Optical isomerism Questions in Hindi

(B) एक अणु कायरल होता है यदि उसमें एक कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों या परमाणुओं से बंधा हो।
$CH_3-CHBrCl$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु $-H$,$-CH_3$,$-Br$,और $-Cl$ से बंधा है।
चूंकि चारों समूह अलग-अलग हैं,इसलिए यह कार्बन कायरल है,जो अणु को कायरल बनाता है।

(C) $n$ कायरल कार्बन परमाणुओं वाले यौगिक के लिए संभावित प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $2^n$ सूत्र द्वारा दी जाती है।
यहाँ कायरल कार्बन परमाणुओं की संख्या $n = 3$ है।
अतः,प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $= 2^3 = 8$ होगी।

(C) $2-$ब्रोमो,$3-$क्लोरो-ब्यूटेन में $2$ और $3$ स्थान पर $2$ कायरल कार्बन परमाणु होते हैं।
चूंकि अणु असममित है,इसलिए ऑप्टिकल आइसोमर्स की संख्या $2^n$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $n$ कायरल केंद्रों की संख्या है।
यहाँ,$n = 2$,इसलिए ऑप्टिकल आइसोमर्स की संख्या $2^2 = 4$ है।
संरचना $CH_3-CH(Br)-CH(Cl)-CH_3$ है।

(C) $D-(+)-$ टार्टरिक एसिड का नाम $D-(+)$ ग्लिसराल्डिहाइड के सापेक्ष इसके विन्यास और इसके धनात्मक प्रकाशिक घूर्णन पर आधारित है.

(D) एक असममित कार्बन परमाणु वह कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है।
विकल्प $(b)$ में,$CH_3-CH^*(Br)-CH(CH_3)-CH_3$,$*$ द्वारा चिह्नित कार्बन $-H$,$-Br$,$-CH_3$,और $-CH(CH_3)_2$ से जुड़ा है। चूंकि चारों समूह अलग हैं,इसलिए यह असममित है।
विकल्प $(c)$ में,$CH_3-CH_2-CH^*(Br)-CH_3$,$*$ द्वारा चिह्नित कार्बन $-H$,$-Br$,$-CH_2CH_3$,और $-CH_3$ से जुड़ा है। चूंकि चारों समूह अलग हैं,इसलिए यह असममित है।
अतः,$(b)$ और $(c)$ दोनों में असममित कार्बन परमाणु मौजूद है।

(B) अणु की संरचना $HCOO-CH(OH)-CH(OH)-COOH$ है।
एक असममित कार्बन परमाणु (कायरल केंद्र) वह कार्बन परमाणु होता है जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है।
दिए गए अणु में,दोनों केंद्रीय कार्बन परमाणु एक हाइड्रोजन परमाणु $(-H)$,एक हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$,एक कार्बोक्सिलेट/कार्बोक्सिलिक एसिड समूह और दूसरे केंद्रीय कार्बन परमाणु से जुड़े हैं।
चूंकि ये दोनों केंद्रीय कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़े हैं,इसलिए ये दोनों असममित हैं।
अतः,अणु में $2$ असममित कार्बन परमाणु हैं।

(C) $n$ असममित कार्बन परमाणुओं (कायरल केंद्रों) वाले यौगिक के लिए प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $2^n$ सूत्र द्वारा दी जाती है,बशर्ते कि अणु में कोई आंतरिक समरूपता न हो (अर्थात,यह मेसो यौगिक न हो)।
अतः,सही विकल्प $(C)$ है।

(D) सही उत्तर $(D)$ है।
एक प्रकाशिक सक्रिय यौगिक में कम से कम एक कायरल केंद्र होना चाहिए और उसमें सममिति का तल (plane of symmetry) नहीं होना चाहिए।
$(A)$ एथिलीन ग्लाइकॉल $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ में कोई कायरल कार्बन नहीं है।
$(B)$ ऑक्सेलिक एसिड $(HOOC-COOH)$ में कोई कायरल कार्बन नहीं है।
$(C)$ ग्लिसरॉल $(HO-CH_2-CH(OH)-CH_2-OH)$ में कोई कायरल कार्बन नहीं है।
$(D)$ टार्टरिक एसिड $(HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH)$ में दो कायरल कार्बन परमाणु होते हैं। यद्यपि मेसो-रूप आंतरिक क्षतिपूर्ति के कारण प्रकाशिक निष्क्रिय होता है,लेकिन $d$- और $l$-आइसोमर प्रकाशिक सक्रिय होते हैं। अतः,टार्टरिक एसिड ही एकमात्र यौगिक है जो प्रकाशिक सक्रियता प्रदर्शित कर सकता है।

