Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(A) આ પ્રક્રિયા એક ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા છે જ્યાં પ્રક્રિયાનો દર બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા $R$ સમૂહની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ક્ષમતા દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. હાઇપરકોન્જુગેશન એ બેન્ઝીન રિંગ સાથે સીધા જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુ પર ઉપલબ્ધ $\alpha$-હાઇડ્રોજનની સંખ્યાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. $R = CH_3-$ માટે,$3$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન છે.
$2$. $R = CH_3-CH_2-$ માટે,$2$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન છે.
$3$. $R = CH_3-CH(CH_3)-$ માટે,$1$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન છે.
$4$. $R = CH_3-C(CH_3)_2-$ માટે,$0$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન છે.
જેથી $CH_3-$ સમૂહમાં મહત્તમ સંખ્યામાં $(3)$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન હોવાથી,તે હાઇપરકોન્જુગેશન દ્વારા સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અસર દર્શાવે છે,જે સંક્રાંતિ અવસ્થાને સ્થિર કરે છે અને પ્રક્રિયાનો દર મહત્તમ બનાવે છે.

(A) $SN^2$ પ્રક્રિયાઓ પ્રત્યે આલ્કાઈલ હેલાઈડની સક્રિયતા મુખ્યત્વે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પર આધાર રાખે છે. સક્રિયતાનો ક્રમ $1^\circ > 2^\circ > 3^\circ$ છે.
$(A)$ $Ph-CH_2-CH_2-CH_2-Br$ એ પ્રાથમિક $(1^\circ)$ હેલાઈડ છે જેમાં પ્રતિક્રિયાના સ્થળે સૌથી ઓછો અવકાશી અવરોધ છે.
$(B)$ $Ph-CH(CH_3)-CH_2-Br$ એ પ્રાથમિક $(1^\circ)$ હેલાઈડ છે પરંતુ તેમાં $\beta$-કાર્બન પર મિથાઈલ સમૂહ છે,જે $(A)$ ની સરખામણીમાં અવકાશી અવરોધ વધારે છે.
$(C)$ $Ph-C(CH_3)_2-Br$ એ તૃતીયક $(3^\circ)$ હેલાઈડ છે,જે તેને $SN^2$ પ્રત્યે સૌથી ઓછું સક્રિય બનાવે છે.
$(D)$ $Ph-CH_2-CH(Br)-CH_3$ એ દ્વિતીયક $(2^\circ)$ હેલાઈડ છે,જે પ્રાથમિક હેલાઈડ કરતા ઓછું સક્રિય છે.
તેથી,સૌથી ઓછો અવકાશી અવરોધ ધરાવતો પ્રાથમિક હેલાઈડ,$(A)$,સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(D) એનિસોલ $(C_6H_5OCH_3)$ ની આઈસોબ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ $((CH_3)_2CHCH_2Br)$ સાથે $AlCl_3$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા એ ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટસ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા છે.
$AlCl_3$ એ લુઈસ એસિડ છે જે આલ્કાઈલ હેલાઈડના બ્રોમીન પરમાણુ સાથે જોડાઈને કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બનાવે છે.
શરૂઆતમાં,પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(CH_3)_2CHCH_2^+$ બને છે,જે વધુ સ્થાયી તૃતീയક કાર્બોકેટાયન $(CH_3)_3C^+$ બનાવવા માટે $1,2$-હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટમાંથી પસાર થાય છે.
આ તૃતീയક કાર્બોકેટાયન પછી ઈલેક્ટ્રોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને એનિસોલની બેન્ઝિન રીંગ પર હુમલો કરે છે.
$-OCH_3$ ગ્રુપ એ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક ગ્રુપ છે.
ઓર્થો સ્થાન પર અવકાશી અવરોધને કારણે,પેરા-વિસ્થાપિત નીપજ મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $1$-મિથોક્સી-$4$-તૃતീയક-બ્યુટાઈલબેન્ઝિન છે.

(C) લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતા એ ગ્રુપની બેઝિકતા (basicity) ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. નિર્બળ બેઝ એ વધુ સારું લિવિંગ ગ્રુપ છે.
બેઝિકતા તેના સંયુગ્મી એસિડ (conjugate acid) ની પ્રબળતા દ્વારા નક્કી થાય છે.
સંયુગ્મી એસિડ્સ: $HBr$ $(pK_a \approx -9)$,$CH_3COOH$ $(pK_a \approx 4.76)$,$PhOH$ $(pK_a \approx 10)$,અને $CH_3CH_2OH$ $(pK_a \approx 16)$.
એસિડ પ્રબળતાનો ક્રમ: $HBr > CH_3COOH > PhOH > CH_3CH_2OH$.
તેથી,બેઝિકતાનો ક્રમ: $Br^{-} < CH_3COO^{-} < PhO^{-} < CH_3CH_2O^{-}$.
લિવિંગ ગ્રુપની વૃત્તિ એ બેઝિકતાના ક્રમથી ઉલટી હોવાથી,સાચો ક્રમ: $Br^{-} > CH_3COO^{-} > PhO^{-} > CH_3CH_2O^{-}$ છે,જે $I > II > IV > III$ દર્શાવે છે.

