कार्बनिक यौगिकों की विविधता की जांच करें - सत्र 2

समावयवता एक ऐसी घटना है जो समान अणुसूत्र वाले, किन्तु भिन्न संरचनात्मक व्यवस्था वाले दो या दो से अधिक अणुओं की उपस्थिति का वर्णन करती है। ऐसे अणु जिनके अणुसूत्र समान होते हैं, किन्तु संरचनात्मक सूत्र भिन्न होते हैं, उन्हें समावयवी कहते हैं। उदाहरण के लिए, ब्यूटेन और आइसोब्यूटीन का आणविक सूत्र समान है C₄H₁₀। उनका संरचनात्मक सूत्र अलग है। ब्यूटेन की संरचना रेखीय श्रृंखला वाली होती है। आइसोब्यूटेन की संरचना शाखित होती है।

इसी प्रकार प्रोपेनल और प्रोपेनोन का आणविक सूत्र समान है C₂H₆O। उनका संरचनात्मक सूत्र अलग है। प्रोपेनल में एल्डिहाइड कार्यात्मक समूह होता है। प्रोपेनोन में कीटोन कार्यात्मक समूह होता है। लेकिन दोनों में परमाणुओं की संख्या और प्रकार समान हैं। कार्यात्मक समूह में अंतर के कारण, उनके गुण भी भिन्न हैं।

संरचनात्मक समावयवता एक प्रकार की समावयवता है। संरचनात्मक समावयवता तब होती है जब दो या दो से अधिक अणुओं का अणुसूत्र समान होता है, लेकिन उनकी संरचनात्मक व्यवस्था भिन्न होती है। संरचना में इस अंतर के परिणामस्वरूप भौतिक और रासायनिक गुणों में अंतर हो सकता है। उदाहरण के लिए, पेन्टेन और 2-मेथिलब्यूटेन का आणविक सूत्र समान है, लेकिन संरचनात्मक व्यवस्था भिन्न है। उनका आणविक सूत्र है C₅H₁₂।

संरचनात्मक समावयवता को आगे श्रृंखला समावयवता, स्थिति समावयवता और कार्यात्मक समूह समावयवता में वर्गीकृत किया गया है। श्रृंखला समावयवता कार्बनिक अणुओं में होती है, जहां अणु का कार्बन कंकाल समावयवों के बीच भिन्न होता है। श्रृंखला समावयवता सामान्यतः एल्केनों में देखी जाती है। चार या अधिक कार्बन परमाणुओं वाले एल्केन श्रृंखला समावयवता प्रदर्शित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, पेन्टेन अणु तीन समावयवी रूपों में विद्यमान हो सकता है। ये हैं एन-पेंटेन, आइसोपेंटेन और नियोपेंटेन। पेंटेन के इन सभी आइसोमरों का आणविक सूत्र है C₅H₁₂।

स्थिति समावयवता तब होती है जब किसी अणु में कार्यात्मक समूह या प्रतिस्थापी कार्बन श्रृंखला पर अलग-अलग स्थान ले लेते हैं। उदाहरण के लिए, ब्यूटेनॉल अणु C₄H₁₀Oदो समावयवी हैं। ये आइसोमर्स हैं 1-butanolऔर 2-butanol। ये दोनों आइसोमर हाइड्रॉक्सिल समूह की स्थिति में भिन्न होते हैं -OHकार्बन श्रृंखला पर।

कार्यात्मक समूह समावयवता तब होती है जब अणुओं का आणविक सूत्र समान होता है लेकिन कार्यात्मक समूह भिन्न होते हैं। कार्यात्मक समूह समावयवता का एक उदाहरण ब्यूटेनल और में देखा जाता है 2-butanone। दोनों अणुओं का अणुसूत्र है C₄H₈O। ब्यूटेनल में एक एल्डिहाइड कार्यात्मक समूह होता है -CHO। जबकि 2-butanoneइसमें कीटोन कार्यात्मक समूह होता है -CO-।

स्टीरियोआइसोमेरिज्म एक प्रकार का आइसोमेरिज्म है जो तब होता है जब अणुओं का आणविक सूत्र और संरचनात्मक सूत्र समान होता है, लेकिन अंतरिक्ष में परमाणुओं की त्रि-आयामी व्यवस्था भिन्न होती है। अंतरिक्ष में परमाणुओं की त्रि-आयामी व्यवस्था में अंतर के परिणामस्वरूप विभिन्न भौतिक और रासायनिक गुण उत्पन्न हो सकते हैं। स्टीरियोआइसोमेरिज्म का एक सामान्य उदाहरण देखा जाता है 2-butene। के दो स्टीरियोआइसोमर्स 2-buteneहैं cis-2-buteneऔर trans-2-butene।

