Aromatic hydrocarbon Questions in Gujarati

(B) બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ સોડા લાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડિકાર્બોક્સિલેશન દ્વારા બેન્ઝીન આપે છે: $C_6H_5COOH + NaOH \xrightarrow{CaO} C_6H_6 + Na_2CO_3$. તેથી,$X$ એ સોડા લાઈમ છે.
ફિનોલ $(C_6H_5OH)$ ઝિંક ડસ્ટ સાથે પ્રક્રિયા કરીને રિડક્શન દ્વારા બેન્ઝીન આપે છે: $C_6H_5OH + Zn \xrightarrow{\Delta} C_6H_6 + ZnO$. તેથી,$Y$ એ ઝિંક ડસ્ટ છે.
આમ,$X$ અને $Y$ અનુક્રમે સોડા લાઈમ અને ઝિંક ડસ્ટ છે.

(B) જ્યારે $n$-heptane $(CH_3(CH_2)_5CH_3)$ ને $Al_2O_3$ પર આધારિત $V_2O_5$,$Cr_2O_3$ અથવા $Mo_2O_3$ ની હાજરીમાં ઉચ્ચ દબાણે $773 \ K$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ચક્રીયકરણ અને ડિહાઈડ્રોજનેશન પામીને ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાને એરોમેટાઈઝેશન અથવા રિફોર્મિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.
ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશનમાં એરોમેટિક સંયોજન (જેમ કે બેન્ઝીન) ની પ્રક્રિયા એસિલ હેલાઈડ (જેમ કે $CH_3COCl$) સાથે લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક (જેમ કે નિર્જળ $AlCl_3$) ની હાજરીમાં કરવામાં આવે છે,જેથી એરોમેટિક કીટોન બને છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_6 + CH_3COCl \xrightarrow{\text{anhydrous } AlCl_3} C_6H_5COCH_3 + HCl$.

(A) બેન્ઝીનના નાઈટ્રેશનમાં,સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ના મિશ્રણનો ઉપયોગ થાય છે.
અહીં,$H_2SO_4$ એક મજબૂત એસિડ તરીકે કાર્ય કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $NO_2^+$ ઉત્પન્ન કરવા માટે $HNO_3$ નું પ્રોટોનેશન કરે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$HNO_3 + H_2SO_4 \rightleftharpoons H_2NO_3^+ + HSO_4^-$
$H_2NO_3^+ \rightleftharpoons H_2O + NO_2^+$
કારણ કે $HNO_3$ એ $H_2SO_4$ પાસેથી પ્રોટોન સ્વીકારે છે,તેથી તે આ પ્રક્રિયામાં બેઈઝ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) રીંગ મોનોબ્રોમિનેશન એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા છે.
બેન્ઝીન રીંગની પ્રતિક્રિયાત્મકતા સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ ગ્રુપના સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.
એક્ટિવેટિંગ ગ્રુપ્સ (ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ્સ જેમ કે $-CH_3$) રીંગ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે અને પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે છે,જ્યારે ડીએક્ટિવેટિંગ ગ્રુપ્સ (ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ્સ જેમ કે $-COOH$ અને $-NO_2$) ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે અને પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટાડે છે.
બેન્ઝીન $(III)$ એ ડીએક્ટિવેટિંગ ગ્રુપ્સ ધરાવતી રીંગ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે પરંતુ એક્ટિવેટિંગ ગ્રુપ્સ ધરાવતી રીંગ કરતા ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
ડીએક્ટિવેટિંગ ગ્રુપ્સમાં,$-NO_2$ એ $-COOH$ કરતા વધુ મજબૂત રીતે ડીએક્ટિવેટિંગ છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ઘટતો ક્રમ છે: $C_6H_5CH_3$ $(I)$ > $C_6H_6$ $(III)$ > $C_6H_5COOH$ $(II)$ > $C_6H_5NO_2$ $(IV)$.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
જ્યારે એસિટિલીન $(C_2H_2)$ ના ત્રણ અણુઓને $500\ ^oC$ તાપમાને લાલ-ગરમ લોખંડ અથવા તાંબાની નળીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે ચક્રીય પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા બેન્ઝીન મેળવવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$3CH \equiv CH \xrightarrow{\text{Red hot } Cu/Fe, 500\ ^oC} C_6H_6$