(A) लैक्टिक अम्ल की संरचना $CH_3-CH(OH)-COOH$ है।
इस अणु में,केंद्रीय कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है: $-H$,$-OH$,$-CH_3$,और $-COOH$।
इसलिए,इसमें एक कायरल (असममित) कार्बन परमाणु होता है,जिसे संरचना में तारा $(*)$ द्वारा दर्शाया गया है।
अतः,विकल्प $(A)$ सही है।

(B) एक डेक्सट्रोरोटेटरी यौगिक वह है जो समतल-ध्रुवित प्रकाश के तल को दाईं ओर घुमाता है।
रासायनिक नामकरण में,इस गुण को $(+)-$ उपसर्ग द्वारा दर्शाया जाता है,जबकि लेवोरोटेटरी यौगिक को $(-)-$ उपसर्ग द्वारा दर्शाया जाता है।

(C) वह पदार्थ जो समतल-ध्रुवित प्रकाश के तल को घुमा सकता है,उसे $ \text{optically active} $ (प्रकाशिक सक्रिय) पदार्थ कहा जाता है।
इस गुण को $ \text{optical activity} $ (प्रकाशिक सक्रियता) कहा जाता है।

(B) वे प्रकाशिक समावयवी जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं होते हैं,उन्हें $Diastereomers$ (विम-समावयवी) कहा जाता है।
$Enantiomers$ एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपित दर्पण प्रतिबिंब होते हैं।
$Racemates$ दो $Enantiomers$ का सममोलर मिश्रण होते हैं।
$Mesomers$ आंतरिक सममिति तल के कारण प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय होते हैं।

(A) दी गई संरचनाएं दो कायरल अणुओं के फिशर प्रोजेक्शन हैं।
आइए कायरल केंद्रों को $(R/S)$ विन्यास निर्दिष्ट करें।
पहली संरचना के लिए (बाएं): कायरल केंद्र $C_2$ और $C_3$ पर हैं।
$C_2$ पर: प्राथमिकता क्रम $-OH > -CH(OH)C_2H_5 > -CH_3 > -H$ है। विन्यास $S$ है।
$C_3$ पर: प्राथमिकता क्रम $-OH > -CH(OH)CH_3 > -C_2H_5 > -H$ है। विन्यास $S$ है।
दूसरी संरचना के लिए (दाएं): कायरल केंद्र $C_2$ और $C_3$ पर हैं।
$C_2$ पर: विन्यास $R$ है।
$C_3$ पर: विन्यास $R$ है।
चूंकि विन्यास $(2S, 3S)$ और $(2R, 3R)$ हैं,वे एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब हैं जो एक-दूसरे पर अध्यारोपित नहीं होते हैं।
इसलिए,वे प्रतिबिंब रूप (Enantiomers) हैं।

(A) प्रकाश सक्रियता एक कायरल अणु की समतल-ध्रुवीकृत प्रकाश के तल को घुमाने की क्षमता है। प्रकाश सक्रिय पदार्थ द्वारा समतल-ध्रुवीकृत प्रकाश के घूर्णन कोण को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण को $Polarimeter$ (पोलरीमीटर) कहा जाता है।

(B) एक यौगिक प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है यदि उसमें एक कायरल केंद्र हो,जो एक ऐसा कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है।
विकल्प $B$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु $-H$,$-OH$,$-CH_3$ और $-COOH$ समूहों से जुड़ा है।
चूंकि चारों समूह अलग-अलग हैं,इसलिए केंद्रीय कार्बन कायरल है,और इसलिए लैक्टिक एसिड प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।

(A) एक कार्बनिक यौगिक प्रकाशिक सक्रियता तब प्रदर्शित करता है जब उसमें एक कायरल केंद्र होता है। कायरल केंद्र वह कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग समूहों या परमाणुओं से जुड़ा होता है। समरूपता की यह कमी अणु को गैर-अध्यारोपित दर्पण प्रतिबिंब के रूप में मौजूद रहने की अनुमति देती है,जो समतल ध्रुवित प्रकाश को घुमाते हैं।

