$ स्टैगर्ड (staggered) संरूपण को दर्शाती है,जबकि संरचना $II$ एक्लिप्सड (eclipsed) संरूपण को दर्शाती है।
चूँकि ये संरचनाएँ $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा एक-दूसरे में परिवर्तित हो सकती हैं,इसलिए ये अनुरूपण समावयवी हैं।

(D) $n-$ब्यूटेन संरूपणों की स्थिरता मरोड़ी तनाव (torsional strain) और त्रिविम बाधा (steric hindrance) द्वारा निर्धारित की जाती है।
$1$. $Anti$ संरूपण सबसे अधिक स्थिर है क्योंकि बड़े मिथाइल समूह $180^{\circ}$ की दूरी पर होते हैं,जिससे त्रिविम प्रतिकर्षण न्यूनतम होता है।
$2$. $Gauche$ संरूपण $Anti$ से कम स्थिर है क्योंकि इसमें $60^{\circ}$ के द्वितल कोण पर मिथाइल समूहों के बीच त्रिविम प्रतिकर्षण होता है।
$3$. $Eclipsed$ संरूपण में मरोड़ी तनाव के कारण ऊर्जा अधिक होती है।
$4$. $Fully \text{ } eclipsed$ संरूपण सबसे कम स्थिर है क्योंकि दो बड़े मिथाइल समूह सीधे एक-दूसरे के सामने ($0^{\circ}$ द्वितल कोण) होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम त्रिविम प्रतिकर्षण और मरोड़ी तनाव उत्पन्न होता है।

(B) $n$-ब्यूटेन के संरूपणों की स्थिरता का क्रम इस प्रकार है: $Anti-staggered > Gauche > Eclipsed > Fully eclipsed$।
$Anti-staggered$ संरूपण में,दो बड़े मिथाइल समूह $180^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं,जो उनके बीच के त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) को कम करता है।
$Gauche$ संरूपण में,मिथाइल समूह $60^{\circ}$ के द्वितल कोण पर होते हैं,जिससे कुछ त्रिविम बाधा उत्पन्न होती है।
$Eclipsed$ और $fully eclipsed$ संरूपणों में,समूह एक-दूसरे के करीब होते हैं,जिससे महत्वपूर्ण मरोड़ (torsional) और त्रिविम तनाव उत्पन्न होता है।
इसलिए,$anti-staggered$ संरूपण सबसे अधिक स्थिर है।

(A) $n$-ब्यूटेन में,संरूपण $C_2-C_3$ बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा उत्पन्न होते हैं।
इन संरूपणों के स्थायित्व का क्रम है: $Anti$ (Staggered) $>$ $Gauche$ $>$ $Eclipsed$।
$Anti$ संरूपण सबसे अधिक स्थायी है क्योंकि इसमें भारी मिथाइल समूह एक-दूसरे से $180^{\circ}$ की दूरी पर होते हैं,जिससे त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) और मरोड़ तनाव (torsional strain) न्यूनतम हो जाता है।

(C) दी गई संरचनाएं $n$-ब्यूटेन के न्यूमैन प्रोजेक्शन हैं।
ये संरचनाएं परमाणुओं की विभिन्न स्थानिक व्यवस्थाओं को दर्शाती हैं जिन्हें $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा एक-दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है।
ऐसी संरचनाओं को अनुरूप समावयवी (conformers) के रूप में जाना जाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन के कारण उत्पन्न होने वाले समावयवियों को रूप समावयवी (Conformers) कहा जाता है।
ये परमाणुओं की ऐसी त्रिविम व्यवस्थाएं हैं जिन्हें एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा एक-दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है।

(B) ब्यूटेन संरूपणों का स्थायित्व मरोड़ी तनाव (torsional strain) और त्रिविम बाधा (steric hindrance) द्वारा निर्धारित होता है।
$I$ गॉश (gauche) संरूपण को दर्शाता है (स्टैगर्ड,अपेक्षाकृत स्थायी)।
$II$ एंटी (anti) संरूपण को दर्शाता है (स्टैगर्ड,सबसे अधिक स्थायी)।
$III$ पूर्णतः ग्रसित (fully eclipsed) संरूपण को दर्शाता है ($CH_3-CH_3$ प्रतिकर्षण के कारण उच्चतम ऊर्जा,सबसे कम स्थायी)।
$IV$ ग्रसित (eclipsed) संरूपण को दर्शाता है (स्टैगर्ड से कम स्थायी,लेकिन पूर्णतः ग्रसित से अधिक स्थायी)।
अतः,सबसे कम स्थायी संरूपण $III$ है।