(A) બેન્ઝીન વલયમાં,વિસ્થાપિત સમૂહોના સાપેક્ષ સ્થાન નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે:
$1, 2$ અથવા $1, 6$ સ્થાનને $ortho$ કહેવાય છે.
$1, 3$ અથવા $1, 5$ સ્થાનને $meta$ કહેવાય છે.
$1, 4$ સ્થાનને $para$ કહેવાય છે.
તેથી,$1, 3$ સ્થાનને $meta$ કહેવામાં આવે છે.

(B) કૂતરાના શરીરમાં બેન્ઝીનનું જૈવિક ઓક્સિડેશન થવાથી $Cinnamic \ acid$ $(C_6H_5CH=CHCOOH)$ બને છે.

(C) દર્શાવેલ પ્રક્રિયા સાયક્લોહેક્સેનનું બેન્ઝીનમાં એરોમેટાઈઝેશન છે. આ પ્રક્રિયામાં ડિહાઈડ્રોજનેશન અને સાયક્લાઈઝેશનનો સમાવેશ થાય છે. આ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા માટે સામાન્ય રીતે વપરાતો ઉદ્દીપક એલ્યુમિના $(Al_{2}O_{3})$ પર આધારિત ક્રોમિયમ ઓક્સાઇડ $(Cr_{2}O_{3})$ નું મિશ્રણ છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(B) બેન્ઝીનની મિથાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3Cl)$ સાથે નિર્જળ લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક જેવા કે $AlCl_3$ ની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયાને ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટસ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{\text{Anhydrous } AlCl_3} C_6H_5CH_3 + HCl$.
તેથી,નિર્જળ $AlCl_3$ નો ઉપયોગ ઉદ્દીપક તરીકે થાય છે.

(C) $B.H.C.$ એટલે $Benzene$ $hexachloride$,જેનું રાસાયણિક સૂત્ર $C_6H_6Cl_6$ છે.
$B.H.C.$ ની રચનામાં,તમામ કાર્બન અણુઓ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે.
અણુમાં કોઈ દ્વિબંધ કે ત્રિબંધ હાજર ન હોવાથી,$\pi$-બંધોની સંખ્યા $0$ છે.

(B) $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ ની ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ યોગશીલ પ્રક્રિયા છે.
$C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{UV \ \text{light}} C_6H_6Cl_6$.
બનતી નીપજ $C_6H_6Cl_6$ છે,જેને સામાન્ય રીતે $BHC$ (બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ) અથવા ગેમેક્સીન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ અથવા તેજસ્વી સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં બેન્ઝીનની ક્લોરિન સાથેની પ્રક્રિયા એ યોગશીલ પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ક્લોરિનના ત્રણ અણુઓ બેન્ઝીન વલયમાં ઉમેરાઈને બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ $(C_6H_6Cl_6)$ બનાવે છે,જેને $BHC$ અથવા ગેમેક્સેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{\text{Sunlight}} C_6H_6Cl_6$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(C) જ્યારે સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં બેન્ઝીનમાંથી ક્લોરિન પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે યોગશીલ પ્રક્રિયા દ્વારા બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઇડ $(C_6H_6Cl_6)$ બને છે.
આ નીપજ સામાન્ય રીતે ગેમેક્સેન,$BHC$ અથવા લિન્ડેન તરીકે ઓળખાય છે.
તેનો ઉપયોગ જંતુનાશક તરીકે થાય છે.

(D) $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝીન અને $n$-પ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડની ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયામાં,શરૂઆતમાં બનતો પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH_2-CH_2^+)$ વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH^+-CH_3)$ બનાવવા માટે $1, 2$-હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટ અનુભવે છે.
આ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન ત્યારબાદ બેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે આઈસોપ્રોપાઈલ બેન્ઝીન (ક્યુમીન) બનાવે છે.