(A) प्रतिबिंब रूप (enantiomers) एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपणीय (non-superimposable) दर्पण प्रतिबिंब होते हैं।
विकल्प $A$ में,पहली संरचना $(2S, 3S)-butane-2,3-diol$ है और दूसरी $(2R, 3R)-butane-2,3-diol$ है।
ये दोनों संरचनाएं एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपणीय दर्पण प्रतिबिंब हैं,इसलिए ये प्रतिबिंब रूप हैं।

(C) एक यौगिक प्रकाशिक सक्रिय होता है यदि उसमें एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा कार्बन परमाणु) मौजूद हो।
$2-chlorobutane$ $(CH_3-CH(Cl)-CH_2-CH_3)$ में,दूसरा कार्बन चार अलग-अलग समूहों: $-H$,$-Cl$,$-CH_3$ और $-CH_2CH_3$ से जुड़ा है।
इसलिए,यह एक कायरल अणु है और प्रकाशिक सक्रियता प्रदर्शित करता है।

(A) एक अणु समतल-ध्रुवित प्रकाश के तल को घुमा सकता है यदि वह कायरल (प्रकाशिक रूप से सक्रिय) हो।
$1$. ग्लिसराल्डिहाइड $(HOCH_2-CH(OH)-CHO)$ में एक कायरल कार्बन परमाणु होता है जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है,जिससे यह प्रकाशिक रूप से सक्रिय हो जाता है।
$2$. ग्लाइसिन $(H_2N-CH_2-COOH)$ अ-कायरल है क्योंकि केंद्रीय कार्बन दो समान हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
$3$. $1,2-$डाइफेनिल$-1,2-$डाइऐमिनोइथेन का मेसो रूप एक आंतरिक सममिति तल रखता है,जिससे यह प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय हो जाता है।
$4$. ब्यूटेन$-2-$थायोल $(CH_3-CH(SH)-CH_2-CH_3)$ भी कायरल है,लेकिन ग्लिसराल्डिहाइड प्रकाशिक सक्रियता का एक मानक उदाहरण है।

(B) एक कार्बनिक अणु प्रकाशिक सक्रियता प्रदर्शित करता है यदि वह कायरल (chiral) हो। एक अणु कायरल होता है यदि वह अपने दर्पण प्रतिबिंब पर अध्यारोपित नहीं हो सकता। इस गुण को कायरलिटी कहा जाता है,जो समतल-ध्रुवित प्रकाश के तल को घुमाने के लिए आवश्यक शर्त है।

(B) मेसो यौगिक एक प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय अणु है जिसमें दो या दो से अधिक स्टीरियोसेंटर होते हैं लेकिन इसमें एक आंतरिक सममिति तल (internal plane of symmetry) होता है।
$2,3-$डाइक्लोरोब्यूटेन के मामले में,$(2R, 3S)$ आइसोमर में एक आंतरिक सममिति तल होता है,जो इसे एक मेसो यौगिक बनाता है।

(B) एक एलीन $(R_1R_2C = C = CR_3R_4)$ के प्रकाशिक रूप से सक्रिय होने के लिए,प्रत्येक टर्मिनल कार्बन से जुड़े समूह अलग होने चाहिए,यानी $R_1 \neq R_2$ और $R_3 \neq R_4$।
$(A)$ $CH_3 - CH = C = CH - CH_3$: यहाँ $R_1 = CH_3, R_2 = H$ और $R_3 = CH_3, R_4 = H$ है। $R_1 \neq R_2$ और $R_3 \neq R_4$ होने के कारण,यह प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
$(B)$ $CH_2 = C = CH_2$: यहाँ $R_1 = R_2 = H$ है। टर्मिनल कार्बन पर समान समूह होने के कारण,इसमें सममिति का तल होता है और यह प्रकाशिक रूप से अक्रिय है।
$(C)$ $Cl(Br)C = C = C(Cl)Br$: यहाँ $R_1 = Cl, R_2 = Br$ और $R_3 = Cl, R_4 = Br$ है। इस अणु में सममिति का तल होने के कारण यह प्रकाशिक रूप से अक्रिय है।
$(D)$ $Me(Et)C = C = C(Cl)Br$: यहाँ $R_1 = Me, R_2 = Et$ और $R_3 = Cl, R_4 = Br$ है। $R_1 \neq R_2$ और $R_3 \neq R_4$ होने के कारण,यह प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
नोट: सामान्यतः $CH_2 = C = CH_2$ प्रकाशिक रूप से अक्रिय एलीन का सबसे सरल उदाहरण है।

