அலகு 7 — வினாத்தொகுப்பு
கரிம இரசாயனவியலின் அடிப்படைக் கருத்துக்கள் (Basic Concepts of Organic Chemistry) எனும் அலகின் எல்லா உட்தலைப்புகளையும் உள்ளடக்கிய வினாத்தொகுப்பு இது. முதல் பகுதியில் வினாத்தாள் I வகையான பல்தேர்வு வினாக்களும், இரண்டாவது பகுதியில் வினாத்தாள் II வகையான கட்டமைப்பு வினாக்களும் தரப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு வினாவையும் முழுமையாகச் சிந்தித்த பின்னரே விடையைப் பார்க்க வேண்டும்.
ஒவ்வொரு கரிம வினாவையும் ஒரே வழியில் அணுகலாம் — முதலில் மூலக்கூற்றில் உள்ள தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியை (functional group) இனங்காணுதல், அதன் மூலம் சேர்வை வகுப்பை (compound class) தீர்மானித்தல், IUPAC பெயரிடலில் நீளமான முதன்மைச் சங்கிலியைத் தெரிவுசெய்து குறைந்த இடக்குறிப்பெண் (lowest locant) விதியைப் பயன்படுத்துதல், சமவாயவிசத்தில் (isomerism) வரைவிலக்கணப்படி அமைப்புச் சமவாயிகளையும் (constitutional isomers) புறவெளிச் சமவாயிகளையும் (stereoisomers) வேறுபடுத்துதல்.
பகுதி I — பல்தேர்வு வினாக்கள்
ஒவ்வொரு வினாவுக்கும் (1)–(5) என்னும் ஐந்து விடைகளில் சரியான ஒன்றைத் தெரிவு செய்க.
1. கரிம மூலக்கூறுகளில் காபன் அணு பல்வேறு கட்டமைப்புகளை உருவாக்கக் கூடியதாக இருப்பதற்கான முக்கிய காரணம் எது?
(1) காபனின் அணுவெண் சிறியது (2) காபன் நாற்பகுதி வலுவுடையதாகவும் (tetravalent) தனக்குள்ளும் பிற அணுக்களுடனும் வலுவான கூவலண்டுப் பிணைப்புகளை உருவாக்கக் கூடியதாகவும் இருத்தல் (3) காபன் ஒரு உலோகம் (4) காபன் எப்போதும் +4 அயனை உருவாக்குதல் (5) காபனுக்கு ஏகாந்த இணைகள் உள்ளமை
விடை: (2). காபன் அணு வலுவளவு ஓட்டில் நான்கு இலத்திரன்களைக் கொண்டுள்ளதால் நாற்பகுதி வலுவுடையது (tetravalency); அது நான்கு வலுவான கூவலண்டுப் பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றது. மேலும் காபன்–காபன் பிணைப்பு வலுவானதாக இருப்பதால் காபன் அணுக்கள் தொடர்ந்து இணைந்து நீண்ட சங்கிலிகளையும் வளையங்களையும் உருவாக்கும் சங்கிலியாக்கத் (catenation) தன்மையைக் காட்டுகின்றது. இவை இரண்டுமே காபன் கணக்கற்ற கரிம மூலக்கூறுகளை உருவாக்கக் காரணமாக அமைகின்றன.
2. ஒரு காபன் அணு பிற அணுக்களுடன் தொடர்ந்து இணைந்து நீண்ட சங்கிலிகளையும் வளையங்களையும் உருவாக்கும் இயல்பு எவ்வாறு அழைக்கப்படுகின்றது?
(1) கலப்பாக்கம் (2) சங்கிலியாக்கம் (catenation) (3) ஒட்சியேற்றம் (4) நடுநிலையாதல் (5) பல்பகுதியாக்கம்
விடை: (2). ஒரே மூலகத்தின் அணுக்கள் தமக்குள் இணைந்து சங்கிலிகளையும் வளையங்களையும் உருவாக்கும் இயல்பு சங்கிலியாக்கம் (catenation) எனப்படுகின்றது. காபன்–காபன் பிணைப்பின் வலிமை அதிகமாகவும், காபனின் பருமன் சிறிதாகவும் இருப்பதால் காபன் தனிச்சிறப்பாக மிக அதிகமான சங்கிலியாக்கத் தன்மையைக் காட்டுகின்றது; இதுவே கரிம இரசாயனவியலின் அடிப்படையாகும்.
