Mix Examples-General Organic Chemistry Questions in Hindi

(C) आइसोमर्स उन यौगिकों के रूप में परिभाषित किए जाते हैं जो समान $Molecular \ formula$ रखते हैं लेकिन अंतरिक्ष में परमाणुओं की व्यवस्था या उनकी कनेक्टिविटी में भिन्न होते हैं।
चूंकि वे समान $Molecular \ formula$ साझा करते हैं,इसलिए उनमें परमाणुओं की संख्या और प्रकार समान होते हैं।

(D) आणविक सूत्र $C_4H_8$ की असंतृप्ति की मात्रा (degree of unsaturation) $1$ है। यह या तो एक द्वि-आबंध या एक वलय (ring) की उपस्थिति को दर्शाता है।
संभावित समावयवी इस प्रकार हैं:
$1.$ $CH_2=CH-CH_2-CH_3$ ($1$-ब्यूटीन)
$2.$ $cis-CH_3-CH=CH-CH_3$ (cis$-2-$ब्यूटीन)
$3.$ $trans-CH_3-CH=CH-CH_3$ (trans$-2-$ब्यूटीन)
$4.$ $CH_2=C(CH_3)_2$ ($2$-मिथाइलप्रोपीन)
$5.$ साइक्लोब्यूटेन (चार-सदस्यीय वलय)
$6.$ मिथाइलसाइक्लोप्रोपेन (तीन-सदस्यीय वलय)
अतः,कुल $6$ समावयवी हैं।

(D) आणविक सूत्र $C_{4}H_{10}O$ अल्कोहल और ईथर दोनों को दर्शाता है।
$1$. स्थान समावयवता: $CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OH$ (ब्यूटेन-$1$-ऑल) और $CH_{3}CH(OH)CH_{2}CH_{3}$ (ब्यूटेन-$2$-ऑल) स्थान समावयवी हैं।
$2$. क्रियात्मक समूह समावयवता: $CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OH$ (एक अल्कोहल) और $CH_{3}CH_{2}OCH_{2}CH_{3}$ (एक ईथर) क्रियात्मक समावयवी हैं।
$3$. मध्यवयवता: $CH_{3}OCH_{2}CH_{2}CH_{3}$ (मिथाइल प्रोपाइल ईथर) और $CH_{3}CH_{2}OCH_{2}CH_{3}$ (डाईइथाइल ईथर) मध्यवयवी हैं क्योंकि ऑक्सीजन परमाणु के चारों ओर एल्काइल समूहों का वितरण अलग-अलग है।
अतः,यह यौगिक इन सभी प्रकार की समावयवता को प्रदर्शित कर सकता है।

(C) त्रिविम समावयवता (stereoisomerism) समावयवता का एक प्रकार है जिसमें अणुओं का आणविक सूत्र और संरचना समान होती है,लेकिन अंतरिक्ष में उनके परमाणुओं का अभिविन्यास भिन्न होता है।
त्रिविम समावयवता को मुख्य रूप से दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:
$1$. ज्यामितीय समावयवता (cis-trans समावयवता)।
$2$. प्रकाशिक समावयवता (enantiomers और diastereomers)।
अतः,त्रिविम समावयवता को दर्शाने वाला युग्म $Optical \ isomerism$ और $geometrical \ isomerism$ है।

(B) यदि किसी क्रियात्मक समूह के अपचयन से प्राप्त उत्पाद में केंद्रीय कार्बन परमाणु दो समान समूहों से जुड़ जाता है,तो असममितता समाप्त हो जाती है और वह अकिरल (achiral) हो जाता है।
$LiAlH_4$ एल्डिहाइड $(-CHO)$ का प्राथमिक अल्कोहल $(-CH_2OH)$ में,कार्बोक्सिलिक एसिड $(-COOH)$ का प्राथमिक अल्कोहल $(-CH_2OH)$ में और नाइट्राइल $(-CN)$ का प्राथमिक एमाइन $(-CH_2NH_2)$ में अपचयन करता है।
विकल्पों का विश्लेषण करने पर:
$(A)$ केंद्रीय कार्बन $-CHO$,$-CH_2OH$,$-CH_2CH_3$ और $-CH=CH_2$ से जुड़ा है। अपचयन के बाद,$-CHO$,$-CH_2OH$ में बदल जाता है। केंद्रीय कार्बन अब दो समान $-CH_2OH$ समूहों से जुड़ा होने के कारण असममितता खो देता है।
$(B)$ केंद्रीय कार्बन $-CHO$,$-CH_3$,$-CH_2CH_3$ और $-OCH=CH_2$ से जुड़ा है। अपचयन के बाद,$-CHO$,$-CH_2OH$ में बदल जाता है। जुड़े हुए चार समूह $-CH_2OH$,$-CH_3$,$-CH_2CH_3$ और $-OCH=CH_2$ हैं। ये चारों समूह अलग-अलग हैं,इसलिए यह किरल बना रहता है (असममितता नहीं खोता है)।
$(C)$ केंद्रीय कार्बन $-COOH$,$-CH_2OH$,$-CH_3$ और $-C\equiv CH$ से जुड़ा है। अपचयन के बाद,$-COOH$,$-CH_2OH$ में बदल जाता है। केंद्रीय कार्बन दो समान $-CH_2OH$ समूहों से जुड़ा होने के कारण असममितता खो देता है।
$(D)$ केंद्रीय कार्बन $-CHO$,$-CH_3$,$-C\equiv N$ और $-CH_2NH_2$ से जुड़ा है। अपचयन के बाद,$-CHO$,$-CH_2OH$ में और $-C\equiv N$,$-CH_2NH_2$ में बदल जाता है। केंद्रीय कार्बन $-CH_2OH$,$-CH_3$,$-CH_2NH_2$ और $-CH_2NH_2$ से जुड़ा है। दो समान $-CH_2NH_2$ समूहों के कारण यह असममितता खो देता है।
अतः,सही विकल्प $(B)$ है।

