Aromatic hydrocarbon Questions in Hindi

(B) सांद्र $H_2SO_4$ और सांद्र $HNO_3$ के मिश्रण को नाइट्रेटिंग मिश्रण कहा जाता है।
इसका उपयोग एरील यौगिकों के नाइट्रीकरण में किया जाता है,उदाहरण के लिए,बेंजीन की इस मिश्रण के साथ अभिक्रिया से नाइट्रोबेंजीन प्राप्त होता है:
$\text{Benzene} + HNO_3 \xrightarrow{\text{conc. } H_2SO_4} \text{Nitrobenzene} + H_2O$

(B) बेंजीन $(C_6H_6)$ में,प्रत्येक कार्बन परमाणु दो अन्य कार्बन परमाणुओं और एक हाइड्रोजन परमाणु के साथ $\sigma$-बंधों द्वारा जुड़ा होता है,और यह एक विस्थानीकृत $\pi$-सिस्टम में भी भाग लेता है।
चूंकि प्रत्येक कार्बन परमाणु $3 \sigma$-बंध बनाता है और इसके पास कोई एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) नहीं है,इसलिए स्टेरिक संख्या $3$ है।
अतः,बेंजीन में प्रत्येक कार्बन परमाणु का संकरण $sp^2$ है।

(C) नेफ़थलीन दो जुड़ी हुई बेंजीन वलयों से बना होता है।
इसकी संरचना में $5$ $\pi$ बंध होते हैं।
चूंकि प्रत्येक $\pi$ बंध में $2$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,इसलिए कुल $\pi$ इलेक्ट्रॉनों की संख्या $5 \times 2 = 10$ है।

(D) $o$-xylene का रासायनिक सूत्र $C_8H_{10}$ है।
संरचना: एक बेंजीन वलय जिसमें ऑर्थो $(1,2)$ स्थितियों पर दो मिथाइल समूह होते हैं।
कुल $\sigma$ बंध = (बेंजीन वलय में बंध) + (दो मिथाइल समूहों में बंध) + (वलय और मिथाइल समूहों के बीच के बंध)।
- वलय में $6$ $C-C$ बंध ($3$ एकल और $3$ द्वि-बंध,जहाँ प्रत्येक द्वि-बंध में $1 \sigma$ और $1 \pi$ बंध होता है)।
- वलय पर $4$ $C-H$ बंध।
- दो मिथाइल समूहों में $6$ $C-H$ बंध ($3$ प्रति समूह)।
- मिथाइल समूहों को वलय से जोड़ने वाले $2$ $C-C$ बंध।
कुल $\sigma$ बंध = $6$ (वलय $C-C$) + $4$ (वलय $C-H$) + $6$ (मिथाइल $C-H$) + $2$ (मिथाइल-वलय $C-C$) = $18$।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(D) बेंजीन का रासायनिक सूत्र $C_6H_6$ है।
बेंजीन वलय में $6$ $C-C$ $\sigma$ बंध और $6$ $C-H$ $\sigma$ बंध होते हैं।
कुल $\sigma$ बंध $= 6 + 6 = 12$.

(D) . बेंजीन में,संरचना एक षट्कोणीय वलय से बनी होती है जहाँ प्रत्येक $6$ कार्बन परमाणु दो अन्य कार्बन परमाणुओं और एक हाइड्रोजन परमाणु से जुड़े होते हैं।
प्रत्येक कार्बन परमाणु तीन $\sigma$-बंध और एक $\pi$-बंध बनाता है।
चूंकि प्रत्येक कार्बन परमाणु तीन $\sigma$-बंधों में शामिल है,इसलिए प्रत्येक कार्बन परमाणु का संकरण $sp^2$ है।

(D) टोल्यूनि का रासायनिक सूत्र $C_6H_5CH_3$ है।
बेंजीन रिंग में $6$ $C-C$ बंध ($3$ द्वि-बंध सहित) और $5$ $C-H$ बंध होते हैं।
मिथाइल समूह $(-CH_3)$ में $1$ $C-C$ बंध और $3$ $C-H$ बंध होते हैं।
कुल $\sigma$ बंध = $6$ (रिंग $C-C$) + $5$ (रिंग $C-H$) + $1$ (मिथाइल के साथ $C-C$ बंध) + $3$ (मिथाइल में $C-H$ बंध) = $15$ $\sigma$ बंध।
कुल $\pi$ बंध = $3$ (बेंजीन रिंग में $3$ द्वि-बंधों से) = $3$ $\pi$ बंध।
अतः,टोल्यूनि में $15$ $\sigma$ और $3$ $\pi$ बंध होते हैं।

