Optical isomerism Questions in Hindi

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

(D) एक असममित कार्बन परमाणु (कायरल केंद्र) वह कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग समूहों से बंधा होता है।
$\alpha$-hydroxy propanoic acid की संरचना $CH_3-CH(OH)-COOH$ है।
केंद्रीय कार्बन परमाणु $-H$,$-OH$,$-CH_3$ और $-COOH$ समूहों से जुड़ा है।
चूंकि चारों समूह अलग-अलग हैं,इसलिए केंद्रीय कार्बन असममित है।
अतः,$\alpha$-hydroxy propanoic acid में $1$ असममित कार्बन परमाणु होता है।

(C) एक यौगिक प्रकाशिक सक्रिय होता है यदि उसमें कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु (एक कार्बन परमाणु जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा हो) मौजूद हो।
ब्यूटेन$-2-$ऑल $(CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3)$ में,दूसरा कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है: $-H$,$-OH$,$-CH_3$ और $-CH_2CH_3$।
इसलिए,ब्यूटेन$-2-$ऑल प्रकाशिक सक्रिय है।

(C) प्रकाशिक समावयवता उन यौगिकों द्वारा प्रदर्शित की जाती है जिनमें कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से बंधा कार्बन परमाणु) होता है।
$A$. $3-$आयोडोहेक्सेन: $C3$ कार्बन कायरल है।
$B$. $2-$आयोडोपेंटेन: $C2$ कार्बन कायरल है।
$C$. $2-$आयोडो$-2-$मिथाइल ब्यूटेन: $C2$ कार्बन दो समान $-CH_3$ समूहों से बंधा है,इसलिए यह अकायरल है।
$D$. $2-$आयोडो$-3-$मिथाइल ब्यूटेन: $C2$ कार्बन कायरल है।
अतः,$2-$आयोडो$-2-$मिथाइल ब्यूटेन प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित नहीं करता है।

(B) $C_4H_9Br$ आण्विक सूत्र ब्यूटाइल ब्रोमाइड के समावयवियों को दर्शाता है।
संरचनात्मक समावयवियों में,$2$-ब्रोमोब्यूटेन $(CH_3-CH_2-CH(Br)-CH_3)$ में एक कायरल कार्बन परमाणु होता है ($C_2$ कार्बन चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है: $-H$,$-CH_3$,$-CH_2CH_3$,और $-Br$)।
एक कायरल केंद्र वाला अणु प्रतिबिंब रूपों (enantiomers) के एक जोड़े के रूप में मौजूद होता है (दो प्रकाशिक सक्रिय समावयवी: $d$- और $l$-रूप)।
इसलिए,इस यौगिक के लिए $2$ प्रकाशिक सक्रिय समावयवी संभव हैं।

(B) पोलरीमीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग प्रकाशिक सक्रिय पदार्थ से ध्रुवीकृत प्रकाश गुजारकर उसके द्वारा उत्पन्न घूर्णन कोण को मापने के लिए किया जाता है।
यह घूर्णन निर्धारित करता है कि यौगिक दक्षिण-ध्रुवण घूर्णक ($d$ या $+$) है या वाम-ध्रुवण घूर्णक ($l$ या $-$)।
इसलिए,इसका उपयोग यौगिकों के $d$ और $l$ विन्यास (प्रकाशिक घूर्णन) को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

(D) एक यौगिक प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय होता है यदि उसमें कोई कायरल केंद्र नहीं होता है या उसमें सममिति का तल (plane of symmetry) होता है।
$1$. $3-$क्लोरोब्यूट$-1-$ईन: $C3$ कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है,इसलिए यह कायरल है।
$2$. $2,3-$डाइक्लोरोब्यूटेन: इसमें मेसो रूप हो सकता है,लेकिन $2,2-$डाइक्लोरोपेंटेन निश्चित रूप से अकायरल है।
$3$. $2-$हाइड्रॉक्सीप्रोपेनोइक एसिड: $C2$ कार्बन कायरल है।
$4$. $2,2-$डाइक्लोरोपेंटेन: $C2$ कार्बन परमाणु दो समान क्लोरीन परमाणुओं से जुड़ा है। कायरल केंद्र की अनुपस्थिति के कारण यह प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय है।