3. ஈத்தீன் (ethene, C₂H₄) மூலக்கூற்றில் ஒவ்வொரு காபன் அணுவின் கலப்பினமாதலும் (hybridisation) C–C பிணைப்பின் வகையும் எது?
(1) sp³, ஒற்றைப் பிணைப்பு (2) sp², இரட்டைப் பிணைப்பு (3) sp, மும்மைப் பிணைப்பு (4) sp², ஒற்றைப் பிணைப்பு (5) sp³, இரட்டைப் பிணைப்பு
விடை: (2). ஈத்தீனில் ஒவ்வொரு காபன் அணுவும் sp² கலப்பினமாதலைக் கொண்டுள்ளது; மூன்று sp² ஓபிற்றல்கள் ஒரு தளத்தில் 120° கோணத்தில் அமைகின்றன. இரு காபன் அணுக்களுக்கும் இடையே ஒரு σ பிணைப்பும் ஒரு π பிணைப்பும் சேர்ந்து ஒரு இரட்டைப் பிணைப்பை (C=C) உருவாக்குகின்றன. கலப்பினமாகாத p ஓபிற்றல்களின் பக்கவாட்டு மேற்பொருந்தலே π பிணைப்பைத் தருகின்றது.
4. –OH தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியைக் (functional group) கொண்ட சேர்வை வகுப்பு எது?
(1) அல்டிகைடு (aldehyde) (2) கீற்றோன் (ketone) (3) அல்ககோல் (alcohol) (4) கார்பொசிலிக் அமிலம் (5) ஈதர்
விடை: (3). ஐதரொட்சில் தொகுதியை (–OH) ஒரு கூர்ப்புற்ற காபன் அணுவுடன் இணைந்த நிலையில் கொண்டிருக்கும் சேர்வைகள் அல்ககோல்கள் (alcohols) ஆகும்; எடுத்துக்காட்டு : எத்தனோல் CH₃CH₂OH. அல்டிகைடுகளில் –CHO, கீற்றோன்களில் >C=O, கார்பொசிலிக் அமிலங்களில் –COOH, ஈதர்களில் –O– ஆகியவை தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிகளாக அமைகின்றன.
5. –COOH தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியைக் கொண்ட சேர்வை வகுப்பு மற்றும் அதன் IUPAC விகுதி (suffix) எது?
(1) அல்ககோல், -ol (2) அல்டிகைடு, -al (3) கீற்றோன், -one (4) கார்பொசிலிக் அமிலம், -oic acid (5) அமீன், -amine
விடை: (4). கார்பொசில் தொகுதியை (–COOH) கொண்ட சேர்வைகள் கார்பொசிலிக் அமிலங்கள் (carboxylic acids) ஆகும்; IUPAC பெயரிடலில் இவை -oic acid எனும் விகுதியைப் பெறுகின்றன. எடுத்துக்காட்டு : CH₃COOH இன் IUPAC பெயர் எத்தனோயிக் அமிலம் (ethanoic acid). அல்ககோலுக்கு -ol, அல்டிகைடுக்கு -al, கீற்றோனுக்கு -one, அமீனுக்கு -amine.
6. CH₃–CO–CH₂–CH₃ எனும் மூலக்கூற்றில் உள்ள தொழிற்பாட்டுத் தொகுதி எது?
(1) அல்டிகைடு (–CHO) (2) கீற்றோன் (>C=O) (3) அல்ககோல் (–OH) (4) ஈதர் (–O–) (5) எஸ்தர் (–COO–)
விடை: (2). இம்மூலக்கூற்றில் கார்பனைல் தொகுதி (>C=O) இரு காபன் அணுக்களுக்கு இடையே — சங்கிலியின் உள்ளே — அமைந்துள்ளது; இவ்வாறு இரு கார்பன் தொகுதிகளுக்கு இடையே அமைந்த கார்பனைல் தொகுதியைக் கொண்ட சேர்வை ஒரு கீற்றோன் ஆகும். கார்பனைல் தொகுதி சங்கிலியின் முனையில் ஒரு ஐதரசன் அணுவுடன் இணைந்திருந்தால் (–CHO) அது அல்டிகைடாக இருக்கும்.
