Structural isomerism Questions in Hindi

जब दो या दो से अधिक यौगिकों का अणु सूत्र समान होता है लेकिन उनमें अलग-अलग क्रियात्मक समूह होते हैं,तो उन्हें क्रियात्मक समावयवी कहा जाता है और इस घटना को क्रियात्मक समूह समावयवता कहते हैं।
उदाहरण: अणु सूत्र $C_3H_6O$ एल्डिहाइड और कीटोन दोनों का प्रतिनिधित्व करता है।
$1$. प्रोपेनल $(CH_3CH_2CHO)$: इसमें एल्डिहाइड क्रियात्मक समूह $(-CHO)$ होता है।
$2$. प्रोपेनोन $(CH_3COCH_3)$: इसमें कीटोन क्रियात्मक समूह $(>C=O)$ होता है।

(N/A) मेटामेरिज्म एक प्रकार की संरचनात्मक समावयवता है जो एक अणु में समान कार्यात्मक समूह के दोनों ओर अलग-अलग एल्काइल श्रृंखलाओं की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होती है।
उदाहरण: आणविक सूत्र $C_4H_{10}O$ (ईथर) मेटामेरिज्म प्रदर्शित करता है।
$(i)$ मेथोक्सीप्रोपेन: $CH_3-O-CH_2-CH_2-CH_3$
$(ii)$ एथोक्सीएथेन: $CH_3-CH_2-O-CH_2-CH_3$

(N/A) संरचनात्मक समावयवी: समान आणविक सूत्र लेकिन अलग संरचनात्मक व्यवस्था वाले यौगिकों को संरचनात्मक समावयवी कहा जाता है।
इस घटना को संरचनात्मक समावयवता कहा जाता है।
श्रृंखला समावयवी: यदि दो या दो से अधिक यौगिकों का आणविक सूत्र समान हो लेकिन कार्बन श्रृंखला की संरचना अलग हो,तो ऐसे यौगिकों को श्रृंखला समावयवी कहा जाता है और इस घटना को श्रृंखला समावयवता कहते हैं। तीन से अधिक कार्बन परमाणुओं वाले एल्केन श्रृंखला समावयवता प्रदर्शित करते हैं।
उदाहरण-$1$: ब्यूटेन $(C_4H_{10})$ के $2$ संरचनात्मक समावयवी हैं:
$(i)$ $n$-ब्यूटेन: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$ (सतत श्रृंखला)।
$(ii)$ $2$-मिथाइलप्रोपेन (आइसोब्यूटेन): $CH_3-CH(CH_3)-CH_3$ (शाखित श्रृंखला)।
उदाहरण-$2$: पेंटेन $(C_5H_{12})$ के $3$ समावयवी हैं:
$(i)$ $n$-पेंटेन: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$ (सीधी श्रृंखला)।
$(ii)$ आइसोपेंटेन ($2$-मिथाइलब्यूटेन): $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ (शाखित श्रृंखला)।
$(iii)$ नियोपेंटेन ($2,2$-डाइमिथाइलप्रोपेन): $CH_3-C(CH_3)_2-CH_3$ (शाखित श्रृंखला)।

(N/A) मीथेन $(CH_{4})$,इथेन $(C_{2}H_{6})$ और प्रोपेन $(C_{3}H_{8})$ में समावयवता नहीं होती है क्योंकि इनकी केवल एक ही संरचना संभव है।

हाइड्रोकार्बन का नाम	समावयवियों की संख्या
ब्यूटेन $(C_{4}H_{10})$	$2$
पेंटेन $(C_{5}H_{12})$	$3$
हेक्सेन $(C_{6}H_{14})$	$5$
हेप्टेन $(C_{7}H_{16})$	$9$
डेकेन $(C_{10}H_{22})$	$75$

(N/A) आणविक सूत्र $C_4H_6$ एक एल्काइन (सामान्य सूत्र $C_nH_{2n-2}$) को दर्शाता है।
$(a)$ स्थिति समावयवी:
$CH_3-CH_2-C \equiv CH$ (ब्यूट$-1-$आइन)
$CH_3-C \equiv C-CH_3$ (ब्यूट$-2-$आइन)
$(b)$ श्रृंखला समावयवी:
$C_4H_6$ एल्काइन के लिए कोई श्रृंखला समावयवी संभव नहीं है क्योंकि कार्बन श्रृंखला में शाखा लगाने से संयोजकता पूरी नहीं होती है।
$(c)$ क्रियात्मक समावयवी (डाईन):
$CH_2=C=CH-CH_3$ (ब्यूटा$-1,2-$डाईन)
$CH_2=CH-CH=CH_2$ (ब्यूटा$-1,3-$डाईन)
$(d)$ चक्रीय समावयवी:
$1$-मिथाइलसाइक्लोप्रोपीन,$3$-मिथाइलसाइक्लोप्रोपीन और साइक्लोब्यूटीन।

(N/A) $C_6H_{14}$ आण्विक सूत्र हेक्सेन के लिए है। वे श्रृंखला समावयवी जिनमें केवल एक मिथाइल समूह प्रतिस्थापी के रूप में होता है,वे इस प्रकार हैं:

संरचना	नाम
$(i) \ CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$	$2\text{-\text{मिथाइलपेंटेन}}$
$(ii) \ CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$	$3\text{-\text{मिथाइलपेंटेन}}$