(B) आणविक सूत्र $C_4H_8$ ओपन चेन संरचनाओं के लिए एल्कीन के अनुरूप है।
संभावित समावयवी (isomers) हैं:
$1.$ $CH_2=CH-CH_2-CH_3$ (ब्यूट-$1$-ईन)
$2.$ $CH_3-CH=CH-CH_3$ (ब्यूट-$2$-ईन,जो $cis$ और $trans$ ज्यामितीय समावयवी के रूप में मौजूद है)
$3.$ $CH_2=C(CH_3)-CH_3$ ($2$-मिथाइलप्रोपिन)
कुल ओपन चेन संरचनाएं = $1$ (ब्यूट-$1$-ईन) + $2$ ($cis$ और $trans$ ब्यूट-$2$-ईन) + $1$ ($2$-मिथाइलप्रोपिन) = $4$.

(C) प्रकाशिक समावयवता और ज्यामितीय समावयवता दोनों त्रिविम समावयवता के प्रकार हैं,जहाँ परमाणुओं की संयोजकता समान होती है लेकिन उनकी त्रिविम व्यवस्था भिन्न होती है।

(A) एक कायरल कार्बन परमाणु वह होता है जो चार अलग-अलग समूहों या परमाणुओं से जुड़ा होता है।
दी गई संरचना में,केंद्रीय कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है: $-H$,$-OH$,$-COOH$,और $-OCOCH_2CH_3$।
चूंकि केंद्रीय कार्बन से जुड़े चारों समूह भिन्न हैं,इसलिए यह कार्बन परमाणु कायरल है।
संरचना में कोई अन्य कार्बन परमाणु नहीं है जो कायरल हो सकता है।
अतः,यौगिक में कायरल $C$ परमाणुओं की कुल संख्या $1$ है।

(B) इनैन्टीओमर्स वे स्टीरियोआइसोमर्स हैं जो एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपणीय (non-superimposable) दर्पण प्रतिबिंब होते हैं।
विकल्प $(B)$ में,दोनों संरचनाएं एक-दूसरे की दर्पण प्रतिबिंब हैं और गैर-अध्यारोपणीय हैं,जो उन्हें इनैन्टीओमर्स के रूप में परिभाषित करती हैं।
अन्य विकल्प या तो समान यौगिकों,डायस्टेरियोमर्स या संरचनात्मक आइसोमर्स को दर्शाते हैं।

(B) $C_4H_7Cl$ के लिए असंतृप्ति की मात्रा $(DU)$ $1$ है। चूंकि आइसोमर्स एसाइक्लिक हैं,इसलिए उनमें एक द्वि-आबंध होना चाहिए।
आइसोमर्स इस प्रकार हैं:
$1.$ $Cl-CH=CH-CH_2-CH_3$ ($1$-क्लोरोब्यूट-$1$-ईन): $2$ आइसोमर्स ($cis$ और $trans$).
$2.$ $CH_2=C(Cl)-CH_2-CH_3$ ($2$-क्लोरोब्यूट-$1$-ईन): $1$ आइसोमर.
$3.$ $CH_2=CH-CH(Cl)-CH_3$ ($3$-क्लोरोब्यूट-$1$-ईन): $2$ आइसोमर्स (कायरल केंद्र,$R$ और $S$).
$4.$ $CH_2=CH-CH_2-CH_2-Cl$ ($4$-क्लोरोब्यूट-$1$-ईन): $1$ आइसोमर.
$5.$ $Cl-CH_2-CH=CH-CH_3$ ($1$-क्लोरोब्यूट-$2$-ईन): $2$ आइसोमर्स ($cis$ और $trans$).
$6.$ $CH_3-C(Cl)=CH-CH_3$ ($2$-क्लोरोब्यूट-$2$-ईन): $2$ आइसोमर्स ($cis$ और $trans$).
$7.$ $Cl-CH=C(CH_3)_2$ ($1$-क्लोरो-$2$-मिथाइलप्रोप-$1$-ईन): $1$ आइसोमर.
$8.$ $CH_2=C(CH_3)-CH_2-Cl$ ($3$-क्लोरो-$2$-मिथाइलप्रोप-$1$-ईन): $1$ आइसोमर.
कुल = $2 + 1 + 2 + 1 + 2 + 2 + 1 + 1 = 12$.

(D) त्रिविम समावयवता तब होती है जब समावयवियों का संरचनात्मक सूत्र समान होता है लेकिन अणु के भीतर परमाणुओं या समूहों की सापेक्ष व्यवस्था अंतरिक्ष में भिन्न होती है।
त्रिविम समावयवता मुख्य रूप से तीन प्रकार की होती है:
$(i)$ ज्यामितीय समावयवता
$(ii)$ प्रकाशिक समावयवता
$(iii)$ संरूपण समावयवता।
अतः,प्रकाशिक समावयवता और ज्यामितीय समावयवता दोनों त्रिविम समावयवता के प्रकार हैं।

(B) वे समावयवी जिनका संरचनात्मक सूत्र समान होता है लेकिन त्रिविम (three-dimensional) स्थान में परमाणुओं या समूहों की व्यवस्था में भिन्न होते हैं,उन्हें $Stereoisomers$ कहा जाता है।

(C) ब्यूटीन $(C_4H_8)$ के समावयवी इस प्रकार हैं:
$1$. $CH_2=CH-CH_2-CH_3$ (ब्यूट-$1$-ईन)
$2$. $CH_3-CH=CH-CH_3$ (ब्यूट-$2$-ईन,जो ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित करता है जैसे कि सिस और ट्रांस रूप)
$3$. $CH_2=C(CH_3)_2$ ($2$-मिथाइलप्रोप-$1$-ईन)
चूंकि ब्यूट-$2$-ईन दो ज्यामितीय समावयवियों (सिस और ट्रांस) के रूप में मौजूद होता है,इसलिए संरचनात्मक और ज्यामितीय समावयवियों की कुल संख्या $4$ है.

