Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(A) $Silver$ $nitrate$ $(AgNO_3)$ જલીય દ્રાવણમાં હેલાઇડ આયનો ($Cl^-$,$Br^-$,$I^-$) સાથે પ્રક્રિયા કરીને સિલ્વર હેલાઇડ $(AgX)$ ના અવક્ષેપ બનાવે છે.
$Ethyl$ bromide $(C_2H_5Br)$ એ સહસંયોજક કાર્બનિક સંયોજન છે અને તે પાણીમાં મુક્ત બ્રોમાઇડ આયનો $(Br^-)$ આપવા માટે આયનીકરણ પામતું નથી.
તેથી,તે $AgNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અવક્ષેપ બનાવતું નથી.
તેનાથી વિપરીત,$Sodium$ bromide $(NaBr)$,$Calcium$ chloride $(CaCl_2)$,અને $Sodium$ chloride $(NaCl)$ આયનીય સંયોજનો છે જે પાણીમાં મુક્ત હેલાઇડ આયનો આપે છે,જે $Ag^+$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $AgBr$ અથવા $AgCl$ ના અવક્ષેપ બનાવે છે.

(D) ઇથાઇલ ક્લોરાઇડના ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન માટેની પ્રક્રિયા: $C_2H_5Cl \rightarrow C_2H_4 + HCl$
$C_2H_5Cl$ નું આણ્વીય દળ $= (2 \times 12) + (5 \times 1) + 35.5 = 64.5 \ g/mol$
$C_2H_4$ નું આણ્વીય દળ $= (2 \times 12) + (4 \times 1) = 28 \ g/mol$
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ,$64.5 \ g$ $C_2H_5Cl$ એ $28 \ g$ $C_2H_4$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,$32.25 \ g$ $C_2H_5Cl$ સૈદ્ધાંતિક રીતે ઉત્પન્ન કરશે: $\frac{28 \times 32.25}{64.5} = 14 \ g$ $C_2H_4$.
યીલ્ડ $50\%$ હોવાથી,મેળવેલ નીપજનું વાસ્તવિક દળ $= 14 \ g \times 0.50 = 7 \ g$.

(D) $SbCl_5$ એ એક પ્રબળ લુઈસ એસિડ છે. તે $1-$ક્લોરો$-1-$ફિનાઈલઈથેનના $C-Cl$ બંધ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરાઈડ આયન દૂર કરે છે,જેનાથી સ્થાયી બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે: $Ph-CH(CH_3)-Cl + SbCl_5 \rightarrow [Ph-CH^+(CH_3)] + [SbCl_6]^-$.
કાર્બોકેટાયન સમતલીય હોવાથી,ક્લોરાઈડ આયન બંને બાજુથી હુમલો કરી શકે છે,જેના પરિણામે $(d)$ અને $(l)$ સ્વરૂપોનું રેસેમિક મિશ્રણ બને છે.

(C) આલ્કાઈલ હેલાઈડનું આલ્કલાઇન જળવિભાજન કરવાથી આલ્કોહોલ મળે છે. આ પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે,જેમાં હેલોજન પરમાણુ $(-X)$ નું સ્થાન ન્યુક્લિયોફાઈલ એટલે કે હાઈડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ દ્વારા લેવામાં આવે છે.
પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $S_{N}2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા અને તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $S_{N}1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા પ્રક્રિયા આપે છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા: $R-X + KOH \rightarrow R-OH + KX$

(A) આપેલ પ્રક્રિયામાં જલીય બેઇઝનો ઉપયોગ કરીને તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ,$(CH_3)_3CBr$ નું તૃતીયક આલ્કોહોલ,$(CH_3)_3COH$ માં રૂપાંતર થાય છે.
કારણ કે સબસ્ટ્રેટ એક તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે,તેથી પ્રક્રિયા સ્થાયી કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે.
આ ક્રિયાવિધિ $SN^1$ (એકઆણ્વિય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન) પ્રક્રિયાની લાક્ષણિકતા છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(a)$ છે.

