HydroCarbons MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for HydroCarbons - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सिद्धांत:

द्रव अमोनिया में क्षार धातु के साथ एल्काइन की अभिक्रिया

• द्रव अमोनिया में क्षार धातु के साथ एल्काइन की अभिक्रिया से एल्काइन का अपचयन होता है।
• यह अपचयन विशेष रूप से ट्रांस एल्कीन के निर्माण में परिणाम देता है।
• इस अभिक्रिया को बर्च अपचयन के रूप में जाना जाता है।
• इस अभिक्रिया में:
  • द्रव अमोनिया विलायक का काम करता है और प्रोटॉन प्रदान करता है।
  • क्षार धातु (जैसे, सोडियम या लिथियम) इलेक्ट्रॉन प्रदान करती है, जो एल्काइन को अपचयित करती है।

व्याख्या:

• जब कोई एल्काइन द्रव अमोनिया में क्षार धातु के साथ अभिक्रिया करता है:
  • क्षार धातु एल्काइन के त्रिबंध में इलेक्ट्रॉन दान करती है, जिससे वह द्विबंध में टूट जाता है।
  • इसके बाद प्रोटॉनन (अमोनिया से प्रोटॉन का जुड़ना) ट्रांस एल्कीन के निर्माण की ओर ले जाता है।
• अभिक्रिया एक त्रिविम चयनात्मक तरीके से आगे बढ़ती है, जो सिस विन्यास पर ट्रांस विन्यास का पक्षधर है।
• ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रतिस्थापकों के बीच न्यूनतम त्रिविम बाधा के कारण ट्रांस एल्कीन अधिक स्थायी होता है।

इसलिए, सही उत्तर ट्रांस एल्कीन है।

सिद्धांत:

क्वथनांक और अंतराअणुक बल

• किसी पदार्थ का क्वथनांक उसके अणुओं के बीच अंतराअणुक बलों की शक्ति और प्रकार से प्रभावित होता है।
• अंतराअणुक बलों के प्राथमिक प्रकार हैं:
  • आयनिक बंध: विपरीत आवेशित आयनों के बीच मजबूत स्थिरवैद्युत अंतःक्रियाएँ।
  • हाइड्रोजन बंध: O, N, या F जैसे उच्च विद्युतऋणात्मक परमाणुओं से जुड़े हाइड्रोजन को शामिल करते हुए मजबूत द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाएँ।
  • वान्डर वाल्स बल: अध्रुवीय अणुओं में अस्थायी द्विध्रुवों के कारण कमजोर अंतःक्रियाएँ, जो एल्केन में प्रमुख बल हैं।
• शाखित एल्केन में अंतःक्रियाओं के लिए कम सतह क्षेत्र के कारण उनके सीधे-श्रृंखला वाले समकक्षों की तुलना में कमजोर वान्डर वाल्स बल होते हैं।

व्याख्या:

• शाखित एल्केन का क्वथनांक अपेक्षाकृत कम निम्नलिखित कारणों से होता है:
  • शाखित एल्केन में अधिक कॉम्पैक्ट आणविक संरचना होती है, जिससे वान्डर वाल्स आकर्षण के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र कम हो जाता है।
  • चूँकि वान्डर वाल्स बल सतह क्षेत्र के सीधे आनुपातिक होते हैं, इसलिए शाखित एल्केन में कम सतह क्षेत्र के परिणामस्वरूप कमजोर अंतराअणुक बल होते हैं।
  • कमजोर अंतराअणुक बलों को दूर करने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे क्वथनांक कम होता है।
  • (वान्डर वाल्स आकर्षण): यह एल्केन में कार्य करने वाला प्राथमिक अंतराअणुक बल है, और सतह क्षेत्र में कमी के कारण शाखित एल्केन में इसकी शक्ति कम हो जाती है।
• गलत विकल्प:
  • विकल्प 1 (आयनिक बंध): एल्केन अध्रुवीय अणु होते हैं और आयनिक बंधन प्रदर्शित नहीं करते हैं।
  • विकल्प 2 (हाइड्रोजन बंध): एल्केन में O, N, या F जैसे उच्च विद्युतऋणात्मक परमाणु नहीं होते हैं, इसलिए वे हाइड्रोजन बंध नहीं बना सकते हैं।
  • विकल्प 4 (आयनिक बंध और हाइड्रोजन बंध): एल्केन के लिए आयनिक और हाइड्रोजन दोनों बंधन अप्रासंगिक हैं।