(B) एथेन $(C_2H_6)$ के staggered conformation में,एक कार्बन परमाणु पर स्थित हाइड्रोजन परमाणु दूसरे कार्बन परमाणु पर स्थित हाइड्रोजन परमाणुओं से यथासंभव दूर स्थित होते हैं।
इस व्यवस्था के परिणामस्वरूप दोनों कार्बन परमाणुओं के $C-H$ बंधों के बीच $60^o$ का द्वितलीय कोण बनता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(B) साइक्लोहेक्सेन संरूपणों की स्थिरता मरोड़ी तनाव (torsional strain) और त्रिविम तनाव (steric strain) को कम करने से निर्धारित होती है।
$chair$ संरूपण में,सभी $C-C-C-C$ द्वितल कोण (dihedral angles) स्टैगर्ड होते हैं और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच न्यूनतम त्रिविम बाधा होती है।
यह $chair$ संरूपण को साइक्लोहेक्सेन का सबसे स्थिर रूप बनाता है,जिसकी स्थितिज ऊर्जा सबसे कम होती है।
इसके विपरीत,$boat$,$twist-boat$ और $half-chair$ संरूपणों में ग्रहण (eclipsing) अंतःक्रियाओं और ट्रांसएनुलर तनाव के कारण ऊर्जा अधिक होती है।

(B) एथिलीन ग्लाइकॉल $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ में,gauche संरूपण सबसे अधिक स्थिर होता है।
इसका कारण दो हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूहों के बीच बनने वाला अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध है,जो gauche रूप को स्थिर करता है।
यद्यपि anti संरूपण त्रिविम बाधा (steric repulsion) को कम करता है,फिर भी gauche संरूपण में अंतःआणविक हाइड्रोजन बंध का स्थिरीकरण प्रभाव इसे अधिक स्थिर बनाता है।

(N/A) एल्केन में कार्बन-कार्बन सिग्मा $(\sigma)$ बंध होते हैं। सिग्मा आणविक कक्षक का इलेक्ट्रॉन वितरण $C-C$ बंध की अंतर-नाभिकीय अक्ष के चारों ओर सममित होता है,जो अपनी अक्ष के परितः घूर्णन के कारण बाधित नहीं होता है।
यह $C-C$ एकल बंध के चारों ओर मुक्त घूर्णन की अनुमति देता है। इस घूर्णन के परिणामस्वरूप अंतरिक्ष में परमाणुओं की विभिन्न स्थानिक व्यवस्थाएँ प्राप्त होती हैं जो एक-दूसरे में परिवर्तित हो सकती हैं।
परमाणुओं की ऐसी स्थानिक व्यवस्थाएँ जिन्हें $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा एक-दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है,उन्हें अनुरूपण (Conformations) या अनुरूपक (Conformers) या रोटामर्स (Rotamers) कहा जाता है।

(N/A) ग्रस्त और सांतरित इथेन के बीच अंतर निम्नलिखित है:
| विशेषता | ग्रस्त इथेन | सांतरित इथेन |
| :--- | :--- | :--- |
| $(i)$ सॉहर्स प्रक्षेप | $C-H$ बंध एक सीध में होते हैं। | $C-H$ बंध सांतरित होते हैं। |
| $(ii)$ न्यूमैन प्रक्षेप | $H$ परमाणु एक-दूसरे के ठीक पीछे होते हैं। | $H$ परमाणु अधिकतम दूरी पर होते हैं। |
| $(iii)$ द्वितल कोण | $0^{\circ}$ | $60^{\circ}$ |
| $(iv)$ स्थिरता | उच्च मरोड़ विकृति के कारण कम स्थिर। | न्यूनतम प्रतिकर्षण के कारण अधिक स्थिर। |
| $(v)$ ऊर्जा | उच्च ऊर्जा। | कम ऊर्जा ($12.5 \ kJ \ mol^{-1}$ कम)। |

