Reactive Intermediates Questions in Gujarati

(B) કાર્બાનિયનની સ્થિરતા પ્રેરક અસર ($+I$ અસર) અને સંસ્પંદન દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(1) (CH_3)_3C^-$ એ તૃતીયક કાર્બાનિયન છે,$(2) (CH_3)_2CH^-$ એ દ્વિતીયક કાર્બાનિયન છે,અને $(3) CH_3CH_2^-$ એ પ્રાથમિક કાર્બાનિયન છે. આલ્કાઈલ સમૂહોની $+I$ અસર કાર્બાનિયનને અસ્થિર બનાવે છે,તેથી સ્થિરતાનો ક્રમ: $1^circ > 2^circ > 3^circ$ છે.
$(4) C_6H_5CH_2^-$ એ બેન્ઝાઈલ કાર્બાનિયન છે,જે ફિનાઈલ વલય સાથે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે,જે તેને આલ્કાઈલ કાર્બાનિયન કરતા વધુ સ્થિર બનાવે છે.
આમ,સ્થિરતાનો ઘટતો ક્રમ: $C_6H_5CH_2^- (4) > CH_3CH_2^- (3) > (CH_3)_2CH^- (2) > (CH_3)_3C^- (1)$ છે.

(A) મિથાઈલ કાર્બોકેટાયન,$\overset{\oplus}{C}H_3$ માં,મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેમાં ત્રણ બંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે અને કોઈ અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી.
વેલેન્સ શેલ ઈલેક્ટ્રોન પેર રિપલ્શન $(VSEPR)$ સિદ્ધાંત મુજબ,ત્રણ બંધકારક યુગ્મ ધરાવતો $sp^2$ સંકરણયુક્ત કાર્બન $120^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે સમતલીય ત્રિકોણ ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(D) . $CH_2=CH-CH_2^+$ (allyl carbocation) is resonance stabilized,while $CH_3-CH^+-CH_3$ is a secondary carbocation. The resonance stabilized allyl carbocation is more stable than the secondary carbocation. So,the order is correct.
$B$. $CH_2=CH^+$ (vinyl carbocation) is $sp$ hybridized and highly unstable,while $CH_3-CH_2^+$ is a primary carbocation. Thus,$CH_2=CH^+ < CH_3-CH_2^+$ is correct.
$C$. $CH_3-CH_2-CH_2^-$ is a primary carbanion,while $CH_3-CH^--CH_3$ is a secondary carbanion. Primary carbanions are more stable than secondary carbanions due to less $+I$ effect. So,the order is correct.
$D$. In $CH_3O-CH_2^+$,the oxygen atom has a lone pair which provides strong $+M$ (mesomeric) effect,making it much more stable than $CH_3-CH_2^+$. Therefore,the order $CH_3-CH_2^+ > CH_3O-CH_2^+$ is incorrect.

(B) સિંગ્લેટ મિથીલીન $(:CH_2)$ માં,કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
બે $sp^2$ કક્ષકો હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે બંધ બનાવવા માટે વપરાય છે,જ્યારે ત્રીજી $sp^2$ કક્ષકમાં વિરુદ્ધ સ્પિન ધરાવતી ઈલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક જોડી હોય છે.
બધા ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મિત હોવાથી,સિંગ્લેટ મિથીલીન સ્વભાવે ડાયમેગ્નેટીક છે.

(C) કાર્બોકેટાયન એ એક એવી સ્પીસીઝ છે જેમાં કાર્બન પરમાણુ પર ધન વીજભાર હોય છે અને તેની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર $6$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
સામાન્ય આલ્કાઇલ કાર્બોકેટાયન (દા.ત.,$CH_3^+$) માં,મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ ત્રણ અન્ય પરમાણુઓ સાથે એકલ બંધ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.
અહીં $3$ સિગ્મા બંધ છે અને મધ્યસ્થ કાર્બન પર કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી,તેથી સ્ટેરિક નંબર $3$ થાય છે.
તેથી,કાર્બોકેટાયનમાં મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુનું સંકરણ $sp^2$ છે અને તેનો આકાર સમતલીય ત્રિકોણીય છે.

(D) દ્વિતીયક મૂલક એ કાર્બન મૂલક છે જેમાં અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ અન્ય બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલો હોય છે.
$(1) \ CH_3 - \dot{C}H - C_2H_5$: મૂલક કાર્બન બે કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે. આ દ્વિતીયક મૂલક છે.
$(2) \ CH_2 = \dot{C} - CH_3$: મૂલક કાર્બન બે કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે. આ દ્વિતીયક મૂલક છે.
$(3) \ CH_2 = CH - \dot{C}H_2$: મૂલક કાર્બન માત્ર એક કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે. આ પ્રાથમિક મૂલક છે.
$(4) \ (CH_3)_2 \dot{C}H$: મૂલક કાર્બન બે કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે. આ દ્વિતીયક મૂલક છે.
તેથી,$(1)$,$(2)$ અને $(4)$ દ્વિતીયક મૂલકો છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા રાઈમર-ટીમાન પ્રક્રિયા છે,જેમાં ફિનોલ બેઝ $(NaOH)$ ની હાજરીમાં ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સેલિસાઈલલ્ડીહાઈડ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાના પ્રથમ તબક્કામાં,ક્લોરોફોર્મ હાઈડ્રોક્સાઈડ આયન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટ્રાયક્લોરોમિથાઈલ એનાયન બનાવે છે,જે ત્યારબાદ ક્લોરાઈડ આયન ગુમાવીને ડાયક્લોરોકાર્બીન $(:CCl_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
ડાયક્લોરોકાર્બીન એ ઈલેક્ટ્રોન-ન્યૂન જાતિ છે જેમાં ઈલેક્ટ્રોનનું અષ્ટક પૂર્ણ નથી (છ ઈલેક્ટ્રોન ધરાવે છે),તેથી તે એક પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોનુરાગી તરીકે વર્તે છે જે ફિનોક્સાઈડ આયન પર હુમલો કરે છે.

(D) દરેક ઘટકમાં કાર્બન પરમાણુનું સંકરણ નક્કી કરવા માટે:
$1$. $CH_3^+$ (કાર્બોકેટાયન): કાર્બન પરમાણુ $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $0$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $= 3 + 0 = 3$,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
$2$. $CH_3^-$ (કાર્બેનાયન): કાર્બન પરમાણુ $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $= 3 + 1 = 4$,જે $sp^3$ સંકરણ સૂચવે છે.
$3$. $dot{C}H_3$ (મુક્ત મુલક): કાર્બન પરમાણુ $3$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. તેની ભૂમિતિ સમતલીય છે અને કાર્બન $sp^2$ સંકૃત છે.
$4$. $:CH_2$ (કાર્બીન): સિંગલેટ કાર્બીનમાં,કાર્બન પરમાણુ $2$ બંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ અને $1$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ધરાવે છે. સ્ટેરિક નંબર $= 2 + 1 = 3$,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
તેથી,ઘટકો $(A)$,$(C)$ અને $(D)$ માં $sp^2$ સંકૃત કાર્બન પરમાણુઓ છે.

(A) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપકોની ઇલેક્ટ્રોનિક અસરો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$(1)$ $CH_3O-$ સમૂહ રેઝોનન્સ ($+M$ અસર) દ્વારા મજબૂત ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ સમૂહ છે,જે કાર્બોકેટાયનને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
$(2)$ અવિસ્થાપિત બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5-CH_2^+)$ માં માત્ર ફિનાઇલ રિંગમાંથી રેઝોનન્સ સ્થિરતા મળે છે.
$(3)$ $CH_3-$ સમૂહ હાઇપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ અસર ($+I$ અસર) દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ સમૂહ છે,જે મધ્યમ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $(1) > (3) > (2)$ છે,જે $2 < 3 < 1$ ને સમાન છે.

(B) મુક્ત મૂલકો એવી સ્પીસીઝ છે જેમાં ઓછામાં ઓછો એક અયુગ્મ ઈલેક્ટ્રોન હોય છે.
આ અયુગ્મ ઈલેક્ટ્રોનને કારણે,તેઓ અત્યંત અસ્થાયી અને રાસાયણિક રીતે સક્રિય હોય છે,કારણ કે તેઓ સ્થાયી ઈલેક્ટ્રોનિક રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે ઈલેક્ટ્રોનની જોડી બનાવવાનો પ્રયત્ન કરે છે.

(A) કાર્બોનિયમ આયન (કાર્બોકેટાયન) માં મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ અન્ય ત્રણ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે અને તેની પાસે કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોતું નથી.
વેલેન્સ શેલ ઇલેક્ટ્રોન પેર રિપલ્શન થિયરી મુજબ,સ્ટેરિક નંબર $3$ છે,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
તેથી,ધન વીજભાર ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ $sp^2$-સંકરિત અવસ્થામાં હોય છે.

(A) કાર્બોનિયમ આયન (કાર્બોકેટાયન) માં,ધનભારિત કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
આ $sp^2$ સંકરણને કારણે ત્રિકોણીય સમતલીય ભૂમિતિ મળે છે,જેમાં ત્રણેય બંધ એક જ સમતલમાં $120^{\circ}$ ના બંધકોણ સાથે હોય છે.
તેથી,સાચો આકાર સમતલીય છે.

(A) મુક્ત મુલકો ખૂબ જ સક્રિય હોય છે કારણ કે તેમાં અયુગ્મિત $e^-$ ની હાજરી હોય છે.

(A) મુક્ત મુલકો (free radicals) માં હાયપરકોન્જુગેશન રેડિકલ કાર્બન પરમાણુની બાજુના કાર્બન પરમાણુ પર હાજર $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ દ્વારા થાય છે.
બંધારણ $(I)$ માં,રેડિકલ કાર્બન એક tert-બ્યુટાઈલ ગ્રુપ અને એક ફિનાઈલ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલ છે. રેડિકલ કેન્દ્રની બાજુના કાર્બન પર કોઈ $\alpha$-હાઈડ્રોજન નથી.
બંધારણ $(II)$ માં,રેડિકલ કાર્બન ત્રણ ફિનાઈલ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલ છે. ત્યાં કોઈ $\alpha$-હાઈડ્રોજન નથી.
બંધારણ $(III)$ માં,રેડિકલ કાર્બન બાયસાઈક્લિક સિસ્ટમનો ભાગ છે અને $-CH_3$ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલ છે. રેડિકલ કાર્બનની બાજુના કાર્બન પરમાણુ પર એક $\alpha$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ છે,જે હાયપરકોન્જુગેશન શક્ય બનાવે છે.
તેથી,હાયપરકોન્જુગેશન માત્ર બંધારણ $(III)$ માં થાય છે.

(A) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ,હાઇપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ જેવા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. $C_6H_5CH_2Cl$ આયનીકરણ પામીને બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2^+)$ બનાવે છે,જે બેન્ઝીન રિંગ સાથેના રેઝોનન્સ દ્વારા અત્યંત સ્થાયી થાય છે.
$2$. $(CH_3)_3C-Cl$ તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે હાઇપરકોન્જુગેશન અને ત્રણ મિથાઇલ જૂથોની ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$3$. $(CH_3)_2CH-Cl$ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે તૃતીયક કરતા ઓછું સ્થાયી છે.
$4$. $O_2NCH_2CH_2Cl$ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ નાઇટ્રો જૂથ દ્વારા વધુ અસ્થાયી બને છે.
બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન અને તૃતીયક કાર્બોકેટાયનની સરખામણી કરતા,બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયનમાં ફિનાઇલ રિંગ દ્વારા મળતી રેઝોનન્સ સ્થિરતા તેને સામાન્ય આલ્કાઇલ-સબસ્ટીટ્યુટેડ તૃતીયક કાર્બોકેટાયન કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધુ સ્થાયી બનાવે છે. તેથી,$C_6H_5CH_2Cl$ સૌથી વધુ સ્થાયી કાર્બોનિયમ આયન આપે છે.

(A) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા ઇન્ડક્ટિવ અસર અને હાઇપરકોન્જુગેશન દ્વારા નક્કી થાય છે,જેનો ક્રમ: $methyl < 1^{\circ} < 2^{\circ} < 3^{\circ}$ છે.
આપેલ કાર્બોકેટાયનનું વિશ્લેષણ:
$5. \, \overset{+}{C} H_3$ (મિથાઈલ કાર્બોકેટાયન)
$4. \, CH_3 - \overset{+}{C} H_2$ ($1^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન)
$3. \, (CH_3)_2 - \overset{+}{C} H$ ($2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન)
$1. \, (CH_3)_2 - \overset{+}{C} - CH_2 - CH_3$ ($3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન)
$2. \, (CH_3)_3 - \overset{+}{C}$ ($3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન)
નોંધો કે $1$ અને $2$ બંને $3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન છે. જોકે,$(CH_3)_3 - \overset{+}{C}$ (tert-butyl) એ $(CH_3)_2 - \overset{+}{C} - CH_2 - CH_3$ કરતા વધુ હાઇપરકોન્જુગેટિવ બંધારણોને કારણે થોડું વધુ સ્થિર છે.
તેથી,સ્થિરતાનો વધતો ક્રમ: $5 < 4 < 3 < 1 < 2$ છે.

(A) બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $C_6H_5CH_2^+$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
$CH_2^+$ સમૂહમાં,મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુ બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અને એક ફિનાઈલ રિંગના કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ છે.
તેમાં ત્રણ સિગ્મા બંધ છે અને કોઈ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નથી.
તેથી,સ્ટેરિક નંબર $3$ છે,જે $sp^2$ સંકરણ સૂચવે છે.
બધા કાર્બોકેટાયન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને સમતલીય ત્રિકોણીય ભૂમિતિ ધરાવે છે.

(B) મુક્ત મુલકોની સ્થિરતા હાયપરકોન્જુગેશન બંધારણો અને ઇન્ડક્ટિવ અસર પર આધાર રાખે છે.
પ્રાથમિક $(1^\circ)$ મુલકો દ્વિતીયક $(2^\circ)$ મુલકો કરતા ઓછા સ્થિર હોય છે,જે તૃતીયક $(3^\circ)$ મુલકો કરતા ઓછા સ્થિર હોય છે.
સ્થિરતાનો ક્રમ: $1^\circ < 2^\circ < 3^\circ$.
આમ,વધતો ક્રમ $CH_3-\dot{C}H_2 < CH_3-\dot{C}H-CH_3 < (CH_3)_2\dot{C}-CH_2CH_3 < (CH_3)_3\dot{C}$ છે.

(C) કાર્બેનાયનની સ્થિરતા તે કાર્બન પરમાણુના $s$-કેરેક્ટરના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે જેની પર ઋણ વીજભાર હોય છે.
$i$. $RC \equiv C^{\ominus}$: કાર્બન $sp$ સંકરણ ધરાવે છે ($50\% \ s$-કેરેક્ટર).
$ii$. $C_6H_5^{\ominus}$: કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે ($33.3\% \ s$-કેરેક્ટર).
$iii$. $R_2C = CH^{\ominus}$: કાર્બન $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે ($33.3\% \ s$-કેરેક્ટર). જોકે,આલ્કાઈલ સમૂહો $(R)$ ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ હોવાથી,તે $C_6H_5^{\ominus}$ ની સરખામણીમાં કાર્બેનાયનને અસ્થિર બનાવે છે.
$iv$. $R_3C - CH_2^{\ominus}$: કાર્બન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે ($25\% \ s$-કેરેક્ટર),જે સૌથી ઓછી સ્થિરતા ધરાવે છે.
તેથી,સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ $i > ii > iii > iv$ છે.

(B) કાર્બેનાયનની સ્થિરતા જોડાયેલા સમૂહોની ઇલેક્ટ્રોનિક અસરો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો ($-I$ અસર) ઋણ વીજભારને સ્થિર કરે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-દાતા સમૂહો ($+I$ અસર) તેને અસ્થિર કરે છે.
$1$. $\overline{C}Cl_3$: ત્રણ $Cl$ પરમાણુઓ પ્રબળ $-I$ અસર દર્શાવે છે,જે ઋણ વીજભારને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
$2$. $C_6H_5\overline{C}H_2$: ફિનાઇલ સમૂહ $-I$ અસર અને સંસ્પંદન (ઇલેક્ટ્રોનનું વિસ્થાનિકરણ) દ્વારા સ્થિરતા આપે છે.
$3$. $(CH_3)_2\overline{C}H$: આ દ્વિતીયક કાર્બેનાયન છે જેમાં બે ઇલેક્ટ્રોન-દાતા $CH_3$ સમૂહો ($+I$ અસર) છે,જે ઋણ વીજભારને અસ્થિર કરે છે.
$4$. $(CH_3)_3\overline{C}$: આ તૃતીયક કાર્બેનાયન છે જેમાં ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન-દાતા $CH_3$ સમૂહો ($+I$ અસર) છે,જે તેને સૌથી ઓછું સ્થિર બનાવે છે.
આમ,ઘટતી સ્થિરતાનો ક્રમ: $\overline{C}Cl_3 > C_6H_5\overline{C}H_2 > (CH_3)_2\overline{C}H > (CH_3)_3\overline{C}$ છે.

(A) કાર્બોકેટાયન્સની સ્થિરતા રેઝોનન્સ અને ઇન્ડક્ટિવ અસરો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$III$ $(C_6H_5CH_2^+)$ એ બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન છે,જે બેન્ઝીન રિંગ સાથે રેઝોનન્સ દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર થાય છે.
$I$ $(CH_2 = CH - CH_2^+)$ એ એલાઈલ કાર્બોકેટાયન છે,જે દ્વિબંધ સાથે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$II$ $(CH_3 - CH_2 - CH_2^+)$ એ પ્રાથમિક $(1^\circ)$ આલ્કાઈલ કાર્બોકેટાયન છે,જે ત્રણેયમાં સૌથી ઓછું સ્થિર છે કારણ કે તેમાં રેઝોનન્સ સ્થિરતાનો અભાવ છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $III > I > II$ છે.

(D) મુક્ત મુલકની સ્થિરતા સંસ્પંદન,અતિસંયુગ્મન અને પ્રેરક અસરો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. $CH_2=CH-\dot{C}H_2$ એ એલાઈલ મુક્ત મુલક છે,જે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$2$. $CH_2=\dot{C}H$ એ વિનાઈલ મુક્ત મુલક છે,જે $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુને કારણે ખૂબ જ અસ્થાયી છે.
$3$. વિકલ્પ $C$ માં રહેલો મુક્ત મુલક ચક્રીય એલાઈલ મુક્ત મુલક છે,જે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$4$. વિકલ્પ $D$ માં રહેલો મુક્ત મુલક તૃતીયક એલાઈલ મુક્ત મુલક છે,જે સંસ્પંદન અને અતિસંયુગ્મન (મિથાઈલ ગ્રુપ અને રિંગ સ્ટ્રક્ચરને કારણે) બંને દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
આમ,વિકલ્પ $D$ માં રહેલો તૃતીયક એલાઈલ મુક્ત મુલક સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(B) . $CH_3-CH^{+}-OCH_3$ એ ઓક્સિજન પરમાણુની $+M$ અસરને કારણે સૌથી વધુ સ્થિર છે,જે કાર્બોકેટાયનને ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા આપે છે.
$a$. $CH_3-CH^{+}-CH_3$ એ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન છે જે $+I$ અસર અને બે મિથાઈલ જૂથોના હાયપરકોન્જુગેશન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$c$. $CH_3-CH^{+}-COCH_3$ સૌથી ઓછું સ્થિર છે કારણ કે કાર્બોનિલ જૂથ $(-COCH_3)$ પ્રબળ $-I$ અને $-M$ અસર દર્શાવે છે,જે ધન વીજભારને અસ્થિર બનાવે છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ઉતરતો ક્રમ $b > a > c$ છે.

(A) શરૂઆતનું પદાર્થ $3,3-\text{ડાયમિથાઇલબ્યુટન}-2-\text{ાઇલ}$ કેટાયન (સેકન્ડરી કાર્બોકેટાયન) છે.
અંતિમ નીપજ $2,3-\text{ડાયમિથાઇલબ્યુટ}-2-\text{ઈન}$ સુધી પહોંચવા માટે,કાર્બોકેટાયને વધુ સ્થાયી ટર્શરી સ્વરૂપમાં પહોંચવા માટે પુનઃરચના (rearrangement) કરવી પડે છે.
$1$. પ્રથમ,$1,2-\text{મિથાઇલ}$ શિફ્ટ થાય છે જે સેકન્ડરી કાર્બોકેટાયનને વધુ સ્થાયી ટર્શરી કાર્બોકેટાયન ($2,3-\text{ડાયમિથાઇલબ્યુટન}-2-\text{ાઇલ}$ કેટાયન) માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$2$. ત્યારબાદ,$1,2-\text{હાઇડ્રાઇડ}$ શિફ્ટ થાય છે.
આમ,કુલ $1-2-$શિફ્ટની સંખ્યા $2$ છે.

(A) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ,હાઇપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ જેવા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$IV$: કાર્બોકેટાયન $-OH$ ગ્રુપની $+M$ અસરને કારણે બેક-બોન્ડિંગ દ્વારા સ્થિર થાય છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થિર બનાવે છે.
$I$: આ બાયસાઇક્લિક સિસ્ટમમાં સેકન્ડરી કાર્બોકેટાયન છે,જે હાઇપરકોન્જુગેશન અને $+I$ અસર દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$III$: આ પણ બાયસાઇક્લિક સિસ્ટમમાં સેકન્ડરી કાર્બોકેટાયન છે,જે હાઇપરકોન્જુગેશન અને $+I$ અસર દ્વારા સ્થિર થાય છે,પરંતુ ચોક્કસ ભૂમિતિને કારણે તે $I$ કરતા થોડું ઓછું સ્થિર છે.
$II$: કાર્બોકેટાયન બ્રિજહેડ સ્થાન પર છે. બ્રેડ્ટના નિયમ મુજબ,નાના બાયસાઇક્લિક સિસ્ટમના બ્રિજહેડ પર દ્વિબંધ અથવા કાર્બોકેટાયન અત્યંત અસ્થિર હોય છે કારણ કે તે સમતલીય ભૂમિતિ પ્રાપ્ત કરી શકતા નથી.
તેથી,સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ $IV > I > III > II$ છે.

(C) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા નક્કી કરવા માટે,આપણે સંસ્પંદન (resonance),એરોમેટિકતા અને હાઇપરકોન્જુગેશન જેવા પરિબળોને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ.
$1$. $1$-મિથાઇલસાયક્લોપેન્ટા-$2,4$-ડાઇન-$1$-ાઇલ કેટાયન $(c)$ એરોમેટિક છે કારણ કે તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન સાથેનું સમતલીય ચક્રીય બંધારણ છે ($4n+2$ નિયમ,જ્યાં $n=1$),જે તેને અત્યંત સ્થિર બનાવે છે.
$2$. સાયક્લોપ્રોપાઇલમિથાઇલ કાર્બોકેટાયન $(a)$ 'બેન્ટ બોન્ડ્સ' અથવા $\sigma$-કોન્જુગેશનની ઘટના દ્વારા સ્થિર થાય છે,જ્યાં સાયક્લોપ્રોપેન વલયના ઇલેક્ટ્રોન કાર્બોકેટાયનની ખાલી $p$-ઓર્બિટલ સાથે ઓવરલેપ થાય છે.
$3$. $1$-મિથાઇલસાયક્લોહેક્સ-$2$-ઇન-$1$-ાઇલ કેટાયન $(b)$ નજીકના દ્વિબંધ સાથે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$4$. $1$-મિથાઇલસાયક્લોહેક્સાઇલ કેટાયન $(d)$ એ તૃતીયક કાર્બોકેટાયન છે જે માત્ર હાઇપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ અસરો દ્વારા સ્થિર થાય છે.
આમ,સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ $c > a > b > d$ છે.

(B) $2-$ક્લોરોપેન્ટેનના ક્લોરિનેશનમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુ દૂર થઈને મુક્ત મુલક મધ્યવર્તી બને છે.
$2,3-$ડાયક્લોરોપેન્ટેન બનવાની પ્રક્રિયામાં,$C-3$ સ્થાન પરથી હાઇડ્રોજન દૂર થાય છે.
પરિણામે $C-3$ કાર્બન પર બનતો મુક્ત મુલક $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
$sp^2$ સંકરણ ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ ત્રિકોણીય સમતલીય (Trigonal planar) ભૂમિતિ ધરાવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $B$ સાચો છે.

(B) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ જૂથો અથવા અણુઓની હાજરી દ્વારા વધે છે જે રેઝોનન્સ અથવા ઇન્ડક્ટિવ અસરો દ્વારા ધન વીજભારને સ્થિર કરી શકે છે.
વિકલ્પ $B$ માં,$-OH$ જૂથ કાર્બોકેટાયન કેન્દ્રની બાજુના કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે. $-OH$ જૂથના ઓક્સિજન અણુ પાસે ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક જોડી (lone pairs) હોય છે જે રેઝોનન્સમાં ભાગ લઈ શકે છે,જે કાર્બોકેટાયનને ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા આપીને તેને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
વિકલ્પ $A$,$C$,અને $D$ માં,$-OH$ જૂથ કાં તો ગેરહાજર છે અથવા નોંધપાત્ર રેઝોનન્સ સ્થિરતા પ્રદાન કરવા માટે ખૂબ દૂર છે. $C$ માં,$-OH$ જૂથ એવા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે જે સીધો કાર્બોકેટાયન સાથે જોડાયેલ છે,પરંતુ વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન અણુની ઇન્ડક્ટિવ અસર વાસ્તવમાં કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર બનાવે છે. $B$ માં,ઓક્સિજન પરની અબંધકારક જોડીની રેઝોનન્સ અસર ઇન્ડક્ટિવ અસર કરતા વધારે હોય છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થાયી બનાવે છે.

(B) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ અને ઇન્ડક્ટિવ અસરો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આપેલ બંધારણોમાં,વિકલ્પ $B$ માં રહેલો કાર્બોકેટાયન એ તૃતીયક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન છે જ્યાં ધન વીજભાર બે દ્વિબંધો સાથેના રેઝોનન્સ અને $CH_3$ સમૂહની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ઇન્ડક્ટિવ અસર દ્વારા સ્થિર થાય છે.
ચોક્કસપણે,ધન વીજભાર સીધા $CH_3$ સમૂહ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર સ્થિત છે,જે હાયપરકોન્જુગેશન અને રેઝોનન્સ દ્વારા મહત્તમ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
તેથી,વિકલ્પ $B$ માં રહેલો કાર્બોકેટાયન સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(D) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ,હાયપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ જેવા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. $CH_3-CH_2^+$ એ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન છે,જે સૌથી ઓછું સ્થાયી છે.
$2$. $CH_2=CH-CH_2^+$ એ એલાઈલ કાર્બોકેટાયન છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$3$. $(CH_3)_2CH^+$ એ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન છે,જે હાયપરકોન્જુગેશન અને બે મિથાઈલ ગ્રુપની ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$4$. $C_6H_5-CH_2^+$ એ બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન છે,જે ફિનાઈલ રિંગ સાથેના રેઝોનન્સ દ્વારા ખૂબ જ સ્થાયી થાય છે. ધન વીજભાર સમગ્ર એરોમેટિક રિંગ પર વિસ્તરેલો હોવાથી,તે અન્ય વિકલ્પો કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધુ સ્થાયી છે.

(C) દરેક વિકલ્પનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$: કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ: $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ} > \text{methyl}$. તેથી,$(CH_3)_3C^{+} > (CH_3)_2CH^{+} > CH_3CH_2^+ > CH_3^+$ સાચું છે.
$B$: કાર્બેનાયનની સ્થિરતા કાર્બન પરમાણુના $s$-લક્ષણના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. $sp$ સંકરણ ધરાવતો કાર્બન $(C \equiv C^-)$ $50\%$ $s$-લક્ષણ ધરાવે છે,$sp^2$ $(C=C^-)$ $33.3\%$ અને $sp^3$ $(C-C^-)$ $25\%$ ધરાવે છે. વધુ $s$-લક્ષણ કાર્બનને વધુ વિદ્યુતઋણ બનાવે છે,જે ઋણ વીજભારને સ્થિર કરે છે. તેથી,આ ક્રમ સાચો છે.
$C$: હાઇડ્રોજનેશનની ઉષ્મા એ આલ્કીનની સ્થિરતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન વધુ સ્થિર હોય છે અને તેની હાઇડ્રોજનેશન ઉષ્મા ઓછી હોય છે. સ્થિરતાનો ક્રમ $2\text{-methylbut-2-ene} > 2\text{-methylbut-1-ene} > 3\text{-methylbut-1-ene}$ છે. તેથી,હાઇડ્રોજનેશન ઉષ્માનો ક્રમ $3\text{-methylbut-1-ene} > 2\text{-methylbut-1-ene} > 2\text{-methylbut-2-ene}$ હોવો જોઈએ. આ વિકલ્પ ખોટો છે.
$D$: દહન ઉષ્મા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યાના સમપ્રમાણમાં અને આઇસોમરની સ્થિરતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. આઇસોમર્સ માટે,વધુ શાખિત આઇસોમર વધુ સ્થિર હોય છે અને તેની દહન ઉષ્મા ઓછી હોય છે. $n\text{-butane}$ એ આઇસોબ્યુટેન કરતા ઓછું સ્થિર છે,તેથી તેની દહન ઉષ્મા વધુ છે. આ સાચું છે.

(A) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ,હાઇપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ અસરો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ટ્રિસ(સાયક્લોપ્રોપાઇલ)મિથાઇલ કાર્બોકેટાયન $\sigma$-રેઝોનન્સ (જેને બેન્ટ બોન્ડ રેઝોનન્સ પણ કહેવાય છે) ની ઘટનાને કારણે અત્યંત સ્થિર છે,જ્યાં સાયક્લોપ્રોપાઇલ વલયોના ઇલેક્ટ્રોન કાર્બોકેટાયનની ખાલી $p$-ઓર્બિટલમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
આ અસર $Ph_3C^{+}$ માં ફિનાઇલ વલયો દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી રેઝોનન્સ સ્થિરતા કરતા ઘણી વધારે છે.

(C) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા $+I$ અસર અને હાઇપરકોન્જુગેશન દ્વારા વધે છે,અને $-I$ અસર દ્વારા ઘટે છે.
$CH_3-CH_2-CH_2^+$ $(d)$ માં,ઇથાઇલ ગ્રુપ $+I$ અસર આપે છે,જે ધન વીજભારને સ્થિર કરે છે.
$F-CH_2-CH_2^+$ $(b)$ અને $Br-CH_2-CH_2^+$ $(c)$ માં,હેલોજન $-I$ અસર દર્શાવે છે,જે કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર બનાવે છે.
$F$ એ $Br$ કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ હોવાથી,તેની $-I$ અસર વધુ પ્રબળ છે,તેથી $(b)$ એ $(c)$ કરતા ઓછું સ્થિર છે.
$CH_3^+$ $(a)$ એ મિથાઇલ કાર્બોકેટાયન છે,જે $(d)$ અને $(c)$ જેવા પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન કરતા ઓછું સ્થિર છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ઘટતો ક્રમ $d > c > b > a$ છે.

(A) એનાયનની સ્થિરતા ઋણ વીજભાર ધરાવતા પરમાણુની વિદ્યુતઋણતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
સમાન આવર્ત $(C, N, O)$ ના તત્વો માટે,વિદ્યુતઋણતા વધવાની સાથે સ્થિરતા વધે છે: $CH_3^{\Theta} < NH_2^{\Theta} < OH^{\Theta}$.
સમાન સમૂહના તત્વોની સરખામણી કરતી વખતે,પરમાણુનું કદ મુખ્ય પરિબળ છે. $Cl^{\Theta}$ એ $O^{\Theta}, N^{\Theta}$ અથવા $C^{\Theta}$ કરતા ઘણું મોટું છે,જે ઋણ વીજભારને મોટા કદ પર ફેલાવવાની મંજૂરી આપે છે,જેનાથી $Cl^{\Theta}$ સૌથી વધુ સ્થિર એનાયન બને છે.
તેથી,સ્થિરતાનો ઉતરતો ક્રમ $Cl^{\Theta} > OH^{\Theta} > NH_2^{\Theta} > CH_3^{\Theta}$ છે.

(A) વિકલ્પ $A$ માં આપેલ અણુ સાયક્લોબ્યુટાડાઈન છે. તે $4n \pi$ ઈલેક્ટ્રોન સિસ્ટમ ($n=1$,કુલ $4 \pi$ ઈલેક્ટ્રોન) છે,જે તેને હ્યુકેલના નિયમ મુજબ એન્ટી-એરોમેટિક બનાવે છે. એન્ટી-એરોમેટિક સંયોજનો અત્યંત અસ્થિર અને પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે,તેથી તે ઓરડાના તાપમાને સ્થાયી અણુ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવી શકતા નથી. અન્ય વિકલ્પો સ્થાયી અથવા પ્રમાણમાં સ્થાયી પ્રજાતિઓ દર્શાવે છે.

(C) સાચો જવાબ $(c)$ છે.
$Ph-CH^+-CH=CH_2$ એ સૌથી વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન છે કારણ કે તે ફિનાઈલ રિંગ અને વિનાઈલ ગ્રુપ $(-CH=CH_2)$ બંને સાથે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
આ વિસ્તૃત કોન્જુગેશન અન્ય વિકલ્પોની તુલનામાં ધન વીજભારનું વધુ સારું વિસ્થાનિકરણ કરે છે.

(C) $1$. કાર્બોકેટાયન $(Ph_3C^+ > Ph_2CH^+ > PhCH_2^+)$ માટે,રેઝોનન્સને કારણે ફિનાઈલ ગ્રુપની સંખ્યા વધતા સ્થિરતા વધે છે. આ ક્રમ સાચો છે.
$2$. કાર્બન મુક્ત મુલક $(Ph_3C^• > Ph_2CH^• > PhCH_2^•)$ માટે,રેઝોનન્સને કારણે ફિનાઈલ ગ્રુપની સંખ્યા વધતા સ્થિરતા વધે છે. આ ક્રમ સાચો છે.
$3$. કાર્બેનાયન $(PhCH_2^- > Ph_2CH^- > Ph_3C^-)$ માટે,ફિનાઈલ ગ્રુપની સંખ્યા વધતા સ્થિરતા ઘટે છે. તેથી,$PhCH_2^- > Ph_2CH^- > Ph_3C^-$ એ સાચો ક્રમ છે.
$4$. તેથી,વિકલ્પ $C$ $(PhCH_2^- < Ph_2CH^- < Ph_3C^-)$ એ ખોટો ક્રમ છે.

(D) $3,3$-ડાયમિથાઈલબ્યુટાઈલ કેટાયનનું $2,3$-ડાયમિથાઈલ-$2$-બ્યુટાઈલ કેટાયનમાં પુનઃગોઠવણી બે તબક્કામાં થાય છે:
$1.$ $1,2-H^-$ શિફ્ટ: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_2^+ \to CH_3-C(CH_3)_2-CH^+-CH_3$ (પ્રાથમિકથી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન).
$2.$ $1,2-CH_3^-$ શિફ્ટ: $CH_3-C(CH_3)_2-CH^+-CH_3 \to CH_3-C^+(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$ (દ્વિતીયકથી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન).
તેથી,માત્ર $1$ હાઈડ્રાઈડ $(H^-)$ શિફ્ટ સામેલ છે.

(A) આપેલ કાર્બોકેટાયન $1^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન છે: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_2^+$.
પગલું $1$: પાડોશી $2^{\circ}$ કાર્બન પરથી $1^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન પર $1,2-$ હાઇડ્રાઇડ શિફ્ટ થાય છે,જેના પરિણામે વધુ સ્થાયી $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન મળે છે: $CH_3-CH(CH_3)-C^+(CH_3)-CH_3$.
પગલું $2$: પાડોશી $3^{\circ}$ કાર્બન પરથી $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન પર $1,2-$ મિથાઇલ શિફ્ટ થાય છે,જેના પરિણામે સૌથી વધુ સ્થાયી $3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન મળે છે: $CH_3-C^+(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$.
આમ,સૌથી વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન મેળવવા માટે કુલ $2$ શિફ્ટ ($1$ હાઇડ્રાઇડ શિફ્ટ અને $1$ મિથાઇલ શિફ્ટ) થાય છે.

(A) હોમોલિટીક બંધ વિભાજન (બંધ વિયોજન ઉર્જા) માટે જરૂરી ઉર્જા એ પરિણામી મુક્ત મુલકની સ્થિરતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. $H_a$ ના હોમોલિસિસથી એલાઈલિક મુક્ત મુલક મળે છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$2$. $H_b$ ના હોમોલિસિસથી વિનાઈલિક મુક્ત મુલક મળે છે,જે $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બનને કારણે ખૂબ જ અસ્થિર હોય છે.
$3$. $H_c$ ના હોમોલિસિસથી એલાઈલિક મુક્ત મુલક મળે છે,જે પણ રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$H_a$ અને $H_c$ ની સરખામણી કરતા,$H_a$ એવા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે જે દ્વિબંધની સાપેક્ષમાં એલાઈલિક છે,અને પરિણામી મુલક વિસ્તૃત સંયુગ્મન (conjugation) ને કારણે વધુ સ્થિર છે. તેથી,$C-H_a$ બંધ તોડવા માટે લઘુત્તમ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.

(B) કાર્બોકેટાયનની પુનઃરચના વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે થાય છે.
$A$. આઇસોબ્યુટાઇલ કાર્બોકેટાયન $(CH_3)_2CH-CH_2^+$ એ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન છે જે $1,2$-હાઇડ્રાઇડ શિફ્ટ દ્વારા વધુ સ્થિર તૃતીયક કાર્બોકેટાયન $(CH_3)_2C^+-CH_3$ બનાવે છે.
$B$. $1$-ફિનાઇલ-$1$-પ્રોપાઇલ કાર્બોકેટાયન $(Ph-CH^+-CH_2-CH_3)$ પહેલેથી જ ફિનાઇલ રિંગ દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા ધરાવે છે અને તે દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન છે. તે વધુ સ્થિર હોવાથી પુનઃરચના પામતું નથી.
$C$. $2$-ઇથાઇલસાયક્લોહેક્સાઇલ કાર્બોકેટાયન દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન છે જે રિંગ વિસ્તરણ અથવા હાઇડ્રાઇડ શિફ્ટ દ્વારા વધુ સ્થિર બની શકે છે.
$D$. $2-(1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોનેપ્થાલિન-$2$-ાઇલ)ઇથાઇલ કાર્બોકેટાયન પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન છે જે પુનઃરચના પામી શકે છે.
તેથી,$1$-ફિનાઇલ-$1$-પ્રોપાઇલ કાર્બોકેટાયન પુનઃરચના પામશે નહીં.

(C) કાર્બન મુક્ત મુલકોની સ્થિરતા સંસ્પંદન (resonance) અને અતિસંયુગ્મન (hyperconjugation) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$A$ એ એલાઈલિક મુલક છે,જે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$B$ પણ એલાઈલિક મુલક છે,જે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$C$ એ દ્વિતીયક આલ્કાઈલ મુલક છે,જે અતિસંયુગ્મન દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$D$ એ તૃતીયક આલ્કાઈલ મુલક છે,જે મહત્તમ અતિસંયુગ્મનને કારણે આલ્કાઈલ મુલકોમાં સૌથી વધુ સ્થાયી છે.
આમ,સાયક્લોહેક્સિલ મુલક $(C)$ એ એલાઈલિક મુલકો ($A$ અને $B$) અને તૃતીયક મુલક $(D)$ કરતા ઓછો સ્થાયી છે. આપેલા વિકલ્પોમાં,સાયક્લોહેક્સિલ મુલક $(C)$ સૌથી ઓછો સ્થાયી છે કારણ કે તેમાં સંસ્પંદન સ્થિરતાનો અભાવ છે.

(B) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ,હાઇપરકોન્જુગેશન અને એરોમેટિકતા જેવા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયેનાઇલ કાર્બોકેટાયન (ટ્રોપિલિયમ આયન) એ ચક્રીય,સમતલીય અને સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત સિસ્ટમ છે જેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન ($4n+2$ નિયમ મુજબ,જ્યાં $n=1$) હોય છે,જે તેને એરોમેટિક બનાવે છે.
$2$. એરોમેટિક સંયોજનો $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાનિકરણને કારણે અત્યંત સ્થાયી હોય છે.
$3$. અન્ય વિકલ્પો બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન છે,જે બેન્ઝીન રિંગ સાથેના રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થાયી થાય છે,પરંતુ તે પોતે એરોમેટિક નથી.
$4$. તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં ટ્રોપિલિયમ આયન સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(D) બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા બેન્ઝીન રિંગ પર હાજર વિસ્થાપક દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા આપીને કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા વધારે છે,જ્યારે ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(EWG)$ ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચીને સ્થિરતા ઘટાડે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં:
$1$. $p$-મિથાઈલબેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયનમાં $-CH_3$ ગ્રુપ છે,જે ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ ($+I$ અને હાઈપરકોન્જુગેશન) છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થાયી બનાવે છે.
$2$. $p$-ફ્લોરોબેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયનમાં $-F$ ગ્રુપ છે,જે પ્રેરક અસર $(-I)$ દ્વારા નબળું ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ છે પરંતુ રેઝોનન્સ $(+M)$ દ્વારા ઈલેક્ટ્રોન આપી શકે છે.
$3$. $p$-સાયનોબેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયનમાં $-CN$ ગ્રુપ છે,જે મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ ($-I$ અને $-M$) છે.
$4$. $p$-નાઈટ્રોબેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયનમાં $-NO_2$ ગ્રુપ છે,જે ખૂબ જ મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ ($-I$ અને $-M$) છે.
કારણ કે $-NO_2$ ગ્રુપ $-CN$ ગ્રુપ કરતા વધુ મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ છે,તેથી $p$-નાઈટ્રોબેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછો સ્થાયી છે.

