GSEB Solutions Class 11 Chemistry Chapter 12 કાર્બનિક રસાયણવિજ્ઞાન – કેટલાક પાયાના સિદ્ધાંતો અને પદ્ધતિઓ

Gujarat Board GSEB Textbook Solutions Class 11 Chemistry GSEB Solutions Class 11 Chemistry Chapter 12 કાર્બનિક રસાયણવિજ્ઞાન – કેટલાક પાયાના સિદ્ધાંતો અને પદ્ધતિઓ Textbook Questions and Answers.

Gujarat Board Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 12 કાર્બનિક રસાયણવિજ્ઞાન – કેટલાક પાયાના સિદ્ધાંતો અને પદ્ધતિઓ

GSEB Class 11 Chemistry કાર્બનિક રસાયણવિજ્ઞાન – કેટલાક પાયાના સિદ્ધાંતો અને પદ્ધતિઓ Text Book Questions and Answers

પ્રશ્ન 1.
નીચે દર્શાવલા સંયોજનોમાં પ્રત્યેક કાર્બન કઈ સંકરણ અવસ્થા ધરાવે છે ?
(i) CH₂ = C = O,
(ii) CH₃CH = CH₂,
(iii) (CH₃)₂CO,
(iv) CH₂ = CHCN,
(v) C₆H₆
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 2.
નીચે દર્શાવલા અણુઓમાં σ અને π બંધ દર્શાવો.
(i) C₆H₆
(ii) C₆H₁₂
(iii) CH₂Cl₂
(iv) CH₂ = C = CH₂
(v) CH₃NO₂
(vi) HCONHCH₃
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 3.
બંધરેખા સૂત્રો લખો : આઈસોપ્રોપાઈલ આલ્કોહોલ, 2,3-ડાયમિથાઈલબ્યુટેનાલ, હેપ્ટન-4-ઓન.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 4.
નીચે દર્શાવલા સંયોજનોના IUPAC નામ લખો :

ઉત્તર:

પ્રશ્ન 5.
નીચે દર્શાવેલા પૈકી કયું નામ કાર્બનિક સંયોજન માટે IUPAC પદ્ધતિ મુજબ સાચું છે ?
(a) 2,2-ડાયમિથાઇલપેન્ટેન અથવા 2-ડાયમિથાઇલપેન્ટેન
(b) 2,4,7-ટ્રાયમિથાઇલઓક્ટેન
અથવા
2,5,7-ટ્રાયમિથાઇલઓન
(c) 2-ક્લોરો-4-મિથાઇલપેન્ટેન
અથવા
4-ક્લોરો-2-મિથાઇલપેન્ટેન
(d) બ્યુટ-3-આઇન-1-ઑલ અથવા બ્યુટ-4-ઑલ-1-આઇન
ઉત્તર:
(a) 2,2-ડાયમિથાઇલપેન્ટેન સાચું નામ છે.
કારણકે બે મિથાઇલ સમૂહો છે તો તે કયા ક્રમના કાર્બનની સાથે જોડાયેલા છે. તે બંનેનો ક્રમ દર્શાવવો પડે છે.

(b) 2,4,7-ટ્રાયમિથાઇલઓક્ટેન સાચું નામ છે.
કારણકે 2,4,7 અને 2,5,7 માં બન્નેમાં પ્રથમ પસંદગી 2 સમાન છે. પણ દ્વિતીય ક્રમ 4 અને 5 છે જેમાંથી ક્રમ 4 નીચો ન્યૂનતમ છે જે લખવો પડે છે.

(c) 2-ક્લોરો-4-મિથાઇલપેન્ટેન સાચું નામ છે.
કારણકે ક્રિયાશીલ સમૂહ ક્લોરો છે, જેને ન્યુનતમ ક્રમ આપવો જોઇએ.

(d) બ્યુટ-3-આઇન-1-ઑલ સાચું નામ છે.
કારણકે સંયોજનમાં -C ≡ C- આઇન અને ઓલ્કોહોલ (-OH) તેવાં બે ક્રિયાશીલ સમૂહો હાજર છે, જેમાંથી -OH સમૂહની સક્રિયતા અગ્રિમતા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 6.
નીચે જણાવેલા સંયોજનથી શરૂઆત કરી પ્રત્યેકની સમાનધર્મી શ્રેણીના પ્રથમ પાંચ સભ્યોના સૂત્રો દોરો ઃ
(a) HCOOH
(b) CH₃COCH₃
(c) H – CH = CH₂
ઉત્તર:
(a) (i) HCOOH
(ii) CH₃COOH
(iii) CH₃-CH₂-COOH
(iv) CH₃-CH₂-CH₂-COOH
(v) CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-COOH

(b) (i) CH₃COCH₃
(ii) CH₃COCH₂CH₃
(iii) CH₃COCH₂CH₂CH₃
(iv) CH₃COCH₂CH₂CH₂CH₃
(v) CH₃COCH₂CH₂CH₂CH₂CH₃

(c) (i) H-CH=CH₂
(ii) CH₃ – CH = CH₂
(iii) CH₃ – CH₂ – CH = CH₂
(iv) CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH = CH₂
(v) CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH = CH₂

પ્રશ્ન 7.
નીચે દર્શાવેલાં સંયોજનો માટે સંઘનિત અને બંધરેખા બંધારણીય સૂત્રો દોરો અને જો તેમાં કોઈ ક્રિયાશીલ સમૂહ હોય તો તે ઓળખો.
(a) 2,2,4- ટ્રાયમિથાઈલપેન્ટેન
(b) 2- હાઈડ્રોક્સિ-1,2,3-પ્રોપેન ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ
(c) હેક્ઝેનડાયલ
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 8.
નીચે દર્શાવેલા સંયોજનોમાં ક્રિયાશીલ સમૂહને ઓળખો :

ઉત્તર:

પ્રશ્ન 9.
O₂NCH₂CH₂O^– અથવા CH₃CH₂O^– પૈકી કોણ વધુ સ્થાયી છે ? શા માટે ?
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 10.
π-પ્રણાલી સાથે જોડાયેલા આલ્કાઇલ સમૂહો શા માટે ઇલેક્ટ્રૉન દાતા તરીકે વર્તે છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:

• π બંધમાંના સમાન્તર 2p કક્ષકોની સાથે CH₃ ના C – H ની કક્ષક સમાન્તર ગોઠવાઇ સંયુગ્મન કરે છે; જેમાં CH₃ ના C – H બંધના ઇલેક્ટ્રૉનનું દાન કરે છે.

• આલ્કાઇલ સમૂહના C – H બંધના ઇલેક્ટ્રૉન પડોશના CH = માંના π બંધને બંધરહિત સસ્પંદનમાં ઇલેટ્રૉનદાતા તરીકે વર્તી શકે છે.

પ્રશ્ન 11.
નીચે દર્શાવેલા સંયોજનોના સસ્પંદન બંધારણો દોરો, તેમાંના ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરને વક્રતીર વડે દર્શાવો.
(a) C₆H₅OH
(b) C₆H₅NO₂
(c) CH₃CH=CHCHO
(d) C₆H₅ – CHO
(e) C₆H₅ – \(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2\)
(f) CH₃CH = CH\(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2\)
ઉત્તર:
(a) C₆H₅OH ના સસ્પંદન બંધારણો :

(b) નાઇટ્રૉબેન્ઝિનનાં સસ્પંદન બંધારણો :

(c) CH₃CH=CHCHO નાં સસ્પંદન બંધારણો :

(d) C₆H₅ – CHO (બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ)નાં સસ્પંદન બંધારણો :

(e) C₆H₅ – \(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2\) (બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન) નાં સસ્પંદન બંધારણો :

(f) CH₃ – CH = CH\(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2\) (બ્યુટ્-2-ઇન-1-આઇલ)
કાર્બોકેટાયનનાં સસ્પંદન બંધારણો :

આ બંધારણોથી ધનભારનો પ્રસાર થાય છે.

પ્રશ્ન 12.
ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયક અને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક એટલે શું ? ઉદાહરણ સહિત સમજાવો. અથવા (સ્વાધ્યાય-12.12) કેન્દ્રાનુરાગી અને ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વચ્ચેના તફાવતો સ્પષ્ટ કરો.
ઉત્તર:

કેન્દ્રાનુરાગી અને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયા	ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી અને ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયા
(i) જે પ્રક્રિયક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મનું પ્રદાન કરે છે, તેને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક (Nu:) કહે છે. અને આવી પ્રક્રિયાને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયા કહે છે.	(i) પ્રક્રિયામાં જે પ્રક્રિયક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ સ્વીકારે છે, તેને ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયક \((\stackrel{+}{\mathrm{E}})\) કહે છે, અને આ પ્રક્રિયાને ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયા કહે છે.
(ii) ધ્રુવીય કાર્બનિક પ્રક્રિયા દરમિયાન કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક, પ્રક્રિયાર્થીના ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી કેન્દ્ર પર પ્રક્રિયા (હુમલો) કરે છે.	(ii) ધ્રુવીય કાર્બનિક પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયક, પ્રક્રિયાર્થીના કેન્દ્રાનુરાગી કેન્દ્ર ઉપર હુમલો કરે છે.
(iii) આ ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી કેન્દ્ર તરીકે પ્રક્રિયાર્થીનો કોઈ ચોક્કસ પરમાણુ અથવા ભાગ હોય છે, અને તે ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપવાળો હોય છે.	(iii) આ કેન્દ્રાનુરાગી કેન્દ્ર તરીકે પ્રક્રિયાર્થીનો કોઈ ચોક્કસ પરમાણુ કે ભાગ હોય છે, અને તે ઇલેક્ટ્રૉન ધનિક હોય છે.
(iv) કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો ઋણવીજભારની સાથે અબંધકા૨ક ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ ધરાવે છે. દા.ત. હાઇડ્રૉક્સાઇડ આયન(H\(\overline{\mathrm{O}}\)), સાયનાઇડ આયન(N\(\overline{\mathrm{C}}\)), કાર્બનાયન (R3C\(\overline{:}\) ) તથા તટસ્થ અણુઓ જેવા કે- \(\mathrm{H}_2 \ddot{\mathrm{O}}:, \mathrm{R} \ddot{\mathrm{N}} \mathrm{H}_2, \mathrm{R}_2 \ddot{\mathrm{N}} \mathrm{H}\) R3N વગેરે.	(iv) ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયકો તેમાંના પરમાણુની ઉપર ધન વીજભાર ધરાવે છે. દા.ત. કાર્બોકેટાયનો \(\left(\stackrel{+}{\mathrm{CH}_3}\right), \mathrm{CH}_3 \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2, \mathrm{CH}_3-\stackrel{+}{\mathrm{C}}\) = 0, તથા તટસ્થ અણુઓ જેવા કે કાર્બોનિલ સમૂહ(>C = 0), આલ્કલાઇલ હેલાઇડ (R3C – X, જ્યાં X એ હેલોજન પરમાણુ છે) વગેરે.
(v) આ બધી જ સ્પિસીઝ તેમાંના પરમાણુની ઉપર રહેલા અબંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મના કારણે, કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક તરીકે વર્તે છે.	(v) કાર્બોકેટાયનમાં કાર્બન પરમાણુની ઉપર ષષ્ટક રચના હોય છે. એટલે કે કાર્બનની ઉપર ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપ હોય છે, જેથી તે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી તરીકે વર્તે છે.
(vi) આલ્કાઇલ હેલાઇડ જેવા તટસ્થ અણુઓ બંધની ધ્રુવીયતાના કારણે કાર્બન પરમાણુની ઉપર આંશિક ધન વીજભાર ધરાવે છે. જેથી આ આંશિક ધનભારવાળો કાર્બન ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી કેન્દ્ર બને છે; અને તેના ઉપર કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક હુમલો કરે છે; પરિણામે કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયા થાય છે.	(vi) પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયક કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકની પાસેથી ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ મેળવે છે. પરિણામે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયા થાય છે.

ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયક અને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકની વચ્ચે બંધકારક પારસ્પરિક ક્રિયા થાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયકની પાસેથી ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ સ્વીકારે છે.

પ્રશ્ન 13.
નીચે દર્શાવેલા સમીકરણોમાં ઘાટા અક્ષરે લખાયેલા પ્રક્રિયકોને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક અથવા ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી પ્રક્રિયક તરીકે ઓળખી બતાવો :

ઉત્તર:
વધારે યોગ્ય
(c) C₆H₅ + CH₃\(\stackrel{+}{\mathrm{C}}\)O → C₆H₅COCH₃ + H⁺ અને
(b) CH₃COCH₃ + H⁺ CN^– → (CH₃)₂ C(CN)(OH) ∵ વીજભાર સંતુલન જોઈએ.

(c) CH₃\(\stackrel{+}{\mathrm{C}}\)O તે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી છે, કારણ કે કાર્બન ઉપ૨ ષષ્ટક છે, ખાલી કક્ષક અને ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપ છે.

પ્રશ્ન 14.
નીચે દર્શાવલી પ્રક્રિયાઓને તમે આ એકમમાં અભ્યાસ કર્યો હોય તેવી પ્રક્રિયાઓમાં વર્ગીકૃત કરો :
(a) CH₃CH₂Br + HS^– → CH₃CH₂SH + Br^–
(b) (CH₃)₂C = CH₂ + HCl → CH₃)₂ClC – CH₃
(c) CH₃CH₂Br + HO^– → CH₂ = CH₂ + H₂O + Br^–
(d) (CH₃)₃C – CH₂OH + HBr → (CH₃)₂CBrCH₂CH₂CH₃ + H₂O
ઉત્તર:
(a) કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન
(b) ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી યોગશીલ
(c) દ્વિઆણ્વીય વિલોપન
(d) પુનઃ ગોઠવણી સાથે કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન

પ્રશ્ન 15.
નીચે દર્શાવેલા બંધારણોની જોડીના સભ્યો વચ્ચે શું સંબંધ છે ? તેઓ બંધારણીય સમઘટકો છે કે ભૌમિતિક સમઘટકો છે કે સત્પંદન બંધારણો છે ?

ઉત્તર:
(a) તેઓ C₅H₁₀O બંધારણી સમઘટકોના છે જે

(b) તેઓ ભૂમિતિય સમઘટકો ટ્રાન્સ અને સીસ છે.
(c) તેઓ સસ્પંદન સ્વરૂપો (બંધારણો) છે, કારણ કે તેમાં પરમાણુના કેન્દ્રોનાં સ્થાન અચળ છે. અને ઇલેક્ટ્રૉનના સ્થાન ભિન્ન છે.

પ્રશ્ન 16.
નીચે દર્શાવ્યા મુજબના બંધના ખંડન માટે ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરને વીર વડે દર્શાવો તથા પ્રત્યેકને સમવિભાજન અથવા વિષમવિભાજનમાં વર્ગીકૃત કરી બનતા પ્રતિક્રિયાત્મક મધ્યવર્તીને મુક્તમૂલક, કાર્બોકેટાયન કે કાર્બોનાયન તરીકે ઓળખો.

ઉત્તર:

પ્રશ્ન 17.
પ્રેરક અસર અને ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર શબ્દોને વ્યાખ્યાયિત કરો. કઈ ઇલેક્ટ્રોન વિસ્થાપન અસર, નીચે દર્શાવેલા કાર્બોક્સિલિક એસિડની ઍસિડિકતાનો સાચો ક્રમ સમજાવી શકે છે ?
(a) Cl₃CCOOH > Cl₂CHCOOH > ClCH₂COOH
(b) CH₃CH₂COOH > (CH₃)₂CHCOOH > (CH₃)₃C · COOH
ઉત્તર:
પ્રેરક અસર :
(A) વ્યાખ્યા : કોઈક અણુમાં, બંધમાંના ઇલેક્ટ્રૉનનું સ્થાનાંતર થઈ બંધમાં કાયમી ધ્રુવીયતા આવે છે, તેને પ્રેરક અસર કહેવાય છે. “બે ભિન્ન વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા પરમાણુઓની વચ્ચેના સહસંયોજક (σ) બંધના ઇલેક્ટ્રૉનની ઘનતા બે પૈકી વધારે વિદ્યુતઋણમય પરમાણુની તરફ આકર્ષાયેલી રહે છે, જેને તે સમૂહની પ્રેરક અસર કહે છે.”