इसलिए, शाखित एल्केन का अपेक्षाकृत कम क्वथनांक कमजोर वान्डर वाल्स बलों के कारण होता है, जिससे विकल्प 3 सही उत्तर बन जाता है।

सिद्धांत:

pK_a और अम्लता

• किसी यौगिक का pK_a मान उसके अम्ल वियोजन स्थिरांक (K_a) के ऋणात्मक लघुगणक के बराबर होता है। यह अम्ल की शक्ति का माप है।
• कम pK_a मान एक प्रबल अम्ल को दर्शाता है, जिसका अर्थ है कि यौगिक अधिक आसानी से प्रोटॉन (H⁺) दान करता है।
• हाइड्रोकार्बन में, अम्लता उस कार्बन परमाणु के संकरण से प्रभावित होती है जो अम्लीय हाइड्रोजन से जुड़ा होता है।
• सामान्य संकरणों के लिए अम्लता का क्रम है: sp (त्रिबंध) > sp² (द्विबंध) > sp³ (एकल बंध)।

व्याख्या:

• अम्लता H⁺ खोने के बाद बनने वाले संयुग्मी क्षार की स्थायित्व से सीधे संबंधित है। स्थायित्व संकर कक्षकों के s-लक्षण से प्रभावित होता है। जितना अधिक s-लक्षण होगा, संयुग्मी क्षार उतना ही अधिक स्थायी होगा और अम्ल उतना ही प्रबल होगा।
• एसिटिलीन (HC≡CH) में, कार्बन sp संकरित (50% s-लक्षण) होता है, जिससे इसका संयुग्मी क्षार (HC≡C^-) अत्यधिक स्थायी होता है। यह एसिटिलीन को दिए गए यौगिकों में सबसे कम pK_a मान देता है।
• एथिलीन (H₂C = CH₂) और प्रोपीन (H₃C - CH = CH₂) में, कार्बन sp² संकरित (33% s-लक्षण) होते हैं, इसलिए उनके संयुग्मी क्षार एसिटिलीन की तुलना में कम स्थायी होते हैं।
• एथेन (H₃C - CH₃) में, कार्बन sp³ संकरित (25% s-लक्षण) होते हैं, जिससे यह सबसे कम अम्लीय होता है और इसका pK_a मान सबसे अधिक होता है।

निष्कर्ष: एसिटिलीन (HC≡CH) में दिए गए यौगिकों में सबसे कम pK_a मान होता है क्योंकि इसके sp संकरण में सबसे अधिक s-लक्षण होता है और सबसे स्थायी संयुग्मी क्षार बनता है।

सिद्धांत:

संकरण

• संकरण परमाणु कक्षकों को मिलाकर नए संकर कक्षक बनाने की प्रक्रिया है जो बंधन के लिए उपयुक्त होते हैं। संकरण का प्रकार केंद्रीय परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉन घनत्व (बंध और एकाकी युग्म) के क्षेत्रों की संख्या पर निर्भर करता है।
• संकरण के प्रकार हैं:
  • sp³: इलेक्ट्रॉन घनत्व के चार क्षेत्र (जैसे, एकल बंध)।
  • sp²: इलेक्ट्रॉन घनत्व के तीन क्षेत्र (जैसे, एक द्विबंध और दो एकल बंध)।
  • sp: इलेक्ट्रॉन घनत्व के दो क्षेत्र (जैसे, एक त्रिबंध या दो द्विबंध)।

व्याख्या:

• दिए गए यौगिक में, CH₃ - C≡N:
  • CH₃ (मेथिल समूह) में कार्बन तीन हाइड्रोजन परमाणुओं और एक कार्बन परमाणु से एकल बंधों द्वारा जुड़ा हुआ है। इसलिए, इसमें इलेक्ट्रॉन घनत्व के चार क्षेत्र हैं, और इसका संकरण sp³ है।
  • केंद्रीय कार्बन (C) एक कार्बन परमाणु (CH₃ से) और एक नाइट्रोजन परमाणु से एक त्रिबंध द्वारा बंधा हुआ है। एक त्रिबंध इलेक्ट्रॉन घनत्व के एक क्षेत्र के रूप में गिना जाता है, और CH₃ समूह के साथ एकल बंध इलेक्ट्रॉन घनत्व का एक और क्षेत्र जोड़ता है। इसलिए, इसमें इलेक्ट्रॉन घनत्व के दो क्षेत्र हैं, और इसका संकरण sp है।
  • नाइट्रोजन परमाणु केंद्रीय कार्बन परमाणु के साथ एक त्रिबंध में शामिल है, और इसमें इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म है। यह इसे इलेक्ट्रॉन घनत्व के दो क्षेत्र देता है, और इसका संकरण sp है।

अंतिम संकरण CH₃: sp³ केंद्रीय C: sp N: sp

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 4 है: sp³ sp sp।

सिद्धांत:

एलीन में संकरण

• एलीन (C₃H₄) एक ऐसा अणु है जहाँ दो द्विबंध केंद्रीय कार्बन परमाणु से जुड़े होते हैं।
• एलीन की संरचना में शामिल हैं:
  • एक केंद्रीय कार्बन परमाणु जो दो द्विबंधों के माध्यम से दो टर्मिनल कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
  • केंद्रीय कार्बन दो सिग्मा बंध और दो पाई बंध बनाता है।
• द्विबंधों में कार्बन परमाणुओं के लिए:
  • एलीन में केंद्रीय कार्बन परमाणु sp संकरित होता है क्योंकि यह दो सिग्मा बंध बनाता है और इसमें दो लंबवत पाई बंध होते हैं।
  • टर्मिनल कार्बन परमाणु sp² संकरित होते हैं क्योंकि वे केंद्रीय कार्बन के साथ एक सिग्मा बंध और एक पाई बंध बनाते हैं।

व्याख्या:

• एलीन में:
  • केंद्रीय कार्बन परमाणु में दो रैखिक बंध (C=C बंध) होते हैं और यह sp संकरित होता है।
  • यह संकरण केंद्रीय कार्बन को दो लंबवत π निकाय बनाने की अनुमति देता है, जिससे अणु को इसकी अनूठी ज्यामिति मिलती है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 है: एलीन में केंद्रीय कार्बन sp संकरित है।

सही उत्तर Si है।Key Points

• शृंखलन एक तत्व की उसी तत्व के अन्य परमाणुओं के साथ बंध बनाने की क्षमता को संदर्भित करता है, जिसके परिणामस्वरूप लंबी शृंखलाएं या रिंग बनती हैं।
• कार्बन अपने शृंखलन गुण के लिए प्रसिद्ध है, यही कारण है कि यह बड़ी संख्या में कार्बनिक यौगिक बना सकता है।
• सिलिकॉन (Si), कार्बन की तरह शृंखलन गुण दर्शाता है।
• ऐसा इसलिए है क्योंकि सिलिकॉन में कार्बन की तरह चार संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं, और अन्य सिलिकॉन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध बना सकते हैं।​

Additional Information

• नियॉन (Ne) शृंखलन गुण नहीं दर्शाता क्योंकि यह एक उत्कृष्ट गैस है और अन्य परमाणुओं के साथ आसानी से बंध नहीं बनाता है।
• ऑक्सीजन (O) तत्व ​सीमित शृंखलन गुण दर्शाता है, लेकिन कार्बन या सिलिकॉन जितना नहीं।
  • ऐसा इसलिए है क्योंकि ऑक्सीजन में केवल दो संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं और अन्य ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ केवल दो सहसंयोजक बंध बना सकते हैं।
• पोटेशियम (K) एक धातु है और शृंखलन गुण नहीं दर्शाता है क्योंकि धातुएं सामान्यतः धनात्मक आयन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन दान कर देती हैं और उसी तत्व के अन्य परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध नहीं बनाती हैं।