(B) આલ્કોહોલિક પોટાશની હાજરીમાં આલ્કાઈલ હેલાઈડનું ડીહાઈડ્રોહેલોજિનેશન એ વિલોપન પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.
$R-CH_2-CH_2-Cl + KOH \text{ (alc.) } \xrightarrow{\Delta} R-CH=CH_2 + KCl + H_2O$

(C) આ પ્રક્રિયામાં tert-butyl bromide અણુમાં બ્રોમીન પરમાણુ $(-Br)$ નું હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
પાણીનો અણુ કેન્દ્રાનુરાગી (nucleophile) તરીકે વર્તે છે (જે $OH^-$ ગ્રુપ આપે છે) અને લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ ને દૂર કરે છે,તેથી આ કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.

(B) $2-$બ્રોમોબ્યુટેનનું ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન સેટઝેફના નિયમનું પાલન કરે છે.
આ નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
$2-$બ્યુટીન $(CH_3-CH=CH-CH_3)$ એ ડાય-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે,જ્યારે $1-$બ્યુટીન $(CH_2=CH-CH_2-CH_3)$ એ મોનો-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે.
તેથી,$2-$બ્યુટીન મુખ્ય નીપજ તરીકે બને છે.

(D) $S_N2$ (બાયમોલેક્યુલર ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન) પ્રક્રિયામાં:
$(1)$ પ્રક્રિયાનો દર સબસ્ટ્રેટ અને ન્યુક્લિયોફાઇલ બંનેની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે. તેથી,વિધાન $(1)$ ખોટું છે.
$(2)$ ન્યુક્લિયોફાઇલ કાર્બન પરમાણુ પર લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે (બેકસાઇડ એટેક),જે સાચું છે.
$(3)$ પ્રક્રિયા એક જ તબક્કામાં થાય છે જેમાં બંધ નિર્માણ અને બંધ તૂટવાની પ્રક્રિયા એકસાથે થાય છે,જે સાચું છે.
આમ,વિધાન $(2)$ અને $(3)$ સાચા છે.

(B) આ પ્રક્રિયા આલ્કોહોલિક $KOH$ નો ઉપયોગ કરીને $2$-બ્રોમોબ્યુટેનનું ડીહાઈડ્રોહેલોજિનેશન છે.
જ્યારે આલ્કાઈલ હેલાઈડ એક કરતા વધુ આલ્કીન બનાવવા માટે ડીહાઈડ્રોહેલોજિનેશન કરી શકે છે,ત્યારે મુખ્ય નીપજ સૌથી વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન હોય છે (જેમાં દ્વિ-બંધિત કાર્બન સાથે સૌથી વધુ આલ્કાઈલ જૂથો જોડાયેલા હોય છે).
સેટઝેફના નિયમ મુજબ,$CH_3CH=CHCH_3$ ($2$-બ્યુટીન) એ $CH_2=CHCH_2CH_3$ ($1$-બ્યુટીન) કરતા વધુ વિસ્થાપિત છે,તેથી તે મુખ્ય નીપજ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(b)$ છે.

(A) જો અણુમાં કાયરલ કાર્બન પરમાણુ (ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ) હોય,તો તે અણુ એનાન્ટિઓમર ધરાવે છે.
$2$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CHCl-CH_3)$ માં,બીજો કાર્બન કાયરલ છે કારણ કે તે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે: $-H$,$-Cl$,$-CH_3$,અને $-C_2H_5$.
તેથી,તે એનાન્ટિઓમરની જોડી તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(C) $S_N^1$ પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે. $S_N^1$ પ્રક્રિયાનો દર બનેલા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. કાર્બોકેટાયનનો સ્થિરતાનો ક્રમ $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ > CH_3^+$ છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં:
$(a)$ $CH_3-CH_2-Cl$ એ $1^\circ$ કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH_2^+)$ બનાવે છે.
$(b)$ $(CH_3)_2CH-Cl$ એ $2^\circ$ કાર્બોકેટાયન $((CH_3)_2CH^+)$ બનાવે છે.
$(c)$ $CH_3-C(CH_3)_2-Cl$ એ $3^\circ$ કાર્બોકેટાયન $((CH_3)_3C^+)$ બનાવે છે.
$(d)$ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-Cl$ એ $1^\circ$ કાર્બોકેટાયન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2^+)$ બનાવે છે.
$3^\circ$ કાર્બોકેટાયન સૌથી વધુ સ્થિર હોવાથી,$S_N^1$ પ્રક્રિયા $CH_3-C(CH_3)_2-Cl$ માં સૌથી ઝડપી છે.