(C) -ग्लिसराल्डिहाइड को फिशर प्रक्षेपण में ऊपर $CHO$ समूह,नीचे $CH_2OH$ समूह और कायरल कार्बन के दाईं ओर $OH$ समूह के साथ दर्शाया जाता है।
कागज के तल में फिशर प्रक्षेपण को $180^{\circ}$ घुमाने पर विन्यास अपरिवर्तित रहता है।
विकल्प $(C)$ में दिखाए गए ढांचे में $CHO$ ऊपर,$OH$ बाईं ओर,$CH_2OH$ दाईं ओर और $H$ नीचे है। यदि हम इस ढांचे में दो बार अदला-बदली (swaps) करते हैं,तो यह $D$-ग्लिसराल्डिहाइड के मानक ढांचे के समान सिद्ध होता है।

(D) $Ia$ और $Ib$: दोनों $1, 2-$डाइक्लोरोबेंजीन हैं। अतः,वे समान यौगिक हैं।
$IIa$ और $IIb$: दोनों $1, 3-$डाइमिथाइलबेंजीन हैं। अतः,वे समान यौगिक हैं।
$IIIa$ और $IIIb$: $IIIa$ $1, 4-$बेंजीनडाइकार्बोक्सिलिक एसिड (टेरेफ्थैलिक एसिड) है और $IIIb$ $1, 3-$बेंजीनडाइकार्बोक्सिलिक एसिड (आइसोफ्थैलिक एसिड) है। अतः,वे स्थिति आइसोमर्स (position isomers) हैं।

(D) कीटो-इनोल चलावयवता के लिए कार्बोनिल समूह $(C=O)$ के बगल में कम से कम एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु का होना आवश्यक है।
$1. \ C_6H_5-CO-CH_3$ (एसिटोफेनोन) में मिथाइल समूह पर तीन $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं,जो इनोल रूप बनाते हैं: $C_6H_5-C(OH)=CH_2$.
$2. \ C_6H_5-CO-CH_2-CO-CH_3$ में दो कार्बोनिल समूहों के बीच सक्रिय मेथिलीन हाइड्रोजन होते हैं,जो चलावयवता द्वारा इनोल रूप बनाते हैं: $C_6H_5-CO-CH=C(OH)-CH_3$.
$3. \ C_6H_5-CHO$ (बेंजाल्डिहाइड) में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं होता है,इसलिए यह कीटो-इनोल चलावयवता नहीं दर्शाता है।
अतः,$(b)$ और $(c)$ दोनों कीटो-इनोल चलावयवता प्रदर्शित करते हैं।

(B) कार्बन की चतुष्फलकीय प्रकृति की अवधारणा सबसे पहले $1874$ में $J.H. \text{ van't Hoff}$ और $J.A. \text{ Le Bel}$ द्वारा स्वतंत्र रूप से दी गई थी,ताकि त्रिविम समावयवता (stereoisomerism) की घटना को समझाया जा सके।

(D) पेंटेनोन $(C_5H_{10}O)$ विभिन्न प्रकार की समावयवता प्रदर्शित करता है:
$1$. श्रृंखला समावयवता: यह पेंटेन$-2-$ओन और $3-$मिथाइलब्यूटेन$-2-$ओन के रूप में मौजूद हो सकता है।
$2$. स्थान समावयवता: यह पेंटेन$-2-$ओन और पेंटेन$-3-$ओन के रूप में मौजूद हो सकता है।
$3$. क्रियात्मक समूह समावयवता: पेंटेनोन जैसे कीटोन एल्डिहाइड (जैसे,पेंटेनल) और अन्य क्रियात्मक समूहों के साथ क्रियात्मक समूह समावयवता प्रदर्शित करते हैं।
अतः,पेंटेनोन द्वारा ये सभी प्रकार की समावयवता प्रदर्शित की जाती है।

(C) एसीटोन $(CH_3COCH_3)$ एक कीटोन है,जबकि एसीटैल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ एक एल्डिहाइड है।
इनके आणविक सूत्र अलग-अलग ($C_3H_6O$ और $C_2H_4O$) हैं।
चूंकि इनके आणविक सूत्र समान नहीं हैं,इसलिए ये एक-दूसरे के समावयवी नहीं हैं।

(C) दी गई संरचनाएं त्रिविम समावयवी (stereoisomers) हैं जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं हैं।
पहली संरचना में,कायरल केंद्रों पर विन्यास दूसरी संरचना से भिन्न है।
चूंकि वे त्रिविम समावयवी हैं लेकिन प्रतिबिंब रूप (enantiomers) नहीं हैं,इसलिए उन्हें विन्यास समावयवी (diastereomers) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(C) दी गई संरचनाएं $2,3$-डाइक्लोरोपेंटेन को दर्शाती हैं।
पहली संरचना में,कायरल केंद्रों पर विन्यास $(2S, 3S)$ या $(2R, 3R)$ है,लेकिन वे एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं हैं।
विशेष रूप से,पहली संरचना एक कायरल अणु है,और दूसरी संरचना एक अलग त्रिविम समावयवी (डाइस्टेरियोमर) है क्योंकि उनके पास कायरल केंद्रों पर अलग-अलग स्थानिक व्यवस्था है जो दर्पण प्रतिबिंब नहीं हैं।
वे त्रिविम समावयवी जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं होते हैं,उन्हें डाइस्टेरियोमर कहा जाता है।

