Aromatic hydrocarbon Questions in Gujarati

(D) સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના જલીય દ્રાવણ પ્રત્યે સંયોજનની પ્રતિક્રિયાશીલતા તેની એસિડિકતા પર આધાર રાખે છે.
$(a)$ સાયક્લોપ્રોપીન: એન્ટિ-એરોમેટિક $(4\pi e^-)$ કાર્બેનાયન બનાવે છે,જે અસ્થિર છે.
$(b)$ સાયક્લોબ્યુટીન: એન્ટિ-એરોમેટિક $(4\pi e^-)$ કાર્બેનાયન બનાવે છે,જે અસ્થિર છે.
$(c)$ $1,3-$સાયક્લોહેક્સાડાયિન: હોમોએરોમેટિક કાર્બેનાયન બનાવે છે,જે અસ્થિર છે.
$(d)$ $1,3-$સાયક્લોપેન્ટાડાયિન: પ્રોટોન ગુમાવ્યા પછી,તે સાયક્લોપેન્ટાડાયિનાઈલ એનાયન બનાવે છે,જે એરોમેટિક $(6\pi e^-)$ અને અત્યંત સ્થિર છે.
તેથી,$1,3-$સાયક્લોપેન્ટાડાયિન સૌથી વધુ એસિડિક છે અને સોડિયમ કાર્બોનેટ સાથે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

(C) $1$. $AlCl_3$ ની હાજરીમાં એનિસોલની સક્સિનિક એનહાઇડ્રાઇડ સાથેની પ્રતિક્રિયા (ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન) મુખ્યત્વે પેરા-સ્થિતિ પર થાય છે,જે $-OCH_3$ ગ્રુપની સક્રિયતાને કારણે છે. આ મધ્યવર્તી $A$ તરીકે $4-(4-methoxyphenyl)-4-oxobutanoic$ એસિડ આપે છે.
$2$. ક્લેમેન્સન રિડક્શન $(Zn-Hg/conc. HCl)$ કીટોન ગ્રુપને મિથાઈલીન ગ્રુપમાં ઘટાડે છે,જે $4-(4-methoxyphenyl)butanoic$ એસિડ આપે છે.
$3$. ત્યારબાદનું સાયકલાઇઝેશન $6-methoxytetralone$ બનાવે છે. કીટોનનું વધુ રિડક્શન $6-methoxytetralin$ આપે છે.
$4$. આપેલા વિકલ્પો અને ઉકેલની છબીના આધારે,ઉત્પાદન $X$ એ $6-methoxytetralin$ છે.

(B) આ પ્રક્રિયા ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ક્ષારના કોલ્બેના વિદ્યુતવિભાજનનું ઉદાહરણ છે.
$1$. વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,કાર્બોક્સિલેટ આયનો $(R-COO^-)$ એનોડ પર ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને કાર્બોક્સિલ રેડિકલ $(R-COO^{\bullet})$ બનાવે છે.
$2$. આ રેડિકલનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થાય છે,જેનાથી $CO_2$ મુક્ત થાય છે અને આલ્કાઇલ રેડિકલ $(R^{\bullet})$ બને છે.
$3$. આ કિસ્સામાં,સાયક્લોહેક્સેન રિંગ પર બનેલા બે રેડિકલ કેન્દ્રો જોડાઈને દ્વિબંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે નેપ્થલીન બને છે,જે તેની એરોમેટિક લાક્ષણિકતાને કારણે સ્થિર છે.
તેથી,નીપજ $A$ નેપ્થલીન છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રત્યે બેન્ઝીન વ્યુત્પન્નોની પ્રતિક્રિયાત્મકતા વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
જે સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે (સક્રિયકારક સમૂહો) તે પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે છે,જ્યારે જે સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે (નિષ્ક્રિયકારક સમૂહો) તે પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટાડે છે.
$1$. $-CH_3$ ($B$ માં) એ $+I$ અસર અને અતિસંયુગ્મન (hyperconjugation) ને કારણે ઇલેક્ટ્રોન-દાતા સમૂહ છે,જે તેને બેન્ઝીન $(A)$ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$2$. બેન્ઝીન $(A)$ એ સંદર્ભ સંયોજન છે.
$3$. $-Cl$ ($C$ માં) તેની પ્રબળ $-I$ અસરને કારણે નિષ્ક્રિયકારક છે,જે તેની $+M$ અસર કરતા વધારે હોય છે,તેથી તે બેન્ઝીન કરતા ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$4$. $-NO_2$ ($D$ માં) એ $-I$ અને $-M$ બંને અસરોને કારણે પ્રબળ નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ છે,જે તેને સૌથી ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $B > A > C > D$ છે.

(A) બેન્ઝીન વલય પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારતા સમૂહો (activating groups) પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડતા સમૂહો (deactivating groups) પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટાડે છે.
$(i)$ $-OCH_3$: આ સમૂહ પ્રબળ $+M$ અસર ધરાવે છે,જે બેન્ઝીન વલય પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે.
(ii) $-CH_3$: આ સમૂહ $+I$ અસર અને હાઇપરકોન્જુગેશન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,પરંતુ $-OCH_3$ કરતા ઓછી.
(iii) બેન્ઝીન: આ સંદર્ભ સંયોજન છે.
(iv) $-CF_3$: આ સમૂહ પ્રબળ $-I$ અસર ધરાવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ઘટતો ક્રમ $(i) > (ii) > (iii) > (iv)$ છે.

(D) જો કોઈ સંયોજન ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોય અને તેમાં $4n \pi$ ઇલેક્ટ્રોન (જ્યાં $n = 1, 2, ...$) હોય,તો તે એન્ટિ-એરોમેટિક છે.
$(I)$ ફ્યુરાન: $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન (એરોમેટિક).
$(II)$ સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયન: સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત નથી (નોન-એરોમેટિક).
$(III)$ સાયક્લોઓક્ટાટેટ્રાએન: નોન-પ્લેનર ટબ-આકારનું (નોન-એરોમેટિક).
$(IV)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ એનાયન: $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન (એરોમેટિક).
$(V)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન: $4 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત (એન્ટિ-એરોમેટિક).
$(VI)$ સાયક્લોબ્યુટાડાયન: $4 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત (એન્ટિ-એરોમેટિક).
તેથી,સંયોજનો $(V)$ અને $(VI)$ એન્ટિ-એરોમેટિક છે.

(A) એરોમેટિકતા નક્કી કરવા માટે,આપણે હ્યુકેલના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: સંયોજન ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોવું જોઈએ અને તેમાં $(4n + 2) \pi$ ઇલેક્ટ્રોન હોવા જોઈએ.
$A$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ કેટાયન: તેમાં $4 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે. હ્યુકેલના નિયમ મુજબ,તે એન્ટી-એરોમેટિક છે.
$B$. પાયરોલ: તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે ($4$ દ્વિબંધમાંથી + $2$ $N$ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મમાંથી). તે એરોમેટિક છે.
$C$. પાયરિડિન: તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તે એરોમેટિક છે.
$D$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ એનાયન: તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે ($4$ દ્વિબંધમાંથી + $2$ ઋણ વીજભારમાંથી). તે એરોમેટિક છે.
તેથી,સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ કેટાયન એરોમેટિક નથી (તે એન્ટી-એરોમેટિક છે).

(A) એરોમેટિકતા નક્કી કરવા માટે,આપણે ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત પ્રણાલી અને $(4n+2) \pi$ ઇલેક્ટ્રોન તપાસીએ છીએ.
$(a)$ સાયક્લોપ્રોપેનાઇલ કેટાયન: $2 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન $(n=0)$,ચક્રીય,સમતલીય,સંયુગ્મિત. તે એરોમેટિક છે.
$(b)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન: $4 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન ($n=1$ એન્ટીએરોમેટિક માટે),ચક્રીય,સમતલીય,સંયુગ્મિત. તે એન્ટીએરોમેટિક છે.
$(c)$ સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયનાઇલ એનાયન: $8 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન,તે એન્ટીએરોમેટિક છે.
$(d)$ સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયન: તેમાં $sp^3$ સંકરણ ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ છે,તેથી તે સતત ચક્રીય સંયુગ્મનના અભાવે નોન-એરોમેટિક છે.
તેથી,$(b)$,$(c)$ અને $(d)$ એરોમેટિક નથી.

(D) આલ્કાઇલબેન્ઝીનની આલ્કલાઇન $KMnO_4$ અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન $(H_3O^+)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ એક પ્રમાણભૂત ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે.
આલ્કાઇલ શૃંખલાની લંબાઈ ગમે તે હોય,જ્યાં સુધી બેન્ઝિલિક કાર્બન પર ઓછામાં ઓછો એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ હાજર હોય,ત્યાં સુધી આખી આલ્કાઇલ શૃંખલાનું ઓક્સિડેશન થઈને બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ બને છે.
આ કિસ્સામાં,ઇથાઇલબેન્ઝીન $(C_6H_5-CH_2CH_3)$ નું ઓક્સિડેશન થઈને બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ બને છે.

(A) એરોમેટિક સંયોજનોની ઇલેક્ટ્રોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા બેન્ઝીન રિંગની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ તેને ઘટાડે છે.
$A$: ક્લોરોબેન્ઝીન ($-Cl$ ગ્રુપ $-I$ અને $+R$ અસર ધરાવે છે; તે ડીએક્ટિવેટિંગ છે).
$B$: એનિસોલ ($-OMe$ ગ્રુપ મજબૂત $+R$ અસર ધરાવે છે,જે તેને ખૂબ જ સક્રિય બનાવે છે).
$C$: ટોલ્યુઈન ($-Me$ ગ્રુપ $+I$ અને હાઇપરકોન્જુગેશન અસર ધરાવે છે,જે તેને સક્રિય બનાવે છે).
$D$: બેન્ઝોનાઇટ્રાઇલ ($-CN$ ગ્રુપ મજબૂત $-R$ અને $-I$ અસરો ધરાવે છે,જે તેને ખૂબ જ ડીએક્ટિવેટિંગ બનાવે છે).
અસરોની સરખામણી કરતા:
$B$ (મજબૂત $+R$) > $C$ (હાઇપરકોન્જુગેશન) > $A$ (ડીએક્ટિવેટિંગ $-I > +R$) > $D$ (મજબૂત $-R$ અને $-I$).
આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો વધતો ક્રમ $D < A < C < B$ છે.

(A) એરોમેટિક સંયોજનોની ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા બેન્ઝીન રિંગની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-વિડ્રોઇંગ ગ્રુપ તેને ઘટાડે છે.
$I$: ક્લોરોબેન્ઝીન ($Cl$ એ તેના પ્રબળ $-I$ અસરને કારણે ડીએક્ટિવેટિંગ ગ્રુપ છે).
$II$: ટોલ્યુઈન ($-CH_3$ એ $+I$ અને હાઇપરકોન્જુગેશનને કારણે એક્ટિવેટિંગ ગ્રુપ છે).
$III$: એસીટોફેનોન ($-COCH_3$ એ $-I$ અને $-M$ અસરોને કારણે પ્રબળ ડીએક્ટિવેટિંગ ગ્રુપ છે).
અસરોની સરખામણી કરતા:
$II$ (એક્ટિવેટિંગ) > $I$ (નબળું ડીએક્ટિવેટિંગ) > $III$ (પ્રબળ ડીએક્ટિવેટિંગ).
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો વધતો ક્રમ $III < I < II$ છે.

(D) કોઈપણ સંયોજન એરોમેટિક ત્યારે જ કહેવાય જો તે ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોય અને હ્યુકેલના નિયમ ($4n+2$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન,જ્યાં $n=0, 1, 2, ...$) નું પાલન કરતું હોય.
$(a)$ એઝ્યુલીન: તે $10$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન $(n=2)$ ધરાવતું બાયસાઇક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન છે.
$(b)$ ઇન્ડોલ: તે $10$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન $(n=2)$ ધરાવતું બાયસાઇક્લિક હેટરોસાયક્લિક સંયોજન છે.
$(c)$ ક્વિનોલીન: તે $10$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન $(n=2)$ ધરાવતું બાયસાઇક્લિક હેટરોસાયક્લિક સંયોજન છે.
$(d)$ ટ્રોપોલોન: તે $6$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન $(n=1)$ ધરાવતી ચક્રીય,સમતલીય અને સંયુગ્મિત સિસ્ટમ છે.
આમ,આપેલા તમામ સંયોજનો એરોમેટિકતાની શરતોનું પાલન કરે છે,તેથી સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) $E.S.R.$ પ્રત્યેની સક્રિયતા બેન્ઝીન વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ સક્રિયતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(EWG)$ સક્રિયતા ઘટાડે છે.
$(i)$ ટોલ્યુઈન: $-CH_3$ સમૂહ ધરાવે છે,જે નિર્બળ $EDG$ છે.
(ii) $m$-મિથોક્સિટોલ્યુઈન: $-OCH_3$ (પ્રબળ $EDG$) અને $-CH_3$ (નિર્બળ $EDG$) ધરાવે છે. આ સૌથી વધુ સક્રિય છે.
(iii) બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ: $-CHO$ સમૂહ ધરાવે છે,જે પ્રબળ $EWG$ છે.
(iv) $p$-નાઈટ્રોબેન્ઝાલ્ડિહાઈડ: $-CHO$ અને $-NO_2$ બંને પ્રબળ $EWG$ ધરાવે છે. આ સૌથી ઓછું સક્રિય છે.
આમ,સક્રિયતાનો ક્રમ $(ii) > (i) > (iii) > (iv)$ છે.

(A) એરોમેટિકતા નક્કી કરવા માટે,સંયોજન ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોવું જોઈએ અને હ્યુકેલના નિયમ ($4n+2$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન) નું પાલન કરવું જોઈએ.
$(i)$ $1,2,4$-ટ્રાયઝોલ: સમતલીય,ચક્રીય,$6$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન. એરોમેટિક છે.
(ii) $2$-પાયરોન: કાર્બોનિલ સ્થાન પર ઓક્સિજન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જે સંયુગ્મન તોડે છે. બિન-એરોમેટિક છે.
(iii) બેન્ઝિમીડાઝોલ: સમતલીય,ચક્રીય,$10$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન. એરોમેટિક છે.
(iv) પાયરાઝોલ: સમતલીય,ચક્રીય,$6$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન. એરોમેટિક છે.
$(v)$ સાયક્લોઓક્ટાટેટ્રાએન ડાયએનાયન: સમતલીય,ચક્રીય,$10$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન. એરોમેટિક છે.
(vi) પાયરોલિડિનિયમ કેટાયન: નાઇટ્રોજન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,જે સંયુગ્મન તોડે છે. બિન-એરોમેટિક છે.
(vii) સાયક્લોપેન્ટાડાયેનાઈલ કેટાયન: સમતલીય,ચક્રીય,$4$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન ($4n$ નિયમ). એન્ટી-એરોમેટિક છે.
આમ,એરોમેટિક સંયોજનો $(i)$,(iii),(iv) અને $(v)$ છે. કુલ સંખ્યા $4$ છે.

(A) આપેલ અણુ $1,2-dihydronaphthalene$ છે.
$1$. તે એરોમેટિક નથી કારણ કે તે હ્યુકેલના નિયમનું પાલન કરતું નથી.
$2$. તેમાં સંયુગ્મિત તંત્રમાં $4$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે,$6$ નહીં.
$3$. અણુ સમતલીય નથી કારણ કે સંતૃપ્ત કાર્બન પરમાણુઓ ($sp^3$ સંકરણ) વલયની સમતલીયતાને વિક્ષેપિત કરે છે.
$4$. અણુ સંપૂર્ણપણે સંયુગ્મિત ન હોવાથી,તેમાં આઠ સમાંતર શુદ્ધ $p-$ કક્ષકો હોતા નથી.
આમ,વિધાન $A$ ખોટું છે.

(C) શરૂઆતનો પદાર્થ એમાઈડ સમૂહ $(-NH-CO-)$ ધરાવતી બાયસાઈક્લિક એરોમેટિક સિસ્ટમ છે. નાઈટ્રોજન પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે $-NH-$ સમૂહ એ સક્રિયકારક સમૂહ (ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક) છે,જ્યારે $-CO-$ સમૂહ એ નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ (મેટા નિર્દેશક) છે.
આપેલ રચનામાં,$-NH-$ સમૂહ વલય સાથે જોડાયેલ છે. $-NH-$ સમૂહની ઓર્થો સ્થિતિ એ ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન માટે સૌથી વધુ સક્રિય સ્થિતિ છે.
તેથી,ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી $Br^+$ ($Br_2/FeCl_3$ માંથી ઉત્પન્ન) $-NH-$ સમૂહની ઓર્થો સ્થિતિ પર હુમલો કરશે.
વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,વિકલ્પ $C$ માં બ્રોમીન પરમાણુ $-NH-$ સમૂહની ઓર્થો સ્થિતિ પર જોવા મળે છે.

(D) બેન્ઝિન વલયની ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા $(ESR)$ પ્રત્યેની સક્રિયતા વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે અને તેથી સક્રિયતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ તેને ઘટાડે છે.
$A$. $1,3$-ડાયનાઇટ્રોબેન્ઝિન: બે $-NO_2$ ગ્રુપ ધરાવે છે,જે પ્રબળ $EWG$ છે. આ વલયને નોંધપાત્ર રીતે નિષ્ક્રિય કરે છે.
$B$. $3$-નાઇટ્રોફિનોલ: એક $-OH$ ગ્રુપ $(EDG)$ અને એક $-NO_2$ ગ્રુપ $(EWG)$ ધરાવે છે.
$C$. નાઇટ્રોબેન્ઝિન: એક $-NO_2$ ગ્રુપ $(EWG)$ ધરાવે છે,જે વલયને નિષ્ક્રિય કરે છે.
$D$. $3$-મિથોક્સીફિનોલ: બે ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ ધરાવે છે: $-OH$ અને $-OCH_3$. બંને ગ્રુપ $+M$ (મેસોમેરિક) અસર દર્શાવે છે,જે બેન્ઝિન વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે,જેથી તે $ESR$ પ્રત્યે સૌથી વધુ સક્રિય બને છે.

(A) એન્થ્રાસીન એ પોલીસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન છે જે ત્રણ ફ્યુઝ્ડ બેન્ઝીન રિંગ્સની રેખીય ગોઠવણી ધરાવે છે.
બંધારણ $(a)$ એ એન્થ્રાસીન દર્શાવે છે.
બંધારણ $(b)$ એ ફિનાન્થ્રીન દર્શાવે છે,જેમાં ત્રણ ફ્યુઝ્ડ બેન્ઝીન રિંગ્સની કોણીય ગોઠવણી હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) આ પ્રક્રિયા આલ્કોહોલના એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ (dehydration) ને દર્શાવે છે.
$H^{\oplus}$ અને ગરમીની હાજરીમાં,હાઈડ્રોક્સિલ ગ્રુપ પ્રોટોનેટેડ થઈને પાણીનો અણુ દૂર કરે છે,જેનાથી કાર્બોકેટાયન બને છે.
આ કાર્બોકેટાયન સાયક્લોપેન્ટાડાઈન વલય સાથે સંસ્પંદન (resonance) દ્વારા સ્થાયી થાય છે,જે અંતે મિથિલીનસાયક્લોપેન્ટાડાઈન નીપજ આપે છે.

(C) $1$. પ્રક્રિયા $CH_3-CH_2-CH_2-Cl \xrightarrow{Na, \text{Dry ether}}$ એ વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા છે. જોકે,$n$-પ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે,તે મુખ્યત્વે $P$ તરીકે $n$-હેક્ઝેન $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3)$ આપે છે.
$2$. બીજા તબક્કામાં ઊંચા તાપમાને $(\Delta)$ $V_2O_5$ અને $Al_2O_3$ નો ઉપયોગ કરીને $n$-હેક્ઝેનનું એરોમેટાઈઝેશન કરવામાં આવે છે.
$3$. $n$-હેક્ઝેન ચક્રીયકરણ અને હાઈડ્રોજન દૂર થવાની પ્રક્રિયા દ્વારા $Q$ તરીકે બેન્ઝિન $(C_6H_6)$ બનાવે છે.
$4$. તેથી,$Q$ બેન્ઝિન છે.

(B) આ પ્રક્રિયા $m$-ઝાયલીન ($1,3$-ડાયમિથાઈલબેન્ઝીન) નું લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક $(FeCl_3)$ ની હાજરીમાં $Br_2$ સાથેનું ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (બ્રોમિનેશન) છે.
$1$. મિથાઈલ સમૂહો $(-CH_3)$ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક અને સક્રિયકારક સમૂહો છે.
$2$. $m$-ઝાયલીનમાં,સ્થાન $2$,$4$,અને $6$ વિસ્થાપન માટે ઉપલબ્ધ છે.
$3$. સ્થાન $1$ અને $3$ પર બે મિથાઈલ સમૂહોની હાજરીને કારણે સ્થાન $2$ અવકાશીય રીતે અવરોધાયેલું છે.
$4$. સ્થાન $4$ અને $6$ સમાન છે અને સ્થાન $2$ કરતા ઓછા અવકાશીય અવરોધ ધરાવે છે.
$5$. તેથી,ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $(Br^+)$ સ્થાન $4$ (અથવા $6$) પર હુમલો કરે છે અને મુખ્ય નીપજ તરીકે $4$-બ્રોમો-$1,3$-ડાયમિથાઈલબેન્ઝીન બનાવે છે.

(C) એરોમેટિકતા નક્કી કરવા માટે,અણુએ હ્યુકેલના નિયમનું પાલન કરવું આવશ્યક છે: તે ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોવું જોઈએ અને તેમાં $(4n + 2) \pi$ ઈલેક્ટ્રોન હોવા જોઈએ,જ્યાં $n$ એ પૂર્ણાંક છે $(n = 0, 1, 2, ...)$.
$A$. સાયક્લોપ્રોપેનાઈલ એનાયન: તેમાં $4 \pi$ ઈલેક્ટ્રોન છે. આ $4n$ નિયમનું પાલન કરે છે,જે તેને એન્ટી-એરોમેટિક બનાવે છે.
$B$. પાયરોલ કેટાયન: નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. $\pi$ સિસ્ટમમાં $4$ ઈલેક્ટ્રોન છે. આ એન્ટી-એરોમેટિક છે.
$C$. ઈન્ડીન: તે બેન્ઝીન રીંગ અને સાયક્લોપેન્ટાડાઈન રીંગનું બનેલું દ્વિચક્રીય સંયોજન છે. બેન્ઝીન ભાગ એરોમેટિક છે,અને સમગ્ર અણુ એરોમેટિક લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે.
$D$. સાયક્લોઓક્ટાટેટ્રાએન: તેમાં $8 \pi$ ઈલેક્ટ્રોન છે. તે એન્ટી-એરોમેટિકતા ટાળવા માટે બિન-સમતલીય (ટબ આકારનું) છે,તેથી તે નોન-એરોમેટિક છે.
તેથી,એરોમેટિકતા ઈન્ડીનમાં જોવા મળે છે.

(C) સાયક્લોનોનાટેટ્રાિનમાં $9$ કાર્બન પરમાણુઓ અને $4$ $\pi$ બંધ હોય છે.
એરોમેટિક બનવા માટે,તેણે હ્યુકેલના નિયમનું પાલન કરવું આવશ્યક છે,જે જણાવે છે કે સમતલીય,ચક્રીય,સંયુગ્મિત સિસ્ટમમાં $(4n + 2)$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન હોવા જોઈએ.
$n = 2$ માટે,સિસ્ટમને $10$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે.
સાયક્લોનોનાટેટ્રાિનમાં $8$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે.
જો આપણે $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન (મિથિલીન બ્રિજ) માંથી પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર કરીએ,તો કાર્બન $sp^2$ સંકરણ પ્રાપ્ત કરે છે અને તેના પર ઋણ વીજભાર (અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ) આવે છે.
આ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $\pi$ સિસ્ટમમાં $2$ ઇલેક્ટ્રોનનો ફાળો આપે છે,જેના પરિણામે કુલ $8 + 2 = 10$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન થાય છે.
આમ,સાયક્લોનોનાટેટ્રાિનિલ એનાયન એરોમેટિક છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન $(EAS)$ નો દર બેન્ઝીન રિંગની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ રિંગને સક્રિય કરે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ તેને નિષ્ક્રિય કરે છે.
બંધારણ $(C)$ માં,ઓક્સિજન પરમાણુ સીધો બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ છે અને રેઝોનન્સ દ્વારા મજબૂત $EDG$ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે રિંગને ખૂબ જ સક્રિય બનાવે છે.
બંધારણ $(A)$ માં,ઓક્સિજન પરમાણુ રિંગ સાથે જોડાયેલ છે,પરંતુ કાર્બોનિલ ગ્રુપ $(C=O)$ પણ હાજર છે,જે ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ અસર દર્શાવે છે,જે તેને $(C)$ કરતા ઓછું સક્રિય બનાવે છે.
બંધારણ $(B)$ માં,કાર્બોનિલ ગ્રુપ સીધું બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ છે,જે એક મજબૂત $EWG$ છે,જે રિંગને ત્રણેયમાં સૌથી વધુ નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાના વધતા દરનો ક્રમ $B < A < C$ છે.

(C) શરૂઆતનો પદાર્થ $1,2$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્સ-$3$-ઈન-$1,2$-ડાયોલ છે.
$H^+$ અને ગરમી સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી,ડાયોલ એસિડ-ઉત્પ્રેરિત નિર્જલીકરણ અને ત્યારબાદ પુનઃરચના (rearrangement) પામીને સુગંધિત (aromatic) સંયોજન બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં પાણીના બે અણુઓ દૂર થાય છે અને એરોમેટિકતા પ્રાપ્ત કરવા માટે દ્વિબંધોનું સ્થળાંતર થાય છે,જેના પરિણામે $1,2$-ડાયમિથાઈલબેન્ઝીન (o-ઝાયલીન) બને છે.

(A) $1,4-dichlorocyclohexa-1,4-diene$ ની $Na$ અને સૂકા ઈથર સાથેની પ્રક્રિયા એ આંતર-આણ્વીય $Wurtz$ પ્રક્રિયા છે.
બંને ક્લોરિન પરમાણુઓ દૂર થાય છે અને $C-1$ અને $C-4$ સ્થાન વચ્ચે નવો $C-C$ બંધ બને છે.
આના પરિણામે બેન્ઝીન અંતિમ એરોમેટિક નીપજ તરીકે બને છે,કારણ કે તે ખૂબ જ સ્થાયી છે.

(C) આ પ્રક્રિયાને એરોમેટાઈઝેશન અથવા ડીહાઈડ્રોસાયક્લાઈઝેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેમાં ઊંચા તાપમાન અને દબાણે $Al_2O_3$ પર આધારિત $Cr, Mo$ અથવા $V$ ના ઓક્સાઈડની હાજરીમાં $n-hexane$ નું બેન્ઝીનમાં રૂપાંતર થાય છે.
તેથી,સાચો ઉદ્દીપક $Cr_2O_3-Al_2O_3$ છે.

(A) બેન્ઝીનનું સલ્ફોનેશન એક પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા છે જેમાં દર-નિર્ધારક તબક્કામાં $C-H$ (અથવા $C-D$ અથવા $C-T$) બંધનું વિભાજન થાય છે.
પ્રાથમિક ગતિજ આઇસોટોપ અસરને કારણે,$C-H$ બંધને તોડવો $C-D$ બંધ કરતા સરળ છે,અને $C-D$ બંધને તોડવો $C-T$ બંધ કરતા સરળ છે.
$C-H$ બંધ સૌથી નબળો હોવાથી અને $C-T$ બંધ સૌથી મજબૂત હોવાથી,પ્રક્રિયાનો દર આ ક્રમમાં હોય છે: $K_{C_6H_6} > K_{C_6D_6} > K_{C_6T_6}$.

(B) સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરીને બેન્ઝીનના નાઈટ્રેશનમાં,સલ્ફ્યુરિક એસિડ પ્રબળ એસિડ તરીકે કાર્ય કરે છે અને નાઈટ્રિક એસિડનું પ્રોટોનેશન કરે છે. પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $HNO_3 + H_2SO_4$ $\rightarrow H_2NO_3^+ + HSO_4^-$ $\rightarrow H_2O + NO_2^+ + HSO_4^-$. આ પ્રક્રિયામાં,$HNO_3$ એ $H_2SO_4$ માંથી પ્રોટોન $(H^+)$ સ્વીકારે છે,અને બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ,જે પદાર્થ પ્રોટોન સ્વીકારે છે તે બેઈઝ તરીકે વર્તે છે.

(C) દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$1$. સ્ટાયરીન $(C_6H_5CH=CH_2)$ $Br_2/CCl_4$ સાથે દ્વિબંધ પર ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા આપે છે,ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન નહીં. તેથી,વિકલ્પ $A$ ખોટો છે.
$2$. એનિલીન ખૂબ જ સક્રિય છે. $CS_2$ જેવા અધ્રુવીય દ્રાવકમાં નીચા તાપમાને $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મોનો-વિસ્થાપન આપે છે,ટ્રાયબ્રોમો નહીં. તેથી,વિકલ્પ $B$ ખોટો છે.
$3$. ફિનોલ સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $2,4,6-$ટ્રાયનાઇટ્રોફિનોલ (પિક્રિક એસિડ) બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા સાચી છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયાઓમાં નીપજ $X$ એ ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ છે.
$A$: $2$-મિથાઈલબેન્ઝોઈક એસિડનું સોડાલાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથેનું ડિકાર્બોક્સિલેશન ટોલ્યુઈન આપે છે.
$B$: ક્લોરોબેન્ઝીન અને મિથાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3Cl)$ ની $Na$ અને સૂકા ઈથરની હાજરીમાં વુર્ટ્ઝ-ફિટિંગ પ્રક્રિયા ટોલ્યુઈન આપે છે.
$C$: $o$-ક્રેસોલ ($2$-મિથાઈલફિનોલ) નું $Zn$ ડસ્ટ સાથેનું રિડક્શન ટોલ્યુઈન આપે છે.
$D$: પ્રોપાઈન $(CH_3-C \equiv CH)$ નું લાલ ગરમ $Fe$ ટ્યુબ પર ટ્રાઈમરાઈઝેશન કરવાથી $1,3,5$-ટ્રાઈમિથાઈલબેન્ઝીન (મેસિટિલીન) મળે છે,ટોલ્યુઈન નહીં.
તેથી,$X$ ને પ્રક્રિયા $D$ દ્વારા બનાવી શકાતું નથી.

(B) $1$. $FeCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડની હાજરીમાં,બેન્ઝીન વધારાના $Cl_2$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા આપીને હેક્ઝાક્લોરોબેન્ઝીન $(C_6Cl_6)$ બનાવે છે. તેથી,$A$ એ $HCB$ (હેક્ઝાક્લોરોબેન્ઝીન) છે.
$2$. અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ $(h\nu)$ ની હાજરીમાં,બેન્ઝીન વધારાના $Cl_2$ સાથે મુક્ત-મૂલક યોગશીલ પ્રતિક્રિયા આપીને બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ $(C_6H_6Cl_6)$ બનાવે છે,જેને સામાન્ય રીતે $BHC$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેથી,$B$ એ $BHC$ (બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ) છે.
$3$. આમ,$A$ એ $HCB$ છે અને $B$ એ $BHC$ છે.

(B) $600\ {}^oC$ તાપમાને $Cr_2O_3/V_2O_5$ સાથે $n$-heptane ની પ્રક્રિયા એ એરોમેટાઈઝેશન (અથવા કેટાલિટિક રિફોર્મિંગ) નું ઉદાહરણ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$6$ કે તેથી વધુ કાર્બન પરમાણુ ધરાવતા આલ્કેનનું ચક્રીયકરણ થાય છે અને ત્યારબાદ હાઈડ્રોજન દૂર થઈને એરોમેટિક હાઈડ્રોકાર્બન બનાવે છે.
$n$-heptane $(CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3)$ માટે,ચક્રીયકરણથી મિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન બને છે,જે ત્યારબાદ $3$ અણુ $H_2$ ગુમાવીને ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ બનાવે છે.

(A) $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં અને ગરમી સાથે બેન્ઝીનની ક્લોરિન સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
અહીં $Cl_2$ વધુ પ્રમાણમાં (excess) હોવાથી,બેન્ઝીન વલય પરના તમામ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ક્લોરિન પરમાણુઓ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
આના પરિણામે હેક્ઝાક્લોરોબેન્ઝીન $(C_6Cl_6)$ બને છે.

(B) બેન્ઝીનનું આણ્વીય સૂત્ર $C_6H_6$ છે.
બેન્ઝીનમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
દરેક કાર્બન પરમાણુ હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે એક $sp^2-s$ સિગ્મા બંધ બનાવે છે.
બેન્ઝીન વલયમાં $6$ કાર્બન પરમાણુઓ હોવાથી,કુલ $6$ $sp^2-s$ સિગ્મા બંધ હોય છે.

(B) યોગશીલ પ્રક્રિયામાં બે કે તેથી વધુ અણુઓ જોડાઈને એક મોટો અણુ બનાવે છે જેમાં કોઈ પરમાણુ ગુમાવતા નથી.
$A$. બેન્ઝીનનું હાઇડ્રોજનેશન એ યોગશીલ પ્રક્રિયા છે જેમાં $3$ મોલ $H_2$ બેન્ઝીન વલયમાં ઉમેરાય છે.
$B$. અંધારામાં $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં બેન્ઝીનની $Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે,યોગશીલ પ્રક્રિયા નથી. આ પ્રક્રિયામાં બેન્ઝીન વલય પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ક્લોરિન પરમાણુઓ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$C$. બેન્ઝીનનું ઓઝોનોલિસિસ એ યોગશીલ પ્રક્રિયા છે.
$D$. સૂર્યપ્રકાશ $(h\nu)$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીનનું ક્લોરિનેશન એ મુક્ત-મૂલક યોગશીલ પ્રક્રિયા છે.
તેથી,વિકલ્પ $B$ એ યોગશીલ પ્રક્રિયા નથી.

(D) ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ દ્વારા ઝડપી બને છે અને ઇલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ દ્વારા અવરોધાય છે.
$NO_2$ એ $-I$ અને $-M$ બંને અસરોને કારણે મજબૂત ઇલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ છે.
ત્રણેય આઇસોમર્સ ($m-$,$p-$,અને $o-$ ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝીન) માં,બેન્ઝીન રિંગ સાથે બે $NO_2$ જૂથો જોડાયેલા છે,જે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી હુમલા માટે રિંગને નોંધપાત્ર રીતે નિષ્ક્રિય કરે છે.
આ ત્રણેય સંયોજનો બે મજબૂત $EWG$ દ્વારા અત્યંત નિષ્ક્રિય હોવાથી,તેઓ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રત્યે સમાન રીતે અત્યંત અસક્રિય છે.

(C) નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીન અને $n$-પ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ વચ્ચેની પ્રક્રિયા ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઇલેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,શરૂઆતમાં બનતો પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH_2-CH_2^+)$ અસ્થાયી છે અને તે વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH^+-CH_3)$ બનાવવા માટે $1,2$-હાઇડ્રાઇડ શિફ્ટ અનુભવે છે.
આ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન ત્યારબાદ બેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે આઇસોપ્રોપાઇલબેન્ઝીન (ક્યુમીન) બનાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) એક સંયોજન એરોમેટિક હોય છે જો તે ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોય અને હ્યુકેલના નિયમ ($4n+2$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન) નું પાલન કરે.
$A$. સાયક્લોપ્રોપેનાઈલ એનાયનમાં $4$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન હોય છે,જે એન્ટી-એરોમેટિક છે.
$B$. સાયક્લોપેન્ટાડાઈનાઈલ કેટાયનમાં $4$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન હોય છે,જે એન્ટી-એરોમેટિક છે.
$C$. પાયરિડિન એ $6$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન ધરાવતું વિષમચક્રીય એરોમેટિક સંયોજન છે.
$D$. પાયરિલિયમ કેટાયન એ $6$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન ધરાવતું વિષમચક્રીય એરોમેટિક સંયોજન છે.
$C$ અને $D$ બંને એરોમેટિક છે. જોકે,આપેલ સોલ્યુશન ઈમેજ મુજબ,પ્રશ્ન ખાસ કરીને પાયરિલિયમ કેટાયન બંધારણ પર ભાર મૂકે છે.

(D) ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ બેન્ઝીન વલયની જરૂર હોય છે.
$1$. નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(-NO_2)$ અને બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ $(-CHO)$ એ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો છે,જે બેન્ઝીન વલયને ઇલેક્ટ્રોન-ન્યૂન બનાવે છે,તેથી તે ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયા આપતા નથી.
$2$. એનિલીન $(-NH_2)$ લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક (જેમ કે $AlCl_3$) સાથે સંકીર્ણ બનાવે છે,જેનાથી નાઈટ્રોજન પર ધન વીજભાર આવે છે $(-NH_2-AlCl_3^+)$,જે વલયને નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
$3$. ક્લોરોબેન્ઝીન $(-Cl)$ એ નિર્બળ નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ હોવા છતાં,ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયા આપી શકે છે.

(B) બેન્ઝીન વલય પર ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાની સક્રિયતા બેન્ઝીન વલય સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપિત સમૂહની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
જે સમૂહો વલયને ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા આપે છે ($+M$ અથવા $+H$ અસર દ્વારા) તે સક્રિયતા વધારે છે,જ્યારે જે સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે ($-I$ અથવા $-M$ અસર દ્વારા) તે સક્રિયતા ઘટાડે છે.
$III$ $(OCH_3)$: મિથોક્સી સમૂહ પ્રબળ $+M$ અસર દર્શાવે છે,જે વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે,તેથી તે સૌથી વધુ સક્રિય છે.
$I$ $(CH_3)$ અને $II$ $(CH_2CH_3)$: બંને આલ્કાઈલ સમૂહો છે જે $+H$ (હાયપરકોન્જુગેશન) અસર દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા આપે છે. હાયપરકોન્જુગેશન માટે ઉપલબ્ધ $\alpha$-હાઇડ્રોજનની સંખ્યાને કારણે $CH_3$ માં $+H$ અસર $CH_2CH_3$ કરતા વધુ પ્રબળ હોય છે ($CH_3$ માં $3$ અને $CH_2CH_3$ માં $2$). તેથી,$I > II$.
$IV$ $(Cl)$: ક્લોરિન પરમાણુ પ્રબળ $-I$ અસર દર્શાવે છે,જે વલયમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે,તેથી તે આપેલા સંયોજનોમાં સૌથી ઓછું સક્રિય છે.
તેથી,સક્રિયતાનો સાચો ક્રમ $III > I > II > IV$ છે.

(B) $1$. શરૂઆતનો પદાર્થ $ClCH_2-CH_2Cl$ ($1$,$2$-ડાયક્લોરોઈથેન) આલ્કોહોલિક $KOH$ અને ત્યારબાદ $NaNH_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $A$ બનાવે છે,જે ઈથાઈન $(HC \equiv CH)$ છે.
$2$. જ્યારે ઈથાઈનને લાલ ગરમ લોખંડની નળીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ચક્રીય પોલીમરાઈઝેશન થઈને $B$ બને છે,જે બેન્ઝિન $(C_6H_6)$ છે.

(B) જ્યારે $Benzene$ સૂર્યપ્રકાશ $(hv)$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે વિસ્થાપન પ્રક્રિયાને બદલે યોગશીલ પ્રક્રિયા આપે છે.
આ પ્રક્રિયાના પરિણામે $Benzene \ Hexachloride$ $(C_6H_6Cl_6)$ બને છે,જેને $BHC$ અથવા $Gammaxene$ અથવા $Lindane$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(B) બેન્ઝીનની $Cl_2$ સાથે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ $(h\nu)$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા એ મુક્ત મુલક યોગશીલ પ્રક્રિયા છે,જે $1,2,3,4,5,6$-હેક્ઝાક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન $(C_6H_6Cl_6)$ બનાવે છે,જેને સામાન્ય રીતે બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ $(BHC)$ અથવા ગેમેક્સિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$1$. $BHC$ ને બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$2$. નીપજ $P$ $(C_6H_6Cl_6)$ એ સંતૃપ્ત ચક્રીય સંયોજન (સાયક્લોહેક્ઝેન વ્યુત્પન્ન) છે અને તે બિન-એરોમેટિક છે,કારણ કે તેમાં બેન્ઝીનમાં હાજર રહેલી $\pi$-ઈલેક્ટ્રોન પ્રણાલીનો અભાવ હોય છે.
$3$. $BHC$ નો ઉપયોગ જંતુનાશક તરીકે થાય છે.
$4$. આ પ્રક્રિયામાં મુક્ત મુલક ક્રિયાવિધિ દ્વારા બેન્ઝીનના દ્વિબંધો પર $Cl_2$ નો ઉમેરો થાય છે.
તેથી,નીપજ $P$ એરોમેટિક છે તે વિધાન ખોટું છે.

