Structural isomerism Questions in Gujarati

(A) એસીટોન $(CH_3COCH_3)$ અને પ્રોપેનાલ $(CH_3CH_2CHO)$ બંનેનું આણ્વીય સૂત્ર $C_3H_6O$ છે.
એસીટોનમાં કીટોનિક ક્રિયાશીલ સમૂહ $(>C=O)$ હોય છે,જ્યારે પ્રોપેનાલમાં આલ્ડિહાઈડિક ક્રિયાશીલ સમૂહ $(-CHO)$ હોય છે.
તેમનું આણ્વીય સૂત્ર સમાન હોવા છતાં ક્રિયાશીલ સમૂહ અલગ હોવાથી,તેઓ ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે.

(C) મિથોક્સી મિથેન $(CH_3-O-CH_3)$ અને ઇથેનોલ $(CH_3-CH_2-OH)$ નું આણ્વીય સૂત્ર સમાન $(C_2H_6O)$ છે પરંતુ તેમના ક્રિયાશીલ સમૂહો (ઈથર અને આલ્કોહોલ) અલગ છે.
તેથી,તેઓ ક્રિયાશીલ સમૂહ સમઘટકો છે.

(C) $C_2H_5OH$ એ ડાયમિથાઇલ ઈથર સાથે ક્રિયાશીલ સમૂહ સમઘટકતા દર્શાવે છે.
$\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} \text{ (ઇથેનોલ)} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{OCH}_3 \text{ (ડાયમિથાઇલ ઈથર)}$

(C) વિકલ્પ $(A)$: $n$-બ્યુટેન અને આઇસો-બ્યુટેન શૃંખલા સમઘટકો છે,ક્રિયાશીલ સમઘટકો નથી.
વિકલ્પ $(B)$: ડાયમિથાઈલ ઈથર $(CH_3OCH_3)$ અને ઇથેનોલ $(CH_3CH_2OH)$ ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે કારણ કે તેમાં અલગ-અલગ ક્રિયાશીલ સમૂહો (ઈથર અને આલ્કોહોલ) છે.
વિકલ્પ $(C)$: પ્રોપેન-$1$-ઓલ $(CH_3CH_2CH_2OH)$ અને પ્રોપેન-$2$-ઓલ $(CH_3CH(OH)CH_3)$ સ્થાન સમઘટકો છે કારણ કે કાર્બન શૃંખલામાં હાઈડ્રોક્સિલ $(-OH)$ સમૂહનું સ્થાન બદલાય છે.
વિકલ્પ $(D)$: ઈથેનોઈક એસિડ $(CH_3COOH)$ અને મિથાઈલ મિથેનોએટ $(HCOOCH_3)$ ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે કારણ કે તેમાં અલગ-અલગ ક્રિયાશીલ સમૂહો (કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને એસ્ટર) છે.

(D) આ અણુ $2,3-$ડાયબ્રોમોબ્યુટેન$-1,4-$ડાયોલ છે. તેનું બંધારણ $HOCH_2-CH(Br)-CH(Br)-CH_2OH$ છે.
અસમપ્રમાણ કાર્બન (કાઈરલ કેન્દ્ર) એ એવો કાર્બન પરમાણુ છે જે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ હોય છે.
આપેલ અણુમાં,$2$જા અને $3$જા સ્થાન પરના કાર્બન $-H$,$-Br$,$-CH_2OH$ અને બીજા $-CH(Br)CH_2OH$ સમૂહ સાથે જોડાયેલા છે.
આ બંને કાર્બન ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલા હોવાથી,તેઓ અસમપ્રમાણ કાર્બન છે.
આમ,કુલ $2$ અસમપ્રમાણ કાર્બન છે.

(A) $C_5H_{12}$ એ એક આલ્કેન છે. તે નીચે મુજબની રચનાઓ ધરાવી શકે છે:
$(a)$ $n-$પેન્ટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3)$
$(b)$ $2-$મિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$
$(c)$ $2,2-$ડાયમિથાઈલપ્રોપેન $(CH_3-C(CH_3)_2-CH_3)$. તેને નિયોપેન્ટેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,$C_5H_{12}$ ના $3$ આઈસોમર્સ છે.

