Electronic Displacement in covalent bond Questions in Gujarati

(C) પ્રેરક અસર ($-I$ અસર) કાર્બન શૃંખલા સાથે જોડાયેલા પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા પર આધાર રાખે છે.
જેમ પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા વધે છે,તેમ સિગ્મા બંધ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન ખેંચવાની તેની ક્ષમતા વધે છે,જેનાથી $-I$ અસર વધે છે.
પરમાણુઓની વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $N < O < F$ છે.
તેથી,આપેલા વિસ્થાપકો માટે $-I$ અસરનો ક્રમ $-NR_2 < -OR < -F$ છે.

(B) એક્રોલીન $CH_2 = CH - CHO$ છે.
ઓક્સિજન પરમાણુ કાર્બન પરમાણુ કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,તેથી $C=O$ બંધના $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિજન પરમાણુ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેનાથી તેને આંશિક ઋણ વીજભાર $(\delta-)$ અને કાર્બોનિલ કાર્બનને આંશિક ધન વીજભાર $(\delta+)$ મળે છે.
$C=C$ દ્વિબંધ અને $C=O$ દ્વિબંધના સંયુગ્મનને કારણે,આ ધન વીજભારનું વિસ્થાનિકરણ થાય છે,જેના પરિણામે છેડાના $CH_2$ સમૂહ પર આંશિક ધન વીજભાર $(\delta+)$ આવે છે.
આમ,સાચું ધ્રુવીભવન $CH_2^{\delta+} = CH - CH = O^{\delta-}$ છે.

(B) આલ્કાઈલ સમૂહોની પ્રેરક અસર ($+I$ અસર) આલ્ફા-કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ શાખાઓની સંખ્યા વધવાની સાથે વધે છે.
આપેલ આલ્કાઈલ સમૂહો માટે $+I$ અસરનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$Primary \ (CH_3-CH_2-CH_2-) < Secondary \ ((CH_3)_2CH-) < Tertiary \ ((CH_3)_3C-)$.
આમ,પ્રેરક અસરનો વધતો ક્રમ $CH_3-CH_2-CH_2- < (CH_3)_2CH- < (CH_3)_3C-$ છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોમેરિક અસર એ કાર્બનિક સંયોજનોમાં જોવા મળતી અસ્થાયી અસર છે જેમાં હુમલો કરનાર પ્રક્રિયકની હાજરીમાં મલ્ટિપલ બોન્ડ (દ્વિબંધ અથવા ત્રિબંધ) હોય છે.
$C_2H_4$ (ઇથિલીન) અણુમાં,જ્યારે કોઈ હુમલો કરનાર પ્રક્રિયક નજીક આવે છે ત્યારે $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન એક કાર્બન પરમાણુ પર સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેના પરિણામે દ્વિધ્રુવ રચાય છે. આ ઘટનાને ઇલેક્ટ્રોમેરિક અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) $\sigma$ બંધ (સામાન્ય રીતે $C-H$ અથવા $C-C$) ના ઇલેક્ટ્રોનનું નજીકની ખાલી અથવા આંશિક ભરાયેલી $\pi$ કક્ષક અથવા $p$-કક્ષકમાં વિસ્થાનિકરણ થવાની પ્રક્રિયાને અતિસંયુગ્મન (Hyperconjugation) કહેવામાં આવે છે.
આ અસરને $\sigma-\pi$ સંયુગ્મન અથવા $Baker-Nathan$ અસર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) પ્રોટોનની એસિડિકતા તેના સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. સ્થાન $(X)$ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ છે,જે એમોનિયમ ગ્રુપ $(-NH_3^+)$ કરતા વધુ એસિડિક હોય છે.
$2$. બે એમોનિયમ ગ્રુપ $(Y)$ અને $(Z)$ વચ્ચે,સ્થાન $(Y)$ એ ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચનાર $-COOH$ ગ્રુપની નજીક છે. $-COOH$ ગ્રુપની ઇન્ડક્ટિવ અસર ($-I$ અસર) $(Y)$ પરના $-NH_3^+$ ગ્રુપના ધન વીજભારને $(Z)$ કરતા વધુ અસ્થિર બનાવે છે,જેનાથી $(Y)$ પરનો પ્રોટોન $(Z)$ કરતા વધુ એસિડિક બને છે.
$3$. તેથી,એસિડિકતાનો ક્રમ $(X) > (Y) > (Z)$ છે.

(C) આલ્કાઈલ ગ્રુપની ઈલેક્ટ્રોન આપવાની પ્રકૃતિને કારણે મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ ગ્રુપની સંખ્યામાં વધારો થવાથી ઈન્ડક્ટિવ અસર ($+I$ અસર) વધે છે.
આલ્કાઈલ ગ્રુપ માટે $+I$ અસરનો ક્રમ આ મુજબ છે: $(CH_3)_3C- > (CH_3)_2CH- > CH_3CH_2- > CH_3-$.
તેથી,ટર્ટ-બ્યુટાઈલ ગ્રુપ $(CH_3)_3C-$ મહત્તમ $+I$ અસર દર્શાવે છે.

(A) પ્રેરક અસર ($+I$ અસર) એ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અસર છે જેમાં આલ્કાઈલ સમૂહો જોડાયેલા પરમાણુ અથવા સમૂહ તરફ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા મુક્ત કરે છે.
જેમ મધ્યસ્થ કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ સમૂહોની સંખ્યા વધે છે,તેમ કુલ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ક્ષમતા વધે છે.
તેથી,આલ્કાઈલ સમૂહો માટે $+I$ અસરનો ક્રમ $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ છે.

(B) એક્રોલીન $CH_2=CH-CH=O$ છે.
રેઝોનન્સ અસરને કારણે,$\pi$-ઇલેક્ટ્રોન વધુ વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે.
આથી,ઇલેક્ટ્રોનના ધ્રુવીકરણને કારણે $CH_2$ પર આંશિક ધનભાર $(\delta+)$ આવે છે.

(A) આ સમૂહોની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અથવા વિથડ્રોઇંગ પ્રકૃતિ તેમની રેઝોનન્સ અને ઇન્ડક્ટિવ અસર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. $-NH_2$ પ્રબળ $+M$ અસર ધરાવે છે (ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ).
$2$. $-OCH_3$ $+M$ અસર ધરાવે છે,પરંતુ ઓક્સિજનની ઊંચી વિદ્યુતઋણતાને કારણે તે $-NH_2$ કરતા નબળી છે.
$3$. $-C_6H_5$ (ફિનાઇલ ગ્રુપ) નબળી $+M$ અસર ધરાવે છે અથવા સિસ્ટમના આધારે ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ તરીકે કામ કરી શકે છે.
$4$. $-NO_2$ પ્રબળ $-M$ અને $-I$ અસર ધરાવે છે (ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ).
આમ,ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ક્ષમતાનો ક્રમ $-NH_2 > -OCH_3 > -C_6H_5 > -NO_2$ છે.