(N/A) एल्केन में,$C-C$ बंध को सॉहॉर्स प्रोजेक्शन द्वारा निम्नलिखित रूप से समझाया गया है:
$(i)$ इस प्रोजेक्शन में,अणु को आणविक अक्ष के अनुदिश देखा जाता है। फिर केंद्रीय $C-C$ बंध को एक लंबी सीधी रेखा के रूप में खींचकर इसे कागज पर प्रक्षेपित किया जाता है।
$(ii)$ रेखा का ऊपरी सिरा थोड़ा दाईं या बाईं ओर झुका होता है।
$(iii)$ सामने वाले कार्बन को रेखा के निचले सिरे पर दिखाया जाता है,जबकि पीछे वाले कार्बन को ऊपरी सिरे पर दिखाया जाता है।
$(iv)$ प्रत्येक कार्बन से तीन रेखाएं जुड़ी होती हैं,जो तीन हाइड्रोजन परमाणुओं के अनुरूप होती हैं।
$(v)$ ये रेखाएं एक-दूसरे के साथ $120^{\circ}$ के कोण पर झुकी होती हैं।
$(vi)$ इथेन के ग्रस्त (eclipsed) और सांतरित (staggered) संरूपणों के सॉहॉर्स प्रोजेक्शन नीचे दिए गए हैं:
$923$-s104

(N/A) न्यूमैन प्रक्षेप :
$(i)$ इस प्रक्षेप में,अणु को $C-C$ बंध की दिशा में सामने से देखा जाता है।
$(ii)$ आँख के निकट वाले कार्बन परमाणु को एक बिंदु द्वारा दर्शाया जाता है। सामने वाले कार्बन परमाणु से जुड़े तीन हाइड्रोजन परमाणुओं को एक-दूसरे से $120^{\circ}$ के कोण पर खींची गई तीन रेखाओं द्वारा दिखाया जाता है।
$(iii)$ पीछे वाले कार्बन परमाणु (आँख से दूर वाला कार्बन परमाणु) को एक वृत्त द्वारा दर्शाया जाता है और तीन हाइड्रोजन परमाणुओं को उससे एक-दूसरे से $120^{\circ}$ के कोण पर खींची गई रेखाओं द्वारा जोड़ा जाता है। सभी रेखाओं के अंत में $H$ लिखा जाता है।
$(b)$ उदाहरण: ग्रसित (Eclipsed) एथेन और सांतरित (Staggered) एथेन नीचे दिए गए हैं:

(3 ECLIPSED AND 3 STAGGERED) एथेन में $C-C$ बंध के चारों ओर $360^{\circ}$ के पूर्ण घूर्णन के दौरान,अणु विभिन्न संरूपण अवस्थाओं से गुजरता है।
$1$. ग्रसित (eclipsed) संरूपण: ये $0^{\circ}$,$120^{\circ}$ और $240^{\circ}$ पर प्राप्त होते हैं। अतः,कुल $3$ ग्रसित संरूपण होते हैं।
$2$. सांतरित (staggered) संरूपण: ये $60^{\circ}$,$180^{\circ}$ और $300^{\circ}$ पर प्राप्त होते हैं। अतः,कुल $3$ सांतरित संरूपण होते हैं।
इसलिए,कुल $3$ ग्रसित और $3$ सांतरित संरूपण प्राप्त होते हैं।

(N/A) एथेन का $C-C$ बंध के चारों ओर आंतरिक घूर्णन विभिन्न संरूपणीय समावयवियों की ओर ले जाता है।
$1$. स्टैगर्ड (staggered) संरूपण न्यूनतम मरोड़ तनाव (torsional strain) के कारण न्यूनतम ऊर्जा वाला सबसे स्थिर रूप है।
$2$. एक्लिप्सड (eclipsed) संरूपण अधिकतम मरोड़ तनाव के कारण अधिकतम ऊर्जा वाला सबसे अस्थिर रूप है।
$3$. स्टैगर्ड से एक्लिप्सड तक $60^{\circ}$ का घूर्णन ऊर्जा को $12.5 \ kJ \ mol^{-1}$ तक बढ़ा देता है।
$4$. $60^{\circ}$ का और घूर्णन (कुल $120^{\circ}$) अणु को वापस स्टैगर्ड संरूपण में लाता है,जो ऊर्जा के मामले में प्रारंभिक स्थिति के समान है।
इस प्रकार,$120^{\circ}$ के घूर्णन के बाद,अणु स्टैगर्ड संरूपण में वापस आ जाता है,जो न्यूनतम ऊर्जा की स्थिति है।