7. ஒத்த தொடரிலுள்ள (homologous series) அடுத்தடுத்த இரு உறுப்பினர்களும் வேறுபடும் தொகுதி எது?
(1) CH₂ (2) CH₃ (3) C₂H₄ (4) H₂ (5) CH₄
விடை: (1). ஒத்த தொடர் என்பது ஒரே பொதுவாய்ப்பாட்டையும் ஒரே தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியையும் கொண்ட சேர்வைகளின் தொடராகும். இத்தொடரில் அடுத்தடுத்த இரு உறுப்பினர்களும் –CH₂– எனும் ஒரு மீத்திலீன் தொகுதியால் வேறுபடுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக மீத்தேன் CH₄, ஈத்தேன் C₂H₆, புரொப்பேன் C₃H₈ — ஒவ்வொன்றும் முந்தையதிலிருந்து CH₂ அளவால் மட்டுமே வேறுபடுகின்றது.
8. CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ எனும் ஆல்க்கேனின் (alkane) சரியான IUPAC பெயர் எது?
(1) புத்தேன் (2) பென்த்தேன் (pentane) (3) புரொப்பேன் (4) எக்சேன் (5) 2-மெத்தில்புத்தேன்
விடை: (2). இம்மூலக்கூற்றில் ஐந்து காபன் அணுக்கள் கிளையின்றி நேரியல் சங்கிலியாக இணைந்துள்ளன; எல்லாப் பிணைப்புகளும் ஒற்றைப் பிணைப்புகள். ஐந்து காபன் அணுக்களைக் கொண்ட ஆல்க்கேனின் IUPAC பெயர் பென்த்தேன் (pentane, C₅H₁₂). ஆல்க்கேன்களின் பொதுவாய்ப்பாடு CₙH₂ₙ₊₂ ஆகும்.
9. CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₃ எனும் கிளையுள்ள ஆல்க்கேனின் சரியான IUPAC பெயர் எது?
(1) 3-மெத்தில்புத்தேன் (2) 2-மெத்தில்புத்தேன் (2-methylbutane) (3) 2-எத்தில்புரொப்பேன் (4) டைமெத்தில்புரொப்பேன் (5) பென்த்தேன்
விடை: (2). நீளமான தொடர்ச்சியான சங்கிலியில் நான்கு காபன் அணுக்கள் உள்ளன; எனவே அடிப்படைப் பெயர் புத்தேன் (butane). சங்கிலியில் ஒரு மெத்தில் (–CH₃) கிளை உள்ளது. சங்கிலியின் இரு முனைகளிலிருந்தும் இலக்கமிட்டு குறைந்த இடக்குறிப்பெண்ணைத் (lowest locant) தெரிவுசெய்தால் கிளை 2-ஆம் காபனில் அமைகின்றது; எனவே சரியான பெயர் 2-மெத்தில்புத்தேன். மறுமுனையிலிருந்து இலக்கமிட்டால் 3 கிடைக்கும், அது தவறு.
10. CH₃–CH=CH–CH₃ எனும் சேர்வையின் சரியான IUPAC பெயர் எது?
(1) புத்-1-ஈன் (2) புத்-2-ஈன் (but-2-ene) (3) புத்தேன் (4) புத்-2-ஐன் (5) புரொப்பீன்
விடை: (2). இம்மூலக்கூற்றில் நான்கு காபன் அணுக்களும் ஒரு C=C இரட்டைப் பிணைப்பும் உள்ளன; இரட்டைப் பிணைப்பைக் கொண்ட சேர்வை ஓர் ஆல்க்கீன் (alkene), அதன் விகுதி -ene. இரட்டைப் பிணைப்பு இரண்டாவது காபனிலிருந்து தொடங்குவதால் இடக்குறிப்பெண் 2; எனவே IUPAC பெயர் புத்-2-ஈன். ஆல்க்கீன்களின் பொதுவாய்ப்பாடு CₙH₂ₙ.