(B) एक कायरल कार्बन परमाणु वह कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग समूहों से बंधा होता है।
पहली छवि में,संरचना $CH_3-CH(Br)-CH(Br)-CH_3$ है। दोनों केंद्रीय कार्बन $-H$,$-Br$,$-CH_3$ और दूसरे $-CH(Br)CH_3$ समूह से बंधे हैं। अतः,दोनों कायरल हैं।
दूसरी छवि में,संरचना $H-C(H)(CH_3)-C(Br)(CH_3)-Br$ है। पहला कार्बन $-H$,$-H$,$-CH_3$ और $-C(Br)(CH_3)Br$ से बंधा है। चूंकि इसमें दो समान $-H$ परमाणु हैं,इसलिए यह कायरल नहीं है।
तीसरी छवि $2,3-dibromobutane$ का एक अन्य आइसोमर है,जिसमें दोनों केंद्रीय कार्बन कायरल हैं।
इसलिए,दूसरी छवि में दिखाया गया अणु दो कायरल कार्बन परमाणु नहीं रखता है।

(A) संरचनाओं का विश्लेषण:
$(1)$ एक $2,3,4$-ट्राइहाइड्रॉक्सी-ब्यूटेनॉइक एसिड मिथाइल एस्टर व्युत्पन्न है।
$(2)$ यौगिक $(1)$ का संरचनात्मक समावयवी है (एस्टर समूह की स्थिति बदल गई है)।
$(3)$ यौगिक $(2)$ का त्रिविम समावयवी है।
$(1)$ और $(2)$ की तुलना करने पर: वे संरचनात्मक समावयवी हैं।
$(2)$ और $(3)$ की तुलना करने पर: वे डायस्टेरियोमर्स हैं क्योंकि उनके पास एक कायरल केंद्र पर अलग विन्यास है जबकि दूसरा समान रहता है।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,$(1)$ और $(2)$ डायस्टेरियोमर्स हैं,यह विकल्प सही माना जाता है।

(A) $R$ या $S$ विन्यास निर्धारित करने के लिए,हम परमाणु क्रमांक पर आधारित Cahn-Ingold-Prelog $(CIP)$ प्राथमिकता नियमों का उपयोग करते हैं।
$1$. कायरल केंद्र से सीधे जुड़े परमाणु $-OH$ से $O$,$-CHO$ से $C$,$-CH_2OH$ से $C$ और $H$ हैं।
$2$. परमाणु क्रमांक: $O (8) > C (6) > H (1)$। अतः,$-OH$ की प्राथमिकता सबसे अधिक $(1)$ है और $-H$ की सबसे कम $(4)$ है।
$3$. $-CHO$ और $-CH_2OH$ की तुलना: दोनों $C$ परमाणु से जुड़े हैं। हम अगले परमाणुओं को देखते हैं। $-CHO$,$C$ के समतुल्य है जो $(O, O, H)$ से बंधा है ($O$ के साथ द्वि-आबंध के कारण)। $-CH_2OH$,$C$ है जो $(O, H, H)$ से बंधा है।
$4$. $(O, O, H)$ और $(O, H, H)$ की तुलना करने पर,अंतर का पहला बिंदु दूसरा परमाणु है: $O > H$। इसलिए,$-CHO$ की प्राथमिकता $-CH_2OH$ से अधिक है।
$5$. अंतिम प्राथमिकता क्रम है: $-OH (1) > -CHO (2) > -CH_2OH (3) > -H (4)$।

(D) ब्यूटीन $(C_4H_8)$ के समावयवियों में संरचनात्मक और त्रिविम समावयवी शामिल हैं:
$1$. $But-1-ene$: $CH_2=CH-CH_2-CH_3$
$2$. $cis-But-2-ene$: $CH_3-CH=CH-CH_3$
$3$. $trans-But-2-ene$: $CH_3-CH=CH-CH_3$
$4$. $2-Methylpropene$: $CH_2=C(CH_3)_2$
$5$. $Cyclobutane$: $(CH_2)_4$ (चक्रीय समावयवी)
$6$. $Methylcyclopropane$: $C_4H_8$ (चक्रीय समावयवी)
कुल समावयवियों की संख्या = $6$.

(B) संरचना $(i)$ (फिशर प्रोजेक्शन) के लिए: प्राथमिकता क्रम $1: -OH$,$2: -COOH$,$3: -CH_3$,$4: -H$ है। चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज रेखा पर है,इसलिए दक्षिणावर्त दिशा $(1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3)$ $S$ विन्यास के अनुरूप है।
संरचना $(ii)$ (3D प्रोजेक्शन) के लिए: प्राथमिकता क्रम $1: -OH$,$2: -Br$,$3: -CH_2CH_3$,$4: -CH_3$ है। सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-CH_3)$ डैश बॉन्ड (पीछे की ओर) पर है। क्रम $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ वामावर्त है,जो $S$ विन्यास के अनुरूप है।
अतः,दोनों संरचनाएं $S$ विन्यास रखती हैं।