(C) नेफ़थलीन $(C_{10}H_8)$ दो जुड़ी हुई बेंजीन वलयों से बना होता है।
नेफ़थलीन की संरचना में $5$ द्वि-आबंध होते हैं।
प्रत्येक द्वि-आबंध में एक $\pi$-आबंध होता है।
इसलिए,नेफ़थलीन अणु में $5$ $\pi$-आबंध उपस्थित होते हैं।

(B) टोल्यूनि $(C_6H_5CH_3)$ की संरचना में एक बेंजीन वलय से जुड़ा हुआ एक मिथाइल समूह $(-CH_3)$ होता है।
बेंजीन वलय में $6$ $C-C$ $\sigma$ बंध और $6$ $C-H$ $\sigma$ बंध होते हैं। टोल्यूनि में,बेंजीन वलय का एक $H$ परमाणु $-CH_3$ समूह द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है।
अतः,बेंजीन वलय वाले भाग में $6$ $C-C$ $\sigma$ बंध और $5$ $C-H$ $\sigma$ बंध होते हैं।
मिथाइल समूह $(-CH_3)$ में $3$ $C-H$ $\sigma$ बंध और $1$ $C-C$ $\sigma$ बंध (वलय और मिथाइल समूह को जोड़ने वाला) होता है।
कुल $\sigma$ बंध = ($6$ $C-C$ वलय बंध) + ($5$ $C-H$ वलय बंध) + ($3$ $C-H$ मिथाइल बंध) + ($1$ $C-C$ वलय और मिथाइल के बीच का बंध) = $6 + 5 + 3 + 1 = 15$ $\sigma$ बंध।
अतः,सही विकल्प $(B)$ है।

(B) बेंजीन का रासायनिक सूत्र $C_6H_6$ है।
बेंजीन की संरचना में $6$ $C-C$ बंध ($3$ एकल बंध और $3$ द्वि-बंध) और $6$ $C-H$ बंध होते हैं।
प्रत्येक एकल बंध एक $\sigma$ बंध है,और प्रत्येक द्वि-बंध में $1$ $\sigma$ बंध और $1$ $\pi$ बंध होता है।
कुल $\sigma$ बंध = $6$ ($C-C$ $\sigma$ बंध) + $6$ ($C-H$ $\sigma$ बंध) = $12$ $\sigma$ बंध।
कुल $\pi$ बंध = $3$ $\pi$ बंध ($3$ $C=C$ द्वि-बंधों से)।
अतः,बेंजीन में $12$ $\sigma$ बंध और $3$ $\pi$ बंध होते हैं।

(D) $Benzene$ के एरोमैटिक गुणों को कई सैद्धांतिक ढांचों द्वारा समझाया गया है:
$1$. $Aromatic$ $sextet$ $theory$ $6\pi$ इलेक्ट्रॉन प्रणाली की स्थिरता की व्याख्या करती है।
$2$. $Resonance$ $theory$ इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण और $C-C$ बंध लंबाई की समानता के लिए उत्तरदायी है।
$3$. $Molecular$ $orbital$ $theory$ $p$-ऑर्बिटल्स में $\pi$ इलेक्ट्रॉनों के चक्रीय विस्थानीकरण का क्वांटम यांत्रिक विवरण प्रदान करती है।
अतः,ये सभी सिद्धांत $benzene$ के एरोमैटिक गुणों को समझने में योगदान देते हैं।

(B) किसी अणु के एरोमैटिक होने के लिए,उसे हकल के नियम ($4n + 2$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन) का पालन करना चाहिए,समतलीय (planar) होना चाहिए,और एक पूर्ण संयुग्मित (conjugated) चक्रीय प्रणाली होनी चाहिए।
$1$. डेकालिन समतलीय नहीं है और एरोमैटिक नहीं है।
$2$. बेंजीन $(C_6H_6)$ समतलीय,चक्रीय,पूर्णतः संयुग्मित है और इसमें $6$ $\pi$ इलेक्ट्रॉन $(4(1) + 2 = 6)$ हैं,इसलिए यह एरोमैटिक है।
$3$. साइक्लोहेक्सिन पूर्णतः संयुग्मित नहीं है और एरोमैटिक नहीं है।
$4$. फ्यूरान एरोमैटिक है,लेकिन दिए गए विकल्पों में,बेंजीन एक साधारण एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन का सबसे मानक उदाहरण है।

