परीक्षा: कार्बन और उसके यौगिक - Police SI Exams MCQ

कार्बनिक यौगिक मुख्यतः कार्बन से बने होते हैं और सभी जीवित जीवों की आधारशिला बनाते हैं। ये यौगिक विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं, जिसमें कोशिका संरचनाओं का निर्माण, ऊर्जा उत्पादन, और प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, और न्यूक्लिक एसिड जैसे जैविक अणुओं का संश्लेषण शामिल है। कार्बन की अन्य तत्वों के साथ विविध बंधन बनाने की अद्वितीय क्षमता प्राकृतिक में पाए जाने वाले कार्बनिक यौगिकों की विशाल विविधता में योगदान देती है, जो जीवन रूपों की जटिलता और विविधता में सहायक है।

अकार्बनिक यौगिकों को कार्बनिक यौगिकों से कार्बन-हाइड्रोजन (C-H) बंधनों की अनुपस्थिति के द्वारा अलग किया जाता है। जबकि कार्बनिक यौगिक C-H बंधनों की उपस्थिति द्वारा पहचाने जाते हैं और सामान्यतः जीवित जीवों से जुड़े होते हैं, अकार्बनिक यौगिक इन बंधनों की कमी के साथ होते हैं और इनमें नमक, धातुएं, खनिज, और कार्बन डाइऑक्साइड तथा अमोनिया जैसी गैसें शामिल हो सकती हैं। अकार्बनिक यौगिकों के उदाहरणों में सोडियम क्लोराइड (टेबल नमक), कैल्शियम कार्बोनेट (चूना पत्थर), और सल्फ्यूरिक एसिड शामिल हैं।

कार्बनिक यौगिकों को जीवन के निर्माण खंड माना जाता है क्योंकि वे बहुपरकारी अणु होते हैं जो कोशाओं के संरचनात्मक आधार का निर्माण करते हैं और आवश्यक जैविक कार्यों में भाग लेते हैं। ये यौगिक ऊर्जा उत्पादन, कोशीय संकेतन, वृद्धि, और प्रजनन जैसी प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं। उनकी विविध संरचनाएं जटिल जैविक अणुओं जैसे कि डीएनए, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, और लिपिड के निर्माण की अनुमति देती हैं, जो जैविक प्रणालियों के कार्य और विविधता के लिए महत्वपूर्ण हैं।

कोवेलेंट बंधों का निर्माण परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन जोड़ों के साझा करने से होता है। यह साझा करना परमाणुओं को उनके बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल को पूर्ण करके एक अधिक स्थिर संरचना प्राप्त करने की अनुमति देता है।

कार्बन तेत्रावलेन्ट है, जिसका अर्थ है कि यह अन्य परमाणुओं के साथ इलेक्ट्रॉनों को साझा करके चार बंधन बना सकता है। यह विशेषता कार्बन को जीवन के लिए आवश्यक विविध और जटिल अणुओं का निर्माण करने की अनुमति देती है।

संयोजक यौगिकों के पिघलने और उबलने के बिंदु कम होते हैं क्योंकि इनमें कमजोर अंतःआणविक बल होते हैं। ये कमजोर बल उस कारण उत्पन्न होते हैं जब परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों का साझा किया जाना होता है, न कि स्थानांतरित किया जाना, जिसके परिणामस्वरूप इन बंधनों को तोड़ने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

कार्बन की चतुर्वैलेंसी, जिसका अर्थ है कि इसके पास चार वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसे चार परमाणुओं के साथ बंधन बनाने की अनुमति देती है, जिसमें अन्य कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, और सल्फर शामिल हैं। यह गुण कार्बन को लंबी श्रृंखलाएँ, शाखाबद्ध श्रृंखलाएँ, और वलय बनाने में सक्षम बनाता है, जो कि अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ एकल, दोहरी, या त्रैतीय बंधनों का उपयोग करके बंधता है।

असंतृप्त हाइड्रोकार्बन कार्बन परमाणुओं के बीच दोहरी या त्रैतीय बंध प्रदर्शित करते हैं। अल्केन एक प्रकार का असंतृप्त हाइड्रोकार्बन है जो दोहरी बंध द्वारा वर्णित होता है, जबकि अल्काइन एक और प्रकार है जो त्रैतीय बंध द्वारा वर्णित होता है। ये दोहरी या त्रैतीय बंध असंतृप्त हाइड्रोकार्बनों को संतृप्त हाइड्रोकार्बनों की तुलना में विशिष्ट गुण प्रदान करते हैं।

अल्केन के लिए सामान्य सूत्र, जो कार्बन परमाणुओं के बीच एकल बंधनों के साथ संतृप्त हाइड्रोकार्बन होते हैं, C_nH_2n+2 है। यह सूत्र इंगित करता है कि हर n कार्बन परमाणु के लिए, अल्केन अणु में 2_n+2 हाइड्रोजन परमाणु उपस्थित होते हैं। अल्केन एक समरूप श्रृंखला बनाते हैं जिसमें कार्बन परमाणुओं की संख्या बढ़ने के साथ भौतिक गुणों में क्रमिक परिवर्तन होते हैं।

संतृप्त हाइड्रोकार्बन नीली, बिना कालिख वाली लौ के साथ जलते हैं। यह इन हाइड्रोकार्बनों के पूर्ण ऑक्सीकरण के कारण होता है। लौ का नीला रंग एक स्वच्छ, कुशल दहन प्रक्रिया का संकेत है जहाँ कार्बन पूरी तरह से कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प में ऑक्सीकरण होता है, जिससे बिना कालिख के एक स्वच्छ लौ उत्पन्न होती है।

जब एथेनॉल सोडियम के साथ अभिक्रिया करता है, तो हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है। यह अभिक्रिया अक्सर एथेनॉल के परीक्षण के रूप में उपयोग की जाती है, जिसमें हाइड्रोजन गैस का विकास एक विशेष अवलोकन होता है। इस अभिक्रिया को निम्नलिखित रूप में दर्शाया जा सकता है: 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2।

जब एथेनोइक एसिड सोडियम बाइकार्बोनेट (NaHCO3) के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो यह सोडियम एसेटेट, पानी, और कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण करता है। यह प्रतिक्रिया एक प्रकार की एसिड-बेस प्रतिक्रिया है जहां एसिड (एथेनोइक एसिड) बेस (सोडियम बाइकार्बोनेट) के साथ प्रतिक्रिया करता है और नमक (सोडियम एसेटेट), पानी, और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड गैस के बुलबुले निकलने से स्पष्ट होता है।

साबुन नरम पानी में सफाई में प्रभावी होता है। नरम पानी में, साबुन के अणु आसानी से गंदगी और चर्बी के साथ माइसेल्स बना सकते हैं, जिससे सफाई की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाया जा सकता है।

साबुन अणुओं की लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला गंदगी से जुड़ती है, जो गैर-ध्रुवीय होती है, जबकि साबुन अणु का आयनिक (हाइड्रोफिलिक) भाग पानी में रहता है। यह अंतःक्रिया माइसेल बनाने में मदद करती है और प्रभावी सफाई के लिए गंदगी को घोलने में सहायक होती है।

साबुन के विपरीत, डिटर्जेंट कठोर पानी के साथ प्रतिक्रिया करते समय झाग नहीं बनाते हैं। यह विशेषता डिटर्जेंट को कठोर पानी वाले क्षेत्रों में कपड़े धोने के लिए अधिक उपयुक्त बनाती है, क्योंकि वे बिना किसी अवशेष के गंदगी और दाग को प्रभावी ढंग से हटा सकते हैं।