(N/A) आणविक सूत्र $C_6H_{14}$ एक एल्केन को दर्शाता है। दो मिथाइल समूहों वाले श्रृंखला समावयवी निम्नलिखित हैं:
$(i)$ $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$: सबसे लंबी श्रृंखला में $4$ कार्बन परमाणु हैं और $2$रे स्थान पर दो मिथाइल समूह हैं। इसका $IUPAC$ नाम $2,2-Dimethylbutane$ है।
(ii) $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$: सबसे लंबी श्रृंखला में $4$ कार्बन परमाणु हैं और $2$रे तथा $3$रे स्थान पर मिथाइल समूह हैं। इसका $IUPAC$ नाम $2,3-Dimethylbutane$ है।

(N/A) समावयवता वह घटना है जिसमें दो या दो से अधिक यौगिकों का आणविक सूत्र समान होता है लेकिन परमाणुओं की संरचनात्मक व्यवस्था भिन्न होती है।
उदाहरण के लिए,$n$-ब्यूटेन $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_3)$ निर्जलीय $AlCl_3$ और $HCl$ गैस की उपस्थिति में समावयवीकरण (isomerization) द्वारा आइसोब्यूटेन $(CH_3-CH(CH_3)-CH_3)$ बनाता है।
यह इसलिए होता है क्योंकि शाखित-श्रृंखला वाला समावयवी,सीधी-श्रृंखला वाले समावयवी की तुलना में ऊष्मागतिक रूप से अधिक स्थिर होता है।

(N/A) समावयवता: जिन यौगिकों के अणुसूत्र समान होते हैं लेकिन परमाणुओं की व्यवस्था अलग होने के कारण उनके भौतिक या रासायनिक गुण भिन्न होते हैं,उन्हें समावयवी कहा जाता है और इस घटना को समावयवता कहते हैं।
$(b)$ स्थान समावयवता: यह तब होता है जब समान कार्बन श्रृंखला में क्रियात्मक समूह या प्रतिस्थापी समूह का स्थान बदल जाता है (उदाहरण: $CH_3-CH_2-CH_2-OH$ और $CH_3-CH(OH)-CH_3$)।
$(c)$ श्रृंखला समावयवता: यह कार्बन ढांचे की व्यवस्था में अंतर के कारण उत्पन्न होती है (उदाहरण: $n$-ब्यूटेन और आइसोब्यूटेन)।
$(d)$ क्रियात्मक समूह समावयवता: यह तब होता है जब यौगिकों के अणुसूत्र समान होते हैं लेकिन उनमें अलग-अलग क्रियात्मक समूह होते हैं (उदाहरण: इथेनॉल $CH_3CH_2OH$ और डाइमिथाइल ईथर $CH_3OCH_3$)।
$(e)$ मध्यवयवता: यह बहुसंयोजक क्रियात्मक समूह के दोनों ओर कार्बन परमाणुओं के अलग-अलग वितरण के कारण उत्पन्न होती है (उदाहरण: डाइइथाइल ईथर $CH_3CH_2-O-CH_2CH_3$ और मिथाइल प्रोपाइल ईथर $CH_3-O-CH_2CH_2CH_3$)।
$(f)$ प्रकाशिक समावयवता: यह त्रिविम समावयवता का एक प्रकार है जिसमें समावयवी एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब होते हैं जो एक-दूसरे पर अध्यारोपित नहीं होते,जिन्हें एनैन्टीओमर्स कहा जाता है,जो समतल ध्रुवित प्रकाश को घुमाते हैं।

(A) क्रियात्मक समूह समावयवी वे यौगिक होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन क्रियात्मक समूह भिन्न होते हैं।
$I, II, III, IV$ अल्कोहल हैं (क्रियात्मक समूह $-OH$)।
$V, VI, VII$ ईथर हैं (क्रियात्मक समूह $-O-$)।
कोई भी युग्म जिसमें एक अल्कोहल और एक ईथर हो,वे क्रियात्मक समूह समावयवी होंगे (उदाहरण के लिए,$I$ और $V$)।
$V, VI, VII$ ईथर हैं और ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े अलग-अलग एल्काइल समूहों के कारण मध्यवयवता (metamery) प्रदर्शित करते हैं।

(D) स्थान समावयवियों का आणविक सूत्र और कार्बन ढांचा समान होता है,लेकिन कार्यात्मक समूह की स्थिति भिन्न होती है।
- युग्म $(I)$ और $(II)$ स्थान समावयवी हैं ($Butan-1-ol$ और $Butan-2-ol$)।
- युग्म $(III)$ और $(IV)$ स्थान समावयवी हैं ($2-Methylpropan-2-ol$ और $2-Methylpropan-1-ol$)।
- युग्म $(VI)$ और $(VII)$ स्थान समावयवी हैं ($1-Methoxypropane$ और $2-Methoxypropane$)।