(A) एथेन $(CH_3-CH_3)$ में,बंध कोण (जैसे $H-C-H$ और $C-C-H$) स्थिर रहते हैं क्योंकि घूर्णन के दौरान कार्बन परमाणुओं का संकरण $(sp^3)$ नहीं बदलता है।
हालाँकि,द्वितल कोण (आसन्न कार्बन पर $H-C-C$ बंधों के तलों के बीच का कोण) $C-C$ सिग्मा बंध के चारों ओर अणु के घूर्णन के साथ $0^{\circ}$ से $360^{\circ}$ तक लगातार बदलता रहता है।

(N/A) $C-C$ बंध के चारों ओर घूर्णन के कोण पर मरोड़ी तनाव (torsional strain) का परिमाण निर्भर करता है। इस कोण को डाईहेड्रल कोण या मरोड़ी कोण कहा जाता है।

(N/A) एक अणु में आसन्न बंधों के इलेक्ट्रॉन बादलों के बीच होने वाली प्रतिकर्षण अंतःक्रिया,जो संरूपण (conformation) की स्थिरता को प्रभावित करती है,उसे टोरसनल स्ट्रेन कहा जाता है।
इन बढ़े हुए प्रतिकर्षण बलों के कारण,अणु में अधिक ऊर्जा होती है और परिणामस्वरूप इसकी स्थिरता कम होती है।

(N/A) एथेन के अनंत संख्या में संरूपण होते हैं। हालाँकि,दो चरम स्थितियाँ होती हैं। एक ऐसा संरूपण जिसमें दो कार्बनों से जुड़े हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे के यथासंभव निकट होते हैं,उसे 'eclipsed' (ग्रसित) संरूपण कहा जाता है,और दूसरा जिसमें हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे से यथासंभव दूर होते हैं,उसे 'staggered' (सांतर) संरूपण के रूप में जाना जाता है। किसी भी अन्य मध्यवर्ती संरूपण को 'skew' (तिरछा) संरूपण कहा जाता है।

(C) सामान्य तौर पर,अधिकांश अणुओं के लिए एंटी-स्टैगर्ड (anti-staggered) संरूपण सबसे अधिक स्थिर होता है क्योंकि इसमें त्रिविम बाधा (steric hindrance) न्यूनतम होती है। हालाँकि,ethane-$1,2$-diol के लिए,गॉश (gauche) संरूपण एंटी-स्टैगर्ड रूप से अधिक स्थिर होता है। इसका कारण दो हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूहों के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन का निर्माण है,जो गॉश संरूपण को स्थिर करता है। इस अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन को दर्शाने वाली संरचना संदर्भ छवि में दी गई है।

(A) संरूपणीय समावयवियों का स्थायित्व उनकी स्थितिज ऊर्जा के व्युत्क्रमानुपाती होता है। अधिक स्थिर संरूपकों की स्थितिज ऊर्जा कम होती है।
$n$-ब्यूटेन के संरूपकों के लिए स्थायित्व का क्रम है:
$I$ (एंटी) > $III$ (गॉश) > $IV$ (ग्रसित) > $II$ (पूर्ण ग्रसित)।
अतः,बढ़ती हुई स्थितिज ऊर्जा का क्रम स्थायित्व के क्रम का उल्टा होगा:
$I < III < IV < II$.

(A) एथेन का सबसे कम स्थिर संरूपण ग्रसित (eclipsed) रूप है।
ग्रसित संरूपण में,सामने वाले कार्बन पर स्थित हाइड्रोजन परमाणु पीछे वाले कार्बन पर स्थित हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ सीधे संरेखित होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम मरोड़ तनाव (torsional strain) उत्पन्न होता है।
यह $0^{\circ}$ के द्वितल कोण के अनुरूप है।

(B) एथेन के स्टैगर्ड और इक्लिप्स्ड संरूपण $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा उत्पन्न होते हैं।
इन विभिन्न स्थानिक व्यवस्थाओं को संरूपणीय समावयवी (conformational isomers) या रोटामर्स के रूप में जाना जाता है।
चूंकि वे एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा एक-दूसरे में परिवर्तित हो सकते हैं,इसलिए उन्हें रोटामर्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(D) $1,1,1-$ट्राइक्लोरोइथेन $(CCl_3-CH_3)$ के न्यूमैन प्रक्षेप में,स्टैगर्ड संरूपण तब बनता है जब सामने वाले कार्बन पर मौजूद प्रतिस्थापी,पीछे वाले कार्बन पर मौजूद प्रतिस्थापियों के सापेक्ष $60^{\circ}$ के कोण पर स्थित होते हैं।
दी गई आकृति में दिखाए अनुसार,स्टैगर्ड संरूपण में $C-Cl$ बंध और $C-H$ बंध के बीच का द्वितल कोण $(\phi)$ $60^{\circ}$ है।