(D) एनैन्टीओमर्स,जैसे कि $(+)$ ब्यूटेन-$2$-ऑल और $(-)$ ब्यूटेन-$2$-ऑल,एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपित दर्पण प्रतिबिंब होते हैं।
इनके भौतिक गुण,जैसे क्वथनांक,गलनांक और अपवर्तनांक,समान होते हैं।
ये केवल समतल ध्रुवित प्रकाश के साथ अपनी परस्पर क्रिया में भिन्न होते हैं।
इसलिए,$(+)$ ब्यूटेन-$2$-ऑल और $(-)$ ब्यूटेन-$2$-ऑल का क्वथनांक समान होता है।

(D) दिया गया यौगिक $CH_{3}CHBrCHBrCOOH$ है। इसमें दो कायरल कार्बन परमाणु $(n=2)$ हैं।
चूंकि अणु असममित है (दोनों सिरे अलग हैं: $-CH_{3}$ और $-COOH$),इसे दो समान भागों में विभाजित नहीं किया जा सकता है।
एक असममित अणु के लिए,प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $2^{n}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $n$ कायरल केंद्रों की संख्या है।
यहाँ,$n=2$,इसलिए प्रकाशिक समावयवियों की संख्या $= 2^{2} = 4$ है।
ये $4$ समावयवी $2$ प्रतिबिंब रूपी (enantiomer) जोड़ों से बने हैं और इसमें कोई मेसो रूप नहीं है $(m=0)$।
अतः,प्रकाशिक समावयवियों की कुल संख्या $4$ है।

(C) सही उत्तर $C$ है। मेसो यौगिक वे यौगिक होते हैं जिनके अणु असममित कार्बन परमाणुओं की उपस्थिति के बावजूद अपने दर्पण प्रतिबिंबों पर अध्यारोपित (superimposable) हो जाते हैं।
यह आंतरिक प्रतिपूर्ति (internal compensation) के कारण होता है।
अणु के दो भाग ध्रुवित प्रकाश के तल को विपरीत दिशाओं में घुमाते हैं और इसलिए एक-दूसरे के प्रभाव को निरस्त कर देते हैं,जिससे अणु प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय हो जाता है।
इस प्रकार,मेसो यौगिकों में प्रकाशिक निष्क्रियता सममिति के तल या आणविक सममिति की उपस्थिति के कारण होती है,जो आंतरिक प्रतिपूर्ति की ओर ले जाती है।

(A) $1-$ब्रोमो$-2-$मिथाइलसाइक्लोब्यूटेन अणु में $C1$ और $C2$ पर दो कायरल केंद्र होते हैं।
चूंकि वलय असममित है,इसलिए स्टीरियोआइसोमर्स की संख्या $2^n$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $n$ कायरल केंद्रों की संख्या है।
यहाँ,$n = 2$,इसलिए कुल स्टीरियोआइसोमर्स की संख्या $2^2 = 4$ है।
ये $4$ स्टीरियोआइसोमर्स एनान्टीओमर्स के दो जोड़े (सिस-आइसोमर जोड़ा और ट्रांस-आइसोमर जोड़ा) से बने होते हैं,जो सभी ऑप्टिकली सक्रिय होते हैं।
इसलिए,संभावित ऑप्टिकल आइसोमर्स की अधिकतम संख्या $4$ है।

(B) ब्यूटेन-$2,3$-डायोल की संरचना $CH_3-CH(OH)-CH(OH)-CH_3$ है।
इसमें दो कायरल केंद्र $(n=2)$ हैं।
चूंकि अणु सममित है,इसलिए प्रकाशिक सक्रिय त्रिविम समावयवियों की संख्या $2^{n-1}$ द्वारा दी जाती है।
यहाँ,$n=2$ है,इसलिए प्रकाशिक सक्रिय समावयवियों की संख्या $= 2^{2-1} = 2^{1} = 2$ है।
ये दो प्रकाशिक सक्रिय समावयवी $(2R, 3R)$ और $(2S, 3S)$ रूप हैं। $(2R, 3S)$ रूप एक मीसो यौगिक है और प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय है।

(C) $2,3,4$-ट्राइक्लोरोपेंटेन की संरचना $CH_3-CHCl-CHCl-CHCl-CH_3$ है।
इस अणु में,$2$ और $4$ स्थिति पर स्थित कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़े होते हैं: एक हाइड्रोजन परमाणु $(-H)$,एक क्लोरीन परमाणु $(-Cl)$,एक मिथाइल समूह $(-CH_3)$,और एक $-CHCl-CHCl_2$ समूह ($C-2$ के लिए) या $-CHCl-CH_3$ समूह ($C-4$ के लिए)।
स्थिति $3$ पर स्थित कार्बन परमाणु कायरल नहीं है क्योंकि यह दो समान $-CHCl-CH_3$ समूहों से जुड़ा है।
अतः,$2,3,4$-ट्राइक्लोरोपेंटेन में $2$ कायरल कार्बन परमाणु उपस्थित हैं।

