TS EAMCET 2022 Chemistry Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(C) ન્યુક્લિયર ઘનતાનું સૂત્ર $\rho = \frac{M}{V}$ છે. ન્યુક્લિયસનું દળ $M$ એ આશરે $A \times m_p$ (જ્યાં $m_p$ એ પ્રોટોનનું દળ છે) જેટલું હોય છે અને ન્યુક્લિયસનું કદ $V$ એ $A$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે (કારણ કે $V = \frac{4}{3} \pi R^3$ અને $R = R_0 A^{1/3}$),તેથી ઘનતાના સૂત્રમાં દળ ક્રમાંક $A$ ઉડી જાય છે. પરિણામે,ન્યુક્લિયર ઘનતા એ દળ ક્રમાંક $A$ થી સ્વતંત્ર છે અને તમામ ન્યુક્લિયસ માટે અચળ રહે છે.

(A) હેન્રીના નિયમ મુજબ,વાયુનું આંશિક દબાણ $P_{N_2} = X_{N_2(air)} \times P_{total} = 0.8 \times 5 \ atm = 4 \ atm$ છે.
હેન્રીના નિયમનું સૂત્ર વાપરતા: $P_{N_2} = K_H \times X_{N_2(solute)}$.
કિંમતો મૂકતા: $4 \ atm = (1.0 \times 10^5 \ atm) \times X_{N_2(solute)}$.
તેથી,$X_{N_2(solute)} = 4 \times 10^{-5}$.
મોલ અંશ $X_{N_2} = \frac{n_{N_2}}{n_{N_2} + n_{H_2O}} \approx \frac{n_{N_2}}{n_{H_2O}}$ હોવાથી,$n_{N_2} = X_{N_2} \times n_{H_2O}$.
$n_{N_2} = 4 \times 10^{-5} \times 10 \ moles = 4 \times 10^{-4} \ moles$.

(D) આ પ્રક્રિયામાં ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(CH_3MgBr)$ નો $5$-ક્લોરોપેન્ટેન-$2$-ઓન ના કાર્બોનિલ કાર્બન પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો થાય છે.
આનાથી આલ્કોક્સાઈડ મધ્યવર્તી બને છે: $Cl-(CH_2)_3-C(CH_3)_2-O^-$.
અણુમાં ન્યુક્લિયોફિલિક આલ્કોક્સાઈડ જૂથ અને ઇલેક્ટ્રોફિલિક આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ જૂથ બંને હોવાથી,જે પાંચ-સભ્યની રીંગ બનાવવા માટે સક્ષમ છે,તેથી આંતરઆણ્વીય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(S_N2)$ થાય છે.
ઓક્સિજન પરમાણુ ક્લોરિન સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરે છે અને ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^-)$ ને દૂર કરીને $2,2$-ડાયમિથાઈલટેટ્રાહાઈડ્રોફ્યુરાન બનાવે છે.

(A) આ પ્રક્રિયા ચક્રીય ઈથરનું $HI$ સાથેનું એસિડિક વિભાજન છે. ઈથરનો ઓક્સિજન $H^+$ દ્વારા પ્રોટોનેટેડ થાય છે. વિભાજન તે બંધ પર થાય છે જે વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. અહીં,ઓક્સિજન અને તૃતીયક કાર્બન વચ્ચેનો બંધ તૂટીને સ્થાયી બેન્ઝિલિક-તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. ત્યારબાદ આયોડાઈડ આયન $(I^-)$ આ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને મુખ્ય નીપજ બનાવે છે.

(D) એસિડ હેલાઈડ્સ ડાયઆલ્કાઈલ કેડમિયમ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કીટોન આપે છે.
આ પ્રક્રિયામાં વપરાતું ડાયઆલ્કાઈલ કેડમિયમ ડાયઈથાઈલ કેડમિયમ,$(C_2H_5)_2Cd$ છે.
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો એસિડ ક્લોરાઈડ સાથે કીટોન બનાવે છે,પરંતુ પ્રક્રિયા આ તબક્કે અટકતી નથી; કીટોન વધુ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો સાથે પ્રક્રિયા કરીને તૃતીયક આલ્કોહોલ આપે છે.
તેથી,ડાયઆલ્કાઈલ કેડમિયમનો ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે એસિડ ક્લોરાઈડ સાથે પસંદગીયુક્ત રીતે પ્રક્રિયા કરીને કીટોન બનાવે છે અને કીટોન નીપજ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
પ્રક્રિયા છે: $RCOCl + (R')_2Cd \rightarrow RCOR' + R'CdCl$.
આપેલા કિસ્સામાં,એસિડ ક્લોરાઈડ સમૂહ $-CH_2COCl$ નું રૂપાંતર $-CH_2COC_2H_5$ માં થાય છે જ્યારે અસ્તિત્વમાં રહેલ કીટોન સમૂહ $-COCH_3$ અપ્રભાવિત રહે છે.

(B) જ્યારે $Glucose$ ને $HI$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું રિડક્શન થઈને $n-hexane$ બને છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_{12}O_6 + HI \xrightarrow{\Delta} CH_3-(CH_2)_4-CH_3$ $(n-hexane)$.
ત્યારબાદ,જ્યારે $n-hexane$ ને $Mo_2O_3$ સાથે $773 \ K$ તાપમાને અને $10-20 \ atm$ દબાણે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું એરોમેટાઈઝેશન (ડીહાઈડ્રોસાયક્લાઈઝેશન) થઈને $Benzene$ બને છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $Benzene$ છે.

(D) આંતર-આણ્વીય (Intramolecular) હાઇડ્રોજન બંધન ત્યારે થાય છે જ્યારે હાઇડ્રોજન પરમાણુ અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુ (જેમ કે $O$,$N$,અથવા $F$) સાથે જોડાયેલ હોય અને તે જ અણુમાં બીજા વિદ્યુતઋણ પરમાણુ તરફ આકર્ષાયેલ હોય.
$2-$હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડમાં (જેને સેલિસિલિક એસિડ પણ કહેવાય છે),હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ સમૂહનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ નજીકના કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(-COOH)$ સમૂહના ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે.
આ અણુની અંદર છ-સભ્યની સ્થિર વલય રચના બનાવે છે,જે આંતર-આણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધનનું લાક્ષણિક ઉદાહરણ છે.
ફિનોલ,બેન્ઝોઇક એસિડ અને $p-$નાઇટ્રોફિનોલ આંતર-આણ્વીય (intermolecular) હાઇડ્રોજન બંધન દર્શાવે છે.

(D) આ પ્રક્રિયા સેલિસિલિક એસિડ $(2-\text{હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ})$ અને મિથેનોલ $(MeOH)$ વચ્ચે સાંદ્ર એસિડ ઉદ્દીપક $(H_2SO_4)$ ની હાજરીમાં થતી એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ આલ્કોહોલ $(-OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસ્ટર $(-COOCH_3)$ બનાવે છે.
ફિનોલિક $-OH$ સમૂહ કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહની તુલનામાં આ પરિસ્થિતિઓમાં એસ્ટરીકરણ માટે ઓછો સક્રિય છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ મિથાઈલ સેલિસિલેટ છે,જેમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહનું મિથાઈલ એસ્ટરમાં રૂપાંતર થાય છે.

(D) ઓઝોન અણુ $(O_3)$ $3$ ઓક્સિજન પરમાણુઓનો બનેલો છે. તેના લુઈસ બંધારણમાં,એક મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ અન્ય બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,એક સિંગલ બોન્ડ દ્વારા અને બીજો ડબલ બોન્ડ દ્વારા.
દરેક ઓક્સિજન પરમાણુના વેલેન્સ શેલમાં કુલ $8$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે (અષ્ટકનો નિયમ).
મધ્યસ્થ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
સિંગલ બોન્ડ ધરાવતા ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
ડબલ બોન્ડ ધરાવતા ટર્મિનલ ઓક્સિજન પરમાણુ પાસે $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે.
કુલ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ = $1 + 3 + 2 = 6$.
બંધારણમાં $2$ $\sigma$ બંધ અને $1$ $\pi$ બંધ છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) લુઈસ બંધારણમાં પરમાણુ પરનો ફોર્મલ ચાર્જ $(F.C.)$ નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$F.C. = \text{સંયોજકતા } e^- - \text{અબંધકારક } e^- - \frac{1}{2} \text{ભાગીદારી પામેલા } e^-$.
$CO_3^{2-}$ ના આપેલ બંધારણ માટે:
$1$. કાર્બન પરમાણુ $(a)$ માટે: તેની પાસે $4$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન અને $8$ ભાગીદારી પામેલા ઇલેક્ટ્રોન ($4$ બંધ) છે.
$F.C. \text{ on } C_{(a)} = 4 - 0 - \frac{1}{2}(8) = 4 - 4 = 0$.
$2$. ઓક્સિજન પરમાણુ $(b)$ માટે: તે કાર્બન સાથે દ્વિબંધથી જોડાયેલ છે. તેની પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$4$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન અને $4$ ભાગીદારી પામેલા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$F.C. \text{ on } O_{(b)} = 6 - 4 - \frac{1}{2}(4) = 6 - 4 - 2 = 0$.
$3$. ઓક્સિજન પરમાણુ $(c)$ માટે: તે કાર્બન સાથે એકલ બંધથી જોડાયેલ છે. તેની પાસે $6$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$6$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન અને $2$ ભાગીદારી પામેલા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$F.C. \text{ on } O_{(c)} = 6 - 6 - \frac{1}{2}(2) = 6 - 6 - 1 = -1$.
આમ,ફોર્મલ ચાર્જ $a=0, b=0, c=-1$ છે.

(D) $SnCl_2$ માં,મધ્યસ્થ $Sn$ પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,જેના પરિણામે તેનો આકાર કોણીય (bent) હોય છે.
$PbCl_2$ માં પણ $Pb$ પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાને કારણે તેનો આકાર કોણીય હોય છે.
$SO_2$ માં,$S$ પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી તેનો આકાર વળેલો (bent) હોય છે.
$XeF_2$ માં,$Xe$ પરમાણુ $sp^3d$ સંકરણ પામે છે અને તેમાં ત્રણ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર હોય છે,જે તેને રેખીય આણ્વિય ભૂમિતિ આપે છે.

(D) $BeCl_2$ રેખીય બંધારણ ધરાવે છે,તેથી તેનો બંધકોણ $180^{\circ}$ છે.
$BF_3$ ત્રિકોણીય સમતલીય બંધારણ ધરાવે છે,તેથી તેનો બંધકોણ $120^{\circ}$ છે.
$SiCl_4$ સમચતુષ્ફલકીય બંધારણ ધરાવે છે,તેથી તેનો બંધકોણ $109.5^{\circ}$ છે.
$SF_6$ અષ્ટફલકીય બંધારણ ધરાવે છે,તેથી તેનો બંધકોણ $90^{\circ}$ છે.
તેથી,બંધકોણનો સાચો ક્રમ $BeCl_2 > BF_3 > SiCl_4 > SF_6$ છે.

(D) $PF_6^-$ અને $SF_6$ બંને અષ્ટફલકીય (octahedral) છે.
$IO_3^-$ અને $XeO_3$ બંને પિરામિડલ (pyramidal) છે.
$BH_4^-$ અને $NH_4^+$ બંને સમચતુષ્ફલકીય (tetrahedral) છે.
$BrF_5$ નો આકાર સ્ક્વેર પિરામિડલ છે,જ્યારે $XeF_4$ નો આકાર સ્ક્વેર પ્લેનર છે. તેથી,તેઓ આઈસોસ્ટ્રક્ચરલ નથી.