(C) एथेन अणु $(CH_3-CH_3)$ में,कार्बन-कार्बन बंध एक एकल सिग्मा $(\sigma)$ बंध होता है।
चूंकि सिग्मा $(\sigma)$ बंध कक्षकों के सीधे अतिव्यापन (head-on overlap) द्वारा बनता है,इसलिए इसमें अंतर-नाभिकीय अक्ष के साथ बेलनाकार सममिति होती है।
यह बेलनाकार सममिति कार्बन-कार्बन एकल बंध के चारों ओर मुक्त घूर्णन की अनुमति देती है,जिससे विभिन्न संरूपणीय समावयवी (conformational isomers) बनते हैं।

(C) डाइहेड्रल कोण $:$ यह न्यूमैन प्रक्षेपण में $2$ निर्दिष्ट समूहों (यहाँ $-CH_3$) के बीच का कोण है।
स्टैगर्ड संरूपण उस व्यवस्था को संदर्भित करता है जहाँ सामने और पीछे के कार्बन पर समूह एक-दूसरे से यथासंभव दूर होते हैं।
विकल्प $(A)$ में,दो $-CH_3$ समूहों के बीच डाइहेड्रल कोण $60^{\circ}$ (गॉश) है।
विकल्प $(B)$ में,संरचना इक्लिप्स्ड (eclipsed) है।
विकल्प $(C)$ में,दो $-CH_3$ समूह एंटी-स्थिति में हैं,जिसका अर्थ है कि डाइहेड्रल कोण $180^{\circ}$ है। यह अधिकतम डाइहेड्रल कोण वाला स्टैगर्ड संरूपण है।
विकल्प $(D)$ में,संरचना इक्लिप्स्ड है।

(D) $X$ और $Y$ एक-दूसरे के रूपान्तरण समावयवी (conformers) हैं।
रूपान्तरण समावयवी अणु में परमाणुओं की वे स्थानिक व्यवस्थाएं हैं जिन्हें $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा एक-दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है।
दिए गए न्यूमैन प्रक्षेपों में,$X$ ग्रसित (eclipsed) संरूपण को दर्शाता है,जबकि $Y$ सांतरित (staggered) संरूपण को दर्शाता है।
चूंकि वे एक ही अणु की अलग-अलग घूर्णी अवस्थाएं हैं,इसलिए उन्हें रूपान्तरण समावयवी कहा जाता है।

(C) किसी अणु का सबसे स्थिर संरूपण वह होता है जिसमें न्यूनतम त्रिविम बाधा (steric hindrance) और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण होता है। $2,3-$डाइब्रोमोब्यूटेन के मामले में,एंटी-स्टैगर्ड (anti-staggered) संरूपण सबसे अधिक स्थिर होता है क्योंकि दो बड़े ब्रोमीन परमाणु एक-दूसरे से $180^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर स्थित होते हैं,जिससे त्रिविम प्रतिकर्षण कम हो जाता है।

(A) $n$-ब्यूटेन के लिए सबसे अधिक स्थायी संरूपण एंटी-स्टैगर्ड रूप है,जहाँ दो बड़े मिथाइल समूह एक-दूसरे से $180^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं।
इस संरूपण में,मिथाइल समूहों के बीच त्रिविम प्रतिकर्षण (steric repulsion) न्यूनतम होता है,जिससे यह सबसे अधिक स्थायी संरूपण बन जाता है।
यह संरचना विकल्प $(A)$ में दर्शाई गई है।

(D) सही उत्तर $(D)$ है।
दिए गए $n$-ब्यूटेन के न्यूमैन प्रक्षेप में,दो मिथाइल $(-CH_3)$ समूह एक-दूसरे से $60^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर स्थित हैं।
यह विशिष्ट सांतरित संरूपण,जिसमें बड़े समूह एक-दूसरे के निकट होते हैं,गॉश (gauche) संरूपण कहलाता है।