(D) ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયાઓમાં,પ્રતિક્રિયાશીલતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા ($S_N1$ માં) અથવા લિવિંગ ગ્રુપના દૂર થવાની સરળતા અને અવકાશી અવરોધ ($S_N2$ માં) પર આધાર રાખે છે.
$A$,$B$,અને $C$ વિનાઇલિક અથવા એરાઇલ હેલાઇડ્સ છે જ્યાં રેઝોનન્સને કારણે $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જે તેમને ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે ખૂબ જ નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
$D$ $(ClCH_2-CH=CH_2)$ એ એલાઈલ ક્લોરાઇડ છે. $Cl^-$ ના દૂર થયા પછી બનતો કાર્બોકેટાયન એ એલાઈલ કાર્બોકેટાયન છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
વધુમાં,$S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓમાં,એલાઈલ સ્થાન ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે.
તેથી,$ClCH_2-CH=CH_2$ સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

(D) ઈથાઈલ બ્રોમાઈડ $(C_2H_5Br)$ અને આલ્કોહોલિક સિલ્વર નાઈટ્રાઈટ $(AgNO_2)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
સિલ્વર નાઈટ્રાઈટ $(AgNO_2)$ એક સહસંયોજક સંયોજન છે,અને નાઈટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફિલિક કેન્દ્ર તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$C_2H_5Br + AgNO_2 \rightarrow C_2H_5NO_2 + AgBr$
બનતી મુખ્ય નીપજ નાઈટ્રોઈથેન $(C_2H_5NO_2)$ છે.

(C) આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે $2$-ફ્લોરોબ્યુટેનના ડિહાઇડ્રોહેલોજનેશનમાં,પ્રક્રિયા હોફમેનના નિયમનું પાલન કરે છે.
$F^-$ એ નબળો લિવિંગ ગ્રુપ હોવાથી,સંક્રાંતિ અવસ્થામાં નોંધપાત્ર કાર્બેનાયન લાક્ષણિકતા હોય છે.
વધુ સ્થાયી કાર્બેનાયન ટર્મિનલ કાર્બન (પ્રાથમિક કાર્બન) પર બને છે,જે મુખ્ય નીપજ તરીકે બ્યુટ$-1-$ઈન $(CH_3-CH_2-CH=CH_2)$ ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.

(A) $S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે આલ્કાઈલ હેલાઈડની સક્રિયતા અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અને $C-X$ બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે.
$S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓ ઓછા અવકાશી અવરોધ દ્વારા ઝડપી બને છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CH_3-Cl$ એ પ્રાથમિક હેલાઈડ છે જેમાં ન્યૂનતમ અવકાશી અવરોધ છે.
$CH_2=CH-Cl$ અને ક્લોરોબેન્ઝીન સંસ્પંદનને કારણે આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે,જે તેમને ઓછી સક્રિય બનાવે છે.
$CH_3-Cl$ એ $S_N2$ માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(A) $1$. $n-$હેપ્ટેન ઊંચા તાપમાને $Al_2O_3$ ની હાજરીમાં ડિહાઇડ્રોસાયક્લાઇઝેશન પ્રક્રિયા દ્વારા ટોલ્યુઇન $(P)$ બનાવે છે.
$2$. ટોલ્યુઇન $NBS$ ($N-$બ્રોમોસક્સિનિમાઇડ) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જે એલાઇલિક અથવા બેન્ઝિલિક બ્રોમિનેશન માટે વિશિષ્ટ પ્રક્રિયક છે.
$3$. ટોલ્યુઇનનો બેન્ઝિલિક હાઇડ્રોજન બ્રોમિન દ્વારા વિસ્થાપિત થઈને નીપજ $Q$ તરીકે બેન્ઝાઇલ બ્રોમાઇડ $(C_6H_5CH_2Br)$ બનાવે છે.

(A) $SN^1$ પ્રક્રિયા પ્રત્યે સંયોજનની સક્રિયતા લિવિંગ ગ્રુપ (ક્લોરાઈડ આયન) દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
આ કિસ્સાઓમાં,બનતો કાર્બોકેટાયન એ વિસ્થાપિત બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $(Ar-CH_2^+)$ છે.
બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ દ્વારા વધે છે અને ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(EWG)$ દ્વારા ઘટે છે.
$1$. $p$-મિથોક્સિબેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ: $-OCH_3$ ગ્રુપ રેઝોનન્સ ($+R$ અસર) દ્વારા મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ છે,જે કાર્બોકેટાયનને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
$2$. $p$-નાઈટ્રોબેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ: $-NO_2$ ગ્રુપ મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ ($-R$ અને $-I$ અસર) છે,જે કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર બનાવે છે.
$3$. $p$-મિથાઈલબેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ: $-CH_3$ ગ્રુપ હાઈપરકોન્જુગેશન ($+H$ અસર) દ્વારા નબળું ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ છે.
$4$. $p$-ક્લોરોબેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ: $-Cl$ ગ્રુપ પ્રેરક અસર ($-I$ અસર) દ્વારા ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ છે.
$-OCH_3$ ગ્રુપ તેની મજબૂત $+R$ અસર દ્વારા કાર્બોકેટાયનને સૌથી વધુ સ્થિરતા આપે છે,તેથી $p$-મિથોક્સિબેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $SN^1$ પ્રત્યે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(C) પ્રક્રિયક $2-bromo-2-methylbutane$ છે.
વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન $(I)$ (ઝેટસેવ નીપજ) અથવા ઓછો વિસ્થાપિત આલ્કીન $(II)$ (હોફમેન નીપજ) બની શકે છે.
ઓછા વિસ્થાપિત આલ્કીન $(II)$ ને મુખ્ય નીપજ તરીકે મેળવવા માટે,ઓછા અવરોધવાળા પ્રોટોનને દૂર કરવા માટે મોટા કદના (bulky) બેઇઝની જરૂર પડે છે.
$(CH_3)_3CO^{-}$ (પોટેશિયમ ટર્ટ-બ્યુટોક્સાઇડ) એ એક મોટો બેઇઝ છે અને તે હોફમેન નીપજની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે.

(D) ઇથાઇલ આયોડાઇડ $(C_2H_5I)$ અને સિલ્વર નાઇટ્રાઇટ $(AgNO_2)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
$AgNO_2$ એ સહસંયોજક સંયોજન હોવાથી,નાઇટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે નાઇટ્રોઇથેન $(C_2H_5NO_2)$ મળે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $C_2H_5I + AgNO_2 \rightarrow C_2H_5NO_2 + AgI$.