(A) અતિસંયુગ્મન અસર દ્વિબંધ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુ પર ઉપલબ્ધ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $CH_3-CH=CH_2$ માટે,$\alpha$-હાઇડ્રોજનની સંખ્યા $3$ છે.
$2$. $CH_3CH_2-CH=CH_2$ માટે,$\alpha$-હાઇડ્રોજનની સંખ્યા $2$ છે.
$3$. $(CH_3)_2CH-CH=CH_2$ માટે,$\alpha$-હાઇડ્રોજનની સંખ્યા $1$ છે.
અતિસંયુગ્મન અસર $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યાના સમપ્રમાણમાં હોવાથી,સાચો ક્રમ $CH_3- > CH_3CH_2- > (CH_3)_2CH-$ છે.

(C) $-I$ અસર (પ્રેરક અસર) એ પરમાણુ અથવા સમૂહની વિદ્યુતઋણતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
સંકર કક્ષકોમાં $s$-ગુણધર્મ વધવાની સાથે વિદ્યુતઋણતા વધે છે.
સંકર કક્ષકોમાં $s$-ગુણધર્મનો ક્રમ નીચે મુજબ છે: $sp$ $(50\%)$ $> sp^2$ $(33.3\%)$ $> sp^3$ $(25\%)$.
તેથી,વિદ્યુતઋણતા અને પરિણામે $-I$ અસરનો ક્રમ $sp > sp^2 > sp^3$ છે.

(B) $(-I)$ ઇન્ડક્ટિવ અસર એવા ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જે તેમની ઊંચી વિદ્યુતઋણતાને કારણે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાને પોતાની તરફ ખેંચે છે.
$-NO_2$ (નાઈટ્રો સમૂહ) અને $-Cl$ (ક્લોરો સમૂહ) બંને ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો છે જે $(-I)$ અસર દર્શાવે છે.
$-CH_3$ અને $-C_2H_5$ એ આલ્કાઈલ સમૂહો છે જે $(+I)$ અસર (ઇલેક્ટ્રોન-દાતા) દર્શાવે છે.
તેથી,સાચી જોડી $-NO_2$ અને $-Cl$ છે.

(A) એસિડિકતા નક્કી કરવા માટે,આપણે પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર થયા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા જોઈએ છીએ. સંયુગ્મી બેઝ જેટલો વધુ સ્થિર,તેટલો પદાર્થ વધુ એસિડિક.
$I$ પાઇપરિડિન છે: સંયુગ્મી બેઝ $sp^3$ નાઇટ્રોજન સાથેનો એનાયન છે.
$II$ પિરિડિન છે: સંયુગ્મી બેઝ $sp^2$ નાઇટ્રોજન સાથેનો પિરિડિલ એનાયન છે.
$III$ મોર્ફોલિન છે: સંયુગ્મી બેઝ પાઇપરિડિન જેવો જ છે પરંતુ તેમાં ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક ઓક્સિજન પરમાણુ છે,જે ઋણ વીજભારને સ્થિર કરે છે.
$IV$ પાયરોલ છે: નાઇટ્રોજન પરની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એરોમેટિકતામાં ભાગ લે છે. $N$ પરમાણુમાંથી $H^+$ દૂર થવાથી બનતો સંયુગ્મી બેઝ એરોમેટિક વલયમાં ઋણ વીજભારના વિસ્થાનિકરણને કારણે ખૂબ જ સ્થિર હોય છે.
એસિડિકતાનો ક્રમ: $IV > I > III > II$ છે.

(A) $pKa$ મૂલ્ય એ સંયોજનની એસિડિકતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો ($-I$ અથવા $-M$ અસર) કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થાયી કરીને બેન્ઝોઇક એસિડના વ્યુત્પન્નઓની એસિડિકતા વધારે છે,જેનાથી $pKa$ મૂલ્ય ઘટે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$-NO_2$ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ ($-M$ અને $-I$ અસર) છે.
તેથી,$X$ તરીકે $-NO_2$ હોવાથી એસિડિકતા વધશે અને $pKa$ મૂલ્ય ઘટશે.

(A) ઈલેક્ટ્રોમેરિક અસર ($E$ અસર) એટલે આક્રમણકારી પ્રક્રિયકની હાજરીમાં દ્વિબંધ કે ત્રિબંધ ધરાવતા પરમાણુઓ વચ્ચેના $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મનું કોઈ એક પરમાણુ પર સંપૂર્ણ સ્થાનાંતરણ.
આ એક હંગામી અસર છે કારણ કે તે માત્ર આક્રમણકારી પ્રક્રિયકની હાજરીમાં જ જોવા મળે છે અને જેવો પ્રક્રિયક દૂર કરવામાં આવે,તે તરત જ અદ્રશ્ય થઈ જાય છે.

(A) અતિસંયુગ્મન અસર એ સમૂહમાં હાજર $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. $-CH_3$ માટે,$\alpha$-$H$ ની સંખ્યા = $3$.
$2$. $-CH_2CH_3$ માટે,$\alpha$-$H$ ની સંખ્યા = $2$.
$3$. $-CH(CH_3)_2$ માટે,$\alpha$-$H$ ની સંખ્યા = $1$.
$4$. $-C(CH_3)_3$ માટે,$\alpha$-$H$ ની સંખ્યા = $0$.
તેથી,$-CH_3$ પાસે મહત્તમ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ $(3)$ હોવાથી,તે મહત્તમ અતિસંયુગ્મન અસર દર્શાવે છે.

(A) $-M$ (ઋણ મેસોમેરિક) અસર ત્યારે થાય છે જ્યારે કોઈ સમૂહ સંયુગ્મિત પ્રણાલીમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે. $-I$ (ઋણ પ્રેરક) અસર ત્યારે થાય છે જ્યારે કોઈ સમૂહ વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે સિગ્મા બંધ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે.
$-CCl_3, -COOH$ અને $-CN$ જેવા સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો છે જે $-M$ અને $-I$ બંને અસરો દર્શાવે છે.
તેથી,સાચો સેટ $-CCl_3, -COOH, -CN$ છે.