(D) $sp$ અને $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન ધરાવતા સંયોજનો ઓળખવા માટે,આપણે દરેક બંધારણનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ:
$(I)$ $N \equiv C-CH_2-COOH$: સાયનો ગ્રુપ $(-CN)$ માં કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે,અને $-COOH$ માં કાર્બોનિલ કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. તેથી,તેમાં બંને છે.
$(II)$ $HC \equiv C-C \equiv CH$: બધા કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે.
$(III)$ $H_2C=C=CH_2$: છેડાના કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે,અને મધ્યનો કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે. તેથી,તેમાં બંને છે.
$(IV)$ બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$: બેન્ઝીન રિંગના કાર્બન અને કાર્બોનિલ કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. તેમાં કોઈ $sp$ સંકરણ ધરાવતો કાર્બન નથી.
$(V)$ બેન્ઝોનાઇટ્રાઇલ $(C_6H_5CN)$: બેન્ઝીન રિંગના કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે,અને સાયનો કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે. તેથી,તેમાં બંને છે.
$(VI)$ બેન્ઝેમાઇડ $(C_6H_5CONH_2)$: બધા કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેથી,સંયોજનો $(I)$,$(III)$,અને $(V)$ માં $sp$ અને $sp^2$ બંને પ્રકારના સંકરણ ધરાવતા કાર્બન છે.

(B) $I_3^{-}$ માં મધ્યસ્થ $I$ પરમાણુનું સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: $H = \frac{1}{2} (V + M - C + A)$,જ્યાં $V$ એ મધ્યસ્થ પરમાણુના સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$M$ એ એકસંયોજક પરમાણુઓની સંખ્યા છે,$C$ એ ધન વીજભાર છે,અને $A$ એ ઋણ વીજભાર છે.
$I_3^{-}$ માટે,મધ્યસ્થ $I$ પરમાણુ પાસે $V = 7$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે,$M = 2$ (અન્ય બે $I$ પરમાણુઓ),$C = 0$,અને $A = 1$ છે.
$H = \frac{1}{2} (7 + 2 + 1) = \frac{10}{2} = 5$.
$5$ ની કિંમત $sp^3d$ સંકરણ દર્શાવે છે.
$sp^3d$ સંકરણમાં,ઇલેક્ટ્રોન ભૂમિતિ ત્રિકોણીય દ્વિપિરામિડલ હોય છે. મધ્યસ્થ $I$ પરમાણુ પાસે $3$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે. $VSEPR$ સિદ્ધાંત મુજબ,અપાકર્ષણ ઘટાડવા માટે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ વિષુવવૃત્તીય સ્થાનો પર ગોઠવાય છે,જેના પરિણામે $I_3^{-}$ આયનનો આકાર રેખીય બને છે.

(A) મધ્યસ્થ પરમાણુનું સંકરણ નક્કી કરવા માટે,આપણે તેની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મોની સંખ્યા (સ્ટેરિક નંબર) ગણીએ છીએ:
$(A)$ $H_2CO_3$ માં,મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે (એક દ્વિબંધ અને બે એકલ બંધ). સ્ટેરિક નંબર = $3$ (સિગ્મા બંધ) + $0$ (અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) = $3$,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
$(B)$ $SiF_4$ માં,મધ્યસ્થ સિલિકોન પરમાણુ ચાર ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. સ્ટેરિક નંબર = $4$ (સિગ્મા બંધ) + $0$ (અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) = $4$,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.
$(C)$ $BF_3$ માં,મધ્યસ્થ બોરોન પરમાણુ ત્રણ ફ્લોરિન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે. સ્ટેરિક નંબર = $3$ (સિગ્મા બંધ) + $0$ (અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) = $3$,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
$(D)$ $HClO_2$ માં,મધ્યસ્થ ક્લોરિન પરમાણુ બે ઓક્સિજન અને એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે,અને તેની પાસે બે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે. સ્ટેરિક નંબર = $3$ (સિગ્મા બંધ) + $2$ (અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) = $5$,જે $sp^3d$ સંકરણ સૂચવે છે.
આમ,માત્ર $H_2CO_3$ $(A)$ અને $BF_3$ $(C)$ માં મધ્યસ્થ પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.

(C) બંધ ક્રમાંક નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે:
$\text{Bond order} = \frac{N_b - N_a}{2}$
જ્યાં $N_b$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે અને $N_a$ એ બંધપ્રતિકારક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે.
$1. C_2$ ($12$ ઇલેક્ટ્રોન): $B.O. = 2$.
$2. B_2^{2-}$ ($12$ ઇલેક્ટ્રોન): $B.O. = 2$.
$3. N_2^{2+}$ ($12$ ઇલેક્ટ્રોન): $B.O. = 2$.
$4. CN^{+}$ ($12$ ઇલેક્ટ્રોન): $B.O. = 2$.
$5. NO^{-}$ ($12$ ઇલેક્ટ્રોન): $B.O. = 2$.
$6. O_2$ ($16$ ઇલેક્ટ્રોન): $B.O. = 2$.
$7. C_2^{+}$ ($11$ ઇલેક્ટ્રોન): $B.O. = 1.5$.
આમ,$6$ સ્પીસીઝનો બંધ ક્રમાંક $2$ છે.

(D) આપણે જાણીએ છીએ કે બંધ લંબાઈ $\propto \frac{1}{\text{બંધ ક્રમાંક}}$.
તેથી,બંધ ક્રમાંક જેટલો વધારે,બંધ લંબાઈ તેટલી ઓછી.
$CO$ (કાર્બન મોનોક્સાઈડ) માટે બંધ ક્રમાંક $3$ છે.
$CO_2$ (કાર્બન ડાયોક્સાઈડ) માટે બંધ ક્રમાંક $2$ છે.
$CO_3^{2-}$ (કાર્બોનેટ આયન) માટે બંધ ક્રમાંક $\frac{4}{3} \approx 1.33$ છે.
બંધ ક્રમાંકનો ક્રમ $CO > CO_2 > CO_3^{2-}$ હોવાથી,બંધ લંબાઈનો ક્રમ નીચે મુજબ થશે:
$CO < CO_2 < CO_3^{2-}$.

(B) બંધ ક્રમાંક અને ચુંબકીય ગુણધર્મ નક્કી કરવા માટે,આપણે મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ થિયરી $(MOT)$ નો ઉપયોગ કરીએ છીએ. દરેક સ્પીસીઝ માટે કુલ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નીચે મુજબ છે:
$O_2$ $(16 \ e^-)$: બંધ ક્રમાંક = $\frac{10-6}{2} = 2$,અનુચુંબકીય.
$O_2^{+}$ $(15 \ e^-)$: બંધ ક્રમાંક = $\frac{10-5}{2} = 2.5$,અનુચુંબકીય.
$O_2^{-}$ $(17 \ e^-)$: બંધ ક્રમાંક = $\frac{10-7}{2} = 1.5$,અનુચુંબકીય.
$O_2^{2-}$ $(18 \ e^-)$: બંધ ક્રમાંક = $\frac{10-8}{2} = 1$,પ્રતિચુંબકીય.
$(A)$ સૌથી વધુ બંધ ક્રમાંક ધરાવતી સ્પીસીઝ $O_2^{+}$ છે (બંધ ક્રમાંક = $2.5$).
$(B)$ પ્રતિચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવતી સ્પીસીઝ $O_2^{2-}$ છે (બધા ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મિત છે).
તેથી,સાચી જોડી $(O_2^{+}, O_2^{2-})$ છે.

(B) મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ થિયરી મુજબ,જો બંધ ક્રમાંક $(B.O.)$ $0$ હોય તો તે સ્પીસીઝ અસ્તિત્વ ધરાવતી નથી.
$B.O. = \frac{1}{2} (N_b - N_a)$,જ્યાં $N_b$ એ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન છે અને $N_a$ એ બંધપ્રતિકારક ઇલેક્ટ્રોન છે.
$1$. $H_2^{+} (1e^-): \sigma 1s^1, B.O. = 0.5$ (અસ્તિત્વ ધરાવે છે)
$2$. $He_2^{2+} (2e^-): \sigma 1s^2, B.O. = 1$ (અસ્તિત્વ ધરાવે છે)
$3$. $Li_2^{2-} (8e^-): \sigma 1s^2 \sigma^* 1s^2 \sigma 2s^2 \sigma^* 2s^2, B.O. = \frac{1}{2}(4-4) = 0$ (અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી)
$4$. $Ne_2 (20e^-): \sigma 1s^2 \sigma^* 1s^2 \sigma 2s^2 \sigma^* 2s^2 \sigma 2pz^2 \pi 2px^2 \pi 2py^2 \pi^* 2px^2 \pi^* 2py^2 \sigma^* 2pz^2, B.O. = \frac{1}{2}(10-10) = 0$ (અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી)
$5$. $Be_2^{-} (9e^-): \sigma 1s^2 \sigma^* 1s^2 \sigma 2s^2 \sigma^* 2s^2 \sigma 2pz^1, B.O. = 0.5$ (અસ્તિત્વ ધરાવે છે)
$6$. $He_2 (4e^-): \sigma 1s^2 \sigma^* 1s^2, B.O. = \frac{1}{2}(2-2) = 0$ (અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી)
આમ,$Li_2^{2-}, Ne_2$ અને $He_2$ અસ્તિત્વ ધરાવતા નથી.

(B) ફાજાનના નિયમ મુજબ,આયનીય બંધની સહસંયોજક લાક્ષણિકતા ધન આયન પરના વીજભારમાં વધારા સાથે વધે છે.
આપેલા સંયોજનોમાં,ધાતુ આયનોના ઓક્સિડેશન આંક નીચે મુજબ છે:
$FeF_3$: $Fe^{3+}$
$VF_5$: $V^{5+}$
$VF_2$: $V^{2+}$
$TiF_2$: $Ti^{2+}$
$VF_5$ માં વેનેડિયમ આયન સૌથી વધુ ધન વીજભાર $(+5)$ ધરાવતું હોવાથી,તે ફ્લોરાઈડ ઋણ આયન પર સૌથી વધુ ધ્રુવીભવન શક્તિ ધરાવે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $VF_5$ સૌથી વધુ સહસંયોજક લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે.

(C) દ્વિધ્રુવીય-પ્રેરિત દ્વિધ્રુવીય આંતરક્રિયાઓ ધ્રુવીય અણુ (કાયમી દ્વિધ્રુવ ધરાવતો) અને અધ્રુવીય અણુ (કાયમી દ્વિધ્રુવ ન ધરાવતો) વચ્ચે જોવા મળે છે.
ધ્રુવીય અણુનો કાયમી દ્વિધ્રુવ અધ્રુવીય અણુના ઇલેક્ટ્રોન વાદળને વિકૃત કરીને તેમાં દ્વિધ્રુવ પ્રેરિત કરે છે.
$NH_3$ એક ધ્રુવીય અણુ છે,જ્યારે $H_2$ એક અધ્રુવીય અણુ છે. તેથી,તેમની વચ્ચે દ્વિધ્રુવીય-પ્રેરિત દ્વિધ્રુવીય આંતરક્રિયાઓ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$H_2O$ અને $C_2H_5OH$ બંને ધ્રુવીય છે,જે દ્વિધ્રુવીય-દ્વિધ્રુવીય આંતરક્રિયાઓ દર્શાવે છે.
$Cl_2$ અને $CCl_4$ બંને અધ્રુવીય છે,જે લંડન ડિસ્પર્ઝન બળો દર્શાવે છે.
$SiF_4$ અને $BF_3$ તેમની સમપ્રમાણ રચનાને કારણે અધ્રુવીય છે,જે લંડન ડિસ્પર્ઝન બળો દર્શાવે છે.