(A) ह्यूकेल के नियम के अनुसार,किसी यौगिक के एरोमैटिक होने के लिए उसे समतलीय,चक्रीय,पूर्णतः संयुग्मित होना चाहिए और उसमें $(4n + 2)\pi$ इलेक्ट्रॉन होने चाहिए,जहाँ $n = 0, 1, 2, ...$ है।
$(A)$ साइक्लोप्रोपेनाइल धनायन में $2\pi$ इलेक्ट्रॉन $(n=0)$ होते हैं,जो $(4n + 2)\pi$ नियम का पालन करते हैं। इसलिए यह एरोमैटिक है।
$(B)$ साइक्लोपेंटाडाइनाइल धनायन में $4\pi$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,जो $4n\pi$ नियम का पालन करते हैं,जिससे यह एंटी-एरोमैटिक हो जाता है।
$(C)$ साइक्लोब्यूटाडाइन में $4\pi$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,जो $4n\pi$ नियम का पालन करते हैं,जिससे यह एंटी-एरोमैटिक हो जाता है।
$(D)$ साइक्लोप्रोपेनाइल ऋणायन में $4\pi$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,जो $4n\pi$ नियम का पालन करते हैं,जिससे यह एंटी-एरोमैटिक हो जाता है।
अतः,सही विकल्प $(A)$ है।

(A) एक अणु समतल-ध्रुवित प्रकाश के तल को तभी घुमाता है यदि वह कायरल (chiral) हो,अर्थात उसमें सममिति का तल या व्युत्क्रमण का केंद्र न हो।
$1$. विकल्प $A$ (ग्लिसराल्डिहाइड): केंद्रीय कार्बन चार अलग-अलग समूहों ($-CHO$,$-OH$,$-H$,$-CH_2OH$) से जुड़ा है,जिससे यह एक कायरल अणु बन जाता है।
$2$. विकल्प $B$ (ब्यूटेन-$2$-थायोल): केंद्रीय कार्बन चार अलग-अलग समूहों ($-CH_3$,$-CH_2CH_3$,$-H$,$-SH$) से जुड़ा है,जिससे यह एक कायरल अणु बन जाता है।
$3$. विकल्प $C$ ($1,2$-डाइफेनिल-इथेन-$1,2$-डाइऐमीन): यह अणु कायरल रूप में मौजूद हो सकता है।
$4$. विकल्प $D$ (ग्लाइसिन): केंद्रीय कार्बन दो समान हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा है,जिससे यह अकायरल (achiral) है।
अतः,$A$,$B$ और $C$ तीनों कायरल हैं और प्रकाशिक सक्रियता प्रदर्शित करते हैं।

(A) अनुनाद संरचनाओं की स्थिरता निर्धारित करने के नियम:
$1$. अधिक सहसंयोजक बंध वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$2$. सभी परमाणुओं के लिए पूर्ण अष्टक वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$3$. कम आवेश पृथक्करण वाली संरचनाएं अधिक स्थिर होती हैं।
$4$. ऋण आवेश अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर और धन आवेश कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु पर होना चाहिए।
संरचना $A$ में,एक कार्बन परमाणु पर ऋण आवेश दूसरे कार्बन परमाणु पर धन आवेश के बगल में है,और नाइट्रोजन परमाणु पर धन आवेश है। इस संरचना में महत्वपूर्ण आवेश पृथक्करण है और यह विद्युत ऋणात्मक नाइट्रोजन परमाणु पर धन आवेश रखती है,जो इसे अन्य संरचनाओं की तुलना में बहुत कम स्थिर बनाती है।

(D) दी गई संरचनाएं दो अलग-अलग अणुओं के न्यूमैन प्रोजेक्शन हैं।
संरचना $1$ और $2$ में परमाणुओं का जुड़ाव (connectivity) अलग-अलग है।
अनुरूपण समावयवी (Conformers) होने के लिए परमाणुओं का जुड़ाव समान होना चाहिए,जो यहाँ नहीं है।
ये प्रतिबिंब रूप (Enantiomers) भी नहीं हैं।
अतः,ये अलग-अलग यौगिक हैं और दिए गए समावयवी के प्रकारों में नहीं आते हैं।

(A) निरपेक्ष विन्यास निर्धारित करने के लिए,हम Cahn-Ingold-Prelog $(CIP)$ नियमों का उपयोग करके प्रत्येक कायरल केंद्र से जुड़े समूहों को प्राथमिकता देते हैं।
$C-2$ के लिए:
$1$. $-Cl$ (प्राथमिकता $1$)
$2$. $-CH(Cl)C_2H_5$ (प्राथमिकता $2$)
$3$. $-CH_3$ (प्राथमिकता $3$)
$4$. $-H$ (प्राथमिकता $4$)
क्रम $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ दक्षिणावर्त (clockwise) है,लेकिन चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज बंध पर है,इसलिए विन्यास उल्टा हो जाता है। अतः,$C-2$ का विन्यास $S$ है।
$C-3$ के लिए:
$1$. $-Cl$ (प्राथमिकता $1$)
$2$. $-CH(Cl)CH_3$ (प्राथमिकता $2$)
$3$. $-C_2H_5$ (प्राथमिकता $3$)
$4$. $-H$ (प्राथमिकता $4$)
क्रम $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ वामावर्त (counter-clockwise) है,लेकिन चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज बंध पर है,इसलिए विन्यास उल्टा हो जाता है। अतः,$C-3$ का विन्यास $R$ है।
अतः,सही विन्यास $2S, 3R$ है।