(A) $CF_3CH = CH_2 + HCl \rightarrow CF_3CH_2CH_2Cl$ પ્રક્રિયામાં,$-CF_3$ સમૂહ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ ($-I$ અસર) છે.
આ $-CF_3$ સમૂહની નજીકના કાર્બન પર બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીને અસ્થિર બનાવે છે.
પરિણામે,પ્રોટોન $(H^+)$ ટર્મિનલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે જેથી વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન બને અથવા એવી પ્રક્રિયા થાય છે જેના પરિણામે એન્ટી-માર્કોવનીકોવ નીપજ મળે છે,જેમાં ક્લોરિન પરમાણુ ટર્મિનલ કાર્બન સાથે જોડાય છે.

(A) $AgNO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી ($S_N1$ પ્રક્રિયા) દ્વારા થાય છે.
પ્રક્રિયાનો દર $Br^-$ આયન દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$(i)$ એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
(ii) વિનાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન પર ધન વીજભાર હોવાને કારણે ખૂબ જ અસ્થિર હોય છે.
(iii) દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કાઈલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે વિનાઈલિક કાર્બોકેટાયન કરતા વધુ સ્થિર છે પરંતુ એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન કરતા ઓછો સ્થિર છે.
તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ: એલાઈલિક > દ્વિતીયક આલ્કાઈલ > વિનાઈલિક.
પ્રક્રિયાનો દર પણ આ જ ક્રમમાં હોય છે: $(i) > (iii) > (ii)$.

(C) આપેલ પ્રક્રિયામાં સોડિયમ મિથોક્સાઈડ $(CH_3ONa)$ નો ઉપયોગ કરીને (સાયક્લોહેક્સિલ)મિથાઈલ ક્લોરાઈડનું $1-$(મિથોક્સિમિથાઈલ)સાયક્લોહેક્સ$-1-$ઈનમાં રૂપાંતર થાય છે.
$1$. પ્રક્રિયક પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,પરંતુ સાયક્લોહેક્સિલ જૂથને કારણે તે અવકાશી અવરોધ ધરાવે છે.
$2$. $CH_3ONa$ એ પ્રબળ બેઈઝ અને પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઈલ છે.
$3$. નીપજ તરીકે આલ્કીન મળે છે,જે સૂચવે છે કે આ વિલોપન પ્રક્રિયા છે.
$4$. બેઈઝ પ્રબળ હોવાથી અને પ્રક્રિયક પ્રાથમિક હોવાથી,આ પ્રક્રિયા $E_2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જેમાં બેઈઝ રિંગમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે અને ક્લોરાઈડ આયન દૂર થઈને દ્વિબંધ બનાવે છે.

(A) આ પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે.
$1$. લિવિંગ ગ્રુપ $Cl^-$ દૂર થઈને સાયક્લોહેક્ઝેન રિંગના $1$-સ્થાન પર તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$2$. આ $3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન પહેલેથી જ સ્થાયી છે અને તેમાં કોઈ પુનઃરચના (rearrangement) થતી નથી.
$3$. પાણી $(H_2O)$ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે વર્તે છે અને કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરે છે.
$4$. ત્યારબાદ પ્રોટોન દૂર થવાથી અંતિમ નીપજ તરીકે $1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ મળે છે.

(A, D) $Methylenecyclohexane$ ની $CH_3OH$ માં $Br_2$ સાથેની પ્રતિક્રિયા એ હેલોહાઇડ્રિન-પ્રકારની પ્રતિક્રિયા છે (ખાસ કરીને,હેલોઈથરીફિકેશન).
$1$. $Br_2$ એ $methylenecyclohexane$ ના દ્વિબંધ સાથે ચક્રીય બ્રોમોનિયમ આયન બનાવે છે.
$2$. ન્યુક્લિયોફાઇલ $CH_3OH$ વધુ અવેજી કાર્બન (સાયક્લોહેક્સેન રિંગ સાથે જોડાયેલ) પર હુમલો કરે છે અને બ્રોમોનિયમ રિંગ ખોલે છે.
$3$. આ $A$ આપે છે,જે $1-(bromomethyl)-1-methoxycyclohexane$ છે.
$4$. આગલા પગલામાં,$A$ એ $KCN$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. $CN^-$ આયન ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને પ્રાથમિક આલ્કાઇલ બ્રોમાઇડ ($CH_2Br$ જૂથ) પર ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_N2)$ કરે છે.
$5$. $Br$ પરમાણુ $CN$ જૂથ દ્વારા બદલાય છે,જેના પરિણામે $B$ મળે છે,જે $1-(cyanomethyl)-1-methoxycyclohexane$ છે.

(D) $1$. બેન્ઝીન નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CH_3Cl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન) ટોલ્યુઈન $(A)$ બનાવે છે:
$C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_3 (A) + HCl$
$2$. ટોલ્યુઈન પ્રકાશ $(hv)$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(B)$ બનાવે છે:
$C_6H_5CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{hv} C_6H_5CH_2Cl (B) + HCl$
$3$. બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $AgCN$ (આયનિક સાયનાઈડ સ્ત્રોત) સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે બેન્ઝાઈલ આઈસોસાયનાઈડ $(C)$ બનાવે છે,કારણ કે $AgCN$ સહસંયોજક છે અને નાઈટ્રોજન પરમાણુ વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક છે:
$C_6H_5CH_2Cl + AgCN \rightarrow C_6H_5CH_2NC (C) + AgCl$
આમ,સાચું વિધાન $C = \text{બેન્ઝાઈલ આઈસોસાયનાઈડ}$ છે.