(A) જ્યારે બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ સૂર્યપ્રકાશ (અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે યોગશીલ પ્રક્રિયા થાય છે.
આ પ્રક્રિયાના પરિણામે બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઇડ $(C_6H_6Cl_6)$ બને છે,જેને સામાન્ય રીતે $B.H.C.$ અથવા ગેમેક્સેન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{\text{sunlight}} C_6H_6Cl_6$ $(B.H.C.)$.

(D) $TNT$ એટલે $2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોટોલ્યુઈન.
તેના બંધારણમાં બેન્ઝીન રિંગ પર $1$ નંબરના સ્થાન પર મિથાઈલ ગ્રુપ $(-CH_3)$ અને $2, 4,$ તથા $6$ નંબરના સ્થાન પર ત્રણ નાઈટ્રો ગ્રુપ $(-NO_2)$ જોડાયેલા હોય છે.
આ બંધારણ આકૃતિ $353-$s157 માં દર્શાવેલ છે.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
એસીટોફિનોન બેન્ઝીનમાંથી ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેન્ઝીન નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઈડ $(AlCl_3)$ ની હાજરીમાં એસિટાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3COCl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસીટોફિનોન $(C_6H_5COCH_3)$ અને હાઈડ્રોજન ક્લોરાઈડ $(HCl)$ બનાવે છે.
આ એક ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.

(C) $V_2O_5$ (વેનેડિયમ પેન્ટોક્સાઇડ) ની હાજરીમાં $o$-ઝાયલીનનું ઉદ્દીપકીય ઓક્સિડેશન કરવાથી બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા બંને મિથાઇલ ગ્રુપનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દ્વારા થાલિક એસિડ (બેન્ઝીન$-1,2-$ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ) મળે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$o$-ઝાયલીન $\xrightarrow{V_2O_5, \text{ઓક્સિડેશન}}$ થાલિક એસિડ.

(A) $V_2O_5$ જેવા ઉદ્દીપકની હાજરીમાં ઊંચા તાપમાને $Naphthalene$ નું હવામાં ઓક્સિડેશન કરવાથી થેલિક એનહાઇડ્રાઇડ બને છે,જેનું જળવિભાજન થતાં થેલિક એસિડ મળે છે.
$C_{10}H_8 + 4.5 O_2 \xrightarrow{V_2O_5, \Delta} C_8H_4O_3 (\text{Phthalic anhydride}) + 2CO_2 + 2H_2O$
$C_8H_4O_3 + H_2O \rightarrow C_6H_4(COOH)_2 (\text{Phthalic acid})$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) ટોલ્યુઈનનું બેન્ઝોઈક એસિડમાં ઓક્સિડેશન પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા જેવા કે આલ્કલાઇન $KMnO_4$ અથવા એસિડિક $K_2Cr_2O_7$ નો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે.
$KMnO_4$ અને $K_2Cr_2O_7$ બંને આલ્કાઈલબેન્ઝીનનું કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં સાઇડ-ચેઈન ઓક્સિડેશન કરવા માટે અસરકારક ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(B) $Rh-Al_2O_3$ ઉદ્દીપક પર $C_6H_5CHOHCOOH$ (મેન્ડેલિક એસિડ) નું હાઇડ્રોજનેશન એક પસંદગીયુક્ત પ્રક્રિયા છે,જે એરોમેટિક બેન્ઝીન રિંગને સાયક્લોહેક્સેન રિંગમાં ઘટાડે છે,જ્યારે કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(-COOH)$ અને હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ સમૂહોને યથાવત રાખે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5CHOHCOOH + 3H_2 \xrightarrow{Rh-Al_2O_3} C_6H_{11}CHOHCOOH$
આમ,મળતી નીપજ $C_6H_{11}CHOHCOOH$ (સાયક્લોહેક્સિલમેન્ડેલિક એસિડ) છે.