પ્રેરક અસરના કારણે, સહસંયોજક બંધમાંના ઇલેક્ટ્રૉનની ઘનતાનું સ્થળાંતર થવાથી તે બંધ ધ્રુવીય હોય છે. ધ્રુવીય બંધના કારણે કાર્બનિક અણુમાં ભિન્ન ઇલેક્ટ્રૉનીય અસર પેદા થાય છે.

આંશિકભાર અને ઇલેક્ટ્રૉન સ્થળાંતરની દિશાને દર્શાવવા.

• ધ્રુવીય બંધમાં આંશિક ધનભાર δ⁺ અને આંશિક ઋણભાર δ^–થી દર્શાવવામાં આવે છે, બે પરમાણુ ઉપરના આંશિક ભારને δ (ડેલ્ટા) ચિન્હથી દર્શાવાય છે.
• δ⁺ એટલે વધારે પ્રમાણમાં આંશિક ધનભાર અને δδ⁺ એટલે ઓછા પ્રમાણમાં આંશિક ધનભાર.
• પ્રેરક અસરની દિશા દર્શાવવા તીરને પરમાણુઓની વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે; જે ⁺δ થી ^–δ સુધીના ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતાનાં સ્થળાંતર દર્શાવે છે.

(B) ઉદાહરણની સમજૂતી : ક્લોરોઇથેન (CH₃CH₂Cl) માં બંધ C-Cl તે ધ્રુવીય સહસંયોજક પ્રકારનો છે, તેમાં C ના કરતાં Cl ની વિદ્યુતઋણતા વધારે હોવાથી C-Cl બંધના ઇલેક્ટ્રૉનનું C થી Cl તરફ સ્થળાંતર થયેલું હોય છે. જેના પરિણામે Cની ઉપર આંશિક ધન (+δ) અને Cl ની ઉપર આંશિક ઋણભાર (-δ) વાળો ધ્રુવીય બંધ C^+δ-Cl^-δ હોય છે.

CH₃CH₂Cl માં પ્રેરક અસર અને પરમાણુઓમાં ધ્રુવીયતા

(C) પ્રેરક અસરની માત્રા (પ્રબળતા) :
(i) જેમ બંધના ઇલેક્ટ્રૉનની ધનતાને સ્થાળાંતર કરનારું સમૂહ વધારે નજીક તેમ તેનો પ્રભાવ પ્રબળ હોય છે. આ અસર બંધની શૃંખલામાં ત્રણ કાર્બન સુધી પ્રસરે છે. ક્લોરોઇથેનમાં Cl ની પ્રેરક અસર C₁ તેમજ C₂ સુધી છે પણ C₁ ઉપર વધારે પ્રબળ અસર હોવાથી C₁ નો +δ ભાર વધુ અને C₂ ઉપરનો આંશિક ધનભાર ઓછો 88+ હોય છે.
(ii) જેમ સમૂહોની સંખ્યા વધારે તેમ અસર પ્રબળ હોય છે. દા.ત., CH₃CH₂Cl કરતાં CH₃CHCl₂ માં પ્રબળ અસર છે.
(iii) જેમ સમૂહની અસર પ્રબળ તેમ ઇલેક્ટ્રૉન ધનતાનું સ્થળાંતર વધારે હોય છે. દા.ત., F, Cl, Br, I ની પ્રેરક અસરની માત્રા ઘટતી જાય છે.

(D) પ્રેરક અસરના પ્રકાર : વિસ્થાપક સમૂહોને કાર્બન હાઇડ્રોજન
બંધના C – H ના સાપેક્ષ સરખાવીને તેમની ઇલેક્ટ્રૉન પ્રદાન કરવાની (+I) અને ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા સ્વીકાર કરવાની (-I) વૃત્તિમાં વર્ગીકૃત કરાય છે.

(i) ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષક પ્રેરક અસર (-I) અને તેવા સમૂહો :

• આવા સમૂહોની બંધના ઇલેક્ટ્રૉનની પનતાને પોતાની નજીક આકર્ષવાની ક્ષમતા -Hના સાપેક્ષમાં વધારે હોય છે.
• દા.ત., હેલોજન (X), નાઇટ્રો (-NO₂), સાયનો (-CN), કાર્બોક્સિ (-COOH), એસ્ટર (-COOR), એરાયલોક્સિ (-OAr), આલ્કોક્સી (-OR), એરાઇલ (-C₆H₅) વગેરે ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષક સમૂહો છે.

(ii) ઇલેક્ટ્રૉન દાતા પ્રેરક અસર (+I) અને તેવા સમૂહો :

• જે સમૂહો તેમની સાથેના σ-સહસંયોજક બંધના ઇલેક્ટ્રૉનને, C – H બંધના સાપેક્ષમાં પોતાનાથી દૂર અપાકર્ષે છે, તેમને ઇલેક્ટ્રૉન દાતા પ્રેરક અસરના સમૂહો કહેવાય છે.
• દા.ત., મિથાઇલ (-CH₃), ઇથાઇલ (-CH₂CH₃), -CH(CH₃)₂, -C(CH₃)₃ વગેરે (+I) ધરાવતાં સમૂહો છે. જેમ આલ્કાઇલ સમૂહ મોટું તેમ (+I) અસર પ્રબળ

ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર :
વ્યાખ્યા : બહુબંધ (દ્વિબંધ કે ત્રિબંધ) ધરાવતાં કાર્બનિક સંયોજનોની નજીક હુમલો કરનાર પ્રક્રિયક આવે છે ત્યારે, બહુબંધથી જોડાયેલા બે પરમાણુઓ પૈકી એક પરમાણુની તરફ સહિયારા ઇલેક્ટ્રૉનનું યુગ્મ પૂર્ણ રીતે સ્થળાંતર પામે છે. જેને તે હુમલો કરનાર પ્રક્રિયકથી ઉદ્ભવતી ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર કહે છે.

ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસરની ખાસિયતો :

• પ્રક્રિયાના પ્રભાવ ક્ષેત્રમાંથી હુમલો કરનારા પ્રક્રિયકને દૂર કરતાંની સાથે જ, આ ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર દૂર થઈ શૂન્ય થાય છે.
• ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર કાયમી નથી, અસ્થાયી છે.
• આ અસર દ્વિબંધ કે ત્રિબંધવાળાં સંયોજનોમાં હુમલો કરનાર પ્રક્રિયકની હાજરીમાં જ જોવા મળે છે.
• આ અસરમાં π ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ, કોઈ એક પડોશના પરમાણુની ઉપર જાય છે.
• આ ઇલેક્ટ્રૉન સ્થળાંતર વક્રતીર વડે દર્શાવાય છે.
• ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર (E) બે પ્રકારની હોય છે.

(a) ધન ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર (+E) : π બંધ ધરાવતાં બે પરમાણુઓ પૈકી જે પરમાણુની સાથે હુમલો કરનાર પરમાણુ કે પ્રક્રિયક જોડાય છે – ત્યારે તે જ પરમાણુની ઉપર બહુબંધના π ઇલેક્ટ્રૉન સ્થળાંતર પામે તો તેને ધન ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર કહે છે.
દા.ત. આલ્કીનના π બંધમાં H⁺ જોડાય છે. ત્યારે H⁺ ની હાજરીમાં π ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મનું સ્થળાંતર

(b)ઋણ ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર (-E) : વ્યાખ્યા : π બંધ ધરાવતાં બે પરમાણુઓ પૈકી જે પરમાણુની સાથે હુમલો કરનાર પરમાણુ (પ્રક્રિયક) જોડાયો હોય તે સિવાયના બહુબંધના પરમાણુની ઉપર π બંધના ઇલેક્ટ્રૉન સ્થળાંતર પામે તેને ઋણ ઇલેક્ટ્રૉમેરિક (-E) અસર કહે છે.

જ્યારે પ્રેરક અસર અને ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર બંને એકબીજાની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય ત્યારે ઇલેક્ટ્રૉમેરિક અસર પ્રબળ હોય છે.

ઍસિડિકતાના સાચા ક્રમની સમજૂતી
(a) Cl₃COOH > Cl₂CHCOOH > ClCH₂COOH : Clની ઋણ પ્રેરક અસર (-I) થી આ ઍસિડિકતાનો સાચો ક્રમ સમજાવી શકાય છે. ·

• Cl સમૂહ ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષક પ્રેરક અસર ધરાવે છે.
• જેમ -Cl સમૂહની સંખ્યા વધારે હોય તેમ ઇલેકટ્રૉન આકર્ષક પ્રેરક હોય છે.
• આ પ્રેરક અસર C – C, C – O અને O – H બંધમાં પ્રસરે છે. જેથી O – H બંધના ઇલેક્ટ્રૉન O ની નજીક અને H થી દૂર જાય છે અને O – H બંધ ધ્રુવીય O^δ- – H^δ+ બને છે. ઍસિડમાંથી H⁺ પ્રોટોન દૂર થવાની સરળતા Cl₃CCOOH માં મહત્તમ છે.
  
  (i) → (ii) → (iii) માં Cl ની સંખ્યા ઘટવાથી, O – H બંધના ઇલેક્ટ્રૉનને દૂર થવાની પ્રબળતા ઘટી ઍસિડીક પ્રબળતા ઘટતી જાય છે.

(b) CH₃CH₂COOH > (CH₃)₂ CHCOOH > (CH₃)₃C COOH : તેઓમાં આલ્કાઇલ સમૂહો ઇલેક્ટ્રૉન અપાકર્ષક (+) પ્રેરક અસર ધરાવે છે. આલ્કાઇલ સમૂહ -CH₃ ની સંખ્યા વધે તેમ ઇલેક્ટ્રૉન અપાકર્ષણની માત્રા વધતી જાય છે. પરિણામે O – H ની નજીક ઇલેક્ટ્રૉન આવે છે, O – H બંધ નિર્બળ બને છે, H⁺ દાતા વૃત્તિ ઘટી ઍસિડિક પ્રબળતા ઘટે છે. -CH₃ની (+I) અસર નીચે પ્રમાણે બંધમાં પ્રસરે છે.

પ્રશ્ન 18.
નીચે દર્શાવલી પદ્ધતિઓના સિદ્ધાંતોને એક-એક ઉદાહરણ આપીને ટૂંકમાં વર્ણવો :
(a) સ્ફટિકીકરણ (b) નિસ્યંદન (c) ક્રોમેટોગ્રાફી
ઉત્તર:
(a) સ્ફટિકીકરણ સિદ્ધાંત : સંયોજનની દ્રાવ્યતા ઊંચા તાપમાન કરતાં નીચા તાપમાને ઓછી હોય છે અને દ્રાવણમાંથી શુદ્ધ સંયોજનના સ્ફટિક બને છે. અશુદ્ધ પદાર્થનું યોગ્ય દ્રાવકમાંથી દ્રાવણ બનાવી અશુદ્ધિઓ ગાળણથી દૂર કરાય છે. આ દ્રાવણને ગરમ કરી, સંતૃપ્ત બનાવી, ઠંડા પાડતાં મળતા સ્ફટિકને અલગ મેળવાય છે.

(b) નિસ્યંદન : તે પ્રવાહીને શુદ્ધ કરવા તથા પ્રવાહીના મિશ્રણને અલગ કરવાની પદ્ધતિ છે.
સિદ્ધાંત : દરેક પ્રવાહી કોઈ ચોક્કસ તાપમાને જ ઉકળે છે અને પ્રવાહી → બાષ્પ → પ્રવાહી સ્થિતિ મેળવે છે.
સામાન્ય નિસ્યંદનમાં ફ્લાસ્કમાં અશુદ્ધ પ્રવાહી અથવા પ્રવાહીઓના મિશ્રણને લેવામાં આવે છે. તેમનાં ઉત્કલનબિંદુ વચ્ચેનો ગાળો મોટો (20° સે.) વધારે હોવો જોઈએ. નિસ્યંદન લાસ્કમાં વધારે બાષ્પશીલ પ્રવાહી, શીતકમાં ઠારણ પામી અલગ પ્રાપ્ત થાય છે, તે શુદ્ધ હોય છે દા.ત. બેન્ઝિન- બ્રોમોબેન્ઝિન, ક્લોરોફોર્મ-ક્લોરોબેન્ઝિન વગેરેમાં મિશ્રણો આ રીતે અલગ કરી શકાય છે.

(c) ક્રોમેટોગ્રાફી : તે અધિશોષણ અને વિતરણના સિદ્ધાંતની ઉપર આધારિત છે. દરેક સંયોજન ચોક્કસ પ્રમાણમાં અવશોષણ પામે છે અથવા વિતરણ પામે છે. ક્રોમેટોગ્રાફી પદ્ધતિમાં સ્થાયી અને ગતિશીલ તેવી બે કલા હોય છે. અધિશોષણ પદ્ધતિમાં, અધિશોષિત પામતા સ્થાયી સંયોજનને (ઘનપ્રવાહી) લઈ, ગતિશીલ કલાના પ્રવાહીમાં રાખવાથી ભિન્ન માત્રામાં સંયોજન અવશોષાઈ, ભિન્ન અંતર કાપે છે.

વિતરણમાં સ્થાયીકલા ધન અને ગતિશીલ કલા પ્રવાહી અથવા વાયુ હોય છે. સંયોજનનું વિતરણ દ્રાવકમાં અલગ અલગ થઈને ઘટકો છૂટા પડે છે. સામાન્ય રીતે ક્રોમેટોગ્રાફીનો ઉપયોગ રંગીન દ્રવ્યોને અલગ કરવામાં થાય છે.

પ્રશ્ન 19.
જો બે સંયોજનની દ્રાવ્યતા દ્રાવક S માં ભિન્ન હોય તો તેમના અલગીકરણની પદ્ધતિનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર:

• એક જ દ્રાવકમાં બે સંયોજનની દ્રાવ્યતા ભિન્ન હોય તો તે બે સંયોજનનોને ‘‘વિભાગીય સ્ફટિકીકરણ” થી છૂટા પડાય છે.
• દ્રાવકમાં બન્ને સંયોજનો ઓગાળીને ગરમ સંતૃપ્ત દ્રાવણ બનાવો. આ દ્રાવણને ઠંડું પાડો. જે સંયોજનની દ્રાવ્યતા ઓછી હશે, તેનાં સ્ફટિક પ્રથમ બને છે. ગાળણ કરી સ્ફટિક અલગ મેળવો જે ઓછા દ્રાવ્ય સંયોજનના હોય છે.
• માતૃદ્રાવણ વધુ દ્રાવ્ય સંયોજન ધરાવે છે. આ દ્રાવણને સંકેન્દ્રિત કરી સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં ફેરવો. ઠંડું પાડો જેથી સ્ફટિકીકરણ થશે અને બીજા ઓછા દ્રાવ્ય સંયોજનના સ્ફટિક મળશે. ગાળણ કરી સ્ફટિક મેળવો જે બીજા સંયોજનના છે.

પ્રશ્ન 20.
નિસ્યંદન, નીચા દબાણે નિસ્યંદન અને વરાળ નિસ્યંદન વચ્ચેનો તફાવત જણાવો.
ઉત્તર:

નિસ્યંદન	નીચા દબાણે નિસ્યંદન	વરાળ નિસ્યંદન
(i) બે પ્રવાહીના ઉત્કલનબિંદુમાં મોટો (30° થી વધુ) તફાવત હોય તો તેમને અલગ પાડવા અને અશુદ્ધ પ્રવાહી શુદ્ધ કરવા નિસ્યંદન કરાય છે.	(i) જે પ્રવાહી ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામતું હોય તેના શુદ્ધીકરણ માટે નીચા દબાણે નિસ્યંદન કરાય છે.	(i) જે પ્રવાહીનું વરાળ નિસ્યંદન થઈ શકતું હોય અને ઉત્કલનબિંદુ ઊંચુ હોય તેનું શુદ્ધીકરણ વરાળ નિસ્યંદન પદ્ધતિથી કરાય છે.
(ii) આ રીતે દરેક શુદ્ધ પ્રવાહી સીધું જ પ્રાપ્ત થાય છે.	(ii) આ રીતે પણ શુદ્ધ પ્રવાહી મળે છે.	(ii) આ રીતમાં પાણી અને પ્રવાહીનું મિશ્રણ મળે છે, જેને ભિન્નકારી ગળણીથી અલગ કરાય છે.
(iii) આ પદ્ધતિમાં ફ્લાસ્કમાં દબાણ ઘટાડવું પડતું નથી.	(iii) આ પદ્ધતિમાં દબાણ ઘટાડવું પડે છે.	(iii) આ પદ્ધતિમાં પાણીની વરાળ પસાર કરવી પડે છે.

પ્રશ્ન 21.
લેસાઇન કસોટીનું રસાયણવિજ્ઞાન ચર્ચો,
ઉત્તર:
લેસાઇન કસોટી વડે કાર્બનિક સંયોજનનમાં રહેલા નાઇટ્રોજન (N), સલ્ફર (S), હેલોજન (Cl, Br, I) અને ફૉસ્ફરસ (P) તત્ત્વોની પરખ કરવામાં આવે છે.

(a) લેસાઇન દ્રાવણની બનાવટ અને કાર્બનિક સંયોજનમાં રહેલાં તત્ત્વો (N, X, S) નું આયનીય સ્વરૂપમાં પરિવર્તન : કાર્બનિક સંયોજનોને, સોડિયમ ધાતુની સાથે પિગલિત કરવાથી કાર્બનિક સંયોજનમાંના કાર્બન અને હાઇડ્રોજન સિવાયનાં તત્ત્વોનું આયનીય સ્વરૂપમાં રૂપાંતર થતા નીચેની પ્રક્રિયાઓ થાય છે.

લેસાઇન કસોટીમાં નાઇટ્રોજન, સલ્ફર, અને હેલોજન તત્ત્વોનું અનુક્રમે આયનીય સંયોજનો સોડિયમ સાયનાઇડ (NaCN), સોડિયમ સલ્ફાઇડ (Na₂S) અને સોડિયમ હેલાઇડ (NaX) માં પરિવર્તન થાય છે.

(b) નાઇટ્રોજનની કસોટી :
રીત : આયર્ન(II) સલ્ફેટ (FeSO₄) ના દ્રાવણમાં સોડિયમ પિગલન નિષ્કર્ષ ઉમેરી ઉકાળો. તેમાં H₂SO₄ નું સાંદ્ર દ્રાવણ ઉમેરી ઍસિડીક બનાવો.
અવલોકન : પ્રુશિયન બ્લૂ રંગ દેખાય
અનુમાન : નાઇટ્રોજન ચોક્કસ હાજર
પ્રક્રિયા :
(i) સૌપ્રથમ સોડિયમ સાયનાઇડ, આયર્ન-(II) સલ્ફેટની સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ હેક્સાસાયનોફેરેટ-(II) બનાવે છે.

(ii) તેને સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની સાથે ગરમ કરવાથી આયર્ન (II) નું આયર્ન (III) માં ઑક્સિડેશન થાય છે. આ આયર્ન (III) ની હેક્ઝાસાયનોફેરેટ(II) આયનની સાથે પ્રક્રિયા થઇને આયર્ન (III), હેક્ઝાસાયનોફેરેટ(II), (ફેરિફેરો સાયનાઇડ) બને છે, જે પ્રુશિયન બ્લૂ રંગનો હોય છે.

(c) સલ્ફરની કસોટી : સલ્ફરની હાજરી નક્કી કરવા નીચેની બે કોટીઓ કરાય છે.
(i) સોડિયમ પીગલન નિષ્કર્ષણમાં ઍસિટિક ઍસિડ ઉમેરીને, ઍસિડિક બનાવો પછી તેમાં લેંડ ઍસિટેટનું દ્રાવણ ઉમેરો. જો કાળા અવક્ષેપ મળે તો તે સંયોજનમાં સલ્ફર હાજર છે તેવું દર્શાવે છે.

(ii) સોડિયમ પીગલન નિષ્કર્ષમાં સોડિયમ નાઇટ્રોસાઇડનું દ્વાવણ ઉમેરતાં દ્વાવણ જાંબલી રંગનું થાય તો તે સંયોજન સલ્ફર ધરાવે છે. તેવું દર્શાવે છે.

જો કાર્બનિક સંયોજન નાઇટ્રોજન (N) અને સલ્ફર (S) બન્ને ધરાવતું હોય તો ઃ તો સોડિયમ પિગલનમાં સોડિયમ થાયોસાયનેટ (NaSCN) બને છે.
Na + C + N + S → NaSCN
જેને આયર્ન(II) સલ્ફેટની સાથે ગરમ કરવાથી રુધિર જેવા લાલ રંગનો સંકીર્ણ બને છે પણ પ્રુશિયન બ્લૂ રંગ બનતો નથી. અહીં આયર્ન(III) આયન અને થાર્યોસાયનેટ આયન (SCN^–) વચ્ચે પ્રક્રિયા થાય છે.

નોંધ : જો સોડિયમ સાથે પિગલન કરતી વખતે વધારે પ્રમાણમાં સોડિયમ લેવામાં આવો તો, સોડિયમ થાયોસાયનેટનું સોડિયમ સાયનાઇડ અને સોડિયમ સલ્ફાઇડમાં વિઘટન થઈ જાય છે તથા CN^– અને S^2- ની સામાન્ય કસોટીઓ મળે છે.
NaSCN + 2Na → NaCN + Na₂S

(d) સંયોજનમાંના હેલોજનની કસોટી : સોડિયમ ધાતુ સાથે કાર્બનિક સંયોજનનું પીગલન કરવાથી સોડિયમ હેલાઇડ (NaX) બનેલ હોય છે. આ દ્રાવણ બેઝિક હોય છે. આ દ્રાવણમાં નાઇટ્રિક ઍસિડનું મંદ દ્રાવણ ઉમેરી ઍસિડિક બનાવ્યા પછીથી સિલ્વર નાઇટ્રેટનું દ્રાવણ ઉમેરાય છે. પરિણામે AgX ના અવક્ષેપ બને છે.
Ag⁺ + X^– → AgX ↓
(i) જો સફેદ અવક્ષેપ બને અને તે અધિક એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડમાં દ્રાવ્ય બને તો ક્લોરિનની હાજરી હોય છે.
(ii) જો આછા પીળા અવક્ષેપ બને અને એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડમાં અલ્પ દ્રાવ્ય હોય તો તે બ્રોમિનની હાજરી દર્શાવે છે.
(iii) જો પીળા અવક્ષેપ એમોનિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડમાં અદ્રાવ્ય હોય તો તે આયોડિનની હાજરી સૂચવે છે.

નોંધ : જો સંયોજનમાં હેલોજન ઉપરાંત નાઇટ્રોજન અને સલ્ફર તત્ત્વો હાજર હોય તો, તેમની હાજરી હેલોજનની સિલ્વર નાઇટ્રેટ સાથેની કસોટીમાં અડચણ ઊભી કરે છે. આ અડચણ ન આવે તે માટે – સોડિયમ પિગલન નિષ્કર્ષણમાં પ્રથમ સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડ ઉમેરી, ઉકાળવામાં આવે છે; જેથી બનેલા સોડિયમ સાયનાઇડ અને સોડિયમ સલ્ફાઇડનું વિઘટન થઈ દૂર થાય છે.

(e) કાર્બનિક સંયોજનમાંના ફૉસ્ફરસની કસોટી : કાર્બનિક સંયોજનને સોડિયમ પેરૉક્સાઇડ (Na₂O₂) ની સાથે ગરમ કરવાથી, સંયોજનમાં રહેલા ફૉસ્ફરસનું ફૉસ્ફેટમાં ઑક્સિડેશન થાય છે. મળતા ફૉસ્ફેટવાળા દ્રાવણને નાઇટ્રિક ઍસિડની સાથે ઉકાળીને તેમાં એમોનિયમ મોલિબ્સેટનું દ્રાવણ ઉમેરવાથી પીળા રંગના અવક્ષેપ મળે તો તે સંયોજનમાં ફૉસ્ફરસની હાજરી સૂચવે છે.

પ્રશ્ન 22.
કાર્બનિક સંયોજનમાં રહેલા નાઈટ્રોજન તત્ત્વના પરિમાપન માટેની (1) માની પદ્ધતિ અને (ii) જેલ્ડાહલ પદ્ધતિના સિદ્ધાંતો વચ્ચેનો ભેદ સ્પષ્ટ કરો.
ઉત્તર:
(i) ચૂમાની પદ્ધતિમાં કાર્બનિક સંયોજનને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડના વાતાવરણમાં કૉપર(II) ઑક્સાઇડની સાથે ગરમ કરવાથી CO₂, H₂O અને N, વાયુનું મિશ્રણ મળે છે. જેમાં N₂ ઉપરથી N₂ ગણાય છે.

(ii) જયારે જૅલ્ડાહલ પદ્ધતિમાં કાર્બનિક સંયોજનને સાંદ્ર H₂SO₄ ની સાથે થોડાક K₂SO₄ અને Hg ઉદ્દીપકની હાજરીમાં ગરમ કરાય છે. જેથી નાઈટ્રોજનનું એમોનિયમ સલ્ફેટમાં રૂપાંતર થાય છે, પછી તેને NaOH સાથે ગરમ કરી NH₃ મેળવાય છે. NH₃ ઉપરથી નાઈટ્રોજનનું પ્રમાણ ગણાય છે.

પ્રશ્ન 23.
કાર્બનિક સંયોજનમાંના હેલોજન, સલ્ફર અને ફૉસ્ફરસના પરિમાપન માટેની પદ્ધતિના સિદ્ધાંતની ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:
(a) હેલોજન (Cl, Br, I) નું પરિમાપન ઃ ચોક્કસ જથ્થાના કાર્બનિક સંયોજનને કેરિયસ નળીમાં સિલ્વર નાઈટ્રેટની હાજરીમાં માયમાન નાઈટ્રિક ઍસિડની સાથે ગરમ કરવાથી હેલોજનમાંથી સિલ્વર હેલાઈડ (AgX) બને છે. જે અવક્ષેપ ધોઈ, શુષ્ક કરી તેનું વજન કરાય છે.

(b) સલ્ફરનું પરિમાપન : ચોક્કસ જથ્થાના કાર્બનિક સંયોજનને :
માયમાન નાઈટ્રિક ઍસિડની સાથે ગરમ કરવાથી સલ્ફરનું બેરિયમ સલ્ફેટમાં ઑક્સિડેશન થાય છે. બેરિયમ સલ્ફેટના અવક્ષેપ ગાળી, ધોઈ, શુષ્ક કરીને વજન કરાય છે.

∴ S = BaSO₄
32 g = 233 g
સંયોજનનું દળ = m ગ્રામ
BaSO₄ નું દળ = m₁ ગ્રામ
% S = \(\frac{32}{233} \times \frac{m_1}{m}\) × 100

(c) ફૉસ્ફરસનું પરિમાપન : ચોક્કસ જથ્થાના કાર્બનિક સંયોજનને નાઈટ્રિક ઍસિડની સાથે ગરમ કરવાથી ફૉસ્ફરસનું રૂપાંતર ફોસ્ફોરિક ઍસિડમાં થાય છે. જેમાં એમોનિયા અને એમોનિયમ મોલિબ્ડેટ ઉમેરી એમોનિયમ ફોસ્ફોમોલિબ્ડેટમાં અવક્ષેપન કરાય છે. જે અલગ કરી, શુષ્ક બનાવી તેનું વજન કરાય છે.
% P = \(\frac{31 \times m_1 \times 100}{1877 \times m}\)
જ્યાં m₁ = સંયોજનનું દળ ગ્રામમાં
m = (NH₄)₃PO₄MoO₃નું દળ ગ્રામમાં
m = (NH₄)₃PO₄MoO₃ નું આણ્વિય દળ = 1877 g
– જો ફૉસ્ફરસનું પરિમાપન Mg₂P₂O₇ તરીકે કર્યું હોય તો,
% P = \(\frac{62}{222} \times \frac{m_1}{m}\) × 100
જ્યાં, 62 = બે Pનું દળ
≡ Mg₂P₂O₂ નું આણ્વીય દળ = 222 g

પ્રશ્ન 24.
પેપર ક્રોમેટોગ્રાફીના સિદ્ધાંતને સમજાવો.
ઉત્તર:
પેપર ક્રોમેટોગ્રાફી તે સૌથી સરળ ક્રોમેટોગ્રાફી છે. તેમાં પેપર તે સ્થાયી કલા છે. પેપર તે સેલ્યુલોઝનું બનેલું હોય છે. અને તેમાં ગતિશીલ કલાનું પ્રવાહી સરળતાથી ગતિ કરી શકે છે.

શુદ્ધ પ્રવાહી તો એક સમાન વેગથી પેપર ઉપ૨ ગતિ કરે છે. પેપર ઉપર સંયોજનના મિશ્ર દ્રાવણનું બિંદુ રાખવાથી તે દ્રાવકમાં ગતિશીલ કલા બને છે. આ સંયોજન અવશોષિત છે. કેશાકર્ષણના સિદ્ધાંત પ્રમાણે પેપર ઉપર અવશોષણ પામી સંયોજનો ઉપર ચડે છે; પણ તેઓનું વિતરણ ભિન્ન થવાથી ભિન્ન ઊંચાઈએ, ભિન્ન સંયોજનો પહોંચે છે અને મિશ્રણમાંથી અલગ પડે છે.

પ્રશ્ન 25.
નાઇટ્રોજન, સલ્ફર અને હેલોજનની પરખ માટે કાર્બનિક પદાર્થનું સોડિયમ ધાતુ સાથે પીગલન કરવાનું કારણ સમજાવો.
ઉત્તર:
કાર્બનિક સંયોજનમાં રહેલાં નાઇટ્રોજન, સલ્ફર અને હેલોજન તત્ત્વો સહસંયોજક બંધ બનાવીને જોડાયેલાં હોય છે અને તેથી આયનીય પ્રક્રિયા આપી શકતાં નથી; આ તત્ત્વોને આયનીય સ્વરૂપમાં જ આયનિક પ્રક્રિયાઓ કરીને ઓળખી શકાય છે. આ તત્ત્વોને આયનીય સ્વરૂપમાં ફેરવવા માટે સક્રિય સોડિયમ ધાતુઓ સાથે પીગાળવામાં આવે છે. આથી નાઇટ્રોજનમાંથી NaCN, સલ્ફરમાંથી Na₂S અને હેલોજનમાં NaX જેવા આયનીય સંયોજનો બને છે.

પ્રશ્ન 26.
કેલ્શિયમ સલ્ફેટ અને કપૂરના (Camphor) મિશ્રણના અલગીકરણ માટે યોગ્ય પદ્ધતિનું નામ જણાવો.
ઉત્તર:
કૅલ્શિયમ સલ્ફેટ અને કપૂરના મિશ્રણના અલગીકરણ માટે ઊર્ધ્વપાતન પદ્ધતિ યોગ્ય છે.

પ્રશ્ન 27.
વરાળ નિસ્યંદન દરમિયાન કાર્બનિક પ્રવાહી તેના ઉત્કલનબિંદુથી નીચા તાપમાને શા માટે ઊકળે છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:
વરાળ નિસ્યંદનમાં પ્રવાહીમાં પાણીની વરાળ પસાર કરાય છે; જેથી તેમાંથી પાણી અને પ્રવાહીના મિશ્રણની વરાળ બહાર નીકળી ઠારણ પામતી હોય છે. પાણીની બાષ્પનું તાપમાન 373 K હોય અને તે જ તાપમાને પ્રવાહી પણ ઉકળતું હોવાથી પ્રવાહીનું ઉત્કલનબિંદુ 373 K જેટલું નીચું હોય છે. “1 વાતાવરણ દબાણે પ્રવાહી ઉકળતું હોવાથી તેનું ઉત્કલનબિંદુ ઓછું હોય છે.”

પ્રશ્ન 28.
શું CCl₄ ને સિલ્વર નાઇટ્રેટની સાથે ગરમ કરવાથી AgCl ના સફેદ અવક્ષેપ મળશે ? તમારા ઉત્તરના કારણો આપો.
ઉત્તર:
AgCl ના અવક્ષેપ બનશે નહીં. કારણ કે CCl₄ તે અવીય, સહસંયોજક કાર્બનિક સંયોજન છે અને સિલ્વર નાઇટ્રેટ તે આયનીય અકાર્બનિક સંયોજન છે; જેથી તેમની વચ્ચે પ્રક્રિયા થતી નથી અને AgCl ના અવક્ષેપ બનતા નથી.
CCl₄ + AgNO₃ → પ્રક્રિયા થતી જ નથી.

પ્રશ્ન 29.
કાર્બનિક સંયોજનમાં રહેલા કાર્બનના પરિમાપન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ વાયુને શા માટે પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના દ્રાવણમાં શોષવામાં આવે છે ?
ઉત્તર:
કારણ કે કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ (CO₂) એસિડિક વાયુ છે. પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ તે પ્રબળ બેઇઝ છે. જેથી તે કાર્બન ડાયૉક્સાઇડને શોષી શકે છે અને પ્રક્રિયા તરત જ કરી શકે છે.

આના પરિણામે શોષાયેલા CO₂ નું વજન પણ ગણી શકાય છે.

પ્રશ્ન 30.
સલ્ફરની પરખ માટેની લેડ એસિટેટ કસોટી દરમિયાન સોડિયમ પીગલન નિષ્કર્ષને ઍસિડિક બનાવવા માટે સલ્ફ્યુરિક એસિડનો ઉપયોગ ન કરતાં ઍસિટિક એસિડનો ઉપયોગ શા માટે કરવામાં આવે છે ?
ઉત્તર:

• જો સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ ઉમેરવામાં આવે તો, તે ઉમેરવામાં આવતા લૅડ ઍસિટેટની સાથે પ્રક્રિયા કરીને લૅડ સલ્ફેટના અવક્ષેપ આપે છે.

• આમ, H₂SO₄ પોતે જ પ્રક્રિયા કરતો હોવાથી તેને ઉમેરીને દ્રાવણ ઍસિડિક બનાવી શકાય નહીં, માટે CH₃COOH ઉમેરીને દ્રાવણ ઍસિડિક કરાય છે.

પ્રશ્ન 31.
એક કાર્બનિક સંયોજનમાં 69% કાર્બન અને 4.8% હાઇડ્રોજન અને બાકીનો ઑક્સિજન છે. આ સંયોજનના 0.20 g નું સંપૂર્ણ દહન થઈને ઉત્પન્ન થતાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણીના દળની ગણતરી કરો.
ઉત્તર:

• પાણીના દળની ગણતરી
  % H = \(\frac{2}{18} \times \frac{m_1 \times 100}{m}\)
  જ્યાં %H = 4.8, સંયોજનનું દળ m = 0.2 ગ્રામ,
  H₂O નું દળ = m₁ ગ્રામ
  ∴ m₁ = \(\frac{\% \mathrm{H} \times 18 \times \mathrm{m}}{100 \times 2}=\frac{4.8 \times 18 \times 0.2}{100 \times 2}\)
  = 0.0864 ગ્રામ H₂O
• CO₂ ના દળની ગણતરી,
  % C = \(\frac{12}{44} \times \frac{m_2 \times 100}{m}\)
  જ્યાં, m₂ = CO₂ નું દળ %C = 69
  m = સંયોજનનું દળ
  = 0.2 ગ્રામ
  ∴ 69 = \(\frac{12}{44} \times \frac{\mathrm{m}_2 \times 100}{0.2}\)
  ∴ m₂ = \(\frac{69 \times 0.2 \times 44}{100 \times 12}\) = 0.506 ગ્રામ

પ્રશ્ન 32.
0.5g કાર્બનિક પદાર્થનું જૅલ્કાહલ પદ્ધતિથી પરિમાપન કરતાં ઉત્પન્ન થતાં એમોનિયા વાયુને 50 mL 0.5M H₂SO₄ માં શોષવામાં આવ્યો. બાકી રહેલા ઍસિડના તટસ્થીકરણ માટે 60 mL 0.5M સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની જરૂર પડી તો, સંયોજનમાં નાઈટ્રોજનનું ટકાવાર પ્રમાણ ગણો.
ઉત્તર:

• પ્રારંભમાં લીધેલો H₂SO₄ = 50 mL 0.5M
  જરૂરી NaOH = = 60 mL 0.5M
  ∴ વધેલો H₂SO₄ = 30 mL 0.5M H₂SO₄
  વપરાયેલ H₂SO₄ = (50 – 30) = 20 mL 0.5 H₂SO₄
  ≡ 40 mL 0.5M NH₃
• 1000 mL 1M NH₃ = 17 g NH₃ = 14g નાઈટ્રોજન
  40 ml. 0.5M NNH₃ =
  = \(\frac{40 \mathrm{~mL} \times 0.5 \mathrm{M} \times 14 \mathrm{~g}}{1000 \mathrm{~mL} \times 1 \mathrm{M}}\) = 0.280 g નાઈટ્રોજન
  % N = \(\frac{0.280 \times 100}{0.5}\) = 56
  ∴ નાઈટ્રોજનના ટકા = 56

પ્રશ્ન 33.
ક્લોરિનયુક્ત 0.3780 g કાર્બનિક સંયોજન કેરિયસ પદ્ધતિ દરમિયાન 0.5740 g સિલ્વર ક્લોરાઈડ આપે છે. સંયોજનમાં હાજર રહેલા ક્લોરિનનું ટકાવાર પ્રમાણ ગણો.
(Ag = 108, Cl = 35.5)
ઉત્તર:

AgCl નું આણ્વીય દળ = 108 + 35.5
= 143.5 g
143.5 g AgCl માં 35.5 g ક્લોરિન હોય.
∴ 0.5740 g AgCl માં
ક્લોરિન = \(\frac{35.5 \times 0.5740}{143.5}\) ગ્રામ
% Cl = \(\frac{35.5}{143.5} \times \frac{0.5740}{0.3780}\) × 100
= 37.5661 = 37.57

પ્રશ્ન 34.
કેરિયસ પદ્ધતિ દ્વારા સલ્ફરના પરિમાપન દરમિયાન 0.468 g કાર્બનિક પદાર્થમાંથી 0.668 g બેરિયમ સલ્ફેટ પ્રાપ્ત થાય છે. તો આપેલા સંયોજનમાં સલ્ફરનું ટકાવાર પ્રમાણ ગણો. (Ba = 137, S = 32, 0 = 16)
ઉત્તર:
BaSO₄ = 137 + 32 (16 × 4)
= 233 g

જેથી 233 g BaSO₄ માં 32 g સલ્ફર,
∴ 0.668 g BaSO₄ માં
સલ્ફર = \(\frac{32 \times 0.668}{233}\) ગ્રામ
સલ્ફરનું પ્રમાણ = \(\frac{32}{233} \times \frac{0.668}{0.468}\) × 100 = 19.60 %

GSEB Class 11 Chemistry કાર્બનિક રસાયણવિજ્ઞાન – કેટલાક પાયાના સિદ્ધાંતો અને પદ્ધતિઓ NCERT Exemplar Questions

I. બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (પ્રકાર – I)
નીચેના પ્રશ્નોમાં એક જ વિકલ્પ સાચો છે.

પ્રશ્ન 1.
નીચેનામાંથી કયું IUPAC નામ સાચું છે ?
(A) 3-ઇથાઇલ-4, 4-ડાયમિથાઇલહેપ્ટેન
(B) 4, 4-ડાયમિથાઇલ, 3-ઇથાઇલહેપ્ટન
(C) 5-ઇથાઇલ-4, 4-ડાયમિથાઇલહેપ્ટેન
(D) 4, 4-બિસ-(મિથાઇલ)-3-ઇથાઇલહેપ્ટેન
જવાબ
(A) 3-ઇથાઇલ-4, 4-ડાયમિથાઇલહેપ્ટેન
\

• અંગ્રેજી મૂળાક્ષર પ્રમાણે ઇથાઇલ પછી મિથાઇલ લખાય.
• બે CH₃ નો પૂર્વગ ડાય લખવો પડે.

પ્રશ્ન 2.
નું IUPAC નામ ………………… છે.
(A) 1-હાઇડ્રૉક્સિપેન્ટેન-1, 4-ડાયોન
(B) 1, 4-ડાયઑક્સોપેન્ટેનોલ
(C) 1-કાર્બોક્સિબ્યુટેન-3-ઑન
(D) 4-ઑક્સોપેન્ટેનોઈક ઍસિડ
જવાબ
(D) 4-ઑક્સોપેન્ટેનોઈક ઍસિડ

• -COOH અને -CO- સમૂહોમાંથી COOH ની ઉચ્ચ પસંદગી પ્રમાણે ઍસિડ છે; દીર્ઘતમ કાર્બન શૃંખલા (5) પ્રમાણે પેન્ટેનોઈક ઍસિડ છે.
• -CO સમૂહનો પૂર્વગ એ ઑક્સો અને ચોથા કાર્બન પ્રમાણે નામ (D) પ્રમાણે 4-ઑક્સોપેન્ટેનોઈક ઍસિડ છે.

પ્રશ્ન 3.
માટે IUPAC નામ કયું છે ?
(A) 1-ક્લોરો-2-નાઇટ્રો-4-મિથાઇલબેન્ઝિન
(B) 1-ક્લોરો-4-મિથાઇલ-2-નાઇટ્રોબેન્ઝિન
(C) 2-ક્લોરો-1-નાઇટ્રો-5-મિથાઇલબેન્ઝિન
(D) m-નાઇટ્રો-p-ક્લોરો ટૉલ્યુઇન
જવાબ
(B) 1-ક્લોરો-4-મિથાઇલ-2-નાઇટ્રોબેન્ઝિન

ઍરોમૅટિક સંયોજનના નામકરણ માટે વિસ્થાપનોના લઘુતમ ક્રમને મહત્તમ પસંદગી અપાય છે. અંગ્રેજી મૂળાક્ષર પ્રમાણે ક્લોરો પછી મિથાઇલ પછી નાઇટ્રો સમૂહ ક્રમશઃ લખાય.
ક્લોરોમિથાઇલ-નાઇટ્રોબેન્ઝિન નામ થાય. જેથી 1-ક્લોરો-4- મિથાઇલ-2-નાઇટ્રોબેન્ઝિન નામ સાચું છે.

પ્રશ્ન 4.
કાર્બન પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણમયતા તેમની સંકરણ અવસ્થા પર આધાર રાખે છે. નીચે દર્શાવેલ કાર્બનિક સંયોજનો પૈકી કયો ફૂદડીથી દર્શાવેલ કાર્બન સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ છે ?
(A) CH₃ – CH₂ – *CH₂ – CH₃
(B) CH₃ – *CH = CH – CH₃
(C) CH₃ – CH₂ – C ≡ *CH
(D) CH₃ – CH₂ – CH = *CH
જવાબ
(C) CH₃ – CH₂ – C ≡ *CH

પણ વિદ્યુતઋણતા ∝ s કક્ષકનું પ્રમાણ
∴ sp કાર્બન મહત્તમ વિદ્યુતઋણ હોય છે.

પ્રશ્ન 5.
નીચેનાં પૈકી કયાં સંયોજનોમાં ક્રિયાશીલ સમૂહ સમઘટકતા શક્ય નથી ?
(A) આલ્કોહૉલ
(B) આલ્ડિહાઇડ
(C) આલ્કાઇલ હેલાઇડ
(D) સાઇનાઇડ
જવાબ
(C) આલ્કાઇલ હેલાઇડ

“આમ આલ્ફાઇલ હેલાઇડ (X) નો સમૂહ સમઘટક શક્ય નથી.” જો કે X ને સ્થાન/શૃંખલા સમઘટક હોય છે.

પ્રશ્ન 6.
ફૂલોની સુવાસ તેમાં હાજર કેટલાક વરાળ બાષ્પશીલ કાર્બનિક સંયોજનોને લીધે હોય છે જેને સુગંધિત તેલ કહે છે. જે ઓરડાના તાપમાને પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે, પરંતુ બાષ્પકલામાં પાણીની બાષ્પ સાથે મિશ્ર થઈ શકે છે. ફૂલોમાંથી આ તેલનું નિષ્કર્ષણ કરવા માટેની યોગ્ય પદ્ધતિ કઈ છે ?
(A) નિસ્યંદન
(B) સ્ફટિકીકરણ
(C) નીચા દબાણે નિસ્યંદન
(D) વરાળ નિસ્યંદન
જવાબ
(D) વરાળ નિસ્યંદન
કારણ કે ફૂલોના સુગંધિત તેલ પાણીની વરાળમાં દ્રાવ્ય બની વાળની સાથે ફૂલોમાંથી બહાર અલગ થાય છે.

પ્રશ્ન 7.
કોર્ટ કેસની સુનાવણી દરમિયાન ન્યાયાધીશને શંકા ગઈ કે દસ્તાવેજમાં કેટલાક સુધારા કરવામાં આવેલ છે. તેમણે ફોરેન્સિક વિભાગમાં જુદી-જુદી જગ્યાએ ઉપયોગમાં લેવાયેલ શાહી અંગે પૂછ્યું, તો તમારા મતે કઈ પદ્ધતિ ઉત્તમ પરિણામ આપશે ?
(A) સ્તંભ ક્રોમેટોગ્રાફી
(B) દ્રાવક નિષ્કર્ષણ
(C) નિસ્યંદન
(D) પાતળા સ્તરની ક્રોમેટોગ્રાફી
જવાબ
(D) પાતળા સ્તરની ક્રોમેટોગ્રાફી
પાતળા સ્તર ક્રોમેટોગ્રાફી (TLC) પદ્ધતિમાં કાચની તકતીની ઉપ૨ અવશોષણ થઈ, ભિન્ન ઊંચાઈ દ્રાવક પ્રાપ્ત કરે છે. R_f ના મૂલ્ય ગણી ઘટકોને ઓળખી શકાય છે. આ પદ્ધતિમાં અલ્પ વજનના નમૂનાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે અને સરળતાથી તેઓ છૂટા પડે છે.

પ્રશ્ન 8.
પેપર ક્રોમેટોગ્રાફીમાં કયો સિદ્ધાંત સમાવિષ્ટ છે ?
(A) અવશોષણ
(B) વિતરણ
(C) દ્રાવ્યતા
(D) બાષ્પશીલતા
જવાબ
(B) વિતરણ
પેપર વિતરણ ક્રોમેટોગ્રાફીમાં સ્થાયી કલા પેપરને પ્રવાહી દ્રાવક કલામાં મુકાય છે. આ દ્રાવકની સાથે પેપર ઉપરના બિંદુમાં મૂકેલા અવશોષકના વિતરણ ભિન્ન માત્રામાં થાય છે. ભિન્ન ઊંચાઈએ દ્રવ્યો પહોંચી અલગ પડી જાય છે.

પ્રશ્ન 9.
નીચેના ધનાયનો માટે સ્થાયિતાનો સાચો ઊતરતો ક્રમ કયો છે ?

(A) II > I > III
(B) II > III > I
(C) III > I > II
(D) I > II > III
જવાબ
(A) II > I > III

આમ સ્થિરતાનો ક્રમ કેટાયન (II) > (I) > (III) છે.

પ્રશ્ન 10.
નું સાચું IUPAC નામ ………………….. છે.
(A) 2-ઇથાઇલ-3-મિથાઇલપેન્ટેન
(B) 3, 4-ડાયમિથાઇલહેકઝેન
(C) 2-દ્વિતીયક-બ્યુટાઈલબ્યુટેન
(D) 2, 3-ડાયમિથાઇલબ્યુટેન
જવાબ
(B) 3, 4-ડાયમિથાઇલહેકઝેન
આપેલા બંધારણને દીર્ઘતમ સરળ શૃંખલામાં લખતાં નીચે પ્રમાણે છે :

બે મિથાઇલ વિસ્થાપનો હોવાથી ડાયમિથાઇલ અને તેમનાં સ્થાને 3 અને 4 કાર્બન ઉપર છે.
∴ નામ 3,4- ડાયમિથાઇલહેક્ઝેન છે.

પ્રશ્ન 11.
નીચેનાં સંયોજનોમાં ફૂદડીથી દર્શાવેલ કાર્બન પૈકી કયાનો અપેક્ષિત ધન વીજભાર સૌથી વધારે હશે ?
(A) *CH₃ – CH₂ – Cl
(B) *CH₂ – CH₂ – Mg⁺Cl^–
(C) *CH₃ – CH₂ – Br
(D) *CH₃ – CH₂ – CH₃
જવાબ
(A) *CH₃ – CH₂ – Cl
(A) – Clસમૂહ તેની ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષક પ્રેરક અસરથી બંધના ઇલેક્ટ્રૉનને પોતાની તરફ આકર્ષી CH₃ ના કાર્બનને ધન બનાવે છે.

(B) *CH₃ – CH₂ – Mg⁺Cl^– માં ધાતુ Mg વિદ્યુત ધન હોવાથી ઇલેક્ટ્રૉનનું અપાકર્ષણ કરી *CH₃ ના *C નો ધનભાર ઘટાડે છે.

*(C) *CH₃ – CH₂ – Br માં Br ની (- I)ની પ્રબળતા Clની (- I)ની પ્રબળતા કરતાં ઓછી હોવાથી *CH₃CH₂Br માં કાર્બનને ઓછો ધન બનાવે છે.

(D) *CH₃ – CH₂ – CH₃ નું -CH₂CH₃ સમૂહ (+1) અસરથી ઇલેક્ટ્રૉન મુક્ત કરે છે અને *CH₃ ના Cની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે.
*CH₃ – CH₂ – Cl ના *CH₃ ના કાર્બનની ઉપર ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા લઘુતમ છે અને આ કાર્બન મહત્તમ ધન છે.

પ્રશ્ન 12.
આયનીય સ્વિસીઝ વીજભારના પ્રસારથી સ્થાયી બને છે. નીચેનામાંથી કો કાર્બોક્સિલેટ આયન સૌથી વધુ સ્થાયી છે ?

જવાબ

આ (D) મહત્તમ સ્થાયી છે.
(i) આ ચારેય કાર્બોક્સિલેટ આયનોમાં સસ્પંદનથી ઋણ વીજભારનું વિસ્તરણ થાય છે, જેમ O^–નું ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ આયનમાં ભિન્ન પરમાણુ ઉપર જાય છે.
આ સસ્પંદન બંધારણો નીચે પ્રમાણે છે :

સસ્પંદનમાં બે F ના કારણે d માં વીજભારનું મહત્તમ સ્થાયીકરણ થાય છે.

(ii) પ્રેરક અસર : Cl અને F તેમની (- I) અસરથી બંધના ઇલેક્ટ્રૉનને પોતાની તરફ આકર્ષે છે.

(d) માં બે Fની (- I) અસરથી વીજભાર મહત્તમ સ્થપાય છે.

પ્રશ્ન 13.
ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે : પ્રથમ તબક્કામાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરાય છે. નીચેની યોગશીલ પ્રક્રિયાના પ્રથમ તબક્કામાં બનતા મધ્યસ્થીના પ્રકારનું નામ
કયું છે ? H₃C – CH = CH₂ + H⁺ → ?
(A) 2° કાર્બનાયન
(B) 1° કાર્બોકેટાયન
(C) 2° કાર્બોકેટાયન
(D) 1° કાર્બનાયન
જવાબ
(C) 2° કાર્બોકેટાયન

“માર્કોવનીકોવનાં નિયમ પ્રમાણે પણ 2°- કાર્બોકેટાયન બનીને આ ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય છે.

પ્રશ્ન 14.
સહસંયોજક બંધનું વિખંડન બે પ્રકારે શક્ય છે : CH₃ – Brનું વિષમ વિભાજન દર્શાવતું સાચું નિરૂપણ કર્યું છે ?

જવાબ

• * C – Br બંધમાં Br ની વિદ્યુતઋણતા કાર્બન કરતાં વધુ છે.
• * C – Br બંધનું અસમવિભાજન થાય છે. C – Br બંધના બંને ઇલેક્ટ્રૉન ઋણ પરમાણુ Br ની ઉપર સ્થળાંતર પામીને જશે.
• * પરિણામે ધન આયન ⁺CH₃ અને ઋણ આયન Br^– બનશે.
• (A) ખોટું છે, કારણ કે તેમાં ઋણ Br તરફ બંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ નથી આવતું.

• (B) સાચું છે, કારણ કે તેમાં બંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ ઋણ
  Br ઉપર આવે છે અને C ધન તથા Br ઋણ બને છે.
• (C) ખોટું છે, કારણ કે તેમાં બંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ Br ઉપર જાય છે જયાં પછીથી CH₃ નો C ઋણ બને છે.
• (D) ખોટું છે, કારણ કે તેમાં સમવિભાજન છે. બંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મના ઇલેક્ટ્રૉન ભિન્ન પરમાણુઓની ઉપ૨ જાય છે.

પ્રશ્ન 15.
આલ્કીનમાં HCl ઉમેરવાની પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે : પ્રથમ તબક્કામાં H⁺ આયન ભાગ પર હુમલો કરે છે, જે કઈ રીતે દર્શાવાય છે ?

(D) આપેલી બધી જ રીતે
જવાબ

• આલ્કીનમાં HCl ઉમેરવાની પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં પૂર્ણ થતી ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી યોગશીલ પ્રકારની છે. HCl માંના ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી H⁺ ની હાજરીમાં આલ્કીનમાંના π બંધનું ઇલેક્ટ્રૉન વાદળ ધ્રુવીય બની, H⁺ તરફ આકર્ષાય છે. H⁺ વડે π બંધ તૂટી, H⁺ ઉમેરાઈને કાર્બોકેટાયન (I) બને છે.

• (A) સાચું નથી, કારણ કે તેમાં H⁺ વડે π બંધ ઉપ૨ હુમલો થાય છે.
• (C) ખોટું છે, કારણ કે તેમાં કાર્બન ઉપર H⁺ જોડાવાની અને π બંધના ઇલેક્ટ્રૉન કાર્બન ઉપર જવાની ક્રિયા છે.

બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (પ્રકાર – II)
નીચેના પ્રશ્નોમાં બે કે વધારે વિકલ્પો સાચાં હોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 1.
નીચેનામાંથી કયા સંયોજનના બધા જ કાર્બન પરમાણુની સંકરણ અવસ્થા સમાન છે ?
(A) H – C ≡ C – C ≡ C – H
(B) CH₃ – C ≡ C – CH₃
(C) CH₂ = C = CH₂
(D) CH₂ = CH – CH = CH₂
જવાબ
((A) H – C ≡ C – C ≡ C – H, (D) CH₂ = CH – CH = CH₂)

પ્રશ્ન 2.
નીચે આપેલા નિરૂપણો પૈકી કયામાં સમૂહ / પરમાણુની અવકાશીય ગોઠવણી આપેલા બંધારણ A કરતાં અલગ છે ?


જવાબ
(A, C, D)

પ્રશ્ન 3.
ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપ ધરાવતી સ્વિસીઝ હોય છે. નીચેના પૈકી કયું જૂથ ફક્ત ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી ધરાવે છે ?
(A) BF₃, NH₃, H₂O
(B) AlCl₃, SO₃, \(\mathrm{NO}_2^{+}\)
(C) \(\mathrm{NO}_2^{+}, \mathrm{CH}_3^{+}, \mathrm{CH}_3-\stackrel{+}{\mathrm{C}}\) = O
(D) \(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5^{-}, \dot{\mathrm{C}}_2 \mathrm{H}_5, \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5^{+}\)
જવાબ
((B) AlCl₃, SO₃, \(\mathrm{NO}_2^{+}\), (C) \(\mathrm{NO}_2^{+}, \mathrm{CH}_3^{+}, \mathrm{CH}_3-\stackrel{+}{\mathrm{C}}\) = O)
(A) માં NH₃ અને H₂O ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી નથી.
(D) માં \(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5^{-}\) અને \(\dot{\mathrm{C}}_2 \mathrm{H}_5\) ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી નથી.
(B) તથા (C) માંના બધા જ ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી છે.
નોંધ : નીચેનાં ચાર સંયોજનોને ધ્યાનમાં રાખી પ્રશ્ન-નંબર 19 અને 20 ના ઉત્તર આપો :

પ્રશ્ન 4.
નીચેના પૈકી કઈ જોડ સ્થાન સમઘટકો છે ?
(A) I અને II
(B) II અને III
(C) II અને IV
(D) III અને IV
જવાબ
(B) II અને III

પ્રશ્ન 5.
નીચેનામાંથી કઈ જોડ ક્રિયાશીલ સમૂહ સમઘટક નથી ?
(A) II અને III
(B) II અને IV
(C) I અને IV
(D) I અને II
જવાબ
((A) II અને III, (C) I અને IV)

બંને સમાન 5 કાર્બન ધરાવતા કિટોન હોવાથી સ્થાન સમઘટકો છે, સમૂહ સમઘટક નથી.

• (C) (I) અને (IV) બંને આલ્ડિહાઈડ છે, પણ સ્થાન સમઘટક નથી.
• (I) માં શૃંખલા છે જેથી આ (I) અને (IV) સ્થાન સમઘટક તરીકે લઈ શકાય નહીં.
  ટૂંકમાં, (I) આલ્ડિહાઈડ (II) કિટોન
  (III) કિટોન (IV) આલ્ડિહાઈડ છે.
• (A) II, III – તે સમૂહ સમઘટક નથી.
  (B) II, IV – તે સમૂહ સમઘટક છે.
  (C) I, IV – તે સમૂહ સમઘટક નથી.
  (D) I, II – તે સમૂહ સમઘટક છે.

પ્રશ્ન 6.
કેન્દ્રાનુરાગી સ્પિસીઝ પાસે શું હોવું જરૂરી છે ?
(A) દાન કરી શકાય તેવું ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ
(B) ધન વિદ્યુતભાર
(C) ઋણ વિદ્યુતભાર
(D) ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપ ધરાવતાં ઘટકો
જવાબ
((A) દાન કરી શકાય તેવું ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ, (C) ઋણ વિદ્યુતભાર)

પ્રશ્ન 7.
અતિસંયુગ્મન આકર્ષણમાં કર્યું વિસ્થાનીકૃત થાય છે ?
(A) અસંતૃપ્ત પ્રણાલીના પરમાણુ સાથે સીધા જોડાયેલા આલ્કાઇલ સમૂહના કાર્બન-હાઈડ્રોજન σ-બંધના ઇલેક્ટ્રૉન.
(B) ધન વીજભારિત કાર્બન પરમાણુ સાથે સીધા જોડાયેલા આલ્કાઇલ સમૂહના કાર્બન-હાઈડ્રોજન σ-બંધના ઇલેક્ટ્રૉન.
(C) કાર્બન-કાર્બન π બંધના ઇલેક્ટ્રૉન.
(D) અબંધકારક ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ
જવાબ
((A) અસંતૃપ્ત પ્રણાલીના પરમાણુ સાથે સીધા જોડાયેલા આલ્કાઇલ સમૂહના કાર્બન-હાઈડ્રોજન σ-બંધના ઇલેક્ટ્રૉન., (B) ધન વીજભારિત કાર્બન પરમાણુ સાથે સીધા જોડાયેલા આલ્કાઇલ સમૂહના કાર્બન-હાઈડ્રોજન σ-બંધના ઇલેક્ટ્રૉન.)

III. ટૂંક જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો
નોંધ : પ્રશ્ન-23 થી 26ના ઉત્તર બંધારણ I થી VIIને ધ્યાનમાં રાખી આપો.
(I) CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – OH

(V) CH₃ – CH₂ – O – CH₂ – CH₃
(VI) CH₃ – O – CH₂ – CH₂ – CH₃

પ્રશ્ન 1.
ઉપર્યુક્ત સંયોજનો પૈકી કઈ જોડ મેટામર્સ બનાવશે ?
ઉત્તર:

(V) ઈથોક્સિ ઈથેન અને (VI) મિથોક્સિ પ્રોપેન -O- સ્થાન બદલાતું હોવાથી મેટામર છે.
(VI) મિથોક્સિ પ્રોપેન અને (VII) મિથોક્સિ આઈસોપ્રોપેનમાં ઈથર -O- આસપાસ કાર્બન રચના ભિન્ન છે.

પ્રશ્ન 2.
ક્રિયાશીલ સમૂહ સમઘટક ધરાવતી સંયોજનોની જોડ ઓળખો.
ઉત્તર:

• સમૂહ સમઘટકોનાં અણુસૂત્ર સમાન હોય પણ ક્રિયાશીલ સમૂહ ભિન્ન હોય છે.
  (I) અને (V) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
  (I) અને (VI) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
  (I) અને (VII) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
• (II) અને (V) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
  (II) અને (VI) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
  (II) અને (VII) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
• (III) અને (V) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
  (III) અને (VI) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
  (III) અને (VII) અનુક્રમે આલ્કોહૉલ અને ઈથર છે.
  આ બધાં જ C₄H₁₀O ના સમઘટકો આલ્કોહૉલ કે ઈથર સમૂહ ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 3.
સ્થાન સમઘટક દર્શાવતી સંયોજનોની જોડ કઈ છે ?
ઉત્તર:

• તેઓમાં ક્રિયાશીલ સમૂહ સમાન હોય પણ સમૂહનું સ્થાન ભિન્ન હોય છે.
• (I) અને (II) સ્થાન સમઘટકો છે.

 

• નીચેનાં બંનેમાં સમાન સમૂહ છે પણ કાર્બન શૃંખલા ભિન્ન હોવાથી શૃંખલા સમઘટકો છે.

• (VI) અને (VII) બંને ઈથર છે. પણ તેઓમાં કાર્બન શૃંખલા ભિન્ન હોવાથી (VI) અને (VII) શૃંખલા સમઘટકો છે.

પ્રશ્ન 4.
શૃંખલા સમઘટક દર્શાવતી સંયોજનની જોડ કઈ છે ?
ઉત્તર:
તેઓ સમાન સમૂહ પણ ભિન્ન કાર્બન શૃંખલા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 5.
કાર્બનિક સંયોજનમાં હેલોજનની કસોટીમાં સોડિયમ પિગલન નિષ્કર્ષને (લેસાઈન કસોટી) મંદ HNO₃ વડે એસિડિક કર્યા બાદ AgNO₃ ઉમેરવામાં આવે છે. જો વિધાર્થી સોડિયમ પિગલન નિષ્કર્ષને મંદ HNO₃ ને બદલે H₂SO₄ વડે ઍસિડિક કરે, તો શું થશે ?
ઉત્તર:
જો H₂SO₄ ઉમેરી ઍસિડિક બનાવાય તો AgNO₃ માંથી Ag₂SO₄ બને છે.
2AgNO₃ + H₂SO₄ → Ag₂SO₄ + 2HNO₃
અહીં Ag₂SO₄ ની દ્રાવ્યતા ઓછી હોવાથી સફેદ અવક્ષેપ પ્રાપ્ત થાય છે. જેને AgCl ના અવક્ષેપ ગણી લેવાની સંભાવના હોય છે. જેથી ખોટી ધારણા પરિણામ બની શકે છે.

પ્રશ્ન 6.
H₂C = C = CH₂ માં પ્રત્યેક કાર્બનનું સંકરણ કર્યું હશે ?
ઉત્તર:

• CH₂ = C = CH₂ તે C₃H₄ અણુસૂત્રવાળો એલીન છે.

• એક દ્વિબંધ (π બંધ) ધરાવતા C₁ અને C₃ નું sp² સંકરણ છે.
• પણ બે દ્વિબંધ (બે π બંધ) C₂ ની સાથે હોવાથી તેનું સંકરણ sp પ્રકારનું છે.

• કાર્બન C₂ ની 2p_y તથા 2p_z કક્ષકો સંકરણમાં ભાગ નથી લેતી ફક્ત 2p_x જ સંકરણ પામે છે, C₂ નું sp સંકરણ છે.

પ્રશ્ન 7.
સમજાવો : કાર્બનિક સંયોજનોમાં કાર્બન પરમાણુની વિધુતઋણમયતા તેની સંકરણ અવસ્થા સાથે કઈ રીતે સંબંધિત છે.
ઉત્તર:
કાર્બનના સંયોજકતા કોષમાં 2s અને 2p કક્ષકો છે. આમાંથી 2s કક્ષક ગોળાકાર અને કેન્દ્રથી વધારે નજીક હોવાથી કેન્દ્ર તરફ પ્રબળ આકર્ષણ ધરાવે છે. આના પરિણામે 2s ની વિદ્યુત-ઋણમયતા કરતાં 2p ની વિદ્યુતઋણમયતા ઓછી હોય છે.
સંકર કક્ષકોમાં જેમ 2s નું પ્રમાણ વધારે માત્રામાં હોય તેમ તેમની વિદ્યુતઋણમયતા વધારે હોય છે.