(B) અતિસંયુગ્મન (Hyperconjugation) એ એક સામાન્ય સ્થાયીકરણ પ્રક્રિયા છે.
તેમાં $\sigma$-ઇલેક્ટ્રોનનું (સામાન્ય રીતે $C-H$ અથવા $C-C$ બંધમાંથી) નજીકની ખાલી અથવા આંશિક રીતે ભરાયેલી $p$-કક્ષક અથવા $\pi$-કક્ષકમાં વિસ્થાનિકરણ થાય છે,જેથી વિસ્તૃત આણ્વીય કક્ષક બને છે.
તેથી,$\sigma$ બંધ કક્ષકો સાથે સંકળાયેલ વિસ્થાનિકરણને અતિસંયુગ્મન અસર કહેવામાં આવે છે.

(C) ઈલેક્ટ્રોમેરિક અસર એ આક્રમણકારી પ્રક્રિયકની માંગ પર મલ્ટિપલ બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા પરમાણુઓમાંથી એક પર $\pi$-ઈલેક્ટ્રોનની જોડીનું સંપૂર્ણ સ્થાનાંતરણ છે.
વિકલ્પ $C$ માં,$-C \equiv N \to -\mathop{C}\limits^{\ominus}=\mathop{N}\limits^{\ominus}$ ની રજૂઆત ખોટી છે કારણ કે નાઈટ્રોજનની વિદ્યુતઋણતા કાર્બન કરતા વધારે છે. તેથી,$\pi$-ઈલેક્ટ્રોન નાઈટ્રોજન પરમાણુ તરફ ખસવા જોઈએ,જેના પરિણામે કાર્બન પર ધન વીજભાર અને નાઈટ્રોજન પર ઋણ વીજભાર આવે.

(A) જો કોઈ સમૂહ સંયુગ્મિત પ્રણાલીમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું દાન કરે,તો તે ધન મેસોમેરિક અસર ($+M$ અસર) દર્શાવે છે.
$CH_2 = CH - Cl$ માં,ક્લોરિન પરમાણુ પાસે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે જે સંસ્પંદન દ્વારા સંયુગ્મિત પ્રણાલીને દાન કરી શકાય છે,તેથી તે $+M$ અસર દર્શાવે છે.
અન્ય વિકલ્પો જેમ કે $-N(CH_3)_3^+$ અને $-CHO$ એ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો છે અને તે ઋણ મેસોમેરિક અસર ($-M$ અસર) દર્શાવે છે.
$CH_2 = CH - CH_2Cl$ માં મેસોમેરિક અસર જોવા મળતી નથી કારણ કે $Cl$ પરમાણુ અને દ્વિબંધ વચ્ચે કોઈ સંયુગ્મન નથી.

(A) નાઈટ્રો આલ્કેનની એસિડિક ક્ષમતા $\alpha$-હાઈડ્રોજન દૂર થયા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઝ (કાર્બેનાયન) ની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $-NO_2$ સમૂહની ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક અસર ($-I$ અને $-M$ અસર) ને કારણે કાર્બેનાયનની સ્થિરતા વધે છે.
$2$. સંયોજનોની સરખામણી:
$(I) \ CH_3NO_2$ માં $3 \ \alpha$-હાઈડ્રોજન અને એક $-NO_2$ સમૂહ છે.
$(II) \ (NO_2)_2CH_2$ માં $2 \ \alpha$-હાઈડ્રોજન અને બે $-NO_2$ સમૂહ છે.
$(III) \ CH_3CH_2NO_2$ માં $2 \ \alpha$-હાઈડ્રોજન અને એક $-NO_2$ સમૂહ છે ($-CH_3$ સમૂહની $+I$ અસર કાર્બેનાયનને અસ્થિર બનાવે છે).
$(IV) \ (NO_2)_3CH$ માં $1 \ \alpha$-હાઈડ્રોજન અને ત્રણ $-NO_2$ સમૂહ છે.
$3$. પરિણામી કાર્બેનાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ $(IV) > (II) > (I) > (III)$ છે.
તેથી,એસિડિક ક્ષમતાનો સાચો ક્રમ $IV > II > I > III$ છે.

(D) એન્ટી-એરોમેટિક સંયોજનો ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોય છે અને તેમાં $4n$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન હોય છે (જ્યાં $n = 1, 2, ...$).
$(I)$ ફ્યુરાન: $6$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન (એરોમેટિક).
$(II)$ સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયન: અસમતલીય (નોન-એરોમેટિક).
$(III)$ સાયક્લોઓક્ટાટેટ્રાઇન: અસમતલીય ટબ-આકારનું (નોન-એરોમેટિક).
$(IV)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ એનાયન: $6$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન (એરોમેટિક).
$(V)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન: $4$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન,ચક્રીય,સમતલીય,સંયુગ્મિત (એન્ટી-એરોમેટિક).
$(VI)$ સાયક્લોબ્યુટાડાઇન: $4$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન,ચક્રીય,સમતલીય,સંયુગ્મિત (એન્ટી-એરોમેટિક).
આમ,સંયોજનો $(V)$ અને $(VI)$ એન્ટી-એરોમેટિક છે.

(D) એક્રોલીન $(CH_2=CH-CHO)$ એ એક સંયુગ્મિત પ્રણાલી છે જ્યાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન વધુ વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે।
રેઝોનન્સ અસરને કારણે, ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા છેડાના કાર્બનથી ઓક્સિજન તરફ ખસે છે।
રેઝોનન્સ બંધારણ $CH_2=CH-CH=O \leftrightarrow ^+CH_2-CH=CH-O^-$ છે।
પરિણામે, છેડાનો કાર્બન $(CH_2)$ આંશિક ધન વીજભાર $(\delta^+)$ અને ઓક્સિજન પરમાણુ આંશિક ઋણ વીજભાર $(\delta^-)$ મેળવે છે।
તેથી, સાચી રજૂઆત $\mathop{C}\limits^{\delta^+}H_2 = CH - CH = \mathop{O}\limits^{\delta^-}$ છે।

(A) ન્યુક્લિયોફિલિક પ્રક્રિયા થવા માટે,લિવિંગ ગ્રુપનું દૂર થવું જરૂરી છે,જે ઘણીવાર સ્થાયી કાર્બોકેટાયનના નિર્માણ દ્વારા સરળ બને છે. આપેલ અણુ $CH_3-CH=CH-CH_2-Cl$ માં,$Cl^-$ આયનનું દૂર થવું એ પરિણામી કાર્બોકેટાયનની રેઝોનન્સ સ્થિરતા દ્વારા સહાયક બને છે. $C=C$ બંધના $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન $CH_2$ જૂથ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેનાથી દ્વિબંધની બાજુના કાર્બન પરમાણુ પર ધન વીજભાર ઉત્પન્ન થાય છે,જે $-CH_3$ જૂથની $+I$ અસર દ્વારા સ્થાયી થાય છે. આ વિકલ્પ $A$ માં દર્શાવેલ ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરને અનુરૂપ છે.

