खालील उतारा काळजीपूर्वक वाचा आणि त्यावर आधारित विचारलेल्या प्रश्नांची (प्र. १६ ते २०) योग्य उत्तरे द्या:
खूपदा कार्बनी संयुगांमध्ये कार्बन (C), हायड्रोजन (H) आणि ऑक्सिजन (O) असतात, काहींमध्ये अधिकचे नायट्रोजन (N), हॅलोजन (X: Cl, Br, I) इत्यादी असतात. कार्बनी संयुगांत अणूंमधील बंध सहसंयुज (covalent) असतात, उदा. CH4 (मिथेन) मध्ये प्रत्येक हायड्रोजन आणि कार्बनमध्ये एक एकेरी सहसंयुज बंध असतो.
कार्बनी रसायनशास्त्राला क्रियात्मक गटांचे (functional groups - जो अणू किंवा अणूंचा गट त्या संयुगाला विशिष्ट रासायनिक गुणधर्म प्रदान करतो) रसायनशास्त्र म्हटले जाते. उदा. क्रियात्मक गट हायड्रॉक्सील (-OH) आणि त्याचे संयुग अल्कोहोल (R-OH), जेथे R हा अल्काइल गट आहे (R = CnH2n+1). कार्बोनिल क्रियात्मक गटाला (>C=O) दोन प्रमुख संरचना असतात: (i) अल्डिहाइडिक गट (-CHO) आणि त्या संयुगाला अल्डिहाइड (R-CHO) म्हणतात, आणि (ii) कीटोनिक गट (>C=O) आणि त्या संयुगाला कीटोन (R1-CO-R2) म्हणतात. कार्बोनिल गट आणि हायड्रॉक्सील गट एकत्र येऊन कार्बोक्सिल गट (-COOH) तयार होतो आणि तयार होणाऱ्या संयुगाला कार्बोक्सिलिक आम्ल (R-COOH) म्हणतात. कार्बोक्सिलिक आम्ल आणि अल्कोहोल यांची संहत H2SO4 च्या उपस्थितीत रासायनिक अभिक्रिया होऊन एस्टर (R-COO-R') तयार होते.
सजीवांच्या शरीरात मोठ्या संख्येने विविध जैवरेणू असतात - कार्बोदके, प्रथिने इत्यादी, जे त्यांची रचना बनवतात आणि शरीरक्रियात्मक प्रक्रियांमध्ये भाग घेतात. हायड्रोजन फक्त १, ऑक्सिजन २, नायट्रोजन ३ आणि कार्बन ४ सहसंयुज बंध तयार करतो.
जरी बहुतेक कार्बोदके Cx(H2O)y (hydrates of carbon) या सर्वसाधारण सूत्राने दर्शविली जात असली, तरी रासायनिकदृष्ट्या ती 'पॉलीहायड्रॉक्सी अल्डिहाइड्स किंवा पॉलीहायड्रॉक्सी कीटोन्स' असतात. उदा. C6H12O6 हे ग्लुकोज, फ्रुक्टोज किंवा गॅलॅक्टोज असू शकते. ज्यांचे अधिक जलीय अपघटन (hydrolysis) होऊ शकत नाही त्यांना मोनोसॅकेराइड्स म्हणतात. डायसॅकेराइड्स (उदा. सुक्रोज C12H22O11) चे १ रेणू पाण्याच्या (H2O) साहाय्याने अपघटन केले असता मोनोसॅकेराइड्सचे दोन रेणू मिळतात: एक ग्लुकोज आणि एक फ्रुक्टोज. ट्रायसॅकेराइड्स (उदा. रॅफिनोज C18H32O16) चे २ H2O च्या साहाय्याने अपघटन केले असता तीन मोनोसॅकेराइड्स मिळतात: प्रत्येकी एक ग्लुकोज, फ्रुक्टोज आणि गॅलॅक्टोज. पॉलिसॅकेराइड्स (उदा. स्टार्च (C6H10O5)n) चे जलीय अपघटन केले असता ग्लुकोजचे असंख्य रेणू मिळतात.
ज्या मोनोसॅकेराइडमध्ये अल्डिहाइडिक गट असतो त्याला 'अल्डोज' म्हणतात (त्यांच्या नावाच्या शेवटी 'ose' प्रत्यय असतो, उदा. मॅनोज, C6H12O6 - अल्डोहेक्सोज). तर ज्यामध्ये कीटोनिक गट असतो त्याला 'कीटोज' म्हणतात. ग्लिसराल्डिहाइड हे सर्वात लहान अल्डोज (aldotriose) आहे. त्यामध्ये एक कायरल केंद्र (chiral center / asymmetric carbon atom) असते - म्हणजेच चार वेगवेगळ्या अणू किंवा गटांशी जोडलेला कार्बन अणू. कायरल केंद्र असलेल्या रेणूमध्ये इनॅन्शिओमरची (प्रतिबिंबिरूपिते - enantiomers) एक जोडी असते, जे एकमेकांची अशी आरशातील प्रतिमा असतात जी एकमेकांवर तंतोतंत बसत नाहीत. ही संयुगे ध्रुवीभूत प्रकाशाचे प्रतल समान परिमाणात पण विरुद्ध दिशेने फिरवतात (प्रकाशीय क्रियाशीलता / optical activity).
हा गुणधर्म केवळ कायरल केंद्र असणारी कार्बनी संयुगेच दर्शवितात. रेणूमधील संभाव्य प्रकाशीय समघटकांची संख्या 2n (जिथे n = कायरल केंद्रांची संख्या) असते. ज्यांचे रेणुसूत्र सारखे असून रेणूची संरचना भिन्न असते त्यांना समघटक (isomers) म्हणतात. समघटकांमध्ये विविध क्रियात्मक गट असल्यास त्यांना क्रियात्मक गट समघटक (functional isomers) आणि या घटनेला क्रियात्मक गट समघटकता (functional isomerism) म्हणतात.