(A) સાયક્લોહેક્સિનના હાઇડ્રોજનેશનની એન્થાલ્પી $\Delta H_2$ છે.
બેન્ઝીનમાં ત્રણ દ્વિબંધ હોવાથી,કાલ્પનિક $1,3,5$-સાયક્લોહેક્સાટ્રાયિન (રેઝોનન્સ વગર) માટે અપેક્ષિત હાઇડ્રોજનેશન એન્થાલ્પી $3 \times \Delta H_2$ થશે.
બેન્ઝીનની વાસ્તવિક હાઇડ્રોજનેશન એન્થાલ્પી $\Delta H_1$ આપેલી છે.
રેઝોનન્સ ઉર્જા એટલે અપેક્ષિત હાઇડ્રોજનેશન એન્થાલ્પી અને વાસ્તવિક હાઇડ્રોજનેશન એન્થાલ્પી વચ્ચેનો તફાવત:
$\text{Resonance Energy} = \text{Expected } \Delta H - \text{Actual } \Delta H$
$\text{Resonance Energy} = 3\Delta H_2 - \Delta H_1$.

(B) કોઈ સ્પીસીઝ એરોમેટિક છે કે નહીં તે નક્કી કરવા માટે,તેણે હ્યુકેલના નિયમનું પાલન કરવું આવશ્યક છે: તે ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોવું જોઈએ અને તેમાં $(4n + 2) \pi$ ઇલેક્ટ્રોન હોવા જોઈએ,જ્યાં $n = 0, 1, 2, ...$.
$A$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ એનાયન $(C_5H_5^-)$: તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે ($4$ દ્વિબંધમાંથી + $2$ લોન પેરમાંથી),જે $n = 1$ સાથે $(4n + 2)$ નું પાલન કરે છે. તે એરોમેટિક છે.
$B$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ કેટાયન $(C_5H_5^+)$: તેમાં $4 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે. હ્યુકેલના નિયમ મુજબ,$4n \pi$ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતી સ્પીસીઝ એન્ટી-એરોમેટિક હોય છે. તેથી,તે એરોમેટિક નથી.
$C$. સાયક્લોપ્રોપેનાઈલ કેટાયન $(C_3H_3^+)$: તેમાં $2 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે,જે $n = 0$ સાથે $(4n + 2)$ નું પાલન કરે છે. તે એરોમેટિક છે.
$D$. ટ્રોપિલિયમ કેટાયન $(C_7H_7^+)$: તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે,જે $n = 1$ સાથે $(4n + 2)$ નું પાલન કરે છે. તે એરોમેટિક છે.
તેથી,સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ કેટાયન એરોમેટિક નથી.

(B) એરોમેટિકતા નક્કી કરવા માટે,સ્પીસીઝ ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોવી જોઈએ અને હ્યુકેલના નિયમ ($4n+2$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન) નું પાલન કરવું જોઈએ.
$A.$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ એનાયનમાં $6$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન $(n=1)$ છે,જે હ્યુકેલના નિયમનું પાલન કરે છે અને તે એરોમેટિક છે.
$B.$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ કેટાયનમાં $4$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન $(n=1)$ છે,જે $4n$ નિયમનું પાલન કરે છે અને તે એન્ટી-એરોમેટિક છે.
$C.$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ રેડિકલમાં $5$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન છે,જે નોન-એરોમેટિક છે કારણ કે તે સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત નથી.
$D.$ બેન્ઝીનમાં $6$ $\pi$ ઈલેક્ટ્રોન $(n=1)$ છે અને તે એરોમેટિક છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$B$ એન્ટી-એરોમેટિક છે અને $C$ નોન-એરોમેટિક છે. જોકે,આ પ્રશ્ન માટે $B$ ને સાચો જવાબ માનવામાં આવે છે.

(A) $C-H$ બંધની બંધ વિયોજન ઊર્જા બંધના હોમોલિટીક વિભાજન પછી બનતા રેડિકલની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
પરિણામી રેડિકલની સ્થિરતા જેટલી વધારે,બંધ વિયોજન ઊર્જા તેટલી ઓછી.
ટોલ્યુઇન $(C_6H_5CH_3)$ માં,મિથાઇલ સમૂહમાંથી $C-H$ બંધનું વિભાજન બેન્ઝાઇલ રેડિકલ $(C_6H_5CH_2^{\bullet})$ ઉત્પન્ન કરે છે,જે બેન્ઝિન વલય સાથેના સંસ્પંદન દ્વારા અત્યંત સ્થિર થાય છે.
બેન્ઝિનમાં,$C-H$ બંધ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને રેડિકલ ઓછો સ્થિર હોય છે.
$n-$પેન્ટેન અને $2,2-$ડાયમિથાઇલ પ્રોપેનમાં,બનતા રેડિકલ આલ્કાઇલ રેડિકલ છે,જે સંસ્પંદન-સ્થિર બેન્ઝાઇલ રેડિકલ કરતા ઓછા સ્થિર હોય છે.
તેથી,ટોલ્યુઇનના મિથાઇલ સમૂહમાં $C-H$ બંધ સૌથી ઓછી બંધ વિયોજન ઊર્જા ધરાવે છે.

(A) બેયરનો પ્રક્રિયક એ $KMnO_4$ નું ઠંડું,મંદ,આલ્કલાઇન દ્રાવણ છે,જે અસંતૃપ્તતા (આલ્કીન અને આલ્કાઈન) ની કસોટી માટે વપરાય છે.
$1$. બેન્ઝીન એ એરોમેટિક સંયોજન છે અને તેની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં બેયરના પ્રક્રિયક સાથે યોગશીલ પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$2$. એલાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_2=CH-CH_2Cl)$ માં કાર્બન-કાર્બન દ્વિબંધ હોય છે,તેથી તે બેયરના પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$3$. એસીટીલીન $(HC \equiv CH)$ એ આલ્કાઈન છે અને તે ઓક્ઝેલિક એસિડ બનાવવા માટે બેયરના પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,માત્ર બેન્ઝીન બેયરના પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.

(B) $C_6H_3Cl_3$ આણ્વીય સૂત્ર ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન આઈસોમર્સને અનુરૂપ છે.
આ સૂત્ર માટે $3$ શક્ય આઈસોમર્સ છે:
$1$. $1,2,3$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન (વિસીનલ આઈસોમર)
$2$. $1,2,4$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન (અસમપ્રમાણ આઈસોમર)
$3$. $1,3,5$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન (સમપ્રમાણ આઈસોમર)
તેથી,બેન્ઝીન વ્યુત્પન્નોની કુલ સંખ્યા $3$ છે.