(D) बेंजीन इलेक्ट्रोफिलिक योगात्मक अभिक्रियाओं के प्रति अपेक्षाकृत अक्रिय है क्योंकि अनुनाद (resonance) के कारण $6\pi$ इलेक्ट्रॉन पूरे वलय में विस्थानीकृत होते हैं,जो अणु को अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करते हैं।

(C) बेंजीन $(C_6H_6)$ की वलय संरचना का प्रस्ताव अगस्त केकुले द्वारा $1865$ में दिया गया था।
उन्होंने सुझाव दिया कि बेंजीन में कार्बन परमाणुओं की एक षट्कोणीय वलय होती है जिसमें एकांतर एकल और द्वि-आबंध होते हैं।

(B) सांद्र $H_2SO_4$ और $HNO_3$ के बीच की अभिक्रिया इस प्रकार है:
$HNO_3 + 2H_2SO_4 \rightleftarrows NO_2^+ + H_3O^+ + 2HSO_4^-$
यहाँ,$NO_2^+$ नाइट्रोनियम आयन है,जो नाइट्रीकरण अभिक्रिया में इलेक्ट्रोफाइल या सक्रिय नाइट्रेटिंग स्पीशीज के रूप में कार्य करता है।

(D) एरोमैटिकता निर्धारित करने के लिए,हम हकल के नियम का उपयोग करते हैं: एक यौगिक एरोमैटिक होता है यदि वह चक्रीय,समतलीय,पूर्णतः संयुग्मित हो और उसमें $(4n + 2) \pi$ इलेक्ट्रॉन हों।
$A$. बेंजीन $(C_6H_6)$ में $6 \pi$ इलेक्ट्रॉन $(n=1)$ होते हैं,इसलिए यह एरोमैटिक है।
$B$. साइक्लो-ऑक्टाटेट्रायनिल डायनायन $(C_8H_8^{2-})$ में $10 \pi$ इलेक्ट्रॉन $(n=2)$ होते हैं,इसलिए यह एरोमैटिक है।
$C$. ट्रोपिलियम धनायन $(C_7H_7^+)$ में $6 \pi$ इलेक्ट्रॉन $(n=1)$ होते हैं,इसलिए यह एरोमैटिक है।
$D$. साइक्लोपेंटाडाइनिल धनायन $(C_5H_5^+)$ में $4 \pi$ इलेक्ट्रॉन होते हैं,जो इसे एंटी-एरोमैटिक बनाता है। अतः,यह एरोमैटिक नहीं है।

(A) साइक्लोपेंटाडाइनाइल एनायन $(C_5H_5^-)$ में $sp^2$ संकरित कार्बन परमाणुओं के साथ एक चक्रीय संरचना होती है,जो इसे समतलीय (planar) बनाती है। इसमें $6 \pi$-इलेक्ट्रॉन होते हैं ($4$ दोहरे बंधों से और $2$ ऋणात्मक आवेशित कार्बन पर मौजूद लोन पेयर से),जो हकल के नियम ($4n + 2 = 6$,जहाँ $n = 1$) का पालन करते हैं। इसलिए,यह एरोमैटिक है।

(A) बेंजीन में $C-C$ बंध लंबाई $1.39 \ \mathring{A}$ होती है।
यह मान $C-C$ $(1.54 \ \mathring{A})$ और $C=C$ $(1.34 \ \mathring{A})$ की बंध लंबाई के बीच का है।
यह बेंजीन वलय में $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के विस्थानीकरण (अनुनाद) के कारण होता है।

(B) फ्रीडल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया में एरोमैटिक वलय का इलेक्ट्रॉनस्नेही प्रतिस्थापन होता है।
फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन में,एक एसाइल हैलाइड (जैसे $RCOCl$) लुईस अम्ल उत्प्रेरक,आमतौर पर $AlCl_3$ की उपस्थिति में एक एरोमैटिक यौगिक के साथ अभिक्रिया करता है।
अतः,$RCOCl$ एसाइलेशन प्रक्रिया के लिए अभिकर्मक के रूप में कार्य करता है।