(B) विन्यास निर्धारित करने के लिए,हम Cahn-Ingold-Prelog $(CIP)$ नियमों का उपयोग करके प्रत्येक कायरल कार्बन से जुड़े समूहों को प्राथमिकता देते हैं।
$C-2$ (ऊपरी कायरल केंद्र) के लिए:
$1$. $-OH$ (प्राथमिकता $1$)
$2$. $-CH(Br)CH_3$ (प्राथमिकता $2$)
$3$. $-CH_3$ (प्राथमिकता $3$)
$4$. $-H$ (प्राथमिकता $4$)
चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज रेखा पर है,इसलिए विन्यास उलट जाता है। $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ का क्रम दक्षिणावर्त $(R)$ है,इसलिए यह $S$ हो जाता है। अतः,$C-2$ का विन्यास $2S$ है।
$C-3$ (निचले कायरल केंद्र) के लिए:
$1$. $-Br$ (प्राथमिकता $1$)
$2$. $-CH(OH)CH_3$ (प्राथमिकता $2$)
$3$. $-CH_3$ (प्राथमिकता $3$)
$4$. $-H$ (प्राथमिकता $4$)
चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज रेखा पर है,इसलिए विन्यास उलट जाता है। $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ का क्रम वामावर्त $(S)$ है,इसलिए यह $R$ हो जाता है। अतः,$C-3$ का विन्यास $3R$ है।
इसलिए,सही विन्यास $2S, 3R$ है।

(B) $p$-नाइट्रोफेनॉक्साइड आयन में,ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद ऋण आवेश बेंजीन वलय में और फिर नाइट्रो समूह पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है।
एक मान्य अनुनाद संरचना के लिए,नाइट्रोजन परमाणु की संयोजकता $4$ से अधिक नहीं होनी चाहिए (यह $5$ बंध नहीं बना सकता)।
संरचना $B$ सही विस्थानीकरण दर्शाती है जहाँ ऋण आवेश नाइट्रो समूह के ऑक्सीजन परमाणुओं पर होता है,जो नाइट्रोजन के लिए अष्टक नियम का पालन करता है।
अन्य संरचनाएँ या तो नाइट्रोजन के अष्टक नियम का उल्लंघन करती हैं या सही विस्थानीकरण पथ नहीं दर्शाती हैं।

(B) $CIP$ (Cahn-Ingold-Prelog) नियमों का उपयोग करके प्राथमिकता निर्धारित करने के लिए,हम कायरल केंद्र से सीधे जुड़े परमाणु की परमाणु संख्या देखते हैं।
$1$. जुड़े हुए परमाणु $-OH$ में $O$,$-COOH$ में $C$,$-CHO$ में $C$ और $-CH_2OH$ में $C$ हैं।
$2$. चूंकि $O$ की परमाणु संख्या $(8)$ $C$ $(6)$ से अधिक है,इसलिए $-OH$ की प्राथमिकता सबसे अधिक $(1)$ है।
$3$. अब कार्बन युक्त समूहों की तुलना करें: $-COOH$,$-CHO$ और $-CH_2OH$।
$4$. $-COOH$ में,$C$ को $(O, O, O)$ से जोड़ा गया है। $-CHO$ में,$C$ को $(O, O, H)$ से जोड़ा गया है। $-CH_2OH$ में,$C$ को $(O, H, H)$ से जोड़ा गया है।
$5$. अंतर के पहले बिंदु की तुलना करने पर: $(O, O, O) > (O, O, H) > (O, H, H)$।
$6$. अतः,प्राथमिकता का क्रम $-OH > -COOH > -CHO > -CH_2OH$ है।

(A) एल्काइल समूहों का प्रेरणिक प्रभाव ($+I$ प्रभाव) कार्बन परमाणु से जुड़े एल्काइल प्रतिस्थापियों की संख्या के साथ बढ़ता है,जो हाइपरकंजुगेशन और प्रेरणिक प्रभावों के माध्यम से इलेक्ट्रॉन देने की क्षमता में वृद्धि करता है।
एल्काइल समूहों के लिए $+I$ प्रभाव का क्रम इस प्रकार है:
$(CH_3)_3C - > (CH_3)_2CH - > CH_3CH_2 - > CH_3 -$.
अतः,प्रेरणिक प्रभाव का घटता क्रम $(CH_3)_3C - > (CH_3)_2CH - > CH_3CH_2 -$ है।

(B) $IUPAC$ नाम ट्रांस-$2$-हेक्सेनल है।
यह $6$ कार्बन की श्रृंखला (हेक्स-) को दर्शाता है जिसमें $1$ नंबर की स्थिति पर एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ और $2$ नंबर की स्थिति पर द्वि-आबंध है।
'ट्रांस' विन्यास का अर्थ है कि द्वि-आबंध वाले कार्बन से जुड़े उच्च प्राथमिकता वाले समूह विपरीत दिशाओं में हैं।
संरचना $B$ एक $6$ कार्बन की श्रृंखला दिखाती है जिसमें $C1$ पर एल्डिहाइड,$C2$ और $C3$ के बीच द्वि-आबंध है,और एल्काइल श्रृंखला एल्डिहाइड समूह के सापेक्ष ट्रांस-जैसी ज्यामिति में फैली हुई है।

(D) यूरिया $\left[ H_2N-C(=O)-NH_2 \right]$ अपने चलावयवी रूप,आइसोयूरिया $\left[ H_2N-C(OH)=NH \right]$ के साथ साम्यावस्था में रह सकता है।
यह घटना,जिसमें एक अणु दो या दो से अधिक परस्पर परिवर्तनीय रूपों में मौजूद होता है जो प्रोटॉन और द्वि-आबंध की स्थिति में भिन्न होते हैं,उसे चलावयवता (Tautomerism) कहा जाता है।