(C) આ પ્રક્રિયા હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન દ્વારા બ્રોમાઇડ આયનના ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપનને દર્શાવે છે.
નીપજ કાઇરલ કાર્બન પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion of configuration) દર્શાવે છે,જે $S_N2$ ક્રિયાવિધિની લાક્ષણિકતા છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયા (દ્વિ-આણ્વીય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન) માં,ન્યુક્લિયોફાઇલ લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે,જે વાલ્ડન વ્યુત્ક્રમણ તરફ દોરી જાય છે.

(D) ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન એ એક વિલોપન (elimination) પ્રક્રિયા છે જેમાં દ્વિબંધ બનાવવા માટે પાસપાસેના કાર્બન પરમાણુઓમાંથી હાઇડ્રોજન અને હેલોજન પરમાણુ દૂર થાય છે. $OH^{-}$ જેવા બેઝની હાજરીમાં,બેઝ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન $(H^{+})$ દૂર કરે છે,જેના પરિણામે દ્વિબંધ બને છે અને હેલાઇડ આયન $(Br^{-})$ દૂર થાય છે. સાચી પ્રક્રિયા દર્શાવે છે કે $OH^{-}$ એ $\beta$-હાઇડ્રોજન પર હુમલો કરે છે,$C-H$ બંધ તૂટીને $C=C$ દ્વિબંધ બનાવે છે અને $C-Br$ બંધ તૂટીને $Br^{-}$ આયન મુક્ત થાય છે. વિકલ્પ $D$ આ પ્રક્રિયાને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(D) આ પ્રક્રિયા $Wurtz$ પ્રક્રિયા છે,જેમાં આલ્કાઈલ હેલાઈડ શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઉચ્ચ આલ્કેન બનાવે છે.
$2C_2H_5I + 2Na \xrightarrow{\text{Dry Ether}} C_2H_5-C_2H_5 + 2NaI$
$2C_2H_5I + 2Na \xrightarrow{\text{Dry Ether}} C_4H_{10} (\text{Butane}) + 2NaI$
તેથી,મળતી નીપજ $Butane$ છે.

(C) સોડિયમ ઇથોક્સાઇડ $(C_2H_5ONa)$ એ એક પ્રબળ બેઇઝ છે જેનો ઉપયોગ આલ્કાઇલ હેલાઇડના વિહાઇડ્રોહેલોજનીકરણ દ્વારા આલ્કીન બનાવવા માટે થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે: $CH_3-CH_2-CH_2-Br \xrightarrow[C_2H_5ONa]{\Delta} CH_3-CH=CH_2 + C_2H_5OH + NaBr$.

(A) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(RMgX)$ એ પ્રબળ બેઇઝ અને પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઇલ છે. તે પાણી સાથે તીવ્ર પ્રક્રિયા કરીને આલ્કેન $(RH)$ અને મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ હેલાઇડ $(Mg(OH)X)$ બનાવે છે.
$RMgX + H_2O \rightarrow RH + Mg(OH)X$
તેથી,ભેજ દ્વારા થતા વિઘટનને રોકવા માટે તેને નિર્જળ ઈથર માધ્યમમાં તૈયાર કરવામાં આવે છે.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
આલ્કોહોલિક $KOH$ માં આલ્કોક્સાઇડ આયનો $(RO^-)$ હોય છે,જે પ્રબળ બેઇઝ તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ આયનો આલ્કાઇલ હેલાઇડના $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જે ડીહાઇડ્રોહેલોજનેશન તરીકે ઓળખાતી વિલોપન પ્રક્રિયા તરફ દોરી જાય છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3-CH_2-Br + KOH_{(alc)} \xrightarrow{\Delta} CH_2=CH_2 + KBr + H_2O$.