11. CH₃–C≡CH எனும் சேர்வையின் சரியான IUPAC பெயரும் சேர்வை வகுப்பும் எது?
(1) புரொப்பீன், ஆல்க்கீன் (2) புரொப்பைன் (propyne), ஆல்க்கைன் (3) புரொப்பேன், ஆல்க்கேன் (4) ஈத்தைன், ஆல்க்கைன் (5) புத்தைன், ஆல்க்கைன்
விடை: (2). இம்மூலக்கூற்றில் மூன்று காபன் அணுக்களும் ஒரு C≡C மும்மைப் பிணைப்பும் உள்ளன; மும்மைப் பிணைப்பைக் கொண்ட சேர்வை ஓர் ஆல்க்கைன் (alkyne), அதன் விகுதி -yne. மூன்று காபன் அணுக்களைக் கொண்டதால் அடிப்படைப் பெயர் புரொப்-; எனவே IUPAC பெயர் புரொப்பைன். ஆல்க்கைன்களின் பொதுவாய்ப்பாடு CₙH₂ₙ₋₂.
12. ஒரு கிளையுள்ள சங்கிலியில் இரண்டு வேறுபட்ட கிளைப் பதிலீட்டுத் தொகுதிகள் (எ.கா. எத்தில் மற்றும் மெத்தில்) இருக்கும்போது அவற்றை IUPAC பெயரில் வரிசைப்படுத்தும் முறை எது?
(1) அளவுப்படி பெரியதிலிருந்து சிறியதாக (2) ஆங்கில அகர வரிசைப்படி (alphabetical order) (3) இடக்குறிப்பெண் சிறியதிலிருந்து பெரியதாக (4) எந்த வரிசையும் ஆகும் (5) காபன் அணுக்களின் எண்ணிக்கைப்படி
விடை: (2). IUPAC விதிப்படி, கிளைப் பதிலீட்டுத் தொகுதிகள் பெயரில் ஆங்கில அகர வரிசைப்படி எழுதப்படுகின்றன; எடுத்துக்காட்டாக "ethyl" முதலிலும் "methyl" பின்னரும் வரும் (4-ethyl-3-methyl...). இடக்குறிப்பெண்களைத் தீர்மானிக்கும்போது மட்டுமே குறைந்த இடக்குறிப்பெண் விதி பயன்படுகின்றது; பெயரெழுதும் வரிசை அகர வரிசையே.
13. ஒரு மூலக்கூற்றில் –OH, –CHO, –COOH எனும் மூன்று தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிகள் இருந்தால், IUPAC பெயரில் முதன்மைத் தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியாக (principal functional group) தெரிவுசெய்யப்படுவது எது?
(1) –OH (2) –CHO (3) –COOH (4) எல்லாமும் சமம் (5) –OH மற்றும் –CHO ஒன்றாக
விடை: (3). ஒரு மூலக்கூற்றில் பல தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிகள் இருக்கும்போது, முன்னுரிமை வரிசையில் (priority order) மிக உயர் தரத்திலுள்ள தொகுதியே முதன்மைத் தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியாக விகுதியால் (suffix) குறிக்கப்படுகின்றது; எஞ்சியவை முற்சேர்க்கைகளாகக் (prefix) குறிக்கப்படுகின்றன. முன்னுரிமை வரிசை : கார்பொசிலிக் அமிலம் > அல்டிகைடு > கீற்றோன் > அல்ககோல். எனவே –COOH முதன்மைத் தொகுதி.
14. C₄H₁₀ எனும் மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டுக்கு (molecular formula) எத்தனை சங்கிலிச் சமவாயிகள் (chain isomers) சாத்தியம்?
(1) 1 (2) 2 (3) 3 (4) 4 (5) 5
விடை: (2). ஒரே மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டைக் கொண்டிருந்தும் காபன் சங்கிலியின் கட்டமைப்பு வேறுபடும் சேர்வைகள் சங்கிலிச் சமவாயிகள் ஆகும். C₄H₁₀ க்கு இரு கட்டமைப்புகள் சாத்தியம் — நேரியல் சங்கிலியான புத்தேன் (CH₃CH₂CH₂CH₃) உம், கிளையுள்ள 2-மெத்தில்புரொப்பேன் (CH₃)₃CH உம். எனவே சங்கிலிச் சமவாயிகளின் எண்ணிக்கை 2.