दोनों स्टीरियोआइसोमर्स का आणविक सूत्र और संरचनात्मक सूत्र समान है। दोनों के बीच एकमात्र अंतर अंतरिक्ष में परमाणुओं की त्रि-आयामी व्यवस्था है। में cis-2-buteneदोहरे बंधित कार्बन परमाणुओं से जुड़े दो मिथाइल समूह कार्बन कार्बन दोहरे बंध तल के एक ओर होते हैं। जबकि tran-2-buteneवही दो मिथाइल समूह विपरीत दिशाओं में हैं।

प्रकाशिक रूप से सक्रिय यौगिक वे यौगिक हैं जो समतल ध्रुवित प्रकाश को या तो दक्षिणावर्त दिशा में या वामावर्त दिशा में घुमा सकते हैं। प्रकाशिक रूप से सक्रिय यौगिकों को किरल यौगिक भी कहा जाता है। यदि चार अलग-अलग परमाणु या समूह कार्बन परमाणु से जुड़े हों तो अणु को किरल अणु कहा जाता है और उस कार्बन को असममित कार्बन या किरल कार्बन कहा जाता है। उदाहरण के लिए, 2-hydroxypropanoic acidप्रकाशिक रूप से सक्रिय है। यह एक किरल अणु है। कार्बन परमाणु से चार अलग-अलग परमाणु या समूह जुड़े होते हैं।

स्टीरियोआइसोमर्स को आगे एनेंटिओमर्स और डायस्टेरियोमर्स में वर्गीकृत किया जाता है। एनेंटिओमर एक प्रकार के स्टीरियोआइसोमर हैं जो एक दूसरे के अप्रतिरोध्य दर्पण प्रतिबिम्ब होते हैं। एनेंटिओमर प्रकाशिक रूप से सक्रिय यौगिक हैं। उदाहरण के लिए, एनेंटिओमर्स 2-hydroxypropanoic acidएक दूसरे की अप्रतिस्पर्धी दर्पण छवियाँ हैं।

डायस्टेरियोमर्स स्टीरियोआइसोमर्स होते हैं जो एक दूसरे की दर्पण छवि नहीं होते हैं और इसलिए एनेंटिओमर नहीं होते हैं। वे तब उत्पन्न होते हैं जब किसी अणु में दो या अधिक किरल केंद्र होते हैं। डायस्टेरियोमर्स के भौतिक और रासायनिक गुण अलग-अलग होते हैं, जैसे गलनांक, क्वथनांक और घुलनशीलता। डायस्टेरियोमर्स की पहचान करने का एक तरीका उनके आणविक सूत्रों और त्रि-आयामी संरचनाओं की जांच करना है। यदि दो अणुओं का अणुसूत्र समान हो, लेकिन स्टीरियोसेंटर के चारों ओर समूहों की व्यवस्था भिन्न हो, तो वे डायस्टेरियोमर होने की संभावना है।

उदाहरण के लिए, डी-ग्लूकोज और डी-अल्ट्रोज एक दूसरे की दर्पण छवि नहीं हैं। इनका आणविक सूत्र और संरचनात्मक सूत्र समान है। त्रि-आयामी अंतरिक्ष में परमाणुओं की व्यवस्था दोनों के लिए अलग-अलग है। वे डायस्टेरोमर्स हैं।

डायस्टेरियोमर्स का एक अन्य उदाहरण सिस-2-ब्यूटीन और ट्रांस-2-ब्यूटीन है। 2-ब्यूटीन में दो कार्बन परमाणुओं के बीच दोहरा बंध होता है। जैसा कि हम देख सकते हैं, सिस-2-ब्यूटीन में कार्बन कार्बन द्विबंध के एक ओर दो मिथाइल समूह हैं। क्या आप देख सकते हैं कि ये मिथाइल समूह ट्रांस-2-ब्यूटीन में विपरीत दिशा में हैं?। हालाँकि, वे एक दूसरे की प्रतिबिम्ब नहीं हैं।