(A) स्थान समावयवियों का अणु सूत्र और क्रियात्मक समूह समान होता है लेकिन मुख्य श्रृंखला पर क्रियात्मक समूह की स्थिति भिन्न होती है।
- $(I)$ $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$ (ब्यूटेन$-1-$ऑल) और $(II)$ $CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3$ (ब्यूटेन$-2-$ऑल) में,$-OH$ समूह की स्थिति समान ब्यूटेन श्रृंखला पर अलग है।
- $(VI)$ $CH_3-O-CH_2-CH_2-CH_3$ ($1$-मेथॉक्सीप्रोपेन) और $(VII)$ $CH_3-O-CH(CH_3)-CH_3$ ($2$-मेथॉक्सीप्रोपेन) में,$-OCH_3$ समूह की स्थिति समान प्रोपेन श्रृंखला पर अलग है।
- अतः,$(I), (II)$ और $(VI), (VII)$ स्थान समावयवियों के युग्म हैं।

(B) श्रृंखला समावयवता तब होती है जब यौगिकों का आणविक सूत्र समान होता है लेकिन कार्बन श्रृंखला की संरचना भिन्न होती है (जैसे,सीधी श्रृंखला बनाम शाखित श्रृंखला)।
$1$. $I$ $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH)$ एक सीधी श्रृंखला वाला अल्कोहल (ब्यूटेन$-1-$ऑल) है।
$2$. $IV$ $((CH_3)_2CH-CH_2-OH)$ एक शाखित श्रृंखला वाला अल्कोहल ($2$-मिथाइलप्रोपेन$-1-$ऑल) है।
$I$ और $IV$ दोनों का आणविक सूत्र $(C_4H_{10}O)$ समान है लेकिन कार्बन श्रृंखला की व्यवस्था भिन्न है। इसलिए,वे श्रृंखला समावयवता प्रदर्शित करते हैं।

(C) $Metamerism$ (मध्यवयवता) संरचनात्मक समावयवता का एक प्रकार है जो तब होता है जब एक ही बहुसंयोजी कार्यात्मक समूह (जैसे $-O-$,$-S-$,$-NH-$,या $-CO-$) से अलग-अलग एल्काइल समूह जुड़े होते हैं।
दिए गए युग्म में,सल्फर परमाणु से जुड़े एल्काइल समूह अलग-अलग हैं (पहले में मिथाइल और $n$-प्रोपाइल,दूसरे में मिथाइल और आइसोप्रोपाइल)। इसलिए,वे मेटावर्स हैं।

(B) एसीटोन $[CH_{3}COCH_{3}]$ में कीटो-इनोल चलावयवता के परिणामस्वरूप इनोल रूप बहुत कम मात्रा $(< 0.1 \%)$ में होता है क्योंकि इनोल रूप कीटो रूप की तुलना में कम स्थिर होता है।
एसिटाइल एसीटोन $[CH_{3}COCH_{2}COCH_{3}]$ में,अंतःआणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा स्थिर छह-सदस्यीय वलय के निर्माण के कारण इनोल रूप काफी अधिक स्थिर होता है।
इसलिए,कथन $A$ और कारण $R$ दोनों सही हैं,और $R$,$A$ की सही व्याख्या प्रदान करता है।

(D) अणुसूत्र $C_3H_6O$ प्रोपेनल $(CH_3CH_2CHO)$ और प्रोपेनोन $(CH_3COCH_3)$ जैसे यौगिकों को दर्शाता है।
चूंकि इन यौगिकों का अणुसूत्र समान है लेकिन क्रियात्मक समूह (एल्डिहाइड और कीटोन) अलग-अलग हैं,इसलिए ये क्रियात्मक समूह समावयवता प्रदर्शित करते हैं।

(D) मेटामेरिज्म उन यौगिकों द्वारा प्रदर्शित किया जाता है जिनमें एक पॉलीवैलेंट क्रियात्मक समूह (जैसे ईथर,थायोईथर या एमीन) होता है,जहाँ क्रियात्मक समूह से जुड़े एल्किल समूह भिन्न होते हैं।
$C_4H_{10}O$ डाईएथिल ईथर $(CH_3CH_2-O-CH_2CH_3)$ और मेथिल प्रोपिल ईथर $(CH_3-O-CH_2CH_2CH_3)$ को दर्शा सकता है।
चूंकि इन दो आइसोमर्स में ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े एल्किल समूह अलग-अलग हैं,इसलिए वे मेटा मर्स हैं।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(B) मेटामेरिज्म एक ही बहुसंयोजक कार्यात्मक समूह (जैसे $-O-$,$-CO-$,$-NH-$,आदि) से जुड़े एल्काइल समूहों की प्रकृति में अंतर के कारण उत्पन्न होता है।
युग्म $CH_3-CH_2-CO-CH_2-CH_3$ (पेंटेन$-3-$ओन) और $CH_3-CO-CH_2-CH_2-CH_3$ (पेंटेन$-2-$ओन) में,कीटोन कार्यात्मक समूह $(-CO-)$ अलग-अलग एल्काइल समूहों (इथाइल-इथाइल बनाम मिथाइल-प्रोपाइल) से जुड़ा होता है। इसलिए,वे मेटावर्स हैं।