(C) $C_2H_5Cl$ ની પેલેડિયમ કાર્બન $(Pd/C)$ ની હાજરીમાં હાઇડ્રોજન સાથેની પ્રક્રિયા રિડક્શન પ્રક્રિયા છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $C_2H_5Cl + H_2 \xrightarrow{Pd/C} C_2H_6 + HCl$.
આ પ્રક્રિયામાં,ક્લોરિન પરમાણુ હાઇડ્રોજન પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે,જેના પરિણામે ઇથેન $(C_2H_6)$ બને છે.
આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે આલ્કાઇલ હેલાઇડ્સમાંથી શુદ્ધ આલ્કેન બનાવવા માટે થાય છે.

(D) હેલોઆલ્કેનની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ વિલોપન (dehydrohalogenation) પ્રક્રિયા છે.
$CH_3-CH_2-Cl + KOH (alc.) \rightarrow CH_2=CH_2 + KCl + H_2O$
આ એક વિલોપન પ્રક્રિયા છે જેમાં આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.

(A) જ્યારે ઇથાઇલ બ્રોમાઇડ $(CH_3CH_2Br)$ ની પ્રક્રિયા આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
આ એક વિલોપન પ્રક્રિયા છે જેમાં $\beta$-કાર્બનમાંથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને $\alpha$-કાર્બનમાંથી બ્રોમિન પરમાણુ દૂર થાય છે.
પ્રક્રિયા છે: $CH_3-CH_2-Br + KOH (\text{alc.}) \to CH_2=CH_2 + KBr + H_2O$.
બનતી અંતિમ નીપજ ઇથિલીન $(CH_2=CH_2)$ છે.

(D) . $CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3 \xrightarrow{\text{alc. } KOH} CH_3-CH=CH-CH_3$ ($2-$બ્યુટીન).
આ પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને બ્રોમિન પરમાણુ દૂર થાય છે,જેને ડીહાઇડ્રોહેલોજનેશન કહેવામાં આવે છે.

(D) ઇથાઇલ બ્રોમાઇડ $(CH_3-CH_2-Br)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન (વિલોપન) પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેઝ $(OH^-)$ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $HBr$ દૂર થાય છે અને ઇથિન $(CH_2=CH_2)$ બને છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3-CH_2-Br + KOH \text{ (alc)} \to CH_2=CH_2 + KBr + H_2O$.

(D) $1-$ક્લોરોપ્રોપેન $(CH_3-CH_2-CH_2-Cl)$ અને $2-$ક્લોરોપ્રોપેન $(CH_3-CHCl-CH_3)$ બંને આલ્કોહોલિક $KOH$ ની હાજરીમાં ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન (વિલોપન પ્રક્રિયા) અનુભવીને પ્રોપીન $(CH_3-CH=CH_2)$ બનાવે છે.
$CH_3-CH_2-CH_2-Cl + KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_3-CH=CH_2 + KCl + H_2O$
$CH_3-CHCl-CH_3 + KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_3-CH=CH_2 + KCl + H_2O$
આમ,બંને કિસ્સામાં મળતી નીપજ પ્રોપીન છે.

(A) $1-$ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CH_2CH_2Cl)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા $E2$ ક્રિયાવિધિને અનુસરે છે,જેમાં બેઈઝ $(OH^-)$ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $HCl$ નું વિલોપન થાય છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2Cl + alc. KOH \rightarrow CH_3CH_2CH=CH_2 + KCl + H_2O$.
મુખ્ય નીપજ તરીકે $1-$બ્યુટીન બને છે.

(B) મોનોહેલાઈડ્સ (આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સ) ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં $\beta$-કાર્બનમાંથી હાઈડ્રોજન પરમાણુ અને $\alpha$-કાર્બનમાંથી હેલોજન પરમાણુ દૂર થાય છે,જેના પરિણામે આલ્કીન બને છે.
ઉદાહરણ તરીકે: $CH_3-CH_2-Cl \xrightarrow{\text{alc. } KOH} CH_2=CH_2 + KCl + H_2O$.

