विद्यालय रसायन विज्ञान — कक्षा 1 से 12 · Grades 1–12
33क्रियात्मक समूह और परिवार
सिरके की एक बोतल, नेल पॉलिश रिमूवर की एक बोतल, नाशपाती वाली टॉफ़ियों का एक थैला खोलिए, और मछली वाले की दुकान के पास से गुज़रिए: चार गंधें, तीखी, मीठी-विलायक जैसी, फलों जैसी और मछली जैसी, और चार अलग-अलग प्रकार के अणु। हर एक की गंध, और उसका ज़्यादातर रसायन, उसके कार्बन कंकाल के कारण नहीं, बल्कि उससे जुड़े परमाणुओं के एक छोटे समूह के कारण है: एक जगह ऑक्सीजन और हाइड्रोजन, दूसरी जगह एक नाइट्रोजन परमाणु। रसायनज्ञ कार्बनिक यौगिकों को इन्हीं समूहों के अनुसार छाँटते हैं।
पहले से ज्ञात
कंकाल सूत्र, ऐल्केनों और ऐल्किल समूहों के नाम, समावयवी (अध्याय 32)। ध्रुवीय आबंध और हाइड्रोजन आबंध (अध्याय 30)।
33.1 क्रियात्मक समूह
परिभाषा 33.1 (क्रियात्मक समूह)
क्रियात्मक समूह परमाणुओं का ऐसा समूह है, जो केवल एकल आबंधों से जुड़े कंकाल के कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं से अलग हो, और अणु को उसकी अभिलाक्षणिक अभिक्रियाएँ दे। एक ही क्रियात्मक समूह वाले यौगिक एक परिवार बनाते हैं।
33.2 ऐल्कोहॉल और उनकी श्रेणी
परिभाषा 33.2 (ऐल्कोहॉल, ऐल्कोहॉल की श्रेणी)
ऐल्कोहॉल में एक हाइड्रॉक्सिल समूह ऐसे कार्बन परमाणु से आबंधित होता है जिसके केवल एकल आबंध हों। ऐल्कोहॉल की श्रेणी प्राथमिक, द्वितीयक या तृतीयक होती है, इस पर निर्भर करते हुए कि वाला कार्बन परमाणु एक, दो या तीन दूसरे कार्बन परमाणुओं से आबंधित है। (मेथेनॉल, , जिसका कार्बन किसी से आबंधित नहीं, प्राथमिक ऐल्कोहॉलों में गिना जाता है।)
33.3 ऐल्डिहाइड, कीटोन, अम्ल और एस्टर
परिभाषा 33.3 (ऐल्डिहाइड, कीटोन)
कार्बोनिल समूह एक द्विआबंध है। अगर उसका कार्बन परमाणु श्रृंखला के सिरे पर हो (कम से कम एक हाइड्रोजन परमाणु से आबंधित), तो यौगिक ऐल्डिहाइड है; अगर वह श्रृंखला के भीतर हो (दो कार्बन परमाणुओं से आबंधित), तो यौगिक कीटोन है।
परिभाषा 33.4 (कार्बोक्सिलिक अम्ल, एस्टर)
कार्बोक्सिलिक अम्ल में एक कार्बोक्सिल समूह होता है: एक ही कार्बन परमाणु पर एक कार्बोनिल और एक हाइड्रॉक्सिल। एस्टर में दो कार्बन श्रृंखलाओं के बीच समूह होता है: वह किसी अम्ल से संबंधित है, जिसके की जगह किसी ऐल्कोहॉल से आया R आ गया है।
उदाहरण 33.5 (एथिल एथेनोएट)
विलायक एथिल एथेनोएट, , की गंध नाशपाती वाली टॉफ़ियों और नेल पॉलिश रिमूवर जैसी है। उसका “अम्ल भाग”, , एथेनोइक अम्ल से आता है और नाम का दूसरा शब्द देता है, एथेनोएट; उसका “ऐल्कोहॉल भाग”, , एथेनॉल से आता है और पहला शब्द देता है, एथिल। आगे का एक अध्याय दिखाता है कि एस्टर अपने अम्ल और अपने ऐल्कोहॉल से कैसे बनता है।
