Chapter 8

कार्बन एवं उसके यौगिक


अतिलघूत्तरात्मक प्रश्न

प्रश्न.9 एल्कन, एल्कीन एवं एल्काइन श्रेणी का सामान्य सूत्र:


उत्तर: 
एल्कन: CₙH₂ₙ₊₂
एल्कीन: CₙH₂ₙ
एल्काइन: CₙH₂ₙ₋₂

प्रश्न.10 हाइड्रोकार्बन कौनसे दो तत्त्वों से निर्मित होते हैं?


उत्तर: हाइड्रोकार्बन कार्बन और हाइड्रोजन से निर्मित होते हैं।


प्रश्न.11 IUPAC का पूरा नाम लिखिए।


उत्तर: IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry


प्रश्न.12वल्कीनीकरण की परिभाषा दीजिए।


उत्तर: वल्कीनीकरण (Vulcanization) एक रासायनिक प्रक्रिया है, जिसमें रबर या किसी अन्य बहुलक के अणुओं के बीच सहसंयोजक बन्ध स्थापित किए जाते हैं, ताकि रबर अधिक मजबूत, लचीला और ताप सहिष्णु बने।


प्रश्न.13 फुलरीन में कार्बन परमाणुओं की संख्या कितनी हो सकती है?


उत्तर: फुलरीन में कार्बन परमाणुओं की संख्या 60, 70 या इससे अधिक हो सकती है।


प्रश्न.14 कार्बन परमाणु की ज्यामिति कैसी होती है?


उत्तर: कार्बन परमाणु की ज्यामिति तिकोणात्मक (tetrahedral) होती है, जिसमें चार बन्ध बनाने के लिए कार्बन के चार इलेक्ट्रॉन एकसमान रूप से चार विभिन्न दिशा में फैलते हैं।


प्रश्न.15 क्रियॉन की परिभाषा दीजिए।


उत्तर: क्रियॉन (Freons) कार्बन, फ्लोरीन और क्लोरीन से बने हाइड्रोकार्बन होते हैं, जिन्हें आमतौर पर शीतलन, एयर कंडीशनिंग और अन्य तकनीकी अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।


प्रश्न.16 सबसे पहले कार्बनिक यौगिक का निर्माण करने वाला वैज्ञानिक कौन था?


उत्तर: सबसे पहले कार्बनिक यौगिक का निर्माण करने वाला वैज्ञानिक फ्रेडरिक वोहलर था।


प्रश्न.17 CNG का पूरा नाम लिखिए।


उत्तर: CNG: Compressed Natural Gas


प्रश्न.18 आारलॉन किन अणुओं के बहुलीकरण से बनता है?


उत्तर: आारलॉन (Acrylonitrile) विनाइल सायनाइड (Vinyl Cyanide) के बहुलीकरण से बनता है।


प्रश्न.19 PAN का पूरा नाम लिखिए।


उत्तर: PAN: Polyacrylonitrile (पॉलियक्रिलोनिट्राइल)


प्रश्न.20 PVC किसके बहुलीकरण से बनता है?


उत्तर: PVC: Polyvinyl Chloride, यह विनाइल क्लोराइड के बहुलीकरण से बनता है।

प्रश्न.21 कार्बन के अपररूपों के नाम लिखिए:

उत्तर: कार्बन के प्रमुख अपररूप (Allotropes) निम्नलिखित हैं:

  1. हीरा (Diamond)

  2. ग्रेफाइट (Graphite)

  3. फुलरीन (Fullerene)

  4. कार्बाइन (Carbyne)

  5. नैनोट्यूब (Carbon nanotube)


प्रश्न22. आइसोब्युटेन का IUPAC नाम लिखिए:

उत्तर: आइसोब्युटेन का IUPAC नाम है — 2-मेथाइलप्रोपीन
संरचना:
CH₂=C(CH₃)CH₃


 लघुत्तरात्मक प्रश्न

प्रश्न.23 हीरा एवं ग्रेफाइट के गुणों में कोई तीन अंतर बताइए।


उत्तर: 

  • संरचना: हीरा में कार्बन परमाणु एक त्रिविम संरचना में होते हैं जबकि ग्रेफाइट में कार्बन परमाणु षट्कोणीय परतों में व्यवस्थित होते हैं।

  • कठोरता: हीरा सर्वाधिक कठोर पदार्थ होता है, जबकि ग्रेफाइट मुलायम और चिकना होता है।

  • विद्युत चालकता: हीरा विद्युत का कुचालक होता है, जबकि ग्रेफाइट विद्युत का सुचालक होता है।


प्रश्न.24 कार्बन परमाणु की 'श्रृंखलन (Catenation) प्रवृत्ति से आप क्या समझते हैं?