(A) चलावयवता के लिए कार्बोनिल समूह के बगल में एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु की उपस्थिति आवश्यक है।
दो इलेक्ट्रॉन-आकर्षक कार्बोनिल समूहों के बीच स्थित सक्रिय मेथिलीन समूह $(-CH_2-)$ वाले यौगिक (जैसे $\beta$-कीटो एस्टर) सबसे आसानी से चलावयवता प्रदर्शित करते हैं क्योंकि परिणामी इनोल रूप अनुनाद और अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन द्वारा स्थिर हो जाता है।
$CH_3COCH_2CO_2C_2H_5$ (एथिल एसीटोएसीटेट) में,मेथिलीन समूह दो कार्बोनिल समूहों के बीच होता है,जो इसे अत्यधिक अम्लीय बनाता है और चलावयवता के लिए प्रेरित करता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) पहला यौगिक $hex-1-yne$ (एक एल्काइन) है।
दूसरा यौगिक $hexa-1,3-diene$ (एक संयुग्मित डाइन) है।
चूंकि इनमें अलग-अलग क्रियात्मक समूह (त्रि-आबंध बनाम दो द्वि-आबंध) हैं,इसलिए ये क्रियात्मक समूह समावयवी हैं।

(B) दिए गए यौगिक $CH_3-CH=CH-CH_3$ (ब्यूट-$2$-ईन) और $CH_3-CH_2-CH=CH_2$ (ब्यूट-$1$-ईन) हैं।
दोनों यौगिकों का आणविक सूत्र $C_4H_8$ समान है,लेकिन कार्बन श्रृंखला में द्वि-आबंध की स्थिति में अंतर है।
इसलिए,वे स्थानिक समावयवी (positional isomers) हैं।

(B) . आण्विक सूत्र $C_3H_4$ के लिए असंतृप्ति की मात्रा $2$ है। संभावित संरचनात्मक समावयवी हैं:
$1$. प्रोपाइन: $CH_3-C\equiv CH$
$2$. साइक्लोप्रोपीन: एक द्वि-आबंध युक्त तीन-सदस्यीय वलय संरचना।

(C) दिए गए यौगिकों के आणविक सूत्र इस प्रकार हैं:
एसीटोन: $C_3H_6O$
प्रोपेनॉल: $C_3H_8O$
मिथाइल एसीटेट: $C_3H_6O_2$
प्रोपियोनिक एसिड: $C_3H_6O_2$
चूंकि प्रोपियोनिक एसिड $(CH_3CH_2COOH)$ और मिथाइल एसीटेट $(CH_3COOCH_3)$ दोनों के आणविक सूत्र समान $(C_3H_6O_2)$ हैं लेकिन उनके कार्यात्मक समूह (functional groups) अलग-अलग हैं,इसलिए वे कार्यात्मक समावयवी हैं।

(D) मेटा़मर वे समावयवी (isomers) होते हैं जिनका आणविक सूत्र और क्रियात्मक समूह समान होता है,लेकिन क्रियात्मक समूह के दोनों ओर जुड़े एल्काइल या एराइल समूहों की प्रकृति भिन्न होती है।
दिया गया यौगिक $(X)$ $N$-फेनिलसाइक्लोहेक्सेनकार्बोक्सामाइड है,जिसमें एमाइड क्रियात्मक समूह के एक तरफ साइक्लोहेक्सिल समूह और दूसरी तरफ फेनिल समूह है।
मेटा़मर बनाने के लिए,हमें कुल कार्बन परमाणुओं की संख्या और क्रियात्मक समूह को समान रखते हुए एमाइड नाइट्रोजन और कार्बोनिल कार्बन से जुड़े कार्बन परमाणुओं के वितरण को बदलना होगा।
यौगिक $(D)$,$N$-साइक्लोहेक्सिलबेंज़ामाइड,$(X)$ का एक मेटा़मर है क्योंकि इसका आणविक सूत्र और एमाइड क्रियात्मक समूह समान है,लेकिन अब फेनिल समूह कार्बोनिल कार्बन से और साइक्लोहेक्सिल समूह नाइट्रोजन परमाणु से जुड़ा है।

(B) $C_4H_6$ आण्विक सूत्र असंतृप्ति की मात्रा (डबल बॉन्ड इक्विवेलेंट) $4 - (6/2) + 1 = 2$ के अनुरूप है।
चक्रीय समावयवियों के लिए,हम एक वलय और एक द्वि-आबंध,या दो वलय वाली संरचनाओं पर विचार करते हैं।
संभव चक्रीय समावयवी हैं:
$1$. साइक्लोब्यूटीन
$2$. $1$-मिथाइलसाइक्लोप्रोपीन
$3$. $3$-मिथाइलसाइक्लोप्रोपीन
$4$. मिथाइलीनसाइक्लोप्रोपेन
$5$. बाइसाइक्लोब्यूटेन
इस प्रकार,कुल $5$ चक्रीय समावयवी संभव हैं।