(B) આલ્કાઈલ હેલાઈડની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયામાં પાસપાસેના કાર્બન પરમાણુઓમાંથી હાઈડ્રોજન અને હેલોજન પરમાણુ દૂર થાય છે,જેના પરિણામે આલ્કીન બને છે. આ પ્રક્રિયાને ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન કહેવામાં આવે છે,જે વિલોપન પ્રક્રિયાનો એક પ્રકાર છે.
$R-CH_2-CH_2-X \xrightarrow{\text{alc. } KOH} R-CH=CH_2 + HX$

(B) $n$-propyl bromide $(CH_3-CH_2-CH_2-Br)$ ની ethanolic potassium hydroxide $(KOH)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ dehydrohalogenation પ્રક્રિયા છે.
આ એક elimination પ્રક્રિયા ($E2$ mechanism) છે જેમાં બેઝ $\beta$-carbon પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે અને bromide આયન દૂર થાય છે.
$CH_3-CH_2-CH_2-Br + KOH \xrightarrow{C_2H_5OH} CH_3-CH=CH_2 + KBr + H_2O$.
બનતી નીપજ $Propene$ છે.

(B) નિયોપેન્ટાઇલ બ્રોમાઇડ $(CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-Br)$ એ $\beta-$કાર્બન પર નોંધપાત્ર અવકાશી અવરોધ ધરાવતું પ્રાથમિક આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયનનું નિર્માણ અસ્થિર હોય છે.
તેના બદલે,તે $1, 2-$મિથાઇલ શિફ્ટ દ્વારા પુનઃરચના પામીને વધુ સ્થિર તૃતીયક કાર્બોકેટાયન $(CH_3-C^{+}(CH_3)-CH_2-CH_3)$ બનાવે છે.
સેટઝેફના નિયમ મુજબ આ મધ્યવર્તીમાંથી પ્રોટોનનું દૂર થવું મુખ્ય નીપજ તરીકે $2-$મિથાઇલ$-2-$બ્યુટીન આપે છે.

(C) $2-$બ્રોમોબ્યુટેનમાંથી $2-$બ્યુટીન બનાવવા માટે $HBr$ નું વિલોપન એ ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશનનું ઉદાહરણ છે. $Saytzeff$ ના નિયમ મુજબ,ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન પ્રક્રિયાઓમાં,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન (જેમાં દ્વિ-બંધિત કાર્બન સાથે વધુ આલ્કાઈલ જૂથો જોડાયેલા હોય) મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે. $CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3 \xrightarrow{alc. KOH} CH_3-CH=CH-CH_3 + HBr$.

(B) $3$-ફિનાઈલપ્રોપીન $(C_6H_5CH_2CH=CH_2)$ $HBr$ સાથે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા આપે છે.
માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ,ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $(H^+)$ ટર્મિનલ કાર્બન પર ઉમેરાય છે જેથી વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક બેન્ઝીલિક કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH^+CH_2CH_3)$ બને છે.
ત્યારબાદ ન્યુક્લિયોફાઈલ $(Br^-)$ આ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને મુખ્ય નીપજ $1$-બ્રોમો-$1$-ફિનાઈલપ્રોપેન $(C_6H_5CH(Br)CH_2CH_3)$ બનાવે છે.