(B) બેન્ઝીનના નાઈટ્રેશનમાં,સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$HNO_3 + H_2SO_4 \rightleftharpoons H_2NO_3^+ + HSO_4^-$
$H_2NO_3^+ \rightleftharpoons H_2O + NO_2^+$
અહીં,$H_2SO_4$ એ $HNO_3$ કરતા વધુ પ્રબળ એસિડ છે,તેથી તે $HNO_3$ નું પ્રોટોનેશન કરે છે. આમ,$HNO_3$ એ સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં બેઈઝ તરીકે કાર્ય કરીને ઇલેક્ટ્રોફાઈલ $NO_2^+$ ઉત્પન્ન કરે છે.

(C) બેન્ઝીનનું નાઈટ્રેશન એ બેન્ઝીનની નાઈટ્રેટિંગ મિશ્રણ $(conc. \ HNO_3 + conc. \ H_2SO_4)$ સાથેની પ્રક્રિયા છે.
આ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનો વેગ નિર્ણાયક તબક્કો નાઈટ્રેટિંગ મિશ્રણમાંથી ઇલેક્ટ્રોફાઇલ,નાઈટ્રોનિયમ આયન $(NO_2^+)$ નું નિર્માણ છે.

(B) . $-NO_2$ ગ્રુપ તેના $-I$ અને $-M$ અસરોને કારણે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક ગ્રુપ છે.
તે બેન્ઝીન રિંગના $o-$ (ઓર્થો) અને $p-$ (પેરા) સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે.
પરિણામે,આવનાર ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $m-$ (મેટા) સ્થાન પર જાય છે,જ્યાં $o-$ અને $p-$ સ્થાનની તુલનામાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પ્રમાણમાં વધારે હોય છે.
તેથી,તે $m-$નિર્દેશક ગ્રુપ છે.

(C) જ્યારે બેન્ઝીનની પ્રક્રિયા સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ ની હાજરીમાં ફ્યુમિંગ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા $1,3,5$-ટ્રાયનાઈટ્રોબેન્ઝીન બનાવે છે,જેને sym-ટ્રાયનાઈટ્રોબેન્ઝીન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_6 + 3HNO_3 \xrightarrow{conc. H_2SO_4} C_6H_3(NO_2)_3 + 3H_2O$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(C) બેન્ઝીનનું નાઈટ્રેશન એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
બેન્ઝીન વલયમાં દાખલ થયેલ દરેક $-NO_2$ સમૂહ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક હોવાથી તે વલયને આગળની ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા માટે નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
ત્રણ $-NO_2$ સમૂહો દાખલ થયા પછી,વલય એટલું નિષ્ક્રિય બની જાય છે કે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં વધુ નાઈટ્રેશન કરવું અત્યંત મુશ્કેલ છે.
તેથી,સીધા નાઈટ્રેશન દ્વારા દાખલ કરી શકાય તેવા $-NO_2$ સમૂહોની મહત્તમ સંખ્યા $3$ છે,જે $1,3,5$-ટ્રાયનાઈટ્રોબેન્ઝીન બનાવે છે.