(A) ब्यूटेन के संरूपणों की स्थिरता वैन डेर वाल्स तनाव और मरोड़ तनाव (torsional strain) के परिमाण द्वारा निर्धारित की जाती है।
$1$. एंटी-संरूपण (जहाँ दो $Me$ समूह $180^{\circ}$ पर होते हैं) में सबसे कम ऊर्जा होती है क्योंकि यह बड़े मिथाइल समूहों के बीच त्रिविम प्रतिकर्षण (वैन डेर वाल्स तनाव) को कम करता है और मरोड़ तनाव को न्यूनतम करता है।
$2$. गॉश-संरूपण में दो $Me$ समूहों के बीच त्रिविम प्रतिकर्षण के कारण एंटी-संरूपण की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है।
$3$. ग्रसित संरूपणों में महत्वपूर्ण मरोड़ तनाव और त्रिविम प्रतिकर्षण के कारण सबसे अधिक ऊर्जा होती है।
$4$. इसलिए,विकल्प $A$ में दिखाया गया एंटी-संरूपण सबसे अधिक स्थिर है।

(C) एथेन का ग्रसित (eclipsed) संरूपण सबसे कम स्थायी होता है क्योंकि इसमें निकटवर्ती कार्बन परमाणुओं पर $C-H$ बंधों की निकटता के कारण टोरसोनल तनाव (torsional strain) अधिकतम होता है। सांतरित (staggered) संरूपण सबसे अधिक स्थायी होता है।

(B) $2,2$-dimethylbutane की संरचना $CH_3-CH_2-C(CH_3)_2-CH_3$ है।
दिए गए न्यूमैन प्रोजेक्शन के लिए,सामने वाले कार्बन पर दो $CH_3$ समूह और एक $H$ परमाणु है,जबकि पीछे वाले कार्बन पर दो $H$ परमाणु और एक $Y$ समूह है। $X$ समूह सामने वाले कार्बन से जुड़ा है।
$C_2-C_3$ बंध अक्ष पर विचार करने पर:
सामने वाला कार्बन $(C_2)$ दो $CH_3$ समूह और एक $H$ परमाणु रखता है। पीछे वाला कार्बन $(C_3)$ दो $H$ परमाणु और एक $C_2H_5$ समूह रखता है।
यदि $X = CH_3$ और $Y = C_2H_5$ हो,तो यह संरचना से मेल खाता है।
$C_1-C_2$ बंध अक्ष पर विचार करने पर:
सामने वाला कार्बन $(C_1)$ तीन $H$ परमाणु रखता है। पीछे वाला कार्बन $(C_2)$ दो $CH_3$ समूह और एक $C_2H_5$ समूह रखता है।
यदि $X = H$ और $Y = C_2H_5$ हो,तो यह संरचना से मेल खाता है।
विकल्पों के साथ तुलना करने पर,$X=H$ और $Y=C_2H_5$ (विकल्प $B$) एक संभावना है,और $X=C_2H_5$ और $Y=H$ (विकल्प $C$) भी एक संभावना है। अतः,$B$ और $C$ सही हैं।

(B) मेसो-ब्यूटेन-$2,3$-डायोल का सबसे अधिक स्थिर संरूपण दो हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूहों के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन की उपस्थिति से निर्धारित होता है।
मेसो रूप के न्यूमैन प्रक्षेप में,जब दो $-OH$ समूह एक-दूसरे के सापेक्ष गौश (gauche) स्थिति में होते हैं,तो वे अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन बना सकते हैं,जो संरूपण को स्थिर करता है।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,जो संरचना $-OH$ समूहों को गौश अभिविन्यास में दिखाती है जो इस स्थिरीकरण की अनुमति देती है,वह विकल्प $B$ में प्रस्तुत की गई है।

(C) दिया गया यौगिक $2,3$-डाइब्रोमो-$2,3$-डाइक्लोरोब्यूटेन है।
स्थिर संरूपणों को खोजने के लिए,हम एक कार्बन परमाणु को दूसरे के सापेक्ष घुमाकर न्यूमैन प्रोजेक्शन खींचते हैं।
इस अणु के लिए तीन स्टैगर्ड (staggered) संरूपण मौजूद हैं।
एक स्टैगर्ड संरूपण में,द्विध्रुव आघूर्ण $\mu$ गैर-शून्य होता है यदि अणु में व्युत्क्रमण का केंद्र (center of inversion) या सममिति का तल (plane of symmetry) नहीं होता है जो व्यक्तिगत बंध द्विध्रुवों को रद्द कर सके।
इस विशिष्ट अणु के लिए,तीनों स्टैगर्ड संरूपणों में गैर-शून्य द्विध्रुव आघूर्ण $(\mu \neq 0)$ होता है क्योंकि दो कार्बन परमाणुओं पर प्रतिस्थापी इस तरह से व्यवस्थित नहीं होते हैं कि वे किसी भी स्टैगर्ड रूप में द्विध्रुव आघूर्ण को पूरी तरह से रद्द कर सकें।
इसलिए,गैर-शून्य द्विध्रुव आघूर्ण वाले स्थिर संरूपणों की कुल संख्या $3$ है।