15. புரொப்பான்-1-ஓல் (propan-1-ol) உம் புரொப்பான்-2-ஓல் (propan-2-ol) உம் காட்டும் சமவாயிசம் (isomerism) எவ்வகை?
(1) சங்கிலிச் சமவாயிசம் (2) இடச் சமவாயிசம் (position isomerism) (3) தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிச் சமவாயிசம் (4) வடிவச் சமவாயிசம் (5) ஒளிச் சமவாயிசம்
விடை: (2). இரு சேர்வைகளிலும் காபன் சங்கிலியும் (மூன்று காபன்) தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியும் (–OH) ஒன்றாகவே உள்ளன; –OH தொகுதியின் இடம் மட்டுமே வேறுபடுகின்றது — ஒன்றில் 1-ஆம் காபனிலும், மற்றதில் 2-ஆம் காபனிலும். தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியின் (அல்லது இரட்டைப் பிணைப்பின்) இடம் வேறுபடுவதால் ஏற்படும் சமவாயிசம் இடச் சமவாயிசம் (position isomerism) ஆகும்.
16. எத்தனோல் (ethanol, C₂H₅OH) உம் டைமெத்தில் ஈதர் (CH₃OCH₃) உம் ஒரே மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டை (C₂H₆O) கொண்டிருந்தாலும் வேறு வேறு சேர்வை வகுப்புகளைச் சேர்ந்துள்ளன. இவை காட்டும் சமவாயிசம் எது?
(1) சங்கிலிச் சமவாயிசம் (2) இடச் சமவாயிசம் (3) தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிச் சமவாயிசம் (functional group isomerism) (4) வடிவச் சமவாயிசம் (5) ஒளிச் சமவாயிசம்
விடை: (3). ஒரே மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டைக் கொண்டிருந்தும் வேறுபட்ட தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிகளையும் வேறுபட்ட சேர்வை வகுப்புகளையும் கொண்டிருக்கும் சேர்வைகள் தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிச் சமவாயிகள் (functional group isomers) ஆகும். எத்தனோல் ஒரு அல்ககோல் (–OH); டைமெத்தில் ஈதர் ஓர் ஈதர் (–O–). இரண்டும் C₂H₆O ஆயினும் வேறு வகுப்புகள்.
17. வடிவச் சமவாயிசம் (geometric / cis-trans isomerism) தோன்றுவதற்குரிய அத்தியாவசிய நிபந்தனை எது?
(1) ஒரு மும்மைப் பிணைப்பு இருத்தல் (2) ஒரு கைராலியக் காபன் இருத்தல் (3) ஒரு C=C இரட்டைப் பிணைப்பு இருத்தல், மேலும் இரட்டைப் பிணைப்பின் ஒவ்வொரு காபனும் இரு வேறுபட்ட தொகுதிகளுடன் இணைந்திருத்தல் (4) நாற்பகுதி வலுவுள்ள காபன் இருத்தல் (5) –OH தொகுதி இருத்தல்
விடை: (3). C=C இரட்டைப் பிணைப்பைச் சுற்றிச் சுழற்சி தடைபடுகின்றது; எனவே இரட்டைப் பிணைப்பின் இருபக்கமும் அமைந்த தொகுதிகளின் வெளியமைப்பு நிலையானதாகின்றது. ஆனால் இரட்டைப் பிணைப்பின் ஒவ்வொரு காபனும் இரு வேறுபட்ட தொகுதிகளுடன் இணைந்திருந்தால் மட்டுமே cis (ஒரே பக்கம்) மற்றும் trans (எதிர்ப் பக்கம்) என இரு வேறுபட்ட வடிவங்கள் சாத்தியமாகும். ஒரு காபன் இரு ஒத்த தொகுதிகளுடன் இணைந்திருந்தால் வடிவச் சமவாயிசம் தோன்றாது.
18. பின்வரும் சேர்வைகளுள் வடிவச் (cis-trans) சமவாயிசத்தைக் காட்டுவது எது?
(1) CH₂=CH₂ (2) CH₃CH=CH₂ (புரொப்பீன்) (3) CHCl=CHCl (1,2-டைகுளோரோஈத்தீன்) (4) CH₃CH₂CH₃ (5) CH₂Cl₂
விடை: (3). 1,2-டைகுளோரோஈத்தீனில் இரட்டைப் பிணைப்பின் ஒவ்வொரு காபனும் ஒரு ஐதரசன் அணுவுடனும் ஒரு குளோரின் அணுவுடனும் — இரு வேறுபட்ட தொகுதிகளுடன் — இணைந்துள்ளது; எனவே cis (இரு Cl ஒரே பக்கம்) மற்றும் trans (இரு Cl எதிர்ப் பக்கம்) என இரு வடிவங்கள் சாத்தியம். ஈத்தீனிலும் புரொப்பீனிலும் ஒரு காபன் இரு ஐதரசன் அணுக்களுடன் இணைந்திருப்பதால் வடிவச் சமவாயிசம் தோன்றாது.
19. ஒரு மூலக்கூறு கைராலியமாக (chiral) அமைந்து ஒளிச் சமவாயிசத்தைக் (optical isomerism) காட்டுவதற்குரிய நிபந்தனை எது?
(1) ஒரு C=C இரட்டைப் பிணைப்பு இருத்தல் (2) நான்கு வேறுபட்ட தொகுதிகளுடன் இணைந்த ஒரு கைராலியக் காபன் அணு (chiral carbon) இருத்தல் (3) ஒரு சமச்சீர் தளம் இருத்தல் (4) ஒரு –COOH தொகுதி இருத்தல் (5) ஒரு மும்மைப் பிணைப்பு இருத்தல்
விடை: (2). நான்கு வேறுபட்ட அணுக்கள் அல்லது தொகுதிகளுடன் இணைந்த ஒரு sp³ காபன் அணு கைராலியக் காபன் (chiral / asymmetric carbon) எனப்படுகின்றது. இத்தகைய காபனைக் கொண்ட மூலக்கூறு அதன் கண்ணாடிப் பிம்பத்துடன் மேற்பொருந்தாது; எனவே அது இரு என்ஆன்ஷியோமர்களாக (enantiomers) — ஒன்று மற்றொன்றின் மேற்பொருந்தாக் கண்ணாடிப் பிம்பம் — காணப்படுகின்றது. இவை ஒளிச் சமவாயிசத்தைக் காட்டுகின்றன.
20. ஒரு மூலக்கூற்றின் இரு என்ஆன்ஷியோமர்களும் (enantiomers) தளவொளிமப்பட்ட ஒளியின் (plane-polarised light) தளத்தைச் சுழற்றும் முறை யாது?
(1) இரண்டும் ஒரே திசையில், ஒரே அளவில் (2) எதிரெதிர் திசைகளில், சம அளவில் (3) இரண்டும் சுழற்றுவதில்லை (4) ஒன்று மட்டுமே சுழற்றும் (5) எதிரெதிர் திசைகளில், வேறுபட்ட அளவில்
விடை: (2). ஒரு கைராலிய மூலக்கூற்றின் இரு என்ஆன்ஷியோமர்களும் தளவொளிமப்பட்ட ஒளியை எதிரெதிர் திசைகளில் — ஒன்று வலஞ்சுழியாக (+, dextrorotatory), மற்றது இடஞ்சுழியாக (−, laevorotatory) — சம அளவில் சுழற்றுகின்றன. ஒளியியல் இயல்பு தவிர எஞ்சிய இயற்பியல் இயல்புகள் ஒன்றுபோலவே இருக்கும். இரு என்ஆன்ஷியோமர்களின் சம மோலார் கலவை (racemic mixture) ஒளியியலில் செயலற்றதாகும்.
பகுதி II — கட்டமைப்பு வினாக்கள்
அனைத்துப் படிகளையும் காட்டி, மாதிரி விடையுடன் ஒப்பிடுக.