(D) જ્યારે ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ ને પ્રકાશ ($UV$ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં અને હેલોજન વાહકની (જેમ કે $FeCl_3$ અથવા $AlCl_3$) ગેરહાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રક્રિયા મુક્ત-મૂલક મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા સાઇડ-ચેઈન મિથાઈલ ગ્રુપ પરના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓના વિસ્થાપન તરફ દોરી જાય છે.
પ્રક્રિયા તબક્કાવાર થાય છે:
$1$. ટોલ્યુઈન $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ બનાવે છે.
$2$. $Cl_2$ સાથેની વધુ પ્રક્રિયા બેન્ઝલ ડાયક્લોરાઈડ $(C_6H_5CHCl_2)$ આપે છે.
$3$. $Cl_2$ સાથેની અંતિમ પ્રક્રિયા બેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઈડ $(C_6H_5CCl_3)$ આપે છે.
પ્રશ્નમાં આ પરિસ્થિતિઓમાં બનતી નીપજ વિશે પૂછવામાં આવ્યું હોવાથી,વપરાયેલ $Cl_2$ ના જથ્થાના આધારે આ ત્રણેય નીપજો બને છે. તેથી,સૌથી યોગ્ય જવાબ એ છે કે આ તમામ બને છે.

(A) બેન્ઝીન હેક્ઝાક્લોરાઈડ,જેને સામાન્ય રીતે $BHC$ અથવા $Gammexane$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશની હાજરીમાં બેન્ઝીનમાં ક્લોરિનના ઉમેરા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
તેનું રાસાયણિક બંધારણ $1, 2, 3, 4, 5, 6-$હેક્ઝાક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન છે,જે $C_6H_6Cl_6$ સૂત્રને અનુરૂપ છે.

(C) ઇથાઇલ આલ્કોહોલ $(C_2H_5OH)$ ની ક્લોરિન $(Cl_2)$ અને કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Ca(OH)_2)$ સાથેની પ્રક્રિયાને હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રથમ,ઇથાઇલ આલ્કોહોલનું ક્લોરિન દ્વારા એસિટાલડીહાઇડ $(CH_3CHO)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
ત્યારબાદ,એસિટાલડીહાઇડનું ક્લોરિનેશન થઈને ક્લોરલ $(CCl_3CHO)$ બને છે.
અંતે,ક્લોરલ $Ca(OH)_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ અને કેલ્શિયમ ફોર્મેટ બનાવે છે.

(D) જ્યારે ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ સૂર્યપ્રકાશ ($UV$ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં ક્લોરિન $(Cl_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે સાઇડ ચેઈન (મિથાઈલ ગ્રુપ) પર મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે.
આના પરિણામે બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ અને આડપેદાશ તરીકે હાઈડ્રોજન ક્લોરાઈડ $(HCl)$ મળે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_5CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{\text{Sunlight}} C_6H_5CH_2Cl + HCl$.

(A) . એસીટોનને બ્લીચિંગ પાવડર સાથે ગરમ કરતા ક્લોરોફોર્મ બને છે.
$CaOCl_2 + H_2O \to Ca(OH)_2 + Cl_2$
$CH_3COCH_3 + 3Cl_2 \to CCl_3COCH_3 + 3HCl$
$2CCl_3COCH_3 + Ca(OH)_2 \to 2CHCl_3 + (CH_3COO)_2Ca$

(A) ઇથાઇલ આલ્કોહોલ $(CH_3CH_2OH)$ ની બ્લીચિંગ પાવડર $(CaOCl_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબના તબક્કામાં થાય છે:
$1$. બ્લીચિંગ પાવડર પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરિન ઉત્પન્ન કરે છે: $CaOCl_2 + H_2O \to Ca(OH)_2 + Cl_2$.
$2$. ક્લોરિન ઇથાઇલ આલ્કોહોલનું એસીટાલ્ડિહાઇડમાં ઓક્સિડેશન કરે છે: $CH_3CH_2OH + Cl_2 \to CH_3CHO + 2HCl$.
$3$. ત્યારબાદ એસીટાલ્ડિહાઇડનું ક્લોરિનેશન થઈને ક્લોરલ $(CCl_3CHO)$ બને છે: $CH_3CHO + 3Cl_2 \to CCl_3CHO + 3HCl$.
$4$. અંતે,ક્લોરલ કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરોફોર્મ બનાવે છે: $2CCl_3CHO + Ca(OH)_2 \to 2CHCl_3 + (HCOO)_2Ca$.

