Aromatic hydrocarbon Questions in Gujarati

(C) $(i)$ બેન્ઝીન $O_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન ટ્રાયઓઝોનાઇડ બનાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(ii)$ બેન્ઝીન એ $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુઓ સાથેનો સમતલીય અણુ છે. આ વિધાન ખોટું છે.
$(iii)$ બેન્ઝીન નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CH_3COCl$ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઇલેશન પ્રક્રિયા કરીને એસિટોફિનોન (ફિનાઇલઇથેનોન) બનાવે છે,જે મોનોસબસ્ટીટ્યુટેડ નીપજ છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(iv)$ બેન્ઝીન ફોટોકેમિકલ પરિસ્થિતિમાં ($UV$ પ્રકાશ) $Cl_2$ સાથે યોગશીલ પ્રક્રિયા કરીને $1,2,3,4,5,6$-હેક્ઝાક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન (ગેમેક્સેન) બનાવે છે,હેક્ઝાક્લોરોબેન્ઝીન નહીં. આ વિધાન ખોટું છે.
તેથી,વિધાનો $(i)$ અને $(iii)$ સાચા છે.

(B) જ્યારે $Glucose$ ને $HI$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું રિડક્શન થઈને $n-hexane$ બને છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_{12}O_6 + HI \xrightarrow{\Delta} CH_3-(CH_2)_4-CH_3$ $(n-hexane)$.
ત્યારબાદ,જ્યારે $n-hexane$ ને $Mo_2O_3$ સાથે $773 \ K$ તાપમાને અને $10-20 \ atm$ દબાણે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું એરોમેટાઈઝેશન (ડીહાઈડ્રોસાયક્લાઈઝેશન) થઈને $Benzene$ બને છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $Benzene$ છે.

(D) આલ્કલાઇન $KMnO_4$ બેન્ઝીન રિંગ સાથે સીધા જોડાયેલા કોઈપણ આલ્કાઇલ ગ્રુપનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે,જો આલ્કાઇલ ગ્રુપમાં ઓછામાં ઓછો એક $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય.
ઇથાઇલબેન્ઝીન અને પ્રોપાઇલબેન્ઝીન બંનેમાં,$\alpha$-કાર્બન પાસે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે,તેથી બંનેનું ઓક્સિડેશન બેન્ઝોઇક એસિડમાં થાય છે.
તેથી,$Y$ અને $Z$ બંને બેન્ઝોઇક એસિડ છે.

(B) સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ એનાયન એ $6 \pi \ e^-$ (જ્યાં હ્યુકેલના નિયમ $4n+2$ માં $n=1$ છે) ધરાવતી ચક્રીય અને સમતલીય સ્પીસીઝ છે.
તે $6 \pi \ e^-$ ધરાવતું હોવાથી,તે હ્યુકેલના નિયમનું પાલન કરે છે અને એરોમેટિક છે.
તેમાં બેન્ઝીન વલય ન હોવાથી,તેને નોન-બેન્ઝેનોઈડ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
તેથી,તે નોન-બેન્ઝેનોઈડ અને એરોમેટિક છે.

(D) ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા બેન્ઝિન વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જેથી વલય વધુ સક્રિય બને છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ તેને ઘટાડે છે.
વિસ્થાપકો નીચે મુજબ છે:
$(iv) \text{ ફિનોલ } (-OH): +M \text{ અસરને કારણે મજબૂત EDG.}$
$(ii) \text{ ટોલ્યુઈન } (-CH_3): +I \text{ અને હાઇપરકોન્જુગેશનને કારણે નબળું EDG.}$
$(i) \text{ બેન્ઝિન: સંદર્ભ સંયોજન.}$
$(iii) \text{ ક્લોરોબેન્ઝિન } (-Cl): \text{ મજબૂત } -I \text{ અસરને કારણે EWG (} +M \text{ અસર હોવા છતાં, ચોખ્ખી અસર નિષ્ક્રિય છે).}$
તેથી,ઘટતી પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ છે: $(iv) > (ii) > (i) > (iii)$.

(A) પોલીસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બનની સ્થિરતા પ્રતિ વલય રેઝોનન્સ ઉર્જા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
બેન્ઝીન $(A)$: $36 \ kcal/mol$ પ્રતિ વલય.
નેપ્થલીન $(B)$: $2$ વલય માટે $61 \ kcal/mol$,તેથી $61/2 = 30.5 \ kcal/mol$ પ્રતિ વલય.
એન્થ્રાસીન $(C)$: $3$ વલય માટે $84 \ kcal/mol$,તેથી $84/3 = 28 \ kcal/mol$ પ્રતિ વલય.
ફિનાન્થ્રીન $(D)$: $3$ વલય માટે $92 \ kcal/mol$,તેથી $92/3 = 30.67 \ kcal/mol$ પ્રતિ વલય.
મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $28 (C) < 30.5 (B) < 30.67 (D) < 36 (A)$.
તેથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $C < B < D < A$ છે.

(A) 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 $n$ એ પૂર્ણાંક $(0, 1, 2, ...)$ છે.
$A$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ કેટાયન $(C_5H_5^+)$: તેમાં $4 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે (એન્ટી-એરોમેટિક).
$B$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ એનાયન $(C_5H_5^-)$: તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન $(n=1)$ છે,તેથી તે એરોમેટિક છે.
$C$. સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયનાઈલ કેટાયન $(C_7H_7^+)$: તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન $(n=1)$ છે,તેથી તે એરોમેટિક છે.
$D$. નેપ્થલીન $(C_{10}H_8)$: તેમાં $10 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન $(n=2)$ છે,તેથી તે એરોમેટિક છે.
તેથી,સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ કેટાયન એરોમેટિક નથી.

(A) દરેક સ્પીસીઝમાં $\pi$-ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા નક્કી કરવા માટે:
$1$. ફિનાન્થ્રીન: તે ત્રણ જોડાયેલી બેન્ઝીન રિંગનું બનેલું છે. તેમાં $14$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન છે.
$2$. નેપ્થલીન: તે બે જોડાયેલી બેન્ઝીન રિંગનું બનેલું છે. તેમાં $10$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન છે.
$3$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ એનાયન: તેમાં બે દ્વિબંધ ($4$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન) અને રેઝોનન્સમાં ભાગ લેતી કાર્બન પરમાણુ પર એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ છે,જે $2$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન આપે છે,કુલ $6$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન થાય છે.
$4$. સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયનાઇલ કેટાયન: તેમાં ત્રણ દ્વિબંધ ($6$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન) અને ધન વીજભારિત કાર્બન પર ખાલી $p$-ઓર્બિટલ છે,કુલ $6$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન થાય છે.
આ સરખામણી કરતા,ફિનાન્થ્રીનમાં મહત્તમ $14$ $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) એરોમેટિક સંયોજનોને ઓળખવા માટે,આપણે હ્યુકેલના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ,જે મુજબ જો કોઈ સંયોજન ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત હોય અને તેમાં $(4n + 2) \pi$ ઇલેક્ટ્રોન હોય (જ્યાં $n = 0, 1, 2, \dots$),તો તે એરોમેટિક છે.
$1$. એનિલિન: તે બેન્ઝીનનું વ્યુત્પન્ન છે,જે ચક્રીય,સમતલીય,સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત છે અને તેમાં $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે. તે એરોમેટિક છે.
$2$. નેપ્થાલિન: તે $10 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતું પોલીસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન છે. તે એરોમેટિક છે.
$3$. સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન: તેમાં $4 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન છે,જે $4n$ નિયમનું પાલન કરે છે. તે એન્ટી-એરોમેટિક છે.
$4$. $2,5-$ડાયહાઇડ્રોફ્યુરાન: $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુને કારણે તે સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત નથી. તે નોન-એરોમેટિક છે.
$5$. પિરિડિન: તે $6 \pi$ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતું વિષમચક્રીય સંયોજન છે. તે એરોમેટિક છે.
આમ,એરોમેટિક સંયોજનો એનિલિન,નેપ્થાલિન અને પિરિડિન છે. એરોમેટિક સંયોજનોની કુલ સંખ્યા $3$ છે.

(B) મુખ્ય વિચાર: કોઈ પણ સ્પીસીઝ એરોમેટિક હોવા માટેની શરતો:
$(I)$ બંધારણ હ્યુકેલના નિયમનું પાલન કરતું હોવું જોઈએ,એટલે કે તેમાં $(4n+2) \pi$-ઇલેક્ટ્રોન હોવા જોઈએ,જ્યાં $n$ એ પૂર્ણાંક સંખ્યા $(0, 1, 2, 3, \dots)$ છે.
$(II)$ બંધારણ સમતલીય ચક્રીય હોવું જોઈએ.
$(A)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ એનાયન: તેમાં $6 \pi$-ઇલેક્ટ્રોન $(n=1)$ છે અને તે સમતલીય છે. તેથી,તે એરોમેટિક છે.
$(B)$ $1,2-$ડાયહાઇડ્રોનેપ્થલીન: તે સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત નથી અને તેમાં $8 \pi$-ઇલેક્ટ્રોન છે. તેથી,તે એરોમેટિક નથી.
$(C)$ ટ્રોપિલિયમ કેટાયન: તેમાં $6 \pi$-ઇલેક્ટ્રોન $(n=1)$ છે અને તે સમતલીય છે. તેથી,તે એરોમેટિક છે.
$(D)$ ફિનાન્થ્રીન: તેમાં $14 \pi$-ઇલેક્ટ્રોન $(n=3)$ છે અને તે સમતલીય છે. તેથી,તે એરોમેટિક છે.
$(E)$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન: તેમાં $4 \pi$-ઇલેક્ટ્રોન છે ($4n$ નિયમ મુજબ). તેથી,તે એન્ટી-એરોમેટિક (એરોમેટિક નથી) છે.
$(F)$ સાયક્લોપ્રોપેનાઇલ એનાયન: તેમાં $4 \pi$-ઇલેક્ટ્રોન છે ($4n$ નિયમ મુજબ). તેથી,તે એન્ટી-એરોમેટિક (એરોમેટિક નથી) છે.
તેથી,સ્પીસીઝ $(B)$,$(E)$ અને $(F)$ એરોમેટિક નથી. આમ,વિકલ્પ $(b)$ સાચો જવાબ છે.

(C) ટ્રોપોલોન એ સાત-સભ્યની વલય ધરાવતું સંયોજન છે જેમાં કાર્બોનિલ અને હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ હોય છે.
તેમાં બેન્ઝીન વલય હોતું નથી,તેથી તે નોન-બેન્ઝેનોઇડ છે.
તે એરોમેટિક ગુણધર્મ દર્શાવે છે કારણ કે તેની સંસ્પંદન રચનામાં સાત-સભ્યની વલય ટ્રોપિલિયમ કેટાયન $(C_7H_7^+)$ બને છે,જે હ્યુકેલના નિયમ ($4n+2$ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોન,જ્યાં $n=1$) નું પાલન કરે છે.
આમ,ટ્રોપોલોન નોન-બેન્ઝેનોઇડ અને એરોમેટિક છે.

(B) $6$ કે તેથી વધુ કાર્બન પરમાણુઓ ધરાવતા રેખીય આલ્કેનને $Al_2O_3$ પર આધારિત $Cr_2O_3$,$V_2O_5$ અથવા $Mo_2O_3$ જેવા ઉદ્દીપકોની હાજરીમાં $773 \ K$ તાપમાને અને $10-20 \ atm$ દબાણે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે ચક્રીયકરણ અને એરોમેટાઇઝેશન પામે છે. આ પ્રક્રિયાને એરોમેટાઇઝેશન અથવા રિફોર્મિંગ કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,$n$-હેક્ઝેન આ પરિસ્થિતિઓમાં બેન્ઝીન આપે છે.

(A) જ્યારે એસિટિલીન $(C_2H_2)$ ને લાલ ગરમ લોખંડની નળીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ચક્રીય પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ બનાવે છે,જે સંયોજન $X$ છે.
$3C_2H_2 \xrightarrow{\text{red hot iron tube}} C_6H_6 (X)$
વિકલ્પ $A$ માં ઝિંક ડસ્ટનો ઉપયોગ કરીને ફિનોલનું રિડક્શન દર્શાવવામાં આવ્યું છે,જે બેન્ઝીન બનાવવા માટેની પ્રમાણભૂત પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ છે:
$C_6H_5OH + Zn \xrightarrow{\text{distillation}} C_6H_6 + ZnO$
આમ,પ્રક્રિયા $A$ મુખ્ય નીપજ તરીકે $X$ આપે છે.

(D) $1$. $C_2 H_2$ (એસીટીલીન) ની $500^{\circ}C$ તાપમાને લાલ ગરમ લોખંડની નળી સાથેની પ્રક્રિયા ચક્રીય પોલીમરાઈઝેશન છે,જે $C_6 H_6$ (બેન્ઝીન) આપે છે. તેથી,$A = C_6 H_6$.
$2$. બેન્ઝીન $(A)$ ની $70^{\circ}C$ તાપમાને સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2 SO_4$ ના મિશ્રણ સાથેની પ્રક્રિયા નાઈટ્રેશન છે,જે $C_6 H_5 NO_2$ (નાઈટ્રોબેન્ઝીન) આપે છે. તેથી,$B = C_6 H_5 NO_2$.
$3$. નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(B)$ નું $LiAlH_4$ સાથે રિડક્શન કરવાથી એઝોબેન્ઝીન $(C_6 H_5-N=N-C_6 H_5)$ મળે છે.
$4$. આમ,$A = C_6 H_6$ અને $B = C_6 H_5 NO_2$ છે.

(C) $1$. શરૂઆતનું પદાર્થ $2$-મિથાઈલહેક્ઝેન છે. $773 \ K$ તાપમાને અને $10-20 \ atm$ દબાણે $Cr_2O_3$ સાથે ગરમ કરવાથી,તે એરોમેટાઈઝેશન દ્વારા $A$ (ટોલ્યુઈન) બનાવે છે.
$2$. ટોલ્યુઈન $(A)$ આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ દ્વારા મિથાઈલ ગ્રુપનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપમાં ઓક્સિડેશન થાય છે,જે $B$ (બેન્ઝોઈક એસિડ) બનાવે છે.
$3$. બેન્ઝોઈક એસિડ $(B)$ સાંદ્ર $HNO_3$ અને $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે (નાઈટ્રેશન). $-COOH$ ગ્રુપ મેટા-ડાયરેક્ટિંગ હોવાથી,$-NO_2$ ગ્રુપ મેટા સ્થાન પર જોડાય છે,જે $C$ ($m$-નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ) બનાવે છે.
$4$. સંયોજન $C$ માં $D = -COOH$ અને $E = -NO_2$ વિસ્થાપકો છે.

(D) $1$. શરૂઆતનો પદાર્થ $n$-બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડ $(CH_3CH_2CH_2CH_2Br)$ છે.
$2$. સૂકા ઈથરમાં $Na$ સાથેની પ્રક્રિયા એ વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા છે,જે આલ્કાઇલ જૂથને જોડીને $n$-ઓક્ટેન $(CH_3(CH_2)_6CH_3)$ બનાવે છે,તેથી $X$ એ $n$-ઓક્ટેન છે.
$3$. $773 \text{ K}$ અને $10-20 \text{ atm}$ પર $\text{Cr}_2\text{O}_3$ નો ઉપયોગ કરીને $n$-ઓક્ટેનનું એરોમેટાઇઝેશન ઇથાઇલબેન્ઝીન $(Y)$ બનાવે છે.
$4$. નિર્જળ $\text{AlCl}_3$ ની હાજરીમાં ઇથાઇલબેન્ઝીનનું $\text{CH}_3\text{COCl}$ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન કરવાથી $Z$ તરીકે $p$-મિથાઇલએસીટોફિનોન મળે છે. $p$-મિથાઇલએસીટોફિનોનનું બંધારણ $CH_3-C_6H_4-COCH_3$ છે.
$5$. $p$-મિથાઇલએસીટોફિનોન $(CH_3-C_6H_4-COCH_3)$ માં:
- $sp^3$ કાર્બન: રિંગ પરનું મિથાઇલ જૂથ $(1)$,કાર્બોનિલ પરનું મિથાઇલ જૂથ $(1)$. કુલ $a = 2$.
- $sp^2$ કાર્બન: બેન્ઝીન રિંગના $6$ કાર્બન $(6)$ અને કાર્બોનિલ કાર્બન $(1)$. કુલ $b = 7$.
$6$. $(a+b) = 2 + 7 = 9$ નું મૂલ્ય.

(D) એરોમેટિક સંયોજનો,જેમ કે $C_6H_6$ (બેન્ઝીન),કાર્બન અને હાઇડ્રોજનનો ગુણોત્તર ઊંચો ધરાવે છે.
અપૂર્ણ દહનને કારણે,તેઓ કાળી જ્યોત ઉત્પન્ન કરે છે.

(D) બેન્ઝીનમાં સંસ્પંદનને કારણે તમામ $C-C$ બંધ લંબાઈ $1.39 \ Å$ જેટલી સમાન હોય છે. તેથી,બેન્ઝીન $1.54 \ Å$ અને $1.34 \ Å$ ની બે અલગ બંધ લંબાઈ ધરાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(A) $1$. $C_2H_4 + Br_2/CCl_4 \rightarrow BrCH_2-CH_2Br$ ($A$ એ $1,2$-ડાયબ્રોમોઈથેન છે).
$2$. $BrCH_2-CH_2Br \xrightarrow[(ii) NaNH_2]{(i) alc. KOH} HC \equiv CH$ ($B$ એ ઈથાઈન છે).
$3$. $3HC \equiv CH \xrightarrow{\text{cyclic polymerization}} C_6H_6$ ($C$ એ બેન્ઝીન છે).
$4$. $C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{\text{dry } AlCl_3, \text{dark, cold}} C_6H_6Cl_6$ ($D$ એ બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ છે,જેને ગેમેક્સેન અથવા લિન્ડેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે).
$5$. $D$ નું આણ્વીય સૂત્ર $C_6H_6Cl_6$ છે. તેનું પ્રમાણસૂચક સૂત્ર પરમાણુઓનો સૌથી સરળ ગુણોત્તર છે,જે $CH Cl$ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા એ બેન્ઝીનનું ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ $(C_2H_5Cl)$ સાથે નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઇલેશન છે,જે ઇથાઇલબેન્ઝીન $(X)$ બનાવે છે.
ઇથાઇલબેન્ઝીન $(X)$ નું રાસાયણિક સૂત્ર $C_8H_{10}$ છે.
કાર્બન $(C)$ નું પરમાણ્વીય દળ $= 12.01 \ g/mol$.
હાઇડ્રોજન $(H)$ નું પરમાણ્વીય દળ $= 1.008 \ g/mol$.
$C_8H_{10}$ નું મોલર દળ $= (8 \times 12.01) + (10 \times 1.008) = 96.08 + 10.08 = 106.16 \ g/mol$.
$C_8H_{10}$ માં કાર્બનની ટકાવારી $= \frac{\text{કાર્બનનું દળ}}{\text{કુલ મોલર દળ}} \times 100$.
કાર્બનની ટકાવારી $= \frac{96.08}{106.16} \times 100 \approx 90.505 \% \approx 90.6 \%$.

(C) બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ ની ઓઝોન $(O_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા ઓઝોનોલિસિસ પ્રક્રિયા છે.
બેન્ઝીન ત્રણ અણુ ઓઝોન સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન ટ્રાયોઝોનાઇડ $(X)$ બનાવે છે.
બેન્ઝીન ટ્રાયોઝોનાઇડનું $Zn / H_2O$ સાથે રિડક્ટિવ જળવિભાજન કરવાથી ગ્લાયઓક્સાલ $(Y)$ $(CHO-CHO)$ ના ત્રણ અણુઓ મળે છે.
તેથી,$X$ એ ટ્રાયોઝોનાઇડ છે અને $Y$ એ ગ્લાયઓક્સાલ છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં અણુ પરના પરમાણુ અથવા જૂથનું ઇલેક્ટ્રોફાઇલ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
વિકલ્પ $A$ એ ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા છે.
વિકલ્પ $B$ એ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા $(S_N1)$ છે.
વિકલ્પ $C$ એ ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ્સ એસાઇલેશન પ્રક્રિયા છે,જે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રોફાઇલ એસાઇલિયમ આયન $(CH_3CO^+)$ છે.
વિકલ્પ $D$ એ વિલોપન પ્રક્રિયા (ડીહેલોજનેશન) છે.

(A) બેન્ઝીનની નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CH_3Cl$ સાથેની પ્રક્રિયા ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા છે,જે ટોલ્યુઈન બનાવે છે. તેથી,$X = CH_3Cl$.
બેન્ઝીનની નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CH_3COCl$ (એસીટાઈલ ક્લોરાઈડ) સાથેની પ્રક્રિયા ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઈલેશન પ્રક્રિયા છે,જે એસીટોફિનોન બનાવે છે. તેથી,$Y = CH_3COCl$.
આમ,$X$ અને $Y$ અનુક્રમે $CH_3Cl$ અને $CH_3COCl$ છે.

(B) $1$. $C_2H_4Br_2$ ($1$,$2$-ડાયબ્રોમોઈથેન) ની $Alc. KOH$ અને ત્યારબાદ $NaNH_2$ સાથેની પ્રતિક્રિયાથી ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન થઈને ઈથાઈન $(X = HC \equiv CH)$ બને છે.
$2$. ઈથાઈનને $873 \ K$ તાપમાને લાલ ગરમ લોખંડની નળીમાંથી પસાર કરતા ચક્રીય પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા બેન્ઝીન $(Y = C_6H_6)$ બને છે.
$3$. બેન્ઝીન નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં એસિટાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3COCl)$ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઈલેશન પ્રક્રિયા કરીને એસિટોફિનોન $(Z = C_6H_5COCH_3)$ આપે છે.

(C) $1$. $2CH_3CH_2CH_2Br$ ની $Na/Ether$ સાથેની પ્રક્રિયા વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા છે,જે $n$-હેક્ઝેન $(X = CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3)$ આપે છે.
$2$. $773K$ અને $10-20 \ atm$ દબાણે $Mo_2O_3$ ની હાજરીમાં $n$-હેક્ઝેનનું એરોમેટાઈઝેશન બેન્ઝિન $(Y = C_6H_6)$ આપે છે.
$3$. બેન્ઝિન $(Y)$ ની નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CH_3Cl$ સાથેની પ્રક્રિયા ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન છે,જે ટોલ્યુઈન $(Z = C_6H_5CH_3)$ આપે છે.

(A) પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ ઓળખાય છે:
$A$. $\text{બેન્ઝિન} + Cl_2 \xrightarrow{AlCl_3} \text{ક્લોરોબેન્ઝિન}$,તેથી $A-III$.
$B$. $\text{બેન્ઝિન} + CH_3Cl \xrightarrow{\text{anhyd. } AlCl_3} \text{ટોલ્યુઈન}$,તેથી $B-IV$.
$C$. $\text{બેન્ઝિન} + R-CO-Cl \xrightarrow{\text{anhyd. } AlCl_3} \text{આલ્કાઈલ ફિનાઈલ કીટોન}$,તેથી $C-II$.
$D$. $\text{ટોલ્યુઈન} \xrightarrow{(i) KMnO_4/KOH, (ii) H_3O^+} \text{બેન્ઝોઈક એસિડ}$,તેથી $D-I$.
આમ,સાચી જોડ $A-III, B-IV, C-II, D-I$ છે.

(C) દર્શાવેલ પ્રક્રિયા બેન્ઝીન $(A)$ નું ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન છે,જે એસિટોફેનોન બનાવે છે,જે ત્યારબાદ $B$ બનાવવા માટે વધુ વિસ્થાપિત થાય છે. ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોફાઇલ એસિલિયમ આયન,$CH_3-C\equiv O^{\oplus}$ (અથવા $CH_3CO^{\oplus}$) છે,જે એસિટિલ ક્લોરાઇડ $(CH_3COCl)$ ની લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક $AlCl_3$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) પ્રતિક્રિયા $(A)$ માં,$AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીનનું $n$-પ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન થવાથી કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે. પ્રાથમિક પ્રોપાઈલ કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક આઈસોપ્રોપાઈલ કાર્બોકેટાયનમાં પુનઃરચના પામે છે,જે પછી બેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરીને મુખ્ય નીપજ $P$ તરીકે આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝીન બનાવે છે.
પ્રતિક્રિયા $(B)$ માં:
$(i)$ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીનનું $CH_3Cl$ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન કરવાથી ટોલ્યુઈન મળે છે.
$(ii)$ $hv$ (પ્રકાશ) ની હાજરીમાં ટોલ્યુઈનનું $Br_2$ સાથે મુક્ત મુલક હેલોજીનેશન કરવાથી બેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડ $(C_6H_5CH_2Br)$ મળે છે.
$(iii)$ બેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડનું જલીય $KOH$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન કરવાથી મુખ્ય નીપજ $Q$ તરીકે બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ $(C_6H_5CH_2OH)$ મળે છે.

(C) પગલું $1$: $C_6H_5-CHBr-CH_2Br$ નું $alc. KOH$ અને ત્યારબાદ $NaNH_2$ સાથે નિર્જલીકરણ (dehydrohalogenation) થવાથી ફિનાઈલએસિટિલીન $(C_6H_5-C \equiv CH)$ બને છે.
પગલું $2$: ફિનાઈલએસિટિલીનનું ચક્રીય ટ્રાયમરાઈઝેશન (cyclic trimerization) જ્યારે તેને $873 \ K$ તાપમાને લાલ ગરમ લોખંડની નળીમાંથી પસાર કરવામાં આવે ત્યારે થાય છે.
પગલું $3$: $C_6H_5-C \equiv CH$ નું ટ્રાયમરાઈઝેશન મુખ્ય નીપજ તરીકે $1,3,5-{\text{ટ્રાયફિનાઈલબેન્ઝીન}}$ આપે છે,કારણ કે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ને કારણે મેટા-વિસ્થાપિત નીપજ વધુ સ્થાયી હોય છે.

(D) જ્યારે બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ ની અલ્ટ્રા-વાયોલેટ પ્રકાશની હાજરીમાં ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે,ત્યારે યોગશીલ પ્રક્રિયા થાય છે.
આના પરિણામે બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ $(C_6H_6Cl_6)$ બને છે,જેને $BHC$ અથવા ગેમેક્સેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{uv/hv} C_6H_6Cl_6$.

(B) આ પ્રક્રિયા ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન તરીકે ઓળખાય છે. નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં,$n-$પ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ આલ્કાઈલેટિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. તે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટીટ્યુશન પ્રક્રિયા છે.
પગલું $1$: ઇલેક્ટ્રોફાઈલનું નિર્માણ:
$CH_3-CH_2-CH_2-Cl + AlCl_3 \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2^+ + AlCl_4^-$
પગલું $2$: કાર્બોકેટાયન પુનઃરચના:
પગલા $1$ માં બનેલ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH_2-CH_2^+)$ $1,2-$હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટ દ્વારા વધુ સ્થિર ગૌણ કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH^+-CH_3)$ બનાવવા માટે પુનઃરચના પામે છે.
પગલું $3$: ઇલેક્ટ્રોફિલિક હુમલો:
આ ગૌણ કાર્બોકેટાયન બેન્ઝીન રિંગ પર હુમલો કરીને મધ્યવર્તી સંયોજન બનાવે છે.
પગલું $4$: ડીપ્રોટોનેશન:
અંતિમ પગલું એ મધ્યવર્તીમાંથી પ્રોટોન દૂર કરીને એરોમેટિકતા પુનઃસ્થાપિત કરવાનું છે,જે મુખ્ય ઉત્પાદન તરીકે આઈસોપ્રોપાઈલ બેન્ઝીન (ક્યુમીન) આપે છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયાઓનું વિશ્લેષણ નીચે મુજબ છે:
$1.$ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $t$-બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ સાથે બેન્ઝીનનું ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઇલેશન $t$-બ્યુટાઇલ બેન્ઝીન આપે છે.
$2.$ બેન્ઝીન $BF_3/HF$ ની હાજરીમાં $2$-મિથાઇલપ્રોપીન સાથે પ્રક્રિયા કરીને $t$-બ્યુટાઇલ બેન્ઝીન બનાવે છે.
$3.$ બેન્ઝીન $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં $t$-બ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $t$-બ્યુટાઇલ બેન્ઝીન બનાવે છે.
$4.$ બેન્ઝીન બ્યુટેનોઇલ ક્લોરાઇડ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઇલેશન દ્વારા $1$-ફિનાઇલબ્યુટેન-$1$-ઓન બનાવે છે. ત્યારબાદ ક્લેમેન્સન રિડક્શન $(Zn/Hg, HCl)$ દ્વારા $n$-બ્યુટાઇલબેન્ઝીન મળે છે,$t$-બ્યુટાઇલ બેન્ઝીન નહીં.
આમ,પ્રક્રિયાઓ $1, 2$ અને $3$ $t$-બ્યુટાઇલ બેન્ઝીન આપે છે.