(அ) காபன் ஏனைய மூலகங்களைவிடக் கணக்கற்ற சேர்வைகளை உருவாக்கக் காரணமான இரு இயல்புகளைக் கூறுக. (ஆ) ஒத்த தொடர் (homologous series) என்றால் என்ன என்பதை வரைவிலக்கணப்படுத்துக. (இ) –OH, –CHO, –COOH ஆகிய தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிகளைக் கொண்ட சேர்வை வகுப்புகளை, ஒவ்வொன்றுக்கும் ஓர் எடுத்துக்காட்டுடன் தருக.
(ஆ) ஒத்த தொடர் என்பது ஒரே பொதுவாய்ப்பாட்டையும் ஒரே தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியையும் கொண்ட சேர்வைகளின் தொடராகும்; இத்தொடரில் அடுத்தடுத்த இரு உறுப்பினர்களும் –CH₂– தொகுதி அளவால் வேறுபடுகின்றன, மேலும் இவற்றின் இயற்பியல் இயல்புகள் படிப்படியாக மாறுகின்றன.
(இ) –OH → அல்ககோல், எடுத்துக்காட்டு எத்தனோல் CH₃CH₂OH; –CHO → அல்டிகைடு, எடுத்துக்காட்டு எத்தனால் CH₃CHO; –COOH → கார்பொசிலிக் அமிலம், எடுத்துக்காட்டு எத்தனோயிக் அமிலம் CH₃COOH.
(அ) IUPAC பெயரிடலின்போது முதன்மைச் சங்கிலியைத் தெரிவுசெய்யும் விதியையும் குறைந்த இடக்குறிப்பெண் (lowest locant) விதியையும் கூறுக. (ஆ) CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃ எனும் சேர்வைக்கு IUPAC பெயரைப் படிப்படியாக தருக. (இ) ஒரு மூலக்கூற்றில் –OH உம் –COOH உம் இருக்கும்போது எது முதன்மைத் தொழிற்பாட்டுத் தொகுதி எனத் தீர்மானித்து விளக்குக.
(ஆ) நீளமான சங்கிலியில் ஐந்து காபன் அணுக்கள் → அடிப்படைப் பெயர் பென்த்தேன் (pentane). ஒரு மெத்தில் கிளை உள்ளது. இடதுமுனையிலிருந்து இலக்கமிட்டால் கிளை 2-ஆம் காபனில்; வலதுமுனையிலிருந்து இலக்கமிட்டால் 4-ஆம் காபனில். குறைந்த இடக்குறிப்பெண் 2 ஆதலால் சரியான பெயர் 2-மெத்தில்பென்த்தேன் (2-methylpentane).
(இ) முன்னுரிமை வரிசையில் கார்பொசிலிக் அமிலம் (–COOH) அல்ககோலைவிட (–OH) உயர்ந்தது. எனவே –COOH முதன்மைத் தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியாக -oic acid எனும் விகுதியால் குறிக்கப்படும்; –OH தொகுதி hydroxy- எனும் முற்சேர்க்கையாகக் குறிக்கப்படும்.
(அ) அமைப்புச் சமவாயிசம் (constitutional / structural isomerism) என்றால் என்ன? அதன் மூன்று வகைகளைக் கூறுக. (ஆ) C₅H₁₂ எனும் மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டுக்குரிய மூன்று சங்கிலிச் சமவாயிகளின் கட்டமைப்புகளையும் பெயர்களையும் தருக. (இ) எத்தனோல், டைமெத்தில் ஈதர் ஆகிய இரண்டும் தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிச் சமவாயிகள் எனக் காரணத்துடன் விளக்குக.
(ஆ) C₅H₁₂ இன் மூன்று சங்கிலிச் சமவாயிகள் : பென்த்தேன் CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃ (நேரியல்); 2-மெத்தில்புத்தேன் (CH₃)₂CHCH₂CH₃ (ஒரு கிளை); 2,2-டைமெத்தில்புரொப்பேன் (CH₃)₄C (இரு கிளைகள், நியோபென்த்தேன்).