(A) ह्यूकेल के नियम के अनुसार,किसी यौगिक के एरोमैटिक होने के लिए,उसमें $(4n + 2)$ $\pi$-इलेक्ट्रॉन होने चाहिए,जहाँ $n$ एक पूर्णांक है $(n = 0, 1, 2, 3, ...)$।
चूँकि $n$ एक पूर्णांक होना चाहिए,इसलिए $0.5$,$n$ के लिए एक मान्य मान नहीं है।

(C) प्रकाश $(h\nu)$ की उपस्थिति में टोल्यूनि के साथ क्लोरीन की अभिक्रिया साइड-चेन क्लोरीनीकरण का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।
यह अभिक्रिया मुक्त मूलक (free radical) क्रियाविधि द्वारा आगे बढ़ती है।
$1$. दीक्षा (Initiation): $Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2Cl^\bullet$
$2$. संचरण (Propagation): क्लोरीन मुक्त मूलक टोल्यूनि के मिथाइल समूह से हाइड्रोजन परमाणु को हटाकर एक बेंजाइल मुक्त मूलक बनाता है,जो फिर $Cl_2$ के साथ अभिक्रिया करके बेंजाइल क्लोराइड $(C_6H_5CH_2Cl)$ बनाता है।

(C) नाइट्रोबेंजीन इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया के लिए मेटा-निर्देशकारी होता है क्योंकि इसमें एक इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह (अर्थात $-NO_2$) मौजूद होता है।
$-NO_2$ समूह के $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण,बेंजीन रिंग के ऑर्थो- और पैरा- स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व मेटा- स्थिति की तुलना में काफी कम हो जाता है।
परिणामस्वरूप,आने वाला इलेक्ट्रोफाइल मेटा- स्थिति पर आक्रमण करता है,जहाँ इलेक्ट्रॉन घनत्व अपेक्षाकृत अधिक होता है।

(C) एरोमैटिक यौगिक या एरीन प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं देते हैं,जिसमें एरोमैटिक हाइड्रोजन को एक इलेक्ट्रॉनरागी (electrophile) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है,इसलिए उनकी अभिक्रियाएं इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन के माध्यम से होती हैं।
एरीन में एल्कीन की तरह द्वि-आबंध होते हैं लेकिन वे इलेक्ट्रॉनरागी योगात्मक अभिक्रिया नहीं देते हैं क्योंकि इससे उनकी वलय की एरोमैटिकता समाप्त हो जाती है।

(D) फ्रीडल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया में,$AlCl_3$ एक लुईस अम्ल उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
यह एल्किल हैलाइड या एसाइल हैलाइड के साथ अभिक्रिया करके कार्बोकेशन या एसाइलियम आयन उत्पन्न करता है,जो इलेक्ट्रोफाइल के रूप में कार्य करता है।
यह इलेक्ट्रोफाइल फिर बेंजीन वलय पर आक्रमण करके प्रतिस्थापन अभिक्रिया शुरू करता है।
उदाहरण के लिए: $CH_3-CH_2-CH_2-Cl + AlCl_3 \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2^+ + AlCl_4^-$.

(A) बेंजीन के नाइट्रीकरण में इलेक्ट्रोफाइल नाइट्रोनियम आयन,$NO_2^+$ होता है।
यह सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के बीच अभिक्रिया द्वारा इस प्रकार उत्पन्न होता है:
$HNO_3 + H_2SO_4 \to NO_2^+ + HSO_4^- + H_2O$
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति बेंजीन की अभिक्रियाशीलता वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है।
जो समूह वलय को इलेक्ट्रॉन दान करते हैं (सक्रियकारी समूह) वे इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन की दर को बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन खींचने वाले समूह (निष्क्रियकारी समूह) इसे कम करते हैं।
$Nitrobenzene$,$Benzoic \text{ } acid$ और $Benzaldehyde$ में इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह (क्रमशः $-NO_2$,$-COOH$ और $-CHO$) होते हैं,जो बेंजीन वलय को निष्क्रिय कर देते हैं।
$Phenol$ में $-OH$ समूह होता है,जो अनुनाद के कारण एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है,जिससे वलय का इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ जाता है और यह बेंजीन की तुलना में इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति अधिक अभिक्रियाशील हो जाता है।
अतः,सही विकल्प $(D)$ है।

