कार्बनिक रसायन: बंधन, नामकरण और समावयवता

यहां अद्यतन अध्ययन नोट्स दिए गए हैं:

विषय सारांश

• यह पाठ कार्बनिक रसायन के विभिन्न पहलुओं पर प्रकाश डालता है, जिसमें बंधन, नामकरण, समावयवता, प्रभाव और प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।

कार्बन तथा बंधन

• कार्बनिक रसायन का मुख्य तत्व कार्बन है, जिसकी अनूठी प्रकृति बहुमुखी प्रतिभा दर्शाती है।

टेट्रावैलेंसी

• कार्बन के बाहरी कोश में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिससे यह चार सहसंयोजक बंधन बना सकता है।
• कार्बन परमाणु एकल, द्वि और त्रि बंधन बना सकते हैं।

संकरण (Hybridization)

• कार्बन sp3, sp2 और sp संकरण प्रदर्शित करता है, जो सिग्मा (σ) और पाई (π) बंधनों की संख्या पर निर्भर करता है।
• चार सिग्मा बंधनों का अर्थ है sp3 संकरण।
• एक पाई बंधन का तात्पर्य sp2 संकरण से है।
• दो पाई बंधनों का संकेत sp संकरण है।
• पहला बंधन हमेशा सिग्मा बंधन होता है, और शेष बंधन पाई बंधन होते हैं।

कार्बनिक यौगिकों का प्रतिनिधित्व

• कार्बनिक यौगिकों को संरचनात्मक रूप से दर्शाने के तीन तरीके हैं:
• पूर्ण संरचनाएं: सभी बंधनों और परमाणुओं को दर्शाती हैं।
• संघनित संरचनाएं: परमाणुओं के समूहों को एक साथ लिखती हैं।
• बंधन-रेखा संरचनाएं: कार्बन या हाइड्रोजन परमाणुओं को दिखाए बिना जिग-जैग रेखाओं के रूप में दर्शाती हैं।

नामकरण

• नामकरण की दो मुख्य प्रणालियाँ हैं:
• सामान्य नामकरण प्रणाली (ट्राइबल सिस्टम): दिखावट या व्यक्तित्व के आधार पर नाम दिए जाते हैं, जिसमें कोई नियम नहीं होता।
• अंतर्राष्ट्रीय शुद्ध और अनुप्रयुक्त रसायन संघ (आईयूपीएसी) नामकरण प्रणाली: नामकरण के लिए विशिष्ट नियमों का पालन करती है।
• नामकरण में प्राथमिकता क्रम: प्रतिस्थापी, मूल शब्द, बंधन, कार्यात्मक समूह।

श्रृंखला का चुनाव

• नामकरण में पहला कदम है सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला का चुनाव करना।

क्रमांकन

• दूसरा कदम है श्रृंखला में परमाणुओं का क्रमांकन करना।

एस आर का बीएफ (SR का BF)

• सब्सटीट्यूट, रूट वर्ड, बॉन्ड एंड फंक्शनल ग्रुप, जिसके एस आर के साथ पोजिशन दर्शायी जाती है।

समावयवता (Isomerism)

• आइसोमर्स ऐसे यौगिक होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है लेकिन अलग-अलग संरचनात्मक सूत्र होते हैं.
• आइसोमरिज्म दो प्रकार का होता है:

संरचनात्मक आइसोमरिज्म

• श्रृंखला आइसोमरिज्म: कार्बन श्रृंखला की प्रकृति में भिन्नता।
• स्थिति आइसोमरिज्म: कार्यात्मक समूह या बंध की स्थिति में भिन्नता।
• फंक्शनल आइसोमरिज्म: फंक्शनल समूह में भिन्नता।
• मेटा मेरिज्म: कार्यात्मक समूह के दोनों तरफ एल्काइल समूहों की प्रकृति में अंतर।

त्रिविम आइसोमरिज्म (स्टीरियो आइसोमरिज्म)