(B) નાઈટ્રોબેન્ઝીનની સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે ઊંચા તાપમાને પ્રક્રિયા (સલ્ફોનેશન) કરવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $3$-નાઈટ્રોબેન્ઝીનસલ્ફોનિક એસિડ મળે છે.
આનું કારણ એ છે કે $-NO_2$ સમૂહ એ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે અને તે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ માટે મેટા-નિર્દેશક છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $SO_3$ એ $-NO_2$ સમૂહની સાપેક્ષમાં મેટા-સ્થાન પર હુમલો કરે છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા બેન્ઝીન વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. એનિલીન $(I)$ માં રહેલ $-NH_2$ સમૂહ તેના $+M$ અસરને કારણે ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ સમૂહ છે,જે વલય પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,તેથી તે વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
$2$. બેન્ઝીન $(II)$ માં કોઈ વિસ્થાપિત સમૂહ નથી.
$3$. નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(III)$ માં રહેલ $-NO_2$ સમૂહ તેની $-M$ અને $-I$ અસરને કારણે ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે,જે વલય પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે,તેથી તે સૌથી ઓછું પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $I > II > III$ છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રત્યે સક્રિયતાનો ક્રમ બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અથવા ઇલેક્ટ્રોન-વિડ્રોઇંગ જૂથોની હાજરી દ્વારા નક્કી થાય છે.
$Toluene$ માં મિથાઈલ જૂથ $(-CH_3)$ હોય છે,જે હાયપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટને કારણે ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ જૂથ છે,જે રિંગને વધુ સક્રિય બનાવે છે.
$Benzene$ એ પ્રમાણભૂત છે.
$Nitrobenzene$ $(C_6H_5NO_2)$ માં મજબૂત ઇલેક્ટ્રોન-વિડ્રોઇંગ નાઈટ્રો જૂથ $(-NO_2)$ હોય છે,જે રિંગને નિષ્ક્રિય કરે છે.
$Chlorobenzene$ માં ક્લોરો જૂથ $(-Cl)$ હોય છે,જે તેની મજબૂત $-I$ અસરને કારણે નિષ્ક્રિય છે.
આમ,$Toluene$ નાઈટ્રેશન પ્રત્યે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(B) સ્ટાયરીન મુખ્યત્વે ઈથાઈલબેન્ઝીનમાંથી બનાવવામાં આવે છે.
ઈથાઈલબેન્ઝીન એ બેન્ઝીન અને ઈથીન $(C_2H_4)$ વચ્ચે એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા સંશ્લેષિત થાય છે.
ત્યારબાદ,ઈથાઈલબેન્ઝીનના ઉદ્દીપકીય ડિહાઈડ્રોજનેશન દ્વારા સ્ટાયરીન મેળવવામાં આવે છે:
$C_6H_5CH_2CH_3 \rightarrow C_6H_5CH=CH_2 + H_2$.
આમ,ઈથીન એ સ્ટાયરીનના સંશ્લેષણ માટેનું મુખ્ય શરૂઆતનું દ્રવ્ય છે.

(B) ઓરડાના તાપમાને સ્ટાયરીન $(C_6H_5CH=CH_2)$ એ રંગહીન,તેલી પ્રવાહી છે.

(D) નેપ્થેલીન $(C_{10}H_8)$ બે જોડાયેલી બેન્ઝીન રીંગનું બનેલું છે.
તેની કેક્યુલે બંધારણમાં $5$ દ્વિબંધો હોય છે.
દરેક દ્વિબંધમાં એક $\pi$ બંધ હોય છે.
તેથી,નેપ્થેલીનમાં $\pi$ બંધોની કુલ સંખ્યા $5$ છે.

(C) ટોલ્યુઇનનું રાસાયણિક સૂત્ર $C_6H_5CH_3$ છે.
બેન્ઝીન રિંગમાં $6$ કાર્બન પરમાણુઓ અને રિંગ સાથે જોડાયેલા $5$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.
મિથાઇલ ગ્રુપ $(-CH_3)$ માં $1$ કાર્બન અને $3$ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે.
કુલ $\sigma$ બંધો:
- $6$ $C-C$ $\sigma$ બંધો (રિંગ અને મિથાઇલ જોડાણ સહિત).
- રિંગમાં $5$ $C-H$ $\sigma$ બંધો.
- મિથાઇલ ગ્રુપમાં $3$ $C-H$ $\sigma$ બંધો.
કુલ $\sigma$ બંધો = $6 + 5 + 3 = 15$.
કુલ $\pi$ બંધો:
- બેન્ઝીન રિંગમાં $3$ દ્વિબંધો છે,જેમાંથી દરેક $1$ $\pi$ બંધ ધરાવે છે.
કુલ $\pi$ બંધો = $3$.
આમ,ટોલ્યુઇનમાં $15\sigma$ અને $3\pi$ બંધો છે.