(B) प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय यौगिक वह है जिसमें कोई कायरल केंद्र (असममित कार्बन परमाणु) नहीं होता है।
$2-$ब्रोमोप्रोपेनल: $CH_3-CH(Br)-CHO$ ($C-2$ कार्बन कायरल है)।
$3-$ब्रोमोप्रोपेनल: $Br-CH_2-CH_2-CHO$ (कोई कायरल कार्बन नहीं है)।
$3-$ब्रोमो-$2-$आयोडोप्रोपेनल: $Br-CH_2-CH(I)-CHO$ ($C-2$ कार्बन कायरल है)।
$2-$ब्रोमो-$3-$आयोडोप्रोपेनल: $CH_2(I)-CH(Br)-CHO$ ($C-2$ कार्बन कायरल है)।
अतः,$3-$ब्रोमोप्रोपेनल प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय यौगिक है।

(C) एक अणु कायरल होता है यदि उसमें कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से बंधा कार्बन परमाणु) मौजूद हो।
अणु $X$ में,केंद्रीय कार्बन $-H$,$-CH_3$,$-CH_2CH_2CH_3$,और $-CH_2Br$ से बंधा है। चूंकि चारों समूह अलग हैं,इसलिए कार्बन कायरल है,जो अणु $X$ को कायरल बनाता है।
अणु $Y$ में,केंद्रीय कार्बन $-H$,$-Br$,और दो समान $-CH_2CH_3$ (एथिल) समूहों से बंधा है। चूंकि दो समूह समान हैं,इसलिए कार्बन कायरल नहीं है,जो अणु $Y$ को अकायरल बनाता है।
अतः,$X$ कायरल है और $Y$ अकायरल है।

(C) $2-$ब्रोमो$-3-$क्लोरोब्यूटेन की संरचना $CH_3-CH(Br)-CH(Cl)-CH_3$ है।
इस अणु में दो कायरल केंद्र ($C-2$ और $C-3$ पर) होते हैं।
चूंकि अणु में समरूपता का तल नहीं होता है,इसलिए ऑप्टिकल आइसोमर्स की संख्या $2^n$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $n$ कायरल केंद्रों की संख्या है।
यहाँ,$n = 2$ है।
अतः,ऑप्टिकल आइसोमर्स की संख्या $= 2^2 = 4$ है।
चार आइसोमर्स $(2R, 3R)$,$(2S, 3S)$,$(2R, 3S)$,और $(2S, 3R)$ हैं।

(A) एक अणु कायरल होता है यदि उसका कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा हो।
$(i)$ केंद्रीय कार्बन $H$,$C_2H_5$,$CH_3$ और $Y$ से जुड़ा है। चारों समूह अलग हैं,इसलिए यह कायरल है।
(ii) केंद्रीय कार्बन $H$,$CH_3$,$Y$ और $Y$ से जुड़ा है। चूंकि दो समूह $(Y)$ समान हैं,इसलिए यह अकायरल है।
(iii) केंद्रीय कार्बन $H$,$C_2H_5$,$X$ और $Y$ से जुड़ा है। चारों समूह अलग हैं,इसलिए यह कायरल है।
(iv) केंद्रीय कार्बन $H$,$Y$ और दो समान एल्काइल श्रृंखलाओं से जुड़ा है। चूंकि दो समूह समान हैं,इसलिए यह अकायरल है।
अतः,अणु $(i)$ और $(iii)$ कायरल हैं।