(A) હાઇપરકોન્જુગેશન માટે દ્વિબંધ અથવા કાર્બોકેટાયનની બાજુના કાર્બન પર $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોવો જરૂરી છે.
વિકલ્પ $A$ માં,બ્રિજહેડ સ્થાન પર દ્વિબંધ ધરાવતું બાયસાઇક્લિક સંયોજન છે. બ્રેડ્ટના નિયમ મુજબ,નાના બાયસાઇક્લિક સિસ્ટમના બ્રિજહેડ પર દ્વિબંધ મૂકી શકાતો નથી કારણ કે તે અતિશય તાણ પેદા કરે છે.
વિકલ્પ $D$ માં,$1,2$-ડાયમિથાઇલસાયક્લોહેક્સિનમાં દ્વિબંધ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરના મિથાઇલ જૂથો પર $\alpha$-હાઇડ્રોજન ઉપલબ્ધ છે,જે હાઇપરકોન્જુગેશનને મંજૂરી આપે છે.
વિકલ્પ $B$ (આઇસોપ્રોપાઇલબેન્ઝીન) માં બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા આઇસોપ્રોપાઇલ જૂથ પર $\alpha$-હાઇડ્રોજન છે.
વિકલ્પ $C$ $(CH_3-CH=CH_2)$ માં મિથાઇલ જૂથ પર ત્રણ $\alpha$-હાઇડ્રોજન છે.
તેથી,જે સંયોજનમાં બંધારણીય અવરોધોને કારણે હાઇપરકોન્જુગેશન થતું નથી તે વિકલ્પ $A$ છે.

(C) દરેક વિકલ્પનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$: આઈસોપ્રોપાઈલ કાર્બેનાયન $(CH_3-CH^--CH_3)$ એ બે મિથાઈલ સમૂહોની વધુ $+I$ અસરને કારણે ઈથાઈલ કાર્બેનાયન $(CH_3-CH_2^-)$ કરતા ઓછું સ્થિર છે.
$B$: સાયક્લોબ્યુટાડાઈન એ એન્ટી-એરોમેટિક ($4\pi$ ઈલેક્ટ્રોન) છે,જ્યારે $1,3-$બ્યુટાડાઈન એ નોન-એરોમેટિક છે. તેથી,$1$,$3$-બ્યુટાડાઈન વધુ સ્થિર છે.
$C$: કાર્બોકેટાયન $(MeO)_2C^+$ એ બે મિથોક્સી સમૂહોની રેઝોનન્સ અસર $(+M)$ દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર થાય છે,જે તેને tert-બ્યુટાઈલ કાર્બોકેટાયન $(t-Bu^+)$ કરતા વધુ સ્થિર બનાવે છે,જે માત્ર હાઈપરકોન્જુગેશન અને $+I$ અસર દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$D$: ટ્રિસ(ટ્રાઈફ્લોરોમિથાઈલ)મિથાઈલ કાર્બેનાયન એ ત્રણ $CF_3$ સમૂહોની પ્રબળ $-I$ અસરને કારણે અત્યંત સ્થિર છે,જે તેને આઈસોપ્રોપાઈલ કાર્બેનાયન કરતા ઘણું વધુ સ્થિર બનાવે છે.

(C) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપકોની ઇલેક્ટ્રોનિક અસરો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$(a)$ tert-butyl ગ્રુપ $+I$ અસર દર્શાવે છે,જે કાર્બોકેટાયનને સ્થિર કરે છે.
$(b)$ $-NO_2$ ગ્રુપ $-M$ અસર દર્શાવે છે,જે કાર્બોકેટાયનને ખૂબ જ અસ્થિર બનાવે છે.
$(c)$ $-O-CO-CH_3$ ગ્રુપ $+M$ અસર દર્શાવે છે (ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે),જે કાર્બોકેટાયનને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
$(d)$ $-CH_3$ ગ્રુપ $+H$ (હાઇપરકોન્જુગેશન) અસર દર્શાવે છે,જે કાર્બોકેટાયનને સ્થિર કરે છે.
અસરોની સરખામણી કરતા: $+M > +H > +I > -M$.
તેથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $c > d > a > b$ છે.

(D) આપેલ અણુ ફ્લેવેનોન વ્યુત્પન્ન છે. તેમાં બે બેન્ઝીન વલયો છે: એક પાયરાનોન વલય સાથે જોડાયેલું અને બીજું પાયરાનોન વલય સાથે જોડાયેલું.
નાઈટ્રેશન એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે. ઇલેક્ટ્રોફાઇલ્સ પ્રત્યે બેન્ઝીન વલયની પ્રતિક્રિયાશીલતા ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
પાયરાનોન વલય સાથે જોડાયેલ બેન્ઝીન વલય (જમણી બાજુનું વલય) કાર્બોનિલ સમૂહ અને ઓક્સિજન પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અસરને કારણે નિષ્ક્રિય થાય છે,જે તેને ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
પાયરાનોન વલય સાથે જોડાયેલ બેન્ઝીન વલય (ડાબી બાજુનું વલય) ઓક્સિજન પરમાણુ પરના ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક જોડી દ્વારા સક્રિય થાય છે,જે $+M$ અસર (મેસોમેરિક અસર) દર્શાવે છે.
આ $+M$ અસર ઓક્સિજન પરમાણુની સાપેક્ષમાં ઓર્થો અને પેરા સ્થાનો પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે.
સ્થાન $3$ અને $4$ આ સક્રિય વલય પર છે. સ્થાન $3$ એ ઓક્સિજન પરમાણુની ઓર્થો છે,અને સ્થાન $4$ એ ઓક્સિજન પરમાણુની પેરા છે.
સ્ટેરિક અવરોધને કારણે,પેરા સ્થાન $(4)$ સામાન્ય રીતે ઓર્થો સ્થાન $(3)$ કરતા ઇલેક્ટ્રોફિલિક વિસ્થાપન માટે વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે.
તેથી,નાઈટ્રેશન મુખ્યત્વે $4$ સ્થાન પર થશે.

