Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(D) આપેલ પ્રક્રિયા $RCl + NaI \xrightarrow{\text{Acetone}} R-I + NaCl$ છે.
આ એક હેલોજન વિનિમય પ્રક્રિયા છે જેમાં એસિટોનમાં સોડિયમ આયોડાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આલ્કાઇલ ક્લોરાઇડ અથવા બ્રોમાઇડનું આલ્કાઇલ આયોડાઇડમાં રૂપાંતર થાય છે.
આ વિશિષ્ટ પ્રક્રિયાને $Finkelstein$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) આલ્કાઇલ હેલાઇડનું ઉત્કલનબિંદુ વાન્ડર વાલ્સ બળોના મૂલ્ય પર આધાર રાખે છે,જે હેલોજન પરમાણુના કદ અને દળમાં વધારા સાથે વધે છે.
જેમ આપણે $Cl$ થી $Br$ અને $I$ તરફ જઈએ છીએ,તેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ અને આણ્વીય દળ વધે છે.
તેથી,વાન્ડર વાલ્સ બળોની પ્રબળતા $C_2H_5Cl < C_2H_5Br < C_2H_5I$ ક્રમમાં વધે છે.
આમ,ઉત્કલનબિંદુનો સાચો ક્રમ $C_2H_5I > C_2H_5Br > C_2H_5Cl$ છે.

(B) હેલોઆલ્કેનની ઘનતા હેલોજન પરમાણુઓની સંખ્યા અને હેલોજન પરમાણુઓના પરમાણ્વીય દળમાં વધારા સાથે વધે છે.
આપેલા ક્લોરોમિથેન માટે,ઘનતાનો ક્રમ $CCl_4 (1.59 \ g/mL) > CHCl_3 (1.48 \ g/mL) > CH_2Cl_2 (1.33 \ g/mL) > CH_3Cl (0.92 \ g/mL)$ છે.
પાણી ($H_2O$,ઘનતા $\approx 1.00 \ g/mL$) સાથે સરખામણી કરતા,સાચો ક્રમ $CCl_4 > CHCl_3 > CH_2Cl_2 > H_2O > CH_3Cl$ છે.

(A) આલ્કાઈલ હેલાઇડનું ઉત્કલનબિંદુ મુખ્યત્વે બે પરિબળો પર આધાર રાખે છે: આણ્વીય દળ અને સપાટીનું ક્ષેત્રફળ (શાખાઓ).
$1$. જેમ આણ્વીય દળ વધે તેમ ઉત્કલનબિંદુ વધે છે. તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $n-$બ્યુટાઇલ આયોડાઇડનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ છે.
$2$. સમઘટકો માટે,શાખાઓ વધવાથી ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે કારણ કે શાખાઓ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટાડે છે,જેનાથી વાન ડેર વાલ્સ બળો નબળા પડે છે.
$3$. $t-$બ્યુટાઇલ ક્લોરાઈડ અને $n-$બ્યુટાઇલ ક્લોરાઈડની સરખામણી કરતા,$t-$બ્યુટાઇલ ક્લોરાઈડ શાખિત છે,જે સીધી શૃંખલા ધરાવતા $n-$બ્યુટાઇલ ક્લોરાઈડની તુલનામાં ઓછું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ધરાવે છે.
$4$. તેથી,$t-$બ્યુટાઇલ ક્લોરાઈડનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.

(C) આલ્કાઈલ આયોડાઇડ પ્રકાશ અને હવા પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. પ્રકાશના સંપર્કમાં આવતા,તેઓ વિઘટન પામીને આયોડિન $(I_2)$ મુક્ત કરે છે,જે સંયોજનને ઘેરો અથવા કથ્થઈ રંગ આપે છે. પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2R-I \xrightarrow{h\nu} 2R^{\bullet} + I_2$.