उत्तर: श्रृंखलन (Catenation) वह प्रवृत्ति है जिसके द्वारा कार्बन परमाणु आपस में बंधकर लंबी-लंबी श्रृंखलाएँ या संरचनाएँ बना सकते हैं, जिससे कार्बन की रासायनिक विविधता बढ़ती है।



प्रश्न.25 निम्न के IUPAC नाम एवं संरचना सूत्र लिखिए।


उत्तर: 

(i) CH(CH₃)₂: इसका IUPAC नाम 2-मिथाइलप्रोपेन है और संरचना सूत्र C₄H₁₀।
(ii) CH₂=CH-CH₃: इसका IUPAC नाम प्रोपीन है और संरचना सूत्र C₃H₆।



प्रश्न.26 क्रियॉन के दो उपयोग लिखिए।


उत्तर: (i) क्रियॉन को शीतलन प्रणालियों जैसे रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनरों में प्रशीतक के रूप में उपयोग किया जाता है।
(ii) इसे अक्रिय विलायक के रूप में भी इस्तेमाल किया जाता है।



प्रश्न.27 CNG ईंधन के रूप में LPG से श्रेष्ठ क्यों है?


उत्तर: CNG (Compressed Natural Gas) LPG (Liquefied Petroleum Gas) से श्रेष्ठ है क्योंकि CNG के जलने पर प्रदूषण कम होता है और इसमें CO₂ और CO का उत्सर्जन कम होता है। इसके अलावा, CNG हल्की होती है और यदि इसका रिसाव होता है, तो यह हवा में फैल जाती है, जिससे दुर्घटनाओं का खतरा कम होता है।



प्रश्न.28 हीरा कठोर एवं ग्रेफाइट मुलायम होता है क्यों?


उत्तर: 

हीरा में कार्बन परमाणु एक दृढ़ त्रिविम संरचना में जुड़े होते हैं, जिसमें हर कार्बन परमाणु चार अन्य परमाणुओं से जुड़ा होता है, जिससे यह अत्यधिक कठोर होता है। जबकि ग्रेफाइट में परतों के बीच कमजोर बन्ध होते हैं, जिससे वह मुलायम और चिकना होता है।



प्रश्न.29 फुलरीन की कोई चार विशेषताएँ बताइए।


उत्तर: 

(i) फुलरीन के अणु में 60 या 70 कार्बन परमाणु होते हैं।
(ii) फुलरीन की संरचना फुटबॉल जैसी होती है।
(iii) यह एक उच्च तापमान पर अतिचालक हो सकता है।
(iv) इसका उपयोग आण्विक बेयरिंग और गैस शुद्धिकरण में किया जाता है।



प्रश्न.30 हाइड्रोकार्बन के वर्गीकरण का रेखाचित्र बनाइए।

उत्तर: 

  • हाइड्रोकार्बन

    • संतृप्त हाइड्रोकार्बन (Alkanes): CₙH₂ₙ₊₂

    • असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (Unsaturated Hydrocarbons)

      • एल्कीन (Alkenes): CₙH₂ₙ

      • एल्काइन (Alkynes): CₙH₂ₙ₋₂

    • सायक्लिक हाइड्रोकार्बन (Cyclic Hydrocarbons)


प्रश्न.31ग्रेफाइट का उपयोग लिखिए।

उत्तर: ग्रेफाइट का उपयोग शुष्क स्नेहक के रूप में, पेंसिल के रूप में, इलेक्ट्रोड के निर्माण में, और नाभिकीय परमाणु भट्टी में मंदक के रूप में किया जाता है।



प्रश्न.32कार्बन परमाणु की प्रमुख विशेषताएं लिखिए।

उत्तर: 
(i) कार्बन परमाणु की संयोजकता चार होती है।
(ii) यह श्रृंखलन (Catenation) कर सकता है।
(iii) यह उच्च तापमान पर बहुत स्थिर होता है।
(iv) इसका आयनकरण ऊर्जा अधिक होती है, जो इसे विभिन्न प्रकार के यौगिक बनाने में सक्षम बनाती है।



प्रश्न.33निम्न के IUPAC नम लिखिए:

उत्तर: 

  1. (i) आइसी आक्टेन (Isococtane): इसका IUPAC नाम 2,2,4-ट्रिमिथाइलपेंटेन है।

  2. (ii) नियोपेन्टेन (Neopentane): इसका IUPAC नाम 2,2-डिमिथाइलप्रोपेन है।


प्रश्न34. प्लास्टिक किसे कहते हैं? प्रमुख प्लास्टिक बहुलकों के नाम लिखिए।

उत्तर: प्लास्टिक ऐसे बहुलक होते हैं जिन्हें गरम करने पर मनचाहे आकार में ढाला जा सकता है और ठंडा करने पर यह आकार बनाए रखते हैं।
प्रमुख प्लास्टिक बहुलकों के नाम:

  • पॉलीथीन (Polythene)

  • पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC)

  • पॉलीस्टाइरीन

  • टेफ्लॉन

  • बेकलाइट


प्रश्न35. हीरा एवं फुलरीन की उपयोगिता बताइए।

उत्तर: हीरा की उपयोगिता:

  • आभूषण बनाने में

  • शीशा काटने के औजारों में

  • ड्रिलिंग एवं काटने वाले यंत्रों में

फुलरीन की उपयोगिता:

  • गैसों के शुद्धिकरण में

  • आणविक बेयरिंग में

  • औषधीय अनुसंधान में

  • उच्च ताप पर अतिचालक के रूप में


प्रश्न36. क्रियॉन के नामकरण को समझाइए।

उत्तर: क्रियॉन (Freon) के नामकरण में Freon-XYZ प्रणाली अपनाई जाती है, जिसमें:

  • X = कार्बन परमाणुओं की संख्या – 1

  • Y = हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या + 1

  • Z = फ्लोरीन परमाणुओं की संख्या

उदाहरण के लिए:
Freon-12 का रासायनिक सूत्र है CCl₂F₂

  • इसमें 1 कार्बन है → X = 1 – 1 = 0

  • 0 हाइड्रोजन है → Y = 0 + 1 = 1

  • 2 फ्लोरीन हैं → Z = 2
    → इसलिए इसका नाम है Freon-012 या Freon-12


निबन्धात्मक प्रश्न

प्रश्न37. संश्लेषित बहुलक क्या है? इनके निर्माण की प्रक्रिया एवं उपयोग लिखिए।

उत्तर: संश्लेषित बहुलक (Synthetic Polymers) वे बहुलक होते हैं जिन्हें प्राकृतिक रूप से नहीं बल्कि रासायनिक विधियों द्वारा कृत्रिम रूप से तैयार किया जाता है। ये मानव निर्मित बहुलक होते हैं।

निर्माण की प्रक्रिया:
संश्लेषित बहुलक निर्माण की प्रक्रिया को बहुलीकरण (Polymerisation) कहते हैं। इसमें छोटे-छोटे अणु जिन्हें एकलक (Monomer) कहते हैं, एक-दूसरे से जुड़कर एक लंबी श्रृंखला बनाते हैं। यह दो प्रकार से हो सकता है:

  • संयोजन बहुलीकरण (Addition Polymerisation) जैसे: पॉलीथीन

  • संघनन बहुलीकरण (Condensation Polymerisation) जैसे: नाइलॉन-66

उपयोग:

  • टायर, पाइप, बोतलें, कपड़े, ब्रश

  • विद्युत इंसुलेशन

  • कृत्रिम रबर व फाइबर

  • पैकेजिंग सामग्री, खिलौने, जूते


प्रश्न38. निम्न पर टिप्पणी लिखिए:

उत्तर:  (i) फ्रीयॉन (Freon):
फ्रीयॉन, क्लोरोफ्लुओरोकार्बन (CFC) यौगिक हैं जो रेफ्रिजरेटर, एयर कंडीशनर व एयरोसोल स्प्रे में प्रशीतक के रूप में प्रयुक्त होते हैं। ये वायुमंडल में जाकर ओज़ोन परत को नुकसान पहुँचाते हैं।

(ii) सी. एन. जी. (CNG):
सी. एन. जी. का पूर्ण रूप Compressed Natural Gas है। इसमें मुख्यतः मीथेन होती है। यह पेट्रोल व डीजल की तुलना में अधिक स्वच्छ व किफायती ईंधन है और पर्यावरण के लिए कम हानिकारक है।

(iii) प्राकृतिक स्वर (Latex):
प्राकृतिक स्वर एक दूधिया द्रव है जो रबर के वृक्ष से प्राप्त होता है। इसमें मुख्य रूप से पॉलीआइसोप्रीन उपस्थित होता है और यही रबर का कच्चा रूप होता है, जिसे संसाधित कर के रबर उत्पाद बनाए जाते है


प्रश्न39. (क) एल्केन के नामकरण में प्रयुक्त मुख्य नियम:

उत्तर: एल्केन के नामकरण हेतु IUPAC के निम्न नियमों का पालन किया जाता है:

  1. सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला का चयन करें जिसमें सभी कार्बन-संतृप्त (single bond) हों।

  2. मुख्य श्रृंखला को इस तरह नंबर दें कि शाखाओं को न्यूनतम संख्या मिले।

  3. शाखाओं (substituents) के नाम व क्रम संख्या जोड़ें।

  4. यदि एक से अधिक शाखाएं हों तो वर्णमाला क्रम में लिखें।

  5. समान शाखाएं बार-बार हों तो di-, tri-, आदि उपसर्ग प्रयोग करें।

(ख) निम्न यौगिकों के IUPAC नाम लिखिए:
(i) नियोपेन्टेन:
संरचना: (CH₃)₄C
IUPAC नाम: 2,2-डायमेथाइलप्रोपेन

(ii) आइसोपेन्टेन:
संरचना: (CH₃)₂CHCH₂CH₃
IUPAC नाम: 2-मेथाइलब्यूटेन

(iii) 1,3-डाइक्लोरोप्रोपेन:
संरचना: ClCH₂CH₂CH₂Cl
IUPAC नाम: 1,3-डाइक्लोरोप्रोपेन (Same as trivial name)

(iv) 3-एथिल-4-मेथिलहेक्सेन (पूर्ण नाम):
संरचना: मुख्य श्रृंखला = 6 कार्बन
IUPAC नाम: 3-एथिल-4-मेथिलहेक्सेन (यदि डबल बॉन्ड हो तो hexene, नहीं तो hexane)