(A) બેન્ઝીન અણુમાં,દરેક કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે.
આ $sp^2$ સંકરણને કારણે,કાર્બન પરમાણુઓ વચ્ચેનો બંધકોણ $120^o$ હોય છે.

(A) ટોલ્યુઇનમાં,મિથાઇલ સમૂહનો $C-H$ બંધ સૌથી નિર્બળ હોય છે.
તેનું કારણ એ છે કે પરિણામી બેન્ઝાઇલ મુક્ત મૂલક (સમવિભાજન બાદ) અથવા બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન (વિષમ વિભાજન બાદ) બેન્ઝીન વલય દ્વારા સંસ્પદન (resonance) દ્વારા સ્થાયી થાય છે.

(D) $1$. સક્રિય સમૂહો (જેમ કે $-OH, -NH_2, -CH_3$) રિંગ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે અને તે $o-, p-$ નિર્દેશક છે.
$2$. હેલોજન $-I$ અસરને કારણે નિષ્ક્રિય છે પરંતુ $+M$ અસરને કારણે તે $o-, p-$ નિર્દેશક છે.
$3$. $m-$ નિર્દેશક સમૂહો (જેમ કે $-NO_2, -CHO, -COOH$) ખૂબ જ નિષ્ક્રિય હોય છે,જે હેલોજનની નિષ્ક્રિય અસર કરતા વધારે છે.
$4$. $t-$બ્યુટાઇલ બેન્ઝીન અને ટોલ્યુઇન વિશે: ટોલ્યુઇનમાં મિથાઇલ સમૂહ $(-CH_3)$ હોય છે જે $t-$બ્યુટાઇલ સમૂહ $(-C(CH_3)_3)$ કરતા વધુ સક્રિય છે. તેથી,ટોલ્યુઇનનું નાઇટ્રેશન $t-$બ્યુટાઇલ બેન્ઝીન કરતા સરળતાથી થાય છે. આમ,વિધાન $D$ ખોટું છે.

(A) ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા પ્રત્યેની ક્રિયાશીલતા બેન્ઝિન વલયની ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
એનિલિન $(I)$ માં,$-NH_2$ સમૂહ તેની $+M$ અસરને કારણે પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન દાતા સમૂહ છે,જે ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,તેથી તે વધુ ક્રિયાશીલ છે.
બેન્ઝિન $(II)$ માં,ઈલેક્ટ્રોન ઘનતામાં ફેરફાર કરતો કોઈ વિસ્થાપિત સમૂહ હોતો નથી.
નાઈટ્રોબેન્ઝિન $(III)$ માં,$-NO_2$ સમૂહ તેની $-I$ અને $-M$ અસરોને કારણે પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે,જે વલયની ઈલેક્ટ્રોન ઘનતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે,તેથી તે સૌથી ઓછું ક્રિયાશીલ છે.
આથી,ક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $I > II > III$ છે.

(C) જ્યારે બેન્ઝિનની સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ ની હાજરીમાં ધુમાયમાન નાઈટ્રીક એસિડ $(HNO_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા $1,3,5$-ટ્રાયનાઈટ્રોબેન્ઝિન બનાવે છે,જેને સંમિત ટ્રાયનાઈટ્રોબેન્ઝિન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $C_6H_6 + 3HNO_3 \xrightarrow{conc. H_2SO_4} C_6H_3(NO_2)_3 + 3H_2O$.