(B) $S_N1$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે આલ્કાઈલ હેલાઈડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(I)$ $CH_3CH_2CH_2CH_2Br$ એ પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન,$CH_3CH_2CH_2CH_2^+$ બનાવે છે,જે સૌથી ઓછું સ્થિર છે.
$(II)$ $CH_2=CH-CH(Br)CH_3$ એ એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન,$CH_2=CH-CH^+CH_3$ બનાવે છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે અને તેથી સૌથી વધુ સ્થિર છે.
$(III)$ $CH_3CH_2CH(Br)CH_3$ એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન,$CH_3CH_2CH^+CH_3$ બનાવે છે,જે પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન કરતા વધુ સ્થિર છે પરંતુ એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન કરતા ઓછું સ્થિર છે.
તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ $II > III > I$ છે.
$S_N1$ પ્રતિક્રિયાત્મકતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના ક્રમને અનુસરે છે,તેથી સાચો ક્રમ $II > III > I$ છે.

(C) $CH_3O^{-}$ જેવા પ્રબળ બેઇઝ સાથે આલ્કાઇલ ફ્લોરાઇડની $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયામાં,$Hofmann$ નીપજ (ઓછી વિસ્થાપિત આલ્કીન) મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
આનું કારણ એ છે કે ફ્લોરિન એક નબળો લિવિંગ ગ્રુપ છે અને વધુ વિદ્યુતઋણ છે,જે સંક્રાંતિ અવસ્થાને નોંધપાત્ર કાર્બેનાયન લાક્ષણિકતા આપે છે.
વધુ સ્થાયી કાર્બેનાયન જેવી સંક્રાંતિ અવસ્થા ઓછા વિસ્થાપિત કાર્બન પરમાણુમાંથી પ્રોટોન દૂર કરીને રચાય છે.
તેથી,$CH_3-CH_2-CH=CH_2$ $(but-1-ene)$ મુખ્ય નીપજ છે.

(C) રેસેમાઇઝેશન $S_N1$ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે,જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા $S_N1$ પ્રક્રિયાની સરળતા અને રેસેમાઇઝેશનની માત્રા નક્કી કરે છે.
કાર્બોકેટાયનની વધુ સ્થિરતા વધુ સમતલીય અને લાંબા સમય સુધી ટકી રહેતા મધ્યવર્તી તરફ દોરી જાય છે,જે બંને બાજુથી અસરકારક હુમલા માટે પરવાનગી આપે છે,પરિણામે વધુ રેસેમાઇઝેશન થાય છે.
સબસ્ટ્રેટની સરખામણી:
વિકલ્પ $A$ અને $B$ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે ઓછા સ્થિર છે.
વિકલ્પ $C$ બે ફિનાઈલ રિંગ્સ દ્વારા સ્થિર થયેલ તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જેમાંથી એકમાં પેરા સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ $-OCH_3$ જૂથ છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
વિકલ્પ $D$ તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,પરંતુ તે ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ $-NO_2$ અને $-NH_3^+$ જૂથો દ્વારા અસ્થિર બને છે.
તેથી,વિકલ્પ $C$ માં રહેલ સબસ્ટ્રેટ સૌથી વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે મહત્તમ રેસેમાઇઝેશન તરફ દોરી જાય છે.

(C) વિકલ્પ $A$ સાચો છે: બેન્ઝીન $CH_3Cl$ સાથે નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરીને ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન દ્વારા ટોલ્યુઈન બનાવે છે.
વિકલ્પ $B$ સાચો છે: ગેટરમેન-કોચ પ્રક્રિયામાં $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CO + HCl$ અથવા $HCN + HCl$ નો ઉપયોગ કરીને બેન્ઝીનનું ફોર્મિલેશન થાય છે.
વિકલ્પ $C$ ખોટો છે: રાઈમર-ટીમેન પ્રક્રિયા ખાસ કરીને ફિનોલના ફોર્મિલેશન માટે વપરાય છે,બેન્ઝીન માટે નહીં.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે: આલ્કાઈલ હેલાઈડની $AgF$ સાથેની પ્રક્રિયાને સ્વાર્ટ્સ પ્રક્રિયા કહેવાય છે,ફિંકલસ્ટીન પ્રક્રિયા નહીં.

(D) પ્રક્રિયા $(d)$ માં,બનતી નીપજ $CH_3-C(OH)(CN)-CH_3$ ($2$-હાઈડ્રોક્સી$-2-$મિથાઈલપ્રોપેન નાઈટ્રાઈલ) છે.
કેન્દ્રિય કાર્બન પરમાણુ બે સમાન મિથાઈલ $(-CH_3)$ સમૂહો સાથે જોડાયેલ હોવાથી,તે કાઈરલ કેન્દ્ર નથી.
તેથી,નીપજ અકાઈરલ છે અને રેસેમિક મિશ્રણ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવી શકતી નથી.
વિકલ્પો $(a)$,$(b)$,અને $(c)$ માં,નીપજોમાં ઓછામાં ઓછો એક કાઈરલ કાર્બન પરમાણુ હોય છે અને તે રેસેમિક મિશ્રણ તરીકે બને છે.

