Reactive Intermediates Questions in Hindi

(C) $(I)$ $CH_3O-CH_2^+$ ऑक्सीजन पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण अनुनाद द्वारा स्थिर होता है,जो इसे प्राथमिक कार्बोनियम आयन $CH_3-CH_2^+$ से अधिक स्थिर बनाता है। कथन $(I)$ सही है।
$(II)$ $Me_2CH^+$ एक द्वितीयक कार्बोनियम आयन है,जो अतिसंयुग्मन और प्रेरणिक प्रभाव के कारण प्राथमिक कार्बोनियम आयन $CH_3-CH_2-CH_2^+$ से अधिक स्थिर है। कथन $(II)$ सही है।
$(III)$ $CH_2=CH-CH_2^+$ एक एलिल कार्बोनियम आयन है,जो अनुनाद द्वारा स्थिर होता है,जो इसे प्राथमिक कार्बोनियम आयन $CH_3-CH_2-CH_2^+$ से अधिक स्थिर बनाता है। कथन $(III)$ सही है।
$(IV)$ $CH_2=CH^+$ एक विनाइलिक कार्बोनियम आयन है जिसमें धनात्मक आवेश $sp$-संकरित कार्बन पर होता है। यह $sp^3$-संकरित प्राथमिक कार्बोनियम आयन $CH_3-CH_2^+$ की तुलना में अत्यधिक अस्थिर है। कथन $(IV)$ गलत है।
अतः,कथन $(I), (II)$ और $(III)$ सही हैं।

(A) दिए गए कार्बोकेशन की स्थिरता निर्धारित करने के लिए,हम इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों का विश्लेषण करते हैं:
$I$: कार्बोकेशन एक ऑक्सीजन परमाणु के बगल में है जिसके पास लोन पेयर हैं,जो मजबूत अनुनाद स्थिरता ($+M$ प्रभाव) प्रदान करता है। यह सबसे अधिक स्थिर है।
$IV$: $I$ की तरह,यह कार्बोकेशन भी ऑक्सीजन परमाणु के बगल में है,जो अनुनाद स्थिरता प्रदान करता है।
$III$: यह एक द्वितीयक $(2^{\circ})$ कार्बोकेशन है,जो हाइपरकंजुगेशन और प्रेरक प्रभावों $(+I)$ द्वारा स्थिर होता है।
$II$: यह एक प्राथमिक $(1^{\circ})$ कार्बोकेशन है,जो दिए गए विकल्पों में सबसे कम स्थिर है।
इस प्रकार,सही क्रम $I > IV > III > II$ है।

(B) पेरोक्साइड प्रभाव (खाराश प्रभाव) केवल $HBr$ के साथ देखा जाता है,$HCl$ या $HI$ के साथ नहीं।
अभिक्रिया $P$ में,प्रोपीन के साथ $HCl$ का इलेक्ट्रॉनस्नेही योग मार्कोवनिकोव नियम का पालन करता है,जिससे स्थिर द्वितीयक कार्बधनायन मध्यवर्ती $CH_3-CH^{+}CH_3$ बनता है।
अभिक्रिया $Q$ में,पेरोक्साइड की उपस्थिति के बावजूद,$HCl$ मुक्त-मूलक योग अभिक्रिया नहीं देता है क्योंकि $H-Cl$ की बंध वियोजन ऊर्जा बहुत अधिक होती है।
इसलिए,अभिक्रिया $Q$ भी इलेक्ट्रॉनस्नेही योग क्रियाविधि द्वारा आगे बढ़ती है और समान द्वितीयक कार्बधनायन मध्यवर्ती $CH_3-CH^{+}CH_3$ बनाती है।

(D) कार्बोकैटायन की स्थिरता अनुनाद (resonance) और प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) जैसे कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है।
$I$ एक एथिल कार्बोकैटायन $(CH_3-CH_2^+)$ है,जो एक प्राथमिक $(1^{\circ})$ कार्बोकैटायन है और केवल एक मिथाइल समूह के प्रेरणिक प्रभाव द्वारा स्थिर होता है।
$II$ एक आइसोप्रोपिल कार्बोकैटायन $((CH_3)_2CH^+)$ है,जो एक द्वितीयक $(2^{\circ})$ कार्बोकैटायन है और दो मिथाइल समूहों के प्रेरणिक प्रभाव और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) द्वारा स्थिर होता है।
$III$ एक बेंजाइल कार्बोकैटायन $(Ph-CH_2^+)$ है,जो फेनिल रिंग के साथ अनुनाद द्वारा अत्यधिक स्थिर होता है।
उनकी स्थिरता की तुलना करने पर: $III$ में अनुनाद स्थिरता इसे सबसे अधिक स्थिर बनाती है। $I$ और $II$ के बीच,द्वितीयक कार्बोकैटायन $II$,प्राथमिक कार्बोकैटायन $I$ की तुलना में अधिक अतिसंयुग्मन और प्रेरणिक प्रभाव के कारण अधिक स्थिर है।
अतः,स्थिरता का घटता क्रम $III > II > I$ है।

(C) कार्बेनायन की स्थिरता $-I$ और $-M$ प्रभावों के माध्यम से इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों $(EWG)$ द्वारा बढ़ जाती है।
$1$. $(IV)$ में कोई प्रतिस्थापी नहीं है,केवल फेनिल रिंग अनुनाद स्थिरता प्रदान करती है।
$2$. $(I)$,$(II)$,और $(III)$ में $-CN$ समूह मौजूद है,जो एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ और $-M$ प्रभाव) है।
$3$. $(III)$ $(p-CN)$ में,$-CN$ समूह $-I$ और $-M$ दोनों प्रभाव डालता है,जो अनुनाद के माध्यम से अधिकतम स्थिरता प्रदान करता है।
$4$. $(I)$ $(o-CN)$ में,$-CN$ समूह $-I$ और $-M$ दोनों प्रभाव डालता है,लेकिन यह ऋणात्मक आवेश के करीब है,जिससे यह मजबूत $-I$ प्रभाव के कारण अत्यधिक स्थिर हो जाता है।
$5$. $(II)$ $(m-CN)$ में,$-CN$ समूह केवल $-I$ प्रभाव डालता है क्योंकि मेटा स्थिति पर अनुनाद प्रभाव $(-M)$ कार्य नहीं करता है।
प्रभावों की तुलना करने पर:
- $(III)$ $(p-CN)$ और $(I)$ $(o-CN)$,$(II)$ $(m-CN)$ से अधिक स्थिर हैं क्योंकि इनमें अतिरिक्त $-M$ प्रभाव होता है।
- $(I)$ और $(III)$ के बीच,ऑर्थो-प्रभाव और $-CN$ समूह की निकटता के कारण $(I)$ सबसे अधिक स्थिर है।
- अतः,क्रम $(I) > (III) > (II) > (IV)$ है।

(C) मुक्त मूलकों की स्थिरता प्रतिस्थापन की मात्रा और अनुनाद (resonance) स्थिरता पर निर्भर करती है।
$(A)$ एक प्राथमिक $(1^{\circ})$ अल्काइल मुक्त मूलक है: $R-CH_2•$।
$(B)$ एक द्वितीयक $(2^{\circ})$ अल्काइल मुक्त मूलक है: $R-CH(CH_3)•$। हाइपरकंजुगेशन और प्रेरक प्रभाव के कारण द्वितीयक मूलक प्राथमिक मूलकों की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं।
$(C)$ एक एलाइलिक मुक्त मूलक है: $Cyclohexylidene-CH-CH_2•$। यह मूलक निकटवर्ती द्वि-आबंध द्वारा अनुनाद-स्थिर होता है,जो इसे तीनों में सबसे अधिक स्थिर बनाता है।
अतः,स्थिरता का घटता क्रम $C > B > A$ है।

(D) $1$. कार्बोकेशन के लिए $(Ph_3C^{+} > Ph_2CH^{+} > PhCH_2^{+})$,अनुनाद (resonance) के कारण फेनिल समूहों की संख्या बढ़ने पर स्थिरता बढ़ती है।
$2$. कार्बोनियन के लिए $(Ph_3C^{-} < Ph_2CH^{-} < PhCH_2^{-})$,फेनिल समूहों की संख्या बढ़ने पर स्थिरता घटती है।
$3$. मुक्त मूलकों (free radicals) के लिए $(Ph_3C^{\bullet} > Ph_2CH^{\bullet} > PhCH_2^{\bullet})$,अनुनाद के कारण स्थिरता बढ़ती है।
$4$. विकल्प $D$ गलत है क्योंकि कार्बोकेशन का सही स्थिरता क्रम $Ph_3C^{+} > Ph_2CH^{+} > PhCH_2^{+}$ है।

(C) कार्बोकेशन की स्थिरता का निर्धारण अनुनाद (resonance),अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) और प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) द्वारा किया जाता है।
$(i)$ और $(iii)$ कार्बोकेशन केंद्र के निकट ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) के कारण अनुनाद द्वारा स्थिर होते हैं। $(i)$ और $(iii)$ के बीच,$(i)$ में $(iii)$ $(3 \ \alpha-H)$ की तुलना में अधिक अतिसंयुग्मी हाइड्रोजन $(6 \ \alpha-H)$ होते हैं,जिससे $(i)$,$(iii)$ से अधिक स्थिर हो जाता है।
$(ii)$ और $(iv)$ एल्काइल कार्बोकेशन हैं जो अतिसंयुग्मन द्वारा स्थिर होते हैं। $(ii)$ एक द्वितीयक कार्बोकेशन है जिसमें $5 \ \alpha-H$ हैं,जबकि $(iv)$ एक प्राथमिक कार्बोकेशन है जिसमें $2 \ \alpha-H$ हैं। अतः,$(ii)$,$(iv)$ से अधिक स्थिर है।
इस प्रकार,स्थिरता का सही क्रम $(i) > (iii) > (ii) > (iv)$ है।

(B) बंध वियोजन ऊर्जा,होमोलिसिस के बाद बनने वाले मुक्त मूलक (free radical) की स्थिरता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$1$. बंध $z$ का होमोलिसिस एक विनाइलिक रेडिकल बनाता है,जो अत्यधिक अस्थिर होता है।
$2$. बंध $x$ का होमोलिसिस एक एलाइलिक रेडिकल बनाता है,जो हाइपरकंजुगेशन द्वारा स्थिर होता है।
$3$. बंध $y$ का होमोलिसिस एक ऐसा रेडिकल बनाता है जो रेजोनेंस और हाइपरकंजुगेशन दोनों द्वारा स्थिर होता है।
चूंकि रेडिकल की स्थिरता का क्रम $y > x > z$ है,इसलिए बंध वियोजन ऊर्जा का क्रम $z > x > y$ होगा।

(B) यह अभिक्रिया लुईस एसिड $SbCl_5$ द्वारा नॉन-एरोमैटिक यौगिक से दो क्लोराइड आयनों के निष्कासन को दर्शाती है।
$SbCl_5$ एक शक्तिशाली क्लोराइड आयन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है,जो स्थिर $SbCl_6^-$ ऋणायन बनाता है।
दो $Cl^-$ आयनों को हटाने से,वलय प्रणाली एक $cyclooctatetraenyl$ डिकैटायन $(C_8H_8^{2+})$ बनाती है।
इस डिकैटायन में $6$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन ($4n+2$ जहाँ $n=1$) होते हैं,जो इसे $Huckel$ के नियम के अनुसार एरोमैटिक बनाते हैं।
इसलिए,उत्पाद $p$ दो $SbCl_6^-$ प्रति-आयनों के साथ जुड़ा हुआ एरोमैटिक $cyclooctatetraenyl$ डिकैटायन है।

(B) कार्बोकेशन की स्थिरता निर्धारित करने के लिए,हम प्रेरक प्रभाव,अनुनाद और अतिसंयुग्मन पर विचार करते हैं।
$(A)$ $-OCH_3$ समूह के मजबूत $+M$ प्रभाव के कारण $CH_3-CH^+-OCH_3$,$CH_3-CH^+-CH_3$ की तुलना में अधिक स्थिर है।
$(B)$ $CH_3-CH_2-CH^+-CH_3$ एक द्वितीयक $(2^\circ)$ कार्बोकेशन है जिसमें $5$ $\alpha$-हाइड्रोजन हैं। $CH_2=CH-CH_2-CH_2^+$ एक प्राथमिक $(1^\circ)$ कार्बोकेशन है जिसमें $2$ $\alpha$-हाइड्रोजन हैं। पहला अधिक स्थिर है।
$(C)$ साइक्लोहेक्स$-1-$इनिलमिथाइल कार्बोकेशन,साइक्लोहेक्सिलमिथाइल कार्बोकेशन की तुलना में अधिक स्थिर है क्योंकि द्वि-आबंध कार्बोकेशन केंद्र के साथ संयुग्मित है,जो अनुनाद स्थिरता की अनुमति देता है।
$(D)$ नाइट्रोजन के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के मजबूत $+M$ प्रभाव के कारण $CH_3-N(CH_3)-C^+(CH_3)_2$,अल्काइल कार्बोकेशन की तुलना में अधिक स्थिर है।
अतः,जोड़े $(B)$ में,पहला आयन दूसरे की तुलना में अधिक स्थिर है।

(B) कार्बोकेशन की स्थिरता $\alpha$-हाइड्रोजन की संख्या (हाइपरकंजुगेशन) और इंडक्टिव प्रभाव द्वारा निर्धारित की जाती है।
$1$. कार्बोकेशन $3$ एक तृतीयक (tertiary) कार्बोकेशन है जिसमें $9 \alpha$-हाइड्रोजन हैं,जो इसे सबसे अधिक स्थिर बनाता है।
$2$. कार्बोकेशन $2$ एक द्वितीयक (secondary) कार्बोकेशन है जिसमें $6 \alpha$-हाइड्रोजन हैं।
$3$. कार्बोकेशन $5$ एक द्वितीयक (secondary) कार्बोकेशन है जिसमें $4 \alpha$-हाइड्रोजन हैं।
$4$. कार्बोकेशन $4$ एक प्राथमिक (primary) कार्बोकेशन है जिसमें $2 \alpha$-हाइड्रोजन और मिथाइल समूह का अतिरिक्त $+I$ प्रभाव है।
$5$. कार्बोकेशन $1$ एक प्राथमिक (primary) कार्बोकेशन है जिसमें $2 \alpha$-हाइड्रोजन हैं।
अतः,स्थिरता का क्रम $3 > 2 > 5 > 4 > 1$ है।

(D) बंध वियोजन ऊर्जा $C-H$ बंध के समांगी विखंडन (homolytic cleavage) के बाद बनने वाले मुक्त मूलक (free radical) की स्थिरता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$1$. बंध $3$ साइक्लोहेक्सेन रिंग पर तृतीयक $(3^{\circ})$ मूलक बनाता है,जो अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) और प्रेरणिक प्रभावों (inductive effects) के कारण सबसे अधिक स्थिर है।
$2$. बंध $1$ साइक्लोहेक्सेन रिंग पर द्वितीयक $(2^{\circ})$ मूलक बनाता है,जो $3^{\circ}$ मूलक से कम स्थिर है।
$3$. बंध $2$ मिथाइल समूह पर प्राथमिक $(1^{\circ})$ मूलक बनाता है,जो सबसे कम स्थिर है।
चूंकि मूलकों की स्थिरता का क्रम $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ}$ है,इसलिए बंध वियोजन ऊर्जा का क्रम $3 < 1 < 2$ है।

(C) आयनीकरण पर,यौगिक $A$ ($3$-ब्रोमो$-1-$मिथाइलसाइक्लोहेक्स$-1-$ईन) एक ब्रोमाइड आयन खोकर $1-$मिथाइलसाइक्लोहेक्स$-2-$ईन$-1-$इल धनायन बनाता है।
यौगिक $B$ ($4$-ब्रोमो$-1-$मिथाइलसाइक्लोहेक्स$-1-$ईन) एक ब्रोमाइड आयन खोकर $C4$ स्थिति पर एक द्वितीयक कार्बोकेशन बनाता है।
यह द्वितीयक कार्बोकेशन हाइड्राइड शिफ्ट के माध्यम से अधिक स्थिर एलिलिक $1-$मिथाइलसाइक्लोहेक्स$-2-$ईन$-1-$इल धनायन में परिवर्तित हो जाता है,जो यौगिक $A$ से बनने वाले मध्यवर्ती के समान है।
इसलिए,यौगिक $A$ और $B$ समान कार्बोकेशन उत्पन्न करते हैं।

(B) कार्बोकेशन की स्थिरता मुख्य रूप से हाइपरकंजुगेशन ($\alpha$-हाइड्रोजन की संख्या) और अनुनाद (resonance) प्रभावों द्वारा निर्धारित की जाती है।
$I$: यह एक विनाइल कार्बोकेशन है,जो धनावेशित कार्बन के $sp$ संकरण के कारण अत्यधिक अस्थिर है,इसलिए यह सबसे कम स्थिर है।
$II$: यह एक द्वितीयक $(2^{\circ})$ कार्बोकेशन है जिसमें $4 \ \alpha$-हाइड्रोजन हैं।
$III$: यह एक तृतीयक $(3^{\circ})$ कार्बोकेशन है जिसमें एक मिथाइल समूह है,जिसमें कुल $7 \ \alpha$-हाइड्रोजन हैं।
$IV$: यह एक द्वितीयक $(2^{\circ})$ कार्बोकेशन है जिसमें $1 \ \alpha$-हाइड्रोजन है।
$\alpha$-हाइड्रोजन की संख्या की तुलना करने पर:
$III$ $(7 \ \alpha-H)$ > $II$ $(4 \ \alpha-H)$ > $IV$ $(1 \ \alpha-H)$ > $I$ (विनाइल धनायन)।
अतः,स्थिरता का घटता क्रम $III > II > IV > I$ है।

(A) संभावित ऊर्जा आरेख में,वक्र का शीर्ष अधिकतम संभावित ऊर्जा की स्थिति को दर्शाता है,जो संक्रमण अवस्था $(T.S.)$ के अनुरूप है।
इसलिए,बिंदु $X$ एक संक्रमण अवस्था को दर्शाता है।

(A) $II$ सबसे अधिक स्थिर है क्योंकि इसमें विस्तारित संयुग्मन के कारण अधिक अनुनादी संरचनाएं हैं।
$III$ अनुनाद के कारण स्थिर है।
$I$ में कोई अनुनाद स्थिरता नहीं है।
$IV$ एंटी-एरोमैटिक है ($4n$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,अर्थात वलय में $4$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन),जो इसे सबसे कम स्थिर बनाता है।
अतः,स्थिरता का क्रम $II > III > I > IV$ है।

(B) स्थिरता का निर्धारण एरोमैटिकता,अनुनाद और प्रेरणिक प्रभावों द्वारा किया जाता है।
$(i)$ साइक्लोप्रोपेनाइल धनायन एरोमैटिक है ($2\pi$ इलेक्ट्रॉन),जबकि साइक्लोप्रोपेनाइल ऋणायन एंटी-एरोमैटिक है ($4\pi$ इलेक्ट्रॉन)। अतः,पहला अधिक स्थिर है।
$(ii)$ साइक्लोपेंटाडाइनाइल धनायन एंटी-एरोमैटिक है ($4\pi$ इलेक्ट्रॉन),जबकि साइक्लोपेंटाडाइनाइल ऋणायन एरोमैटिक है ($6\pi$ इलेक्ट्रॉन)। अतः,दूसरा अधिक स्थिर है।
$(iii)$ साइक्लोहेप्टाट्राइनाइल धनायन एरोमैटिक है ($6\pi$ इलेक्ट्रॉन),जबकि साइक्लोहेप्टाट्राइनाइल ऋणायन एंटी-एरोमैटिक है ($8\pi$ इलेक्ट्रॉन)। अतः,पहला अधिक स्थिर है।
$(iv)$ $-OH$ समूह वाला कार्बधनायन अनुनाद द्वारा स्थिर होता है,जबकि $-CH_3$ समूह वाला कार्बधनायन केवल अतिसंयुग्मन और प्रेरणिक प्रभाव द्वारा स्थिर होता है। अतः,पहला अधिक स्थिर है।
इसलिए,केवल युग्म $(ii)$ में दूसरा आयन पहले की तुलना में अधिक स्थिर है।

(B) यह डायनियन एक $\beta$-डाइकार्बोनिल यौगिक का एनोलेट व्युत्पन्न है। दोनों ऑक्सीजन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक वातावरण अलग-अलग हैं। बाईं ओर का ऑक्सीजन एक एनोलेट प्रणाली का हिस्सा है जो अधिक संयुग्मित (conjugated) है और इसलिए एक आयन के रूप में अधिक स्थिर है। दाईं ओर का ऑक्सीजन एक ऐसी प्रणाली का हिस्सा है जो एक आयन के रूप में कम स्थिर है,जिससे यह एक मजबूत क्षार (base) बन जाता है। इस सिद्धांत के अनुसार कि मजबूत क्षार अम्ल के साथ प्राथमिकता से प्रतिक्रिया करता है,दाईं ओर का ऑक्सीजन अधिक स्थिर उत्पाद बनाने के लिए पहले प्रोटोनेटेड होगा।

(C) मुक्त कणों (free radicals) की स्थिरता अनुनाद (resonance),अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) और प्रेरणिक प्रभावों (inductive effects) द्वारा निर्धारित की जाती है।
$1$. रेडिकल $2$ बेंजाइलिक है,जो फेनिल $(Ph)$ समूह के साथ अनुनाद द्वारा अत्यधिक स्थिर होता है।
$2$. रेडिकल $4$ एलिलिक है,जो निकटवर्ती द्वि-आबंध के साथ अनुनाद द्वारा स्थिर होता है।
$3$. रेडिकल $3$ एक द्वितीयक $(2^{\circ})$ एल्काइल रेडिकल है जिसमें $4$ $\alpha$-हाइड्रोजन हैं,जो अतिसंयुग्मन स्थिरता प्रदान करते हैं।
$4$. रेडिकल $1$ एक प्राथमिक $(1^{\circ})$ एल्काइल रेडिकल है जिसमें केवल $1$ $\alpha$-हाइड्रोजन है,जो इसे सबसे कम स्थिर बनाता है।
अतः,स्थिरता का बढ़ता क्रम $1 < 3 < 4 < 2$ है।

(C) इनोल रूप की स्थिरता अक्सर एरोमैटिकता,संयुग्मन और वलय तनाव जैसे कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है।
साइक्लोब्यूटेनोन के मामले में,इनोल रूप साइक्लोब्यूटा$-1,3-$डाईन$-1-$ओल होगा।
इस इनोल रूप में एक समतलीय चक्रीय वलय में $4\pi$ इलेक्ट्रॉन प्रणाली होती है,जो इसे एंटी-एरोमैटिक बनाती है।
एंटी-एरोमैटिक यौगिक अपने कीटो रूपों की तुलना में अत्यधिक अस्थिर होते हैं।
इसलिए,साइक्लोब्यूटेनोन का इनोल रूप अस्थिर है।

(C) इनोल की मात्रा परिणामी इनोल रूप की स्थिरता द्वारा निर्धारित की जाती है। एरोमैटिकता इनोल रूप को स्थिर करने में एक प्रमुख कारक है।
विकल्प $(C)$ में,पहला यौगिक साइक्लोपेंटाडाइनाइल ऋणायन व्युत्पन्न है। इसका इनोल रूप साइक्लोपेंटाडाइनाइल ऋणायन है,जो एरोमैटिक ($6 \pi$ इलेक्ट्रॉन) है और इसलिए अत्यधिक स्थिर है।
दूसरा यौगिक साइक्लोपेंट$-2-$ईन$-1-$ओन है,जिसका इनोल रूप एक साधारण इनोल है,जो पहले यौगिक से बनने वाले एरोमैटिक ऋणायन की तुलना में काफी कम स्थिर है।
इसलिए,दूसरे यौगिक में इनोल की मात्रा पहले यौगिक से कम है।

(D) यह अभिक्रिया जल में $1$-आयोडो-$1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सेन का सॉल्वोलिसिस है।
चरण $1$: लीविंग ग्रुप $I^-$ बाहर निकलता है और $C_2$ स्थिति पर एक द्वितीयक कार्बोनियम आयन बनाता है।
चरण $2$: एक $1,2$-हाइड्राइड शिफ्ट होती है जो द्वितीयक कार्बोनियम आयन को $C_1$ स्थिति (जहाँ मिथाइल समूह जुड़ा है) पर एक अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोनियम आयन में बदल देती है।
चरण $3$: जल एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है और तृतीयक कार्बोनियम आयन पर हमला करके एक प्रोटोनेटेड अल्कोहल (ऑक्सोनियम आयन) बनाता है।
चरण $4$: डीप्रोटोनेशन से अंतिम उत्पाद $1$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सेनॉल प्राप्त होता है।
विकल्पों की तुलना करने पर,मिथाइल समूह वाले कार्बन पर धनात्मक आवेश वाला प्राथमिक कार्बोनियम आयन नहीं बनता है,क्योंकि प्रारंभिक कार्बोनियम आयन द्वितीयक है और अंतिम तृतीयक है।

(A) कार्बोकेशन पुनर्विन्यास अधिक स्थिर कार्बोकेशन बनाने के लिए होता है।
विकल्प $A$ (चित्र $350-$a530) में,कार्बोकेशन एक साइक्लोहेक्सेन रिंग पर द्वितीयक (secondary) कार्बोकेशन है। यह अधिक स्थिर तृतीयक (tertiary) कार्बोकेशन बनाने के लिए $1,2$-हाइड्राइड शिफ्ट से गुजर सकता है।
विकल्प $B$ (चित्र $350-$b530) में,कार्बोकेशन पहले से ही तृतीयक है,इसलिए यह अधिक स्थिर है।
अतः,$A$ में मौजूद द्वितीयक कार्बोकेशन के पुनर्विन्यास की संभावना सबसे अधिक है।

(C) कार्बन कंकाल में परिवर्तन के साथ पुनर्विन्यास तब होता है जब कोई एल्काइल या एराइल समूह कार्बोकेशन केंद्र पर स्थानांतरित होता है।
विकल्प $(b)$ में,$CH_3-CH_2-CH_2^{\oplus}$ ($1^{\circ}$ कार्बोकेशन) $1,2-H^{\ominus}$ शिफ्ट के माध्यम से $CH_3-CH^{\oplus}-CH_3$ ($2^{\circ}$ कार्बोकेशन) बनाता है,लेकिन कार्बन कंकाल समान रहता है।
विकल्प $(c)$ में,$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2^{\oplus}$ ($1^{\circ}$ कार्बोकेशन) $1,2-CH_3^{\ominus}$ शिफ्ट के माध्यम से $CH_3-C^{\oplus}(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($3^{\circ}$ कार्बोकेशन) बनाता है। यह शिफ्ट कार्बन कंकाल को बदल देता है,जो सही पुनर्विन्यास है।

(C) इन $S_N1$ प्रकार के वियोजन चरणों में संक्रमण अवस्था की स्थिरता सीधे बनने वाले कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती की स्थिरता से संबंधित है।
चरण $1$ मिथाइल कार्बोनियम आयन $(CH_3^+)$ उत्पन्न करता है,जो सबसे कम स्थिर है।
चरण $3$ आइसोप्रोपिल कार्बोनियम आयन $((CH_3)_2CH^+)$ उत्पन्न करता है,जो एक द्वितीयक $(2^o)$ कार्बोनियम आयन है।
चरण $2$ टर्ट-ब्यूटाइल कार्बोनियम आयन $((CH_3)_3C^+)$ उत्पन्न करता है,जो एक तृतीयक $(3^o)$ कार्बोनियम आयन है।
चूंकि कार्बोनियम आयनों की स्थिरता का क्रम $3^o > 2^o > 1^o$ (मिथाइल) है,इसलिए संक्रमण अवस्थाओं की स्थिरता का क्रम $1 < 3 < 2$ होगा।

(A) साइक्लोप्रोपाइल-इथीन और $HBr$ की अभिक्रिया द्वि-आबंध के प्रोटोनेशन के साथ शुरू होती है जिससे साइक्लोप्रोपाइलमिथाइल कार्बोकेशन बनता है। यह कार्बोकेशन $\sigma$-अनुनाद द्वारा स्थिर होता है। हालाँकि,यह रिंग तनाव को कम करने और अधिक स्थिर कार्बोकेशन बनाने के लिए रिंग विस्तार से गुजर सकता है। साइक्लोप्रोपाइलमिथाइल कार्बोकेशन साइक्लोब्यूटाइल कार्बोकेशन में पुनर्व्यवस्थित हो सकता है। इसके बाद साइक्लोब्यूटाइल कार्बोकेशन पर न्यूक्लियोफाइल $Br^-$ द्वारा हमला किया जाता है जिससे साइक्लोब्यूटाइल ब्रोमाइड बनता है। इसलिए,साइक्लोब्यूटाइल प्रणाली में रिंग विस्तार वाला मार्ग सबसे संभावित परिणाम है।

(D) मुक्त मूलकों के स्थायित्व का क्रम अनुनाद (resonance) और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) द्वारा निर्धारित किया जाता है। एलाइल मुक्त मूलक $(H_2C=CH-\dot{C}H_2)$ अनुनाद द्वारा स्थिर होता है,जबकि विनाइल मुक्त मूलक $(H_2C=\dot{C}H)$ अत्यधिक अस्थिर होता है क्योंकि मुक्त मूलक $sp^2$ संकरित कार्बन पर होता है। इसलिए,यह कथन कि विनाइल मुक्त मूलक एलाइल मुक्त मूलक से अधिक स्थिर है,गलत है। सही क्रम है: $H_2C=CH-\dot{C}H_2 > H_2C=\dot{C}H$.

(B) एथिल कार्बोनियम आयन को $CH_3-CH_2^+ $ के रूप में दर्शाया जाता है।
इस संरचना में,धनावेशित कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है और इसमें एक रिक्त $p$-कक्षक होता है।
निकटवर्ती कार्बन परमाणु ($\alpha$-कार्बन) तीन हाइड्रोजन परमाणुओं से बंधा होता है।
अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) $\alpha$-कार्बन के $C-H$ बंधों के $\sigma$-कक्षकों और निकटवर्ती कार्बोनियम आयन के रिक्त $p$-कक्षक के अतिव्यापन के माध्यम से होता है।
चूंकि $\alpha$-कार्बन पर $3$ $C-H$ बंध होते हैं,इसलिए इस अतिव्यापन के लिए $3$ $C-H$ बंध कक्षक उपलब्ध हैं।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) आयनीकरण पर,$Br^-$ आयन निकल जाता है,जिससे उस कार्बन परमाणु पर कार्बोनियम आयन उत्पन्न होता है जो पहले ब्रोमीन से जुड़ा था।
यौगिक $1$,$3$-ब्रोमो$-2-$एथिलब्यूट$-1-$ईन है। आयनीकरण से एक द्वितीयक एलाइलिक कार्बोनियम आयन प्राप्त होता है: $CH_3-CH^+-C(=CH_2)-CH_2-CH_3$.
यौगिक $2$,$1$-ब्रोमो$-2-$एथिलब्यूट$-2-$ईन है। आयनीकरण से एक प्राथमिक एलाइलिक कार्बोनियम आयन प्राप्त होता है: $CH_3-CH=C(CH_2CH_3)-CH_2^+$.
ये दोनों कार्बोनियम आयन एक-दूसरे की अनुनादी संरचनाएं हैं,जिसका अर्थ है कि वे समान विस्थानीकृत एलाइलिक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करते हैं।
अतः,यौगिक $1$ और $2$ समान अनुनाद-स्थिर कार्बोनियम आयन प्रदान करते हैं।

(C) कार्बोकेशन अधिक स्थिर कार्बोकेशन बनाने के लिए पुनर्विन्यास करते हैं।
$(1)$ यह एक प्राथमिक कार्बोकेशन है जो एक चतुर्धातुक (quaternary) कार्बन के बगल में है। यह अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोकेशन बनाने के लिए मिथाइल शिफ्ट से गुजरेगा।
$(2)$ यह एक द्वितीयक कार्बोकेशन है। यह अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोकेशन बनाने के लिए हाइड्राइड शिफ्ट से गुजर सकता है।
$(3)$ यह एक द्वितीयक कार्बोकेशन है। यह अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोकेशन बनाने के लिए हाइड्राइड शिफ्ट से गुजर सकता है।
$(4)$ यह एक द्वितीयक कार्बोकेशन है। यह अधिक स्थिर तृतीयक कार्बोकेशन बनाने के लिए हाइड्राइड शिफ्ट से गुजर सकता है।
चूंकि दिए गए सभी कार्बोकेशन अधिक स्थिर संरचना बनाने के लिए पुनर्विन्यास कर सकते हैं,इसलिए सही विकल्प $C$ है।

(A) हाइड्राइड शिफ्ट तब अनुकूल होती है जब यह अधिक स्थिर कार्बोकेशन की ओर ले जाती है (जैसे,प्राथमिक से द्वितीयक,या द्वितीयक से तृतीयक)।
दिए गए विकल्पों में,विकल्प $A$ में $1^{\circ}$ कार्बोकेशन है जो $3^{\circ}$ कार्बन परमाणु के निकट है।
$3^{\circ}$ कार्बन से $1^{\circ}$ कार्बोकेशन पर $1,2$-हाइड्राइड शिफ्ट होने से अधिक स्थिर $3^{\circ}$ कार्बोकेशन प्राप्त होगा।
यह एक अत्यधिक अनुकूल पुनर्विन्यास है क्योंकि यह मध्यवर्ती की स्थिरता को काफी बढ़ा देता है।

(C) इन वियोजन अभिक्रियाओं में संक्रमण अवस्था की स्थिरता उत्पाद के रूप में बनने वाले कार्बोनियम आयन (कार्बोकेशन) की स्थिरता के सीधे आनुपातिक होती है।
Hammond Postulate के अनुसार,ऊष्माशोषी अभिक्रियाओं में संक्रमण अवस्था उत्पाद के समान होती है।
कार्बोकेशन की स्थिरता का क्रम इस प्रकार है:
$CH_3^+ < (CH_3)_2CH^+ < (CH_3)_3C^+$
(मिथाइल < द्वितीयक < तृतीयक)।
अतः,संक्रमण अवस्थाओं की स्थिरता का क्रम $1 < 3 < 2$ है।

(C) यह यौगिक एक कायरल कीटोन है। जलीय अम्ल की उपस्थिति में,कीटोन कीटो-इनोल चलावयवता (keto-enol tautomerism) से गुजरता है।
अम्ल कार्बोनिल ऑक्सीजन को प्रोटोनेट करता है,जिसके बाद इनोल मध्यवर्ती बनाने के लिए $\alpha$-हाइड्रोजन को हटा दिया जाता है।
इनोल मध्यवर्ती $\alpha$-कार्बन पर समतलीय (planar) होता है,जो उस केंद्र पर कायरलिटी को हटा देता है।
जब इनोल वापस कीटोन में परिवर्तित होता है,तो प्रोटॉन समतलीय द्वि-आबंध के दोनों ओर से जुड़ सकता है,जिससे दोनों एनैन्टीओमर्स का निर्माण होता है,इस प्रकार रेसमीकरण होता है।
इनोल मध्यवर्ती का प्रतिनिधित्व करने वाली संरचना $CH_3-C(OH)=C(OH)-CH_2CH_3$ है।

(D) दी गई प्रजाति एक ऑक्सीएलिल धनायन है। पुनर्विन्यास में ऋणात्मक आवेशित ऑक्सीजन परमाणु का धनात्मक आवेशित कार्बन परमाणु पर नाभिकरागी (nucleophilic) आक्रमण शामिल है,जिससे कार्बोनिल समूह वाली तीन-सदस्यीय रिंग (साइक्लोप्रोपेनोन व्युत्पन्न) का निर्माण होता है। यह प्रक्रिया ऑक्सीएलिल मध्यवर्ती के आंतरिक चक्रीकरण के माध्यम से होती है,जिससे $OMe$ समूह के साथ प्रतिस्थापित बेंजीन रिंग पर एक साइक्लोप्रोपेनोन रिंग बनती है।

(C) दिखाई गई अभिक्रिया एक $\alpha,\beta$-असंतृप्त कीटोन का क्षार-उत्प्रेरित समावयवीकरण (isomerization) है। क्षार $(HO^-)$ की उपस्थिति में पहला चरण कार्बोनिल कार्बन पर हाइड्रॉक्साइड आयन का न्यूक्लियोफिलिक हमला है,जिससे एक हाइड्रेट मध्यवर्ती बनता है। इसके बाद एक अंतः-आणविक अम्ल-क्षार अभिक्रिया होती है,जो अधिक स्थिर समावयवी के निर्माण की ओर ले जाती है। इसलिए,इस विशिष्ट तंत्र में हाइड्रेट सबसे उपयुक्त मध्यवर्ती है।

(A) सिंगलेट कार्बीन $(:CH_2)$ में,केंद्रीय कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है।
दो $sp^2$ संकरित ऑर्बिटल दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ $\sigma$-बंध बनाते हैं।
तीसरे $sp^2$ संकरित ऑर्बिटल में इलेक्ट्रॉनों का एकाकी युग्म (विपरीत चक्रण वाले दो इलेक्ट्रॉन) होता है।
शेष $p$-ऑर्बिटल खाली होता है।
यह विन्यास विकल्प $(A)$ में दिखाई गई संरचना के अनुरूप है।

(A) एक ट्रिपलेट कार्बीन में समानांतर चक्रण (parallel spins) वाले दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसकी संरचना में,कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है। दो $sp^2$ संकरित कक्षक हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ बंध बनाते हैं,जबकि तीसरी $sp^2$ कक्षक और एक असंकरित $p$-कक्षक में से प्रत्येक में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है। यह विकल्प $A$ में दिखाए गए कक्षीय चित्र के अनुरूप है।

(A) इस अभिक्रिया में $2AgBF_4$ का उपयोग करके शुरुआती पदार्थ से दो ब्रोमीन परमाणुओं को हटाया जाता है।
$Ag^+$ आयन $Br^-$ के साथ अभिक्रिया करके $AgBr$ का अवक्षेप बनाते हैं,जिससे एक कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती बनता है।
चूंकि दो $Br$ परमाणु हटाए जाते हैं,इसलिए एक डाइकेशन बनता है।
परिणामी प्रजाति साइक्लोब्यूटाडाइन डाइकेशन है,जो एरोमैटिक है ($2\pi$ इलेक्ट्रॉन,हकल का नियम $4n+2$ जहाँ $n=0$)।
अतः,यौगिक $(X)$ चार फेनिल समूहों के साथ जुड़ा हुआ साइक्लोब्यूटाडाइन डाइकेशन है,जिसे रिंग के केंद्र में $+2$ आवेश द्वारा दर्शाया गया है।

(B) दिया गया यौगिक साइक्लोप्रोपीन का एक व्युत्पन्न है। क्लोराइड आयन $(Cl^{-})$ के हटने पर,अणु एक साइक्लोप्रोपेनाइल धनायन बनाता है।
परिणामी धनायन अत्यधिक स्थिर होता है क्योंकि यह एरोमैटिकता के लिए हकल के नियम का पालन करता है ($4n+2$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन,जहाँ $n=0$,जो $2$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन देता है) और यह पूर्ण संयुग्मित प्रणाली के साथ समतलीय है।
इस स्थिर एरोमैटिक धनायन के निर्माण के कारण,$Cl$ परमाणु आसानी से क्लोराइड आयन $(Cl^{-})$ के रूप में मुक्त हो जाता है।

(D) कार्बोकेशन की स्थिरता अनुनाद (resonance),अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) और प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) द्वारा निर्धारित की जाती है।
$(a)$ डाइफिनाइलमिथाइल कार्बोकेशन दो फिनाइल रिंगों के साथ अनुनाद द्वारा स्थिर होता है।
$(b)$ ट्रोपिलियम धनायन एक एरोमैटिक सिस्टम ($6\pi$ इलेक्ट्रॉन,हकल का नियम) है,जो इसे अत्यधिक स्थिर बनाता है।
$(c)$ tert-ब्यूटाइल कार्बोकेशन $9$ $\alpha$-हाइड्रोजन के साथ अतिसंयुग्मन द्वारा स्थिर होता है।
$(d)$ ट्राइसाइक्लोप्रोपाइलमिथाइल कार्बोकेशन साइक्लोप्रोपाइल रिंगों में धनात्मक आवेश के व्यापक विस्थानीकरण (delocalization) के कारण अत्यधिक स्थिर होता है।
इनमें से,ट्राइसाइक्लोप्रोपाइलमिथाइल कार्बोकेशन अपनी अनूठी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के कारण सबसे अधिक स्थिर है।

(D) मुक्त मूलकों की स्थिरता निर्धारित करने के लिए,हम उनकी स्थिरता को प्रभावित करने वाले कारकों जैसे अनुनाद,अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) और प्रेरणिक प्रभावों की तुलना करते हैं।
विकल्प $B$ में,दाईं ओर का मूलक एक तृतीयक (tertiary) एल्काइल मूलक है,जो $9$ $\alpha$-हाइड्रोजन से अतिसंयुग्मन द्वारा स्थिर होता है,जबकि बाईं ओर का मूलक एक द्वितीयक (secondary) एल्काइल मूलक है,जो $4$ $\alpha$-हाइड्रोजन से अतिसंयुग्मन द्वारा स्थिर होता है। अतः,तृतीयक मूलक $(B)$ द्वितीयक मूलक $(A)$ से अधिक स्थिर है।
विकल्प $C$ में,दाईं ओर का मूलक एक प्राथमिक (primary) एल्काइल मूलक है,जबकि बाईं ओर का मूलक एक साइक्लोप्रोपिल मूलक है। साइक्लोप्रोपिल मूलक उच्च कोण तनाव (angle strain) के कारण कम स्थिर होता है।
विकल्प $D$ में,$Ph_{3}\dot{C}$,$(CH_{3})_{3}\dot{C}$ से अधिक स्थिर है क्योंकि $Ph_{3}\dot{C}$ में अनुनाद स्थिरीकरण,$(CH_{3})_{3}\dot{C}$ में अतिसंयुग्मन की तुलना में अधिक प्रभावी है।
इसलिए,युग्म $D$ में,$A$,$B$ से अधिक स्थिर है।

(A) कार्बोकेशन की स्थिरता अनुनाद (resonance),अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) और प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) जैसे कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है।
विकल्प $A$ एक कार्बोकेशन को दर्शाता है जहाँ धनात्मक आवेश एक द्वि-आबंध के साथ संयुग्मन में है और द्वि-आबंध से जुड़े फेनिल समूह $(Ph)$ द्वारा और अधिक स्थिर होता है,जो विस्तारित अनुनाद की अनुमति देता है।
विकल्प $B$ एक साधारण साइक्लोहेक्सिल कार्बोकेशन है।
विकल्प $C$ एक साइक्लोहेक्सिनाइल कार्बोकेशन है जहाँ धनात्मक आवेश द्वि-आबंध के साथ संयुग्मन में है।
विकल्प $D$ एक कार्बोकेशन नहीं है।
संरचनाओं की तुलना करने पर,विकल्प $A$ में मौजूद कार्बोकेशन में द्वि-आबंध और फेनिल वलय दोनों के साथ अनुनाद के कारण धनात्मक आवेश का सबसे व्यापक विस्थानीकरण (delocalization) होता है,जो इसे सबसे अधिक स्थिर बनाता है।

(A) कार्बोकेशन की स्थिरता अनुनाद (resonance) या प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) के माध्यम से इलेक्ट्रॉन-दाता समूहों $(EDG)$ द्वारा बढ़ाई जाती है।
दिए गए संरचनाओं में,सभी कार्बोकेशन एलिलिक हैं और धनात्मक आवेश वाले कार्बन से $-NO_2$ समूह (एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह) जुड़ा हुआ है।
स्थिरता द्वि-आबंध के सापेक्ष पैरा-स्थान पर मौजूद प्रतिस्थापी पर निर्भर करती है।
विकल्प $A$ में $-OH$ समूह है,जो अनुनाद ($+M$ प्रभाव) द्वारा एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है।
विकल्प $B$ में $-Cl$ समूह है,जो प्रेरणिक $(-I)$ प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रॉन खींचता है।
विकल्प $C$ में $-CH_3$ समूह है,जो अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) और प्रेरणिक प्रभाव $(+I)$ द्वारा इलेक्ट्रॉन देता है।
विकल्प $D$ में $-NHCOCH_3$ समूह है,जो अनुनाद $(+M)$ द्वारा इलेक्ट्रॉन देता है।
$+M$ प्रभावों की तुलना करने पर,$-OH$ समूह $-NHCOCH_3$ की तुलना में अधिक मजबूत इलेक्ट्रॉन दाता है क्योंकि $-NHCOCH_3$ में नाइट्रोजन पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म का कार्बोनिल समूह में विस्थानीकरण हो जाता है,जिससे इसकी दान करने की क्षमता कम हो जाती है।
इसलिए,$-OH$ समूह वाला कार्बोकेशन सबसे अधिक स्थिर है।

(A) स्थिरता का क्रम $II < I < IV < III$ है।
$1$. संरचना $III$ (मेथॉक्सीसाइक्लोहेक्सिल धनायन) सबसे अधिक स्थिर है क्योंकि ऑक्सीजन परमाणु का $+M$ प्रभाव,जो धनावेशित कार्बन को इलेक्ट्रॉन घनत्व प्रदान करता है।
$2$. संरचना $IV$ (एथिलसाइक्लोहेक्सिल धनायन),$I$ (मेथिलसाइक्लोहेक्सिल धनायन) से अधिक स्थिर है क्योंकि एथिल समूह,मेथिल समूह की तुलना में अधिक हाइपरकंजुगेशन और इंडक्टिव स्थिरता प्रदान करता है।
$3$. संरचना $II$ एक ब्रिजहेड कार्बोकेशन है। ब्रेड्ट के नियम के अनुसार,छोटे बाइसिकल सिस्टम में ब्रिजहेड कार्बोकेशन अत्यधिक अस्थिर होते हैं क्योंकि वे रिंग तनाव के कारण आवश्यक $sp^2$ समतलीय ज्यामिति प्राप्त नहीं कर सकते हैं।

(A) दिखाई गई अभिक्रिया अल्कोहल का अम्ल-उत्प्रेरित निर्जलीकरण है।
पहले चरण में,अल्कोहल के हाइड्रॉक्सिल समूह का अम्ल $(Conc. H_2SO_4)$ द्वारा प्रोटोनेशन होता है जिससे एल्किलऑक्सोनियम आयन बनता है।
इसके बाद पानी के अणु के निष्कासन से कार्बोकेशन मध्यवर्ती बनता है।
अतः,शामिल अभिक्रिया मध्यवर्ती कार्बोकेशन है।

(D) कार्बोकेशन की स्थिरता अनुनाद (resonance) और प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) द्वारा निर्धारित की जाती है।
विकल्प $A$ $(CH_3 - \mathop C\limits^\oplus H_2)$ एक प्राथमिक कार्बोकेशन है।
विकल्प $C$ $(\mathop C\limits^\oplus H_2CH_2Cl)$ क्लोरीन परमाणु के इलेक्ट्रॉन-आकर्षक $-I$ प्रभाव के कारण अस्थिर है।
विकल्प $B$ $(Ph - \mathop C\limits^\oplus H_2)$ फिनाइल रिंग द्वारा अनुनाद स्थिर है।
विकल्प $D$ $(\mathop C\limits^\oplus H_2 - OCH_3)$ ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद लोन पेयर द्वारा अनुनाद स्थिर है।
विकल्प $D$ में,ऑक्सीजन परमाणु द्वि-आबंध बनाने के लिए अपने लोन पेयर का दान करता है,जिसके परिणामस्वरूप एक ऐसी संरचना प्राप्त होती है जहाँ सभी परमाणुओं (कार्बन सहित) का अष्टक (octet) पूर्ण होता है $(CH_2 = \mathop O\limits^\oplus - CH_3)$।
अतः,विकल्प $D$ सबसे अधिक स्थिर है।

(A) कार्बोकेशन की स्थिरता निर्धारित करने के लिए,हम उनकी एरोमैटिकता का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $IV$ ट्रोपिलियम धनायन $(C_7H_7^+)$ है,जो एरोमैटिक है ($6 \pi$ इलेक्ट्रॉन,समतलीय,चक्रीय,पूर्ण संयुग्मित)। यह अत्यधिक स्थिर है।
$2$. $II$ साइक्लोप्रोपेनाइल धनायन $(C_3H_3^+)$ है,जो एरोमैटिक है ($2 \pi$ इलेक्ट्रॉन,समतलीय,चक्रीय,पूर्ण संयुग्मित)। यह भी स्थिर है लेकिन रिंग तनाव के कारण $IV$ से कम स्थिर है।
$3$. $I$ साइक्लोहेक्सिल धनायन है,जो गैर-एरोमैटिक है। यह एंटी-एरोमैटिक प्रणालियों से अधिक स्थिर है।
$4$. $III$ साइक्लोपेंटाडाइनाइल धनायन है,जो एंटी-एरोमैटिक है ($4 \pi$ इलेक्ट्रॉन,समतलीय,चक्रीय,पूर्ण संयुग्मित)। यह सबसे कम स्थिर है।
अतः,स्थिरता का क्रम $IV > II > I > III$ है।

(B) अभिक्रियाशील मध्यवर्तियों के स्थायित्व के आधार पर प्रत्येक विकल्प का विश्लेषण करते हैं:
$A$. कार्बऋणायन (carbanion) का स्थायित्व कार्बन परमाणु के $s$-लक्षण के साथ बढ़ता है। $s$-लक्षण $sp^3 < sp^2 < sp$ के क्रम में बढ़ता है। अतः,स्थायित्व का क्रम $CH_3-\ddot{C}H_2^{\ominus} < CH_2=\ddot{C}H^{\ominus} < CH\equiv \ddot{C}^{\ominus}$ है। दिया गया विकल्प उल्टा क्रम दर्शाता है,इसलिए यह गलत है।
$B$. मुक्त मूलक (free radical) का स्थायित्व कार्बन परमाणु के $s$-लक्षण के साथ बढ़ता है। स्थायित्व का क्रम $CH_3-\dot{C}H_2 < CH_2=\dot{C}H < CH\equiv C^{\cdot}$ है। दिया गया विकल्प सही है।
$C$. ऋणायन का स्थायित्व अनुनाद (resonance) प्रभाव द्वारा निर्धारित होता है। $CH_3-COO^{\ominus}$ में,ऋण आवेश दो विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) होता है। $C_6H_5-O^{\ominus}$ (फिनॉक्साइड आयन) में,ऋण आवेश बेंजीन वलय पर विस्थानीकृत होता है। एसीटेट आयन फिनॉक्साइड आयन से अधिक स्थिर है। दिया गया क्रम सही है।
$D$. कार्बधनायन (carbocation) का स्थायित्व ऑक्सीजन परमाणु के $+M$ प्रभाव द्वारा बढ़ता है। $CH_3-O-\overset{\oplus}{C}H_2$ में,ऑक्सीजन परमाणु अनुनाद के माध्यम से इलेक्ट्रॉन घनत्व प्रदान करता है,जो इसे द्वितीयक कार्बधनायन $CH_3-\overset{\oplus}{C}H-CH_3$ से अधिक स्थिर बनाता है। दिया गया क्रम सही है।

(C) कार्बोनियम आयनों की स्थिरता निर्धारित करने के लिए,हम इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों (अनुनाद,अतिसंयुग्मन और प्रेरणिक प्रभाव) पर विचार करते हैं।
$1$. $CH_3-O-CH_2^+$: ऑक्सीजन परमाणु के पास इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म (lone pairs) होते हैं जो कार्बोनियम आयन के खाली $p$-कक्षक के साथ अनुनाद में भाग ले सकते हैं $(CH_3-O^+=CH_2)$। यह $+M$ (मेसोमेरिक) प्रभाव महत्वपूर्ण स्थिरता प्रदान करता है।
$2$. $(CH_3)_3C^+$: यह एक तृतीयक कार्बोनियम आयन है जो $9$ $\alpha$-हाइड्रोजन द्वारा अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) से स्थिर होता है।
$3$. $CH_2=CH-CH_2^+$: यह एक एलिल कार्बोनियम आयन है,जो अनुनाद द्वारा स्थिर होता है।
$4$. फेनिल कार्बोनियम आयन $(C_6H_5^+)$: धनात्मक आवेश वलय में $sp$-संकरित कार्बन परमाणु पर होता है,जो उच्च $s$-लक्षण और धनात्मक आवेश के लिए अनुनाद स्थिरता की कमी के कारण अत्यधिक अस्थिर होता है।
इनकी तुलना करने पर,$CH_3-O-CH_2^+$ में ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद एकाकी युग्म द्वारा प्रदान की गई अनुनाद स्थिरता धनात्मक आवेश को स्थिर करने में सबसे प्रभावी है। इसलिए,$CH_3-O-CH_2^+$ सबसे अधिक स्थिर है।