(B) કયા સંયોજનમાં ત્રણેય અસરો (મેસોમેરિક,હાયપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ) જોવા મળે છે તે નક્કી કરવા માટે,ચાલો વિકલ્પોનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$. એનિસોલ $(C_6H_5OCH_3)$: ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે તે મેસોમેરિક અસર $(+M)$ દર્શાવે છે,અને વધુ વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુને કારણે ઇન્ડક્ટિવ અસર $(-I)$ દર્શાવે છે. જોકે,તેમાં બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર $\alpha$-હાઇડ્રોજનનો અભાવ હોવાથી તે હાયપરકોન્જુગેશન દર્શાવતું નથી.
$B$. $p$-મિથાઈલએસીટોફિનોન $(CH_3-C_6H_4-COCH_3)$:
$1$. મેસોમેરિક અસર ($+M$ અથવા $-M$): એસીટાઈલ ગ્રુપ $(-COCH_3)$ $-M$ અસર દર્શાવે છે,અને મિથાઈલ ગ્રુપ $(-CH_3)$ હાયપરકોન્જુગેશન દ્વારા $+M$ અસર દર્શાવે છે.
$2$. હાયપરકોન્જુગેશન: બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા મિથાઈલ ગ્રુપમાં ત્રણ $\alpha$-હાઇડ્રોજન હોય છે,જે હાયપરકોન્જુગેશન માટે જવાબદાર છે.
$3$. ઇન્ડક્ટિવ અસર: મિથાઈલ ગ્રુપ $+I$ અસર દર્શાવે છે,અને કાર્બોનિલ ગ્રુપ $-I$ અસર દર્શાવે છે.
આમ,$p$-મિથાઈલએસીટોફિનોન ત્રણેય અસરો દર્શાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા પ્રોટોન $(H^+)$ ગુમાવ્યા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઝ (કાર્બોક્સિલેટ આયન) ની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ્સ (EWGs) ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ ($-I$ અસર) દ્વારા કાર્બોક્સિલેટ આયનને સ્થિર કરે છે,જેનાથી એસિડિકતા વધે છે.
$1.$ $II$ $(CH_3-CH(Cl)-COOH)$: $Cl$ પરમાણુ $\alpha$-કાર્બન પર છે,જે મજબૂત $-I$ અસર દર્શાવે છે,જે સંયુગ્મી બેઝને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
$2.$ $III$ $(Cl-CH_2-CH_2-COOH)$: $Cl$ પરમાણુ $\beta$-કાર્બન પર છે. $-I$ અસર અંતર સાથે ઘટે છે,તેથી તે $II$ કરતા નબળી છે.
$3.$ $I$ $(CH_3-CH_2-COOH)$: આ પ્રોપેનોઇક એસિડ છે,જેમાં કોઈ $EWG$ નથી. આલ્કાઇલ ગ્રુપ $(CH_3-CH_2-)$ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ($+I$ અસર) છે,જે $II$ અને $III$ ની તુલનામાં સંયુગ્મી બેઝને અસ્થિર બનાવે છે.
$4.$ $IV$ $(CH_3-CH_2-CH_2-COOH)$: આ બ્યુટેનોઇક એસિડ છે. લાંબી આલ્કાઇલ ચેઇન $(CH_3-CH_2-CH_2-)$ માં $I$ માં રહેલા ઇથાઇલ ગ્રુપ કરતા થોડી મજબૂત $+I$ અસર હોય છે,જે તેને સૌથી ઓછું એસિડિક બનાવે છે.
તેથી,એસિડિકતાનો સાચો ક્રમ $II > III > I > IV$ છે.

(C) ત્રણેય અસરો (ઇન્ડક્ટિવ,મેસોમેરિક અને હાઇપરકોન્જુગેશન) દર્શાવવા માટે,અણુમાં સંયુગ્મિત પ્રણાલી (મેસોમેરિક અસર માટે),વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત (ઇન્ડક્ટિવ અસર માટે) અને $\pi$-સિસ્ટમ સાથે જોડાયેલા $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પર $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ (હાઇપરકોન્જુગેશન માટે) હોવા જરૂરી છે.
$1$-એસીટાઈલ-$2$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સ-$1$-ઈનમાં,દ્વિબંધ સાથે જોડાયેલ મિથાઈલ ગ્રુપ $\alpha$-$H$ પરમાણુઓને કારણે હાઇપરકોન્જુગેશન પ્રદાન કરે છે.
કાર્બોનિલ ગ્રુપ $(-COCH_3)$ દ્વિબંધ સાથે સંયુગ્મિત છે,જે મેસોમેરિક અસર $(-M)$ દર્શાવે છે.
દ્વિબંધના કાર્બન અને જોડાયેલા અવેજીઓ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત ઇન્ડક્ટિવ અસર ($-I$ અથવા $+I$) ઉત્પન્ન કરે છે.
આમ,આ અણુ ત્રણેય શરતો સંતોષે છે.

(A) દરેક વિકલ્પનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A)$ દહન ઉષ્મા એ આલ્કીનની સ્થિરતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન વધુ સ્થિર હોય છે અને તેની દહન ઉષ્મા ઓછી હોય છે. સાચો ક્રમ: $\text{but-2-ene} > 2\text{-methylbut-2-ene} > 2,3\text{-dimethylbut-2-ene}$ છે. આમ,આપેલ ક્રમ સાચો છે.
$B)$ ઉત્કલન બિંદુ આણ્વીય દળ સાથે વધે છે અને શાખાઓ સાથે ઘટે છે. $\text{Methanol} (CH_3OH)$ નું ઉત્કલન બિંદુ સૌથી ઓછું છે. $\text{butan-1-ol}$ અને $\text{butan-2-ol}$ માં,$\text{butan-1-ol}$ માં ઓછી શાખાઓ હોવાથી તેનું ઉત્કલન બિંદુ વધારે છે. સાચો ક્રમ: $\text{Methanol} < \text{butan-2-ol} < \text{butan-1-ol}$ છે.
$C)$ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા ઓક્સિજન પરમાણુની $+M$ અસર દ્વારા વધે છે. ઓક્સિજન પરમાણુ ધન વીજભારની જેટલો નજીક,કેટાયન તેટલો વધુ સ્થિર. સાચો ક્રમ: $4\text{-oxocyclohexyl cation} < 3\text{-oxocyclohexyl cation} < 2\text{-oxocyclohexyl cation}$ છે.
$D)$ સંસ્પંદનને કારણે દ્વિબંધનું લક્ષણ ઘટતા $C=C$ ની બંધ લંબાઈ વધે છે. $CH_3O-CH=CH_2$ માં,ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,જે $C=C$ બંધને વધુ એકલ બંધ જેવું લક્ષણ આપે છે,આમ તેની લંબાઈ વધે છે. સાચો ક્રમ: $CH_2=CH_2 < CH_3-CH=CH_2 < CH_3O-CH=CH_2$ છે.