(C) एक कार्बनिक अणु के लिए प्रकाशिक सक्रियता प्रदर्शित करने हेतु उसका कायरल (chiral) होना आवश्यक है। एक कायरल अणु वह है जो अपने दर्पण प्रतिबिंब पर अध्यारोपित (non-superimposable) नहीं होता है। यद्यपि असममित कार्बन परमाणु (कायरल केंद्र) की उपस्थिति अक्सर कायरलता की ओर ले जाती है,लेकिन यह अनिवार्य रूप से आवश्यक नहीं है (उदाहरण के लिए,एलीन या बाइफिनाइल बिना कायरल केंद्र के भी कायरल हो सकते हैं)। इसलिए,मूलभूत आवश्यकता यह है कि अणु अपने दर्पण प्रतिबिंब पर अध्यारोपित नहीं होना चाहिए।

(D) वे प्रकाशिक समावयवी जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं होते हैं,उन्हें $Diastereomers$ कहा जाता है।
$Enantiomers$ एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपित दर्पण प्रतिबिंब होते हैं।
चूंकि प्रश्न में उन समावयवियों की बात की गई है जो दर्पण प्रतिबिंब नहीं हैं,इसलिए सही उत्तर $Diastereomers$ है।

(D) प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $2^n$ सूत्र द्वारा दी जाती है,जहाँ $n$ कायरल केंद्रों की संख्या है।
$CH_3CHBrCHBrCOOH$ यौगिक में,$2$ कायरल केंद्र हैं (ब्रोमीन परमाणुओं से जुड़े दो कार्बन परमाणु)।
इसलिए,प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $= 2^2 = 4$ है।

(D) एक यौगिक प्रकाशिक रूप से सक्रिय होता है यदि उसमें कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा कार्बन परमाणु) मौजूद हो।
$CH_3CH(OH)C_2H_5$ (ब्यूटेन$-2-$ऑल) में,दूसरा कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है: $-H$,$-OH$,$-CH_3$,और $-C_2H_5$।
चूंकि इसमें एक कायरल केंद्र है,इसलिए यह प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।
इसकी संरचना: $CH_3-CH^*(OH)-CH_2CH_3$ है।

(B) एक यौगिक प्रकाशिक रूप से सक्रिय होता है यदि उसमें कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा कार्बन परमाणु) मौजूद हो।
$2-$क्लोरोब्यूटेन $(CH_3-CHCl-CH_2-CH_3)$ में,दूसरा कार्बन परमाणु एक हाइड्रोजन परमाणु,एक क्लोरीन परमाणु,एक मिथाइल समूह और एक एथिल समूह से जुड़ा होता है।
चूंकि चारों समूह अलग-अलग हैं,इसलिए यह कार्बन कायरल है,जो अणु को प्रकाशिक रूप से सक्रिय बनाता है।

(B) दी गई संरचना $(CH_3)_2C=CH-CH(CH_3)COOH$ ($4$-मेथिलपेंट-$3$-ईनोइक अम्ल) है।
$1$. ज्यामितीय समावयवता: अणु में $C=C$ द्वि-आबंध है। $3$ नंबर के कार्बन परमाणु पर दो समान मेथिल $(CH_3)$ समूह जुड़े हैं। ज्यामितीय समावयवता के लिए,द्वि-आबंध के प्रत्येक कार्बन से दो अलग-अलग समूह जुड़े होने चाहिए। चूँकि एक कार्बन से दो समान समूह जुड़े हैं,इसलिए यह ज्यामितीय समावयवता नहीं दर्शाता है।
$2$. प्रकाशिक समावयवता: अणु में $2$ नंबर के कार्बन पर एक कायरल कार्बन परमाणु है (जो $-H, -CH_3, -COOH$ और $-CH=C(CH_3)_2$ समूह से जुड़ा है)। कायरल केंद्र होने के कारण,यह प्रकाशिक समावयवता दर्शाता है।