(C) यह निर्धारित करने के लिए कि अणु समान हैं या नहीं,हम प्रत्येक न्यूमैन प्रक्षेप के लिए $IUPAC$ नाम निर्दिष्ट करते हैं:
$P$: यह संरचना $2,3,3$-ट्राइमेथिलपेंटेन-$2$-ऑल के अनुरूप है।
$Q$: यह संरचना $3$-एथिल-$2$-मेथिलपेंटेन-$2$-ऑल के अनुरूप है।
$R$: यह संरचना $3$-एथिल-$2$-मेथिलपेंटेन-$2$-ऑल के अनुरूप है।
$S$: यह संरचना $3$-एथिल-$2$-मेथिलपेंटेन-$3$-ऑल के अनुरूप है।
$IUPAC$ नामों की तुलना करने पर,$Q$ और $R$ का नाम समान है ($3$-एथिल-$2$-मेथिलपेंटेन-$2$-ऑल),जिसका अर्थ है कि वे समान अणु हैं। अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) कथन $-I \rightarrow$ सही
$CH_3CH=CHCH_3$ और $cyclobutane$ दोनों का आणविक सूत्र $C_4H_8$ है। वे वलय-श्रृंखला समावयवी हैं,जो संरचनात्मक समावयवता का एक प्रकार है।
कथन $-II \rightarrow$ सही
$CH_3CH_2CH_2CH_2NH_2$ ($1^{\circ}$ एमीन) और $(CH_3CH_2)_2NH$ ($2^{\circ}$ एमीन) में अलग-अलग क्रियात्मक समूह (प्राथमिक एमीन बनाम द्वितीयक एमीन) होते हैं। इसलिए,वे क्रियात्मक समूह समावयवी हैं।

(D) . पेंटेन$-3-$ओन और पेंटेन$-2-$ओन में कार्बोनिल समूह से जुड़े अलग-अलग एल्किल समूह होते हैं,इसलिए वे मेटा मर्स हैं। (सही)
$B$. ब्यूटेन नाइट्राइल और ब्यूटेन आइसोनाइट्राइल में अलग-अलग क्रियात्मक समूह होते हैं,इसलिए वे क्रियात्मक समावयवी हैं। (सही)
$C$. ब्यूटेन$-1-$ऑल और ब्यूटेन$-2-$ऑल केवल $-OH$ समूह की स्थिति में भिन्न होते हैं,इसलिए वे स्थिति समावयवी हैं। (सही)
$D$. ब्यूटेन$-1-$एमीन एक प्राथमिक एमीन है,जबकि $N$-मिथाइलप्रोपेन$-1-$एमीन एक द्वितीयक एमीन है। वे क्रियात्मक समावयवी हैं,समजात नहीं। (गलत)
अतः,कथन $A, B$ और $C$ सही हैं।

(A) मेटामेरिज्म एक ही पॉलीवैलेंट क्रियात्मक समूह (जैसे $-O-$,$-S-$,$-NH-$,या $-CO-$) से जुड़े एल्किल समूहों की प्रकृति में अंतर के कारण उत्पन्न होता है।
डाइएथिल ईथर $(CH_3CH_2-O-CH_2CH_3)$ में,ऑक्सीजन परमाणु दो एथिल समूहों से जुड़ा होता है।
$n$-प्रोपिल मेथिल ईथर $(CH_3CH_2CH_2-O-CH_3)$ में,ऑक्सीजन परमाणु एक मेथिल समूह और एक $n$-प्रोपिल समूह से जुड़ा होता है।
चूंकि ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े एल्किल समूह भिन्न हैं,इसलिए ये यौगिक मेटामेरिज्म प्रदर्शित करते हैं।

(C) प्रत्येक युग्म का विश्लेषण करते हैं:
$(A)$ $CH_2=CH-OCH_3$ (मिथोक्सीएथीन) और ऑक्सेटेन $(C_3H_6O)$ रिंग-चेन समावयवी हैं क्योंकि एक खुली श्रृंखला वाला यौगिक है और दूसरा समान आणविक सूत्र वाला चक्रीय यौगिक है।
$(B)$ $o$-मिथाइलबेन्जाइल अल्कोहल $(C_8H_{10}O)$ और $2,3$-डाइमिथाइलफिनोल $(C_8H_{10}O)$ क्रियात्मक समूह समावयवी हैं क्योंकि उनमें अलग-अलग क्रियात्मक समूह (अल्कोहल बनाम फिनोल) हैं।
$(C)$ ब्यूटेन-$2$-ऑल और ब्यूटेन-$1$-ऑल स्थिति समावयवी हैं क्योंकि $-OH$ समूह की स्थिति बदलती है,कार्बन श्रृंखला की लंबाई नहीं। इसलिए,उन्हें श्रृंखला समावयवी कहना गलत है।
$(D)$ पेंट-$1$-ईन और $2$-मिथाइलब्यूट-$1$-ईन श्रृंखला समावयवी हैं क्योंकि मुख्य कार्बन श्रृंखला की लंबाई $5$ से $4$ कार्बन में बदल जाती है।

(C) चरण $1$: $(i)$ का विश्लेषण करें। ये यौगिक $2-chloro-2-methylbutane$ और $2-chloro-2-methylpropane$ हैं। वे $-CH_2-$ समूह द्वारा भिन्न हैं,इसलिए वे समजात $(P)$ हैं।
चरण $2$: $(ii)$ का विश्लेषण करें। ये यौगिक $ethoxybenzene$ और $1-methoxy-2-methylbenzene$ हैं। ये मध्यावयवी $(R)$ हैं क्योंकि ऑक्सीजन परमाणु से जुड़ा एल्काइल समूह बदल जाता है।
चरण $3$: $(iii)$ का विश्लेषण करें। ये यौगिक $methoxybenzene$ (ईथर) और $2-methylphenol$ (अल्कोहल) हैं। इनमें अलग-अलग क्रियात्मक समूह हैं,इसलिए वे क्रियात्मक समूह समावयवी $(Q)$ हैं।
चरण $4$: $(iv)$ का विश्लेषण करें। ये यौगिक $2-methylpropan-1-ol$ और $2-methylpropan-2-ol$ हैं। $-OH$ समूह की स्थिति बदल जाती है,इसलिए वे स्थिति समावयवी $(S)$ हैं।
अतः,सही मिलान $i-P, ii-R, iii-Q, iv-S$ है।