33.4 ऐमीन, ऐमाइड, हैलोऐल्केन और ऐल्कीन
परिभाषा 33.6 (ऐमीन, ऐमाइड)
ऐमीन में एक नाइट्रोजन परमाणु किसी कार्बन श्रृंखला से एकल आबंध द्वारा आबंधित होता है, जैसे में। ऐमाइड में एक नाइट्रोजन परमाणु किसी कार्बोनिल समूह के कार्बन से आबंधित होता है, जैसे में।
परिभाषा 33.7 (हैलोऐल्केन, ऐल्कीन)
हैलोऐल्केन ऐसा ऐल्केन है जिसमें एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं की जगह हैलोजन परमाणु (F, Cl, Br, I) आ गए हैं। ऐल्कीन में एक कार्बन–कार्बन द्विआबंध, , होता है।
टिप्पणी 33.8 (गंधें और समूह)
बहुत-से छोटे ऐमीनों की गंध सड़ी मछली जैसी होती है, और जो मछली ताज़ी नहीं रही, उसकी गंध काफ़ी हद तक उन्हीं के कारण है। बहुत-से छोटे एस्टरों की गंध फलों जैसी होती है। छोटे कार्बोक्सिलिक अम्लों की गंध सिरके जैसी तीखी होती है; प्रोपेनोन, एक कीटोन, नेल पॉलिश रिमूवर की जानी-पहचानी विलायक-गंध है।
33.5 नाम रखना
विधि 33.9 (एक क्रियात्मक समूह वाले कार्बनिक यौगिक का नाम रखना)
- सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला खोजिए जिसमें क्रियात्मक समूह का कार्बन शामिल हो (या, ऐल्कोहॉल या ऐमीन के लिए, वह कार्बन जो उसे धारण करता है): वह मूल नाम देती है।
- श्रृंखला पर उस सिरे से क्रमांक दीजिए जिससे क्रियात्मक समूह को सबसे छोटा क्रमांक मिले।
- ऐल्केन के नाम में परिवार का अंत जोड़िए, ज़रूरत हो तो उससे पहले समूह की स्थिति लिखकर: प्रोपेन-2-ऑल, ब्यूटेन-2-ओन। (ऐल्डिहाइडों, अम्लों और ऐमाइडों का समूह कार्बन 1 पर होता है: कोई क्रमांक नहीं।)
- ऐल्किल प्रतिस्थापियों को, उनकी स्थितियों के साथ, उपसर्गों के रूप में जोड़िए, जैसे ऐल्केनों में; हैलोजन हमेशा उपसर्ग होता है (2-क्लोरोप्रोपेन)।
उदाहरण 33.10 (चार नाम)
का नाम प्रोपेन-2-ऑल है (यह एक द्वितीयक ऐल्कोहॉल है);
का नाम ब्यूटेन-2-ओन है;
का नाम ब्यूटेनोइक अम्ल है;
का नाम 3-मेथिलब्यूटेनैल है।
सुरक्षा
प्रोपेनोन अत्यधिक ज्वलनशील है और आँखों में जलन करता है; इसकी वाष्प उनींदापन लाती है। शुद्ध एथेनोइक अम्ल ज्वलनशील है और त्वचा और आँखों को गंभीर रूप से जलाता है; सिरका उसका तनु विलयन है। गंधें कभी फ़्लास्क को सूँघकर नहीं परखी जातीं: वाष्प को हाथ से धीरे-धीरे नाक की ओर पंखे की तरह झला जाता है, और केवल तब जब शिक्षक कहें।
33.6 अभ्यास
अभ्यास 33.1 ★
हर यौगिक का क्रियात्मक समूह और परिवार बताइए: ; ; ; ; ।
अभ्यास 33.2 ★
नाम बताइए: ; ; ; ; ।
हल
हल — अभ्यास 33.2.
मेथेनॉल; प्रोपेन-1-ऑल; मेथेनोइक अम्ल; प्रोपेनैल; प्रोपेनोन।
अभ्यास 33.3 ★
हर यौगिक किस परिवार का है: ब्यूटेन-2-ऑल, पेंटेनैल, मेथिल प्रोपेनोएट, प्रोपेनेमाइड, 2-ब्रोमोप्रोपेन, ब्यूट-1-ईन?
