Alkynes and isomerism Tamil revision study sheet in plain-language paragraphs: alkyne preparation and electrophilic addition reactions, Kucherov mercury-catalysed hydration through an unstable enol that tautomerises to a carbonyl, terminal alkyne acidity from sp hybridisation and the silver and copper acetylide precipitate tests, the full classification of constitutional isomerism into chain, position, functional-group and metamerism, geometric cis-trans isomerism from restricted rotation about C=C extended to cisplatin, and chirality with enantiomers, optical activity and racemic mixtures.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 7 · குறு குறிப்பு (7இ)

🧠 மனப்படம்
🎭
Alkynes & ஐசோமெரிசம்
Alkynes & Isomerism

1 அற்கைன் கட்டமைப்பும் தயாரிப்பும்

அற்கைன்கள் (alkynes) குறைந்தது ஒரு காபன்–காபன் மும்மைப் பிணைப்பைக் கொண்ட நிரம்பாத ஐதரோகார்பன்கள்; பொதுச் சூத்திரம் CₙH₂ₙ₋₂. மும்மைப் பிணைப்பில் ஈடுபடும் ஒவ்வொரு காபன் அணுவும் sp கலப்பாக்கத்துக்கு உட்படுகின்றது — ஒரு 2s ம் ஒரு 2p ஓபிற்றலும் மட்டும் கலந்து இரு sp ஓபிற்றல்களை உருவாக்குகின்றன; இவை 180° இல் அமைந்து நேர்கோட்டு வடிவைத் தருகின்றன. மும்மைப் பிணைப்பு ஒரு σ பிணைப்பையும் இரு π பிணைப்புகளையும் கொண்டது — மூன்று வகைப் பிணைப்புகளிலும் மிகக் குறுகியதும் வலுவானதும் இதுவே.

அற்கைன்கள் இரு முதன்மை முறைகளால் தயாரிக்கப்படுகின்றன: ஓர் இருஏலைட்டிலிருந்து இரு HX மூலக்கூறுகளை (இரட்டை நீக்கல்) அகற்றுவதன் மூலம், அல்லது கல்சியம் கார்பைட்டை (CaC₂) நீருடன் தாக்கி எத்தைனாகப் பெறுவதன் மூலம். Ni/Pt/Pd முன்னிலையில் முழுமையாக ஐதரசனேற்றினால் அற்கேன் கிடைக்கும்; ஆனால் கியூனலினால் நச்சுப்படுத்தப்பட்ட Pd — லிண்ட்லார் ஊக்கியுடன் தாக்கத்தை அற்கீன் நிலையிலேயே நிறுத்தலாம்.

CₙH₂ₙ₋₂  ·  sp கலப்பாக்கம்  ·  180°  ·  C≡C = 1σ + 2π

2 அற்கைனின் கூட்டல் தாக்கங்கள்

அற்கீன்களைப் போலவே அற்கைன்களும் இலத்திரனாட்டக் கூட்டல் தாக்கங்களில் ஈடுபடுகின்றன; ஆனால் இரு π பிணைப்புகளும் தனித்தனியாகத் தாக்கமடையக்கூடியன என்பதால் ஒரு கூட்டல் தாக்கி இரு மூல்களாக அற்கைனுடன் சேரக்கூடியது. ஒரு மூல் Br₂ சேர்ந்து இருபுரோமோ அற்கீனையும், மேலும் ஒரு மூல் சேர்ந்து ஒரு நாற்புரோமோ அற்கேனையும் தருகின்றது. HX சேர்க்கையும் இதே இரு-படி முறையில் நடந்து, சமச்சீரற்ற அற்கைன்களில் மார்க்கோனிக்கோ விதிப்படியே நிகழ்கின்றது.

CH≡CH + Br₂ → CHBr=CHBr  +Br₂→  CHBr₂–CHBr₂
CH≡CH + HBr → CH₂=CHBr  +HBr→  CH₃–CHBr₂

3 நீரேற்றமும் கூச்செரோவ் தாக்கமும்

அற்கைன்கள் Hg²⁺ / ஐதான H₂SO₄ முன்னிலையில் ஒரு மூல் நீருடன் தாக்கமடைந்து முதலில் ஓர் ஈனோலை (enol) — C=C காபனில் –OH இணைந்த உறுதியற்ற மூலக்கூறை — உருவாக்குகின்றன. ஈனோல் உடனடியாக கீற்றோ–ஈனோல் சமதானியமாற்றத்தால் (keto–enol tautomerism) உறுதியான கார்போனைல் அமைப்புக்கு மறுசீராக்கப்படுகின்றது. எத்தைன் மட்டும் ஓர் அல்டிகைட்டைத் தர, உயர் அற்கைன்கள் கீற்றோன்களைத் தருகின்றன.