(A) दिया गया यौगिक $CH_3-CH=CH-CH(OH)-CH_3$ (पेंट-$3$-ईन-$2$-ऑल) है।
इसमें एक द्वि-आबंध है जो ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित करता है और एक कायरल कार्बन है जो प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।
चूंकि अणु असममित है,इसलिए त्रिविम समावयवियों की कुल संख्या $= 2^n$ सूत्र का उपयोग करके ज्ञात की जाती है,जहाँ $n$ त्रिविम केंद्रों की संख्या है।
यहाँ,$n = 2$ है।
अतः,त्रिविम समावयवियों की कुल संख्या $= 2^2 = 4$ है।

(D) $isomerism$ (समावयवता) शब्द स्वीडिश रसायनज्ञ जोन्स जैकब $Berzelius$ द्वारा $1830$ में दिया गया था,जो उन यौगिकों का वर्णन करता है जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन संरचनात्मक व्यवस्था भिन्न होती है।

(D) त्रिविम समावयवता (Stereoisomerism) समावयवता का एक प्रकार है जिसमें अणुओं का आणविक सूत्र और संरचना समान होती है,लेकिन अंतरिक्ष में उनके परमाणुओं का अभिविन्यास भिन्न होता है।
त्रिविम समावयवता मुख्य रूप से दो प्रकार की होती है:
$(i)$ ज्यामितीय समावयवता (Geometric isomerism)।
$(ii)$ प्रकाशिक समावयवता (Optical isomerism)।
इसके अतिरिक्त,संरूपण समावयवता (Conformational isomerism) को भी त्रिविम समावयवता का एक रूप माना जाता है।
अतः,प्रकाशिक समावयवता और ज्यामितीय समावयवता दोनों त्रिविम समावयवता के प्रकार हैं।

(C) कीटो-एनोल चलावयवता के लिए कार्बोनिल समूह $(C=O)$ के निकट कम से कम एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु की उपस्थिति आवश्यक है।
$(1)$ $1,3$-साइक्लोहेक्सेनडायोन में $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं और यह चलावयवता प्रदर्शित करता है।
$(2)$ दिखाई गई संरचना में $sp^3$ कार्बन पर एक $\alpha$-हाइड्रोजन है,जो चलावयवता की अनुमति देता है।
$(3)$ $1,4$-बेंजोक्विनोन में कार्बोनिल समूहों के निकट कोई $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं होता है,क्योंकि वलय (ring) के सभी कार्बन या तो द्वि-आबंध का हिस्सा हैं या कार्बोनिल से जुड़े हैं,इसलिए यह कीटो-एनोल चलावयवता प्रदर्शित नहीं कर सकता है।
$(4)$ यह स्वयं एक एनोल रूप है,जो संबंधित एल्डिहाइड में चलावयवित हो सकता है।
अतः,सही उत्तर $3$ है।

(A) दी गई संरचनाओं का विश्लेषण करने पर:
$A$ और $B$ एक-दूसरे के प्रतिबिंब रूप (enantiomers) हैं।
$B$ और $C$ को $180$ डिग्री घुमाने पर वे समान हो जाते हैं,इसलिए वे समान हैं।
$A$ और $C$ प्रतिबिंब रूप हैं।
$B$ और $D$ प्रतिबिंब रूप हैं।
दिए गए सभी कथन सही हैं।

(A) एरोमैटिक यौगिकों को हकल के नियम का पालन करना चाहिए,जो बताता है कि एक समतलीय,चक्रीय,संयुग्मित प्रणाली में $(4n + 2) \pi$ इलेक्ट्रॉन होने चाहिए,जहाँ $n$ एक पूर्णांक है $(n = 0, 1, 2, ...)$.
$1$. पिरिडीन $(C_5H_5N)$: यह $6 \pi$ इलेक्ट्रॉनों वाली एक चक्रीय,समतलीय और पूर्णतः संयुग्मित प्रणाली है। यह एरोमैटिक है।
$2$. पायरोल $(C_4H_5N)$: यह $6 \pi$ इलेक्ट्रॉनों वाली एक चक्रीय,समतलीय और पूर्णतः संयुग्मित प्रणाली है। यह एरोमैटिक है।
$3$. पिपरिडीन $(C_5H_{11}N)$: यह एक संतृप्त चक्रीय एमाइन है। यह समतलीय नहीं है और इसमें संयुग्मन का अभाव है। यह नॉन-एरोमैटिक है।
$4$. एनिलीन $(C_6H_5NH_2)$: यह बेंजीन का एक व्युत्पन्न है। यह एरोमैटिक है।
नोट: इस प्रश्न के संदर्भ में,पिपरिडीन को छोड़कर सभी विकल्प एरोमैटिक हैं।

(D) यौगिक $(i)$ $but-2-ene$ है,जो $C=C$ द्वि-आबंध के चारों ओर प्रतिबंधित घूर्णन के कारण ज्यामितीय समावयवता (त्रिविम समावयवता का एक प्रकार) प्रदर्शित करता है।
यौगिक $(ii)$ $butan-2-ol$ है,जिसमें एक कायरल कार्बन परमाणु होता है ($C-2$ परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है: $-H, -OH, -CH_3, -CH_2CH_3$),इसलिए यह प्रकाशिक समावयवता (त्रिविम समावयवता का एक प्रकार) प्रदर्शित करता है।
दोनों यौगिक त्रिविम समावयवता प्रदर्शित करते हैं।

