कार्बनिक यौगिकों की विविधता की जांच करें - सत्र 1

जिन यौगिकों में कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं उन्हें कार्बनिक यौगिक कहा जाता है। कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं के अतिरिक्त, कार्बनिक यौगिकों में ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस या हैलोजन जैसे अन्य परमाणु भी होते हैं। कार्बनिक यौगिकों के कुछ उदाहरणों में ग्लूकोज, कार्बोक्सिलिक एसिड और इथेनॉल शामिल हैं। कार्बन कार्बनिक यौगिकों में अद्वितीय विशेषताएं प्रदर्शित करता है। यह चतुःसंयोजी है। इसका अर्थ यह है कि यह अधिकतम चार सहसंयोजक बंध बना सकता है।

कार्बन परमाणु अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ मिलकर यौगिकों की लम्बी श्रृंखला बनाते हैं। कार्बन परमाणुओं के इस स्व-संयोजी गुण को श्रृंखलन कहा जाता है। श्रंखलाबद्धता के कारण, कार्बन परमाणु अनेक यौगिक बनाने में सक्षम होते हैं। हेप्टेन में सात कार्बन परमाणु एक श्रृंखला के रूप में जुड़े होते हैं। बेंजीन में छह कार्बन परमाणु वृत्ताकार रूप में जुड़े होते हैं।

हाइड्रोकार्बन ऐसे यौगिक हैं जो केवल कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं से बने होते हैं। हाइड्रोकार्बन को संतृप्त हाइड्रोकार्बन और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में वर्गीकृत किया जा सकता है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन में कार्बन परमाणुओं के बीच केवल एकल बंध होता है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन का एक उदाहरण प्रोपेन है। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में कार्बन परमाणुओं के बीच एक या एक से अधिक दोहरे या तिहरे बंध होते हैं। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन का एक उदाहरण एथीन है।

रेखीय या शाखित-खुली-श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन को एलिफैटिक हाइड्रोकार्बन कहा जाता है। इन्हें एल्केन, एल्कीन और एल्काइन में वर्गीकृत किया गया है। एल्केन्स में कार्बन परमाणुओं के बीच एकल बंध होते हैं। एल्केनों का सामान्य अणुसूत्र यहाँ दर्शाया गया है। n अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, प्रोपेन एक एल्केन है। इसमें तीन कार्बन परमाणु होते हैं। इसका आणविक सूत्र है C₃H₈। एल्केन्स को संतृप्त हाइड्रोकार्बन भी कहा जाता है।

एल्कीनों में कार्बन परमाणुओं के बीच एक या एक से अधिक दोहरे बंध होते हैं। एल्केनों का सामान्य अणुसूत्र यहाँ दर्शाया गया है। n अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, एथीन एक एल्कीन है। इसमें दो कार्बन परमाणुओं के बीच दोहरा बंध होता है। इसका आणविक सूत्र है C₂H₄। एल्कीनों को असंतृप्त हाइड्रोकार्बन भी कहा जाता है।

एल्काइन्स में कार्बन परमाणुओं के बीच एक या एक से अधिक त्रि-बंध होते हैं। एल्काइन्स का सामान्य आणविक सूत्र यहां दर्शाया गया है। n अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, एथाइन एक एल्काइन है। इसमें दो कार्बन परमाणुओं के बीच त्रिबंध होता है। इसका आणविक सूत्र है C₂H₂। एल्काइन्स को असंतृप्त हाइड्रोकार्बन भी कहा जाता है।

सुगंधित हाइड्रोकार्बन कार्बनिक यौगिकों का एक समूह है जिसमें कार्बन परमाणुओं के एक या एक से अधिक चक्र होते हैं जिनमें एकल और दोहरे बंध होते हैं। इन्हें सुगंधित इसलिए कहा जाता है क्योंकि इनमें विशिष्ट सुगंध या गंध होती है। सबसे प्रसिद्ध सुगंधित हाइड्रोकार्बन बेंजीन है। बेंजीन में छह कार्बन परमाणुओं का एक चक्र होता है। सुगंधित हाइड्रोकार्बन का उपयोग प्लास्टिक, रंगों और फार्मास्यूटिकल्स के उत्पादन में भी किया जाता है।