(B) $n$-પ્રોપાઇલ બ્રોમાઇડ $(CH_3CH_2CH_2Br)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા (વિલોપન પ્રક્રિયા) છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$\beta$-કાર્બન પરથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને $\alpha$-કાર્બન પરથી બ્રોમીન પરમાણુ દૂર થાય છે,જેના પરિણામે દ્વિબંધ બને છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CH_3CH_2CH_2Br + KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_3CH=CH_2 + KBr + H_2O$.
બનતી નીપજ પ્રોપિન છે.

(A) $1-$ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CH_2CH_2Cl)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા (વિલોપન પ્રક્રિયા) છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેઇઝ $(OH^-)$ $\beta-$કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે આલ્કીન બને છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2Cl + KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_3CH_2CH=CH_2 + KCl + H_2O$.
બનતી નીપજ $1-$બ્યુટિન છે.

(D) $S_N2$ પ્રક્રિયામાં,પ્રક્રિયાનો વેગ કેન્દ્રઅનુરાગીની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે. જો અવકાશીય અવરોધ (steric hindrance) નગણ્ય હોય,તો વધુ પ્રબળ બેઇઝ એ વધુ સારો કેન્દ્રઅનુરાગી હોય છે.
આપેલા કેન્દ્રઅનુરાગીઓની સરખામણી કરતા:
$1$. $H_2O$ એ તટસ્થ અણુ છે અને નિર્બળ કેન્દ્રઅનુરાગી છે.
$2$. $Cl^-$ એ ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકોમાં સોલ્વેશનને કારણે નિર્બળ કેન્દ્રઅનુરાગી છે.
$3$. $HCOO^-$ (ફોર્મેટ આયન) માં સંસ્પંદન (resonance) સ્થિરતા હોય છે,જે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતા ઘટાડે છે,તેથી તે $OH^-$ કરતા નિર્બળ કેન્દ્રઅનુરાગી છે.
$4$. $OH^-$ એ પ્રબળ,નાનું અને ખૂબ જ સક્રિય કેન્દ્રઅનુરાગી છે.
તેથી,જ્યારે $E_2$ સ્પર્ધાને અવગણવામાં આવે ત્યારે $S_N2$ પ્રક્રિયા માટે $OH^-$ એ સૌથી શ્રેષ્ઠ કેન્દ્રઅનુરાગી છે.

(D) $S_{N}2$ પ્રક્રિયાનો વેગ લિવિંગ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુની આસપાસના અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પર આધાર રાખે છે. $S_{N}2$ માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ: $\text{પ્રાથમિક} > \text{દ્વિતીયક} > \text{તૃતીયક}$ છે.
વધુમાં,લિવિંગ ગ્રુપની પ્રકૃતિ પણ વેગને અસર કરે છે: $I^{-} > Cl^{-}$.
આપેલા વિકલ્પો તપાસતા:
$(A)$ $(CH_{3})_{3}C-CH_{2}I$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે પરંતુ $\beta$-કાર્બન પર અવરોધ છે.
$(B)$ $(CH_{3})_{3}C-Cl$ એ તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,જે $S_{N}2$ માટે ખૂબ ધીમું છે.
$(C)$ $(CH_{3})_{2}CH-I$ એ દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$(D)$ $(CH_{3})_{2}CH-CH_{2}CH_{2}CH_{2}I$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે જેમાં $(A)$ ની સરખામણીમાં ઓછો અવરોધ છે.
તેથી,$(CH_{3})_{2}CH-CH_{2}CH_{2}CH_{2}I$ એ $S_{N}2$ માટે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે કારણ કે તે પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે અને તેમાં શ્રેષ્ઠ લિવિંગ ગ્રુપ $(I^{-})$ હાજર છે.