(B) $DDT$ (ડાયક્લોરોડાયફિનાઈલટ્રાયક્લોરોઈથેન) એ સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ $(H_2SO_4)$ ની હાજરીમાં ક્લોરોબેન્ઝીનની ક્લોરલ $(CCl_3-CHO)$ સાથેની સંઘનન પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CCl_3CHO + 2C_6H_5Cl \xrightarrow{conc. H_2SO_4} (ClC_6H_4)_2CHCCl_3 + H_2O$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(b)$ છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે. ભેજવાળો સિલ્વર ઓક્સાઈડ $(Ag_2O + H_2O)$ એ $AgOH$ (સિલ્વર હાઈડ્રોક્સાઈડ) નો સ્ત્રોત છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Ag_2O + H_2O \to 2AgOH$
$C_2H_5Br + AgOH \to C_2H_5OH + AgBr$

(C) આ પ્રક્રિયા ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ નું પ્રકાશ અને હવાની હાજરીમાં ઓક્સિડેશન દર્શાવે છે,જેનાથી ફોસ્જીન $(COCl_2)$ નામનો અત્યંત ઝેરી વાયુ બને છે.
$2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{\text{Light, air}} 2COCl_2 + 2HCl$
તેથી,$X$ પ્રકાશ અને હવા દર્શાવે છે.

(D) ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે આલ્કાઇલ હેલાઇડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા કાર્બોકેટાયન સ્થિરતા અથવા અવકાશી અવરોધ પર આધાર રાખે છે.
બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયનની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ $(C_2H_5Cl)$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે અને તે બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ કરતા ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
ક્લોરોબેન્ઝીન $(C_6H_5Cl)$ રેઝોનન્સને કારણે $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે,તેથી તે સૌથી ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $C_6H_5CH_2Cl > C_2H_5Cl > C_6H_5Cl$ છે.
તેથી,ઇથાઇલ ક્લોરાઇડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ કરતા ઓછી છે.

(A) આલ્કાઇલ હેલાઇડની ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા $C-X$ બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,ક્લોરિન પરમાણુના નાના કદને કારણે $C-Cl$ બંધ $C-I$ અને $C-Br$ બંધ કરતા વધુ મજબૂત હોય છે.
$n-$પ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ અને આઇસોપ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડની સરખામણીમાં,$n-$પ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડમાં $C-Cl$ બંધ ઓછો અવકાશી અવરોધ ધરાવે છે,પરંતુ પ્રતિક્રિયાત્મકતા સામાન્ય રીતે બંધ વિયોજન ઉર્જા અને બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના આધારે નક્કી થાય છે.
આમ,$n-$પ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ આપેલા વિકલ્પોમાં ન્યૂનતમ પ્રતિક્રિયાત્મકતા દર્શાવે છે.

(A) ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ પ્રત્યે આલ્કાઈલ હેલાઈડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા ($S_N1$ માં) અથવા અવકાશી અવરોધ ($S_N2$ માં) પર આધાર રાખે છે.
$Methyl$ $chloride$ $(CH_3Cl)$ એ ન્યૂનતમ અવકાશી અવરોધ ધરાવતું પ્રાથમિક હેલાઈડ છે,જે તેને $S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓમાં ખૂબ જ સક્રિય બનાવે છે.
$Propyl$ $chloride$ $(CH_3CH_2CH_2Cl)$ પણ એક પ્રાથમિક હેલાઈડ છે પરંતુ તેમાં $methyl$ $chloride$ કરતા વધુ અવકાશી અવરોધ હોય છે,તેથી તે થોડું ઓછું સક્રિય છે.
$Chlorobenzene$ સૌથી ઓછું સક્રિય છે કારણ કે સંસ્પંદનને કારણે $C-Cl$ બંધ આંશિક દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરે છે,અને $sp^2$ સંકરણ ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ વધુ વિદ્યુતઋણ હોવાથી બંધ ટૂંકો અને મજબૂત બને છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ છે: $Methyl$ $chloride$ $>$ $propyl$ $chloride$ $>$ $chlorobenzene$.