(B) $S_{N}1$ પ્રક્રિયા પ્રત્યે આલ્કાઈલ હેલાઈડની સક્રિયતા દર-નિર્ધારક તબક્કામાં બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $C_6H_5CH_2Cl$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન $C_6H_5CH_2^+$ છે,જે ફિનાઈલ રિંગ દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા ધરાવે છે.
$2$. $CH_3OCH_2Cl$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન $CH_3OCH_2^+$ છે. આ કાર્બોકેટાયન ઓક્સિજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા રેઝોનન્સ $(CH_3-O^+=CH_2)$ દ્વારા અત્યંત સ્થિર બને છે. ઓક્સિજન પરમાણુની પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અસરને કારણે તે બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન કરતા વધુ સ્થિર છે.
$3$. $C_6H_5Cl$ માટે,કાર્બોકેટાયન $C_6H_5^+$ અત્યંત અસ્થિર છે અને સરળતાથી બનતું નથી.
$4$. $(CH_3)_3CCl$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન $(CH_3)_3C^+$ છે,જે ઈન્ડક્ટિવ અસર અને હાઈપરકોન્જુગેશન દ્વારા સ્થિર થયેલ તૃતીયક કાર્બોકેટાયન છે.
સ્થિરતાની સરખામણી કરતા,મેથોક્સિમીથાઈલ કાર્બોકેટાયન $(CH_3OCH_2^+)$ ઓક્સિજન પરમાણુ દ્વારા પ્રબળ રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે સૌથી વધુ સ્થિર છે. તેથી,$CH_3OCH_2Cl$ એ $S_{N}1$ પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(A) $S_{N}1$ પ્રક્રિયા માટે આલ્કાઇલ હેલાઇડની પ્રતિક્રિયાશીલતા લિવિંગ ગ્રુપ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2^+)$ બનાવે છે,જે બેન્ઝિન રિંગ સાથેના અનુનાદ (resonance) દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર થાય છે.
$2$. ક્લોરોબેન્ઝિન સરળતાથી $S_{N}1$ પ્રક્રિયા આપતું નથી કારણ કે $C-Cl$ બંધમાં અનુનાદને કારણે આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે અને ફિનાઇલ કેટાયન ખૂબ જ અસ્થિર હોય છે.
$3$. સાયક્લોહેક્સાઇલ ક્લોરાઇડ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન કરતા ઓછું સ્થિર છે.
$4$. $1-$ક્લોરોબાયસાઇક્લો[$2.2$.$1$]હેપ્ટેન $S_{N}1$ પ્રત્યે ખૂબ જ નિષ્ક્રિય છે કારણ કે બ્રિજહેડ સ્થાન પર કાર્બોકેટાયનનું નિર્માણ બ્રેડ્ટના નિયમ (Bredt's rule) મુજબ પ્રતિબંધિત છે.
તેથી,બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $S_{N}1$ પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં $3$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલપેન્ટેનનું ઈથોક્સાઈડ આયન $(C_2H_5O^-)$ અને ઈથેનોલ $(C_2H_5OH)$ ની હાજરીમાં ગરમ કરતા ડિહાઈડ્રોહેલોજિનેશન થાય છે.
આ એક $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા છે.
ઝેટસેવના નિયમ મુજબ,સૌથી વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
$2$-મિથાઈલપેન્ટ-$2$-ઈન એ ટ્રાય-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે,જે અન્ય આલ્કીન કરતા વધુ સ્થાયી છે.
તેથી,$2$-મિથાઈલપેન્ટ-$2$-ઈન મુખ્ય નીપજ છે.

(C) $S_{N}2$ પ્રતિક્રિયા માટેની પ્રતિક્રિયાશીલતા અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અને સંક્રાંતિ અવસ્થાની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(P)$ $CH_2=CH-Cl$ એ વિનાઈલ હેલાઈડ છે જેમાં સંસ્પંદનને કારણે $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જે તેને $S_{N}2$ પ્રત્યે ખૂબ જ ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$(Q)$ $CH_3-CH_2-Cl$ એ ન્યૂનતમ અવકાશી અવરોધ ધરાવતું પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$(R)$ $CH_3-O-CH_2-CH_2-Cl$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે જેમાં ઓક્સિજન પરમાણુ ઈલેક્ટ્રોન-આકર્ષક પ્રેરક અસર ($-I$ અસર) આપે છે,જે $S_{N}2$ પ્રતિક્રિયાની સંક્રાંતિ અવસ્થાને સ્થિર કરે છે,જેથી તે સામાન્ય પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બને છે.
$(S)$ $C_6H_5-CH_2-Cl$ એ બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ છે. તેની સંક્રાંતિ અવસ્થા ફિનાઈલ રિંગ સાથેના સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે,જે તેને $S_{N}2$ પ્રત્યે ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $S > R > Q > P$ છે.

(A) $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયામાં,લિવિંગ ગ્રુપ $X$ ની પ્રકૃતિ નીપજના વિતરણ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે.
આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સ માટે,$E_2$ ક્રિયાવિધિ માટેની સંક્રાંતિ અવસ્થામાં કાર્બેનાયન જેવો ગુણધર્મ હોય છે.
ફ્લોરિન $(-F)$ સૌથી વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવતું હેલોજન છે,જે $\beta$-હાઈડ્રોજનને વધુ એસિડિક બનાવે છે અને ઓછી વિસ્થાપિત આલ્કીન (હોફમેન નીપજ) તરફ દોરી જતી સંક્રાંતિ અવસ્થાને સ્થિર કરે છે.
તેનાથી વિપરીત,$-I$,$-Br$,અને $-Cl$ જેવા સારા લિવિંગ ગ્રુપ્સ વધુ સ્થિર,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન (સેટઝેફ નીપજ) ના નિર્માણને સરળ બનાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$-F$ સૌથી નબળું લિવિંગ ગ્રુપ છે,જે હોફમેન નીપજના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે,જ્યારે $-I$ સૌથી સારું લિવિંગ ગ્રુપ છે,જે સેટઝેફ નીપજના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તેથી,જ્યારે $X = -I$ હોય ત્યારે મહત્તમ સેટઝેફ નીપજ પ્રાપ્ત થાય છે.

(B) પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$CH_3-CH_2-CH_2-Cl \xrightarrow{KOH_{(aq)}} CH_3-CH_2-CH_2-OH (X)$
$CH_3-CH_2-CH_2-OH \xrightarrow{H^{+}/\Delta} CH_3-CH=CH_2 (Y)$
$CH_3-CH=CH_2 \xrightarrow{Cl_2/H_2O} CH_3-CH(OH)-CH_2Cl (Z)$
પ્રોપીનમાં $HOCl$ $(Cl_2/H_2O)$ ના ઉમેરણમાં,માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ $OH^{-}$ સમૂહ (ન્યુક્લિયોફાઇલ) વધુ વિસ્થાપિત કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરે છે.