(B) कायरल केंद्र के विन्यास ($R$ या $S$) को निर्धारित करने के लिए,हम Cahn-Ingold-Prelog $(CIP)$ नियमों के आधार पर कायरल कार्बन से जुड़े समूहों को प्राथमिकता देते हैं:
$1$. $-OH$ समूह की प्राथमिकता सबसे अधिक $(1)$ है।
$2$. $-Et$ $(-CH_2CH_3)$ समूह की प्राथमिकता $(2)$ है।
$3$. $-Me$ $(-CH_3)$ समूह की प्राथमिकता $(3)$ है।
$4$. $-H$ परमाणु की प्राथमिकता सबसे कम $(4)$ है।
फिशर प्रोजेक्शन में,सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ ऊर्ध्वाधर रेखा पर है।
प्राथमिकता $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ के पथ का अनुसरण करने पर दिशा वामावर्त (counter-clockwise) प्राप्त होती है।
चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह ऊर्ध्वाधर रेखा पर है,इसलिए वामावर्त दिशा $S$ विन्यास को दर्शाती है।

(C) एक प्रकाशिक सक्रिय पदार्थ द्वारा समतल ध्रुवित प्रकाश के घूर्णन कोण को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण को $Polarimeter$ कहा जाता है।

(B) एक यौगिक प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है यदि उसमें कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा कार्बन परमाणु) मौजूद हो।
$CH_3CH(OH)COOH$ (लैक्टिक एसिड) में,केंद्रीय कार्बन परमाणु $-H$,$-OH$,$-CH_3$ और $-COOH$ समूहों से जुड़ा होता है।
चूंकि चारों समूह अलग-अलग हैं,इसलिए यह कार्बन कायरल है और यौगिक प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।

(B) एक अणु प्रकाशिक रूप से सक्रिय होता है यदि उसमें एक कायरल (chiral) कार्बन परमाणु हो,जो कि चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा एक $sp^3$ संकरित कार्बन परमाणु होता है।
विकल्प $B$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु $-H$,$-OH$,$-CH_3$ और $-C_2H_5$ समूहों से जुड़ा है।
चूंकि चारों समूह अलग हैं,इसलिए यह कार्बन कायरल है,जो अणु को प्रकाशिक रूप से सक्रिय बनाता है।

(B) $2, 3-$डाइब्रोमोब्यूटेन की संरचना $CH_3-CH(Br)-CH(Br)-CH_3$ है।
इसमें $n = 2$ कायरल केंद्र हैं।
चूंकि अणु सममित है,इसलिए त्रिविम समावयवियों की संख्या $2^{n-1} + 2^{(n/2)-1}$ सूत्र का उपयोग करके ज्ञात की जाती है।
$n = 2$ रखने पर: $2^{2-1} + 2^{(2/2)-1} = 2^1 + 2^0 = 2 + 1 = 3$।
तीन त्रिविम समावयवी हैं: प्रतिबिंब रूपों (enantiomers) का एक जोड़ा ($d$ और $l$ रूप) और एक मेसो यौगिक।

(A) (दक्षिण-ध्रुवण घूर्णक) और $l$ (वाम-ध्रुवण घूर्णक) समावयवी एक-दूसरे के प्रतिबिंब रूप (enantiomers) होते हैं।
प्रतिबिंब रूपों के भौतिक गुण (जैसे गलनांक,क्वथनांक,अकिरल विलायकों में विलेयता और द्विध्रुव आघूर्ण) और अकिरल वातावरण में रासायनिक गुण समान होते हैं।
हालाँकि,वे समतल ध्रुवित प्रकाश $(PPL)$ के साथ अपनी अन्योन्यक्रिया में भिन्न होते हैं।
$d$-समावयवी $PPL$ को दाईं ओर (दक्षिणावर्त) घुमाते हैं,जबकि $l$-समावयवी $PPL$ को समान मात्रा में बाईं ओर (वामावर्त) घुमाते हैं।