(A) ધુમાયમાન $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ નો ઉપયોગ કરીને ઊંચા તાપમાને $(373 \ K)$ નાઇટ્રોબેન્ઝિનનું નાઇટ્રેશન કરવાથી $m$-ડાયનાઇટ્રોબેન્ઝિન બને છે.
$m$-ડાયનાઇટ્રોબેન્ઝિન એ ઓરડાના તાપમાને ઘન પદાર્થ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન (જેમ કે નાઇટ્રેશન) પ્રત્યે એરોમેટિક સંયોજનોની સક્રિયતા વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ (સક્રિયકારક સમૂહો) સક્રિયતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન વિધ્રોઈંગ ગ્રુપ તેને ઘટાડે છે.
$1$. $Toluene$ $(CH_3-C_6H_5)$ માં મિથાઈલ સમૂહ છે,જે ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ ($+I$ અને હાયપરકોન્જુગેશન અસર) છે,જે વલયને બેન્ઝિન કરતા વધુ સક્રિય બનાવે છે.
$2$. $Benzene$ $(C_6H_6)$ એ સંદર્ભ છે.
$3$. $Chlorobenzene$ $(C_6H_5Cl)$ માં ક્લોરિન પરમાણુ છે,જે તેની પ્રબળ $-I$ અસરને કારણે નિષ્ક્રિયકારક છે.
$4$. $Nitrobenzene$ $(C_6H_5NO_2)$ માં નાઇટ્રો સમૂહ છે,જે તેની $-I$ અને $-M$ અસરોને કારણે ખૂબ જ નિષ્ક્રિયકારક છે.
તેથી,$Toluene$ નાઇટ્રેશન પ્રત્યે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(A) બેન્ઝિનના નાઇટ્રેશનમાં,નાઇટ્રેટિંગ મિશ્રણ સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ નું બનેલું હોય છે.
$H_2SO_4$ પ્રબળ એસિડ તરીકે વર્તે છે અને $HNO_3$ નું પ્રોટોનેશન કરે છે.
પ્રક્રિયા: $HNO_3 + H_2SO_4 \rightleftharpoons H_2NO_3^+ + HSO_4^- \rightleftharpoons NO_2^+ + H_2O + HSO_4^-$.
અહીં,$HNO_3$ એ $H_2SO_4$ પાસેથી પ્રોટોન સ્વીકારે છે,તેથી $HNO_3$ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.

(C) $1$. એરોમેટિક સંયોજનોનું નાઈટ્રેશન એ ઈલેક્ટ્રોનઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે,જેમાં પ્રક્રિયાનો વેગ નક્કી કરતું સોપાન સિગ્મા સંકીર્ણની રચના છે.
$2$. બેન્ઝિન અને હેકઝાડ્યુટેરોબેન્ઝિન $(C_6D_6)$ ના કિસ્સામાં,વેગ નક્કી કરતા સોપાનમાં $C-H$ અથવા $C-D$ બંધ તૂટતો નથી.
$3$. તેથી,તેમાં કોઈ પ્રાથમિક ગતિકીય સમસ્થાનિક અસર (kinetic isotope effect) જોવા મળતી નથી,અને બેન્ઝિન તથા હેકઝાડ્યુટેરોબેન્ઝિનના નાઈટ્રેશનનો દર સમાન હોય છે.
$4$. ટોલ્યુઈનમાં મિથાઈલ સમૂહ હોય છે જે ઈલેક્ટ્રોન દાતા ($+I$ અને અતિસંયુગ્મન) છે,જે બેન્ઝિન કરતા વલણને ઈલેક્ટ્રોનઅનુરાગી વિસ્થાપન માટે વધુ સક્રિય બનાવે છે.
$5$. આમ,વિધાન $C$ ખોટું છે કારણ કે બંનેના દર સમાન હોય છે,અલગ નથી.

(A) ટોલ્યુઇનમાં $CH_3$ સમૂહ એ ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરનાર સમૂહ છે જે $+I$ અસર અને અતિસંયુગ્મન (hyperconjugation) દ્વારા બેન્ઝીન વલયને સક્રિય કરે છે.
$CH_3$ સમૂહ ઓર્થો અને પેરા નિર્દેશક હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં $p$-બ્રોમોટોલ્યુઇન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.