(B) वह कार्बन परमाणु जो चार अलग-अलग समूहों या परमाणुओं से बंधा होता है,उसे कायरल कार्बन कहा जाता है।
एक कायरल अणु दो स्टीरियोआइसोमर्स में मौजूद होता है जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब होते हैं,जिन्हें इनैन्टीओमर्स कहा जाता है।
$1$. $CH_3-CH(OH)-CH_3$ (आइसोप्रोपिल अल्कोहल): केंद्रीय कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से बंधा है,इसलिए यह अकायरल है।
$2$. $CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_2-CH_3$ ($2-$पेंटेनॉल): दूसरा कार्बन चार अलग-अलग समूहों ($-H$,$-OH$,$-CH_3$,और $-CH_2CH_2CH_3$) से बंधा है,जो इसे एक कायरल केंद्र बनाता है। अतः,यह एक कायरल अणु है।
$3$. $BrCH_2-CH_2-CH=CH_2$ ($1-$ब्रोमो$-3-$ब्यूटीन): कोई भी कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से नहीं बंधा है,इसलिए यह अकायरल है।
$4$. $(CH_3)_2CH-CH_2OH$ (आइसोब्यूटिल अल्कोहल): हाइड्रॉक्सिल समूह से जुड़ा कार्बन दो समान हाइड्रोजन परमाणुओं से बंधा है,इसलिए यह अकायरल है।

(A) एक अणु कायरल होता है यदि वह अपने दर्पण प्रतिबिंब पर अध्यारोपित (superimposable) न हो सके। यह आमतौर पर तब होता है जब एक कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है,जिसे कायरल केंद्र कहा जाता है।
संरचनाओं का विश्लेषण:
$(I)$ $CH_3-CHCl_2$: केंद्रीय कार्बन दो समान $Cl$ परमाणुओं से जुड़ा है। अकायरल।
$(II)$ $CH_3-CHCl-CH_3$: केंद्रीय कार्बन दो समान $CH_3$ समूहों से जुड़ा है। अकायरल।
$(III)$ $1-bromo-1-methylcyclohexane$: $1$ स्थिति पर कार्बन वलय के दो समान $CH_2$ समूहों से जुड़ा है। अकायरल।
$(IV)$ $I$ और $CH_3$ से जुड़ा कार्बन चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है। कायरल।
$(V)$ $CH_3-CH(CH_3)-C_2H_5$: केंद्रीय कार्बन दो समान $CH_3$ समूहों से जुड़ा है। अकायरल।
$(VI)$ $CH_3-CH(Cl)-C_2H_5$: केंद्रीय कार्बन चार अलग-अलग समूहों ($H$,$CH_3$,$Cl$,$C_2H_5$) से जुड़ा है। कायरल।
अतः,$(IV)$ और $(VI)$ कायरल हैं।

(A) एनैन्टीओमर्स ऐसे त्रिविम समावयवी (stereoisomers) होते हैं जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब होते हैं और एक-दूसरे पर अध्यारोपित नहीं होते हैं।
वे एक अकिरल (achiral) वातावरण में समान भौतिक गुण जैसे गलनांक,क्वथनांक,घनत्व और अपवर्तनांक प्रदर्शित करते हैं।
हालाँकि,वे समतल-ध्रुवित प्रकाश (plane-polarized light) के साथ अपनी परस्पर क्रिया में भिन्न होते हैं।
एक एनैन्टीओमर समतल-ध्रुवित प्रकाश के तल को दाईं ओर (दक्षिण-ध्रुवण घूर्णक,$+$ द्वारा दर्शाया गया) घुमाता है,जबकि दूसरा इसे समान सीमा तक बाईं ओर (वाम-ध्रुवण घूर्णक,$-$ द्वारा दर्शाया गया) घुमाता है।
इसलिए,वे अपने विशिष्ट घूर्णन के चिह्न में भिन्न होते हैं।

(B) एक यौगिक इनैन्टीओमेरिज्म प्रदर्शित करता है यदि उसमें कम से कम एक कायरल केंद्र (एक असममित कार्बन परमाणु,जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा हो) मौजूद हो।
$CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3$ ($2$-ब्रोमोब्यूटेन) में,दूसरा कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है: $-H$,$-CH_3$,$-Br$,और $-CH_2CH_3$।
चूंकि इसमें एक कायरल केंद्र है,इसलिए यह प्रकाशिक रूप से सक्रिय है और इनैन्टीओमेरिज्म प्रदर्शित करता है।
अन्य विकल्पों में कोई कायरल कार्बन परमाणु नहीं है।