हे संयुग ______ आहे आणि ह्यात प्रतिबिंबिरूपितांच्या _______ जोड्या आहेत.
EN
Read the following passage carefully and answer the questions (Q. 16 to 20):
Many organic compounds contain carbon (C), hydrogen (H), oxygen (O); and some of them also have additional elements such as nitrogen (N), halogens (X: Cl, Br, I) etc. The bonds between atoms in organic compounds are covalent; e.g. in methane (CH4), each hydrogen and carbon atom shares a single covalent bond.
Organic chemistry is also defined as the chemistry of functional groups (an atom or group of atoms that confers specific physical and chemical properties to a compound). E.g., the hydroxyl functional group (-OH) forms alcohols (R-OH), where R is an alkyl group (R = CnH2n+1). The carbonyl group (>C=O) has two major structures: (i) aldehydic group (-CHO) forming aldehydes (R-CHO), and (ii) ketonic group (>C=O) forming ketones (R1-CO-R2). Combining a carbonyl group with a hydroxyl group forms a carboxyl group (-COOH), yielding carboxylic acids (R-COOH). Carboxylic acids react with alcohols in the presence of concentrated H2SO4 to form esters (R-COO-R').
Living organisms contain diverse biomolecules—carbohydrates, proteins, lipids—that constitute cellular structures and physiological mechanisms. Hydrogen forms 1, oxygen 2, nitrogen 3, and carbon 4 covalent bonds.
Although most carbohydrates conform to the empirical formula Cx(H2O)y (hydrates of carbon), chemically they are defined as 'polyhydroxy aldehydes or polyhydroxy ketones'. For example, C6H12O6 represents glucose, fructose, or galactose. Carbohydrates that cannot be further hydrolyzed into simpler units are called monosaccharides. Disaccharides (e.g. sucrose, C12H22O11) upon hydrolysis with 1 H2O molecule yield two monosaccharide units: one glucose and one fructose. Trisaccharides (e.g. raffinose, C18H32O16) hydrolyze using 2 H2O molecules to yield three units: one glucose, one fructose, and one galactose. Polysaccharides (e.g. starch, (C6H10O5)n) yield a very large number of glucose units upon complete hydrolysis.
A monosaccharide with an aldehydic group is termed an 'aldose' (ending in suffix '-ose', e.g. mannose, C6H12O6, an aldohexose), whereas one with a ketonic group is termed a 'ketose'. Glyceraldehyde is the smallest aldose (aldotriose). It contains a chiral center (asymmetric carbon atom bonded to four distinct substituents). A molecule with a chiral center exists as a pair of enantiomers (non-superimposable mirror images). Each enantiomer rotates plane-polarized light by an equal magnitude but in opposite directions (optical activity).
This optical activity is exhibited only by molecules possessing chiral centers. The maximum number of stereoisomers is given by 2n (where n is the number of chiral centers). Compounds with identical molecular formulas but different connectivity or functional groups are called functional isomers, and this phenomenon is functional isomerism. The compound is a _____ and has ______ pairs of optical isomers.
Organic chemistry is also defined as the chemistry of functional groups (an atom or group of atoms that confers specific physical and chemical properties to a compound). E.g., the hydroxyl functional group (-OH) forms alcohols (R-OH), where R is an alkyl group (R = CnH2n+1). The carbonyl group (>C=O) has two major structures: (i) aldehydic group (-CHO) forming aldehydes (R-CHO), and (ii) ketonic group (>C=O) forming ketones (R1-CO-R2). Combining a carbonyl group with a hydroxyl group forms a carboxyl group (-COOH), yielding carboxylic acids (R-COOH). Carboxylic acids react with alcohols in the presence of concentrated H2SO4 to form esters (R-COO-R').
Living organisms contain diverse biomolecules—carbohydrates, proteins, lipids—that constitute cellular structures and physiological mechanisms. Hydrogen forms 1, oxygen 2, nitrogen 3, and carbon 4 covalent bonds.
Although most carbohydrates conform to the empirical formula Cx(H2O)y (hydrates of carbon), chemically they are defined as 'polyhydroxy aldehydes or polyhydroxy ketones'. For example, C6H12O6 represents glucose, fructose, or galactose. Carbohydrates that cannot be further hydrolyzed into simpler units are called monosaccharides. Disaccharides (e.g. sucrose, C12H22O11) upon hydrolysis with 1 H2O molecule yield two monosaccharide units: one glucose and one fructose. Trisaccharides (e.g. raffinose, C18H32O16) hydrolyze using 2 H2O molecules to yield three units: one glucose, one fructose, and one galactose. Polysaccharides (e.g. starch, (C6H10O5)n) yield a very large number of glucose units upon complete hydrolysis.
A monosaccharide with an aldehydic group is termed an 'aldose' (ending in suffix '-ose', e.g. mannose, C6H12O6, an aldohexose), whereas one with a ketonic group is termed a 'ketose'. Glyceraldehyde is the smallest aldose (aldotriose). It contains a chiral center (asymmetric carbon atom bonded to four distinct substituents). A molecule with a chiral center exists as a pair of enantiomers (non-superimposable mirror images). Each enantiomer rotates plane-polarized light by an equal magnitude but in opposite directions (optical activity).
This optical activity is exhibited only by molecules possessing chiral centers. The maximum number of stereoisomers is given by 2n (where n is the number of chiral centers). Compounds with identical molecular formulas but different connectivity or functional groups are called functional isomers, and this phenomenon is functional isomerism. The compound is a _____ and has ______ pairs of optical isomers.