(C) दिए गए संरचनाएं प्रतिस्थापित इथेन के न्यूमैन प्रोजेक्शन हैं। आइए उन्हें उनके $IUPAC$ नामों में परिवर्तित करें:
$I$: $CH_3-CH(D)-CH_2(T)$ ($1$-ट्रिटियो$-2-$ड्यूटेरो-प्रोपेन)
$II$: $CH_3-CH(T)-CH_2(D)$ ($1$-ड्यूटेरो$-2-$ट्रिटियो-प्रोपेन)
$III$: $CH_3-CH_2-CH(DT)$ ($1$-ड्यूटेरो$-1-$ट्रिटियो-प्रोपेन)
संरचनाओं की तुलना करने पर:
$I$ और $II$ स्थिति समावयवी हैं क्योंकि कार्बन श्रृंखला पर $D$ और $T$ परमाणुओं के स्थान अलग-अलग हैं।
$II$ और $III$ स्थिति समावयवी हैं।
$I$ और $III$ स्थिति समावयवी हैं।

(C) ईथर और अल्कोहल दोनों का सामान्य सूत्र $C_n H_{2n+2} O$ है।
ईथर में क्रियात्मक समूह ईथर लिंकेज $(-O-)$ होता है,जबकि अल्कोहल में क्रियात्मक समूह हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ होता है।
चूंकि उनका आणविक सूत्र समान होने के बावजूद उनके क्रियात्मक समूह अलग-अलग हैं,इसलिए वे क्रियात्मक समावयवी हैं।

(B) कार्यात्मक समावयवी वे यौगिक होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन कार्यात्मक समूह अलग होते हैं।
विकल्प $B$ में,ब्यूटेन-$1$-ऑल $(C_4H_{10}O)$ एक अल्कोहल है,जबकि $1$-मेथॉक्सीप्रोपेन $(C_4H_{10}O)$ एक ईथर है।
चूंकि उनका आणविक सूत्र समान है लेकिन कार्यात्मक समूह ($-OH$ बनाम $-O-$) अलग हैं,इसलिए वे कार्यात्मक समावयवी हैं।

(C) $Pentan-2-ol$ $(C_5H_{12}O)$ एक अल्कोहल है।
क्रियात्मक समावयवी वे यौगिक होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन क्रियात्मक समूह भिन्न होते हैं।
$Ethoxypropane$ $(C_2H_5-O-C_3H_7)$ का आणविक सूत्र $C_5H_{12}O$ है और यह ईथर क्रियात्मक समूह से संबंधित है।
इसलिए,$ethoxypropane$,$pentan-2-ol$ का एक क्रियात्मक समावयवी है।
$Pentan-1-ol$ और $pentan-3-ol$ स्थिति समावयवी (positional isomers) हैं,जबकि $pentan-2-one$ एक कीटोन है जिसका सूत्र $C_5H_{10}O$ है।

(C) सही उत्तर $C$ है।
न्यूमैन प्रक्षेप सूत्र में,अणु को $C-C$ बंध अक्ष के अनुदिश देखा जाता है।
प्रेक्षक के निकट वाले कार्बन परमाणु को एक बिंदु द्वारा दर्शाया जाता है,और पीछे वाले कार्बन परमाणु (प्रेक्षक से दूर) को उस बिंदु के चारों ओर एक वृत्त द्वारा दर्शाया जाता है।

(C) $Ethoxyethane$ $(CH_3-CH_2-O-CH_2-CH_3)$ और $methoxypropane$ $(CH_3-O-CH_2-CH_2-CH_3)$ में समान क्रियात्मक समूह (ईथर) होता है,लेकिन ईथर के ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े कार्बन परमाणुओं का वितरण अलग-अलग होता है। अतः,यह युग्म मेटामेरिज्म प्रदर्शित करता है।

(D) स्थिति समावयवता तब होती है जब कार्बन श्रृंखला समान रहती है और द्वि-आबंध या कार्यात्मक समूह की स्थिति बदल जाती है।
$CH_3-CH_2-CH=CH_2$ (ब्यूट$-1-$ईन) में,द्वि-आबंध $C-1$ स्थिति पर है।
$CH_3-CH=CH-CH_3$ (ब्यूट$-2-$ईन) में,द्वि-आबंध $C-2$ स्थिति पर है।
चूंकि मुख्य कार्बन श्रृंखला समान है और केवल द्वि-आबंध की स्थिति भिन्न है,इसलिए वे स्थिति समावयवी हैं।

(D) मेटामेरिज्म एक ही पॉलीवैलेंट कार्यात्मक समूह (जैसे $-O-$,$-S-$,$-NH-$ आदि) से जुड़े विभिन्न एल्काइल समूहों की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होता है।
एथॉक्सीएथेन $(CH_3CH_2-O-CH_2CH_3)$ में,ऑक्सीजन परमाणु दो एथिल समूहों से जुड़ा होता है।
$1-$मेथॉक्सीप्रोपेन $(CH_3-O-CH_2CH_2CH_3)$ में,ऑक्सीजन परमाणु एक मिथाइल समूह और एक प्रोपिल समूह से जुड़ा होता है।
चूंकि ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े एल्काइल समूह अलग-अलग हैं,इसलिए ये यौगिक मेटा मर्स हैं।

(C) स्थिति समावयवी वे यौगिक होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन कार्बन श्रृंखला पर कार्यात्मक समूह या बहु-आबंध की स्थिति भिन्न होती है।
$but-1-ene$ $(CH_3-CH_2-CH=CH_2)$ में,द्वि-आबंध $1$ ली स्थिति पर है।
$but-2-ene$ $(CH_3-CH=CH-CH_3)$ में,द्वि-आबंध $2$ री स्थिति पर है।
चूंकि कार्बन श्रृंखला समान रहती है और द्वि-आबंध की स्थिति अलग है,इसलिए वे स्थिति समावयवी हैं।

(C) मेथॉक्सीएथेन $(CH_3-O-CH_2-CH_3)$ और प्रोपेन-$1$-ऑल $(CH_3-CH_2-CH_2-OH)$ दोनों का आणविक सूत्र $C_3H_8O$ है।
मेथॉक्सीएथेन एक ईथर है,जबकि प्रोपेन-$1$-ऑल एक अल्कोहल है।
चूंकि उनका आणविक सूत्र समान है लेकिन उनके क्रियात्मक समूह अलग-अलग हैं,इसलिए वे क्रियात्मक समूह समावयवता प्रदर्शित करते हैं।

(B) मध्यवयवता एक ही बहुसंयोजक क्रियात्मक समूह (इस मामले में,ईथर ऑक्सीजन परमाणु,$-O-$) से जुड़े एल्किल समूहों की प्रकृति में अंतर के कारण उत्पन्न होती है।
$CH_3-CH_2-O-CH_2-CH_3$ (ethoxy ethane) में,ऑक्सीजन से जुड़े एल्किल समूह दो एथिल समूह $(-C_2H_5)$ हैं।
$CH_3-O-CH_2-CH_2-CH_3$ (methoxy propane) में,ऑक्सीजन से जुड़े एल्किल समूह एक मिथाइल समूह $(-CH_3)$ और एक प्रोपाइल समूह $(-C_3H_7)$ हैं।
चूंकि ऑक्सीजन परमाणु के चारों ओर एल्किल समूहों का वितरण अलग है,इसलिए ये यौगिक मध्यवयवी (metamers) हैं।

(A) आण्विक सूत्र $C_{4}H_{10}O$ संतृप्त अचक्रीय यौगिकों (अल्कोहल और ईथर) के अनुरूप है। संरचनात्मक समावयवी इस प्रकार हैं:
अल्कोहल:
$1$. $CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OH$ ($n$-ब्यूटेनॉल)
$2$. $CH_{3}CH_{2}CH(OH)CH_{3}$ (ब्यूटेन-$2$-ऑल)
$3$. $(CH_{3})_{2}CHCH_{2}OH$ (आइसोब्यूटेनॉल)
$4$. $(CH_{3})_{3}COH$ (tert-ब्यूटेनॉल)
ईथर:
$5$. $CH_{3}OCH_{2}CH_{2}CH_{3}$ (मिथाइल प्रोपाइल ईथर)
$6$. $CH_{3}OCH(CH_{3})_{2}$ (मिथाइल आइसोप्रोपाइल ईथर)
$7$. $CH_{3}CH_{2}OCH_{2}CH_{3}$ (डाईएथिल ईथर)
कुल $7$ संरचनात्मक समावयवी हैं।

(C) पेंटेन का आणविक सूत्र $C_5H_{12}$ है। समावयवियों का आणविक सूत्र समान होना चाहिए लेकिन संरचनात्मक व्यवस्था अलग होनी चाहिए।
$1.$ $n$-पेंटेन: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$ $(C_5H_{12})$
$2.$ $2,2$-डाइमिथाइलप्रोपेन: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_3$ $(C_5H_{12})$
$3.$ $2$-मिथाइलब्यूटेन: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ $(C_5H_{12})$
$4.$ $2,3$-डाइमिथाइलब्यूटेन: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$ $(C_6H_{14})$
चूंकि $2,3$-डाइमिथाइलब्यूटेन में $6$ कार्बन परमाणु हैं और इसका सूत्र $C_6H_{14}$ है,इसलिए यह हेक्सेन का समावयवी है,पेंटेन का नहीं। अतः,विकल्प $C$ सही है।

(C) मेटा मर्स वे आइसोमर्स हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन कार्यात्मक समूह (इस मामले में,ईथर ऑक्सीजन परमाणु) के दोनों ओर एल्काइल समूहों का वितरण अलग होता है।
आणविक सूत्र $C_{4}H_{10}O$ के लिए,संभावित ईथर मेटा मर्स हैं:
$i$) $CH_{3}CH_{2}-O-CH_{2}CH_{3}$ (डाईएथिल ईथर)
$ii$) $CH_{3}-O-CH_{2}CH_{2}CH_{3}$ (मेथिल प्रोपिल ईथर)
$iii$) $CH_{3}-O-CH(CH_{3})_{2}$ (मेथिल आइसोप्रोपिल ईथर)
इस प्रकार,कुल $3$ संभावित मेटा मर्स हैं।