પ્રશ્ન 8.
નીચેના બંધારણમાં કાર્બન-મેગ્નેશિયમ બંધની ધ્રુવીયતા દર્શાવો :
CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – Mg – X
ઉત્તર:
Mg ધન ધાતુ તત્ત્વ છે જેની વિદ્યુતઋણમયતા 1.2 છે. કાર્બન 2.5 વિદ્યુતઋણમયતા ધરાવતું અધાતુ તત્ત્વ છે. આથી C – Mg બંધ ધ્રુવીય હોય છે અને Mg⁺ હોય છે. જેથી વધારે ઋણ કાર્બનની તરફ C – Mg બંધના ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષણ પામીને જાય છે અને બંધનું ધ્રુવીયકરણ થઈ હોય છે.

પ્રશ્ન 9.
સંયોજનોના આણ્વીય સૂત્રો સમાન હોય પરંતુ બંધારણીય સૂત્ર અલગ-અલગ હોય, તો તેમને બંધારણીય સમઘટકો કહે છે.
CH₃ – S – CH₂ – CH₂ – CH₃ અને
CH₃ – S – કયા પ્રકારની બંધારણીય સમઘટકતા દર્શાવે છે ?
ઉત્તર:

• આ બંનેનાં આણ્વીય સૂત્રો સમાન C₄H₁₀S છે. આ બંને એકસમાન -S- થાયોઈથર ક્રિયાશીલ સમૂહ ધરાવે છે.
• બંનેમાં S ની સાથે એક તરફ ત્રણ અને બીજી તરફ એક કાર્બન છે જે સમાન સંખ્યામાં હોવાથી તેઓ મેટામેરિઝમ નથી.

• આ બંનેમાં કાર્બન શૃંખલા ભિન્ન છે. જેથી સ્થાન સમઘટકો કહી શકાય અથવા શૃંખલા સમઘટકો પણ કહી શકાય.

પ્રશ્ન 10.
IUPAC પ્રણાલી મુજબ આપેલ સંયોજનનાં નામ માટે પસંદ કરેલ શૃંખલા નીચેના પૈકી કઈ સાચી છે ?

ઉત્તર:

• દરેક બંધારણમાં (i) -COOH અને (ii) -OH ક્રિયાશીલ સમૂહો છે. આ બંને સમૂહોને લઘુતમ ક્રમ મળે અને બંને સમૂહો સહિતની દીર્ઘતમ કાર્બન શૃંખલા બંધારણ (a) છે. જેથી (a) પ્રમાણે IUPAC નામ નક્કી કરવું જોઈએ.

• બાકીના ત્રણેય બંધારણોમાં -COOH તથા -OH તે બંને સમૂહો એકસાથે નથી. જેથી તેમના ક્રમ લઘુતમ શક્ય નથી માટે IUPAC નામ આપવા પસંદ ન કરાય.

પ્રશ્ન 11.
DNA અને RNAમાં નાઇટ્રોજન પરમાણુ વલય પ્રણાલીમાં રહેલો હોય છે. તેમાં હાજર નાઇટ્રોજનના પરિમાપન માટે જેલ્ડાહલ પદ્ધતિ ઉપયોગી છે ? કારણ આપો.
ઉત્તર:
ના, જૅલ્ડાહલની રીતે તેમાંના Nનું પરિમાપન કરી શકાય નહીં. કારણ કે DNA અને RNA વલયમાંના સભ્ય તરીકે N ધરાવે છે. જેથી તેઓ વિષમચક્રીય સંયોજનો છે. તેઓનું જૅલ્ડાહલ પદ્ધતિથી (NH₄)₂SO₄ માં રૂપાંતર થઈ શકતું નથી.

પ્રશ્ન 12.
જો પ્રવાહી સંયોજન તેના ઉત્કલનબિંદુએ વિઘટન પામતું હોય, તો તેના શુદ્ધીકરણ માટે તમે કઈ પદ્ધતિ પસંદ કરશો ? આ સંયોજન નીચા દબાણે સ્થાયી છે, વરાળ બાષ્પશીલ અને પાણીમાં અમિશ્રિત છે.
ઉત્તર:
આ સંયોજનનું શુદ્ધીકરણ વરાળ નિસ્યંદન પદ્ધતિ દ્વારા કરી શકાય. કારણ કે જો સંયોજન વરાળ બાષ્પશીલ અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય તો તેનું શુદ્ધીકરણ વરાળ નિસ્યંદનની રીતે કરી શકાય છે.

નોંધ નીચે આપેલી માહિતીના આધારે પ્રશ્ન નં. 35 થી 38ના જવાબ આપો.
કાર્બોકેટાયનની સ્થાયિતાનો આધાર ધનવીજભારિત કાર્બન સાથે સીધા જોડાયેલા ઇલેક્ટ્રૉન દાતા સમૂહની પ્રેરક અસર, અતિસંયુગ્મન અને સત્પંદન પર રહેલો છે.

પ્રશ્ન 1.
CH₃ – \(\ddot{\mathrm{o}}-\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2\) માટે શક્ય સસ્પંદન બંધારણ દોરો અને ક્યું બંધારણ વધુ સ્થાયી છે ? તમારા ઉત્તર માટેનાં કારણો જણાવો.
ઉત્તર:
આપેલા કાર્બોકેટાયનનાં બે સસ્પંદન બંધારણો નીચે પ્રમાણે છે :

પ્રશ્ન 2.
નીચેનામાંથી કયો આયન વધુ સ્થાયી છે ? સસ્પંદનનો ઉપયોગ કરી તમારો ઉત્તર આપો :

ઉત્તર:

• A અને B બંને સસ્પંદન સ્વરૂપો છે. પ્રમાણમાં A ની સ્થિરતા વધારે અને Bની સ્થિરતા ઓછી છે.
• કારણ કે, (A) માં \(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2\) ના કાર્બનનું અને વલયમાં કાર્બન-2 અને 3 નાં sp² સંકરણ છે જેથી પરમાણુનાં સમતલિયતા વિસ્તૃત છે, ધનભારનું સમિતિ વિસ્તરણ છે.
• (B) માં વલયમાંના કાર્બન ઉપર ધનભાર હોવાથી = CH₂ સાથે સમતલિયતા નથી આવતી અને સ્થિરતા ઓછી છે.
  આ ઉપરાંત વલયનાં કાર્બનમાં ધનભાર (B) માં છે જે મુશ્કેલ હોવાથી B ઓછું સ્થાયી છે.

પ્રશ્ન 3.
ટ્રાયફિનાઇલ મિથાઇલ ધન આયનનું બંધારણ નીચે આપેલ છે, જે વધુ સ્થાયી છે અને કેટલાક ક્ષારોનો મહિનાઓ સુધી સંગ્રહ થઈ શકે છે. આ ધન આયનની વધુ પડતી સ્થાયિતાનું કારણ સમજાવો.

ઉત્તર:
આ ટ્રાયફિનાઈલ મિથાઇલ કેટાયન ઘણો જ સ્થાયી છે, કારણ કે મિથાઇલ કાર્બન ઉપરનું (+) વીજભારનું વિસ્તરણ ત્રણેય વલયોમાં, ઑર્થો અને પેરા સ્થાને સસ્પંદન બંધારણમાં થાય છે.
કુલ દસ સસ્પંદન બંધારણો શક્ય છે. જેથી (I) મૂળ અને બીજા નવ સસ્પંદન બંધારણો છે.

પ્રશ્ન 4.
2-મિથાઇલ બ્યુટેનમાંથી પ્રાપ્ત થતા વિવિધ કાર્બોકેટાયનના બંધારણ લખી આ કાર્બોકેટાયનને તેમની સ્થિરતાના ચઢતા ક્રમમાં ગોઠવો.
ઉત્તર:



આ ઉપરાંત હાઈપરકોન્ક્યુગેશન બંધારણોની સંખ્યા α સ્થાયિતા અનુસાર પણ ઉપર પ્રમાણે જ સ્થિરતાનો ક્રમ મળે છે.

પ્રશ્ન 5.
મનીષ, રમેશ અને રજની નામના ત્રણ વિધાર્થીઓએ તેમના શિક્ષકે આપેલા કાર્બનિક સંયોજનમાં હાજર વધારાનાં તત્ત્વોની પરખ કરી. દરેક વિધાર્થીએ સ્વતંત્ર રીતે કાર્બનિક સંયોજનનું સોડિયમ ધાતુ સાથે પિગલન કરી સોડિયમ પિગલન નિષ્કર્ષ બનાવ્યું. પછી તેમણે તેમાં ઘન FeSO₄ અને મંદ સલ્ફ્યુરિક એસિડ થોડાક સોડિયમ પિગલન નિષ્કર્ષમાં ઉમેર્યું.
મનીષ અને રજનીને તેમાં પ્રુશિયન બ્લૂ રંગ જોવા મળ્યો, પરંતુ રમેશને લાલ રંગ જોવા મળ્યો. રમેશે ફરીથી તેણે બનાવેલ સોડિયમ પિગલન નિષ્કર્ષમાં કસોટી કરી છતાં ફરીથી લાલ રંગ જ જોવા મળ્યો.
તેઓને આશ્ચર્ય થયું અને તેઓ તેમના શિક્ષક પાસે જઈને તેમનાં મળેલાં અવલોકનની વાત કરી. શિક્ષકે આમ થવા પાછળના કારણ માટે વિચારવાનું કહ્યું. તમે આવાં અવલોકનના કારણ માટે તેઓને મદદ કરી શકશો ? જુદા-જુદા રંગના સંયોજનનું નિર્માણ રાસાયણિક સમીકરણ સાથે સમજાવો.
ઉત્તર:

• મનીષ અને રજનીને પ્રુશિયન જાંબલી રંગનું દ્રાવણ મળે છે, જેથી આ સંયોજન નાઇટ્રોજન તત્ત્વ ધરાવતું હશે. આ પ્રુશિયન જાંબલી રંગ સંકીર્ણ આયનનો હશે. આ પ્રક્રિયાનાં સમીકરણો
  નીચે પ્રમાણે છે :

• આ સોડિયમ સાયનાઈડ ઉમેરેલા ફેરસ સલ્ફેટના ફેરસ આયનની સાથે પ્રક્રિયા કરી તરત જ સોડિયમ હેક્સાસાયનો ફેરેટ (II) ના અને Fe(OH)₂ ના મિશ્ર લીલા અવક્ષેપ રચે છે.

• સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ ઉમેરીને ગરમ કરવાથી Fe(OH)₂ ના અવક્ષેપ દ્રાવ્ય બને છે અને લીલા રંગનું દ્રાવણ બને છે. વળી થોડાક Fe²⁺ નું Fe³⁺ (ફેરિક) આયનમાં ઑક્સિડેશન થાય છે.

• આ ફેરિક આયનની હેક્સાસાયનો ફેરસ(II) આયનની સાથે પ્રક્રિયા થઈ પ્રુશિયન બ્લૂ રંગનો સંકીર્ણ નીચે પ્રમાણે રચે છે :

જ્યાં Fe₄[Fe(CN)₆]₃ નું IUPAC નામ ફેરિક(III) હેક્ઝા સાયનો ફેરેટ(II) છે જે પ્રુશિયન જાંબલી દ્રાવણ આપે છે.

• રમેશને લાલ રંગનું દ્રાવણ મળે છે જે દર્શાવે છે કે સંયોજનમાં નાઇટ્રોજન તથા સલ્ફર બંને તત્ત્વો હાજર છે, આ રુધિર જેવા લાલ રંગ સંકીર્ણ આયન [Fe(SCN)]²⁺ ના કારણે હોય છે.
  જો સોડિયમનું પ્રમાણ વધારે લઈને કાર્બનિક સંયોજનની સાથે પિગલન કર્યું હોય તો NaSCN (સોડિયમ થાયોસાયનેટ) બને છે. જે પ્રક્રિયાનું સમીકરણ નીચે પ્રમાણે છે :

• ઉમેરેલા ફેરસ સલ્ફેટમાંનો ફેરસ (Fe²⁺) માંથી બનેલા ફેરિક (Fe³⁺) આયનની સાથે આ થાયોસાયનેટ આયન પ્રક્રિયા કરે છે અને રુધિર જેવા લાલ રંગનો ફેરિક થાયોસાયનેટ આયન Fe(SCN)]²⁺ બનાવે છે.

પણ હવે એવું સ્વીકારવામાં આવ્યું છે કે લાલ રંગ તે [Fe(SCN)]²⁺ આયનનો છે.

પ્રશ્ન 6.
નીચે આપેલ બંધરેખા સૂત્ર ધરાવતા સંયોજનનાં નામ આપો :

ઉત્તર:

• ઊંચી પસંદગીનું કિટોન સમૂહને લઘુતમ ક્રમ પ્રાપ્ત થાય માટે વિસ્થાપનોના ક્રમ લખ્યા છે, જેમાં કિટોનના કાર્બનનો બીજો ક્રમ છે.
  ત્રીજા કાર્બન સાથે ઇથાઇલ અને ચોથા કાર્બનની સાથે મિથાઇલ સમૂહ હોવાથી 3-ઇથાઇલ-4-મિથાઇલ પૂર્વગ બને છે.
  પ્રત્યેક તરીકે પાંચમા કાર્બન ઉપર દ્વિબંધ હોવાથી 5-ઈન અને બીજો કાર્બન કિટોન હોવાથી 2-ઑન છે. જેથી,
  નામ : 3-ઇથાઇલ-4-મિથાઇલ-હેપ્ટન-5-ઈન-2-ઑન

• વલયમાંના દ્વિબંધના કાર્બનને લઘુતમ ક્રમ આવે તેવા ક્રમાંક −1 થી પ્રારંભ કર્યો છે.
• ત્યારપછી -NO₂ સમૂહનો ત્રીજો ક્રમ તથા પૂર્વગ 3-નાઇટ્રો છે.
• ષટકોણીય વલય હોવાથી મૂળ નામ સાયકલોહેક્ઝ છે.

પ્રશ્ન 7.
(a) 1-બ્રોમોહેપ્ટન અને (b) 5-બ્રોમોહેપ્ટેનોઈક ઍસિડ નામ ધરાવતા સંયોજનના બંધારણીય સૂત્ર લખો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 8.
નીચેનાં સંયોજનોનાં સસ્પંદન બંધારણો દોરો :

ઉત્તર:

ઇથિનાલમાંનું ઋણ પરમાણુ Cl છે જે સસ્પંદનમાં તેની ઉપરનું અબંધકા૨ક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ દ્વિબંધની પડોશના C – Cl બંધની ઉપર આપી દ બંધ રચે છે.

• બંધારણ (A)માંથી 1-2 કાર્બન અને 3-4 કાર્બન વચ્ચેના π ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ અનુક્રમે C₂ – C₃ અને C₄ માં જવાથી બંધારણ B બને છે.
• C₃ – C₄ વચ્ચેના π બંધનું ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ C₂ – C₃ વચ્ચે જ અને C₁ – C₂ નું π ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ C₁ ઉપર જવાથી C₁ ઉપર ઋણભાર અને C₄ ઉપર ધનભાર ધરાવતું સસ્પંદન બંધારણ (C) બને છે.

પ્રશ્ન 9.
નીચે આપેલાં આયનોના સેટ પૈકી સૌથી વધુ સ્થાયી ઘટક કારણ સહિત જણાવો :
(a) \(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_3, \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2 \mathrm{Br}, \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{HBr}_2, \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{Br}_3\)
(b) \(\stackrel{\ominus}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_3, \stackrel{\ominus}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_2 \mathrm{Cl}, \stackrel{\ominus}{\mathrm{C}} \mathrm{HCl}_2, \stackrel{\ominus}{\mathrm{C}} \mathrm{Cl}_3\)
ઉત્તર:
(a) આ બધામાં \(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_3\) મહત્તમ સ્થાયી છે.

(+) ભારિત કાર્બન સાથેના વિદ્યુતઋણ પરમાણુ બંધના ઇલેક્ટ્રૉનને પોતાની નજીક આકર્ષે છે અને કેટાયનની સ્થિરતા ઘટાડે છે. જેમ આવાં સમૂહ વધારે તેમ તેવા કેટાયનની સ્થિરતા
ઓછી હોય છે. આથી આ બધામાં \(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_3\) મહત્તમ સ્થાયી કેટાયન છે.

(b) આ બધા જ એનાયન છે અને તેઓમાં \(\stackrel{\ominus}{\mathrm{CCl}_3}\) મહત્તમ સ્થાયી છે.