CH≡CH + H₂O  →Hg²⁺/ஐதான H₂SO₄  [CH₂=CH–OH]  (ஈனோல்) → CH₃–CHO  (எத்தனால்)
பொதுவான தவறு
ஈனோலை இறுதி விளைவாக எழுதுவது தவறு — அது ஒரு இடைநிலை மட்டுமே; இறுதி விளைவு எப்போதும் கார்போனைல் சேர்வையே.

4 முடிவிட அற்கைனின் அமிலத்தன்மை

sp கலப்பின ஓபிற்றல் sp² அல்லது sp³ ஓபிற்றல்களிலும் கூடிய s-இயல்பு (50%) கொண்டது; இதனால் மும்மைப் பிணைப்புக் காபனிலுள்ள முடிவிட ≡C–H பிணைப்பின் இலத்திரன்கள் காபனின் கருவுக்கு நெருக்கமாக அமைந்து, அந்த H அணு அற்கீன் அல்லது அற்கேனிலுள்ள H ஐவிட பலவீன அமிலத்தன்மையைக் காட்டுகின்றது. முடிவிட அற்கைன் சோடியத்துடன் தாக்கமடைந்து சோடியம் அசிற்றிலைட்டையும் H₂ ஐயும் தருகின்றது.

முடிவிட அற்கைன் அமோனியக வெள்ளி (AgNO₃) அல்லது செப்பு(I) (CuCl) அயன்களுடன் தாக்கமடைந்து கரையாத உலோக அசிற்றிலைட்டு வீழ்படிவுகளைத் தருகின்றது — வெள்ளி அசிற்றிலைட்டு வெண்மையாகவும், செப்பு(I) அசிற்றிலைட்டு செம்பழுப்பாகவும் வீழ்படிகின்றன; இதுவே முடிவிட அற்கைனுக்கான சோதனை. உள்விட அற்கைன்கள் (≡C–H இல்லாதவை) இதற்கு விடையளிப்பதில்லை. Na⁺C≡C⁻Na⁺ போன்ற சோடியம் அசிற்றிலைட், R–X உடன் தாக்கமடைந்து நீளமான அற்கைனையும் தரக்கூடியது.

CH≡CH + 2[Ag(NH₃)₂]⁺ → Ag–C≡C–Ag↓ (வெண்மை) + 2NH₄⁺ + 2NH₃

5 சமபகுதியச் சேர்வு வகைப்பாடு

ஒரே மூலக்கூற்றுச் சூத்திரத்தை உடைய வேறுபட்ட சேர்வைகள் சமபகுதியங்கள் (isomers). அணுக்கள் இணைக்கப்பட்ட வரிசையில் வேறுபடுவன கட்டமைப்புச் சமபகுதியங்கள் — இவை சங்கிலிச் சமபகுதியம் (கிளைப்பாக்கம் வேறுபடுதல்: பியூட்டேன் / 2-மெதைல்புரொப்பேன்), நிலைச் சமபகுதியம் (தொழிற்பாட்டுக் கூட்டத்தின் நிலை வேறுபடுதல்: புரொப்பான்-1-ஓல் / புரொப்பான்-2-ஓல்), தொழிற்பாட்டுக் கூட்டச் சமபகுதியம் (சேர்வை வகுப்பே வேறுபடுதல்: எத்தனோல் / மெதொக்சிமெதேன்) என மூன்று உபபிரிவுகளாகப் பாகுபடுகின்றன. மெட்டாமெரிசம் ஒரு சிறப்பு வகை — ஒரே தொழிற்பாட்டுக் கூட்டத்தையும் வகுப்பையும் கொண்டிருந்தும், அக்கூட்டத்தின் இரு பக்கத்திலும் இணைந்த அல்கைல் தொகுதிகளின் பகிர்வு வேறுபடுவது (எ.கா. ஈதர்களில் CH₃-O-CH₂CH₂CH₃ vs CH₃CH₂-O-CH₂CH₃).