(B) જો અણુની ચોખ્ખી દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા શૂન્ય હોય,તો તે અણુ શૂન્ય દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે. આ અત્યંત સંમિત અણુઓમાં જોવા મળે છે જ્યાં બંધ દ્વિધ્રુવો એકબીજાને રદ કરે છે.
$1$. $CCl_4$: સમચતુષ્ફલકીય ભૂમિતિ,બધા $C-Cl$ બંધ દ્વિધ્રુવો રદ થાય છે. $\mu = 0$.
$2$. $BF_3$: ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ,બધા $B-F$ બંધ દ્વિધ્રુવો રદ થાય છે. $\mu = 0$.
$3$. $CHCl_3$: અસમપ્રમાણ,$\mu \neq 0$.
$4$. $CS_2$: રેખીય ભૂમિતિ,$S=C=S$ બંધ દ્વિધ્રુવો રદ થાય છે. $\mu = 0$.
$5$. $NH_3$: પિરામિડલ ભૂમિતિ,$\mu \neq 0$.
$6$. $1,4$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન: પેરા-વિસ્થાપિત બેન્ઝીન,બે $C-Cl$ બંધ દ્વિધ્રુવો સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં છે. $\mu = 0$.
$7$. $CO_2$: રેખીય ભૂમિતિ,$O=C=O$ બંધ દ્વિધ્રુવો રદ થાય છે. $\mu = 0$.
આમ,શૂન્ય દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા ધરાવતા અણુઓ $CCl_4, BF_3, CO_2, CS_2, 1,4$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન છે.

(A) ફ્લોરિન $(F)$ હેલોજનમાં સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ છે.
$F$ ની ઉચ્ચ વિદ્યુતઋણતાને કારણે,$H-F$ બંધ અત્યંત ધ્રુવીય હોય છે,જે પ્રબળ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન તરફ દોરી જાય છે.
$HF$ અણુઓમાં આ પ્રબળ હાઇડ્રોજન બંધનને તોડવા માટે અન્ય હાઇડ્રોજન હેલાઇડ્સ ($HCl$,$HBr$,$HI$) માં હાજર દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણની તુલનામાં વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
તેથી,$HF$ નું ઉત્કલનબિંદુ અન્ય હાઇડ્રોજન હેલાઇડ્સ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હોય છે.
આમ,$(A)$ અને $(R)$ બંને સાચા છે,અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(C) પ્રક્રિયા $A_{(s)} \rightleftharpoons B_{(s)} + C_{(g)}$ માટે,સંતુલન અચળાંક $K_p = P_C$ છે.
વિધાન $(a)$ સાચું છે કારણ કે શુદ્ધ ઘન પદાર્થોની સાંદ્રતા એકમ લેવામાં આવે છે અને તે સંતુલન સમીકરણમાં દેખાતી નથી.
વિધાન $(b)$ સાચું છે કારણ કે $K_p$ એ સંતુલન સમયે વાયુરૂપ નીપજ $C$ ના આંશિક દબાણ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
વિધાન $(c)$ ખોટું છે કારણ કે કિર્ચોફના નિયમ મુજબ $\Delta H$ (પ્રક્રિયાની એન્થાલ્પી) તાપમાન સાથે બદલાય છે.
વિધાન $(d)$ સાચું છે કારણ કે ઉદ્દીપક સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડીને વૈકલ્પિક માર્ગ પૂરો પાડે છે પરંતુ તે પ્રક્રિયાની $\Delta H$ બદલતું નથી.
તેથી,વિધાનો $(a), (b),$ અને $(d)$ સાચા છે.

(B) નાઈટ્રોજન અને હાઈડ્રોજનમાંથી એમોનિયાનું નિર્માણ નીચે મુજબની સંતુલિત રાસાયણિક પ્રક્રિયા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે:
$N_2(g) + 3H_2(g) \leftrightarrow 2NH_3(g)$
$K_{P}$ અને $K_{C}$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચેના સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$K_{P} = K_{C}(RT)^{\Delta n}$
જ્યાં $\Delta n$ એ વાયુરૂપ પ્રક્રિયકો અને નીપજોના મોલની સંખ્યામાં થતો ફેરફાર છે:
$\Delta n = (\text{વાયુરૂપ નીપજોના મોલ}) - (\text{વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલ})$
આ પ્રક્રિયા માટે:
$\Delta n = 2 - (1 + 3) = 2 - 4 = -2$
સંબંધમાં $\Delta n$ ની કિંમત મૂકતા:
$K_{P} = K_{C}(RT)^{-2}$
$K_{P} / K_{C}$ ગુણોત્તર શોધવા માટે:
$\frac{K_{P}}{K_{C}} = (RT)^{-2} = \frac{1}{(RT)^2}$

(A) સંતુલન પ્રક્રિયા છે: $2 SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2 SO_{3(g)}$
$K_{P} = \frac{(P_{SO_3})^2}{(P_{SO_2})^2 (P_{O_2})}$
આપેલ છે કે સંતુલન સમયે,$P_{SO_2} = P_{SO_3}$.
આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા: $5 = \frac{(P_{SO_2})^2}{(P_{SO_2})^2 (P_{O_2})}$
$5 = \frac{1}{P_{O_2}}$
$P_{O_2} = \frac{1}{5} = 0.2 \ atm$.

(C) એમોનિયાના નિર્માણ માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$
શરૂઆતના મોલ: $N_2 = 1$,$H_2 = 3$,$NH_3 = 0$
સંતુલન સમયે મોલ: $N_2 = (1-x)$,$H_2 = (3-3x)$,$NH_3 = 2x$
સંતુલન સમયે સાંદ્રતા ($V$ કદમાં):
$[N_2] = \frac{1-x}{V}$
$[H_2] = \frac{3(1-x)}{V}$
$[NH_3] = \frac{2x}{V}$
સંતુલન અચળાંક $K_C$ નીચે મુજબ છે:
$K_C = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}$
$K_C = \frac{(\frac{2x}{V})^2}{(\frac{1-x}{V}) \times (\frac{3(1-x)}{V})^3}$
$K_C = \frac{4x^2V^2}{27(1-x)^4}$

(B) પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ છે: $4 NH_{3(g)} + 5 O_{2(g)} \longrightarrow 4 NO_{(g)} + 6 H_2O_{(g)}$
સંતુલન અચળાંક $(K_p)$ માટેનું સૂત્ર:
$K_p = \frac{(p_{NO})^4 \cdot (p_{H_2O})^6}{(p_{NH_3})^4 \cdot (p_{O_2})^5}$
આપેલ છે કે દરેક વાયુનું સંતુલન દબાણ $0.5 \ atm$ છે,તેથી:
$K_p = \frac{(0.5)^4 \cdot (0.5)^6}{(0.5)^4 \cdot (0.5)^5}$
સાદુરૂપ આપતા:
$K_p = \frac{(0.5)^{10}}{(0.5)^9} = 0.5$
નોંધ: સંતુલન અચળાંક $K_p$ પરિમાણરહિત છે. તેથી,મૂલ્ય $0.5$ છે.

(C) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જ્યારે સંતુલન પરના તંત્રનું કુલ દબાણ વધારવામાં આવે છે,ત્યારે સંતુલન તે દિશામાં ખસે છે જ્યાં વાયુમય મોલની સંખ્યામાં ઘટાડો થાય છે.
પ્રક્રિયા $(I)$ માટે: $X_{2(g)} + 3Y_{2(g)} \rightleftharpoons 2XY_{3(g)}$. પ્રક્રિયક બાજુ વાયુમય મોલની સંખ્યા $1 + 3 = 4$ છે અને નીપજ બાજુ $2$ છે. $2 < 4$ હોવાથી,દબાણ વધારતા સંતુલન નીપજો તરફ ખસે છે.
પ્રક્રિયાઓ $(II)$,$(III)$ અને $(IV)$ માટે: પ્રક્રિયક બાજુ વાયુમય મોલની સંખ્યા $1 + 1 = 2$ છે અને નીપજ બાજુ $2$ છે. બંને બાજુ મોલની સંખ્યા સમાન હોવાથી,દબાણમાં ફેરફાર સંતુલનની સ્થિતિને અસર કરતું નથી.

(D) સમૂહ $14$ (કાર્બન પરિવાર) માં,પરમાણુ કદમાં વધારાને કારણે સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે.
જોકે,$d$ અને $f$ કક્ષકોની નબળી શીલ્ડિંગ અસરને કારણે,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જેના પરિણામે વલણમાં વિસંગતતા જોવા મળે છે.
વિદ્યુતઋણતાના મૂલ્યો આશરે આ મુજબ છે: $C$ $(2.55)$,$Si$ $(1.90)$,$Ge$ $(2.01)$,$Sn$ $(1.96)$,અને $Pb$ $(2.33)$.
આપેલા તત્વો $C$,$Ge$,અને $Pb$ ની સરખામણી કરતા,સાચો ક્રમ $C > Pb > Ge$ છે.

(A) આવર્તમાં ડાબેથી જમણી તરફ જતાં અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો થવાને કારણે આયનીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય રીતે વધે છે.
બીજા આવર્તના તત્વો $Li$,$Be$,$B$ અને $N$ માટે,અપેક્ષિત ક્રમ $Li < Be < B < N$ છે.
જોકે,$Be$ $(1s^2 2s^2)$ માં સંપૂર્ણ ભરાયેલી $2s$ કક્ષક છે અને $N$ $(1s^2 2s^2 2p^3)$ માં અર્ધ-ભરાયેલી $2p$ પેટાકોષ છે,જે બંને અસાધારણ રીતે સ્થિર છે.
આને કારણે,$Be$ ની આયનીકરણ એન્થાલ્પી $B$ કરતા વધારે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $Li < B < Be < N$ છે.

(C) 'He' એ બ્રહ્માંડમાં બીજા ક્રમનું સૌથી વધુ વિપુલ તત્વ છે.
$(b)$ ડાર્મસ્ટેડિયમ એ $Ds$ સંજ્ઞા અને $110$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતું તત્વ છે.
$(c)$ સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં,ઓસ્મિયમ સૌથી વધુ ઘનતા $(22.59 \ g/cm^3)$ ધરાવતું તત્વ છે.
$(d)$ ફ્રાન્સિયમ એ આવર્ત કોષ્ટકમાં સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ તત્વ છે.
આમ,ચારેય વિધાનો સાચા છે.

(D) ઓક્સાઇડનો એસિડિક સ્વભાવ મધ્યસ્થ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે. આવર્ત કોષ્ટકમાં ડાબેથી જમણે જતાં,તત્વોની વિદ્યુતઋણતા વધે છે,જેના કારણે તેમના ઓક્સાઇડનો એસિડિક સ્વભાવ વધે છે.
આવર્ત $2$ ના તત્વો માટે,વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ છે: $Li < Be < B < C < N$.
તેથી,તેમના ઓક્સાઇડનો એસિડિક સ્વભાવ આ ક્રમમાં વધે છે: $Li_2O < BeO < B_2O_3 < CO_2 < N_2O_3$.
આમ,ઘટતા એસિડિક સ્વભાવનો સાચો ક્રમ છે: $N_2O_3 > CO_2 > B_2O_3 > BeO > Li_2O$.

(D) આપેલા તત્વો માટે ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પીના મૂલ્યો ($kJ/mol$ માં) નીચે મુજબ છે: $O = -141$,$S = -200$,અને $Se = -195$.
ઓક્સિજનમાં $2p$ કક્ષકનું કદ નાનું હોવાને કારણે,તેમાં આંતર-ઇલેક્ટ્રોનિક અપાકર્ષણ વધુ હોય છે,જે ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરવાની પ્રક્રિયાને સલ્ફર અને સેલેનિયમની સરખામણીમાં ઓછી ઉષ્માક્ષેપક બનાવે છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્તિ એન્થાલ્પીનો સાચો ક્રમ $S > Se > O$ છે.

(B) આવર્તમાં ડાબેથી જમણે જતાં,અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,જેના કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભારમાં વધારો અને પરમાણ્વીય કદમાં ઘટાડાને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની ક્ષમતા ઘટે છે,જે ધાત્વીય ગુણધર્મમાં ઘટાડો કરે છે.