જેમ એનાયનમાં ઋણ પરમાણુ ઉપરથી ઇલેક્ટ્રૉન તેમાંના (−1) અસરનાં પરમાણુઓ ખેંચે છે તેમ ઋણભાર વધારે વિસ્તરણ પામી વધારે સ્થાયી બને છે અને સ્થિરતા વધે છે. જેથી \(\mathrm{Cl}_3 \stackrel{\ominus}{\mathrm{C}}\) મહત્તમ સ્થાયી છે.

પ્રશ્ન 10.
પ્રેરક અસર અને સસ્પંદન અસર વચ્ચે તફાવતના ત્રણ મુદ્દા આપો.
ઉત્તર:

પ્રેરક અસર	સસ્પંદન અસર
(i) તેમાં સંતૃપ્ત સંયોજનોમાં σ બંધના બંધકા૨ક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મનું કોઈ એક પરમાણુની નજીક સ્થળાંતર થાય છે.	(i) સસ્પંદનમાં અસંતૃપ્ત એકાંતરીય π બંધ કે π અને નજીકના પરમાણુના p ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મનાં સ્થળાંતર થાય છે.
(ii) પ્રેરક અસર સમૂહથી ત્રીજા પરમાણુ સુધી બધી તરફની શાખામાં પ્રસરી અસરકર્તા હોય છે.	(ii) સસ્પંદન અસર જ્યાં સુધી π કે p ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ એકાંતરીય સ્થાને હોય ત્યાં સુધી વિસ્તરણ પામે છે.
(iii) પ્રેરક અસરમાં σ ઇલેક્ટ્રૉન એક પરમાણુથી દૂર અને બીજા પરમાણુની નજીક જાય છે.	(iii) સસ્પંદન અસરમાં π/p ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ પોતાનું સ્થાન બદલી પડોશના બંધ કે પરમાણુમાં જાય છે.
(iv) પ્રેરક અસરથી બંધોની ધ્રુવીયતામાં વધારો-ઘટાડો થાય છે અને વીજભારના વિસ્તરણથી સ્પિસીઝની સ્થિરતા બદલાય છે.	(iv) સસ્પંદન અસરથી હંમેશાં સ્વિસીઝની સ્થિરતામાં વધારો થાય છે અને તેમની ઊર્જા બદલાય છે.

પ્રશ્ન 11.
નીચેના પૈકી કયા સંયોજન સસ્પંદન સંસ્કૃત તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવતા નથી ? તમારા જવાબ માટે કારણ આપો.
(a) CH₃OH
(b) R – CONH₂
(c) CH₃CH = CHCH₂NH₂
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 12.
SO₃ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી તરીકે વર્તે છે. શા માટે ?
ઉત્તર:
SO₃ અણુનાં નીચેનાં બંધારણો શક્ય છે.

આ સસ્પંદન રચનાઓ પ્રમાણે તેમાં સલ્ફર ઉપર ધનભાર હોય છે. જેથી SO₃ તટસ્થ લાગતો અણુ ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી છે.

પ્રશ્ન 13.
પ્રોપીનાલનાં સસ્પંદન બંધારણો નીચે દર્શાવેલ છે. તે પૈકી કયું બંધારણ વધુ સ્થાયી છે ? તમારા જવાબ માટે કારણ આપો.

ઉત્તર:
બંધારણ (I) વધારે સ્થાયી છે. કારણ કે,

પ્રશ્ન 14.
ભૂલથી એક આલ્કોહોલ (ઉત્કલનબિંદુ 97°C) હાઇડ્રોકાર્બન (ઉત્કલનબિંદુ 68°C) સાથે મિશ્ર થઈ ગયું છે. આ બંને સંયોજનોને અલગ પાડવા યોગ્ય પદ્ધતિ કારણ સહિત સૂચવો.
ઉત્તર:
આલ્કોહૉલ અને હાઈડ્રોકાર્બનના ઉત્કલનબિંદુ (97-68) 29°C જેટલો મોટો તફાવત ધરાવતા હોવાથી તેમને સાદા નિસ્યંદનથી ભિન્ન-અલગ પાડી શકાય છે. પ્રથમ 68°C તાપમાને હાઈડ્રોકાર્બન બાષ્પ બની બહાર આવી છૂટો પડી જશે. પછી ફ્લાસ્કમાંથી આલ્કોહૉલ રહી ગયો હશે તે પણ અલગ પ્રાપ્ત થશે.

પ્રશ્ન 15.
નીચે આપેલા બંધારણો (A) અને (B) પૈકી કયું બંધારણ સસ્પંદનને લીધે વધુ સ્થાયી છે ? સમજાવો.
(A) CH₃COOH અને (B) CH₃COO^–
ઉત્તર:
(B) CH₃COO^– નું વધારે સ્થાયીકરણ થશે.
(A) CH₃COOH નાં સસ્પંદન બંધારણો :

બંધારણ (II)માં વીજભારનું અલગીકરણ છે. જેથી તે વધારે ઊર્જાનું, ઓછું સ્થાયી છે.
∴ બંધારણ (A)નું સ્થિરીકરણ ઓછું થાય.

(B) CH₃COO^– નાં સસ્પંદન બંધારણો :

આ બંધારણ (x) અને (y) માં ઋણ વીજભારનું વિસ્તરણ થયેલું છે, જેથી આ બંધારણ B વધુ સ્થાયી છે.
સ્થિરતા : (B) > (A)
Bનું વધારે સ્થાયીકરણ થયેલ છે.

IV. જોડકાં પ્રકારના પ્રશ્નો
નીચેના કેટલાક પ્રશ્નોમાં ડાબી બાજુની કોલમનો એક વિકલ્પ જમણી બાજુની કોલમના એક અથવા એકથી વધુ વિકલ્પો સાથે સંલગ્ન હોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 1.
કૉલમ – Iમાં આપેલા સંયોજનના મિશ્રણના પ્રકાર અને કૉલમ – IIમાં આપેલા અલગીકરણ / શુદ્ધીકરણની પદ્ધતિ સાથે યોગ્ય રીતે જોડો :

કોલમ – I	કોલમ – II
(A) એક જ દ્રાવકમાં જુદી-જુદી દ્રાવ્યતા ધરાવતા બે ઘન દ્રાવ્ય પદાર્થો કે જેમને દ્રાવ્ય કરતાં એકબીજા સાથે રાસાયણિક પ્રક્રિયા અનુભવતા નથી.	(1) વરાળ નિસ્યંદન
(B) પ્રવાહી જે તેના ઉત્કલનબિંદુએ વિઘટન પામે છે.	(2) વિભાગીય નિસ્યંદન
(C) વરાળ બાષ્પશીલ પ્રવાહી	(3) સાદું નિસ્યંદન
(D) બે પ્રવાહી કે જેમના ઉત્કલનબિંદુ એકબીજાની નજીક હોય.	(4) નીચા દબાણે નિસ્યંદન
(E) બે પ્રવાહીઓના ઉત્કલનબિંદુ વચ્ચે મોટો તફાવત હોય.	(5) સ્ફટિકીકરણ

ઉત્તર:
(A – 5), (B – 4), (C – 1), (D – 2), (E – 3)
(A) એક જ દ્રાવકમાં ભિન્ન દ્રાવ્યતા ધરાવતા બે ઘન કે જે દ્રાવ્ય નિસ્યંદન કરતા પ્રક્રિયા કરતા નથી – સ્ફટિકીકરણ.
(B) જે પ્રવાહી તેના ઉત્કલનબિંદુએ વિઘટન પામે છે તે પ્રવાહી – નીચા દબાણે નિસ્યંદન.
(C) વરાળ બાષ્પશીલ પ્રવાહી – વરાળ નિસ્યંદન.
(D) એકબીજાની નજીક ઉત્કલનબિંદુવાળા બે પ્રવાહીઓ – વિભાગીય નિસ્યંદન.
(E) ઉત્કલનબિંદુમાં વધુ તફાવત ધરાવતાં બે પ્રવાહીઓ – સાદું નિસ્યંદન.

પ્રશ્ન 2.
કૉલમ – Iમાં આપેલા પદ સાથે કૉલમ – IIના પદને યોગ્ય રીતે જોડો :

કૉલમ – I	કૉલમ – II
(A) કાર્બોકેટાયન	(1) સાયકલોહેક્ઝેન અને હેક્ઝન-1-ઈન
(B) કેન્દ્રાનુરાગી	(2) C – H σ-બંધના ઇલેક્ટ્રોનનું નજીકના ધન વીજભારિત કાર્બન પરની હાજર ખાલી p-કક્ષક સાથેનું સંયુગ્મન.
(C) અતિસંયુગ્મન	(3) ખાલી p-કક્ષક ધરાવતો sp2 સંસ્કૃત કાર્બન
(D) સમઘટકો	(4) ઇથાઈન
(E) sp સંકરણ	(5) ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મ સ્વીકારક ઘટક
(F) ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી	(6) ઇલેક્ટ્રોનયુગ્મ દાતા ઘટક

ઉત્તર:
(A – 3), (B – 6), (C – 2), (D – 1),(E – 4), (F – 5)
(A) કાર્બોકેટાયન – ખાલી p-કક્ષક સાથેનો sp કાર્બન.
સમજૂતી : \(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_3\) કાર્બોકેટાયન p-ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને ખાલી p-કક્ષક ધરાવતો sp² કાર્બન રચે.

(B) તે ઋણભાર ધરાવતા તટસ્થ \(\overline{\mathrm{O}} \mathrm{H}, \mathrm{C} \overline{\mathrm{l}}, \ddot{\mathrm{N}} \mathrm{H}_3\) વગેરે છે. જે ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ દાતા છે.

(C) હાઈપરકોયુગેશનમાં – C- H σ બંધના ઇલેક્ટ્રૉન એકાંતરીય સ્થાને ધનભારિત પડોશના કાર્બન ઉપરની હાજર ખાલી p-કક્ષકમાં જાય છે.

(D) સમઘટકો – સાયકલોહેક્ઝેન અને 1-હેક્શન

બંને C₆H₁₂ સૂત્ર અને ભિન્ન બંધારણો ધરાવતા સમઘટકો છે.

(E) sp સંકરણ – ઇથાઇન

(F) ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી – ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ પ્રાપ્તકર્તા સ્પિસીઝ \(\stackrel{+}{\mathrm{N}} \mathrm{O}_2, \stackrel{+}{\mathrm{Cl}}, \stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_3\), SO₃ વગેરે સ્પિસીઝમાં ધનભાર કે ઇલેક્ટ્રૉન અપૂર્ણતા હોવાથી તેઓ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ મેળવતા ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી છે.

પ્રશ્ન 3.
કોલમ – I અને કોલમ – II ને યોગ્ય રીતે જોડો :

કૉલમ – I	કૉલમ – II
(A) વૂમા-પદ્ધતિ	(1) AgNO3
(B) જેલ્ડાહલ-પદ્ધતિ	(2) સિલિકા જેલ
(C) કેરિયસ-પદ્ધતિ	(3) નાઇટ્રોજન વાયુ
(D) ક્રોમેટોગ્રાફી	(4) મુક્તમૂલક
(E) સમવિભાજન	(5) એમોનિયમ સલ્ફેટ

ઉત્તર:
(A – 3), (B – 5), (C – 1), (D – 2), (E – 4)
(A) હ્યૂમાની પદ્ધતિથી (3) નાઇટ્રોજનનું પરિમાપન કરાય છે. જેમાં નાઇટ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.
(B) જૅલ્ડાહલની પદ્ધતિથી નાઇટ્રોજનનું પરિમાપન કરાય છે, જેમાં નાઇટ્રોજનનું એમોનિયમ સલ્ફેટ (5)પરિવર્તન થાય છે.
(C) કૅરિયસની પદ્ધતિથી હેલોજનનું પરિમાપન કરાય છે, જેમાં સિલ્વર નાઈટ્રેટ (AgNO₃)ની હાજરીમાં ઘુમાયમાન HNO₃ ની હાજરીમાં ગરમ કરાય છે.
(D) પાતળા સ્તરની ક્રોમેટોગ્રાફી પદ્ધતિમાં સ્થિરકલા તરીકે કાચની તકતીની ઉપર સિલિકા જેલનું પાતળું સ્તર (0.2 mm)નું બનાવાય છે.
(E) સહસંયોજક બંધન સમવિભાજન થાય ત્યારે મુક્તમૂલક બને છે.

પ્રશ્ન 4.
કૉલમ – I માં આપેલા મધ્યર્વતી અને કૉલમ – II માં શક્ય બંધારણને યોગ્ય રીતે જોડો :

કૉલમ – I	કોલમ – II
(A) મુક્તમૂલક	(1) સમતલીય ત્રિકોણ
(B) કાર્બોકેટાયન	(2) પિરામિડલ
(C) કાર્બનાયન	(3) રેખીય

ઉત્તર:
(A – 1), (B – 1), (C – 2)
(A) મુક્તમૂલકો બંધના સમવિભાજનથી બને છે અને તે સમતલીય ત્રિકોણીય હોય છે.

(B) કાર્બોકેટાયન બને ત્યારે C – H બંધનું વિષમ વિભાજન થાય છે અને sp³ કાર્બનનું ધનભારિત sp² કાર્બનમાં પરિવર્તન થાય છે જેથી કાર્બોકેટાયનના ધનભારની આસપાસ સમતલીય ત્રિકોણીય રચના હોય છે.

– C⁺ નો C sp² છે અને તેની આસપાસ સમતલીય ત્રિકોણકાર ભૂમિતિ હોય છે.

પ્રશ્ન 5.
કોલમ – I માં આપેલા આયન અને કોલમ – II માં આપેલા સ્વભાવને યોગ્ય રીતે જોડો :

ઉત્તર:
(A – 1, 2), (B – 2), (C – 2), (D – 3, 4)

V. વિધાન અને કારણ પ્રકારના પ્રશ્નો
નીચેના પ્રશ્નોમાં વિધાન (A) અને પછી કારણ (R) આપેલું છે. દરેક પ્રશ્ન માટે નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો.

(A) A અને R બંને સાચાં છે અને R એ Aની સાચી સમજૂતી છે.
(B) A અને R બંને સાચાં છે, પરંતુ R એ A ની સાચી સમજૂતી નથી.
(C) A અને R બંને ખોટાં છે.
(D) A સાચું નથી પરંતુ R સાચું છે.

પ્રશ્ન 1.
વિધાન (A) : પ્રોપેન-1-ઑલ (ઉત્કલન-બિંદુ 97°C) અને પ્રોપેનોન (ઉત્કલનબિંદુ 56°C)ના મિશ્રણને સાદી નિસ્યંદન-પદ્ધતિની મદદથી અલગ કરી શકાય છે.
કારણ (R) : પ્રવાહીઓ કે જેમના ઉત્કલનબિંદુનો તફાવત 20°C થી વધુ હોય તેમને સાદા નિસ્યંદન-પદ્ધતિથી અલગ કરી શકાય છે.
જવાબ
(A) A અને B બંને સાચાં છે અને R એ Aની સાચી સમજૂતી છે.

પ્રશ્ન 2.
વિધાન (A) : સસ્પંદન સંકૃતની ઊર્જા એ બધાં જ વિહિત સ્વરૂપોની સરેરાશ ઊર્જા બરાબર હોય છે.
કારણ (R) : સત્પંદન સંસ્કૃત બંધારણને એકલ બંધારણ તરીકે દર્શાવી શકાતું નથી.
જવાબ
(D) A સાચું નથી પરંતુ R સાચું છે.

• હંમેશાં સસ્પંદન સ્વરૂપોનું સંકૃત બંધારણ દરેક કેનોનિકલ સ્વરૂપ કરતાં વધારે સ્થાયી હોય છે જ. આમ થવાનું કારણ ઇલેક્ટ્રૉનનું વિસ્તરણ થતું હોય છે. સસ્પંદન ઊર્જા તે મહત્તમ સ્થાયી કેનોનિકલ સ્વરૂપના સાપેક્ષ, સસ્પંદન સંકૃત બંધારણની સ્થિરતાનું મૂલ્ય છે.
• જે કેનોનિકલ સ્વરૂપ વધારે સ્થાયી હોય તેની માત્રા સસ્પંદન સંસ્કૃત બંધારણમાં વધારે હોય છે, અને બધાં જ કેનોનિકલ સ્વરૂપો તેમની સ્થાયિતાના પ્રમાણમાં સસ્પંદન સંકૃત બંધારણમાં હોય છે. સાચું વિધાન તો એવું થાય કે, સસ્પંદન સંકૃતની ઊર્જાનું મૂલ્ય બધાં જ કેનોનિકલ સ્વરૂપોની ઊર્જાના – તેઓના પ્રમાણના આનુષંગિક સરવાળાના જેટલી હોય છે.