(D) रेसेमिक मिश्रण ($1:1$ प्रतिबिंब रूपों का मिश्रण) को उसके व्यक्तिगत शुद्ध $(+)$ और $(-)$ प्रतिबिंब रूपों में अलग करने की प्रक्रिया को रेसोल्यूशन (Resolution) कहा जाता है।
म्यूटाटोटेशन दो एनोमर्स के बीच संतुलन में परिवर्तन के कारण समाधान के ऑप्टिकल रोटेशन में परिवर्तन को संदर्भित करता है।
एपिमराइजेशन एक एपिमर को उसके कायरल समकक्ष में बदलने की प्रक्रिया है।
असममित संश्लेषण एक ऐसी प्रतिक्रिया है जो एक अणु में एक नया कायरल केंद्र इस तरह से बनाती है जो एक प्रतिबिंब रूप को दूसरे की तुलना में प्राथमिकता देती है।

(B) $2, 3, 4-\text{पेंटेनट्रायोल}$ की संरचना $CH_3-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH_3$ है।
इस अणु में $C_2, C_3,$ और $C_4$ पर $3$ कायरल केंद्र हैं।
यह अणु सममित है क्योंकि $C_2$ और $C_4$ से जुड़े समूह समान ($-CH_3$ और $-OH$) हैं।
$n$ कायरल केंद्रों वाले सममित अणु के लिए,मेसो समावयवियों की संख्या इस प्रकार ज्ञात की जाती है:
यदि $n$ विषम है,तो मेसो समावयवियों की संख्या $2^{(n-1)/2}$ होती है।
यहाँ,$n = 3$ है,इसलिए मेसो समावयवियों की संख्या $= 2^{(3-1)/2} = 2^1 = 2$ है।
ये दो मेसो समावयवी $(2R, 3s, 4S)$ और $(2S, 3s, 4R)$ विन्यास हैं।

(D) रेसेमिक मिश्रण दो प्रतिबिंब रूपों (enantiomers) का सम-आण्विक मिश्रण होता है। प्रतिबिंब रूप एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपणीय दर्पण प्रतिबिंब होते हैं।

(C) ब्यूटेन-$2,3$-डायोल की संरचना $CH_3-CH(OH)-CH(OH)-CH_3$ है।
इस अणु में दो कायरल केंद्र $(n=2)$ हैं और इसमें सममिति का तल (plane of symmetry) मौजूद है।
कुल त्रिविम समावयवियों की संख्या = $2^{n-1} + 2^{(n/2)-1} = 2^{2-1} + 2^{(2/2)-1} = 2^1 + 2^0 = 2 + 1 = 3$ है।
इन $3$ त्रिविम समावयवियों में एक जोड़ी प्रतिबिंब रूप (enantiomers) और एक मीसो (meso) यौगिक होता है।
इनमें से केवल $2$ ही प्रकाशिक सक्रिय (optically active) होते हैं।

(C) दिए गए अणु में कायरल (chiral) कार्बन परमाणुओं की संख्या $n = 3$ है।
प्रकाशिक समावयवियों की कुल संख्या ज्ञात करने का सूत्र $2^n$ है।
अतः,$2^3 = 8$.

(D) एक प्रकाशिक सक्रिय प्रतिबिंब रूप को रेसेमिक मिश्रण (जो $(+)$ और $(-)$ प्रतिबिंब रूपों का सममोलर मिश्रण होता है) में बदलने की प्रक्रिया $Racemization$ (रेसेमीकरण) कहलाती है।
चूंकि परिणामी मिश्रण में दोनों प्रतिबिंब रूपों की मात्रा समान होती है,इसलिए उनके प्रकाशिक घूर्णन एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं,जिससे मिश्रण प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय हो जाता है।