அணுக்களின் இணைப்பு வரிசை ஒன்றேயாக, முப்பரிமாண வெளியில் ஒழுங்காக்கம் மட்டும் வேறுபடுவன திண்மத் தோற்றச் சமபகுதியங்கள் (stereoisomers) — இவை ஆடி-விம்பமற்ற ஈர்வெளிமையச் சமபகுதியங்களாகவும் (diastereomers, எ.கா. cis-trans), ஆடி-விம்பமான எதிருருக்களாகவும் (enantiomers) பிரிக்கப்படுகின்றன.

பொதுவான தவறு
சமபகுதியங்கள் வேறுபட்ட மூலக்கூற்றுச் சூத்திரம் கொண்டவை என நினைப்பது தவறு — சமபகுதியங்களின் மூலக்கூற்றுச் சூத்திரம் எப்போதும் ஒன்றாகவே இருக்கும்.

6 கேத்திரகணித சமபகுதியம்

C=C இன் π பிணைப்பு காரணமாக ஏற்படும் சுழற்சித் தடையே (restricted rotation) கேத்திரகணித (geometric, cis-trans) சமபகுதியத்திற்கான அடிப்படைக் காரணம். இது சாத்தியமாக, இரட்டைப் பிணைப்பின் ஒவ்வொரு காபனும் இரு வேறுபட்ட கூட்டங்களை இணைத்திருத்தல் அவசியம். இரு ஒத்த கூட்டங்களும் ஒரே பக்கத்தில் இருந்தால் சிசு (cis), எதிர்ப் பக்கங்களில் இருந்தால் திரான்சு (trans) என அழைக்கப்படும் (எ.கா. சிசு/திரான்சு-பியூட்-2-ஈன்).

இக்கருத்து காபன் மூலக்கூறுகளுக்கு மட்டும் அன்றி, சுழற்சி தடைப்பட்ட வேறு பிணைப்புகளுக்கும் — C=N, N=N, சதுரக் கட்டமைப்புள்ள சில உலோக வளாகங்களுக்கும் — நீட்டிக்கப்படுகின்றது. உதாரணமாக [PtCl₂(NH₃)₂] என்னும் பிளாட்டினம் வளாகத்தின் சிசு வடிவமே சிசுபிளாட்டின் (cisplatin) — ஒரு அறியப்பட்ட புற்றுநோய் எதிர்ப்பு மருந்து; அதன் திரான்சு வடிவம் மருந்தாகச் செயற்படாது.

7 எதிருரு சமபகுதியமும் கைரல்தன்மையும்

நான்கு வேறுபட்ட கூட்டங்கள் ஒரு காபன் அணுவுடன் இணைந்திருந்தால், அது கைரல் காபன் (chiral carbon) — அச்சேர்வையும் அதன் ஆடி-விம்பமும் ஒன்றன் மீது ஒன்று மேற்பொருந்தா (non-superimposable) இரு வேறுபட்ட சேர்வைகளாக, அதாவது எதிருருக்களாக (enantiomers), அமையும். எதிருருக்கள் ஒளி உயிர்ப்புள்ளவை (optically active) — தளமுனைவாக்கப்பட்ட ஒளியைச் செலுத்தும்போது ஒரு எதிருரு ஒரு திசையில் சுழற்ற, அதன் சோடி எதிருரு அதே அளவில் எதிர்த்திசையில் சுழற்றும்.

ஒரு சோடி எதிருருக்களை 1:1 மோலார் விகிதத்தில் கலந்தால் இரு சுழற்சிகளும் ஒன்றையொன்று நடுநிலையாக்குவதால் அக்கலவை — இரட்சமிக் கலவை (racemic mixture) — ஒட்டுமொத்தமாக ஒளிச்சுழற்சியற்றது ஆகும். பியூட்டான்-2-ஓல் (–OH, –H, –CH₃, –CH₂CH₃) ஒரு பொதுவான உதாரணம்.

நினைவில் வைக்க
கேத்திரகணித சமபகுதியங்கள் ஆடி-விம்பங்கள் அல்ல; எதிருருக்கள் மட்டுமே ஆடி-விம்பங்கள். கைரல் காபனுக்கு நான்கு வேறுபட்ட கூட்டங்கள் தேவை — இரண்டு ஒத்த கூட்டங்கள் இருந்தால் அது கைரலானதாக இராது.
learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 7 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc