Alkane Questions in Gujarati

(B) $n$-Butane એ $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$ છે.
મોનોક્લોરિનેશન $1^{st}$ અથવા $2^{nd}$ કાર્બન પર થઈ શકે છે.
$1.$ $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-Cl$ ($1$-chlorobutane) એ અકિરાલ છે,જે $1$ આઈસોમર આપે છે.
$2.$ $CH_3-CH(Cl)-CH_2-CH_3$ ($2$-chlorobutane) એ કિરાલ છે,જે $2$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ ($R$ અને $S$ બંધારણ) આપે છે.
મોનોક્લોરો નીપજોની કુલ સંખ્યા = $1 + 2 = 3$.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે. મોનોહેલોજનેટેડ નીપજ $(CH_3Cl)$ ની માત્રા વધારવા માટે,પ્રક્રિયા આલ્કેન $(CH_4)$ ના વધારામાં હાથ ધરવી જોઈએ.
$Cl_2$ ની સાપેક્ષમાં $CH_4$ ની સાંદ્રતા વધારે રાખવાથી,ક્લોરિન રેડિકલ $(Cl^{\bullet})$ ના $CH_4$ અણુ સાથે અથડાવાની સંભાવના $CH_3Cl$ ના અણુ સાથે અથડાવાની સંભાવના કરતા ઘણી વધારે હોય છે.
જો $Cl_2$ વધુ પ્રમાણમાં હોય,તો ક્લોરિન રેડિકલ પહેલેથી બનેલા $CH_3Cl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નીચે મુજબ પોલીહેલોજનેટેડ નીપજો બનાવે છે:
$Cl^{\bullet} + CH_3Cl \to {^{\bullet}}CH_2Cl + HCl$
${^{\bullet}}CH_2Cl + Cl_2 \to CH_2Cl_2 + Cl^{\bullet}$
તેથી,$CH_4$ અને $Cl_2$ નો ગુણોત્તર વધારે હોવો જરૂરી છે.

(C) પ્રક્રિયક $2$-મિથાઈલબ્યુટેન (આઈસોપેન્ટેન) છે. મોનોક્લોરિનેશન ચાર બંધારણીય આઈસોમર્સ આપે છે:
$1.$ $Cl-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન): $C2$ કાર્બન કાઈરલ છે,તેથી તે એનાન્શિયોમર્સની જોડી તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે ($2$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ).
$2.$ $CH_3-CCl(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($2$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન): આ અણુ અકાઈરલ છે,તેથી તે $1$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$3.$ $CH_3-CH(CH_3)-CHCl-CH_3$ ($2$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલબ્યુટેન): $C3$ કાર્બન કાઈરલ છે,તેથી તે એનાન્શિયોમર્સની જોડી તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે ($2$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ).
$4.$ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-Cl$ ($1$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલબ્યુટેન): આ અણુ અકાઈરલ છે,તેથી તે $1$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ સહિત મોનોક્લોરો નીપજોની કુલ સંખ્યા = $2 + 1 + 2 + 1 = 6$.

(C) આઈસોમેરિક આલ્કેન માટે,દહન ઉષ્મા તેમની સ્થિરતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ શાખાઓ વધે છે,તેમ આલ્કેનની સ્થિરતા વધે છે.
સ્થિરતાનો ક્રમ: નિયોપેન્ટેન > આઈસોપેન્ટેન > $n$-પેન્ટેન.
તેથી,દહન ઉષ્માનો ક્રમ: $n$-પેન્ટેન > આઈસોપેન્ટેન > નિયોપેન્ટેન છે,જે $(iii) > (ii) > (i)$ છે.
દહન ઉષ્મા $\propto \frac{1}{\text{Stability}}$

(D) આ પ્રક્રિયા $2$-બ્રોમોપેન્ટેનનું મુક્ત મુલક બ્રોમિનેશન છે. દર-નિર્ધારક તબક્કામાં મુક્ત મુલક બનાવવા માટે હાઇડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ થાય છે. સૌથી વધુ સ્થાયી મુક્ત મુલક $C-3$ સ્થાન પર બને છે. $C-2$ પરનો કાઈરલ કેન્દ્ર પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતો ન હોવાથી,તેનું બંધારણ બદલાતું નથી. બ્રોમિનેશન પછી $C-3$ કાર્બન નવું કાઈરલ કેન્દ્ર બને છે,જેનાથી બે ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ મળે છે. પ્રારંભિક પદાર્થમાં $C-2$ પરનું બંધારણ $S$ તરીકે નિશ્ચિત છે. તેથી,નીપજોમાં $C-2$ પર $S$ બંધારણ જળવાઈ રહેવું જોઈએ. જે વિકલ્પમાં $C-2$ પર બંધારણમાં ફેરફાર દર્શાવ્યો છે (એટલે કે $2R, 3S$),તે શક્ય નથી.

(B) ઈથેનની દહન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $2C_2H_6(g) + 7O_2(g) \rightarrow 4CO_2(g) + 6H_2O(l)$.
ઈથેન $(C_2H_6)$ માં,કાર્બન પરમાણુઓ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
નીપજ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ માં,કાર્બન પરમાણુ $sp$ સંકરણ ધરાવે છે.
તેથી,સંકરણ $sp^3$ થી $sp$ માં બદલાય છે.

(A) નિર્જળ $AlCl_3$ અને $HCl$ વાયુની હાજરીમાં $n$-આલ્કેનનું શાખિત-શૃંખલાવાળા આલ્કેનમાં રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયાને આઈસોમેરાઈઝેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$n$-બ્યુટેન તેના સમઘટક,આઈસોબ્યુટેન ($2$-મિથાઈલપ્રોપેન) માં રૂપાંતરિત થાય છે.

(C) સોડા-લાઈમ ડી-કાર્બોક્સિલેશનમાં સોડિયમ એસિટેટને સોડા-લાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CH_3COONa + NaOH \xrightarrow[\Delta]{CaO} CH_4 + Na_2CO_3$.
આ પદ્ધતિ શુદ્ધ મિથેનની પ્રયોગશાળામાં તૈયારી માટે યોગ્ય છે.