પ્રશ્ન 3.
વિધાન (A) : પેન્ટ-1-ઇન અને પેન્ટ-2-ઇન સ્થાન સમઘટકો છે.
કારણ (R) : સ્થાન સમઘટકો ક્રિયાશીલ સમૂહ અથવા વિસ્થાપકના સ્થાનથી અલગ પડે છે.
જવાબ
(A) A અને R બંને સાચાં છે અને R એ Aની સાચી સમજૂતી છે.

આ બંને C₅H₁₀ અણુસૂત્ર અને એકસમાન ક્રિયાશીલ સમૂહ ‘આલ્કીન’ ધરાવે છે, પણ તેઓમાં ક્રિયાશીલ સમૂહ (π બંધ) નાં સ્થાન ભિન્ન છે માટે તેઓ સ્થાન સમઘટકો છે.
“તેઓમાં π બંધનું સ્થાન ભિન્ન છે, શૃંખલામાં ભિન્ન સ્થાન ઉપર છે.”

પ્રશ્ન 4.
વિધાન (A) : H₂C = C = CH₂ માં બધા જ કાર્બન sp² સંસ્કૃત છે.
કારણ (B) : આ અણુમાં બધા જ કાર્બન પરમાણુઓ એકબીજા સાથે દ્વિબંધથી જોડાયેલા છે.
જવાબ
(D) A સાચું નથી પરંતુ R સાચું છે.

• જો C સાથે ચાર σ બંધ તો તે sp³ કાર્બન
  જો C સાથે ત્રણ σ બંધ તો તે sp² કાર્બન
  અને C સાથે બે σ બંધ તો તે sp કાર્બન હોય.
  જેથી વિધાન (A) સાચું નથી.
• કારણ (R) સાચું છે, આમાં બધા જ કાર્બન એકબીજાની સાથે દ્વિબંધથી જોડાયેલ છે.

પ્રશ્ન 5.
વિધાન (A) : કાર્બનિક સંયોજનમાં હાજર સલ્ફર જથ્થાત્મક પરિમાપન કેરિયસ-પદ્ધતિથી કરવામાં આવે છે.
કારણ (R) : અણુમાંના અન્ય પરમાણુઓમાંથી સલ્ફરનું સરળતાથી અલગીકરણ થાય છે અને તે આછા પીળા ઘન તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે.
જવાબ
(C) A અને R બંને ખોટાં છે.
(A) જથ્થાત્મક રીતે કાર્બનિક સંયોજનમાંના સલ્ફરનું પરિમાપન કેરિયસની રીતે કરાય છે. જેમ ચોક્કસ વજનના કાર્બનિક સંયોજનને માયમાન HNO₃ સાથે ગરમ કરવાથી S માંથી H₂SO₄ બને છે જે BaCl₂ સાથે BaSO₄ તરીકે અવક્ષેપ રચે છે.

BaSO₄ ના અવક્ષેપ સફેદ હોય છે, જો થોડીક અશુદ્ધિ હોય તો બનતા BaSO₄ ના અવક્ષેપ આછા પીળા બની જતા હોય છે.

પ્રશ્ન 6.
વિધાન (A) : લાલ અને ભૂરી શાહીના મિશ્રણમાં રહેલાં ઘટકોનું અલગીકરણ પેપર ક્રોમેટોગ્રાફી વડે ઘટકોનું વિતરણ સ્થિરકલા અને ગતિમાન કલા વચ્ચે થાય છે.
કારણ (R) : શાહીના રંગીન ઘટકોનું સ્થાનાંતર જુદાં-જુદાં દરે થાય છે કારણ કે જુદાં-જુદાં ઘટકોનું બે કલામાં વિતરણ જુદું-જુદું હોવાથી તે જુદાં-જુદાં અંતરે આગળ વધે છે.
જવાબ
(A) A અને B બંને સાચાં છે અને R એ Aની સાચી સમજૂતી છે.

VI. દીર્ઘ જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
સંકરણ એટલે શું ? સંયોજન CH₂ = C = CH₂ માં કાર્બન પરમાણુઓ sp કે sp સંકરણ ધરાવે છે. આ અણુ સમતલીય હશે ?
ઉત્તર:

• સંકરણ એટલે એક જ પરમાણુની ઓછો શક્તિ તફાવત ધરાવતી, પરમાણ્વીય કક્ષકોનું સંમિશ્રણ થઈને નવી મિશ્ર થઈ હોય તેટલી જ સમતુલ્ય પરમાણ્વીય સંકર કક્ષકોનું બનવું.
• આ સંયોજન sp કે sp² નહીં પણ sp તેમજ sp² સંકૃત કાર્બન ધરાવે છે.

• એલિન અણુ CH₂ = C = CH₂ તે સમતલીય અણુ નથી.

• આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે :
  π(2p_y – 2p_y) ⊥ π(2p_z – 2p_z)
• C₁ કાર્બન sp² છે અને (H)a, (H)b તે આ કાગળના સમતલને લંબ (H)a ઉપ૨ (H)b નીચે છે.
• C₁, C₂ અને C₃ રેખીય છે.
• C₃ કાર્બન sp² છે અને તેની સાથેના (H)c તથા (H)d પરમાણુઓ આ કાગળના સમતલમાં રહેલા છે.
• પરિણામે [(H)c તથા (H)đનું સમતલ] ⊥ [(H)a અને (H)b નું સમતલ છે.] અર્થાત્ એલીન અણુના બધા જ પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં નથી.

પ્રશ્ન 2.
બેન્ઝોઈક ઍસિડ કાર્બનિક સંયોજન છે. તેના અપરિષ્કૃત નમૂનાનું શુદ્ધીકરણ ગરમ પાણીથી સ્ફટિકીકરણ વડે થઈ શકે છે. બેન્ઝોઈક ઍસિડ અને અશુદ્ધિના કયા ગુણધર્મોની લાક્ષણિકતાને લીધે શુદ્ધીકરણની પ્રક્રિયા અનુકૂળ બને છે ?
ઉત્તર:
(i) બેન્ઝોઈક ઍસિડ ઠંડા પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય પણ ગરમ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે. જેથી ગરમ પાણીમાં દ્રાવ્ય કરી ઠંડો પાડતાં તેનું સ્ફટિકરણ થાય છે.

(ii) બેન્ઝોઈક ઍસિડમાંની અશુદ્ધિઓ પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે, તે અદ્રાવ્ય તરીકે અલગ પડી જાય છે. અથવા એટલી બધી અધિક માત્રામાં દ્રાવ્ય હોય છે કે સ્ફટિકીકરણની ક્રિયામાં રહેતા માતૃદ્રાવણમાં દ્રાવ્ય રહે છે.

પ્રશ્ન 3.
બે પ્રવાહીઓ (A) અને (B)ને વિભાગીય નિસ્યંદન-પદ્ધતિથી અલગ કરી શકાય છે. પ્રવાહી (A)નું ઉત્કલનબિંદુ પ્રવાહી (B)ના ઉત્કલનબિંદુ કરતાં ઓછું છે. કયું પ્રવાહી નિસ્યંદનમાં પહેલું બહાર આવશે ? સમજાવો.
ઉત્તર:

• નીચા ઉત્કલનબિંદુનું પ્રવાહી (A) પ્રથમ ફ્લાસ્કમાં મળે છે.
• જો બે પ્રવાહીનાં ઉત્કલનબિંદુ વચ્ચે ઓછો તફાવત હોય તો તેમને વિભાગીય નિસ્યંદનથી છૂટાં પડાય છે. આ પદ્ધતિમાં ગોળ તળિયાવાળા ફલાસ્કના મોઢા ઉપર વિભાગીય સ્તંભને ચુસ્ત રીતે ગોઠવવામાં આવે છે.
• જ્યારે પ્રવાહી મિશ્રણની બાષ્પ વિભાગીય સ્તંભમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે ઊંચા ઉત્કલનબિંદુવાળા પ્રવાહી (B) ની બાષ્પનું ઠારીકરણ નીચા ઉત્કલનબિંદુવાળા પ્રવાહી (A) ની બાષ્પના ઠારીકરણ કરતાં પહેલાં થાય છે. આમ, બાષ્પમાં નીચા ઉત્કલનબિંદુના પ્રવાહી (A) નું પ્રમાણ વધતું જાય છે અને છેવટે તેની બાષ્પ સ્તંભના મથાળે પહોંચે છે. ત્યારબાદ આ બાષ્પ શીતકમાં પસાર થઈને શુદ્ધ પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે.
• આમ, નીચા ઉત્કલનબિંદુવાળું પ્રવાહી (A) પ્રથમ નિસ્યંદિત થશે.

પ્રશ્ન 4.
તમારી પાસે ત્રણ પ્રવાહીઓ A, B અને Cનું મિશ્રણ છે. પ્રવાહી A તથા બાકીનાં બે પ્રવાહી અર્થાત્ B અને C વચ્ચે ઉત્કલનબિંદુનો તફાવત ઘણો મોટો છે.
જ્યારે પ્રવાહી B અને Cના ઉત્કલનબિંદુ ખૂબ જ નજીકના છે. પ્રવાહી A, પ્રવાહી B અને C કરતાં ઊંચા તાપમાને ઊકળે છે અને Bનું ઉત્કલનબિંદુ C કરતાં નીચું છે. આ મિશ્રણના ઘટકોને તમે કઈ રીતે અલગ કરશો ? અલગીકરણની પ્રયોગ-પદ્ધતિનાં સાધનોની ગોઠવણી દર્શાવતી આકૃતિ દોરો.
ઉત્તર:

• ઉત્કલનબિંદુનો ક્રમ A >>> B > C
• A અને B તથા Cના ઉત્કલનબિંદુ વચ્ચે મોટો તફાવત છે, આથી સાદા નિસ્યંદનથી A ને અલગ મેળવી શકાય.
• Aનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું છે. જેથી તે નીચા ઉત્કલન બિંદુના B અને Cનું મિશ્રણ નિસ્યંદન પામી બહાર ફ્લાસ્કમાં આવશે. પ્રવાહી (A) ગોળ તળિયાવાળા ફલાસ્કમાં રહી જશે. આ ગોઠવણીની આકૃતિ નીચે પ્રમાણે છે :

• મિશ્રણ B અને C ના ઉત્કલનબિંદુ વચ્ચે ઓછો તફાવત છે. વળી C નું ઉત્કલનબિંદુ B ના કરતાં વધારે છે.
• આ B અને C ને અલગ કરવા માટે નીચે પ્રમાણેની રચનાથી વિભાગીય નિસ્યંદન કરાય છે :

• વિભાગીય નિસ્યંદનમાં ઓછા ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતું B પ્રથમ સ્તંભમાં થઈ શીતકમાં થઈ ફલાસ્કમાં બહાર આવશે.
• ઊંચા ઉત્કલનબિંદુનું પ્રવાહી (C) ફ્લાસ્કમાં રહી જાય છે અને છેલ્લે બહાર કાઢી લેવાય છે.

પ્રશ્ન 5.
પરપોટા પ્લેટ પ્રકારના વિભાગીય સ્તંભની આકૃતિ દોરો. બે પ્રવાહીઓના અલગીકરણ માટે આ પ્રકારના સ્તંભની આપણને ક્યારે જરૂર પડે ? વિભાગીય સ્તંભના ઉપયોગથી પ્રવાહીઓના મિશ્રણમાંથી ઘટકોને અલગ પાડવામાં સંકળાયેલ સિદ્ધાંત સમજાવો. આ પદ્ધતિનો ઔધોગિક ઉપયોગ શું છે ?
ઉત્તર:

• જો બે પ્રવાહીના ઉત્કલનબિંદુ વચ્ચે ઓછો તફાવત હોય તો તેમને છૂટા પાડવા વિભાગીય નિસ્યંદનની રીત ઉપયોગમાં લેવાય છે.
• પ્રવાહી મિશ્રણની બાષ્પ ઠારણ પામે તે પહેલા નિસ્યંદન કૉલમમાં પસાર કરાય છે. આ નિસ્યંદન કૉલમને ગોળ તળિયાવાળા ફ્લાસ્કના મોઢામાં ચુસ્ત, ઊભો લંબ ગોઠવેલ હોય છે.
• જો પ્રવાહી મિશ્રણના ઘટકોમાં ઉત્કલનબિંદુ તફાવત ઘણો ઓછો હોય તો, નિસ્યંદન કૉલમ તરીકે પરપોટા સ્તંભ કૉલમનો ઉપયોગ કરાય છે જેની આકૃતિ નીચે પ્રમાણે છે :

• વિભાગીય સ્તંભમાં રહેલા દરેક ક્રમિક ઠારીકરણ આયન અને બાષ્પન એકમોને સૈદ્ધાંતિક પ્લેટ કહે છે, વ્યાપારિક રીતે 100 કરતાં વધુ પ્લેટવાળા સ્તંભો મળે છે. આવા સ્તંભના પરપોટા સ્તંભની આકૃતિ ઉપર પ્રમાણે છે.
• ઊંચા ઉત્કલનબિંદુ કરતાં નીચા ઉત્કલનબિંદુની બાષ્પ સ્તંભોમાં ઉપર પહોંચતી જાય છે અને નીચા ઉત્કલનબિંદુવાળી બાષ્પ ઊંચા ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતી બાષ્પ પાસેથી ઉષ્મા મેળવે છે. ઊંચા ઉત્કલનબિંદુવાળી બાષ્પ ગુમાવી ઠારણ પામી સ્તંભમાં નીચે જાય છે. ઉપરના ટોચના સ્તંભમાં એકત્ર થતી નીચા ઉત્કલનબિંદુની પ્રવાહીની બાષ્પ શીતકમાં પ્રવેશી ઠંડી પડી બહાર આવે છે.
• ઉપયોગ : આ સ્તંભ તકનિકનો ઉપયોગ પેટ્રોલિયમ રિફાઈનરીમાં કુદરતી તેલના ઘટકો ગૅસોલીન, કેરોસીન, ડીઝલ વગેરેને અલગ પાડવામાં થાય છે.

પ્રશ્ન 6.
ઊંચું ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતું પ્રવાહી સાદા નિસ્યંદન દરમિયાન વિઘટન પામે છે, પરંતુ તેનું શુદ્ધીકરણ વરાળ નિસ્યંદન પદ્ધતિથી થઈ શકે છે. આ કઈ રીતે શક્ય છે તે સમજાવો.
ઉત્તર:

• વરાળ નિસ્યંદનમાં કાર્બનિક સંયોજનની બાષ્પ અને પાણીની વરાળના મિશ્રણનું નિસ્યંદન કરાય છે. પ્રવાહીની બાષ્પ પાણીમાં અદ્રાવ્ય રહે છે. જે પ્રવાહીનું શુદ્ધીકરણ કરવાનું હોય તેમાં પાણીની વરાળ પસાર કરાય છે.
• આથી પ્રવાહીની બાષ્પ અને પાણીની વરાળનું મિશ્રણ બાષ્પશીલ બની ઉપર જાય છે અને શીતકમાં થઈ ફલાસ્કમાં આવે છે. જેમાં પ્રવાહી તથા પાણી અમિશ્ર અને અલગ સ્તર બનાવતાં હોય છે.
• જ્યારે કાર્બનિક પ્રવાહીની બાષ્પનું દબાણ અને પાણીના બાષ્પ દબાણ p₂નો સરવાળો વાતાવરણના દબાણ (p) જેટલો થાય ત્યારે મિશ્રણ નિસ્યંદન પામે છે.
  આથી (P₁ + p₂) = p અને P₁ < P તથા p₂ < p હોય છે તથા P₁ = (p – P₂) હોય છે.
• કાર્બનિક પ્રવાહીનું બાષ્પદબાણ (p) વાતાવરણ દબાણ (p)ના કરતાં ઓછું હોવાથી પ્રવાહીનું બાષ્પ નિસ્યંદન તેના ઉત્કલનબિંદુના કરતાં નીચા તાપમાને જ થાય છે.