(C) ઇન્ડક્ટિવ અસર હાઇડ્રોજન પરમાણુના સંદર્ભમાં વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
પરંપરાગત રીતે,હાઇડ્રોજન પરમાણુની ઇન્ડક્ટિવ અસર શૂન્ય $(I = 0)$ ગણવામાં આવે છે.
અન્ય તમામ જૂથો ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક ($-I$ અસર) છે કે ઇલેક્ટ્રોન-મુક્ત કરનાર ($+I$ અસર) તે નક્કી કરવા માટે હાઇડ્રોજન સાથે સરખાવવામાં આવે છે.

(B) મુક્ત મુલકોમાં હાઈપરકોન્જુગેશન માટે $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુઓની હાજરી જરૂરી છે (રેડિકલ કેન્દ્રની બાજુના કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા હાઈડ્રોજન).
$1.$ વિકલ્પ $(a)$ માં,$CH_3-C(CH_3)_2-C^\bullet H_2$,રેડિકલ કેન્દ્રની બાજુનો કાર્બન ચતુર્થક કાર્બન છે જેમાં કોઈ હાઈડ્રોજન નથી ($0$ $\alpha$-$H$).
$2.$ વિકલ્પ $(b)$ માં,$CH_3-C^\bullet(CH_3)-CH_3$,રેડિકલ કેન્દ્ર સાથે ત્રણ મિથાઈલ જૂથો જોડાયેલા છે,જે કુલ $9$ $\alpha$-હાઈડ્રોજન પૂરા પાડે છે. તેથી,તે હાઈપરકોન્જુગેશન દર્શાવે છે.
$3.$ વિકલ્પ $(c)$ માં,$CH_2=CH-C^\bullet H_2$ (એલાઈલ રેડિકલ) મુખ્યત્વે સંસ્પંદન (resonance) દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$4.$ વિકલ્પ $(d)$ માં,બેન્ઝાઈલ રેડિકલ મુખ્યત્વે બેન્ઝીન રિંગ સાથેના સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે.

(C) $+M$ (મેસોમેરિક) અથવા $+R$ (રેઝોનન્સ) અસર એવા સમૂહો દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જે રેઝોનન્સ દ્વારા સંયુગ્મિત સિસ્ટમમાં ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કરે છે.
આવા સમૂહોમાં સામાન્ય રીતે સંયુગ્મિત સિસ્ટમ સાથે સીધા જોડાયેલા પરમાણુ પર ઓછામાં ઓછી એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) હોય છે.
$-NH_2$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ પાસે એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે જે રિંગ અથવા સંયુગ્મિત સિસ્ટમમાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે,તેથી તે $+M$ અસર દર્શાવે છે.
$-COCH_3$ અને $-COOH$ જેવા સમૂહો $-M$ અસર દર્શાવે છે કારણ કે તેઓ કાર્બન સાથે દ્વિબંધથી જોડાયેલા વિદ્યુતઋણમય ઓક્સિજન પરમાણુઓની હાજરીને કારણે ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક છે.
$-CH_3$ એ $+I$ (પ્રેરક) અને હાયપરકોન્જુગેશન અસરો દર્શાવે છે,પરંતુ $+M$ અસર દર્શાવતું નથી.

(C) ઇનોલનું પ્રમાણ પરિણામી ઇનોલ સ્વરૂપની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ફ્યુરાન-$2$(5H)-ઓન (વિકલ્પ $C$) ના કિસ્સામાં,ઇનોલાઇઝેશન એક એવી રચના તરફ દોરી જાય છે જે એરોમેટિક છે,જે તેના કીટો સ્વરૂપની તુલનામાં તેની સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
પ્રક્રિયા છે:
$Cyclopent-3-en-1-one \rightarrow \text{Furan-2-ol (Aromatic)}$
એરોમેટિકતા પ્રાપ્ત થવાને કારણે,સંતુલન ઇનોલ સ્વરૂપ તરફ વધુ ઝુકાવ ધરાવે છે,જેના પરિણામે આપેલા વિકલ્પોમાં મહત્તમ ઇનોલ પ્રમાણ જોવા મળે છે.

(C) હાઇડ્રોજન પરમાણુની એસિડિકતા પ્રોટોન દૂર થયા પછી બનતા સંયુગ્મી બેઝની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $Z$ એ એમાઇડ ગ્રુપ $(-NH-)$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હાઇડ્રોજન છે.
$2$. $p$ એ એમાઇડ ગ્રુપ $(-NH-)$ માં નાઇટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ હાઇડ્રોજન છે.
$3$. $X$ એ કાર્બોનિલ ગ્રુપ $(C=O)$ ની $\alpha$-સ્થિતિ પરનો હાઇડ્રોજન છે.
$4$. $Y$ એ એવા કાર્બન પરમાણુ પરનો હાઇડ્રોજન છે જે કોઈ ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચનાર ગ્રુપની બાજુમાં નથી.
એસિડિકતાની સરખામણી કરતા,નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ પરના પ્રોટોન ($Z$ અને $p$) એ $\alpha$-હાઇડ્રોજન $(X)$ કરતા વધુ એસિડિક હોય છે કારણ કે એમાઇડ એનાયનનું રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિરીકરણ થાય છે. $Z$ અને $p$ વચ્ચે,$Z$ એ ચક્રીય બંધારણનો ભાગ છે જ્યાં નાઇટ્રોજન કાર્બોનિલ ગ્રુપની બાજુમાં છે,જે તેને કાર્બોનિલ ગ્રુપની પ્રેરક અને રેઝોનન્સ અસરોને કારણે વધુ એસિડિક બનાવે છે. આમ,$Z$ સૌથી વધુ એસિડિક છે.

(C) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ દ્વારા વધે છે અને ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ દ્વારા ઘટે છે.
$-OCH_3$ એ $EDG$ તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યારે $-NO_2$ એ પ્રબળ $EWG$ છે.
વિકલ્પ $A$ માં,$-OCH_3$ સમૂહ સીધો કેશનિક કેન્દ્ર સાથે જોડાયેલ છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિરતા આપે છે.
વિકલ્પ $B$ માં,$-NO_2$ સમૂહ ઓર્થો સ્થાન પર છે,જે પ્રબળ અસ્થિરતા પેદા કરે છે.
વિકલ્પ $C$ માં,બે $-NO_2$ સમૂહો હાજર છે,જે બંને પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો છે. બે $-NO_2$ સમૂહોની હાજરીને કારણે આ કાર્બોકેટાયન સૌથી વધુ અસ્થાયી બને છે.