(B) $Vinylcyclopentane$ ની $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે.
$1$. દ્વિબંધના પ્રોટોનેશનથી સાયક્લોપેન્ટાઇલ રિંગની સાપેક્ષમાં $\alpha$-સ્થાન પર દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બને છે.
$2$. આ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થાયી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન (સાયક્લોહેક્સાઇલ કેટાયન) બનાવવા માટે રિંગ વિસ્તરણ પુનઃરચનામાંથી પસાર થઈ શકે છે.
$3$. દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન સીધો $Br^-$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $1-Bromo-1-cyclopentyl-ethane$ (માર્કોવનીકોવ નીપજ) બનાવી શકે છે.
$4$. એન્ટી-માર્કોવનીકોવ નીપજ $1-Bromo-2-cyclopentyl-ethane$ સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પરિસ્થિતિઓમાં બનતી નથી.
$5$. પુનઃરચિત કાર્બોકેટાયન $Br^-$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Bromocyclohexane$ અથવા $1-Bromo-1-methyl-cyclohexane$ બનાવી શકે છે.
તેથી,$1-Bromo-2-cyclopentyl-ethane$ એ અપેક્ષિત નીપજ નથી.

(C) $1$. આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડ $(A)$ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક બનાવ્યા પછી પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને $n$-હેક્ઝેન $(C_6H_{14})$ આપે છે. આ સૂચવે છે કે $(A)$ એ $6$-કાર્બન શૃંખલા ધરાવતું આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડ,$C_6H_{13}Br$ છે.
$2$. શુષ્ક ઈથરમાં સોડિયમ સાથે $(A)$ ની વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયાથી $4,5$-ડાયઈથાઈલઓક્ટેન મળે છે. $4,5$-ડાયઈથાઈલઓક્ટેનનું બંધારણ $CH_3CH_2CH_2CH(C_2H_5)CH(C_2H_5)CH_2CH_2CH_3$ છે.
$3$. વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયામાં,$2R-Br + 2Na \rightarrow R-R + 2NaBr$. નીપજ $4,5$-ડાયઈથાઈલઓક્ટેન બે $3$-હેક્સાઈલ રેડિકલના જોડાણથી બને છે.
$4$. તેથી,$(A)$ એ $3$-બ્રોમોહેક્ઝેન છે,જે $CH_3CH_2CH_2CH(Br)CH_2CH_3$ છે.

(B) $S_N^1$ પ્રક્રિયા પ્રત્યે આલ્કાઈલ હેલાઈડની સક્રિયતા મધ્યવર્તી કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલા સંયોજનોમાં,બનતા કાર્બોકેટાયન બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન છે.
$(II)$ $p$-મિથોક્સી બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $-OCH_3$ સમૂહની પ્રબળ $+M$ અસરને કારણે સૌથી વધુ સ્થિર છે.
$(I)$ બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયનમાં કોઈ વિસ્થાપક નથી.
$(III)$ $p$-નાઈટ્રોબેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $-NO_2$ સમૂહની પ્રબળ $-M$ અને $-I$ અસરને કારણે સૌથી ઓછું સ્થિર છે,જે ધન વીજભારને અસ્થિર બનાવે છે.
તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા અને $S_N^1$ પ્રત્યે સક્રિયતાનો ક્રમ $II > I > III$ છે.

(D) એસિટોનમાં $NaI$ સાથે આલ્કાઈલ હેલાઈડની પ્રક્રિયા એ ફિંકલસ્ટીન પ્રક્રિયા છે,જે $S_N2$ મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે.
$1$. $S_N2$ મિકેનિઝમમાં ન્યુક્લિયોફાઈલ $(I^-)$ દ્વારા પાછળથી હુમલો થાય છે,જેના પરિણામે કાયરલ કેન્દ્ર પર ગોઠવણીનું ઉલટન (વોલ્ડન ઇન્વર્ઝન) થાય છે.
$2$. પ્રારંભિક પદાર્થ બેન્ઝીલિક ક્લોરાઈડ છે. કાયરલ કેન્દ્ર સાથે જોડાયેલ $Cl$ પરમાણુ ગોઠવણીના ઉલટન સાથે $I$ દ્વારા બદલાય છે.
$3$. બેન્ઝીન રિંગ પરનું પેરા-ક્લોરો ગ્રુપ એ એરાઈલ હેલાઈડ છે અને આ પરિસ્થિતિઓમાં $S_N2$ વિસ્થાપન પ્રક્રિયા આપતું નથી.
$4$. તેથી,નીપજ એવી છે કે જેમાં કાયરલ કેન્દ્ર પર ઉલટન થયું છે અને પેરા-ક્લોરો ગ્રુપ યથાવત રહે છે. આ વિકલ્પ $D$ ને અનુરૂપ છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં $1-phenyl-2-fluoropropane$ ની પ્રક્રિયા $EtOH$ માં $KOH$ સાથે થાય છે. આ એક ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા છે,જે આલ્કીન બનાવવા માટે $E2$ મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે.
બેઝ $KOH$ એ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે. અહીં બે શક્ય $\beta$-કાર્બન છે:
$1$. ફિનાઈલ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલ $\beta$-કાર્બન $(Ph-CH_2-)$,જે $Ph-CH=CH-CH_3$ તરફ દોરી જાય છે.
$2$. મિથાઈલ ગ્રુપનો $\beta$-કાર્બન $(-CH_3)$,જે $Ph-CH_2-CH=CH_2$ તરફ દોરી જાય છે.
$Ph-CH=CH-CH_3$ $(1-phenylprop-1-ene)$ નું નિર્માણ વધુ પસંદગીયુક્ત છે કારણ કે પરિણામી દ્વિબંધ ફિનાઈલ રિંગ સાથે સંયુગ્મિત (conjugated) છે,જે નીપજને વધુ સ્થિર બનાવે છે. તેથી,મુખ્ય નીપજ $X$ એ $Ph-CH=CH-CH_3$ છે.