(D) ક્રિયાશીલ સમઘટકો એવા સંયોજનો છે જેનું આણ્વીય સૂત્ર સમાન હોય પરંતુ ક્રિયાશીલ સમૂહ અલગ હોય.
વિકલ્પ $D$ માં,$CH_3CH_2CH_2OH$ એ આલ્કોહોલ છે (ક્રિયાશીલ સમૂહ $-OH$),જ્યારે $CH_3-O-CH_2CH_3$ એ ઈથર છે (ક્રિયાશીલ સમૂહ $-O-$).
બંને સંયોજનોનું આણ્વીય સૂત્ર $C_3H_8O$ છે,પરંતુ તેઓ અલગ-અલગ ક્રિયાશીલ સમૂહ ધરાવે છે,તેથી તેઓ ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે.

(C) $C_4H_9Br$ માટેના બંધારણીય આઈસોમર્સ નીચે મુજબ છે:
$1$. $CH_3CH_2CH_2CH_2Br$ ($1$-બ્રોમોબ્યુટેન)
$2$. $CH_3CH_2CH(Br)CH_3$ ($2$-બ્રોમોબ્યુટેન)
$3$. $(CH_3)_2CHCH_2Br$ ($1$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન)
$4$. $(CH_3)_3CBr$ ($2$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન)
આમાંથી,$2$-બ્રોમોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CH(Br)CH_3)$ માં $C_2$ સ્થાન પર કાઈરલ કેન્દ્ર છે,જેનો અર્થ છે કે તે એનાન્ટીઓમર્સની જોડી ($R$ અને $S$ વિન્યાસ) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તેથી,સ્ટીરિયો આઈસોમર્સ સહિત કુલ આઈસોમર્સની સંખ્યા $4$ બંધારણીય આઈસોમર્સ + $1$ વધારાનો એનાન્ટીઓમર = $5$ આઈસોમર્સ થાય છે.

(B) મેટામેરિઝમ એ બહુ-સંયોજક (દ્વિ-સંયોજક અથવા ત્રિ-સંયોજક) ક્રિયાશીલ સમૂહની બંને બાજુએ કાર્બન પરમાણુઓના અલગ-અલગ વિતરણને કારણે ઉદ્ભવે છે.
મેટામેરિઝમ દર્શાવતા ક્રિયાશીલ સમૂહોના ઉદાહરણોમાં ઈથર્સ $(-O-)$,કીટોન્સ $(-CO-)$ અને દ્વિતીયક એમાઈન્સ $(-NH-)$ નો સમાવેશ થાય છે.

(B) જ્યારે સંયોજનોનું આણ્વીય સૂત્ર સમાન હોય પરંતુ ક્રિયાશીલ સમૂહ અલગ હોય ત્યારે ક્રિયાશીલ સમઘટકતા જોવા મળે છે.
$C_2H_5CO_2H$ (પ્રોપેનોઈક એસિડ) અને $CH_3CO_2CH_3$ (મિથાઈલ એસિટેટ) બંનેનું આણ્વીય સૂત્ર $C_3H_6O_2$ છે.
પ્રોપેનોઈક એસિડમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ હોય છે,જ્યારે મિથાઈલ એસિટેટમાં એસ્ટર સમૂહ $(-COOCH_3)$ હોય છે.
તેથી,તેઓ ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે.

(D) ક્રિયાશીલ સમઘટકો એવા સંયોજનો છે જેનું આણ્વીય સૂત્ર સમાન હોય પરંતુ ક્રિયાશીલ સમૂહ અલગ હોય.
વિકલ્પ $(D)$ માં,પ્રથમ સંયોજન $CH_3CH_2CH_2OH$ (પ્રોપેન$-1-$ઓલ) છે,જેમાં આલ્કોહોલ $(-OH)$ ક્રિયાશીલ સમૂહ છે.
બીજું સંયોજન $CH_3OCH_2CH_3$ (મિથોક્સિઈથેન) છે,જેમાં ઈથર $(-O-)$ ક્રિયાશીલ સમૂહ છે.
તેમનું આણ્વીય સૂત્ર સમાન $(C_3H_8O)$ હોવાથી,તેઓ ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે.