(B) નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીન અને એસિટિલ ક્લોરાઇડ વચ્ચેની પ્રક્રિયા ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટસ એસિલેશન પ્રક્રિયા છે,જે મુખ્ય નીપજ તરીકે એસિટોફિનોન $(C_6H_5COCH_3)$ આપે છે.
એસિટોફિનોનના બંધારણમાં:
$1$. બેન્ઝીન વલયમાં $3$ $\pi$-બંધો હોય છે.
$2$. કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ માં $1$ $\pi$-બંધ હોય છે.
કુલ $\pi$-બંધોની સંખ્યા = $3 + 1 = 4$.
$3$. કાર્બોનિલ સમૂહમાં રહેલા ઓક્સિજન પરમાણુ પર $2$ અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે.
અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની કુલ સંખ્યા = $2$.
આમ,$\pi$-બંધો અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંખ્યા અનુક્રમે $4$ અને $2$ છે.

(A) બેન્ઝીનની $n$-પ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3CH_2CH_2Cl)$ સાથે નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા એ ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઇલેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,શરૂઆતમાં બનતો પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(CH_3CH_2CH_2^+)$ અસ્થાયી છે અને વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન $(CH_3CH^+CH_3)$ બનાવવા માટે $1,2$-હાઇડ્રાઇડ શિફ્ટ અનુભવે છે.
આ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન ત્યારબાદ બેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરીને મુખ્ય નીપજ $P$ તરીકે આઇસોપ્રોપાઇલબેન્ઝીન (ક્યુમીન) બનાવે છે.

(A) નાઈટ્રેશનની પ્રક્રિયામાં,નાઈટ્રોનિયમ આયન $(NO_2^+)$ સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ અને નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
$H_2SO_4 + HNO_3 \rightleftharpoons HSO_4^- + H_2NO_3^+$
$H_2NO_3^+ \rightleftharpoons H_2O + NO_2^+$
બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી એસિડ-બેઇઝ સિદ્ધાંત મુજબ,$H_2SO_4$ પ્રોટોન દાતા (એસિડ) તરીકે વર્તે છે,જ્યારે $HNO_3$ પ્રોટોન સ્વીકારનાર (બેઇઝ) તરીકે વર્તે છે કારણ કે તે $H_2SO_4$ માંથી પ્રોટોન સ્વીકારીને $H_2NO_3^+$ બનાવે છે,જે ત્યારબાદ નિર્જલીકરણ પામીને નાઈટ્રોનિયમ આયન બનાવે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટસ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયામાં,બેન્ઝિન નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઈડ $(Anhy. AlCl_3)$ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં મિથાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3Cl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નીપજ $(Z)$ તરીકે ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{Anhy. AlCl_3} C_6H_5CH_3 + HCl$
આમ,નીપજ $(Z)$ ટોલ્યુઈન છે.

(D) ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઇલેશન: આ પ્રક્રિયામાં નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ $(AlCl_3)$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં બેન્ઝીનની એસિટાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3COCl)$ અથવા એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_6 + CH_3COCl \xrightarrow{anhydrous \ AlCl_3} C_6H_5COCH_3 + HCl$
આમ,બેન્ઝીન એસિટાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3COCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિટોફિનોન બનાવે છે.

(A) એસીટોફેનોન બેન્ઝીનમાંથી તેની ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન (ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન) પ્રક્રિયા દ્વારા નીચે મુજબ તૈયાર કરી શકાય છે:
$C_6H_6 + CH_3COCl \xrightarrow{Anhyd. AlCl_3} C_6H_5COCH_3 + HCl$
આ પ્રક્રિયામાં,બેન્ઝીન વલયનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ એસિટાઇલ ગ્રુપ $(-COCH_3)$ દ્વારા બદલાય છે,જે એક લાક્ષણિક ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.