(B) दिया गया यौगिक $1$-क्लोरो-$2$-मिथाइलप्रोपेन है। $C_1-C_2$ बंध की दिशा में देखने पर:
$C_1$ के साथ दो हाइड्रोजन परमाणु और एक क्लोरीन परमाणु जुड़े हैं।
$C_2$ के साथ एक हाइड्रोजन परमाणु और दो मिथाइल $(Me)$ समूह जुड़े हैं।
न्यूमैन प्रक्षेप में,सामने वाले कार्बन $(C_1)$ को केंद्र बिंदु द्वारा और पीछे वाले कार्बन $(C_2)$ को वृत्त द्वारा दर्शाया जाता है।
$C_1$ के पास $-Cl$ और दो $-H$ परमाणु हैं।
$C_2$ के पास दो $-Me$ समूह और एक $-H$ परमाणु है।
विकल्प $B$ में $C_1$ के साथ $-Cl, -H, -H$ और $C_2$ के साथ $-Me, -Me, -H$ दर्शाया गया है,जो $1$-क्लोरो-$2$-मिथाइलप्रोपेन की संरचना से मेल खाता है।
अतः,सही न्यूमैन प्रक्षेप $B$ है।

(B) एथिलीन ग्लाइकॉल $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ में,गौश $(Gauche)$ संरूपण,एंटी $(anti)$ संरूपण की तुलना में अधिक स्थिर होता है।
इसका कारण गौश रूप में दो हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूहों के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन का बनना है।
एंटी संरूपण में,दो $-OH$ समूहों के बीच की दूरी हाइड्रोजन बंधन के लिए बहुत अधिक होती है।
इसलिए,स्थिरता का क्रम $anti < Gauche$ है।

(A) साइक्लोहेक्सेन विभिन्न संरूपणों में मौजूद होता है,मुख्य रूप से कुर्सी और नाव रूप।
कुर्सी संरूपण में,आसन्न कार्बन परमाणुओं पर सभी $C-H$ बंध स्टैगर्ड (skew) स्थिति में होते हैं,जो मरोड़ तनाव (torsional strain) को कम करते हैं।
नाव संरूपण में,कुछ $C-H$ बंध ग्रहण (eclipsed) होते हैं,जिससे मरोड़ तनाव बढ़ जाता है। इसके अतिरिक्त,$1$ और $4$ स्थितियों पर हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच स्टेरिक प्रतिकर्षण (flagpole interactions) होता है।
चूंकि नाव संरूपण में कुर्सी संरूपण की तुलना में कुल तनाव अधिक होता है,इसलिए यह कम स्थिर होता है।
अतः,कुर्सी संरूपण साइक्लोहेक्सेन का सबसे स्थिर और सबसे कम ऊर्जा वाला संरूपण है।

(D) साइक्लोहेक्सेन संरूपणों की स्थिरता उनकी स्थितिज ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है। स्थिरता का क्रम है: $Chair > Twisted \ boat > Boat > Half \ chair$.
इसके विपरीत,ऊर्जा का क्रम है: $Half \ chair > Boat > Twisted \ boat > Chair$.
$Half \ chair$ संरूपण सबसे अधिक ऊर्जा वाला (सबसे कम स्थिर) होता है क्योंकि इसमें महत्वपूर्ण मरोड़ी तनाव (torsional strain) और त्रिविम बाधाएं (steric interactions) होती हैं।

(A) साइक्लोहेक्सेन के संरूपणों की स्थिरता का क्रम $Chair > Twist-boat > Boat > Half-chair$ है।
अतः,$Half-chair$ संरूपण उच्च मरोड़ी तनाव (torsional strain) और कोणीय तनाव (angle strain) के कारण सबसे कम स्थिर है।