अभ्यास 33.4 ★
प्रोपेनैल और प्रोपेनोन के अर्ध-संरचना सूत्र लिखिए। इनमें से कौन ऐल्डिहाइड है? आप कैसे पहचानते हैं?
अभ्यास 33.5 ★
प्रोपेन-1-ऑल, प्रोपेन-2-ऑल और 2-मेथिलप्रोपेन-2-ऑल की श्रेणी बताइए।
हल
हल — अभ्यास 33.5.
प्राथमिक ( वाले कार्बन का एक कार्बन पड़ोसी है); द्वितीयक (दो); तृतीयक (तीन)।
अभ्यास 33.6 ★★
पेंटेन-3-ऑल, 2-मेथिलब्यूटेनोइक अम्ल, हेक्सेन-2-ओन और प्रोपिल एथेनोएट के कंकाल सूत्र बनाइए।
हल
हल — अभ्यास 33.6.
पेंटेन-3-ऑल का कंकाल ; 2-मेथिलब्यूटेनोइक अम्ल का कंकाल
; हेक्सेन-2-ओन का कंकाल
; और प्रोपिल एथेनोएट का कंकाल
।
अभ्यास 33.7 ★★
प्रोपेनैल और प्रोपेनोन का आण्विक सूत्र एक ही है। उसे बताइए। क्या वे समावयवी हैं? क्या उनका क्रियात्मक समूह एक ही है?
अभ्यास 33.8 ★★
उस एस्टर का अर्ध-संरचना सूत्र और नाम लिखिए जिसका अम्ल भाग मेथेनोइक अम्ल से और ऐल्कोहॉल भाग एथेनॉल से आता है; फिर एथेनोइक अम्ल और प्रोपेन-1-ऑल से बने एस्टर का।
हल
हल — अभ्यास 33.8.
, एथिल मेथेनोएट; , प्रोपिल एथेनोएट।
अभ्यास 33.9 ★★
एस्टरों , और के नाम बताइए, और बताइए कि हर एक किस अम्ल और किस ऐल्कोहॉल से संबंधित है।
हल
हल — अभ्यास 33.9.
मेथिल एथेनोएट (एथेनोइक अम्ल, मेथेनॉल); एथिल प्रोपेनोएट (प्रोपेनोइक अम्ल, एथेनॉल); मेथिल मेथेनोएट (मेथेनोइक अम्ल, मेथेनॉल)।
अभ्यास 33.10 ★★
सूत्र वाले चारों ऐल्कोहॉल बनाइए और उनके नाम बताइए, और हर एक की श्रेणी बताइए।
हल
हल — अभ्यास 33.10.
| ब्यूटेन-1-ऑल | ब्यूटेन-2-ऑल | 2-मेथिलप्रोपेन-1-ऑल | 2-मेथिलप्रोपेन-2-ऑल |
| प्राथमिक | द्वितीयक | प्राथमिक | तृतीयक |
अभ्यास 33.11 ★★
समूहों की सारणी की मदद से: का परिवार क्या है? ऐल्कीन के नाम का अंत क्या होता है? किन परिवारों में ऐसा कार्बोनिल समूह होता है जिसके उसी कार्बन पर ऑक्सीजन या नाइट्रोजन परमाणु हो?
हल
हल — अभ्यास 33.11.
एक ऐमाइड (एथेनेमाइड)। -ईन। कार्बोक्सिलिक अम्ल (एक ही कार्बन पर और ), एस्टर ( और ) और ऐमाइड ( और ): तीन परिवार।
अभ्यास 33.12 ★★★
ऐस्पिरिन और पैरासिटामॉल के क्रियात्मक समूहों पर घेरा लगाइए और उनके नाम बताइए। (पैरासिटामॉल के वलय जैसे किसी वलय से सीधे आबंधित को फ़ीनॉल समूह कहते हैं; उसका व्यवहार ऐल्कोहॉल से अलग होता है।)
हल
हल — अभ्यास 33.12.