(B) एनैन्शियोमर्स ऐसे स्टीरियोआइसोमर्स होते हैं जो एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपणीय दर्पण प्रतिबिंब होते हैं।
इनके भौतिक गुण जैसे क्वथनांक,घनत्व और बंध लंबाई समान होते हैं।
हालाँकि,ये समतल-ध्रुवित प्रकाश के साथ अपनी परस्पर क्रिया में भिन्न होते हैं,जिसे विशिष्ट घूर्णन के रूप में मापा जाता है।
इसलिए,सेकेंडरी ब्यूटाइल क्लोराइड के दो एनैन्शियोमर्स विशिष्ट घूर्णन में भिन्न होते हैं।

(A) प्रतिबिंब रूपी (enantiomers) एक-दूसरे के गैर-अध्यारोपित दर्पण प्रतिबिंब होते हैं।
$2,3-$ब्यूटेनडायोल के लिए,कायरल केंद्र $2$ और $3$ स्थितियों पर हैं।
$(2R, 3R)$ समावयवी का प्रतिबिंब रूपी $(2S, 3S)$ समावयवी है।
अतः,$(2R, 3R)$ और $(2S, 3S)$ का युग्म प्रतिबिंब रूपी है।

(C) विशिष्ट घूर्णन का सूत्र $[\alpha] = \frac{\alpha}{l \times c}$ है,जहाँ $\alpha$ डिग्री में प्रेक्षित घूर्णन है,$l$ डेसीमीटर $(dm)$ में पथ की लंबाई है और $c$ $g/mL$ में सांद्रता है।
दिया गया है: $\alpha = -1.2^{\circ}$,$l = 5 \ cm = 0.5 \ dm$,और $c = 6.15 \ g / 100 \ mL = 0.0615 \ g/mL$.
इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $[\alpha] = \frac{-1.2}{0.5 \times 0.0615} = \frac{-1.2}{0.03075} = -39^{\circ}$.

(B, C) एक यौगिक प्रकाशिक रूप से सक्रिय होता है यदि उसमें कम से कम एक कायरल केंद्र हो और उसमें सममिति का तल या सममिति का केंद्र न हो।
$(A)$ ग्लाइसिन $(H_2N-CH_2-COOH)$ में कोई कायरल केंद्र नहीं है।
$(B)$ लैक्टिक अम्ल $(CH_3-CH(OH)-COOH)$ में केंद्रीय कार्बन पर एक कायरल केंद्र है,जिससे यह प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
$(C)$ ग्लिसराल्डिहाइड $(HOCH_2-CH(OH)-CHO)$ में केंद्रीय कार्बन पर एक कायरल केंद्र है,जिससे यह प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
$(D)$ टार्टरिक अम्ल $(HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH)$ में दो कायरल केंद्र हैं,लेकिन मेसो रूप में सममिति का तल होता है और यह प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय होता है। हालाँकि,टार्टरिक अम्ल के कायरल समावयवी प्रकाशिक रूप से सक्रिय होते हैं।

(B) $Y$ का प्रतिबिंब रूप (enantiomer) खोजने के लिए,हमें ऐसी संरचना देखनी होगी जो $Y$ की गैर-अध्यारोपित (non-superimposable) दर्पण छवि हो।
$1$. अणु $Y$ में एक कायरल केंद्र है। कायरल केंद्र से जुड़े समूहों का प्राथमिकता क्रम: $-Br (1) > -CH=CHCH_3 (2) > -CH_3 (3) > -H (4)$ है।
$2$. $Y$ में,कायरल केंद्र का विन्यास '$R$' है।
$3$. प्रतिबिंब रूप में कायरल केंद्र पर विपरीत विन्यास ('$S$') होना चाहिए और द्वि-आबंध पर समान ज्यामिति $(trans)$ बनी रहनी चाहिए।
$4$. विकल्पों का विश्लेषण करने पर:
- विकल्प $A$ में $Y$ के समान ही विन्यास है (समान)।
- विकल्प $B$ में कायरल केंद्र पर '$S$' विन्यास है और $trans$ ज्यामिति बनी रहती है,इसलिए यह $Y$ का प्रतिबिंब रूप है।
- विकल्प $C$ में '$S$' विन्यास है लेकिन संरचना अलग है।
- विकल्प $D$ में द्वि-आबंध पर अलग ज्यामिति $(cis)$ है,इसलिए यह एक डायस्टेरियोमर है,प्रतिबिंब रूप नहीं।