(B) सॉहॉर्स प्रोजेक्शन में,एथेन का स्टैगर्ड संरूपण इस प्रकार होता है कि सामने वाले कार्बन पर स्थित हाइड्रोजन परमाणु पीछे वाले कार्बन के हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच में स्थित होते हैं,जिससे स्टेरिक प्रतिकर्षण न्यूनतम हो जाता है।
दिए गए चित्रों को देखने पर:
चित्र $A$ एक्लिप्स्ड संरूपण को दर्शाता है।
चित्र $B$ स्टैगर्ड संरूपण को दर्शाता है जहाँ सामने वाले कार्बन के $C-H$ बंध पीछे वाले कार्बन के $C-H$ बंधों के सापेक्ष स्टैगर्ड स्थिति में हैं।
चित्र $C$ भी स्टैगर्ड संरूपण है,लेकिन चित्र $B$ मानक निरूपण है।
चित्र $D$ एक न्यूमैन प्रोजेक्शन है,सॉहॉर्स प्रोजेक्शन नहीं।
अतः,एथेन के स्टैगर्ड संरूपण के लिए सॉहॉर्स प्रोजेक्शन का सही निरूपण $B$ है।

(D) संरूपणीय समावयवियों को $rotamers$ के रूप में भी जाना जाता है और इस समावयवता को $rotamerism$ कहा जाता है।

(D) एथेन का इक्लिप्स्ड संरूपण निकटवर्ती कार्बन परमाणुओं पर स्थित हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच प्रतिकर्षण के कारण उत्पन्न मरोड़ी तनाव (torsional strain) के कारण सबसे कम स्थिर होता है।
इसके विपरीत,स्टैगर्ड संरूपण सबसे अधिक स्थिर होता है क्योंकि इसमें हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे से यथासंभव दूर होते हैं,जिससे प्रतिकर्षण न्यूनतम हो जाता है।
एथेन में $C-C$ एकल बंध के चारों ओर घूर्णन के लिए ऊर्जा अवरोध लगभग $12.5 \ kJ / mol$ $(3 \ kcal / mol)$ है।
अतः,स्टैगर्ड और इक्लिप्स्ड संरूपणों के बीच ऊर्जा का अंतर $12.5 \ kJ / mol$ है।

(A) दी गई संरचनाएं $n$-ब्यूटेन के न्यूमैन प्रक्षेप (Newman projections) को दर्शाती हैं।
संरचना $II$ एंटी-संरूपण (anti-conformer) है,जिसमें दो बड़े $-CH_3$ समूह $180^{\circ}$ के द्वितल कोण (dihedral angle) पर होते हैं,जिससे त्रिविम बाधा (steric repulsion) न्यूनतम हो जाती है।
संरचनाएं $I$ और $III$ गॉश-संरूपण (gauche-conformers) हैं,जिनमें दो $-CH_3$ समूह $60^{\circ}$ के द्वितल कोण पर होते हैं,जिसके कारण एंटी-रूप की तुलना में अधिक त्रिविम बाधा उत्पन्न होती है।
चूंकि $I$ और $III$ दोनों समान गॉश-संरूपण हैं,इसलिए उनकी स्थिरता बराबर है।
अतः,स्थिरता का सही क्रम $II > I = III$ है।

(D) $n$-ब्यूटेन के संरूपण (ग्रसित,गौश और विपक्ष) $C2-C3$ सिग्मा बंध के चारों ओर घूर्णन द्वारा उत्पन्न होते हैं। यह घूर्णन $C2$ और $C3$ कार्बन से जुड़े दो मिथाइल समूहों के बीच द्वितल कोण (dihedral angle) को बदलता है,जिससे विभिन्न ऊर्जा अवस्थाएँ प्राप्त होती हैं।
अतः,सही विकल्प $(d)$ है।

(D) कथन $I$ सही है: $n$-ब्यूटेन में,पूर्णतः ग्रसित संरूपण ($0^{\circ}$ द्वितल कोण) में अधिकतम स्टेरिक और मरोड़ी तनाव होता है,जो इसे सबसे कम स्थिर बनाता है। एंटी-स्टैगर्ड संरूपण ($180^{\circ}$ द्वितल कोण) में न्यूनतम स्टेरिक और मरोड़ी तनाव होता है,जो इसे सबसे अधिक स्थिर बनाता है।
कथन $II$ सही है: मरोड़ी तनाव आसन्न कार्बनों के बंध इलेक्ट्रॉन के बीच प्रतिकर्षण के कारण होता है। जैसे-जैसे द्वितल कोण $0^{\circ}$ (पूर्णतः ग्रसित) से $60^{\circ}$ (गॉश) तक बढ़ता है,ग्रसित अंतःक्रियाएं कम हो जाती हैं,जिससे मरोड़ी तनाव कम हो जाता है।
अतः,दोनों कथन सही हैं।