(B) આપેલ સ્પીસીઝ $K^{+}$,$Na^{+}$,$Mg^{2+}$,અને $Al^{3+}$ છે.
$K^{+}$ માં ઇલેક્ટ્રોન $n=3$ કક્ષામાં છે,જ્યારે $Na^{+}$,$Mg^{2+}$,અને $Al^{3+}$ માં ઇલેક્ટ્રોન $n=2$ કક્ષામાં છે.
તેથી,$K^{+}$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી મોટી છે.
આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક સ્પીસીઝ $Na^{+}$,$Mg^{2+}$,અને $Al^{3+}$ માટે,જેમ પરમાણુ ક્રમાંક વધે તેમ આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
પરમાણુ ક્રમાંક $Na (11)$,$Mg (12)$,અને $Al (13)$ છે.
આમ,આયનીય ત્રિજ્યાનો ક્રમ $Na^{+} > Mg^{2+} > Al^{3+}$ છે.
આથી,સાચો ક્રમ $K^{+} > Na^{+} > Mg^{2+} > Al^{3+}$ છે.

(A) આ તમામ આયનો આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક છે,એટલે કે તે બધામાં $10$ ઈલેક્ટ્રોન છે.
આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક સ્પીસીઝ માટે,જેમ પરમાણુ ક્રમાંક વધે તેમ આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે.
પરમાણુ ક્રમાંક છે: $O (8), F (9), Na (11), Mg (12)$.
જેમ કેન્દ્રીય વીજભાર વધે છે,તેમ ઈલેક્ટ્રોન કેન્દ્ર તરફ વધુ મજબૂતીથી ખેંચાય છે,પરિણામે આયનીય ત્રિજ્યા નાની થાય છે.
તેથી,આયનીય ત્રિજ્યાનો વધતો ક્રમ: $Mg^{2+} < Na^{+} < F^{-} < O^{2-}$ છે.

(A) ક્રમિક આયનીકરણ ઉર્જા $801$,$2430$,$3660$,$25000$ અને $32800 \ kJ \ mol^{-1}$ છે.
$3^{rd}$ અને $4^{th}$ આયનીકરણ ઉર્જા વચ્ચે ઉર્જામાં ખૂબ મોટો તફાવત જોવા મળે છે ($3660$ થી $25000 \ kJ \ mol^{-1}$).
આ સૂચવે છે કે $4^{th}$ ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર નિષ્ક્રિય વાયુ કોર (noble gas core) માંથી દૂર કરવામાં આવે છે,જેનો અર્થ છે કે તત્વમાં $3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન છે.
$3$ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા તત્વો ગ્રુપ $13$ માં આવે છે,જે બોરોન $(B)$ છે.

(A) આયનીય ત્રિજ્યા કક્ષાની સંખ્યા સાથે વધે છે. $I^{-}$ માં $5$ કક્ષાઓ,$Se^{2-}$ અને $Br^{-}$ માં $4$ કક્ષાઓ,અને $O^{2-}$ અને $F^{-}$ માં $2$ કક્ષાઓ છે.
આઈસોઈલેક્ટ્રોનિક સ્પીસીઝ (સમાન સંખ્યામાં ઈલેક્ટ્રોન ધરાવતા આયનો) માટે,જેમ પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ વધે છે તેમ આયનીય ત્રિજ્યા ઘટે છે કારણ કે કેન્દ્રીય આકર્ષણ બળ વધે છે.
$1.$ $Se^{2-}$ $(Z=34)$ અને $Br^{-}$ $(Z=35)$ માટે: $Se^{2-} > Br^{-}$.
$2.$ $O^{2-}$ $(Z=8)$ અને $F^{-}$ $(Z=9)$ માટે: $O^{2-} > F^{-}$.
તેથી,સાચો ઘટતો ક્રમ છે: $I^{-} > Se^{2-} > Br^{-} > O^{2-} > F^{-}$.

(B) આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુ આયનોની જલીયકરણ ઉર્જા (hydration energy) આયનનું કદ વધવાની સાથે ઘટે છે $(Mg^{2+} > Ca^{2+} > Sr^{2+} > Ba^{2+})$.
$MgCl_2$ હેક્સાહાઇડ્રેટ $(MgCl_2 \cdot 6H_2O)$ બનાવે છે,જ્યારે $BaCl_2$ ડાયહાઇડ્રેટ $(BaCl_2 \cdot 2H_2O)$ બનાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$MgCl_2$ તેની નાની આયનીય ત્રિજ્યા અને ઉચ્ચ ચાર્જ ઘનતાને કારણે પાણીના અણુઓ સાથે જોડાવાની સૌથી વધુ ક્ષમતા ધરાવે છે.

(A) $KMnO_4$ અને $SO_2$ વચ્ચેની જલીય માધ્યમમાં પ્રક્રિયા એક રેડોક્ષ પ્રક્રિયા છે,જેમાં $KMnO_4$ ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે અને $SO_2$ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2KMnO_4 + 5SO_2 + 2H_2O \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 2H_2SO_4$
આ પ્રક્રિયામાં,મેંગેનીઝનો ઓક્સિડેશન આંક $KMnO_4$ માં $+7$ થી બદલાઈને $MnSO_4$ માં $+2$ થાય છે.
તેથી,મેંગેનીઝ આયન માત્ર $Mn^{2+}$ માં રિડક્શન પામે છે.

(A) જ્યારે પીગળેલા અવસ્થામાં આયનીય હાઇડ્રાઇડમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે એનોડ પર હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત થાય છે.
$s-$બ્લોક તત્વોના હાઇડ્રાઇડ્સમાં,હાઇડ્રોજન $-1$ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હોય છે.
તેનું એનોડ પર હાઇડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે કારણ કે ઓક્સિડેશન હંમેશા એનોડ પર થાય છે.
પ્રક્રિયા છે:
$2H^{-} \rightarrow H_2 + 2e^{-}$ (એનોડ પર)

(A) ધારો કે $A = \frac{\sqrt{2} \cos 45^{\circ} + \cos 56^{\circ} + \cos 58^{\circ} - \cos 66^{\circ}}{\sqrt{2} \cos 28^{\circ} \cos 29^{\circ} \sin 33^{\circ}}$.
$\cos 45^{\circ} = \frac{1}{\sqrt{2}}$ હોવાથી,અંશ $1 + \cos 56^{\circ} + \cos 58^{\circ} - \cos 66^{\circ}$ થાય છે.
પદાવલિને $(1 - \cos 66^{\circ}) + (\cos 56^{\circ} + \cos 58^{\circ})$ તરીકે લખતા.
$1 - \cos 66^{\circ} = 2 \sin^2 33^{\circ}$ અને $\cos 56^{\circ} + \cos 58^{\circ} = 2 \cos 57^{\circ} \cos 1^{\circ}$ નો ઉપયોગ કરતા.
અહીં $\sin 33^{\circ} = \cos 57^{\circ}$ છે.
તેથી,અંશ $2 \sin^2 33^{\circ} + 2 \cos 57^{\circ} \cos 1^{\circ} = 2 \cos 57^{\circ} (\sin 33^{\circ} + \cos 1^{\circ})$ થાય.
$\sin 33^{\circ} = \cos 57^{\circ}$ હોવાથી,આ $2 \cos 57^{\circ} (\cos 57^{\circ} + \cos 1^{\circ})$ છે.
$2 \cos 28^{\circ} \cos 29^{\circ} = \cos 57^{\circ} + \cos 1^{\circ}$ નો ઉપયોગ કરતા.
પદાવલિ $A = \frac{2 \cos 57^{\circ} (\cos 57^{\circ} + \cos 1^{\circ})}{\sqrt{2} \cos 28^{\circ} \cos 29^{\circ} \sin 33^{\circ}}$ બને છે.
$\sin 33^{\circ} = \cos 57^{\circ}$ હોવાથી,$A = \frac{2 (\cos 57^{\circ} + \cos 1^{\circ})}{\sqrt{2} (\cos 57^{\circ} + \cos 1^{\circ})} = \frac{2}{\sqrt{2}} = \sqrt{2}$.

(D) ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા બેન્ઝિન વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જેથી વલય વધુ સક્રિય બને છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ તેને ઘટાડે છે.
વિસ્થાપકો નીચે મુજબ છે:
$(iv) \text{ ફિનોલ } (-OH): +M \text{ અસરને કારણે મજબૂત EDG.}$
$(ii) \text{ ટોલ્યુઈન } (-CH_3): +I \text{ અને હાઇપરકોન્જુગેશનને કારણે નબળું EDG.}$
$(i) \text{ બેન્ઝિન: સંદર્ભ સંયોજન.}$
$(iii) \text{ ક્લોરોબેન્ઝિન } (-Cl): \text{ મજબૂત } -I \text{ અસરને કારણે EWG (} +M \text{ અસર હોવા છતાં, ચોખ્ખી અસર નિષ્ક્રિય છે).}$
તેથી,ઘટતી પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ છે: $(iv) > (ii) > (i) > (iii)$.

(C) મુક્ત રેડિકલ્સની સ્થિરતા $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યા (હાઇપરકોન્જુગેશન) ના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
દરેક રેડિકલ માટે $\alpha$-હાઇડ્રોજનની ગણતરી કરતા:
$[A]$ માં $6 \ \alpha-H$ છે.
$[B]$ માં $1 \ \alpha-H$ છે.
$[C]$ માં $3 \ \alpha-H$ છે.
$[D]$ માં $5 \ \alpha-H$ છે.
$\alpha$-હાઇડ્રોજનની સંખ્યાની સરખામણી કરતા: $1 < 3 < 5 < 6$.
તેથી,સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ $[B] < [C] < [D] < [A]$ છે.

(C) કાર્બોકેટાયનમાં હાઇપરકોન્જુગેટિવ સ્થિરતા ધન વીજભારિત કાર્બન સાથે જોડાયેલા પાડોશી કાર્બન પર રહેલા $\alpha-H$ પરમાણુઓને કારણે મળે છે.
$A = CH_3CH_2^+$ માં $3$ $\alpha-H$ પરમાણુઓ છે.
$B = (CH_3)_3C^+$ માં $9$ $\alpha-H$ પરમાણુઓ છે.
$C = (CH_3)_2CH^+$ માં $6$ $\alpha-H$ પરમાણુઓ છે.
$D = CH_3^+$ માં $0$ $\alpha-H$ પરમાણુઓ છે.
$D$ માં કોઈ $\alpha-H$ પરમાણુ ન હોવાથી,તેમાં હાઇપરકોન્જુગેટિવ સ્થિરતાનો અભાવ છે.

(A) સંયોજનની એસિડિકતા તેના સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ એ આલ્કોહોલ $(R-OH)$ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે કાર્બોક્સિલેટ આયન $(R-COO^-)$ માં સંસ્પંદન સ્થિરતા જોવા મળે છે.
કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં,એસિડિકતા કાર્બોક્સિલ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુની પ્રેરક અસર (inductive effect) દ્વારા નક્કી થાય છે.
$1$. $(i)$ $HC \equiv C-COOH$ માં,કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે ($50$% s-લક્ષણ),જે સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ છે અને સૌથી વધુ $-I$ અસર દર્શાવે છે.
$2$. $(ii)$ $CH_2=CH-COOH$ માં,કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે ($33$% s-લક્ષણ),જે મધ્યમ $-I$ અસર દર્શાવે છે.
$3$. $(iii)$ $CH_3-CH_2-COOH$ માં,કાર્બન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે ($25$% s-લક્ષણ),જે સૌથી ઓછી $-I$ અસર દર્શાવે છે.
$4$. $(iv)$ $CH_3-CH_2-OH$ એ આલ્કોહોલ છે અને તે સૌથી ઓછો એસિડિક છે.
તેથી,એસિડિક પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ $i > ii > iii > iv$ છે.

(A) આલ્કીનની સ્થિરતા હાઇપરકોન્જુગેશન બંધારણોની સંખ્યાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે,જે દ્વિબંધના $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.દરેક સંયોજન માટે $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની ગણતરી:$I$: વિનાઇલસાયક્લોહેક્સેનમાં $1$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુ છે.$II$: સાયક્લોહેક્સીનમાં $4$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.$III$: $1$-મિથાઇલસાયક્લોહેક્સીનમાં $7$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.$IV$: $1,2$-ડાયમિથાઇલસાયક્લોહેક્સીનમાં $10$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.$\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યાનો ક્રમ $IV (10) > III (7) > II (4) > I (1)$ હોવાથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $IV > III > II > I$ થશે.

(B) જે કાર્બન પરમાણુ ચાર અલગ-અલગ સમૂહો અથવા પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય તેને કાઈરલ કાર્બન કહેવાય છે.
કાઈરલ અણુ બે સ્ટીરિયો આઈસોમર્સમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે જે એકબીજાના અરીસામાં પ્રતિબિંબ જેવા હોય છે,જેને ઈનાન્ટીઓમર્સ કહેવાય છે.
$1$. $CH_3-CH(OH)-CH_3$ (આઈસોપ્રોપાઈલ આલ્કોહોલ): મધ્યસ્થ કાર્બન બે સમાન મિથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકાઈરલ છે.
$2$. $CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_2-CH_3$ ($2-$પેન્ટેનોલ): બીજો કાર્બન ચાર અલગ-અલગ સમૂહો ($-H$,$-OH$,$-CH_3$,અને $-CH_2CH_2CH_3$) સાથે જોડાયેલ છે,જે તેને કાઈરલ કેન્દ્ર બનાવે છે. તેથી,તે કાઈરલ અણુ છે.
$3$. $BrCH_2-CH_2-CH=CH_2$ ($1-$બ્રોમો$-3-$બ્યુટીન): કોઈ પણ કાર્બન પરમાણુ ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ નથી,તેથી તે અકાઈરલ છે.
$4$. $(CH_3)_2CH-CH_2OH$ (આઈસોબ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ): હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ સાથે જોડાયેલ કાર્બન બે સમાન હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકાઈરલ છે.

(D) $LiAlH_4$ એ હાઇડ્રાઇડ આયન $(H^-)$ ના સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે,જે સાયક્લોહેક્ઝેનોનના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરીને આલ્કોક્સાઇડ મધ્યવર્તી બનાવે છે.
બીજા તબક્કામાં,$D_2O$ એ ડ્યુટેરિયમ $(D^+)$ ના સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે,જે આલ્કોક્સાઇડ ઓક્સિજનનું પ્રોટોનેશન (ડ્યુટેરેશન) કરીને અંતિમ નીપજ બનાવે છે,જે $-OD$ સમૂહ અને આલ્ફા કાર્બન સાથે જોડાયેલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ ધરાવતું સાયક્લોહેક્ઝેનોલનું વ્યુત્પન્ન છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા રાઈમર-ટીમેન પ્રક્રિયા છે.
ફિનોલ જલીય સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ ની હાજરીમાં ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મધ્યવર્તી સંયોજન બનાવે છે,જેનું એસિડ $(H^+)$ સાથે જળવિભાજન કરવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $2$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઇડ (સેલિસિલલ્ડિહાઇડ) મળે છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ,$(CH_3)_3C-Cl$,અને પ્રબળ બેઈઝ,$C_2H_5ONa$ (સોડિયમ ઈથોક્સાઈડ) વચ્ચે પ્રક્રિયા થાય છે.
આલ્કાઈલ હેલાઈડ અવકાશીય રીતે અવરોધિત (તૃતીયક) હોવાથી,$S_N2$ પ્રક્રિયા શક્ય નથી.
તેથી,બેઈઝ પ્રોટોન સ્વીકારક તરીકે વર્તે છે,જે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા તરફ દોરી જાય છે.
બેઈઝ $\beta$-કાર્બન પરમાણુમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે આલ્કીન બને છે.
મુખ્ય નીપજ $2$-મિથાઈલપ્રોપીન,એટલે કે $(CH_3)_2C=CH_2$ છે.

(A) $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં ઈથાઈલબેન્ઝીનની $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે. બ્રોમીન મુલક બેન્ઝાઈલિક કાર્બન પરથી હાઈડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરે છે કારણ કે પરિણામી બેન્ઝાઈલિક મુલક ફિનાઈલ વલય દ્વારા સંસ્પંદન સ્થાયી હોય છે. $\alpha$-કાર્બન (બેન્ઝાઈલિક સ્થાન) પર બનેલો મુલક $\beta$-કાર્બન પરના મુલક કરતા વધુ સ્થાયી હોય છે. તેથી,મુખ્ય નીપજ $1$-બ્રોમો-$1$-ફિનાઈલઈથેન $(C_6H_5CH(Br)CH_3)$ છે.

(A) પ્રતિક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. આયોડોબેન્ઝીન $Et_2O$ ની હાજરીમાં $Mg$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ફિનાઇલમેગ્નેશિયમ આયોડાઇડ (ગ્રીગનાર્ડ રીએજન્ટ) બનાવે છે.
$2$. ફિનાઇલમેગ્નેશિયમ આયોડાઇડ $CO_2$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડ જળવિભાજન $(H_3O^+)$ દ્વારા બેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે.
$3$. બેન્ઝોઇક એસિડ $Br_2/FeBr_3$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા આપે છે. $-COOH$ ગ્રુપ એ નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-ડાયરેક્ટિંગ ગ્રુપ હોવાથી,બ્રોમિન પરમાણુ મેટા-સ્થાન પર જોડાશે.
$4$. અંતિમ નીપજ $3$-બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ છે.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડનું લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ $(LiAlH_4)$ અથવા ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ દ્વારા પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન થાય છે.
$B_2H_6$ એ એક વિશિષ્ટ પ્રક્રિયક છે જે કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન કરે છે,જ્યારે એસ્ટર,નાઇટ્રો અથવા હેલો જેવા અન્ય ક્રિયાશીલ સમૂહોને અસર કરતું નથી.
$NaBH_4$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહનું રિડક્શન કરવા માટે પૂરતું પ્રબળ નથી.
$Zn-Hg / \text{conc. } HCl$ નો ઉપયોગ ક્લેમેન્સન રિડક્શન માટે થાય છે,જે આલ્ડિહાઇડ અને કીટોનનું આલ્કેનમાં રિડક્શન કરે છે,કાર્બોક્સિલિક એસિડનું આલ્કોહોલમાં નહીં.
$H_2, Pd / C$ નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે આલ્કીન અને આલ્કાઇનના હાઇડ્રોજનેશન માટે થાય છે અને તે કાર્બોક્સિલિક એસિડનું રિડક્શન કરતું નથી.

(C) પગલું $1$: બેન્ઝીન નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં એસિટિલ ક્લોરાઈડ $(CH_3COCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન) એસિટોફિનોન $(P)$ બનાવે છે,જે $C_6H_5COCH_3$ છે.
પગલું $2$: એસિટોફિનોન $(P)$ મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_3MgBr)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ જળવિભાજન $(H_2O)$ દ્વારા $2$-ફિનાઈલપ્રોપેન-$2$-ઓલ $(Q)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_5COCH_3 + CH_3MgBr$ $\rightarrow C_6H_5C(OMgBr)(CH_3)_2$ $\xrightarrow{H_2O} C_6H_5C(OH)(CH_3)_2$.
$Q$ નું બંધારણ $C_6H_5C(OH)(CH_3)_2$ છે,જેમાં $9$ કાર્બન પરમાણુઓ,$12$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ અને $1$ ઓક્સિજન પરમાણુ છે.
આમ,$Q$ નું આણ્વીય સૂત્ર $C_9H_{12}O$ છે.

(D) $NaBH_4$ એ એક સૌમ્ય રિડક્શનકર્તા છે. તે પસંદગીયુક્ત રીતે આલ્ડિહાઇડ સમૂહનું રિડક્શન કરીને પ્રાથમિક આલ્કોહોલ બનાવે છે,જ્યારે એસ્ટર સમૂહ $(-COOCH_3)$ અને આલ્કીન $(-C=C-)$ પર તેની કોઈ અસર થતી નથી.

(D) જે રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં આલ્કોહોલ અને એસિડ એકબીજા સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસ્ટર બનાવે છે તેને એસ્ટરીકરણ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,આલ્કોહોલ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને કાર્બોક્સિલિક એસિડના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
એસ્ટરીકરણ પ્રત્યે આલ્કોહોલની પ્રતિક્રિયાત્મકતા મુખ્યત્વે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) દ્વારા નક્કી થાય છે.
જેમ $-OH$ ગ્રુપ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ ગ્રુપનું કદ વધે છે,તેમ અવકાશી અવરોધ વધે છે,જેનાથી આલ્કોહોલ માટે એસિડ પર હુમલો કરવો મુશ્કેલ બને છે,આમ પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટે છે.
આપેલા સંયોજનો:
$(I) CH_3CH_2OH$ (ઇથેનોલ)
$(II) (CH_3)_2CHCH_2OH$ ($2-$મિથાઈલપ્રોપેન$-1-$ઓલ)
$(III) (CH_3)_2CHCH(CH_3)CH_2OH$ ($2,3-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેન$-1-$ઓલ)
$(IV) CH_3CH_2CH_2OH$ (પ્રોપેન$-1-$ઓલ)
અવકાશી અવરોધની સરખામણી કરતા,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $(I) > (IV) > (II) > (III)$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) આલ્કોહોલના એસિડ-ઉદ્દીપિત નિર્જલીકરણનો દર પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ છે.
દરેક આલ્કોહોલમાંથી બનતા કાર્બોકેટાયનનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(I)$ $CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ એ $1^\circ$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $CH_3CH_2CH_2CH_2^+$.
$(II)$ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2OH$ એ $1^\circ$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2^+$,જે વધુ સ્થિર $2^\circ$ કાર્બોકેટાયનમાં પુનઃરચના પામી શકે છે.
$(III)$ $CH_3-C(CH_3)_2-OH$ એ $3^\circ$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $CH_3-C^+(CH_3)_2$.
$(IV)$ $CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3$ એ $2^\circ$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $CH_3-CH_2-CH^+-CH_3$.
સ્થિરતાની સરખામણી કરતા: $3^\circ$ કાર્બોકેટાયન $(III)$ સૌથી વધુ સ્થિર છે,ત્યારબાદ $2^\circ$ કાર્બોકેટાયન $(IV)$ આવે છે. બે $1^\circ$ કાર્બોકેટાયન વચ્ચે,$(II)$ વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે પુનઃરચના પામી શકે છે,જે તેને પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(I)$ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $III > IV > II > I$ છે.

(D) $1$. પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું પિરિડિનિયમ ક્લોરોક્રોમેટ $(PCC)$ દ્વારા આલ્ડિહાઈડમાં ઓક્સિડેશન થાય છે. તેથી,નીપજ $P$ એ આલ્ડિહાઈડ છે.
$2$. આલ્ડિહાઈડ એમોનિયકલ સિલ્વર નાઈટ્રેટ દ્રાવણ (ટોલેન્સ પ્રક્રિયક) સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓક્સિડેશન પામે છે,જે કાર્બોક્સિલેટ આયન અને ધાતુના સિલ્વરનું અવક્ષેપન (સિલ્વર મિરર ટેસ્ટ) આપે છે.

(D) પ્રક્રિયક પ્રોપેન-$2$-ઓલ છે,જે દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે.
જ્યારે દ્વિતીયક આલ્કોહોલની બાષ્પને $573 \ K$ તાપમાને ગરમ કરેલા $Cu$ પરથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે હાઇડ્રોજનેશન દૂર થાય છે $(-H_2)$,જેના પરિણામે કીટોન બને છે.
તેથી,પ્રોપેન-$2$-ઓલનું ડિહાઇડ્રોજનેશન થઈને પ્રોપેનોન $(CH_3COCH_3)$ બને છે.

(C) વિધાન $(A)$ સાચું છે કારણ કે તૃતીયક આલ્કોહોલ લ્યુકાસ પ્રક્રિયક સાથે ખૂબ જ ઝડપથી પ્રક્રિયા કરીને આલ્કાઇલ ક્લોરાઇડ બનાવે છે,જે તરત જ ધૂંધળાપણું તરીકે દેખાય છે.
કારણ $(R)$ ખોટું છે કારણ કે લ્યુકાસ પ્રક્રિયક એ સાંદ્ર $HCl$ અને નિર્જળ $ZnCl_2$ નું મિશ્રણ છે,$HNO_3$ અને $ZnCl_2$ નું નહીં.

(D) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. ક્યુમીન (આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝીન) $O_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્યુમીન હાઈડ્રોપેરોક્સાઈડ બનાવે છે.
$2$. ક્યુમીન હાઈડ્રોપેરોક્સાઈડનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય જળવિભાજન ફિનોલ અને એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ આપે છે.
$3$. ફિનોલની $CHCl_3$ જેવા ઓછા ધ્રુવીય દ્રાવકમાં અને નીચા તાપમાને $(273 \ K)$ $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મોનોબ્રોમિનેશન તરફ દોરી જાય છે.
$-OH$ સમૂહની પ્રબળ સક્રિયકારક અસરને કારણે,ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન મુખ્યત્વે ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર થાય છે. ઓર્થો-આઈસોમરની તુલનામાં ઓછી અવકાશી અવરોધને કારણે પેરા-આઈસોમર મુખ્ય નીપજ છે. આમ,મુખ્ય નીપજ $p$-બ્રોમોફિનોલ છે.

(B) પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. ફિનોલ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ ફિનોક્સાઈડ બનાવે છે.
$2$. સોડિયમ ફિનોક્સાઈડ $CO_2$ સાથે કોલ્બે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન $(H_3O^+)$ દ્વારા સેલિસિલિક એસિડ ($2$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ) આપે છે.
$3$. ત્યારબાદ સેલિસિલિક એસિડ એસિડ ઉદ્દીપક $(H^+)$ ની હાજરીમાં એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ $((CH_3CO)_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનોલિક $-OH$ સમૂહનું એસિટાઈલેશન કરે છે.
$4$. અંતિમ નીપજ $2$-એસીટોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ છે,જેને સામાન્ય રીતે એસ્પિરિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. ફિનોલની $NaOH$ સાથે,ત્યારબાદ $CO_2$ અને પછી $H^+/H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા કોલ્બે-શ્મિટ પ્રક્રિયા છે,જે સેલિસિલિક એસિડ ($2$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ) આપે છે.
$2$. ત્યારબાદ પિરિડિનની હાજરીમાં $CH_3COCl$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ફિનોલિક $-OH$ સમૂહનું એસીટાઈલેશન છે.
$3$. આ સેલિસિલિક એસિડના $-OH$ સમૂહને એસીટોક્સી સમૂહ $(-OCOCH_3)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જેના પરિણામે એસ્પિરિન ($2$-એસીટોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ) બને છે.

(D) વિલિયમસન ઈથર સંશ્લેષણ $SN^2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે.
પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ દ્વિતીયક કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે,જે તૃતીયક કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે.
$(i)$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે પરંતુ પ્રતિક્રિયા સ્થળની નજીક વિશાળ ક્વાટર્નરી કાર્બનની હાજરીને કારણે તે અત્યંત અવકાશી અવરોધ ધરાવે છે.
(ii) એ એલાઈલિક પ્રાથમિક હેલાઈડ છે,જે સંક્રાંતિ અવસ્થાના રેઝોનન્સ સ્થિરીકરણને કારણે ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
(iii) એ સાદો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(CH_3CH_2CH_2Cl)$ છે.
(iv) એ $\beta$-કાર્બન પર શાખા ધરાવતો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(CH_3CH(CH_3)CH_2Cl)$ છે.
$SN^2$ માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ: એલાઈલિક પ્રાથમિક $>$ પ્રાથમિક $>$ $\beta$-શાખા ધરાવતો પ્રાથમિક $>$ અત્યંત અવરોધિત પ્રાથમિક.
આમ,ઘટતો ક્રમ $(ii) > (iii) > (iv) > (i)$ છે.

(D) આયોડોફોર્મ કસોટી એવા સંયોજનો દ્વારા આપવામાં આવે છે જેમાં $CH_3CO-$ સમૂહ અથવા $CH_3CH(OH)-$ સમૂહ હોય છે.
$(I)$ $CH_3CH_2COCH_2CH_3$: $CH_3CO-$ સમૂહ ધરાવતું નથી.
$(II)$ $CH_3CH(OH)CH_3$: $CH_3CH(OH)-$ સમૂહ ધરાવે છે,તેથી તે પોઝિટિવ કસોટી આપે છે.
$(III)$ $1$-ઇન્ડેનોન: $CH_3CO-$ સમૂહ ધરાવતું નથી.
$(IV)$ $CH_3CH_2COCH_3$: $CH_3CO-$ સમૂહ ધરાવે છે,તેથી તે પોઝિટિવ કસોટી આપે છે.
$(V)$ $PhCOPh$: $CH_3CO-$ સમૂહ ધરાવતું નથી.
$(VI)$ $PhCOCH_3$: $CH_3CO-$ સમૂહ ધરાવે છે,તેથી તે પોઝિટિવ કસોટી આપે છે.
તેથી,સંયોજનો $(II), (IV)$ અને $(VI)$ પોઝિટિવ આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે.

(D) વિધાન $(A)$ સાચું છે: ફિનોલ આલ્કોહોલ કરતા વધુ એસિડિક છે કારણ કે ડિપ્રોટોનેશન પછી બનતો ફિનોક્સાઈડ આયન બેન્ઝીન રિંગ સાથેના અનુનાદ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
વિધાન $(B)$ ખોટું છે: મેલામાઈન પ્લાસ્ટિક મેલામાઈન અને ફોર્માલ્ડિહાઈડમાંથી બને છે,ફિનોલમાંથી નહીં.
વિધાન $(C)$ સાચું છે: ફિનોલ તટસ્થ $FeCl_3$ દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરીને જાંબલી રંગનો આયર્ન-ફિનોક્સાઈડ સંકીર્ણ બનાવે છે.
વિધાન $(D)$ ખોટું છે: ફિનોલ એસિટિલ ક્લોરાઈડ $(CH_3COCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનાઈલ એસિટેટ $(C_6H_5OCOCH_3)$ આપે છે,ફિનેટોલ $(C_6H_5OC_2H_5)$ નહીં.
તેથી,વિધાનો $(A)$ અને $(C)$ સાચા છે.

(D) પ્રક્રિયક $DIBAL-H$ (ડાયઆઈસોબ્યુટાઈલ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ,$AlH(i-Bu)_2$) એક પસંદગીયુક્ત રિડક્શનકર્તા છે. તે જળવિભાજન પછી નાઈટ્રાઈલ $(-CN)$ નું આલ્ડિહાઈડ $(-CHO)$ માં રિડક્શન કરે છે,જ્યારે કાર્બન-કાર્બન દ્વિબંધ $(C=C)$ જેવા અન્ય ક્રિયાશીલ સમૂહોને અસર કરતું નથી. તેથી,$Ph-CH=CH-CH_2-CH_2-CN$ ની $DIBAL-H$ અને ત્યારબાદ $H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $Ph-CH=CH-CH_2-CH_2-CHO$ મળે છે.

(D) પ્રક્રિયા બે મુખ્ય તબક્કામાં થાય છે:
$1$. સ્ટીફન રિડક્શન: $CH_3-CN$ $\xrightarrow{SnCl_2, HCl} CH_3-CH=NH$ $\xrightarrow{H_3O^+} CH_3CHO$.
$2$. આલ્ડિહાઇડનું રિડક્શન: $CH_3CHO \xrightarrow{HI, \text{Red } P} CH_3-CH_3$ (ઈથેન).
શરૂઆતના પદાર્થમાં,$-CN$ સમૂહનો કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે.
અંતિમ નીપજમાં,ઈથેન $(CH_3-CH_3)$,કાર્બન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
ક્રિયાશીલ સમૂહ $-CN$ (નાઈટ્રાઈલ) થી $-CH_3$ (આલ્કાઈલ સમૂહ) માં બદલાય છે.
આમ,સાચો ફેરફાર $A: -CN \rightarrow -CH_3$ અને $B: sp \rightarrow sp^3$ છે.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(A)$ એસિડ ક્લોરાઇડમાંથી આલ્ડિહાઇડ એ રોઝનમંડ રિડક્શન છે,જેમાં $H_2, Pd-BaSO_4$ $(IV)$ વપરાય છે.
$(B)$ બેન્ઝીનમાંથી બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ એ ગેટરમેન-કોચ પ્રક્રિયા છે,જેમાં $CO, HCl, \text{anhyd. } AlCl_3$ $(II)$ વપરાય છે.
$(C)$ એસિટિલીનમાંથી આલ્ડિહાઇડ એ આલ્કાઇનનું જલીયકરણ છે,જેમાં $HgSO_4, H_2SO_4$ $(III)$ વપરાય છે.
$(D)$ એસ્ટરમાંથી આલ્ડિહાઇડ $DIBAL-H$ $(I)$ નો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવે છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-IV, B-II, C-III, D-I$ છે.

(B) પ્રક્રિયા $(A)$ માં,ટોલ્યુઈનનું $CS_2$ માં $CrO_2Cl_2$ અને ત્યારબાદ જળવિભાજન દ્વારા બેન્ઝાલ્ડિહાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે. આ ઈટાર્ડ પ્રક્રિયા છે,તેથી $X = CrO_2Cl_2$ છે.
પ્રક્રિયા $(B)$ માં,બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલનું $573 \ K$ તાપમાને $Cu$ નો ઉપયોગ કરીને બેન્ઝાલ્ડિહાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે. આ ઉદ્દીપકીય ડિહાઈડ્રોજનેશન પ્રક્રિયા છે,તેથી $Y = Cu, 573 \ K$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) પ્રક્રિયા $(A)$ એ ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઈલેશન પ્રક્રિયા છે જેમાં બેન્ઝીન નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝોફિનોન $(C_6H_5COC_6H_5)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા $(B)$ માં બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડની ફિનાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડના વધારા સાથે પ્રક્રિયા થઈ જળવિભાજન થાય છે,જે ટ્રાયફિનાઈલ મિથેનોલ $( (C_6H_5)_3COH )$ આપે છે.
પ્રક્રિયા $(C)$ માં બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડની ડાયફિનાઈલ કેડમિયમ $( (C_6H_5)_2Cd )$ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે,જે એસિડ ક્લોરાઈડમાંથી કીટોન બનાવવાની પ્રમાણિત રીત છે અને તે બેન્ઝોફિનોન આપે છે.
તેથી,પ્રક્રિયા $(A)$ અને $(C)$ મુખ્ય નીપજ તરીકે બેન્ઝોફિનોન આપે છે.

(D) જ્યારે પ્રોપાઇનને $HgSO_4$ ની હાજરીમાં $dil. H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે મુખ્ય નીપજ $P$ એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં ટ્રિપલ બોન્ડમાં પાણી ઉમેરાઈને ઇનોલ બનાવે છે,જે પછી કીટો સ્વરૂપમાં ટૉટોમેરાઇઝ થાય છે:
$CH_3C \equiv CH$ $\xrightarrow{HgSO_4, H_2SO_4} CH_3C(OH)=CH_2$ $\rightarrow CH_3COCH_3$ $(P)$
એસિટોન $Ba(OH)_2$ ની હાજરીમાં આલ્ડોલ કન્ડેન્સેશન પ્રક્રિયા દ્વારા ડાયએસીટોન આલ્કોહોલ બનાવે છે:
$2CH_3COCH_3 \xrightarrow{Ba(OH)_2} (CH_3)_2C(OH)CH_2COCH_3$
ગરમ કરવા પર,ડાયએસીટોન આલ્કોહોલ નિર્જલીકરણ પામીને મેસિટાઇલ ઓક્સાઇડ $(Q)$ બનાવે છે:
$(CH_3)_2C(OH)CH_2COCH_3 \xrightarrow{\Delta} (CH_3)_2C=CHCOCH_3$ $(Q)$
મેસિટાઇલ ઓક્સાઇડ $(Q)$ નું આણ્વીય સૂત્ર $C_6H_{10}O$ છે.

(C) એમોનિયાના વ્યુત્પન્નો $(H_2N-Z)$ ની કાર્બોનિલ સંયોજનો સાથેની પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા છે,ત્યારબાદ પાણીના અણુના દૂર થવાથી ઈમાઈન વ્યુત્પન્ન $(>C=N-Z)$ બને છે.
આ પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી છે અને એસિડ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે,પરંતુ કારણ $(R)$ ખોટું છે કારણ કે પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી છે,અપ્રતિવર્તી નથી.

(B) પગલું $1$: $3$-મિથાઈલ-$4$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઈડનું $Br_2/Fe$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન $-OH$ સમૂહની સાપેક્ષમાં ઓર્થો સ્થાન પર થાય છે. $-OH$ સમૂહ એક શક્તિશાળી સક્રિયકારક સમૂહ છે,જે આવતા ઇલેક્ટ્રોફાઈલ $Br^+$ ને ઓર્થો સ્થાન પર નિર્દેશિત કરે છે. આ $X$ ($3$-બ્રોમો-$4$-મિથાઈલ-$5$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઈડ) આપે છે.
પગલું $2$: સંયોજન $X$ સાંદ્ર $KOH$ સાથે કેનિઝારો પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડ વર્કઅપ $(H_3O^+)$ થાય છે. આલ્ડિહાઈડ સમૂહ $(-CHO)$ આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(-COOH)$ સમૂહોના મિશ્રણમાં રૂપાંતરિત થાય છે. પરિણામી નીપજો $Y$ અને $Z$ અનુક્રમે $3$-બ્રોમો-$4$-મિથાઈલ-$5$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ અને $3$-બ્રોમો-$4$-મિથાઈલ-$5$-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ છે.

(A) $Step \ 1$: સાયક્લોહેક્સેનોન $EtMgBr$ (ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ જળવિભાજન $(H_2O)$ દ્વારા $1$-ઇથાઇલસાયક્લોહેક્સેનોલ બનાવે છે.
$Step \ 2$: $20\% \ H_3PO_4$ ની હાજરીમાં $1$-ઇથાઇલસાયક્લોહેક્સેનોલનું નિર્જલીકરણ થતા ઇથાઇલડીનસાયક્લોહેક્સેન મુખ્ય આલ્કીન નીપજ તરીકે મળે છે.
$Step \ 3$: ઇથાઇલડીનસાયક્લોહેક્સેનમાં $HBr$ નો ઉમેરો માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ થાય છે,જેમાં પ્રોટોન દ્વિબંધના ટર્મિનલ કાર્બન પર ઉમેરાય છે અને બ્રોમાઇડ આયન વધુ વિસ્થાપિત કાર્બન પર ઉમેરાય છે,પરિણામે અંતિમ નીપજ $(P)$ તરીકે $1$-બ્રોમો-$1$-ઇથાઇલસાયક્લોહેક્સેન મળે છે.

(C) પગલું $1$: $CH_3CH_2CH_2CH_2COCH_3$ ની $NaOBr$ અને ત્યારબાદ $H_3O^+$ સાથેની પ્રક્રિયા હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા છે. તે મિથાઈલ કીટોનને એક ઓછા કાર્બન ધરાવતા કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2COCH_3 \xrightarrow{NaOBr, H_3O^+} CH_3CH_2CH_2CH_2COOH + CHBr_3$.
પગલું $2$: નીપજ $CH_3CH_2CH_2CH_2COOH$ (પેન્ટેનોઈક એસિડ) ને ત્યારબાદ $Red \ P$ અને $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,અને પછી $H_2O$ ઉમેરવામાં આવે છે. આ હેલ-વોલહાર્ડ-ઝેલિન્સ્કી $(HVZ)$ પ્રક્રિયા છે,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડના આલ્ફા-કાર્બન પર હેલોજન ઉમેરે છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2COOH \xrightarrow{Red \ P, Br_2} CH_3CH_2CH_2CH(Br)COOH$.
અંતિમ નીપજ $2$-બ્રોમોપેન્ટેનોઈક એસિડ છે,જે વિકલ્પ $C$ ને અનુરૂપ છે.

(D) પ્રક્રિયક $X$ માટે: શરૂઆતનું પદાર્થ $\beta$-બ્રોમો કીટોન છે. આલ્કોહોલિક $KOH$ (alc. $KOH$) સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી $E2$ મિકેનિઝમ દ્વારા ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન થાય છે,જેના પરિણામે $\alpha,\beta$-અસંતૃપ્ત કીટોન બને છે.
પ્રક્રિયક $Y$ માટે: નીપજમાં કાર્બોક્સિલેટ આયન અને પીળા રંગના અવક્ષેપ $(CHI_3)$ મળે છે,જે આયોડોફોર્મ પ્રતિક્રિયાની લાક્ષણિકતા છે. આ પ્રતિક્રિયા ખાસ કરીને મિથાઈલ કીટોન (અથવા આલ્કોહોલ જેનું ઓક્સિડેશન મિથાઈલ કીટોનમાં થઈ શકે છે) માટે છે અને તે $NaOI$ (સોડિયમ હાઈપોઆયોડાઈટ) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.

(D) $C_2H_5OH$ ની હાજરીમાં $Na-Hg$ સાથે નાઈટ્રાઈલની પ્રક્રિયા એ $Mendius$ રિડક્શન તરીકે ઓળખાતી ક્લાસિક રિડક્શન પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,નાઈટ્રાઈલ સમૂહ $(-CN)$ નું રિડક્શન થઈને પ્રાથમિક એમાઈન સમૂહ $(-CH_2NH_2)$ બને છે.
અહીં,$p$-ટોલ્યુનાઈટ્રાઈલ ($4$-મિથાઈલબેન્ઝોનાઈટ્રાઈલ) ની $Na-Hg$ અને $C_2H_5OH$ સાથે પ્રક્રિયા થવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $p$-મિથાઈલબેન્ઝાઈલએમાઈન મળે છે.

(D) દ્વિતીયક એમાઈનની તૈયારી પ્રાથમિક એમાઈનની આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથેની પ્રતિક્રિયા દ્વારા શ્રેષ્ઠ રીતે પ્રાપ્ત થાય છે.
આ એક ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા છે જ્યાં પ્રાથમિક એમાઈન ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને દ્વિતીયક એમાઈન બનાવવા માટે આલ્કાઈલ હેલાઈડ પર હુમલો કરે છે.
$R-NH_2 + R'-X \rightarrow R-NH-R' + HX$.
વિકલ્પ $A$ (હોફમેન બ્રોમામાઈડ વિઘટન) પ્રાથમિક એમાઈન ઉત્પન્ન કરે છે.
વિકલ્પ $B$ (નાઈટ્રાઈલનું રિડક્શન) પ્રાથમિક એમાઈન ઉત્પન્ન કરે છે.
વિકલ્પ $C$ (આલ્કાઈલ હેલાઈડની એમોનિયાના વધારા સાથેની પ્રતિક્રિયા) મુખ્યત્વે પ્રાથમિક એમાઈન ઉત્પન્ન કરે છે.

(A) . એમાઇડ હોફમેન બ્રોમામાઈડ પ્રક્રિયા $(III)$ દ્વારા પ્રક્રિયા કરે છે.
$B$. નાઈટ્રાઈલનું રિડક્શન $LiAlH_4$ $(IV)$ નો ઉપયોગ કરીને થાય છે.
$C$. $C_6H_5SO_2Cl$ ને હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક $(II)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$D$. $1^{\circ}$-એમાઈન કાર્બાઈલેમાઈન પ્રક્રિયા $(I)$ આપે છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-IV, C-II, D-I$ છે.

(C) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. એનિલીન $273-278 \ K$ તાપમાને $NaNO_2/HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ બનાવે છે.
$2$. ગરમ $H_2O$ સાથે જળવિભાજન કરવાથી ડાયઝોનિયમ ક્ષારનું ફિનોલમાં રૂપાંતર થાય છે.
$3$. ફિનોલ વધારાના $Br_2$ (બ્રોમીન પાણી) સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન દ્વારા $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોફિનોલ આપે છે.
$4$. $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા ફિનોલને સોડિયમ ફિનોક્સાઇડ ($2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોફિનોક્સાઇડ) માં ફેરવે છે.
$5$. અંતે,$CH_3I$ સાથેની પ્રક્રિયા (વિલિયમસન ઈથર સંશ્લેષણ) દ્વારા અંતિમ નીપજ તરીકે $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિસોલ મળે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયામાં,$p$-ટોલ્યુઈડિન $273-278 \ K$ તાપમાને $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર ($p$-મિથાઈલબેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ) બનાવે છે.
ત્યારબાદ આ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $H^+$ ની હાજરીમાં $N$-ફિનાઈલપાયરોલિડિન સાથે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (યુગ્મન પ્રક્રિયા) અનુભવે છે.
યુગ્મન પ્રક્રિયા $N$-ફિનાઈલપાયરોલિડિન વલયના પેરા-સ્થાન પર થાય છે કારણ કે પાયરોલિડિનિલ સમૂહ પ્રબળ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ છે અને પેરા-સ્થાન અવકાશીય રીતે ઓછું અવરોધિત છે.
આમ,મુખ્ય નીપજ વિકલ્પ $D$ માં દર્શાવ્યા મુજબની પેરા-યુગ્મિત એઝો ડાય છે.

(B) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. એનિલીનનું $(CH_3CO)_2O$ અને પિરિડિન સાથે એસિટિલેશન $-NH_2$ સમૂહનું રક્ષણ કરે છે,જેથી એસિટાનિલાઈડ બને છે.
$2$. $CH_3CO_2H$ માં $Br_2$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન $-NHCOCH_3$ સમૂહની અવકાશી અવરોધને કારણે પેરા-સ્થાન પર થાય છે,જે $p$-બ્રોમોએસિટાનિલાઈડ આપે છે.
$3$. $NaOH(aq)$ સાથે જળવિભાજન એસિટિલ સમૂહને દૂર કરીને $p$-બ્રોમોએનિલીન પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે.
$4$. $0-5 \ ^\circ C$ તાપમાને $HNO_2$ સાથે ડાયઝોટાઈઝેશન $-NH_2$ સમૂહને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર,$-N_2^+Cl^-$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$5$. $CuCl/HCl$ સાથે સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા ડાયઝોનિયમ સમૂહને ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા બદલે છે,જેના પરિણામે $1$-બ્રોમો-$4$-ક્લોરોબેન્ઝીન મળે છે.

(C) જલીય $NaOH$ ની હાજરીમાં ફિનોલની $CHCl_3$ સાથેની પ્રક્રિયાને $Reimer-Tiemann$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$CHCl_3$ એ $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયક્લોરોકાર્બીન મધ્યવર્તી $(:CCl_2)$ બનાવે છે.
આ ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બીન ફિનોક્સાઇડ આયન પર ઓર્થો સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
બનેલ મધ્યવર્તી સંયોજનનું જળવિભાજન થતા સેલિસિલલ્ડિહાઇડ ($2$-હાઇડ્રોક્સિબેન્ઝાલ્ડિહાઇડ) તેના ક્ષાર સ્વરૂપે મળે છે,જે સોડિયમ $2-$ફોર્મિલફિનોલેટ છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં સલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડનું દ્વિતીયક એમાઈન સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે. ડાયમિથાઈલ એમાઈનનો નાઈટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે વર્તે છે અને બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડના સલ્ફર પરમાણુ પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે ક્લોરાઈડ આયન દૂર થાય છે. આ પ્રક્રિયા $N,N$-ડાયમિથાઈલબેન્ઝીનસલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે. તેથી,પ્રક્રિયક $P$ એ બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5SO_2Cl)$ છે.

(D) હોફમેન બ્રોમામાઇડ વિઘટન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ એમાઇડની સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના જલીય અથવા ઇથેનોલિક દ્રાવણમાં બ્રોમિન સાથે પ્રક્રિયા કરીને પ્રાથમિક એમાઇન તૈયાર કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એમાઇડનો કાર્બોનિલ કાર્બન કાર્બોનેટ તરીકે દૂર થાય છે અને આલ્કાઇલ અથવા એરાઇલ સમૂહ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર સ્થળાંતરિત થાય છે.
પરિણામે,બનતા એમાઇનમાં શરૂઆતના એમાઇડ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો હોય છે.
પેન્ટેનામાઇન $(C_5H_{11}NH_2)$ મેળવવા માટે,જેમાં $5$ કાર્બન પરમાણુઓ છે,શરૂઆતનો એમાઇડ $6$ કાર્બન ધરાવતો હેક્ઝેનામાઇડ $(CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CONH_2)$ હોવો જોઈએ.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CONH_2 + Br_2 + 4NaOH \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2NH_2 + 2NaBr + Na_2CO_3 + 2H_2O$

(C) - અને $L$- વિન્યાસ એ $D(+)$-ગ્લિસરાલ્ડિહાઈડના સંદર્ભમાં સાપેક્ષ વિન્યાસ છે.
$D(+)$-ગ્લુકોઝ અને $D(-)$-ફ્રુક્ટોઝ બંને સમાન $D$-વિન્યાસ ધરાવે છે કારણ કે તેમના ફિશર પ્રક્ષેપણમાં કાર્બોનિલ સમૂહથી સૌથી દૂરના કાઈરલ કાર્બન પરનો હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ જમણી બાજુએ હોય છે.
જોકે,$D(+)$-ગ્લુકોઝ દક્ષિણભ્રમણીય $(+)$ છે,જ્યારે $D(-)$-ફ્રુક્ટોઝ વામભ્રમણીય $(-)$ છે.
તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે,પરંતુ કારણ $(R)$ ખોટું છે.

(D) મોનોસેકેરાઇડનું $D$ અથવા $L$ વિન્યાસ કાર્બોનિલ સમૂહથી સૌથી દૂરના કાયરલ કાર્બન (ફ્રુક્ટોઝમાં $C_5$ કાર્બન) પરના $-OH$ સમૂહના સ્થાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
જો $-OH$ સમૂહ જમણી બાજુ હોય,તો તે $D$-આઇસોમર છે.
જો $-OH$ સમૂહ ડાબી બાજુ હોય,તો તે $L$-આઇસોમર છે.
રચના $II$ એ $D$-ફ્રુક્ટોઝ દર્શાવે છે કારણ કે $C_5$ પરનો $-OH$ સમૂહ જમણી બાજુ છે.
રચના $IV$ એ $L$-ફ્રુક્ટોઝ દર્શાવે છે કારણ કે $C_5$ પરનો $-OH$ સમૂહ ડાબી બાજુ છે.
તેથી,$D$-ફ્રુક્ટોઝ અને $L$-ફ્રુક્ટોઝ દર્શાવતી જોડી $II$ અને $IV$ છે.

(C) સુક્રોઝનું એસિડ જળવિભાજન નીચે મુજબના રાસાયણિક સમીકરણ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે:
$C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 \text{ (ગ્લુકોઝ)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (ફ્રુક્ટોઝ)}$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ,$1 \ mole$ સુક્રોઝ $1 \ mole$ ગ્લુકોઝ અને $1 \ mole$ ફ્રુક્ટોઝ આપે છે.
સુક્રોઝ $(C_{12}H_{22}O_{11})$ નું આણ્વીય દળ: $(12 \times 12) + (22 \times 1) + (11 \times 16) = 342 \ g/mol$ થાય છે.
તેથી,$1 \ mole$ ગ્લુકોઝ ઉત્પન્ન કરવા માટે $1 \ mole$ સુક્રોઝની જરૂર પડે છે,જેનું વજન $342 \ g$ છે.

(B) જલીય દ્રાવણમાં,એમિનો એસિડનો કાર્બોક્સિલ સમૂહ પ્રોટોન ગુમાવી શકે છે અને એમિનો સમૂહ પ્રોટોન સ્વીકારી શકે છે,જેનાથી દ્વિધ્રુવીય આયન બને છે જેને ઝ્વિટર આયન કહેવાય છે. તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે.
મોટાભાગના કુદરતી એમિનો એસિડ $L$-બંધારણ ધરાવે છે,જેમાં ફિશર પ્રોજેક્શનમાં $-NH_2$ સમૂહ ડાબી બાજુ હોય છે. તેથી,કારણ $(R)$ સાચું છે.
જોકે,એમિનો એસિડનું $L$-બંધારણ એ કારણ નથી કે તેઓ જલીય દ્રાવણમાં દ્વિધ્રુવીય આયન તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. દ્વિધ્રુવીય સ્વભાવ તેમનામાં રહેલા ક્રિયાશીલ સમૂહોના એસિડ-બેઝ ગુણધર્મોને કારણે છે. તેથી,$(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(D) પ્રોટીન તેના મૂળ સ્વરૂપમાં વિશિષ્ટ ત્રિ-પરિમાણીય બંધારણ અને જૈવિક સક્રિયતા ધરાવે છે. જ્યારે તેને ભૌતિક ફેરફારો (જેમ કે તાપમાન) અથવા રાસાયણિક ફેરફારો (જેમ કે $pH$) ને આધીન કરવામાં આવે છે,ત્યારે હાઇડ્રોજન બંધ તૂટી જાય છે,જેના કારણે પ્રોટીન તેની જૈવિક સક્રિયતા ગુમાવે છે; આ પ્રક્રિયાને વિકૃતિકરણ કહેવાય છે.
વિકૃતિકરણ દરમિયાન,પ્રોટીનનું દ્વિતીયક અને તૃતીયક બંધારણ નાશ પામે છે,પરંતુ પ્રાથમિક બંધારણ (એમિનો એસિડનો ક્રમ) અકબંધ રહે છે.
તેથી,વિધાન કે વિકૃતિકરણ તમામ $1^{\circ}, 2^{\circ}$ અને $3^{\circ}$ બંધારણોનો નાશ કરે છે તે ખોટું છે.
દૂધનું દહીં બનવું એ બેક્ટેરિયા દ્વારા લેક્ટિક એસિડના નિર્માણને કારણે થતા પ્રોટીન વિકૃતિકરણનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
આમ,$(A)$ ખોટું છે પરંતુ $(R)$ સાચું છે.

(D) પગલું $(i)$ અને $(ii)$: આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે સ્ટાયરીન $(C_6H_5CH=CH_2)$ નું ઓક્સિડેશન અને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ કરવાથી બેન્ઝોઈક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ બને છે.
પગલું $(iii)$: બેન્ઝોઈક એસિડમાં $-COOH$ સમૂહ હોય છે,જે નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-નિર્દેશક સમૂહ છે. તેથી,$Br_2/FeBr_3$ સાથેની ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં બ્રોમીન પરમાણુ મેટા સ્થાન પર જોડાશે.
અંતિમ નીપજ $m$-બ્રોમોબેન્ઝોઈક એસિડ છે.

(A) $1$. જ્યારે સેલિસિલિક એસિડને સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ડીકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા ફિનોલ $([A])$ બનાવે છે.
$2$. જ્યારે ફિનોલ $([A])$ ને ઝિંક ડસ્ટ સાથે નિસ્યંદિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે રિડક્શન પામીને બેન્ઝિન $([B])$ બનાવે છે.
$3$. જ્યારે સેલિસિલિક એસિડ બ્રોમીન પાણી $(Br_2/H_2O)$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન અને ડીકાર્બોક્સિલેશન દ્વારા $2,4,6-\text{ટ્રાયબ્રોમોફિનોલ}$ $([C])$ બનાવે છે.
$4$. જ્યારે સેલિસિલિક એસિડને $200-230^{\circ}C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ડીકાર્બોક્સિલેશન દ્વારા ફિનોલ $([D])$ બનાવે છે.

(C) $n$-પ્રોપેનોલ $(CH_3CH_2CH_2OH)$ ની સાંદ્ર $HBr$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા $n$-પ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3CH_2CH_2Br)$ નીપજ $P$ તરીકે મળે છે.
$n$-પ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડની $KCN$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા બ્યુટેન નાઈટ્રાઈલ $(CH_3CH_2CH_2CN)$ નીપજ $Q$ તરીકે મળે છે.
બ્યુટેન નાઈટ્રાઈલને જલીય એસિડિક દ્રાવણ સાથે ગરમ કરતા તેનું જળવિભાજન થઈને બ્યુટેનોઈક એસિડ $(CH_3CH_2CH_2COOH)$ નીપજ $R$ તરીકે મળે છે.
$CH_3CH_2CH_2OH$ $\xrightarrow{HBr} CH_3CH_2CH_2Br$ $\xrightarrow{KCN} CH_3CH_2CH_2CN$ $\xrightarrow{H_3O^{+}} CH_3CH_2CH_2COOH$

(B) $XeO_3$ માં,$Xe$ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,જે પિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.
$XeOF_4$ માં,$Xe$ પરમાણુ $sp^3d^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે,જે ચોરસ પિરામિડલ ભૂમિતિ આપે છે.

(C) વેગ અચળાંકનો એકમ પ્રતિક્રિયાનો ક્રમ સૂચવે છે.
પ્રતિક્રિયા $A \rightarrow P$ માટે,વેગ $r = k[A]^n$.
પ્રતિક્રિયા $1$: $k_1 = 1 \ s^{-1}$,જે $1^{st}$ ક્રમની પ્રતિક્રિયા છે. તેથી,$r_1 = k_1[A]^1 = 1 \times 1 = 1 \ M \ s^{-1}$.
પ્રતિક્રિયા $2$: $k_2 = 0.1 \ L \ mol^{-1} \ s^{-1}$,જે $2^{nd}$ ક્રમની પ્રતિક્રિયા છે. તેથી,$r_2 = k_2[A]^2 = 0.1 \times 1^2 = 0.1 \ M \ s^{-1}$.
પ્રતિક્રિયા $3$: $k_3 = 0.01 \ L^2 \ mol^{-2} \ s^{-1}$,જે $3^{rd}$ ક્રમની પ્રતિક્રિયા છે. તેથી,$r_3 = k_3[A]^3 = 0.01 \times 1^3 = 0.01 \ M \ s^{-1}$.
વેગની સરખામણી કરતા:
$r_1 = 1, r_2 = 0.1, r_3 = 0.01$.
$r_1 = 100 \ r_3$ અને $r_2 = 10 \ r_3$ (અથવા $r_3 = r_2 / 10$).
તેથી સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) $n^{th}$ ક્રમની પ્રક્રિયા માટે અર્ધ-આયુષ્ય $(t_{1/2})$ એ પ્રક્રિયકની પ્રારંભિક સાંદ્રતા $(a)$ સાથે $t_{1/2} \propto a^{1-n}$ તરીકે સંબંધિત છે.
બે અલગ-અલગ પ્રારંભિક સાંદ્રતા માટે,આપણી પાસે સંબંધ છે: $\frac{(t_{1/2})_1}{(t_{1/2})_2} = \left(\frac{a_2}{a_1}\right)^{n-1}$.
આપેલ છે: $(t_{1/2})_1 = 5 \ \text{min}$,$a_1 = 0.1 \ M$ અને $(t_{1/2})_2 = 50 \ \text{min}$,$a_2 = 0.01 \ M$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{5}{50} = \left(\frac{0.01}{0.1}\right)^{n-1}$.
$\frac{1}{10} = (0.1)^{n-1}$.
$0.1^1 = (0.1)^{n-1}$.
ઘાતાંકની સરખામણી કરતા: $1 = n - 1$,જે $n = 2$ આપે છે.