(C) જો અણુમાં સંમિતિનું કોઈ તત્વ,જેમ કે સંમિતિનું સમતલ (plane of symmetry) અથવા સંમિતિનું કેન્દ્ર (center of symmetry) ન હોય,તો તે અણુ અસમપ્રમાણ છે.
$A$: $cis-1-bromo-3-chlorocyclobutane$ માં $C1$ અને $C3$ માંથી પસાર થતું સંમિતિનું સમતલ છે.
$B$: $1-bromo-2,2-dichlorocyclopropane$ માં $C1-Br$ બંધ અને $C2$ પરમાણુમાંથી પસાર થતું સંમિતિનું સમતલ છે.
$C$: $trans-1-bromo-3-chlorocyclobutane$ માં સંમિતિનું સમતલ કે સંમિતિનું કેન્દ્ર બંનેનો અભાવ છે,તેથી તે અસમપ્રમાણ છે.
$D$: $1-bromo-2,2-dichlorocyclopropane$ પણ સંમિતિનું સમતલ ધરાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) ચલરૂપકતા માટે કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ ની બાજુમાં ઓછામાં ઓછો એક $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોવો જરૂરી છે.
$A$. $(Me_3CCO)_3CH$ માં મધ્યસ્થ કાર્બન પર $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ છે,જે ત્રણ કાર્બોનિલ સમૂહો દ્વારા ઘેરાયેલું છે,જે તેને અત્યંત એસિડિક બનાવે છે અને ચલરૂપકતા દર્શાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.
$B$. સાયક્લોહેક્સ$-2-$ઈન$-1,4-$ડાયોનમાં $C-5$ અને $C-6$ સ્થાન પર $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ છે,જે તેને કીટો-ઈનોલ ચલરૂપકતા દર્શાવવા દે છે.
$C$. સાયક્લોહેક્સા$-2,5-$ડાયઈન$-1,4-$ડાયોન (p-બેન્ઝોક્વિનોન) માં કોઈ $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ નથી,તેથી તે ચલરૂપકતા દર્શાવી શકતું નથી.
$D$. સાયક્લોહેક્સેન$-1,2-$ડાયોનમાં $C-3$ અને $C-6$ સ્થાન પર $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ છે,જે તેને કીટો-ઈનોલ ચલરૂપકતા દર્શાવવા દે છે.

(B) $MeCOCH_{2}CO_{2}Et$ એ ઇથાઇલ એસીટોએસીટેટ છે,જે એક $\beta$-કીટો એસ્ટર છે.
તે $\alpha$-હાઇડ્રોજનના કાર્બોનિલ ઓક્સિજન પર સ્થળાંતર દ્વારા ઇનોલ બનાવી શકે છે.
સૌથી વધુ સ્થાયી ઇનોલ સ્વરૂપ તે છે જે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન અને સંયુગ્મન (conjugation) દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$MeC(OH)=CHCO_{2}Et$ માં,ઇનોલ દ્વિબંધ એસ્ટર કાર્બોનિલ જૂથ સાથે સંયુગ્મનમાં છે,અને તે હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ અને એસ્ટર કાર્બોનિલ ઓક્સિજન વચ્ચે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન દ્વારા છ-સભ્યની સ્થાયી રીંગ બનાવે છે.
તેથી,$MeC(OH)=CHCO_{2}Et$ એ સૌથી વધુ ફાળો આપતું ટોટોમેરિક ઇનોલ સ્વરૂપ છે.

(A) કીટો-ઈનોલ ટોટોમેરિઝમ માટે કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ ની બાજુમાં ઓછામાં ઓછો એક $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોવો જરૂરી છે.
$C_6H_5COC_6H_5$ (બેન્ઝોફિનોન) માં,કાર્બોનિલ કાર્બન બે ફિનાઈલ સમૂહો $(C_6H_5)$ સાથે જોડાયેલ છે.
આ અણુમાં કોઈ $\alpha$-કાર્બન નથી જેની પાસે $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોય.
તેથી,તે કીટો-ઈનોલ ટોટોમેરિઝમ દર્શાવી શકતું નથી.

(C) પ્રક્રિયા $C_3H_8 \xrightarrow{-2H, +2Cl} C_3H_6Cl_2$ છે.
$C_3H_6Cl_2$ ના બંધારણીય સમઘટકો નીચે મુજબ છે:
$1,1$-ડાયક્લોરોપ્રોપેન
$2,2$-ડાયક્લોરોપ્રોપેન
$1,2$-ડાયક્લોરોપ્રોપેન
$1,3$-ડાયક્લોરોપ્રોપેન
આ પૈકી,$1,2$-ડાયક્લોરોપ્રોપેન એક કાઈરલ કાર્બન પરમાણુ ($C-2$ પરમાણુ) ધરાવે છે,જેનો અર્થ છે કે તે એનાન્શિયોમર્સની જોડી (પ્રકાશીય સમઘટકો) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તેથી,કુલ સમઘટકોની સંખ્યા $4$ બંધારણીય સમઘટકો + $1$ વધારાનો એનાન્શિયોમર = $5$ થાય છે.

(C) બે રચનાઓ વચ્ચેનો સંબંધ નક્કી કરવા માટે,આપણે કાયરલ કેન્દ્રોને $R/S$ વિન્યાસ આપીએ છીએ.
પ્રથમ રચના $(I)$ માટે:
ઉપરના કાયરલ કેન્દ્રમાં $-OH$ $(1)$,$-CH_2OH$ $(2)$,$-CH_3$ $(3)$,અને $-H$ $(4)$ છે. $-H$ આડી રેખા પર હોવાથી,વિન્યાસ $R$ છે.
નીચેના કાયરલ કેન્દ્રમાં $-OH$ $(1)$,$-CH(OH)CH_3$ $(2)$,$-CH_2OH$ $(3)$,અને $-H$ $(4)$ છે. વિન્યાસ $R$ છે.
બીજી રચના $(II)$ માટે:
ફિશર પ્રોજેક્શનને કાગળના સમતલમાં $180^{\circ}$ ફેરવવાથી કાયરલ કેન્દ્રોનો વિન્યાસ બદલાતો નથી.
રચના $(II)$ ને $180^{\circ}$ ફેરવ્યા પછી,તે રચના $(I)$ જેવી જ બની જાય છે.
તેથી,બંને રચનાઓ સમાન અણુ દર્શાવે છે.

(D) મેટામરિઝમ (Metamerism) એક જ પોલીવેલેન્ટ ક્રિયાશીલ સમૂહ (જેમ કે $-O-$,$-S-$,$-NH-$,$-CO-$) સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ સમૂહોની પ્રકૃતિમાં તફાવતને કારણે ઉદ્ભવે છે.
વિકલ્પ $(D)$ માં,બંને અણુઓ ઈથર છે અને તેમનું આણ્વીય સૂત્ર $C_{4}H_{10}O$ સમાન છે.
$CH_{3}CH_{2}OCH_{2}CH_{3}$ એ ડાયઈથાઈલ ઈથર છે,જેમાં ઓક્સિજન પરમાણુ બે ઈથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે.
$CH_{3}OCH_{2}CH_{2}CH_{3}$ એ મિથાઈલ પ્રોપાઈલ ઈથર છે,જેમાં ઓક્સિજન પરમાણુ એક મિથાઈલ સમૂહ અને એક પ્રોપાઈલ સમૂહ સાથે જોડાયેલ છે.
ઓક્સિજન પરમાણુની આસપાસ આલ્કાઈલ સમૂહોની વહેંચણી અલગ હોવાથી,તેઓ મેટામર્સ છે.