(A) આલ્કાઈલ હેલાઈડની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન પ્રક્રિયા ($E2$ મિકેનિઝમ) છે.
$CH_3CD_2CHBr-CH_2CD_3$ માં,$\alpha$-કાર્બન એ છે જે $Br$ સાથે જોડાયેલ છે.
$\beta$-હાઈડ્રોજન પાડોશી કાર્બન પર ઉપલબ્ધ છે:
$C_2$ (જેમાં $D$ પરમાણુઓ છે) અને $C_4$ (જેમાં $H$ પરમાણુઓ છે).
જોકે,કાઈનેટિક આઈસોટોપ ઇફેક્ટને કારણે $C_2$ પરના $D$ પરમાણુઓ કરતા $C_4$ પરના $H$ પરમાણુઓ વધુ એસિડિક અને દૂર કરવા માટે સરળ છે.
આમ,$C_4$ સ્થાન પર એલિમિનેશન થાય છે અને આલ્કીન $CH_3CD_2CH=CH-CD_3$ મળે છે.

(A) $S_{N}2$ પ્રક્રિયા એ દ્વિ-આણ્વિય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જે એક જ તબક્કામાં થાય છે.
તે પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડમાં અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ઓછો હોવાને કારણે સરળતાથી થાય છે.
વિકલ્પ $A$ માં મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3Br)$ છે,જે પ્રાથમિક સબસ્ટ્રેટ છે અને $S_{N}2$ પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.
વિકલ્પ $B$ દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,વિકલ્પ $C$ એ વિલોપન પ્રક્રિયા છે,અને વિકલ્પ $D$ તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે જે $S_{N}1$ પ્રક્રિયા આપે છે.

(B) $S_{N^1}$ પ્રક્રિયા માટેની સક્રિયતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(I)$ માં $1^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બને છે,જે સૌથી ઓછો સ્થાયી છે.
$(III)$ માં $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બને છે,જે $1^{\circ}$ કરતા વધુ સ્થાયી છે.
$(II)$ માં એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બને છે,જે સંસ્પંદન (resonance) ને કારણે સૌથી વધુ સ્થાયી છે.
તેથી,સક્રિયતાનો ઊતરતો ક્રમ $II > III > I$ છે.

(B) $E_2$ પ્રક્રિયામાં એક જ નીપજ મેળવવા માટે,પ્રક્રિયકમાં માત્ર એક જ પ્રકારના $\beta$-હાઇડ્રોજન હોવા જોઈએ અથવા સંમિતિને કારણે મળતી આલ્કીન સમાન હોવી જોઈએ.
$1-$બ્રોમો$-1-$મિથાઇલસાયક્લોહેકઝેનમાં,$\beta$-કાર્બન એ વલયના $C_2$ અને $C_6$ સ્થાન છે. અણુની સંમિતિને કારણે,કોઈપણ સ્થાન પરથી $\beta$-હાઇડ્રોજન દૂર કરવાથી સમાન નીપજ મળે છે: $1-$મિથાઇલસાયક્લોહેકઝીન.
અન્ય વિકલ્પોમાં એક કરતા વધુ પ્રકારના $\beta$-હાઇડ્રોજન હોવાથી આલ્કીનનું મિશ્રણ મળે છે.

(A) આઇસોપ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
દ્વિતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ પ્રતિક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ (દ્રાવક,ન્યુક્લિયોફાઇલની સાંદ્રતા,વગેરે) પર આધાર રાખીને $S_{N}1$ અને $S_{N}2$ બંને ક્રિયાવિધિ દ્વારા જળવિભાજન પામી શકે છે.
ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકોમાં,પ્રમાણમાં સ્થિર દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયનના નિર્માણને કારણે $S_{N}1$ માર્ગને પ્રાધાન્ય મળે છે.
શક્તિશાળી ન્યુક્લિયોફાઇલ સાથેના ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકોમાં,$S_{N}2$ માર્ગને પ્રાધાન્ય મળે છે.