(D) दिया गया अणु एक बाइसाइक्लिक सिस्टम है जिसमें एक वलय $-NH-$ समूह से जुड़ा है (जो नाइट्रोजन पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म के कारण एक सक्रियकारी समूह है) और दूसरा वलय $-C(=O)-$ समूह से जुड़ा है (जो एक निष्क्रियकारी समूह है)।
इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन,जैसे $Br_2/Fe$ का उपयोग करके ब्रोमीनीकरण,अधिमानतः अधिक इलेक्ट्रॉन-समृद्ध वलय पर होता है।
$-NH-$ समूह वाला वलय सक्रिय होता है,जो इसे इलेक्ट्रॉनरागी आक्रमण के लिए अधिक संवेदनशील बनाता है।
$-NH-$ समूह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है। ऑर्थो स्थिति पर मौजूद मिथाइल समूह के कारण त्रिविम बाधा (steric hindrance) के चलते,ब्रोमीनीकरण $-NH-$ समूह के सापेक्ष पैरा स्थिति पर होता है।
अतः,ब्रोमीन परमाणु सक्रिय वलय की पैरा स्थिति पर प्रतिस्थापित होगा।

(B) इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के प्रति बेंजीन वलय की अभिक्रियाशीलता वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है।
$1.$ $Toluene$ $(IV)$ में एक मिथाइल समूह $(-CH_3)$ होता है,जो एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह ($+I$ प्रभाव और अतिसंयुग्मन) है,जो इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है।
$2.$ $Benzene$ $(II)$ संदर्भ यौगिक है।
$3.$ $Chlorobenzene$ $(I)$ में क्लोरीन परमाणु होता है,जो अपने मजबूत $-I$ प्रभाव के कारण निष्क्रिय करने वाला होता है,हालांकि यह अनुनाद ($+M$ प्रभाव) के कारण ऑर्थो/पैरा निर्देशक है।
$4.$ $Anilinium$ $chloride$ $(III)$ में $-NH_3^+$ समूह होता है,जो एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-I$ प्रभाव) है,जो इलेक्ट्रॉन घनत्व को काफी कम कर देता है।
अतः,अभिक्रियाशीलता का क्रम $IV > II > I > III$ है।

(C) एक डाई-प्रतिस्थापित बेंजीन यौगिक में बेंजीन वलय से दो प्रतिस्थापी जुड़े होते हैं। इन दो प्रतिस्थापियों की सापेक्ष स्थितियों के आधार पर,तीन संभावित संरचनात्मक समावयवी होते हैं:
$1$. ऑर्थो ($1,2$-स्थिति)
$2$. मेटा ($1,3$-स्थिति)
$3$. पैरा ($1,4$-स्थिति)
अतः,समावयवियों की कुल संख्या $3$ है।

(B) ट्राईमिथाइल बेंजीन का आणविक सूत्र $C_9H_{12}$ है।
ट्राईमिथाइल बेंजीन के लिए $3$ संभावित संरचनात्मक आइसोमर्स हैं:
$1.$ $1,2,3$-ट्राईमिथाइल बेंजीन (हेमिमेलिटिन)
$2.$ $1,2,4$-ट्राईमिथाइल बेंजीन (स्यूडोक्यूमीन)
$3.$ $1,3,5$-ट्राईमिथाइल बेंजीन (मेसिटिलीन)
अतः,संभावित आइसोमेरिक ट्राईमिथाइल बेंजीन की कुल संख्या $3$ है।