(D) $AgNO_3$ ની કાર્બનિક હેલાઈડ સાથેની પ્રતિક્રિયા કાર્બોકેટાયન બનવાની સરળતા અથવા $C-X$ બંધની પ્રતિક્રિયાશીલતા પર આધાર રાખે છે.
જોકે,સામાન્ય પ્રયોગશાળા કસોટીઓના સંદર્ભમાં,$CHI_3$ (આયોડોફોર્મ) એ $AgNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $AgI$ ના પીળા અવક્ષેપ આપે છે,જે તેમાં રહેલા નિર્બળ આયોડિન પરમાણુઓને કારણે છે.
$C_6H_5CH_2Cl$ સ્થાયી બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,પરંતુ $CHI_3$ ખૂબ જ સરળતાથી પ્રક્રિયા કરીને $AgI$ ના લાક્ષણિક પીળા અવક્ષેપ આપે છે.

(B) $(CH_3)_3CBr + CH_3ONa \xrightarrow{\text{Elimination}} CH_2=C(CH_3)_2 + CH_3OH + NaBr$
નીપજ આઈસોબ્યુટિલિન છે.
$CH_3ONa \to CH_3O^{-} + Na^{+}$
મેથોક્સાઈડ આયન $(CH_3O^{-})$ એક પ્રબળ બેઈઝ છે,તેથી તે $3^{\circ}$ આલ્કાઈલ હેલાઈડમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે અને વિલોપન પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.

(D) $CCl_4$ એ સહસંયોજક સંયોજન છે અને દ્રાવણમાં $Cl^-$ આયનો આપવા માટે આયનીકરણ પામતું નથી.
જેহেতু $AgNO_3$ એ મુક્ત $Cl^-$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને $AgCl$ ના સફેદ અવક્ષેપ બનાવે છે,તેથી $CCl_4$ અને $AgNO_3$ વચ્ચે કોઈ પ્રક્રિયા થતી નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ ની જલીય પોટેશિયમ સાયનાઈડ $(KCN)$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટીટ્યુશન પ્રક્રિયા $(S_N2)$ છે.
સાયનાઈડ આયન $(CN^-)$ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે વર્તે છે અને ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^-)$ ને દૂર કરીને બેન્ઝાઈલ સાયનાઈડ $(C_6H_5CH_2CN)$ અને પોટેશિયમ ક્લોરાઈડ $(KCl)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_5CH_2Cl + KCN(aq.) \to C_6H_5CH_2CN + KCl$.
આમ,$X$ એ $C_6H_5CH_2CN$ છે અને $Y$ એ $KCl$ છે.

(B) ઇથિલિડીન ક્લોરાઇડ $(CH_3-CHCl_2)$ ની જલીય $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા થતા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે,જેમાં બંને ક્લોરિન પરમાણુઓ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ દ્વારા બદલાય છે અને જેમિનલ ડાયોલ $(CH_3-CH(OH)_2)$ બનાવે છે.
જેમિનલ ડાયોલ અસ્થાયી હોય છે અને પાણીનો અણુ ગુમાવીને સ્થાયી કાર્બોનિલ સંયોજન બનાવે છે.
$CH_3-CHCl_2 + 2KOH(aq) \rightarrow CH_3-CH(OH)_2 + 2KCl$
$CH_3-CH(OH)_2 \rightarrow CH_3-CHO + H_2O$
આમ,અંતિમ નીપજ એસીટાલ્ડિહાઇડ $(CH_3-CHO)$ છે.

(B) $2-bromobutane$ $(CH_3-CHBr-CH_2-CH_3)$ નું ડીહાઈડ્રોબ્રોમિનેશન $Saytzeff$ ના નિયમ મુજબ મુખ્ય નીપજ તરીકે $but-2-ene$ $(CH_3-CH=CH-CH_3)$ આપે છે.
આ નિયમ જણાવે છે કે વિલોપન પ્રક્રિયામાં,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન (જેમાં દ્વિ-બંધિત કાર્બન પરમાણુઓ સાથે વધુ આલ્કાઈલ સમૂહો જોડાયેલા હોય) મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.