(C) હેલોઆલ્કીન્સમાં કેન્દ્રઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ સંક્રાંતિ અવસ્થાની સ્થિરતા અને $C-X$ બંધની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
$C_6H_5Cl$,$CH_2=CH-Cl$,અને $CH_3CH=CH-Cl$ માં,ક્લોરિન પરમાણુ સીધો $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે,જે સંસ્પંદનને કારણે આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે અને $C-X$ બંધને મજબૂત બનાવે છે.
$ClCH_2-CH=CH_2$ (એલાઈલ ક્લોરાઈડ) માં,ક્લોરિન $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે.
ક્લોરાઈડ આયન દૂર થવાથી બનતો એલાઈલ કાર્બોકેટાયન $(CH_2=CH-CH_2^+)$ સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
તેથી,$ClCH_2-CH=CH_2$ કેન્દ્રઅનુરાગી વિસ્થાપન માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(B) $E_2$ ક્રિયાવિધિ માટે આલ્કાઇલ હેલાઇડની સક્રિયતા સંક્રાંતિ અવસ્થાની સ્થિરતા અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પર આધાર રાખે છે.
$E_2$ પ્રક્રિયાઓ માટે,સક્રિયતાનો ક્રમ સામાન્ય રીતે $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,વિકલ્પ $B$ એ $2^\circ$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે,જે $A$,$C$ અને $D$ માં આપેલા $1^\circ$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ કરતા વધુ સક્રિય છે.
તેથી,$CH_3CH_2CH(Br)CH_3$ એ $E_2$ ક્રિયાવિધિ માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(B) $S_{N}1$ પ્રક્રિયાની સક્રિયતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$S_{N}1$ સક્રિયતાનો ક્રમ: $\text{તૃતીયક} > \text{દ્વિતીયક} > \text{પ્રાથમિક}$.
આપેલા વિકલ્પોમાં,તૃતીયક બ્યુટાઈલ ક્લોરાઈડ તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે જે સૌથી વધુ સ્થિર છે,તેથી તે $S_{N}1$ પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(B) ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશનમાં આલ્કાઈલ હેલાઇડમાંથી હાઇડ્રોજન હેલાઇડ $(HX)$ દૂર થઈને આલ્કીન બને છે.
આ પ્રક્રિયામાં $C-X$ બંધનું તૂટવું એ વેગ-નિર્ધારક તબક્કો છે.
હેલોજન પરમાણુનું કદ વધવાની સાથે $C-X$ બંધની મજબૂતી ઘટે છે $(C-F > C-Cl > C-Br > C-I)$.
$C-I$ બંધ સૌથી નબળો હોવાથી તે સરળતાથી તૂટે છે,તેથી આલ્કાઈલ આયોડાઇડ ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રત્યે સૌથી વધુ સક્રિય છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $R-I > R-Br > R-Cl > R-F$ છે.

(B) ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યે $C-X$ બંધની પ્રતિક્રિયાત્મકતા $C-X$ બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે.
$CH_2=CH-Cl$ (વિનાઇલ ક્લોરાઇડ) અને $C_6H_5-Cl$ (ક્લોરોબેન્ઝિન) માં,સંસ્પંદનને કારણે $C-X$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરે છે,જે તેને વધુ મજબૂત અને ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$CH_3-CH_2-Cl$ (ક્લોરોઇથેન) માં,$C-X$ બંધ શુદ્ધ એકલ બંધ છે,જે તેને સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો વધતો ક્રમ: $Chlorobenzene < Vinyl chloride < Chloroethane$ છે.

(D) $S_{N^1}$ પ્રક્રિયાનો વેગ બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$S_{N^1}$ પ્રક્રિયાનો ક્રમ: $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન સ્થિરતા.
$(A)$ $1-$બ્રોમોપેન્ટેન એ $1^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
$(B)$ $1-$બ્રોમો$-2-$મિથાઇલબ્યુટેન એ $1^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
$(C)$ $2-$બ્રોમોપેન્ટેન એ $2^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
$(D)$ $2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઇલબ્યુટેન એ $3^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.
$3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન સૌથી વધુ સ્થિર હોવાથી,$2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઇલબ્યુટેન સૌથી સરળતાથી $S_{N^1}$ પ્રક્રિયા આપશે.