(A) यह अभिक्रिया प्रतिस्थापित बेंजीन वलय ${C_6H_5Y}$ पर इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन को दर्शाती है।
जो समूह अनुनाद या प्रेरणिक प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रॉन-आकर्षक (निष्क्रिय करने वाले समूह) होते हैं,वे मेटा-निर्देशक होते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$-COOH$ एक इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है और मेटा-निर्देशक के रूप में कार्य करता है।
इसके विपरीत,$-NH_2$,$-OH$,और $-Cl$ इलेक्ट्रॉन-दाता समूह हैं (अनुनाद द्वारा) और ऑर्थो/पैरा-निर्देशक के रूप में कार्य करते हैं।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) एरोमैटिकता के लिए हकल के नियम के अनुसार,एक अणु को समतलीय,चक्रीय और $(4n + 2) \, \pi$ इलेक्ट्रॉन प्रणाली वाला होना चाहिए,जहाँ $n$ एक पूर्णांक है $(n = 0, 1, 2, 3, \dots)$।
$1.$ साइक्लोप्रोपेनाइल धनायन में $2 \, \pi$ इलेक्ट्रॉन $(n = 0)$ होते हैं,इसलिए यह एरोमैटिक है।
$2.$ साइक्लोब्यूटाडाईन में $4 \, \pi$ इलेक्ट्रॉन ($4n$ प्रणाली) होते हैं,इसलिए यह एंटी-एरोमैटिक है।
$3.$ साइक्लोपेंटाडाईनाइल धनायन में $4 \, \pi$ इलेक्ट्रॉन ($4n$ प्रणाली) होते हैं,इसलिए यह एंटी-एरोमैटिक है।
$4.$ साइक्लोप्रोपेनाइल ऋणायन में $4 \, \pi$ इलेक्ट्रॉन ($4n$ प्रणाली) होते हैं,इसलिए यह एंटी-एरोमैटिक है।
अतः,साइक्लोप्रोपेनाइल धनायन एरोमैटिक यौगिक है।

(A) वर्णित चक्रीय हाइड्रोकार्बन $A$ बेंजीन $(C_6H_6)$ है।
बेंजीन में,सभी कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होते हैं और एक ही तल में स्थित होते हैं।
बेंजीन में कार्बन-कार्बन बंध की लंबाई $1.39 \ \mathring{A}$ है,जो $1.34 \ \mathring{A} < 1.39 \ \mathring{A} < 1.54 \ \mathring{A}$ की शर्त को पूरा करती है।
समतलीय वलय में $sp^2$ संकरित कार्बन परमाणुओं के लिए,$C-C-C$ बंध कोण $120^{\circ}$ होता है।

(A) निर्जल $AlCl_3$ उत्प्रेरक की उपस्थिति में बेंजीन $(C_6H_6)$ की एथीन $(H_2C = CH_2)$ के साथ अभिक्रिया फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन का एक उदाहरण है।
यह अभिक्रिया एथिल कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती के निर्माण के माध्यम से आगे बढ़ती है,जो फिर एथिलबेंजीन $(C_6H_5CH_2CH_3)$ बनाने के लिए बेंजीन रिंग पर आक्रमण करता है।
अभिक्रिया है: $C_6H_6 + H_2C = CH_2 \xrightarrow{AlCl_3, HCl} C_6H_5CH_2CH_3$.

(A) जब एसिटिलीन $(C_2H_2)$ को $873 \ K$ पर लाल तप्त लोहे की नली से गुजारा जाता है,तो यह चक्रीय बहुलकीकरण (cyclic polymerization) द्वारा बेंजीन $(C_6H_6)$ बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$3C_2H_2 \xrightarrow{\text{red hot tube}} C_6H_6$
अतः,सही विकल्प $A$ है.

(D) कोल तार के प्रभाजी आसवन से उनके क्वथनांक के आधार पर विभिन्न अंश प्राप्त होते हैं:
$1$. लाइट ऑयल ($200 \ ^\circ C$ तक)
$2$. मिडल ऑयल $(200-250 \ ^\circ C)$
$3$. हेवी ऑयल $(250-300 \ ^\circ C)$
$4$. एन्थ्रासीन ऑयल $(300-350 \ ^\circ C)$
$5$. पिच (अवशेष)
मोबिल ऑयल पेट्रोलियम से प्राप्त एक लुब्रिकेंट है,न कि कोल तार के आसवन से।

(D) जाइलीन बेंजीन के डाइमिथाइल व्युत्पन्न हैं। जाइलीन के तीन समावयवी होते हैं: $o$-जाइलीन,$m$-जाइलीन और $p$-जाइलीन।
जब इन समावयवियों का अम्लीय $KMnO_4$ के साथ ऑक्सीकरण किया जाता है,तो मिथाइल समूह कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में ऑक्सीकृत हो जाते हैं।
$o$-जाइलीन फ्लेथिलिक एसिड देता है।
$m$-जाइलीन आइसोफ्थैलिक एसिड देता है।
$p$-जाइलीन टेरेफ्थैलिक एसिड देता है।
अतः,तीनों समावयवी ऑक्सीकरण पर अपने संबंधित डाइकार्बोक्सिलिक एसिड देते हैं।

(C) फ्रीडल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया में,निर्जल $AlCl_3$ एक लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
यह एल्किल हैलाइड या एसाइल हैलाइड के साथ अभिक्रिया करके एक कार्बोनियम आयन या एसाइलियम आयन उत्पन्न करता है,जो इलेक्ट्रोफाइल के रूप में कार्य करता है।
यह इलेक्ट्रोफाइल फिर बेंजीन रिंग पर आक्रमण करके प्रतिस्थापन अभिक्रिया शुरू करता है।
उदाहरण के लिए: $CH_3CH_2CH_2Cl + AlCl_3 \rightarrow CH_3CH_2CH_2^+ + AlCl_4^-$.
उत्पन्न $CH_3CH_2CH_2^+$ इलेक्ट्रोफाइल है।

(D) निर्जल एल्युमिनियम क्लोराइड $(AlCl_3)$ की उपस्थिति में बेंजीन की एसिटाइल क्लोराइड $(CH_3COCl)$ के साथ अभिक्रिया को फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसिलिकरण अभिक्रिया कहा जाता है।
इस अभिक्रिया में,एसिटाइल समूह $(-COCH_3)$ बेंजीन वलय पर एक हाइड्रोजन परमाणु को प्रतिस्थापित करके एसिटोफेनोन $(C_6H_5COCH_3)$ बनाता है।
रासायनिक समीकरण है: $C_6H_6 + CH_3COCl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5COCH_3 + HCl$.
अतः,सही विकल्प $(d)$ है।

(C) बेंजीन के फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन में,प्रवेशित एल्काइल समूह इलेक्ट्रॉन-दाता होता है,जो बेंजीन वलय को आगे के इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के लिए सक्रिय करता है। इससे पॉलीएल्काइलेटेड उत्पाद बनते हैं।
इसके विपरीत,एसाइलेशन में प्रवेशित एसाइल समूह इलेक्ट्रॉन-आकर्षक होता है,जो वलय को निष्क्रिय कर देता है और आगे के प्रतिस्थापन को रोकता है,जिससे मोनो-एसाइलेटेड उत्पाद प्राप्त होता है।
इसलिए,एसाइलेशन को प्राथमिकता दी जाती है,जिसके बाद वांछित एल्काइल बेंजीन प्राप्त करने के लिए कार्बोनिल समूह का मेथिलीन समूह में अपचयन (reduction) किया जाता है।

(C) बेंजीन आमतौर पर इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं (जैसे नाइट्रीकरण,सल्फोनेशन,हैलोजनीकरण) देता है।
बेंजीन विशिष्ट परिस्थितियों में योगात्मक अभिक्रियाएं दे सकता है,जैसे साइक्लोहेक्सेन में हाइड्रोजनीकरण या $UV$ प्रकाश की उपस्थिति में क्लोरीन का योग।
बेंजीन ऑक्सीकरण अभिक्रियाएं दे सकता है,जैसे मैलिक एनहाइड्राइड में उत्प्रेरकीय ऑक्सीकरण या फिनोल में ऑक्सीकरण।
बेंजीन विलोपन अभिक्रियाएं नहीं देता है क्योंकि इसमें $sp^3$ संकरित कार्बन से जुड़ा कोई लीविंग ग्रुप नहीं होता है,जिसे हटाकर इसकी एरोमैटिक स्थिरता को नष्ट किए बिना वलय में द्वि-आबंध या त्रि-आबंध बनाया जा सके।
अतः,सही उत्तर $C$ है।

(B) $o-$जाइलीन दो अनुनाद संरचनाओं में मौजूद होता है।
$o-$जाइलीन के ओजोनोलिसिस में बेंजीन वलय के द्वि-आबंधों का विदलन होता है।
दोनों अनुनाद संरचनाओं के आधार पर,मेथिलग्लायोक्सल,$1,2-$डाइमेथिलग्लायोक्सल और ग्लायोक्सल का मिश्रण प्राप्त होता है।
एथिल ग्लायोक्सल इस अभिक्रिया के दौरान बनने वाले उत्पादों में शामिल नहीं है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) बेंजीन का रासायनिक सूत्र $C_6H_6$ है।
बेंजीन वलय में $6$ $C-C$ $\sigma$ बंध और $6$ $C-H$ $\sigma$ बंध होते हैं,जो कुल $12$ $\sigma$ बंध बनाते हैं।
इसके अतिरिक्त,वलय में एकांतर द्वि-बंधों के कारण $3$ $C-C$ $\pi$ बंध होते हैं।
अतः,बेंजीन के एक अणु में $12$ $\sigma$ बंध और $3$ $\pi$ बंध होते हैं।
इसलिए,सही विकल्प $(C)$ है।