(B) કાર્બેનાયનની સ્થિરતા ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો $(EWG)$ દ્વારા વધે છે જે ઇન્ડક્ટિવ $(-I)$ અથવા રેઝોનન્સ $(-M)$ અસરો દ્વારા ઋણ વીજભારને વિખેરી નાખે છે. તેનાથી વિપરીત,ઇલેક્ટ્રોન-દાતા સમૂહો $(EDG)$ ઋણ વીજભારને તીવ્ર બનાવીને સ્થિરતા ઘટાડે છે.
$1$. વિકલ્પ $B$ માં,સ્થિરતાનો ક્રમ $(CHO)_2\overset{\Theta}{C}H > CHO\overset{\Theta}{C}H_2 > \overset{\Theta}{C}H_3$ છે. આ સાચું છે કારણ કે $-CHO$ સમૂહ પ્રબળ $-M$ અસર દર્શાવે છે,અને આવા બે સમૂહો એક કરતા વધુ સ્થિરીકરણ પ્રદાન કરે છે.
$2$. વિકલ્પ $C$ માં,સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ $\overset{\Theta}{C}H_2NO_2 > \overset{\Theta}{C}H_2CN > \overset{\Theta}{C}H_2Cl > \overset{\Theta}{C}H_2CH_3$ છે. આ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહોની શક્તિ પર આધારિત છે: $-NO_2$ (પ્રબળ $-M$) > $-CN$ $(-I, -M)$ > $-Cl$ $(-I)$ > $-CH_3$ ($+I$,અસ્થિરતા વધારે છે).

(NONE) દરેક વિકલ્પનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$: મિથાઈલબેન્ઝોઈક એસિડ માટે એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ $o- > m- > p-$ છે. ઓર્થો અસર અને ઇલેક્ટ્રોનિક અસરોને કારણે આ સાચું છે.
$B$: ઓક્સિજન પરમાણુની બાજુમાં ધન વીજભાર ધરાવતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા થતા રેઝોનન્સને કારણે ઘણી વધારે હોય છે. આપેલ ક્રમ સાચો છે.
$C$: ક્લોરિન પરમાણુની $-I$ અસર ફોર્મિક એસિડની તુલનામાં ક્લોરોએસેટિક એસિડની એસિડિકતા વધારે છે. ક્રમ $ClCH_2-COOH > H-COOH$ સાચો છે.
$D$: નાઈટ્રોફિનોલ્સ માટે એસિડિક પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ $p- > o- > m-$ છે. આ ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર નાઈટ્રો ગ્રુપની પ્રબળ $-I$ અને $-M$ અસરોને કારણે સાચું છે.

(A) સંયોજનોની એસિડિકતા રિંગ સાથે જોડાયેલા સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ્સની ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચવાની અસર પર આધાર રાખે છે.
$A$ માં $-NO_2$ ગ્રુપ છે,જે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચનાર ગ્રુપ ($-I$ અસર) છે.
$B$ માં $-CN$ ગ્રુપ છે,જે પણ ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચનાર ગ્રુપ ($-I$ અસર) છે,પરંતુ $-NO_2$ કરતા નબળું છે.
$C$ માં $-OH$ ગ્રુપ છે,જે ઇલેક્ટ્રોન-દાતા ગ્રુપ ($+M$ અસર) અથવા નબળું ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચનાર ($-I$ અસર) તરીકે કામ કરે છે,પરંતુ એકંદરે તે પ્રબળ $-I$ ગ્રુપ ધરાવતા સંયોજનો કરતા ઓછું એસિડિક છે.
તેથી,એસિડિકતાનો ($K_a$ મૂલ્ય) ક્રમ $A > B > C$ છે.

(C) જ્યારે રેઝોનન્સમાં સામેલ ગ્રુપ (જેમ કે $-N(CH_3)_2$) ની સાપેક્ષમાં ઓર્થો સ્થાન પર મોટા ગ્રુપ હાજર હોય ત્યારે રેઝોનન્સનું સ્ટેરિક અવરોધન થાય છે.
આનાથી ગ્રુપ બેન્ઝીન રિંગના સમતલમાંથી બહાર નીકળી જાય છે,જેનાથી રેઝોનન્સ અટકી જાય છે.
વિકલ્પ $C$ માં,$-N(CH_3)_2$ ગ્રુપની સાપેક્ષમાં ઓર્થો સ્થાન પર બે મિથાઈલ ગ્રુપની હાજરીને કારણે સ્ટેરિક અવરોધ ઉત્પન્ન થાય છે,જે રેઝોનન્સને અટકાવે છે.

(D) $(-M)$ અસર (ઋણ મેસોમેરિક અસર) એવા સમૂહોમાં જોવા મળે છે જે સંયુગ્મિત પ્રણાલીમાંથી સંસ્પંદન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે.
$1$. $-NH_2$,$-OR$,અને $-OH$ સમૂહોમાં સીધા જોડાયેલા પરમાણુ (જેમ કે $N$ અથવા $O$) પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે તેઓ પ્રણાલીમાં દાન કરે છે,આમ $(+M)$ અસર દર્શાવે છે.
$2$. $-NO_2$ સમૂહ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે કારણ કે નાઇટ્રોજન પરમાણુ અત્યંત વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે અને તેના પર ઔપચારિક ધન વીજભાર હોય છે,જે તેને સંસ્પંદન દ્વારા સંયુગ્મિત પ્રણાલીમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચવા દે છે,આમ $(-M)$ અસર દર્શાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) ઇન્ડક્ટિવ અસર ($+I$ અસર) એ સિગ્મા ઇલેક્ટ્રોનનું વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ સમૂહ અથવા પરમાણુ તરફ કાયમી સ્થાનાંતર છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,ઋણ વીજભારિત ઓક્સિજન પરમાણુ $(-\mathop O\limits^\Theta)$ સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ધરાવે છે અને તે સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ સમૂહ છે.
$+I$ અસરની પ્રબળતાનો ક્રમ: $-\mathop O\limits^\Theta > -CH_2-CH_3 > -CH_3 > -CD_3$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) અતિસંયુગ્મન માટે દ્વિબંધ,કાર્બોકેટાયન અથવા મુક્ત મુલક સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર $\alpha-H$ પરમાણુની હાજરી જરૂરી છે.
સંયોજન $(I)$ માં,મુલક કાર્બન એવા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે જેની પાસે કોઈ $\alpha-H$ પરમાણુ નથી (તે ત્રણ મિથાઈલ જૂથો સાથે જોડાયેલ છે). તેથી,તે અતિસંયુગ્મન દર્શાવતું નથી.
સંયોજન $(II)$ માં,મુલક કાર્બન ત્રણ ફિનાઈલ જૂથો સાથે જોડાયેલ છે,જેમાંથી કોઈ પણ અતિસંયુગ્મન માટે $\alpha-H$ પરમાણુ પૂરા પાડતું નથી.
સંયોજન $(III)$ માં,મુલક કાર્બન બ્રિજહેડ કાર્બન અને $-CH_3$ જૂથ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે. મુલક કાર્બનની બાજુમાં રહેલા કાર્બન (જે $-CH_3$ જૂથ ધરાવે છે) પાસે એક $\alpha-H$ પરમાણુ છે. તેથી,સંયોજન $(III)$ માં અતિસંયુગ્મન જોવા મળે છે.