सही उत्तर एथेनॉल है। Key Points

• एथीन के जलयोजन से एथेनॉल प्राप्त होता है। जलयोजन की प्रक्रिया में, जल (H2O) को एथीन (C2H4) में एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में मिलाया जाता है।
• अभिक्रिया के लिए रासायनिक समीकरण है: C2H4 + H2O → CH3CH2OH
• इस अभिक्रिया में, एथीन का द्विआबंध टूट जाता है, और कार्बन परमाणु, जल के हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल (OH) समूहों के साथ नए आबंध का निर्माण करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एथेनॉल (CH3CH2OH) का निर्माण होता है।
• यह अभिक्रिया, संकलन अभिक्रिया का एक उदाहरण है, जहाँ दो या दो से अधिक अभिकारक संयोजित होकर एक उत्पाद का निर्माण करते हैं। एथीन का जलयोजन, एथेनॉल के उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण औद्योगिक प्रक्रिया है, जिसका उपयोग ईंधन, विलायक तथा विभिन्न रसायनों के उत्पादन में किया जाता है।

व्याख्या:-

हरे फलों को कृत्रिम रूप से एसिटिलीन प्रदान करके पकाया जा सकता है।

आमतौर पर फलों को कैल्शियम कार्बाइड वाले कागज में लपेटा जाता है और उन पर जल का छिड़काव किया जाता है।

कैल्सियम कार्बाइड जल के साथ अभिक्रिया कर एथिलीन गैस उत्पन्न करता है।

एसिटिलीन गैस का उपयोग हरे फलों को कृत्रिम रूप से पकाने के लिए किया जाता है।

अतः सही विकल्प (1) है।

Additional Information

• एथिलीन एक प्राकृतिक पादप हार्मोन है, जो फलों को पकने में मदद करता है।
• इसे पौधों की आयु बढ़ने वाला हार्मोन माना जाता है और इससे पौधे की मृत्यु भी हो सकती है।
• एथिलीन, बाकी पादप हार्मोनों के विपरीत, एकमात्र गैसीय हार्मोन है।
• एथिलीन सभी उच्च पौधों में उत्पन्न होता है और अनिवार्य रूप से सभी ऊतकों में मेथिओनाइन से उत्पन्न होता है।

विकल्प 4 सही नहीं है। 

Key Points

• एलपीजी द्रवित पेट्रोलियम गैस है और सीएनजी संपीडित प्राकृतिक गैस है।
• सीएनजी में मेथेन गैस होती है और एलपीजी में मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन होती हैं।
• ये दोनों ऐल्केन हैं।
  • ऐल्केन यौगिकों की एक श्रृंखला से युक्त होते हैं जिनमें एकल सहसंयोजक बंधों वाले कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
  • यौगिकों के इस समूह में एकल सहसंयोजक बंधों के साथ कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
  • इसके अतिरिक्त, इसमें CnH2n+2 के अणु सूत्र वाली एक सजातीय श्रृंखला सम्मिलित होती है।
• एलपीजी का उष्मीय मान 90 से 95 MJ/मीटर3 होता है और सीएनजी का उष्मीय मान 35 से 40 MJ/मीटर3 होता है। इसलिए, विकल्प 4 सही नहीं है।
• एलपीजी का उपयोग घरेलू और उद्योगों में किया जाता है।
• सीएनजी का उपयोग ऑटोमोबाइल में वैकल्पिक ईंधन के रूप में किया जाता है। 

अवधारणा:

समावयव​:

• ये ऐसे यौगिक हैं जिनके आण्विक सूत्र समान होते हैं लेकिन विभिन्न संरचनाएं या त्रिविम रसायन (स्टीरियोकेमिस्ट्री) होती हैं।
• कार्बनिक अणुओं का उनकी संरचना के आधार पर वर्गीकरण की एक विस्तृत श्रृंखला है।

वलय-श्रृंखला समावयव:

• वलय श्रृंखला समावयवता एक प्रकार की संरचनात्मक समावयवता है।
• यह उन यौगिकों द्वारा दिखाई जाती है जो स्थिर वलय यौगिक बनाने में सक्षम हैं। वलय श्रृंखला समावयवता दिखाने के लिए मौजूद कार्बन की न्यूनतम संख्या तीन है।
• खुली-श्रृंखला के साथ-साथ वलय श्रृंखला में मौजूद एक यौगिक की घटना को वलय श्रृंखला समावयवता कहा जाता है।
• 3,4,5,6 कार्बन परमाणुओं के वलय से बनने वाले चक्रीय यौगिकों को क्रमशः प्रोपेन, ब्यूटेन, पेंटेन, हेक्सेन कहा जाता है।

व्याख्या:

• n-हेक्सेन का सूत्र C₆H₁₄ है, इसमें 6 कार्बन परमाणु होते हैं।
• हेक्सेन खुली श्रृंखला के साथ-साथ बंद या चक्रीय यौगिक भी बना सकता है।
• श्रृंखला के रूप में n-Hexane के 5 संभावित समावयव हैं जो श्रृंखला के साथ कार्बन परमाणुओं की विभिन्न व्यवस्था से बनते हैं।
• वे नीचे दिए गए हैं:

​

अत:, n-हेक्सेन के 5 श्रृंखला समावयव हैं।

• n-हेक्सेन के छह चक्रीय समावयव हैं।

Additional Information

समावयवों और कार्बन परमाणुओं की संख्या नीचे दी गई है:

अवधारणा:

⇒ फ्रीडल क्राफ्ट के क्षारीकरण का एक प्रमुख दोष बहुप्रतिस्थापन है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बेंजीन वलय पर एल्काइल समूह की संख्या में वृद्धि के साथ बेंजीन वलय का सक्रिय व्यवहार बढ़ता है।

Additional Information

फ्रीडल क्राफ्ट के एसिलन में बहु-प्रतिस्थापन एक बड़ी कमी है क्योंकि, प्राप्त क्षारयुक्त उत्पाद अभिकारक की तुलना में अधिक सक्रिय होता है, इसलिए यह बहु प्रतिस्थापन से गुजरता है। प्रस्तुत एल्किल समूह सक्रिय होता है और बहुएल्किलेटेड उत्पाद देता है।

• फ्रीडल क्राफ्ट के एसिलन को एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें एरोमैटिक वलय से बंधे हाइड्रोजन को एक्रिल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। आमतौर पर, बेंजीन एसिड क्लोराइड और AlCl_{3 के} साथ एरियल कीटोन बनाने के लिए अभिक्रिया करता है। एसिलन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एसाइल समूह को एक यौगिक में जोड़ा जाता है। एसाइल समूह प्रदान करने वाले यौगिक को एसाइलेटिंग एजेंट कहा जाता है।
• पुनर्नवीनीकरण अभिक्रियाओं को रोकने के लिए एसिलन का उपयोग किया जा सकता है जो सामान्य रूप से एल्किलन में होता है।
• फ्रीडल-क्राफ्ट अभिक्रिया नहीं की जा सकती, जब एरोमैटिक वलय में एक NH2,NHR, NR2 प्रतिस्थापक होता है। अंत में, फ्लरीड-क्राफ्ट एल्किलन बहुएल्किलन से गुजर सकता है। यह अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉन दान क्षार समूह को जोड़ती है, जो बेंजीन के वलय को आगे की क्षारीयता के लिए सक्रिय करता है।
• फ्रीडल-क्राफ्ट एसिलन डीएनए सहित कई जैविक यौगिकों को बनाने के लिए एक महत्वपूर्ण अभिक्रिया है। फ्रीडल-क्राफ्ट एसिलन एक एसाइल हैलोजन के साथ एक एसाइल आयन बनाने के लिए एक लुईस अम्ल, AlCl3 के साथ अभिक्रिया करता है। यह एसाइलियम आयन बहुत इलेक्ट्रोफिलिक है, इसलिए एक एरोमैटिक यौगिक से अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को स्थिर कर सकते हैं।