(A) $1$. अभिक्रिया क्रम इस प्रकार है:
$CH_3CHO \xrightarrow[(ii) H_3O^+]{(i) CH_3MgBr} CH_3-CH(OH)-CH_3 (P)$
$CH_3-CH(OH)-CH_3 \xrightarrow[\Delta]{conc. H_2SO_4} CH_3-CH=CH_2 (Q)$
$CH_3-CH=CH_2 \xrightarrow[(ii) H_2O_2/OH^-]{(i) B_2H_6} CH_3-CH_2-CH_2OH (R)$
$2$. यौगिक $P$ प्रोपेन$-2-$ऑल $(CH_3-CH(OH)-CH_3)$ है और यौगिक $R$ प्रोपेन$-1-$ऑल $(CH_3-CH_2-CH_2OH)$ है।
$3$. दोनों यौगिकों का आणविक सूत्र $(C_3H_8O)$ समान है और क्रियात्मक समूह $(-OH)$ भी समान है,लेकिन हाइड्रॉक्सिल समूह की स्थिति अलग है ($P$ में कार्बन-$2$ पर और $R$ में कार्बन-$1$ पर)।
$4$. इसलिए,$P$ और $R$ स्थान समावयवी हैं।

(D) यह अभिक्रिया आइसोब्यूटिल मैग्नीशियम ब्रोमाइड और मिथाइल एमीन के बीच होती है। ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक एक क्षार के रूप में कार्य करता है और एमीन से अम्लीय प्रोटॉन को हटाकर एल्केन बनाता है।
$ (CH_3)_2CHCH_2MgBr + CH_3NH_2 \rightarrow (CH_3)_2CHCH_3 + Mg(Br)NHCH_3 $
प्राप्त कार्बनिक यौगिक $X$ आइसोब्यूटेन है,जो $2$-मिथाइलप्रोपेन,$(CH_3)_2CHCH_3$ है।
$X$ का आणविक सूत्र $C_4H_{10}$ है।
$C_4H_{10}$ के समावयवी हैं:
$1$. $n$-ब्यूटेन: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$
$2$. आइसोब्यूटेन ($2$-मिथाइलप्रोपेन): $CH_3-CH(CH_3)-CH_3$
अतः,कार्बनिक यौगिक $X$ के लिए $2$ संभावित समावयवी हैं।

(C) हेक्सेन $C_6H_{14}$ आणविक सूत्र वाला एक एल्केन है। हेक्सेन के समावयवियों का आणविक सूत्र भी $C_6H_{14}$ होना चाहिए।
$A$. $3$-मिथाइलपेंटेन $(C_6H_{14})$ एक समावयवी है।
$B$. $n$-हेक्सेन $(C_6H_{14})$ एक समावयवी है।
$C$. एथिलसाइक्लोब्यूटेन की संरचना चक्रीय है और इसका आणविक सूत्र $C_6H_{12}$ है। इसलिए,यह हेक्सेन का समावयवी नहीं है।
$D$. $2$-मिथाइलपेंटेन $(C_6H_{14})$ एक समावयवी है।
अतः,वह यौगिक जो हेक्सेन का समावयवी नहीं है,वह एथिलसाइक्लोब्यूटेन है।

(B) $Propanone$ $(CH_3COCH_3)$ और $propanal$ $(CH_3CH_2CHO)$ का आणविक सूत्र समान है,जो $C_3H_6O$ है।
$Propanone$ में कीटोन क्रियात्मक समूह $(-CO-)$ होता है,जबकि $propanal$ में एल्डिहाइड क्रियात्मक समूह $(-CHO)$ होता है।
चूंकि इनका आणविक सूत्र समान है लेकिन क्रियात्मक समूह भिन्न हैं,इसलिए ये एक-दूसरे के क्रियात्मक समूह समावयवी हैं।

(A) कार्यात्मक समावयवी वे यौगिक होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन कार्यात्मक समूह भिन्न होते हैं।
विकल्प $A$ में,$C_{2}H_{5}OC_{2}H_{5}$ (डाइएथिल ईथर) और $C_{3}H_{7}OCH_{3}$ (मेथिल प्रोपिल ईथर) दोनों में समान कार्यात्मक समूह,यानी ईथर $(-O-)$ मौजूद है। इसलिए,वे मेटावर्स हैं,कार्यात्मक समावयवी नहीं हैं।
विकल्प $B$ में,$CH_{3}CH_{2}OH$ (अल्कोहल) और $CH_{3}OCH_{3}$ (ईथर) कार्यात्मक समावयवी हैं।
विकल्प $C$ में,$CH_{3}CH_{2}NO_{2}$ (नाइट्रोऐल्केन) और $H_{2}NCH_{2}COOH$ (अमीनो एसिड) अलग-अलग कार्यात्मक समूह प्रदर्शित करते हैं।
विकल्प $D$ में,$CH_{3}COOH$ (कार्बोक्सिलिक एसिड) और $HCOOCH_{3}$ (एस्टर) कार्यात्मक समावयवी हैं।