(A) કાર્બેનાયનની સ્થિરતા બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ્સના ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અથવા ઇલેક્ટ્રોન-દાતા સ્વભાવ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક જૂથો $(EWG)$ ઋણ વીજભારને વિખેરીને કાર્બેનાયનની સ્થિરતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-દાતા જૂથો $(EDG)$ ઋણ વીજભારને વધારીને સ્થિરતા ઘટાડે છે.
$(Q)$ માં $-CHO$ જૂથ છે,જે એક મજબૂત ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક જૂથ ($-I$ અને $-M$ અસર) છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થિર બનાવે છે.
$(R)$ માં $-Cl$ જૂથ છે,જે $-I$ અસર (ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક) ધરાવે છે પરંતુ $+M$ અસર (ઇલેક્ટ્રોન-દાતા) પણ ધરાવે છે. $-I$ અસર પ્રભાવી હોવાથી તે મધ્યમ સ્થિરતા આપે છે.
$(S)$ માં $-CH_3$ જૂથ છે,જે ઇલેક્ટ્રોન-દાતા જૂથ ($+I$ અને હાયપરકોન્જુગેશન) છે,જે સ્થિરતા ઘટાડે છે.
$(P)$ માં $-OCH_3$ જૂથ છે,જે એક મજબૂત ઇલેક્ટ્રોન-દાતા જૂથ ($+M$ અસર) છે,જે તેને સૌથી ઓછું સ્થિર બનાવે છે.
આમ,સ્થિરતાનો ક્રમ $Q > R > S > P$ છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોમેરિક અસર એ આક્રમણ કરનાર પ્રક્રિયકની માંગ પર મલ્ટીપલ બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા પરમાણુઓમાંથી એક પર $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનની જોડીનું સંપૂર્ણ સ્થાનાંતરણ છે. વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવતા પરમાણુ પર ઋણ વીજભાર આવવો જોઈએ.
વિકલ્પ $C$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ કાર્બન પરમાણુ કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે. તેથી,$\pi$-ઇલેક્ટ્રોન નાઇટ્રોજન પરમાણુ તરફ ખસવા જોઈએ,જેના પરિણામે $CH_3-C^{+}=N^{-}$ બને. આપેલ રજૂઆત $CH_3-C^{-}=N^{+}$ ખોટી છે કારણ કે તે ઓછા વિદ્યુતઋણ કાર્બન પરમાણુને ઋણ વીજભાર અને વધુ વિદ્યુતઋણ નાઇટ્રોજન પરમાણુને ધન વીજભાર આપે છે.

(D) $1$. $CH_3-COO^-$ માં,ઋણ વીજભાર કાર્બોનિલ સમૂહ સાથે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે. $CH_3-CH_2-COO^-$ માં,આલ્કાઈલ સમૂહ $(CH_3-CH_2-)$ $+I$ અસરને કારણે ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ છે,જે કાર્બોક્સિલેટ આયનને અસ્થિર કરે છે. તેથી,$CH_3-COO^- > CH_3-CH_2-COO^-$ સાચું છે.
$2$. $CH_2=CH-CH_2^-$ માં,ઋણ વીજભાર દ્વિબંધ સાથે સંસ્પંદન દ્વારા વિસ્થાનિકૃત થાય છે (એલાઈલિક કાર્બેનાયન). $CH_2=C^-H$ માં,ઋણ વીજભાર $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પર છે,જે સંસ્પંદન-સ્થિર એલાઈલિક કાર્બેનાયન કરતા ઓછો સ્થિર છે. તેથી,$CH_2=CH-CH_2^- > CH_2=C^-H$ સાચું છે.
$3$. $CH_3-CH_2^\bullet$ માં,મુક્ત મૂલક $CH_3$ સમૂહ દ્વારા હાઈપરકોન્જુગેશનથી સ્થિર થાય છે. $CH_2=CH^\bullet$ માં,મુક્ત મૂલક $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પર છે (વિનાઈલિક મુક્ત મૂલક),જે અત્યંત અસ્થિર છે. તેથી,$CH_3-CH_2^\bullet > CH_2=CH^\bullet$ સાચું છે.
$4$. બધા વિધાનો સાચા હોવાથી,જવાબ $D$ છે.

(B) પ્રેરક અસર ($-I$ અસર) એ કાર્બન શૃંખલામાં જોડાયેલા પરમાણુઓ અથવા સમૂહોની વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું કાયમી સ્થાનાંતર છે.
આપેલા સમૂહોની સરખામણી:
$1$. $-OH$: ઓક્સિજન વિદ્યુતઋણ છે,પરંતુ તે હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે.
$2$. $-COOH$: આ સમૂહમાં કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ હોય છે જે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક છે,જે તેને ખૂબ જ મજબૂત $-I$ સમૂહ બનાવે છે.
$3$. $-F$: ફ્લોરિન સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણ તત્વ છે,પરંતુ કાર્બનિક વિસ્થાપકોના સંદર્ભમાં,$-COOH$ સમૂહ વધુ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અસર દર્શાવે છે.
$4$. $-OCH_3$: મેથોક્સી સમૂહમાં ઓક્સિજન પરમાણુ હોય છે,પરંતુ ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની $+M$ અસર તેની $-I$ અસરને આંશિક રીતે ઘટાડે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $-COOH$ સૌથી પ્રબળ $-I$ સમૂહ છે.