(B) चलावयवता उन यौगिकों द्वारा प्रदर्शित की जाती है जिनमें $C=O$,$C=N$ या $NO_2$ जैसे ध्रुवीय समूह से जुड़े $sp^3$ संकरित कार्बन पर कम से कम एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होता है।
$A$: यह संरचना एक ऑक्साइम है,जो ज्यामितीय समावयवता प्रदर्शित करती है,चलावयवता नहीं।
$B$: $(CH_3)_2CHNO_2$ में $NO_2$ समूह से जुड़े कार्बन पर एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु है,इसलिए यह चलावयवता प्रदर्शित करता है।
$C$: यह इनोल रूप है,जो पहले से ही एक चलावयवी है।
$D$: $(CH_3)_3CCHO$ में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं है,इसलिए यह चलावयवता प्रदर्शित नहीं करता है।

(C) $R/S$ विन्यास निर्धारित करने के लिए,हम Cahn-Ingold-Prelog $(CIP)$ नियमों के आधार पर कायरल केंद्र से जुड़े समूहों को प्राथमिकता ($1$ से $4$) देते हैं।
विकल्प $C$ (ब्यूटेन-$2$-ऑल) के लिए: समूह $-OH$ (प्राथमिकता $1$),$-CH_2CH_3$ (प्राथमिकता $2$),$-CH_3$ (प्राथमिकता $3$),और $-H$ (प्राथमिकता $4$) हैं।
विकल्प $C$ के फिशर प्रक्षेप में,$-H$ परमाणु क्षैतिज बंध पर है। जब सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज बंध पर होता है,तो विन्यास उलट जाता है: दक्षिणावर्त $(1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3)$ $S$ के अनुरूप है,और वामावर्त $R$ के अनुरूप है।
संरचना $C$ में,क्रम $1 (-OH)$ $\rightarrow 2 (-CH_2CH_3)$ $\rightarrow 3 (-CH_3)$ वामावर्त है। चूंकि $-H$ क्षैतिज है,इसलिए यह $R$-विन्यास है।

(D) $R/S$ विन्यास निर्धारित करने के लिए,Cahn-Ingold-Prelog $(CIP)$ नियमों का उपयोग करके कायरल केंद्र से जुड़े चार समूहों को प्राथमिकता दें।
$1$. उच्चतम परमाणु क्रमांक वाले समूह को प्राथमिकता $1$ और सबसे कम को $4$ दें।
$2$. यदि फिशर प्रक्षेपण में सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(4)$ क्षैतिज रेखा पर है,तो विन्यास उलट जाता है (अर्थात,दक्षिणावर्त $S$ और वामावर्त $R$ है)।
विकल्प $D$ का विश्लेषण करें:
- समूह $-COOH$ (प्राथमिकता $1$),$-NH_2$ (प्राथमिकता $2$),$-CH_3$ (प्राथमिकता $3$),और $-H$ (प्राथमिकता $4$) हैं।
- क्रम $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ वामावर्त है।
- चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज रेखा पर है,इसलिए विन्यास वामावर्त से उलटकर $R$ हो जाता है।

(C) फिशर प्रक्षेपण में,कायरल केंद्र पर किन्हीं दो समूहों को आपस में बदलने से विन्यास का प्रतिलोमन (enantiomer) प्राप्त होता है।
$1$. $[A]$ से शुरू करके,$Br$ और $CH_3$ को बदलने पर $[B]$ प्राप्त होता है। चूँकि एक बार अदला-बदली हुई है,$[B]$,$[A]$ का प्रतिबिंब रूप है।
$2$. $[A]$ से शुरू करके,$C_2H_5$ और $Cl$ को बदलने पर $[C]$ प्राप्त होता है। चूँकि एक बार अदला-बदली हुई है,$[C]$,$[A]$ का प्रतिबिंब रूप है।
$3$. चूँकि $[B]$ और $[C]$ दोनों $[A]$ के प्रतिबिंब रूप हैं,इसलिए $[B]$ और $[C]$ समान होने चाहिए।
$4$. कथनों का मूल्यांकन:
- $A$ और $B$ प्रतिबिंब रूप हैं (सही)।
- $A$ और $C$ प्रतिबिंब रूप हैं (सही)।
- $B$ और $C$ समान हैं (सही)।
- $B$ और $C$ प्रतिबिंब रूप हैं (गलत)।
अतः,जो कथन सही नहीं है वह यह है कि $B$ और $C$ प्रतिबिंब रूप हैं।

(A) विन्यास निर्धारित करने के लिए,Cahn-Ingold-Prelog $(CIP)$ नियमों का उपयोग करके प्रत्येक कायरल केंद्र से जुड़े समूहों को प्राथमिकता दें।
ऊपरी कायरल केंद्र $(C1)$ के लिए: प्राथमिकताएं $-OH$ $(1)$,$-CH(OH)CH_3$ $(2)$,$-CH_3$ $(3)$,और $-H$ $(4)$ हैं। चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ क्षैतिज बंध पर है,इसलिए विन्यास उलट जाता है। $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ का क्रम दक्षिणावर्त $(R)$ है,इसलिए यह $S$ हो जाता है।
निचले कायरल केंद्र $(C2)$ के लिए: प्राथमिकताएं $-OH$ $(1)$,$-CH(OH)CH_3$ $(2)$,$-CH_3$ $(3)$,और $-H$ $(4)$ हैं। चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ ऊर्ध्वाधर बंध पर है,इसलिए विन्यास बना रहता है। $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ का क्रम वामावर्त $(S)$ है,इसलिए यह $S$ ही रहता है।
अतः,विन्यास $1S, 2S$ है।