• इस अभिक्रिया की क्षार प्रतिक्रिया पर कई फायदे हैं। कार्बोनिल समूह के इलेक्ट्रॉन-वापसी प्रभाव के कारण, कीटोन उत्पाद हमेशा मूल अणु की तुलना में कम अभिक्रियाशील होता है, इसलिए कई एसिलन नहीं होते हैं। इसके अलावा, कोई कार्बोनेशन व्यवस्था नहीं है, क्योंकि एसिलियम आयन एक अनुनादी संरचना द्वारा स्थिर किया जाता है जिसमें ऑक्सीजन पर धनात्मक आवेश होता है।

व्याख्या:

• एमिनो, हाइड्रॉक्सिल और मिथाइल समूह इलेक्ट्रॉन देने वाले समूह हैं। वे बेंजीन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाते हैं।
• एनिलीन, फेनोल और टोल्यूनि नाइट्रोबेंजीन की तुलना में इलेक्ट्रोफिलिक सुगंधित प्रतिस्थापन अभिक्रिया के प्रति अधिक अभिक्रियाशील हैं।

• नाइट्रो समूह एक इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह है। यह सुगन्धित नाभिक से इलेक्ट्रॉन घनत्व कम करता है।
• इलेक्ट्रोफिलिक सुगंधित प्रतिस्थापन अभिक्रिया के प्रति नाइट्रोबेंजीन की अभिक्रिया कम है।

इसलिए, नाइट्रोबेंजीन अणु इलेक्ट्रोफिलिक सुगंधित प्रतिस्थापन के प्रति कम अभिक्रियाशील है।

संकल्पना:

क्रियाकारक ब्रोमोसायक्लोहेक्सेन, KotBu (पोटेशियम टेट्रा-ब्यूटॉक्साइड) के साथ अभिक्रिया करके मध्यवर्ती उत्पाद बनाता है, फिर यह O3 (ओजोन या ट्राइऑक्सीजन) के साथ और डाइमेथिल सल्फाइड के साथ अभिक्रिया करके अंतिम उत्पाद उत्पन्न करता है।

अवधारणा:

यहाँ A प्रोपाइन है।

प्रोपाइन, H₂SO₄ (सल्फ्यूरिक अम्ल) और HgSO₄ (मर्करी (II) सल्फेट) के साथ अभिक्रिया करके मध्यवर्ती उत्पाद हाइड्रॉक्सिल प्रोपिल उत्पन्न करता है। फिर हाइड्रॉक्सिल प्रोपिल चलावयवता प्रक्रिया से गुजरता है।

चलावयवी रासायनिक यौगिकों के संरचनात्मक समावयवी होते हैं जो आसानी से अंतःपरिवर्तित होते हैं। यह अभिक्रिया आमतौर पर एक प्रोटॉन के स्थानांतरण का परिणाम देती है।

चलावयवता प्रक्रिया के बाद, अभिकारक एसीटोन उत्पन्न करता है। फिर एसीटोन सोडियम टेट्राहाइड्राइडोबोरेट के साथ अभिक्रिया करता है जो अंतिम उत्पाद एसीटोन के रूप में देता है।

यह HCl और ZnCl₂ की उपस्थिति में और ल्यूकस अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया करता है, जिससे 5 मिनट के भीतर 2° ऐल्कोहॉल का उत्पादन होता है।

अवधारणा:

Ag⁺ के साथ अभिक्रिया पर बनने वाला कार्बधनायन नीचे दिया गया है:

(CH₃)₃CCl → (CH₃)₃C⁺