(இ) எத்தனோல் (CH₃CH₂OH) உம் டைமெத்தில் ஈதர் (CH₃OCH₃) உம் இரண்டுமே C₂H₆O எனும் ஒரே மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன; ஆனால் எத்தனோல் –OH தொகுதியைக் கொண்ட அல்ககோல், டைமெத்தில் ஈதர் –O– தொகுதியைக் கொண்ட ஈதர். வேறுபட்ட தொழிற்பாட்டுத் தொகுதியும் வேறுபட்ட சேர்வை வகுப்பும் உள்ளமையால் இவை தொழிற்பாட்டுத் தொகுதிச் சமவாயிகள் ஆகும்.
(அ) வடிவச் சமவாயிசம் (geometric isomerism) தோன்றுவதற்குரிய நிபந்தனைகளைக் கூறுக. (ஆ) புத்-2-ஈன் (but-2-ene) இன் cis மற்றும் trans வடிவங்களின் கட்டமைப்புகளை வரைந்து வேறுபாட்டை விளக்குக. (இ) புத்-1-ஈன் வடிவச் சமவாயிசத்தைக் காட்டாததற்குக் காரணம் கூறுக.
(ஆ) புத்-2-ஈன் : CH₃–CH=CH–CH₃. cis வடிவம் — இரு மெத்தில் தொகுதிகளும் இரட்டைப் பிணைப்பின் ஒரே பக்கத்தில் அமைகின்றன. trans வடிவம் — இரு மெத்தில் தொகுதிகளும் இரட்டைப் பிணைப்பின் எதிரெதிர் பக்கங்களில் அமைகின்றன. இரண்டும் ஒரே மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டையும் ஒரே இணைப்பு ஒழுங்கையும் கொண்டிருந்தும் வெளியமைப்பால் வேறுபடுவதால் புறவெளிச் சமவாயிகள் ஆகும்.
(இ) புத்-1-ஈனில் (CH₂=CH–CH₂–CH₃) இரட்டைப் பிணைப்பின் முதலாம் காபன் இரண்டு ஐதரசன் அணுக்களுடன் — இரு ஒத்த தொகுதிகளுடன் — இணைந்துள்ளது. ஒரு காபன் இரு ஒத்த தொகுதிகளுடன் இணைந்திருக்கும்போது cis, trans வடிவங்களை வேறுபடுத்த முடியாது; எனவே புத்-1-ஈன் வடிவச் சமவாயிசத்தைக் காட்டுவதில்லை.
(அ) கைராலியக் காபன் அணு (chiral carbon) என்றால் என்ன? (ஆ) என்ஆன்ஷியோமர்கள் (enantiomers) என்றால் என்ன என்பதையும், அவை தளவொளிமப்பட்ட ஒளியுடன் எவ்வாறு நடந்துகொள்கின்றன என்பதையும் விளக்குக. (இ) 2-குளோரோபியூத்தேன் (CH₃CHClCH₂CH₃) ஒளிச் சமவாயிசத்தைக் காட்டுகின்றதா எனக் காரணத்துடன் தீர்மானிக்க.
(ஆ) ஒரு மூலக்கூறும் அதன் மேற்பொருந்தாக் கண்ணாடிப் பிம்பமும் சேர்ந்து என்ஆன்ஷியோமர்கள் எனப்படுகின்றன. இவை ஒளியியல் இயல்பு தவிர எஞ்சிய இயற்பியல் இயல்புகளில் ஒன்றுபோலவே இருக்கும்; ஆனால் தளவொளிமப்பட்ட ஒளியின் தளத்தை எதிரெதிர் திசைகளில் — ஒன்று வலஞ்சுழியாக (+), மற்றது இடஞ்சுழியாக (−) — சம அளவில் சுழற்றுகின்றன.
(இ) 2-குளோரோபியூத்தேனில் இரண்டாவது காபன் அணு நான்கு வேறுபட்ட தொகுதிகளுடன் இணைந்துள்ளது — ஒரு ஐதரசன் (–H), ஒரு குளோரின் (–Cl), ஒரு மெத்தில் (–CH₃), ஒரு எத்தில் (–C₂H₅). நான்கும் வேறுபட்டதால் இது ஒரு கைராலியக் காபன்; எனவே 2-குளோரோபியூத்தேன் கைராலியமானது, அது ஒளிச் சமவாயிசத்தைக் காட்டுகின்றது.