(B) दिए गए यौगिकों का जोड़ा एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब हैं जो एक-दूसरे पर अध्यारोपित नहीं होते हैं।
$CIP$ प्राथमिकता नियमों का उपयोग करके $R/S$ विन्यास निर्धारित करने पर:
$1$. प्राथमिकता का क्रम $-OH > -CO_2H > -CH=CH-CH_3 > -H$ है।
$2$. पहली संरचना में,विन्यास $R$ है।
$3$. दूसरी संरचना में,विन्यास $S$ है।
चूंकि वे दर्पण प्रतिबिंब हैं और कायरल केंद्र पर विपरीत विन्यास रखते हैं,इसलिए वे एनान्शियोमर हैं।

(C) एनैन्टीओमेरिक अधिकता $(ee)$ को मिश्रण में दो एनैन्टीओमर्स के प्रतिशत के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया जाता है।
$ee = |\% \text{ एनैन्टीओमर } 1 - \% \text{ एनैन्टीओमर } 2|$
दिए गए प्रतिशत $85 \%$ और $15 \%$ हैं,इसलिए गणना इस प्रकार है:
$ee = 85 \% - 15 \% = 70 \%$

(D) ये संरचनाएं ब्यूटेन-$2,3$-डायोल के समावयवी (isomers) को दर्शाती हैं।
$I$ $(2R, 3R)$-ब्यूटेन-$2,3$-डायोल है,जो कायरल है।
$II$ $(2R, 3S)$-ब्यूटेन-$2,3$-डायोल है,जो एक मेसो यौगिक (अकायरल) है क्योंकि इसमें आंतरिक सममिति का तल (plane of symmetry) होता है।
$III$ $(2S, 3S)$-ब्यूटेन-$2,3$-डायोल है,जो कायरल है।
अतः,केवल $I$ और $III$ कायरल हैं।

(C) एक प्रकाशिक सक्रिय अणु में सममिति का तल या प्रतिलोम केंद्र नहीं होना चाहिए।
विकल्प $(A)$ में,अणु में सममिति का तल है,जो इसे एक मेसो यौगिक बनाता है।
विकल्प $(B)$ में,अणु में सममिति का तल है,जो इसे एक मेसो यौगिक बनाता है।
विकल्प $(C)$ में,अणु के सिरों पर अलग-अलग कार्यात्मक समूह ($COOMe$ और $COOH$) हैं,जो सममिति के तल के अस्तित्व को रोकते हैं,जिससे यह प्रकाशिक सक्रिय हो जाता है।
विकल्प $(D)$ में,अणु में सममिति का तल है,जो इसे एक मेसो यौगिक बनाता है।
इसलिए,केवल अणु $(C)$ प्रकाशिक सक्रिय है।

(D) $(+)$-लैक्टिक अम्ल और $(-)$-लैक्टिक अम्ल एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब हैं जो एक-दूसरे पर अध्यारोपित नहीं होते हैं।
इनमें एक कायरल कार्बन परमाणु होता है और ये समतल-ध्रुवित प्रकाश के तल को विपरीत दिशाओं में घुमाते हैं।
इसलिए,वे प्रतिबिंब रूप (enantiomers) हैं,जो प्रकाशिक समावयवता का एक प्रकार है।

(B) एक अणु प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है यदि उसमें एक कायरल कार्बन परमाणु हो,जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा हो।
$A$. ग्लाइकोलिक एसिड $(HO-CH_2-COOH)$: केंद्रीय कार्बन दो समान हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा है। यह अकायरल है।
$B$. लैक्टिक एसिड $(CH_3-CH(OH)-COOH)$: केंद्रीय कार्बन चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है: $-H$,$-OH$,$-CH_3$,और $-COOH$। यह कायरल है और प्रकाशिक समावयवता प्रदर्शित करता है।
$C$. आइसोब्यूटिरिक एसिड $((CH_3)_2CH-COOH)$: केंद्रीय कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से जुड़ा है। यह अकायरल है।
$D$. $2-$क्लोरो$-2-$मिथाइलप्रोपेनोइक एसिड $(CH_3-C(Cl)(CH_3)-COOH)$: केंद्रीय कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से जुड़ा है। यह अकायरल है।
अतः,लैक्टिक एसिड सही उत्तर है।

(A) दिखाई गई संरचनाएं एक-दूसरे की दर्पण प्रतिबिंब हैं और एक-दूसरे पर अध्यारोपित (non-superimposable) नहीं होती हैं।
ये कायरल केंद्र के $(R)$ और $(S)$ विन्यास का प्रतिनिधित्व करती हैं।
अतः,ये एनान्शियोमर्स हैं।