(B) बेंजीन अणु $(C_6H_6)$ में,$12$ सिग्मा $(\sigma)$ बंध ($6$ $C-C$ और $6$ $C-H$ बंध) और $3$ पाई $(\pi)$ बंध होते हैं।
अनुपात = $\frac{\sigma \text{ बंध}}{\pi \text{ बंध}} = \frac{12}{3} = 4$.

(A) बेंजीन अणु $(C_6H_6)$ में,प्रत्येक कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है।
$sp^2$ संकरण के कारण,प्रत्येक कार्बन परमाणु के चारों ओर की ज्यामिति त्रिकोणीय समतलीय होती है।
इसलिए,बेंजीन वलय में कार्बन परमाणुओं के बीच का बंध कोण $120^o$ होता है।

(C) जब बेंजीन $FeCl_3$ या $I_2$ जैसे लुईस एसिड उत्प्रेरक की उपस्थिति में $Cl_2$ की अधिकता के साथ प्रतिक्रिया करता है,तो यह इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन से गुजरता है।
क्लोरीन की अधिकता में,बेंजीन रिंग के सभी हाइड्रोजन परमाणु क्लोरीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $C_6Cl_6$ का निर्माण होता है,जिसे हेक्साक्लोरोबेंजीन कहा जाता है।

(B) गैमेक्सेन,जिसे बेंजीन हेक्साक्लोराइड $(BHC)$ या लिंडेन के रूप में भी जाना जाता है,बेंजीन के योगात्मक क्लोरीनीकरण द्वारा निर्मित होता है।
जब बेंजीन तेज सूर्य के प्रकाश (पराबैंगनी प्रकाश) की उपस्थिति में $3$ मोल $Cl_2$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो $1,2,3,4,5,6$-हेक्साक्लोरोसाइक्लोहेक्सेन बनाने के लिए एक योगात्मक अभिक्रिया होती है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{\text{sunlight}} C_6H_6Cl_6$ (गैमेक्सेन)।

(D) बेंजीन $(C_6H_6)$ विस्थानीकृत $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के साथ एक समतलीय षट्कोणीय संरचना रखता है।
आणविक कक्षक सिद्धांत के अनुसार,छह $p$-कक्षक अतिव्यापन करके पूरी वलय पर फैली हुई एक एकल विस्थानीकृत $\pi$-आणविक कक्षक प्रणाली बनाते हैं,न कि तीन अलग-अलग।
इसलिए,यह कथन कि इसमें तीन विस्थानीकृत $\pi$-आणविक कक्षक होते हैं,गलत है।

(A) फ्रीडल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया में एक एरोमैटिक वलय का इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन शामिल होता है,जिसमें आमतौर पर $AlCl_3$ जैसे लुईस एसिड उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है।
विकल्प $A$ फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन को दर्शाता है,जहाँ बेंजीन $AlCl_3$ की उपस्थिति में एल्काइल हैलाइड $(C_2H_5Cl)$ के साथ अभिक्रिया करके एथिलबेंजीन बनाता है।
विकल्प $B$ एक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
विकल्प $C$ रासायनिक रूप से गलत है।
विकल्प $D$ ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक बनाने की प्रक्रिया है।

(B) जब बेंजीन $350 \ K$ पर सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के मिश्रण के साथ अभिक्रिया करता है,तो इलेक्ट्रोफाइल $NO_2^+$ (नाइट्रोनियम आयन) उत्पन्न होता है।
यह इलेक्ट्रोफाइल बेंजीन वलय पर आक्रमण करके नाइट्रोबेंजीन बनाता है।
इस प्रक्रिया को नाइट्रेशन के रूप में जाना जाता है।
अभिक्रिया: $C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{Conc. H_2SO_4, 350 \ K} C_6H_5NO_2 + H_2O$.