ऐस्पिरिन: एक कार्बोक्सिल समूह (कार्बोक्सिलिक अम्ल) और एक एस्टर समूह। पैरासिटामॉल: वलय पर एक फ़ीनॉल और एक ऐमाइड समूह ।
अभ्यास 33.13 ★★★
एथेनॉल और मेथॉक्सीमेथेन का आण्विक सूत्र एक ही है। उसे बताइए। मेथॉक्सीमेथेन ऐसे परिवार का है जो सारणी में नहीं है: ईथर। दोनों में से कौन अपने ही अणुओं के बीच हाइड्रोजन आबंध बना सकता है? कौन ऊँचे ताप पर उबलता है (एक पर उबलता है, दूसरा पर)?
हल
हल — अभ्यास 33.13.
। केवल एथेनॉल, अपने के साथ, अपने अणुओं के बीच हाइड्रोजन आबंध बनाता है (मेथॉक्सीमेथेन के ऑक्सीजन पर कोई हाइड्रोजन नहीं है)। एथेनॉल ऊँचे ताप पर, पर, उबलता है; मेथॉक्सीमेथेन पर।
अभ्यास 33.14 ★★★
थकी हुई मांसपेशियों द्वारा बनने वाला लैक्टिक अम्ल है। उसके दोनों क्रियात्मक समूहों के नाम बताइए। जब किसी अणु में एक अम्ल समूह और एक दूसरा समूह हो, तो अम्ल अंत देता है और दूसरा समूह उपसर्ग बन जाता है ( के लिए हाइड्रॉक्सी-, के लिए ऐमीनो-)। लैक्टिक अम्ल का नाम बताइए, फिर ग्लाइसीन, , का।
हल
हल — अभ्यास 33.14.
एक हाइड्रॉक्सिल समूह और एक कार्बोक्सिल समूह। श्रृंखला में तीन कार्बन हैं, अम्ल वाला कार्बन कार्बन 1 है और कार्बन 2 पर: 2-हाइड्रॉक्सीप्रोपेनोइक अम्ल। ग्लाइसीन: 2-ऐमीनोएथेनोइक अम्ल (अक्सर ऐमीनोएथेनोइक अम्ल लिखा जाता है)।
अभ्यास 33.15 ★★★
हवा में खुली छोड़ी गई वाइन सिरका बन जाती है: एथेनॉल, एथेनैल से होकर, एथेनोइक अम्ल बन जाता है। तीनों यौगिकों के अर्ध-संरचना और आण्विक सूत्र और उनके परिवार लिखिए। हर चरण पर सूत्र में क्या बदलता है?
हल
हल — अभ्यास 33.15.
एथेनॉल है, आण्विक सूत्र , एक ऐल्कोहॉल; एथेनैल है, आण्विक सूत्र , एक ऐल्डिहाइड; एथेनोइक अम्ल है, आण्विक सूत्र , एक कार्बोक्सिलिक अम्ल। एथेनॉल से एथेनैल तक दो हाइड्रोजन परमाणु खोते हैं; एथेनैल से एथेनोइक अम्ल तक एक ऑक्सीजन परमाणु जुड़ता है।
33.7 समस्या: फलों की सुगंध
समस्या 33.1
सप्ताहांत समस्या — एक सुगंध-रसायनज्ञ केले की गंध बनाती है: मुख्य अणु का मोलर द्रव्यमान क्या है?
एक सुगंध-रसायनज्ञ की बेंच पर पाँच यौगिक हैं:
| A | |
| B | |
| C | |
| D | |
| E |
A की गंध केले और नाशपाती वाली टॉफ़ियों जैसी है, B की माल्ट जैसी, C की सिरके जैसी, D की कटी घास जैसी, E की अनानास जैसी।
भाग I — समूह और परिवार।
- हर यौगिक के क्रियात्मक समूह का नाम बताइए।
- हर एक का परिवार बताइए।
- कौन-से यौगिक एस्टर हैं? उनकी गंधें कैसी हैं?
- ऐल्कोहॉल B की श्रेणी क्या है?