(A) બેન્ઝિન $(C_6H_6)$ એ અત્યંત સંમિતિય અણુ છે જેમાં તમામ છ કાર્બન પરમાણુઓ અને તમામ છ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે.
આ ઉચ્ચ સંમિતિને કારણે,છ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓમાંથી કોઈપણ એકને વિસ્થાપિત (substituent) વડે બદલવાથી સમાન નીપજ મળે છે.
તેથી,બેન્ઝિન માટે માત્ર $1$ મોનો-વિસ્થાપિત નીપજ શક્ય છે.

(D) $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝિનની ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેન્ઝિનના ત્રણ અણુઓ ક્લોરોફોર્મના એક અણુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટ્રાઇફિનાઇલ મિથેન બનાવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $3C_6H_6 + CHCl_3 \xrightarrow{AlCl_3} (C_6H_5)_3CH + 3HCl$.

(D) બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ ની ઈથીન $(CH_2=CH_2)$ સાથે નિર્જળ $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયા ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશનનું ઉદાહરણ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઈથીનનો અણુ આલ્કાઈલેટિંગ એજન્ટ તરીકે કામ કરે છે,જે બેન્ઝીન વલયમાં ઈથાઈલ સમૂહ $(-C_2H_5)$ ઉમેરે છે.
બનતી નીપજ ઈથાઈલબેન્ઝીન $(C_6H_5C_2H_5)$ છે.

(B) ઓરડાના તાપમાને સ્ટાયરિન $(C_6H_5CH=CH_2)$ પ્રવાહી સ્વરૂપમાં હોય છે.

(D) સંયોજન $P$ ($4$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ) માટે: $-OH$ સમૂહ પ્રબળ સક્રિયકારક અને ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક છે,જ્યારે $-COOH$ સમૂહ નિષ્ક્રિયકારક અને મેટા-નિર્દેશક છે. $-OH$ સમૂહ પ્રભાવી હોવાથી નાઇટ્રો સમૂહને પોતાની સાપેક્ષ ઓર્થો સ્થાન પર ($-COOH$ ની સાપેક્ષ $3$ સ્થાન પર) નિર્દેશિત કરે છે.
સંયોજન $Q$ ($1$-મિથોક્સી-$4$-મિથાઇલબેન્ઝિન) માટે: $-OCH_3$ સમૂહ પ્રબળ સક્રિયકારક અને ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક છે,જ્યારે $-CH_3$ સમૂહ નિર્બળ સક્રિયકારક અને ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક છે. $-OCH_3$ સમૂહ પ્રભાવી હોવાથી નાઇટ્રો સમૂહને પોતાની ઓર્થો સ્થાન પર ($-OCH_3$ ની સાપેક્ષ $2$ સ્થાન પર) નિર્દેશિત કરે છે.
સંયોજન $S$ (ફિનાઇલ બેન્ઝોએટ) માટે: બેન્ઝોએટ સમૂહ $(-O-CO-C_6H_5)$ નિષ્ક્રિયકારક અને મેટા-નિર્દેશક છે. જોકે,ઓક્સિજન સાથે જોડાયેલ વલય ઓક્સિજનના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા સક્રિય થાય છે (ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક). નાઇટ્રેશન ઓક્સિજન સાથે જોડાયેલ વલય પર થાય છે,જે એસ્ટર સમૂહની ઇલેક્ટ્રોનિક અસરને કારણે એસ્ટર લિંકેજની સાપેક્ષ મેટા સ્થાન પર થાય છે. સાચી નિપજ $3$-નાઇટ્રોફિનાઇલ બેન્ઝોએટ છે.

(C) જ્યારે બેન્ઝિનની પ્રક્રિયા પારજાંબલી $(UV)$ પ્રકાશની હાજરીમાં ક્લોરિન સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાને બદલે યોગશીલ પ્રક્રિયા આપે છે.
આ પ્રક્રિયામાં બેન્ઝિન વલયમાં ક્લોરિનના ત્રણ અણુઓ ઉમેરાય છે,જેના પરિણામે બેન્ઝિન હેક્ઝાક્લોરાઇડ $(C_6H_6Cl_6)$ મળે છે,જેને ગેમેક્સેન અથવા લિન્ડેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{UV} C_6H_6Cl_6$.