(C) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ,હાઈપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ અસરો જેવા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$A$: સાયક્લોહેક્સિલ કાર્બોકેટાયન એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કાઈલ કાર્બોકેટાયન છે જેમાં કોઈ રેઝોનન્સ સ્થિરતા નથી.
$B$: સાયક્લોહેક્સ$-2-$ઈન$-1-$ઈલ કાર્બોકેટાયન એ એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન છે,જે બાજુના દ્વિબંધ સાથે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$C$: સાયક્લોહેક્સા$-2,4-$ડાઈઈન$-1-$ઈલ કાર્બોકેટાયન એ કોન્જુગેટેડ ડાઈઈનાઈલ કાર્બોકેટાયન છે. તેમાં $B$ માં રહેલા એલાઈલિક કાર્બોકેટાયનની તુલનામાં વધુ રેઝોનન્સ બંધારણો છે,જે ધન વીજભારના વિસ્તૃત વિસ્થાનિકરણને કારણે તેને વધુ સ્થાયી બનાવે છે.
$D$: ફિનાઈલ કાર્બોકેટાયન એ $sp$-હાઈબ્રિડાઈઝ્ડ કાર્બોકેટાયન છે જેમાં ધન વીજભાર વલય પર હોય છે,જે $sp$-હાઈબ્રિડાઈઝ્ડ કાર્બનની ઊંચી વિદ્યુતઋણતાને કારણે અત્યંત અસ્થાયી છે.
આમ,$C$ માં રહેલી કોન્જુગેટેડ સિસ્ટમમાં રેઝોનન્સ સ્થિરતા તેને આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ સ્થાયી બનાવે છે.

(A) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપકોના ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અથવા ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ સ્વભાવ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
$1$. $p-methoxybenzyl$ કાર્બોકેટાયનમાં $-OCH_3$ સમૂહ પ્રબળ $+M$ (મેસોમેરિક) અસર દર્શાવે છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા ધન વીજભારને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
$2$. $p-methylbenzyl$ કાર્બોકેટાયનમાં $-CH_3$ સમૂહ $+I$ (પ્રેરક) અસર અને હાઇપરકોન્જુગેશન દ્વારા સ્થિરતા આપે છે.
$3$. $p-nitrobenzyl$ કાર્બોકેટાયનમાં $-NO_2$ સમૂહ એક પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ સમૂહ ($-M$ અને $-I$ અસરો) છે,જે કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર બનાવે છે.
$4$. અવિસ્થાપિત $benzyl$ કાર્બોકેટાયનમાં માત્ર બેન્ઝીન રિંગમાંથી રેઝોનન્સ સ્થિરતા મળે છે.
આની સરખામણી કરતા,$-OCH_3$ સમૂહની $+M$ અસર કાર્બોકેટાયનને સૌથી વધુ સ્થિરતા આપે છે. તેથી,$p-methoxybenzyl$ કાર્બોકેટાયન સૌથી વધુ સ્થાયી છે.

(A) કાર્બોકેટાયન્સની સ્થિરતા ઇલેક્ટ્રોનિક અસરો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$1$. મેસોમેરિક અસર $(+M)$: $-NH-$ અને $-OCH_3$ જેવા સમૂહો રેઝોનન્સ દ્વારા લોન પેર દાન કરીને કાર્બોકેટાયનને સ્થિર કરે છે. નાઇટ્રોજનની $+M$ અસર ઓક્સિજન કરતા વધુ મજબૂત હોય છે કારણ કે નાઇટ્રોજન ઓછો વિદ્યુતઋણ છે,તેથી $(iii)$ એ $(i)$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
$2$. હાઇપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ અસર $(+I)$: આલ્કાઇલ સમૂહો કાર્બોકેટાયનને સ્થિર કરે છે. તૃતીયક કાર્બોકેટાયન $(ii)$ એ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(iv)$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
આમ,સ્થિરતાનો સાચો ક્રમ $(iii) > (i) > (ii) > (iv)$ છે.

(D) $:CCl_2$ ને ડાયક્લોરોકાર્બીન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે કાર્બન પરમાણુની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોનના અષ્ટક કરતા ઓછા (sextet) ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતી તટસ્થ સ્પીસીઝ છે,જે તેને ઇલેક્ટ્રોફાઇલ બનાવે છે.
જ્યારે ફિનોલ બેઝની હાજરીમાં ક્લોરોફોર્મ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે રાઇમર-ટીમેન પ્રક્રિયામાં તે એક પ્રતિક્રિયાશીલ મધ્યવર્તી તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(A) આપેલા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ,એરોમેટિકતા અને સંકરણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$(i)$ સાયક્લોપ્રોપેનાઈલ કેટાયન એરોમેટિક છે ($2\pi$ ઇલેક્ટ્રોન,હકલનો નિયમ),જે તેને ખૂબ જ સ્થિર બનાવે છે.
(ii) બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2^+)$ બેન્ઝીન રિંગ સાથેના રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
(iii) એલાઈલ કાર્બોકેટાયન $(CH_2=CH-CH_2^+)$ દ્વિબંધ સાથેના રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
(iv) વિનાઈલ કાર્બોકેટાયન $(CH_2=CH^+)$ ખૂબ જ અસ્થિર છે કારણ કે ધન વીજભાર $sp$-સંકરિત કાર્બન પર છે,જે વધુ વિદ્યુતઋણ છે.
તેમની સ્થિરતાની સરખામણી કરતા:
- $(i)$ એરોમેટિક છે,તેથી તે સૌથી વધુ સ્થિર છે.
- $(ii)$ બેન્ઝીન રિંગ દ્વારા રેઝોનન્સ-સ્થિર છે,જે સાદા એલાઈલ કેટાયન $(iii)$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
- $(iii)$ રેઝોનન્સ-સ્થિર છે.
- $(iv)$ $sp$-સંકરિત કાર્બનને કારણે સૌથી ઓછું સ્થિર છે.
આમ,સાચો ક્રમ $(i) > (ii) > (iii) > (iv)$ છે.

(A) કાર્બેનાયન્સની સ્થિરતા ઋણ વીજભાર ધરાવતા કાર્બન પરમાણુના સંકરણ પર આધાર રાખે છે. વિદ્યુતઋણતાનો ક્રમ $sp > sp^2 > sp^3$ છે. વધુ વિદ્યુતઋણતા ઋણ વીજભારની સ્થિરતા વધારે છે.
$(a)$ $R-C \equiv C^-$: ઋણ વીજભાર $sp$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ પર છે.
$(b)$ ફિનાઈલ કાર્બેનાયન $(C_6H_5^-)$: ઋણ વીજભાર $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ પર છે અને તે એરોમેટિક વલયમાં વિસ્થાનિકૃત (delocalized) છે.
$(c)$ $R_2C=CH^-$: ઋણ વીજભાર $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ પર છે.
$(d)$ $R_3C-CH_2^-$: ઋણ વીજભાર $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ પર છે.
આમ,સાચો સ્થિરતાનો ક્રમ $(a) > (b) > (c) > (d)$ છે.