- D का आण्विक सूत्र बताइए, और D का कोई ऐसा समावयवी बनाइए जो कीटोन हो।
भाग II — नाम।
- B का नाम बताइए (वह सबसे लंबी श्रृंखला खोजिए जिसमें वाला कार्बन हो)।
- C और D के नाम बताइए।
- E का नाम बताइए, और बताइए कि वह किस अम्ल और किस ऐल्कोहॉल से संबंधित है।
- A का नाम, 3-मेथिलब्यूटिल एथेनोएट, समझाइए: कौन-सा भाग अम्ल से आता है, कौन-सा ऐल्कोहॉल से?
भाग III — अम्ल और ऐल्कोहॉल से।
- बेंच के किन दो यौगिकों से A संबंधित है?
- A, B और C के आण्विक सूत्र बताइए।
- एस्टर अपने अम्ल और अपने ऐल्कोहॉल से एक छोटा अणु खोकर बनता है। सूत्रों की मदद से पता कीजिए कि कौन-सा।
- A बनने का समीकरण आण्विक सूत्रों में लिखिए, और जाँचिए कि वह संतुलित है।
भाग IV — मोलर द्रव्यमान।
- B और C के मोलर द्रव्यमान निकालिए।
- प्रश्न 13 के समीकरण से A का मोलर द्रव्यमान निकालिए।
- A का मोलर द्रव्यमान सीधे उसके सूत्र से निकालिए, और तुलना कीजिए।
- फलों जैसी गंध वाले एक अज्ञात नमूने का मोलर द्रव्यमान लगभग पाया जाता है। क्या वह A है या E?
- हेप्टेनोइक अम्ल, , की गंध बासी है। दिखाइए कि वह A का समावयवी है। क्या केवल मोलर द्रव्यमान किसी यौगिक को पहचान सकता है?
- रसायनज्ञ क्यों कहते हैं कि गंध जितनी कंकाल की है, उतनी ही क्रियात्मक समूह की भी? A और हेप्टेनोइक अम्ल का उपयोग कीजिए।
- अंतिम उत्तर बताइए: केले वाले एस्टर, 3-मेथिलब्यूटिल एथेनोएट, का मोलर द्रव्यमान क्या है?
हल
हल — समस्या 33.1.
1. A: एस्टर समूह; B: हाइड्रॉक्सिल; C: कार्बोक्सिल; D: श्रृंखला के सिरे पर कार्बोनिल; E: एस्टर समूह।
2. A एस्टर, B ऐल्कोहॉल, C कार्बोक्सिलिक अम्ल, D ऐल्डिहाइड, E एस्टर।
3. A (केला) और E (अनानास): फलों जैसी गंधें।
4. प्राथमिक: वाला कार्बन एक कार्बन से आबंधित है।
5. ; उदाहरण के लिए हेक्सेन-2-ओन, ।
6. वाली श्रृंखला में चार कार्बन हैं, जिन पर की ओर से क्रमांक दिए गए हैं, और कार्बन 3 पर एक मेथिल है: 3-मेथिलब्यूटेन-1-ऑल।
7. C: एथेनोइक अम्ल; D: हेक्सेनैल।
8. एथिल ब्यूटेनोएट, ब्यूटेनोइक अम्ल और एथेनॉल से संबंधित।
9. एथेनोएट: अम्ल भाग , एथेनोइक अम्ल से; 3-मेथिलब्यूटिल: ऐल्कोहॉल भाग, 3-मेथिलब्यूटेन-1-ऑल से।
10. C (एथेनोइक अम्ल) और B (3-मेथिलब्यूटेन-1-ऑल)।
11. A ; B ; C ।
12. में है, यानी एक और : खोया हुआ अणु पानी है।
13. : C 7 = 7, H 16 = 16, O 3 = 3.
14. ; ।
15. ।
16. : वही।
17. E, : ।
18. : A वाला ही सूत्र, इसलिए समावयवी, और वही मोलर द्रव्यमान। केवल मोलर द्रव्यमान समावयवियों में भेद नहीं कर सकता।
19. A और हेप्टेनोइक अम्ल में वही परमाणु हैं पर अलग समूह, एक एस्टर और एक कार्बोक्सिलिक अम्ल: एक की गंध केले जैसी है, दूसरे की बासी। समूह, और वह कहाँ लगा है, यही तय करता है।
20. ।