(D) $2-$ બ્રોમો પેન્ટેનની ઇથેનોલમાં સોડિયમ ઈથોક્સાઇડ $(NaOCH_2CH_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા ($E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા) છે.
$2-$ બ્રોમો પેન્ટેન એ અસમપ્રમાણ દ્વિતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ હોવાથી,તે વિલોપન દ્વારા આલ્કીન બનાવે છે.
મુખ્ય નીપજ વધુ સ્થાયી આલ્કીન છે,જે $2-$ પેન્ટિન છે.
$2-$ પેન્ટિન બે ભૌમિતિક સમઘટકો તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે: $trans-2-$ પેન્ટિન અને $cis-2-$ પેન્ટિન.
ઓછી અવકાશી અવરોધને કારણે $trans-2-$ પેન્ટિન એ $cis-2-$ પેન્ટિન કરતા વધુ સ્થાયી છે.
તેથી,$trans-2-$ પેન્ટિન અને $cis-2-$ પેન્ટિન બંને નીપજ તરીકે મળે છે.

(A) આ પ્રક્રિયક એક પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ,$(CH_3)_2CH-CH_2Br$ (આઈસોબ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ) છે.
અહીં વપરાયેલ પ્રક્રિયક $CH_3O^- / CH_3OH$ છે,જે પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઈલ અને પ્રબળ બેઈઝ છે.
પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ માટે,$\alpha$-કાર્બન પર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ઓછો હોવાથી $S_N2$ પ્રક્રિયા $E2$ કરતા વધુ પસંદગી પામે છે.
તેથી,ન્યુક્લિયોફાઈલ $CH_3O^-$ એ $\alpha$-કાર્બન પર હુમલો કરે છે અને બ્રોમાઈડ આયનને દૂર કરીને ઈથર બનાવે છે.
મુખ્ય નીપજ $(CH_3)_2CH-CH_2OCH_3$ (મિથાઈલ આઈસોબ્યુટાઈલ ઈથર) છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં દ્વિતીયક આલ્કાઈલ ફ્લોરાઈડ $(CH_3CH_2CH(F)CH_3)$ ની પ્રબળ બેઈઝ/ન્યુક્લિઓફાઈલ $(CH_3O^-)$ સાથે પ્રોટિક દ્રાવક $(CH_3OH)$ માં પ્રક્રિયા થાય છે.
$CH_3O^-$ એક પ્રબળ બેઈઝ હોવાથી,વિલોપન પ્રક્રિયા $(E2)$ એ વિસ્થાપન $(S_N2)$ કરતા વધુ પસંદગી પામે છે.
ઝેટસેફના નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
$C_2$ પરથી $H$ નું વિલોપન $CH_3CH=CHCH_3$ (બ્યુટ$-2-$ઈન) આપે છે,જે હાઈપરકોન્જુગેશનને કારણે વધુ સ્થાયી છે.
$C_4$ પરથી $H$ નું વિલોપન $CH_3CH_2CH=CH_2$ (બ્યુટ$-1-$ઈન) આપે છે,જે ઓછું સ્થાયી છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $CH_3CH=CHCH_3$ છે.

(B) આલ્કીનના હાઇડ્રોજનેશનથી $2-$મિથાઇલબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3)$ મળે છે.
સોડિયમ ઇથોક્સાઇડ સાથેની પ્રક્રિયામાં ફક્ત એક જ આલ્કીન મળે તે માટે $1-$બ્રોમો$-2-$મિથાઇલબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2Br)$ યોગ્ય છે,જે $2-$મિથાઇલબ્યુટ$-1-$ઈન આપે છે.
તેથી,સાચો આલ્કાઇલ હેલાઇડ $1-$બ્રોમો$-2-$મિથાઇલબ્યુટેન છે.