(C) આલ્કેનનું આણ્વીય દળ $86$ છે.
આલ્કેન માટેનું સામાન્ય સૂત્ર: $C_nH_{2n+2} = 86$
$12n + 2n + 2 = 86$
$14n = 84$
$n = 6$
આલ્કેન $C_6H_{14}$ છે.
$2,3$-ડાયમિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3)$ માં બે પ્રકારના સમાન હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ છે:
$1.$ બાર $CH_3$ હાઈડ્રોજન સમાન છે (ચાર મિથાઈલ ગ્રુપ પર).
$2.$ બે $CH$ હાઈડ્રોજન સમાન છે (બે તૃતીયક કાર્બન પર).
આમ,તે માત્ર બે મોનોબ્રોમો વ્યુત્પન્ન આપે છે.

(A) સાયક્લોઆલ્કેન્સની ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા રીંગ સ્ટ્રેન (ring strain) દ્વારા નક્કી થાય છે.
બેયરના સ્ટ્રેન સિદ્ધાંત મુજબ,રીંગનું કદ $3$ થી $5$ સભ્યો સુધી વધે તેમ રીંગ સ્ટ્રેન ઘટે છે.
$(I)$ સાયક્લોપ્રોપેનમાં સૌથી વધુ રીંગ સ્ટ્રેન ($60^{\circ}$ બંધ ખૂણો) હોય છે,જે તેને સૌથી અસ્થિર અને ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ પ્રત્યે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$(II)$ સાયક્લોબ્યુટેનમાં મધ્યમ રીંગ સ્ટ્રેન ($90^{\circ}$ બંધ ખૂણો) હોય છે.
$(III)$ સાયક્લોપેન્ટેનમાં સૌથી ઓછો રીંગ સ્ટ્રેન ($108^{\circ}$ બંધ ખૂણો) હોય છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થિર અને ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ પ્રત્યે સૌથી ઓછો પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $I > II > III$ છે.

(B) આ પ્રક્રિયા આંતર-આણ્વીય $(intramolecular)$ વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.
સોડિયમ $(Na)$ રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે અને સબસ્ટ્રેટને ઇલેક્ટ્રોન $(e^{\ominus})$ આપે છે.
પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ નીચે મુજબ છે:
$1$. એક ઇલેક્ટ્રોન $(e^{\ominus})$ બ્રોમીન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી બ્રોમાઇડ આયન $(Br^{\ominus})$ દૂર થાય છે અને રેડિકલ બને છે.
$2$. બીજો ઇલેક્ટ્રોન $(e^{\ominus})$ ક્લોરિન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^{\ominus})$ દૂર થાય છે અને બીજો રેડિકલ બને છે.
$3$. ત્યારબાદ આ બંને રેડિકલ જોડાઈને નવો $C-C$ બંધ બનાવે છે,પરિણામે બાયસાયક્લોબ્યુટેન બને છે.
તેથી,સાચી નીપજ $(A)$ બાયસાયક્લોબ્યુટેન છે.

(C) મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3-Br)$ ને રિડક્શન કરતા એક જ પગલામાં મિથેન $(CH_4)$ મળે છે.
મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3-Br)$ ની $Wurtz$ પ્રક્રિયા દ્વારા એક જ પગલામાં ઈથેન $(CH_3-CH_3)$ મેળવી શકાય છે.
તેથી,$CH_3-Br$ યોગ્ય પ્રક્રિયક છે.

(D) આલ્કેન માટે એનાન્ટિઓમેરિક સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવવા માટે,તેની પાસે ઓછામાં ઓછો એક કાયરલ કાર્બન પરમાણુ (ચાર અલગ-અલગ જૂથો સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ) હોવો આવશ્યક છે.
ધારો કે કાયરલ કાર્બન $C^*$ છે. $C^*$ સાથે જોડાયેલા ચાર જૂથો અલગ હોવા જોઈએ.
આલ્કેનમાં,સૌથી નાના જૂથો હાઇડ્રોજન $(-H)$,મિથાઈલ $(-CH_3)$,ઇથાઈલ $(-CH_2CH_3)$,અને પ્રોપાઈલ $(-CH_2CH_2CH_3)$ છે.
આ જૂથોમાં કાર્બન પરમાણુઓનો સરવાળો: $1$ (કાયરલ કાર્બન માટે) $+ 1$ (મિથાઈલ) $+ 2$ (ઇથાઈલ) $+ 3$ (પ્રોપાઈલ) $= 7$ કાર્બન પરમાણુઓ.
તેથી,એનાન્ટિઓમેરિઝમ દર્શાવવા માટે સક્ષમ સૌથી નાનો આલ્કેન $3$-મિથાઈલહેક્ઝેન છે,જેમાં $7$ કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.

(B) બ્રોમિનેશન એ સૌથી વધુ સ્થાયી મુક્ત મુલક મધ્યવર્તી માટે અત્યંત પસંદગીયુક્ત છે.
$(P)$ સાયક્લોહેક્ઝેન બ્રોમોસાયક્લોહેક્ઝેન ($2^o$ હેલાઈડ) આપે છે.
$(Q)$ મિથાઈલસાયક્લોબ્યુટેન $1-$બ્રોમો$-1-$મિથાઈલસાયક્લોબ્યુટેન ($3^o$ હેલાઈડ) આપે છે.
$(R)$ ઈથાઈલબેન્ઝીન $1-$બ્રોમો$-1-$ફિનાઈલઈથેન આપે છે.
$(S)$ $3-$મિથાઈલહેક્ઝેન $3-$બ્રોમો$-3-$મિથાઈલહેક્ઝેન ($3^o$ હેલાઈડ) આપે છે.
$(T)$ ડેકાલિન બ્રિજહેડ સ્થાન પર $3^o$ હેલાઈડ આપે છે.
$(U)$ બ્યુટેન $2-$બ્રોમોબ્યુટેન ($2^o$ હેલાઈડ) આપે છે.
તેથી,$P, R, U$ એ પ્રક્રિયાઓ છે જેમાં $2^o$ હેલાઈડ મુખ્ય નીપજ છે.

(B) આલ્કેન $(A)$ નું મુક્ત મુલક ક્લોરિનેશન એ શૃંખલા પ્રક્રિયા છે જે $Cl_2$ ના વધુ પ્રમાણમાં હોવાને કારણે પોલીક્લોરિનેશન તરફ દોરી શકે છે.
મોનોક્લોરો નીપજનું પ્રમાણ મહત્તમ કરવા માટે,$Cl_2$ ની સાપેક્ષમાં આલ્કેન $(A)$ ની સાંદ્રતા વધુ રાખવી જોઈએ.
પ્રક્રિયક $(A)$ ને વધારામાં ઉમેરવાથી,$Cl^{\bullet}$ મુલકની અપ્રતિક્રિયાશીલ $(A)$ અણુ સાથે અથડામણ થવાની સંભાવના મોનોક્લોરો નીપજના અણુ સાથે અથડામણ થવાની સંભાવના કરતા ઘણી વધારે હોય છે,જેથી વધુ ક્લોરિનેશન ઘટે છે.

(A) $n$-બ્યુટેનની $Br_2$ સાથે $hv$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા મુક્ત મૂલક ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
$2^o$ આલ્કાઈલ મૂલકની વધુ સ્થિરતાને કારણે દ્વિતીયક હાઈડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ પ્રાથમિક હાઈડ્રોજન કરતા વધુ સરળ છે.
મધ્યવર્તી $CH_3-CH^{\bullet}-CH_2-CH_3$ એ $sp^2$-સંકરિત અને સમતલીય છે.
સમતલીય મૂલકની બંને બાજુએ $Br_2$ નો હુમલો થવાથી $2$-બ્રોમોબ્યુટેનના બંને પ્રતિબિંબીઓ સમાન પ્રમાણમાં બને છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ રેસેમિક મિશ્રણ છે.

(C) મિથેનનું ફ્રી-રેડિકલ ક્લોરિનેશન ત્રણ તબક્કામાં થાય છે: પ્રારંભ (initiation),પ્રસરણ (propagation) અને સમાપ્તિ (termination).
સોપાન $(1)$ એ પ્રારંભિક સોપાન છે જ્યાં $Cl_2$ નું હોમોલિટીક વિભાજન થઈને ક્લોરિન રેડિકલ બને છે.
પ્રસરણ સોપાન એ છે જેમાં રેડિકલ અણુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નવો અણુ અને નવો રેડિકલ બનાવે છે.
સોપાન $(3)$ એ પ્રસરણ સોપાન છે: $Cl^{\bullet} + CH_4 \to CH_3^{\bullet} + HCl$.
સોપાન $(5)$ એ પ્રસરણ સોપાન છે: $CH_3^{\bullet} + Cl_2 \to CH_3Cl + Cl^{\bullet}$.
તેથી,પ્રસરણ સોપાન $(3)$ અને $(5)$ છે.

(B) મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન ની $Br_2/hv$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક વિસ્થાપન (free radical substitution) દ્વારા થાય છે.
મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનમાં વિસ્થાપન માટે વિવિધ પ્રકારના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ ઉપલબ્ધ છે:
$1$. મિથાઈલ ગ્રુપ પરનો હાઈડ્રોજન (પ્રાથમિક કાર્બન).
$2$. સાયક્લોહેક્ઝેન રિંગના તૃતીયક કાર્બન પરનો હાઈડ્રોજન (જ્યાં મિથાઈલ ગ્રુપ જોડાયેલ છે).
$3$. ઓર્થો સ્થાન પરના સાયક્લોહેક્ઝેન રિંગના દ્વિતીયક કાર્બન પરના હાઈડ્રોજન.
$4$. મેટા સ્થાન પરના સાયક્લોહેક્ઝેન રિંગના દ્વિતીયક કાર્બન પરના હાઈડ્રોજન.
$5$. પેરા સ્થાન પરના સાયક્લોહેક્ઝેન રિંગના દ્વિતીયક કાર્બન પરનો હાઈડ્રોજન.
આમ,$5$ અલગ-અલગ સ્થાનો છે જ્યાં બ્રોમીન વિસ્થાપિત થઈ શકે છે,જે $5$ બંધારણીય સમઘટકો આપે છે. સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સને બાકાત રાખતા,મોનોબ્રોમો નીપજોની કુલ સંખ્યા $5$ છે.

(A) બ્રોમીન રેડિકલ $(Br^{\bullet})$ હાઇડ્રોજન નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓમાં ખૂબ જ પસંદગીયુક્ત છે.
તે પ્રાધાન્યરૂપે તે હાઇડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ કરે છે જે સૌથી વધુ સ્થાયી મુક્ત મુલક (free radical) બનાવે છે.
સ્થિતિઓની તુલના કરતા:
- હાઇડ્રોજન '$a$' તૃતીયક કાર્બન પરમાણુ પર છે. આ હાઇડ્રોજન દૂર કરવાથી $3^{\circ}$ મુક્ત મુલક મળે છે.
- હાઇડ્રોજન '$b$' દ્વિતીયક કાર્બન પરમાણુ પર છે.
- હાઇડ્રોજન '$c$' પ્રાથમિક કાર્બન પરમાણુ પર છે.
- હાઇડ્રોજન '$d$' દ્વિતીયક કાર્બન પરમાણુ પર છે.
કારણ કે $3^{\circ}$ મુક્ત મુલક વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ સ્થાયી છે,તેથી બ્રોમીન રેડિકલ સૌથી સરળતાથી '$a$' સ્થાન પરના હાઇડ્રોજનનું નિષ્કર્ષણ કરશે.

(C) મુક્ત મુલક ક્લોરિનેશન પ્રત્યે હાઇડ્રોજનની પ્રતિક્રિયાત્મકતા હાઇડ્રોજન દૂર થયા પછી બનતા મધ્યવર્તી મુલકની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
મુલકની સ્થિરતાનો ક્રમ: $3^o > 2^o > 1^o$ છે.
વધુમાં,ફ્લોરિન પરમાણુની $-I$ અસર નજીકના કાર્બન પર બનતા મુલકને અસ્થિર બનાવે છે,જે $F$ પરમાણુથી અંતર વધતા ઘટે છે.
$CH_3(a)-CH_2(b)-CH_2(c)-CH_2(d)-F$ માટે:
- હાઇડ્રોજન $d$ એ $F$ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર છે ($-I$ અસરને કારણે સૌથી વધુ અસ્થિર).
- હાઇડ્રોજન $c$ એ $\beta$-કાર્બન પર છે.
- હાઇડ્રોજન $b$ એ $\gamma$-કાર્બન પર છે.
- હાઇડ્રોજન $a$ એ $\delta$-કાર્બન પર છે ($-I$ અસરની સૌથી ઓછી અસર).
મુલકની સ્થિરતા અને $-I$ અસરને ધ્યાનમાં લેતા,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $b > c > a > d$ છે.

(C) $h\nu$ ની હાજરીમાં વધારાના $Cl_2$ સાથે સાયક્લોપેન્ટેનની પ્રક્રિયા વિવિધ ડાયક્લોરો ડેરિવેટિવ્ઝ બનાવે છે.
$1$. $1,1$-ડાયક્લોરોસાયક્લોપેન્ટેન: $1$ આઈસોમર.
$2$. $1,2$-ડાયક્લોરોસાયક્લોપેન્ટેન: આમાં $2$ કાઈરલ કેન્દ્રો છે,તેથી તે $3$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ ($cis$ (મેસો) અને $trans$ (એનાન્ટિઓમેરિક જોડી)) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$3$. $1,3$-ડાયક્લોરોસાયક્લોપેન્ટેન: આમાં પણ $2$ કાઈરલ કેન્દ્રો છે,તેથી તે $3$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ ($cis$ (મેસો) અને $trans$ (એનાન્ટિઓમેરિક જોડી)) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
કુલ ડાયક્લોરો નીપજોની સંખ્યા = $1 + 3 + 3 = 7$.

(A) આ પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક બ્રોમિનેશન છે.
ફિનાઈલ રિંગ સાથેના રેઝોનન્સ સ્થાયીકરણને કારણે બેન્ઝિલિક સ્થાન $(Ph-\dot{C}H-CH(D)-CH_3)$ પર સૌથી વધુ સ્થાયી મુક્ત મુલક બને છે.
આ સ્થાન પર બ્રોમિનેશન એક નવું કાઈરલ કેન્દ્ર બનાવે છે.
શરૂઆતનો અણુ પહેલેથી જ ડ્યુટેરિયમ $(D)$ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર એક કાઈરલ કેન્દ્ર ધરાવે છે,તેથી બીજા કાઈરલ કેન્દ્રના નિર્માણને પરિણામે ડાયાસ્ટીરિયોમર્સની જોડી મળે છે.

(C) ઓછા તાપમાને $HF$ ની હાજરીમાં આઇસોબ્યુટેન અને ઇથિન વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ આલ્કાઇલેશન પ્રક્રિયા છે.
$1$. આ પ્રક્રિયામાં આઇસોબ્યુટેનના પ્રોટોનેશન દ્વારા tert-બ્યુટાઇલ કાર્બોકેટાયન $(CH_3)_3C^+$ બને છે.
$2$. આ કાર્બોકેટાયન ઇથિનના અણુ સાથે જોડાઈને નવો કાર્બોકેટાયન $(CH_3)_3C-CH_2-CH_2^+$ બનાવે છે.
$3$. શ્રેણીબદ્ધ પુનઃગોઠવણીઓ ($1$,$2$-હાઇડ્રાઇડ શિફ્ટ અને ત્યારબાદ $1,2-$મિથાઇલ શિફ્ટ) દ્વારા વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બને છે.
$4$. અંતે,બીજા આઇસોબ્યુટેન અણુમાંથી હાઇડ્રાઇડના નિષ્કર્ષણ દ્વારા મુખ્ય નીપજ $2,2-$ડાયમિથાઇલબ્યુટેન $(CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3)$ મળે છે.

(B) $(I)$ પેરોક્સાઈડની હાજરીમાં $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા એન્ટી-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણને અનુસરે છે અને $1-$બ્રોમોપ્રોપેન બનાવે છે.
$(II)$ $CCl_4$ માં $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ $2-$બ્રોમોપ્રોપેન બનાવે છે.
$(III)$ $hv$ (પ્રકાશ) ની હાજરીમાં પ્રોપેન $(CH_3-CH_2-CH_3)$ નું $Br_2$ સાથે મુક્ત મુલક બ્રોમિનેશન થાય છે,જેમાં દ્વિતીયક મુક્ત મુલક મધ્યવર્તીની વધુ સ્થિરતાને કારણે મુખ્યત્વે $2-$બ્રોમોપ્રોપેન બને છે.
$(IV)$ $CCl_4$ માં $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $1,2-$ડાયબ્રોમોપ્રોપેન બને છે.
તેથી,પ્રક્રિયાઓ $(II)$ અને $(III)$ $2-$બ્રોમોપ્રોપેન બનાવે છે.

(D) ડાયઝોમિથેન $(CH_2N_2)$ ની ગરમી અથવા પ્રકાશની હાજરીમાં આલ્કેન સાથેની પ્રક્રિયામાં કાર્બીન મધ્યવર્તી $(:CH_2)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
કાર્બીન આલ્કેનના $C-H$ બંધમાં દાખલ થાય છે.
$n-$પેન્ટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3)$ માટે,ત્રણ પ્રકારના $C-H$ બંધ હોય છે:
$1.$ પ્રાથમિક $C-H$ બંધ ($C_1$ અથવા $C_5$) માં દાખલ થવાથી $n-$હેક્ઝેન મળે છે.
$2.$ $C_2$ (અથવા $C_4$) પરના દ્વિતીયક $C-H$ બંધમાં દાખલ થવાથી $2-$મિથાઈલપેન્ટેન મળે છે.
$3.$ $C_3$ પરના દ્વિતીયક $C-H$ બંધમાં દાખલ થવાથી $3-$મિથાઈલપેન્ટેન મળે છે.
તેથી,બધી જ નીપજો મેળવી શકાય છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા પ્રકાશ $(h\nu)$ ની હાજરીમાં ટોલ્યુઈનનું બ્રોમિનેશન છે.
આ પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક (free radical) મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે,જેમાં ટોલ્યુઈનના મિથાઈલ સમૂહ પરનો હાઈડ્રોજન પરમાણુ બ્રોમિન પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
તેથી,આ $Free \ radical \ substitution$ (મુક્ત મુલક વિસ્થાપન) પ્રક્રિયા છે.

(A) $CH_3MgBr$ એ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક છે,જે પ્રબળ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.
મિથેનોલ $(CH_3OH)$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ એસિડિક હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય છે.
જ્યારે $CH_3MgBr$ ની પ્રક્રિયા $CH_3OH$ સાથે થાય છે,ત્યારે મિથાઈલ સમૂહ $(CH_3^-)$ મિથેનોલમાંથી એસિડિક પ્રોટોન મેળવીને મિથેન $(CH_4)$ વાયુ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CH_3MgBr + CH_3OH \rightarrow CH_4 \uparrow + Mg(OCH_3)Br$.

(D) આલ્કેન $C_nH_{2n+2}$ માટે સામાન્ય દહન પ્રક્રિયા:
$C_nH_{2n+2} + (\frac{3n+1}{2})O_2 \to nCO_2 + (n+1)H_2O$
એવોગેડ્રોના નિયમ મુજબ,અચળ તાપમાન અને દબાણે,વાયુનું કદ તેના મોલની સંખ્યાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
તેથી,કદનો ગુણોત્તર એ તત્વયોગમિતિય સહગુણકોના ગુણોત્તર જેટલો હોય છે:
$\frac{V_{alkane}}{V_{O_2}} = \frac{1}{\frac{3n+1}{2}} = \frac{2}{3n+1}$
આપેલ છે $V_{alkane} = 5 \, L$ અને $V_{O_2} = 25 \, L$:
$\frac{5}{25} = \frac{2}{3n+1}$
$\frac{1}{5} = \frac{2}{3n+1}$
$3n+1 = 10$
$3n = 9$
$n = 3$
તેથી,આલ્કેન પ્રોપેન $(C_3H_8)$ છે.

(D) આલ્કેનનું બ્રોમિનેશન મુક્ત મુલક (free radical) પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
બ્રોમિન ખૂબ જ પસંદગીયુક્ત છે અને તે કાર્બન પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુને પ્રાધાન્ય આપે છે જે સૌથી વધુ સ્થિર મુક્ત મુલક બનાવે છે.
$2-$methylbutane $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$ માં,$C2$ સ્થાન એ તૃતીયક $(3^\circ)$ કાર્બન છે.
$3^\circ$ મુક્ત મુલક એ $2^\circ$ અથવા $1^\circ$ મુક્ત મુલકો કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધુ સ્થિર છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $2-$bromo$-2-$methylbutane છે.

(A) $2-$મિથાઈલબ્યુટેનનું ફોટોબ્રોમિનેશન મુક્ત મુલક મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે.
$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3 \xrightarrow[Br_2]{hv} CH_3-C(Br)(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન).
મુક્ત મુલક વિસ્થાપન માટે હાઈડ્રોજન પરમાણુઓની પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ}$ છે.
$2-$મિથાઈલબ્યુટેનમાં $C-2$ સ્થાન પર એક તૃતીયક $(3^{\circ})$ હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોવાથી,આ હાઈડ્રોજન દૂર થવાથી સૌથી વધુ સ્થાયી તૃતીયક મુક્ત મુલક બને છે.
તેથી,$2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન મુખ્ય નીપજ છે.

(C) ફોટોક્લોરિનેશન મુક્ત મુલક (free radical) મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુને બદલવાની સરળતા પરિણામી મુક્ત મુલકની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $H_b$ એ બેન્ઝિલિક હાઇડ્રોજન છે. પરિણામી મુલક બેન્ઝીન રિંગ દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે,જે તેને સૌથી વધુ સ્થિર બનાવે છે.
$2$. $H_d$ એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કાઇલ હાઇડ્રોજન છે. પરિણામી મુલક દ્વિતીયક આલ્કાઇલ મુલક છે,જે પ્રાથમિક મુલકો કરતા વધુ સ્થિર છે.
$3$. $H_c$ એ પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ આલ્કાઇલ હાઇડ્રોજન છે. પરિણામી મુલક પ્રાથમિક આલ્કાઇલ મુલક છે.
$4$. $H_a$ એ એરોમેટિક હાઇડ્રોજન છે જે સીધો બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ છે. તેને બદલવા માટે મજબૂત $sp^2$ $C-H$ બંધ તોડવો પડે છે,જે ફોટોક્લોરિનેશનની સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ખૂબ મુશ્કેલ છે.
તેથી,મુલકોની સ્થિરતાનો ક્રમ: બેન્ઝિલિક > $2^{\circ}$ આલ્કાઇલ > $1^{\circ}$ આલ્કાઇલ > એરોમેટિક.
આમ,બદલવાની સરળતાનો ક્રમ $H_b > H_d > H_c > H_a$ છે.

(D) વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયામાં સોડિયમ ધાતુની હાજરીમાં બે આલ્કાઈલ હેલાઈડ અણુઓનું જોડાણ થઈને સંમિત આલ્કેન બને છે.
જ્યારે એક જ આલ્કાઈલ હેલાઈડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે,ત્યારે મળતા આલ્કેનમાં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા બેકી હોવી જોઈએ અને તે બે સમાન આલ્કાઈલ સમૂહોના જોડાણથી બનેલી સંમિત રચના હોવી જોઈએ.
ઉદાહરણ તરીકે,$2,3-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેનનું સંશ્લેષણ $2-$ક્લોરોપ્રોપેનમાંથી કરી શકાય છે:
$2CH_3-CH(Cl)-CH_3 + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3 + 2NaCl$
$n-$બ્યુટેન,$n-$પેન્ટેન અને $2-$મિથાઈલબ્યુટેન કાં તો અસંમિત છે અથવા તેમાં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા એકી છે,તેથી તે એક જ આલ્કાઈલ હેલાઈડમાંથી સંશ્લેષણ માટે યોગ્ય નથી.

(D) જો કોઈ સંયોજનના તમામ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન હોય,તો તે માત્ર એક જ મોનોક્લોરો નીપજ આપે છે.
$(A)$ $2,2-$ડાયમિથાઈલપ્રોપેન $(C(CH_3)_4)$ માં તમામ $12$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે,તેથી તે માત્ર એક જ મોનોક્લોરો નીપજ આપે છે.
$(B)$ $2,2,3,3-$ટેટ્રામિથાઈલબ્યુટેન $((CH_3)_3C-C(CH_3)_3)$ માં તમામ $18$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે,તેથી તે માત્ર એક જ મોનોક્લોરો નીપજ આપે છે.
$(C)$ સાયક્લોપેન્ટેન $(C_5H_{10})$ માં તમામ $10$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે,તેથી તે માત્ર એક જ મોનોક્લોરો નીપજ આપે છે.
$(D)$ $2-$મિથાઈલપ્રોપેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_3)$ માં બે પ્રકારના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ (પ્રાથમિક અને તૃતીયક) હોય છે,તેથી તે બે અલગ-અલગ મોનોક્લોરો નીપજો આપે છે: $1-$ક્લોરો-$2-$મિથાઈલપ્રોપેન અને $2-$ક્લોરો-$2-$મિથાઈલપ્રોપેન.

(A) $C_5H_{10}$ અણુસૂત્ર માટે અસંતૃપ્તતાની માત્રા $1$ છે $(5 - 10/2 + 1 = 1)$.
સાયક્લોઆલ્કેન એ $C_nH_{2n}$ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતા સંતૃપ્ત ચક્રીય હાઇડ્રોકાર્બન છે.
$C_5H_{10}$ માટે શક્ય સાયક્લોઆલ્કેન નીચે મુજબ છે:
$1$. સાયક્લોપેન્ટેન
$2$. મિથાઈલસાયક્લોબ્યુટેન
$3$. $1,1$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોપ્રોપેન
$4$. $1,2$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોપ્રોપેન ($cis$ અને $trans$ સમઘટકો તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે)
$5$. ઇથાઈલસાયક્લોપ્રોપેન
સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સને ગણતા,કુલ સાયક્લોઆલ્કેનની સંખ્યા $5$ થાય છે.

(B) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(PhMgCl)$ ની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા (જળવિભાજન) માં પ્રક્રિયકના કાર્બેનાયન ભાગનું પ્રોટોનેશન થાય છે.
ફિનાઈલ સમૂહ $(Ph^-)$ પ્રબળ બેઈઝ તરીકે વર્તે છે અને પાણીના અણુ $(H_2O)$ માંથી પ્રોટોન $(H^+)$ મેળવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$PhMgCl + H_2O \rightarrow C_6H_6 + Mg(OH)Cl$
અહીં,$PhMgCl$ એ $H_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ અને મેગ્નેશિયમ હાઈડ્રોક્સીક્લોરાઈડ $(Mg(OH)Cl)$ બનાવે છે.
તેથી,નીપજ બેન્ઝીન છે.

(C) સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.
સોડિયમ એસીટેટ $(CH_3COONa)$ ના કોલ્બે વિદ્યુતવિભાજનમાં,એસીટેટ આયનો $(CH_3COO^{-})$ એનોડ તરફ સ્થળાંતર કરે છે.
એનોડ પર,તેઓ ઓક્સિડેશન પામીને ઇથેન $(CH_3-CH_3)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ બનાવે છે.
એનોડ પરની પ્રક્રિયા: $2CH_3COO^{-} \rightarrow CH_3-CH_3 + 2CO_2 + 2e^{-}$ છે.

(C) $n-$બ્યુટેનનું બંધારણ $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$ છે.
$n-$બ્યુટેનનું ક્લોરિનેશન $C-1$ અથવા $C-2$ સ્થાન પર થઈ શકે છે.
$C-1$ પર વિસ્થાપનથી $1-$ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2Cl)$ મળે છે.
$C-2$ પર વિસ્થાપનથી $2-$ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CHCl-CH_3)$ મળે છે.
$2-$ક્લોરોબ્યુટેનમાં કાઇરલ કેન્દ્ર હોવાથી,તે બે પ્રતિબિંબીઓ ($d$ અને $l$ સ્વરૂપો) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તેથી,કુલ મોનોક્લોરો-નિપજોની સંખ્યા (સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ સહિત) $3$ છે ($1-$ક્લોરોબ્યુટેન,$d-2-$ક્લોરોબ્યુટેન અને $l-2-$ક્લોરોબ્યુટેન).

(B) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(R-MgBr)$ ની $D_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા એ આલ્કેનના ડ્યુટેરેશન માટેની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકનો ન્યુક્લિયોફિલિક કાર્બન પરમાણુ $D_2O$ ના ડ્યુટેરિયમ પરમાણુ પર હુમલો કરે છે,જે $MgBr$ સમૂહને ડ્યુટેરિયમ પરમાણુ $(D)$ વડે બદલે છે.
શરૂઆતનો પદાર્થ $3$-મિથાઇલસાયક્લોહેક્સાઇલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઇડ છે.
$D_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા,$1$-સ્થાન પરનો $MgBr$ સમૂહ $D$ દ્વારા બદલાય છે.
આમ,નીપજ $(A)$ એ $1$-ડ્યુટેરિયો-$3$-મિથાઇલસાયક્લોહેક્ઝેન છે.

(A) કાર્બોક્સિલિક એસિડની સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથેની પ્રક્રિયાને ડિકાર્બોક્સિલેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$-COOH$ સમૂહ દૂર થાય છે અને તેના સ્થાને હાઇડ્રોજન પરમાણુ જોડાય છે.
સાયક્લોહેક્ઝેન કાર્બોક્સિલિક એસિડ માટે,પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$\text{સાયક્લોહેક્ઝેન કાર્બોક્સિલિક એસિડ} + NaOH/CaO \rightarrow \text{સાયક્લોહેક્ઝેન} + Na_2CO_3$.
આમ,નીપજ સાયક્લોહેક્ઝેન છે.

(D) હોમોલિટીક બંધ વિયોજન ઉર્જા $(BDE)$ એ બંધ તૂટ્યા પછી બનતા મુક્ત મુલકની સ્થિરતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
મુક્ત મુલકોની સ્થિરતાનો ક્રમ: $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$.
આપેલ અણુ (આઈસોપેન્ટેન) માં:
$1.$ $C_2-H$ એ $3^\circ$ બંધ છે ($3^\circ$ મુલક બનાવે છે,જે સૌથી વધુ સ્થિર છે).
$2.$ $C_3-H$ એ $2^\circ$ બંધ છે ($2^\circ$ મુલક બનાવે છે).
$3.$ $C_1-H$ અને $C_4-H$ એ $1^\circ$ બંધ છે ($1^\circ$ મુલક બનાવે છે,જે સૌથી ઓછા સ્થિર છે).
$1^\circ$ બંધોમાં,$C_4$ મુલક એ $C_1$ મુલક કરતા થોડો વધુ સ્થિર છે કારણ કે $C_4$ પાસે હાયપરકોન્જુગેશન માટે બે $\beta$-હાઇડ્રોજન છે,જ્યારે $C_1$ પાસે માત્ર એક જ છે.
તેથી,$BDE$ નો ક્રમ: $C_1-H > C_4-H > C_3-H > C_2-H$ છે.

(B) ઈથેન $(CH_3-CH_3)$ ની બ્રોમિન $(Br_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા હાઈડ્રોજન પરમાણુઓના બ્રોમિન પરમાણુઓ દ્વારા વિસ્થાપન તરફ દોરી જાય છે. શક્ય વિસ્થાપન નીપજો નીચે મુજબ છે:
$1$. $CH_3-CH_2Br$ (બ્રોમોઈથેન)
$2$. $CH_3-CHBr_2$ ($1$,$1$-ડાયબ્રોમોઈથેન)
$3$. $CH_2Br-CH_2Br$ ($1$,$2$-ડાયબ્રોમોઈથેન)
$4$. $CH_3-CBr_3$ ($1$,$1$,$1$-ટ્રાયબ્રોમોઈથેન)
$5$. $CH_2Br-CHBr_2$ ($1$,$1$,$2$-ટ્રાયબ્રોમોઈથેન)
$6$. $CHBr_2-CHBr_2$ ($1$,$1$,$2$,$2$-ટેટ્રાબ્રોમોઈથેન)
$7$. $CHBr_2-CBr_3$ (પેન્ટાબ્રોમોઈથેન)
$8$. $CBr_3-CBr_3$ (હેક્ઝાબ્રોમોઈથેન)
કુલ $8$ શક્ય વિસ્થાપન નીપજો છે.

(D) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો $(R-MgX)$ સક્રિય હાઈડ્રોજન ધરાવતા સંયોજનો (જેમ કે આલ્કોહોલ,$R'-OH$) સાથે પ્રક્રિયા કરીને આલ્કેન $(R-H)$ અને મેગ્નેશિયમ આલ્કોક્સાઈડ $(R'-OMgX)$ બનાવે છે.
આઈસોબ્યુટાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડની એબ્સોલ્યુટ આલ્કોહોલ (ઈથેનોલ) સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-MgBr + CH_3-CH_2-OH \rightarrow CH_3-CH(CH_3)-CH_3 + CH_3-CH_2-OMgBr$.
નીપજો આઈસોબ્યુટેન અને મેગ્નેશિયમ ઈથોક્સાઈડ બ્રોમાઈડ છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં બ્રોમીન રેડિકલ $(\dot{Br})$ દ્વારા હાઇડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ થાય છે.
મુક્ત મુલકોની સ્થિરતાનો ક્રમ: $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ}$ છે.
આપેલ અણુ $CH_3-CH(D)-CH(CH_3)-CH_3$ માં,નિષ્કર્ષણ માટે વિવિધ પ્રકારના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ઉપલબ્ધ છે.
$C-3$ સ્થાન પરથી હાઇડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ $3^{\circ}$ મુક્ત મુલક $CH_3-CH(D)-\dot{C}(CH_3)-CH_3$ બનાવે છે,જે સૌથી વધુ સ્થિર મધ્યવર્તી છે.
$C-H$ બંધ ઉર્જા $C-D$ બંધ ઉર્જા કરતા ઓછી હોવાથી,ડ્યુટેરિયમ કરતા હાઇડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ પ્રાધાન્યતાથી થાય છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $X$ એ $CH_3-CH(D)-\dot{C}(CH_3)-CH_3$ છે.

(B) શરૂઆતનું સંયોજન $2$-methylbutane,$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ છે.
$Cl_2/hv$ સાથે ક્લોરિનેશન ચાર અલગ-અલગ પ્રકારના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ પર થઈ શકે છે:
$1$. $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-Cl$ ($1$-chloro$-2-$methylbutane,અકાઈરલ)
$2$. $CH_3-CH(CH_3)-CHCl-CH_3$ ($2$-chloro$-2-$methylbutane,કાઈરલ,$d$ અને $l$ એનાન્શિયોમર્સ આપે છે)
$3$. $CH_3-C(Cl)(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($2$-chloro$-2-$methylbutane,અકાઈરલ)
$4$. $ClCH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($1$-chloro$-3-$methylbutane,કાઈરલ,$d$ અને $l$ એનાન્શિયોમર્સ આપે છે)
આઈસોમર્સની કુલ સંખ્યા $N = 1 + 2 + 1 + 2 = 6$.
વિભાગીય નિસ્યંદન ઉત્કલન બિંદુના આધારે સંયોજનોને અલગ કરે છે. એનાન્શિયોમર્સ ($d$ અને $l$ જોડી) ના ઉત્કલન બિંદુ સમાન હોય છે અને તેમને વિભાગીય નિસ્યંદન દ્વારા અલગ કરી શકાતા નથી.
તેથી,અંશોની સંખ્યા $M = 4$ (ચાર બંધારણીય આઈસોમર્સને અનુરૂપ).

(C) આપેલ પ્રક્રિયા આલ્કેનનું મુક્ત મુલક હેલોજનેશન છે.
$1$. હેલોજનની સક્રિયતાનો ક્રમ $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$ છે. તેથી,વિકલ્પ $A$ ખોટો છે.
$2$. પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક સબસ્ટિટ્યુશન મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે,ઇલેક્ટ્રોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન દ્વારા નહીં. તેથી,વિકલ્પ $B$ ખોટો છે.
$3$. આયોડિનેશન એ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા છે $(R-H + I_2 \rightleftharpoons R-I + H-I)$. ઉત્પન્ન થતું $H-I$ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને તે $R-I$ નું ફરીથી $R-H$ માં રિડક્શન કરે છે. સંતુલનને આગળ વધારવા માટે,$H-I$ ને દૂર કરવા માટે $HIO_3$ અથવા $HNO_3$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તાનો ઉપયોગ થાય છે $(5H-I + HIO_3 \rightarrow 3I_2 + 3H_2O)$. તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચો છે.

(A) આઇસોબ્યુટેનની સૂર્યપ્રકાશ $(hv)$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
આઇસોબ્યુટેનમાં $9$ પ્રાથમિક $(1^o)$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ અને $1$ તૃતીયક $(3^o)$ હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય છે.
ક્લોરિનેશન પ્રત્યે $1^o$,$2^o$ અને $3^o$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સાપેક્ષ સક્રિયતા આશરે $1 : 3.8 : 5$ હોય છે.
$1^o$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ માટે: $\text{હાઇડ્રોજનની સંખ્યા} \times \text{સાપેક્ષ દર} = 9 \times 1 = 9$.
$3^o$ હાઇડ્રોજન પરમાણુ માટે: $\text{હાઇડ્રોજનની સંખ્યા} \times \text{સાપેક્ષ દર} = 1 \times 5 = 5$.
હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યા અને તેમની સાપેક્ષ સક્રિયતાનો ગુણાકાર $1^o$ સ્થાન માટે વધારે હોવાથી $(9 > 5)$,$1^o$ આલ્કાઇલ ક્લોરાઇડ (આઇસોબ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ) મુખ્ય નીપજ છે.

(A) આલ્કેનનું મુક્ત મુલક ક્લોરિનેશન એ શૃંખલા પ્રક્રિયા છે,જે ઘણીવાર પોલીહેલોજનેશનને કારણે નીપજોનું મિશ્રણ આપે છે.
મોનો-વિસ્થાપિત નીપજ $C_2H_5Cl$ ની શ્રેષ્ઠ નીપજ મેળવવા માટે,વધુ ક્લોરિનેશન ઘટાડવું જરૂરી છે.
ઇથેન $(C_2H_6)$ વધુ પ્રમાણમાં લેવાથી,ક્લોરિન મુલકની ઇથેન અણુ સાથે અથડામણ થવાની સંભાવના $C_2H_5Cl$ અણુ સાથેની અથડામણ કરતા ઘણી વધારે હોય છે.
તેથી,$C_2H_6 \text{ (વધારે)} + Cl_2 \xrightarrow{UV}$ એ શરત છે જે મુખ્ય નીપજ તરીકે $C_2H_5Cl$ ના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે.

(C) આ પ્રક્રિયા કોરી-હાઉસ સંશ્લેષણ છે,જેનો ઉપયોગ આલ્કાઈલ હેલાઈડ અને લિથિયમ ડાયઆલ્કાઈલ ક્યુપ્રેટ (ગિલમેન પ્રક્રિયક) ના જોડાણ દ્વારા આલ્કેન તૈયાર કરવા માટે થાય છે.
પગલું $1$: ગિલમેન પ્રક્રિયક $(A)$ નું નિર્માણ.
$2(CH_3)_2CHBr + 4Li \rightarrow 2(CH_3)_2CHLi + 2LiBr$
$2(CH_3)_2CHLi + CuI \rightarrow [(CH_3)_2CH]_2CuLi + LiI$
તેથી,$(A)$ એ ગિલમેન પ્રક્રિયક $[(CH_3)_2CH]_2CuLi$ છે.
પગલું $2$: કપલિંગ પ્રક્રિયા.
$[(CH_3)_2CH]_2CuLi + (CH_3)_2CHCH_2Br \rightarrow (CH_3)_2CH-CH_2CH(CH_3)_2 + (CH_3)_2CHCu + LiBr$
નીપજ $B$ એ $2,4$-ડાયમિથાઈલપેન્ટેન છે,જે $(CH_3)_2CHCH_2CH(CH_3)_2$ છે.

(A) વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયાની નીપજ $2,3$-ડાયમિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3)$ છે. આ સૂચવે છે કે શરૂઆતનો આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડ $R'-Br$ એ આઈસોપ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3-CH(Br)-CH_3)$ છે.
પગલું $1$: $2 CH_3-CH(Br)-CH_3 + 2 Na \xrightarrow{ether} CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3 + 2 NaBr$.
પગલું $2$: $CH_3-CH(Br)-CH_3 + Mg \xrightarrow{ether} CH_3-CH(MgBr)-CH_3$ $(D)$.
પગલું $3$: $CH_3-CH(MgBr)-CH_3 + H_2O \to CH_3-CH_2-CH_3$ $(E)$ $+ Mg(OH)Br$.
તેથી,$D$ એ આઈસોપ્રોપાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ છે અને $E$ એ પ્રોપેન છે.

(C) આઈસોબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_3)$ ના ક્લોરિનેશનમાં,$9$ પ્રાથમિક $(1^\circ)$ હાઈડ્રોજન અને $1$ તૃતીયક $(3^\circ)$ હાઈડ્રોજન હોય છે.
$Cl$ રેડિકલની $1^\circ, 2^\circ, 3^\circ$ હાઈડ્રોજન સાથેની સાપેક્ષ પ્રતિક્રિયાત્મકતા આશરે $1 : 3.8 : 5$ છે.
$1^\circ$ નીપજની સાપેક્ષ પ્રાપ્તિ = $9 \times 1 = 9$.
$3^\circ$ નીપજની સાપેક્ષ પ્રાપ્તિ = $1 \times 5 = 5$.
$9 > 5$ હોવાથી,$1^\circ$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ ($1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન) મુખ્ય નીપજ છે.