(A) $S_N1$ પ્રતિક્રિયાનો દર કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(i)$ બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે રેઝોનન્સને કારણે ખૂબ જ સ્થિર છે.
(ii) દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
(iii) તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
(iv) દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે પરંતુ $Cl^-$ લિવિંગ ગ્રુપ તરીકે છે,જે $Br^-$ કરતા નબળું છે.
સ્થિરતાનો ક્રમ: બેન્ઝિલિક > તૃતીયક > દ્વિતીયક.
લિવિંગ ગ્રુપનો ક્રમ: $Br^- > Cl^-$.
આમ,દરનો ક્રમ: $(iv) < (ii) < (iii) < (i)$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) આલ્કાઇલ હેલાઇડની ઝિંક સાથેની પ્રક્રિયાને ફ્રેન્કલેન્ડ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જ્યારે મિથાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3Cl)$ ને બંધ ટયૂબમાં ઝિંક $(Zn)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે કપલિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા ઇથેન $(C_2H_6)$ બનાવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $2CH_3Cl + Zn \rightarrow CH_3-CH_3 + ZnCl_2$.

(A) આલ્કાઇલ હેલાઇડની શુષ્ક ઇથરમાં સોડિયમ સાથેની પ્રક્રિયાને વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
$2-$મિથાઇલ પ્રોપેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_3)$ મેળવવા માટે,આપણે પ્રોપાઇલ સમૂહ અને મિથાઇલ સમૂહને જોડવાની જરૂર છે.
આ $2-$ક્લોરોપ્રોપેન $(CH_3-CHCl-CH_3)$ અને ક્લોરોમિથેન $(CH_3Cl)$ ની સોડિયમની હાજરીમાં પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CH_3-CHCl-CH_3 + 2Na + CH_3Cl \rightarrow CH_3-CH(CH_3)-CH_3 + 2NaCl$.

(B) $2-bromobutane$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન (વિલોપન) પ્રક્રિયા છે.
$Saytzeff$ ના નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
$CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3 + \text{alc. } KOH \to CH_3-CH=CH-CH_3$ ($But-2-ene$,મુખ્ય) $+ CH_3-CH_2-CH=CH_2$ ($But-1-ene$,ગૌણ).
આમ,$But-2-ene$ એ મુખ્ય નીપજ હોવાથી તે સાચો જવાબ છે.

(A) હેલોજન એસિડ $(HX)$ સાથે આલ્કીનની પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે,જેમાં પ્રક્રિયાનો વેગ નિર્ણાયક તબક્કો કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની રચના છે.
$1$. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પ્રક્રિયાનો દર નક્કી કરે છે. વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન ઝડપથી બને છે.
$2$. $CH_2 = CH-Cl$ માં,ક્લોરિન પરમાણુ પ્રબળ $-I$ અસર અને $+M$ અસર દર્શાવે છે. $-I$ અસર પ્રબળ હોવાથી,તે પાડોશી કાર્બન પરમાણુ પર બનતા કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર બનાવે છે,જેનાથી આલ્કીન ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા માટે ઓછી સક્રિય બને છે.
$3$. $CH_2 = CH_2$,$CH_3CH = CH_2$ અને $(CH_3)_2C = CH_2$ માં,આલ્કાઈલ સમૂહો $+I$ અસર અને અતિસંયુગ્મન (hyperconjugation) દ્વારા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીને સ્થિર કરે છે,જેથી પ્રક્રિયાનો દર વધે છે.
$4$. તેથી,$CH_2 = CH-Cl$ સૌથી ધીમા દરે પ્રક્રિયા કરશે.

(C) નિર્જળ $ZnCl_2$ જેવા લુઈસ એસિડની હાજરીમાં આલ્કીન અને એસિલ ક્લોરાઇડ વચ્ચેની પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં એસિટાઇલ કેટાયન $(CH_3CO^+)$ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી તરીકે વર્તે છે અને $2-$ મિથાઇલ પ્રોપિનના દ્વિબંધ પર હુમલો કરે છે.
ત્યારબાદ ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^-)$ કાર્બોકેટાયન પર જોડાય છે,જેનાથી $\beta-$ ક્લોરો કીટોન મળે છે.
$2-$ મિથાઇલ પ્રોપિન $((CH_3)_2C=CH_2)$ માટે પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$(CH_3)_2C=CH_2 + CH_3COCl \xrightarrow{ZnCl_2} (CH_3)_2C(Cl)-CH_2COCH_3$.
આમ,સાચી નીપજ વિકલ્પ $C$ છે.

(B) $2-$ મિથાઇલ પ્રોપિન $(CH_3)_2C=CH_2$ ની પેરોક્સાઇડની હાજરીમાં $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા એન્ટી-માર્કોવનીકોવ નિયમ (ખરાશ અસર) મુજબ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બ્રોમીન પરમાણુ વધુ હાઇડ્રોજન ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાય છે.
$2-$ મિથાઇલ પ્રોપિનનું બંધારણ $(CH_3)_2C=CH_2$ છે.
છેડાનો કાર્બન બે હાઇડ્રોજન ધરાવે છે,જ્યારે મધ્યનો કાર્બન એક પણ હાઇડ્રોજન ધરાવતો નથી.
તેથી,$Br$ પરમાણુ છેડાના $CH_2$ સમૂહ સાથે જોડાય છે અને $H$ પરમાણુ મધ્યના $C$ પરમાણુ સાથે જોડાય છે.
પરિણામે મળતી નીપજ $1-$ બ્રોમો $-2-$ મિથાઇલ પ્રોપેન છે.