• ज्यामितीय आइसोमरिज्म: द्विबंध के चारों ओर परमाणुओं के स्थानिक विन्यास में भिन्नता।
• ऑप्टिकल आइसोमरिज्म: ध्रुवीकृत प्रकाश के तल को घुमाने की यौगिक की क्षमता में भिन्नता।
• चिरल कार्बन की उपस्थिति के कारण जो गैर-अतिव्यापी दर्पण चित्र होते हैं।

प्रभाव (Effects)

• कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में मौलिक अवधारणाओं में विभिन्न प्रभाव शामिल हैं जो अणुओं के भीतर इलेक्ट्रॉनों के विस्थापन से उत्पन्न होते हैं।

प्रेरणिक प्रभाव (Inductive Effect)

• एक स्थायी प्रभाव जो अणु में द्विध्रुव बनाता है।
• +I प्रभाव: इलेक्ट्रॉन दान करने वाले समूह।
• -I प्रभाव: इलेक्ट्रॉन वापस लेने वाले समूह।

विद्युतवर्ती प्रभाव (इलेक्ट्रोमेरिक प्रभाव)

• एक अस्थायी प्रभाव जो बहुबंधों वाले परमाणुओं के बीच होता है।
• +E प्रभाव: पाई बांड में इलेक्ट्रॉन्स परमाणु पर ट्रांसफर हो रहे हैं उसी परमाणु पर अभिकर्मक भी जुड़े।
• -E प्रभाव: अभिकर्मक के अन्त में पाई बांड में इलेक्ट्रॉन्स की दिशा बदल जाती है।

अनुनाद प्रभाव (रेजोंनसे इफेक्ट)

• एक अणु में इलेक्ट्रॉनों का विस्थानिकृत होना (delocalization)।

अतिसंयुग्मन प्रभाव (Hyperconjugation Effect)

• सिग्मा इलेक्ट्रॉनों का डीलोकलाइजेशन।
• जो कार्बोनियम की स्थिरता को बढ़ता है।

प्रतिक्रियाएँ

• कार्बनिक प्रतिक्रियाएँ विभिन्न प्रकार की होती हैं।

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ

• एक परमाणु या परमाणुओं के समूह का दूसरे परमाणु द्वारा प्रत्यक्ष प्रतिस्थापन।
• इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ: एरोमेटिक यौगिकों की विशेषता।
• न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ: एल्काइल हैलाइड और अल्कोहल में देखी जाती हैं।
• SN1 प्रतिक्रियाएँ: यूनीमोलेक्यूलर न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया, यह प्रतिक्रिया दो चरणों में होती है।
• SN2 प्रतिक्रियाएँ: बाइमोलेक्यूलर न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया, यह प्रतिक्रिया एक चरण में होती है

विलोपन प्रतिक्रियाएँ

• एक से अधिक चरण में एक ही सब्सटेंस के निकटवर्ती परमाणुओं से दो परमाणुओं या समूहों का नुकसान होता है, जिससे कई बांड का निर्माण होता है।

संयोजन प्रतिक्रियाएँ

• प्रतिक्रियाशील अणुओं के बीच संयोजन होता है।

पुनर्व्यवस्था प्रतिक्रियाएँ

• एक ही अणु के भीतर एक साइट से दूसरी साइट पर परमाणु या समूह का प्रवास शामिल होता है।

कार्बोकैटायन, कार्बनियन और मुक्त कण

• कार्बोकैटायन: एक सकारात्मक आवेश वाले कार्बन युक्त आयन।
• कार्बेनियन: एक नकारात्मक आवेश वाले कार्बन युक्त आयन।
• कार्बोकैटायन और मुक्त कणों का स्थायित्व क्रम: तीन डिग्री सबसे अधिक स्थिर क्रम है।
• कार्बन आयन का स्थायित्व क्रम: एक डिग्री सबसे अधिक स्थिर है।
• मुक्त कण: एक अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन युक्त परमाणु या परमाणुओं का समूह।