कार्यात्मक समूह किसी अणु के भीतर परमाणुओं या बंधों के विशिष्ट समूह होते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में अणु के गुणों, प्रतिक्रियाशीलता और व्यवहार को निर्धारित करते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रॉक्सिल समूह -OHएक ध्रुवीय कार्यात्मक समूह है जो अक्सर अल्कोहल में पाया जाता है। हाइड्रॉक्सिल समूह युक्त अल्कोहल का एक उदाहरण -OHइथेनॉल है। कार्बोक्सिल समूह -COOHकार्बोक्सिलिक एसिड में पाया जाता है। कार्बोक्सिल समूह अम्लीय प्रकृति का होता है। कार्बोक्सिल समूह युक्त कार्बोक्सिलिक अम्ल का एक उदाहरण एथेनोइक अम्ल है।

एल्कोक्सी कार्यात्मक समूह R-O-Rवहाँ ईथर में हैं। R किसी भी एल्किल समूह को दर्शाता है। जब हम एल्केन से एक हाइड्रोजन परमाणु हटाते हैं, तो वह एल्काइल बन जाता है। उदाहरण के लिए CH3CH2-एक एल्किल समूह है। इसे एथिल कहा जाता है। -COHसमूह को एल्डिहाइड समूह कहा जाता है। यह एल्डीहाइड्स में मौजूद होता है। R-CO-Rकीटोन्स का सामान्य सूत्र है। कीटोन्स में शामिल हैं -CO-समूह। इस समूह को कार्बोनिल समूह कहा जाता है। कार्यात्मक समूहों के कुछ और उदाहरण चित्र में दिए गए हैं।

एलिफैटिक हाइड्रोकार्बन का नामकरण एक व्यवस्थित नामकरण प्रणाली का उपयोग करके किया जाता है जिसे इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री सिस्टम कहा जाता है। IUPAC प्रणाली श्रृंखला में कार्बन परमाणुओं की संख्या को इंगित करने के लिए एक उपसर्ग का उपयोग करती है। इसके बाद प्रत्यय "-ऐन" लगाया जाता है, जो यह दर्शाता है कि अणु एक एल्केन है। उदाहरण के लिए, एक कार्बन परमाणु वाले एल्केन को मीथेन कहा जाता है। दो कार्बन परमाणुओं वाले एल्केन को एथेन कहा जाता है।

यदि कार्बन श्रृंखला पर शाखाएं या प्रतिस्थापी हैं, तो IUPAC प्रणाली शाखा या प्रतिस्थापी की स्थिति की पहचान करने के लिए एक संख्या प्रणाली का उपयोग करती है। सबसे लम्बी सतत कार्बन श्रृंखला की पहचान सबसे पहले की जाती है। फिर शाखाओं या प्रतिस्थापियों को उपसर्गों का उपयोग करके नाम दिया जाता है। शाखा का स्थान एक संख्या द्वारा दर्शाया जाता है जो शाखा से जुड़ी मुख्य श्रृंखला पर कार्बन परमाणु की स्थिति के अनुरूप होती है।

उदाहरण के लिए, पांच कार्बन परमाणुओं और दूसरे कार्बन परमाणु पर एक मिथाइल शाखा वाले एल्केन का नाम होगा 2-methylpentane। उपसर्ग 2-यह दर्शाता है कि मिथाइल समूह दूसरे कार्बन परमाणु से जुड़ा हुआ है। पेन्टेन से पता चलता है कि मुख्य श्रृंखला में पाँच कार्बन परमाणु हैं। सबसे लम्बी सतत श्रृंखला की संख्या, प्रतिस्थापी के निकट वाले सिरे से शुरू होती है।

ऐलिफैटिक हाइड्रोकार्बन में अन्य कार्यात्मक समूह भी हो सकते हैं, जैसे हैलाइड, अल्कोहल और अमीन। इन कार्यात्मक समूहों का नामकरण प्रत्ययों का उपयोग करके किया जाता है जो कार्यात्मक समूह के प्रकार और स्थान को इंगित करते हैं। उदाहरण के लिए, अल्कोहल समूह वाला एक एल्केन -OHइससे जुड़े पदार्थ का नाम प्रोपेनॉल होगा। प्रत्यय ओल अल्कोहल समूह की उपस्थिति को इंगित करता है -OH। इथेन इंगित करता है कि मुख्य श्रृंखला में दो कार्बन परमाणु हैं। विभिन्न कार्यात्मक समूहों के कुछ IUPAC प्रत्यय चित्रण में दिए गए हैं।