(A) સૂર્યપ્રકાશ (અથવા $UV$ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં ટોલ્યુઇનની $Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જે બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ આપે છે.
આ સાઇડ-ચેઇન ક્લોરિનેશન પ્રક્રિયા છે.
જો નિર્જળ $AlCl_3$ અથવા $FeCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડની હાજરી હોય,તો પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન દ્વારા ઓર્થો- અને પેરા-ક્લોરોટોલ્યુઇન બનાવે છે.

(D) $1$. પ્રકાશ અને ગરમીની હાજરીમાં ટોલ્યુઇનનું ક્લોરિનેશન (મુક્ત મુલક વિસ્થાપન) કરતા બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ મળે છે: $C_6H_5CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_6H_5CH_2Cl + HCl$.
$2$. ત્યારબાદ જલીય $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા (કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન) કરતા ક્લોરિન પરમાણુનું હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે: $C_6H_5CH_2Cl + NaOH(aq) \rightarrow C_6H_5CH_2OH + NaCl$.
$3$. આમ,મળતી નીપજ બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ છે.

(C) $2$-મિથાઈલબ્યુટેનનું બંધારણ $(CH_3)_2CHCH_2CH_3$ છે.
હાઈડ્રોજન પરમાણુના વિસ્થાપન દ્વારા ચાર મોનોક્લોરો વ્યુત્પન્નો મળે છે:
$1$. $1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન: $ClCH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ ($C_2$ પર કાઈરલ કેન્દ્ર છે,પ્રકાશક્રિયાશીલ છે).
$2$. $2$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન: $(CH_3)_2C(Cl)-CH_2-CH_3$ (કાઈરલ કેન્દ્ર નથી,પ્રકાશઅક્રિયાશીલ છે).
$3$. $2$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલબ્યુટેન: $(CH_3)_2CH-CH(Cl)-CH_3$ ($C_2$ પર કાઈરલ કેન્દ્ર છે,પ્રકાશક્રિયાશીલ છે).
$4$. $1$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલબ્યુટેન: $(CH_3)_2CH-CH_2-CH_2Cl$ (કાઈરલ કેન્દ્ર નથી,પ્રકાશઅક્રિયાશીલ છે).
આમ,$2$ સમઘટકો પ્રકાશક્રિયાશીલ છે.

(B) ${S_{N}2}$ પ્રક્રિયામાં ન્યુક્લિયોફાઇલ કાર્બન પર પાછળની બાજુથી હુમલો કરે છે.
આ પ્રક્રિયાને કારણે કાયરલ કેન્દ્ર પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) થાય છે,જેને $Walden$ વ્યુત્ક્રમણ કહેવામાં આવે છે.
તેથી,જો પ્રક્રિયક પ્રકાશક્રિયાશીલ હોય,તો નીપજ વિરુદ્ધ વિન્યાસ ધરાવે છે,જેના પરિણામે વિરુદ્ધ પ્રકાશ પરિભ્રમણ ધરાવતી નીપજ મળે છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં $CH_2=CH-OCH_3$ (વિનાઇલ ઈથર) સાથે $HBr$ નું ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા થાય છે.
$1$. $HBr$ માંથી પ્રોટોન $(H^+)$ ટર્મિનલ કાર્બન $(CH_2)$ પર હુમલો કરે છે,જેથી સ્થાયી કાર્બોકેટાયન $CH_3-CH^+-OCH_3$ બને છે,જે ઓક્સિજનના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા સંસ્પંદનથી સ્થાયી થાય છે.
$2$. ત્યારબાદ બ્રોમાઇડ આયન $(Br^-)$ આ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને $CH_3-CHBr-OCH_3$ નીપજ બનાવે છે.
$3$. નિર્જળ પરિસ્થિતિમાં,ઈથર બંધ અકબંધ રહે છે અને મુખ્ય નીપજ $1-bromo-1-methoxyethane$ $(CH_3-CHBr-OCH_3)$ મળે છે.

(C) એસિટોનની હાજરીમાં આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડની $NaI$ સાથેની પ્રક્રિયાને ફિંકલસ્ટીન પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
આ એક ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટીટ્યુશન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા છે જેમાં આયોડાઈડ આયન $(I^-)$ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે વર્તે છે અને ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^-)$ ને દૂર કરે છે.
શરૂઆતનું સંયોજન $3-$ક્લોરોહેક્ઝેન છે,જે એક દ્વિતીયક આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ છે.
ફિંકલસ્ટીન પ્રક્રિયામાં,આયોડાઈડ આયન આલ્કાઈલ હેલાઈડમાં હાજર હેલોજન પરમાણુને બદલે છે.
તેથી,$3-$સ્થાન પર રહેલો $Cl$ પરમાણુ $I$ પરમાણુ દ્વારા બદલાશે,જેના પરિણામે $3-$આયોડોહેક્ઝેન બનશે.

(B) $S_{N}2$ પ્રક્રિયાનો વેગ મુખ્યત્વે અવકાશીય અવરોધ (steric hindrance) પર આધાર રાખે છે.
$S_{N}2$ પ્રક્રિયાઓ એવા પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથે સૌથી ઝડપથી થાય છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પરમાણુની આસપાસ સૌથી ઓછો અવકાશીય અવરોધ હોય.
આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી કરતા:
$(A)$ $(CH_3)_3C-CH_2Br$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે પરંતુ $\beta$-સ્થાન પર મોટા tert-butyl સમૂહને કારણે તેમાં વધુ અવકાશીય અવરોધ છે.
$(B)$ $CH_3CH_2Br$ એ ન્યૂનતમ અવકાશીય અવરોધ ધરાવતો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$(C)$ $CH_3CH_2CH_2Br$ માં $(B)$ કરતા થોડો વધારે અવરોધ છે.
$(D)$ $(CH_3)_2CH-CH_2Br$ માં $(B)$ અને $(C)$ કરતા વધુ અવરોધ છે.
તેથી,$CH_3CH_2Br$ સૌથી ઝડપથી પ્રક્રિયા કરશે.