(B) $(+) -$ टार्टरिक एसिड एक प्रकाशिक सक्रिय समावयवी है,जबकि मेसो-टार्टरिक एसिड सममिति तल की उपस्थिति के कारण प्रकाशिक निष्क्रिय समावयवी है।
चूंकि वे त्रिविम समावयवी हैं जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं हैं,इसलिए उन्हें अप्रतिबिंब रूप (Diastereomers) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(C) एक अणु प्रकाशिक रूप से सक्रिय होता है यदि उसमें एक कायरल केंद्र हो,जो एक ऐसा कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है।
विकल्प $A$: $CH_3 - CH_2 - C \equiv CH$ ($1$-ब्यूटाइन) में कोई कायरल केंद्र नहीं है।
विकल्प $B$: $CH_3 - CH_2 - CH(CH_3) - CH_3$ ($2$-मिथाइल ब्यूटेन) में कोई कायरल केंद्र नहीं है।
विकल्प $C$: इस संरचना में केंद्रीय कार्बन $H$,$CH_3$,$C_2H_5$ और साइक्लोप्रोपिल समूह से जुड़ा है। चूंकि चारों समूह अलग हैं,इसलिए यह कार्बन कायरल है,जो अणु को प्रकाशिक रूप से सक्रिय बनाता है।
विकल्प $D$: $CH_3 - CH_2 - CH_2 - CH_3$ (n-ब्यूटेन) में कोई कायरल केंद्र नहीं है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) जब कोई अणु अपने दर्पण प्रतिबिंब पर अनाध्यारोपित (non-superimposable) होता है,तो उसे कायरल अणु कहा जाता है। यह गुण प्रकाशिक सक्रियता के लिए मूलभूत आवश्यकता है।

(A) $Meso-tartaric$ अम्ल में दो कायरल कार्बन परमाणु होते हैं,लेकिन अणु में सममिति का तल (आंतरिक क्षतिपूर्ति) होता है।
इस आंतरिक सममिति तल के कारण,अणु के एक भाग द्वारा उत्पन्न प्रकाशिक घूर्णन दूसरे भाग द्वारा निरस्त हो जाता है।
इसलिए,संपूर्ण अणु प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय होता है।

(D) $n$ कायरल कार्बन वाले यौगिक के लिए प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $2^n$ सूत्र द्वारा दी जाती है,यदि अणु असममित है।
यहाँ $n = 3$ दिया गया है,इसलिए प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $2^3 = 8$ होगी।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(B) 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।
बाएं कायरल कार्बन के लिए: प्राथमिकता क्रम $1: -OH$,$2: -COOH$,$3: -CH(OH)COOH$,$4: -H$ है।
चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ डैश बॉन्ड पर है,हम $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ की ओर बढ़ते हैं। दिशा दक्षिणावर्त (clockwise) है,इसलिए विन्यास $R$ है।
दाएं कायरल कार्बन के लिए: प्राथमिकता क्रम $1: -OH$,$2: -COOH$,$3: -CH(OH)COOH$,$4: -H$ है।
चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह $(-H)$ वेज बॉन्ड पर है,हम $1$ $\rightarrow 2$ $\rightarrow 3$ की ओर बढ़ते हैं। दिशा वामावर्त (counter-clockwise) है,जो $S$ होनी चाहिए,लेकिन चूंकि सबसे कम प्राथमिकता वाला समूह वेज पर है,इसलिए इसे उलटकर $R$ कर दिया जाता है।
अतः,विन्यास $R, R$ है।

(D) प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करने के लिए,यौगिक में कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा कार्बन) होना चाहिए।
$1$. $2$-मिथाइलब्यूट$-1$-ईन: $CH_2=C(CH_3)CH_2CH_3$. कोई कायरल कार्बन नहीं है।
$2$. $3$-मिथाइलब्यूट$-1$-ईन: $CH_2=CHCH(CH_3)CH_3$. कोई कायरल कार्बन नहीं है।
$3$. $3$-मिथाइलब्यूटेनोइक एसिड: $(CH_3)_2CHCH_2COOH$. कोई कायरल कार्बन नहीं है।
$4$. $2$-मिथाइलब्यूटेनोइक एसिड: $CH_3CH_2CH(CH_3)COOH$. स्थिति $2$ पर स्थित कार्बन $-H$,$-CH_3$,$-CH_2CH_3$ और $-COOH$ समूहों से जुड़ा है। चूंकि चारों समूह अलग हैं,इसलिए यह कार्बन कायरल है। अतः,यह प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।

(A) प्रकाशिक समावयवता के लिए एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा कार्बन) की उपस्थिति आवश्यक है।
$2,3-$डाइमेथिलपेंटेन में,$3$ स्थिति वाले कार्बन परमाणु से एक हाइड्रोजन,एक मेथिल,एक एथिल और एक आइसोप्रोपिल समूह जुड़ा होता है।
चूंकि $C-3$ कार्बन से जुड़े चारों समूह अलग-अलग हैं,इसलिए यह एक कायरल केंद्र है।
अतः,$2,3-$डाइमेथिलपेंटेन प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।