(A) $S_N2$ પ્રક્રિયામાં જે કાર્બન પરમાણુ પર વિસ્થાપન થાય છે ત્યાં વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) જોવા મળે છે.
આકૃતિમાં દર્શાવેલ નીપજમાં,$-CN$ સમૂહ એ $C-1$ સ્થાન પર રહેલા $-H$ પરમાણુની સમાન બાજુએ છે,જેનો અર્થ છે કે $-CN$ સમૂહ એ $C-2$ પર રહેલા $-CH_3$ સમૂહની સાપેક્ષમાં cis સ્થાનમાં છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયામાં વ્યુત્ક્રમણ થતું હોવાથી,પ્રક્રિયકમાં લિવિંગ ગ્રુપ $(-I)$ એ $-CH_3$ સમૂહની સાપેક્ષમાં trans સ્થાનમાં હોવું જોઈએ.
તેથી,પ્રક્રિયક trans $-1-$ આયોડો $-2-$ મિથાઈલસાયક્લોપેન્ટેન છે.

(B) $S_{N}2$ પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ અવકાશીય અવરોધ (steric hindrance) પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે. $S_{N}2$ માટે સક્રિયતાનો ક્રમ: $Primary > Secondary > Tertiary$ છે.
જોકે,એલાઈલિક $(CH_2=CH-CH_2X)$ અને બેન્ઝિલિક $(PhCH_2X)$ હેલાઇડ્સ સંસ્પંદન (resonance) દ્વારા સંક્રાંતિ અવસ્થાની સ્થિરતાને કારણે $S_{N}2$ પ્રક્રિયામાં વધુ સક્રિય હોય છે.
આપેલા સંયોજનોની સરખામણી કરતા:
$1$. $(CH_3)_2CHX$ એ દ્વિતીયક હેલાઇડ છે (સૌથી ઓછી સક્રિય).
$2$. $CH_3CH_2X$ એ પ્રાથમિક હેલાઇડ છે.
$3$. $CH_2=CH-CH_2X$ (એલાઈલ હેલાઇડ) અને $PhCH_2X$ (બેન્ઝિલ હેલાઇડ) સંક્રાંતિ અવસ્થાની સંસ્પંદન સ્થિરતાને કારણે પ્રાથમિક હેલાઇડ કરતા વધુ સક્રિય છે.
એલાઈલ અને બેન્ઝિલ વચ્ચે,બેન્ઝિલ જૂથ વિસ્તૃત સંયુગ્મનને કારણે વધુ સક્રિય છે.
સાચો ક્રમ: $(CH_3)_2CHX < CH_3CH_2X < CH_2=CH-CH_2X < PhCH_2X$ છે.

(D) $S_N2$ પ્રક્રિયા ક્રિયાવિધિ ન્યુક્લિયોફાઈલના પાછળના ભાગથી હુમલા દ્વારા થાય છે,જે વોલ્ડન ઈન્વર્ઝન (કોન્ફિગરેશનનું ઉલટું થવું) તરફ દોરી જાય છે.
આ ક્રિયાવિધિ અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે.
પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(1^{\circ})$ ન્યૂનતમ અવકાશી અવરોધને કારણે $S_N2$ માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં:
$(A) (C_2H_5)_2CH-Cl$ એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$(B) (CH_3)_3C-Cl$ એ તૃતીયક $(3^{\circ})$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$(C) (CH_3)_2CH-Cl$ એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$(D) CH_3Cl$ એ મિથાઈલ હેલાઈડ $(0^{\circ})$ છે,જે સૌથી ઓછો અવકાશી અવરોધ ધરાવે છે અને સૌથી કાર્યક્ષમ ઈન્વર્ઝન દર્શાવે છે.

(B) $S_{N^1}$ પ્રક્રિયાનો વેગ તે પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન સરળતાથી બને છે,જે $S_{N^1}$ પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે.
કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ: $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ} > \text{methyl}$.
વિકલ્પ $A$ $(C_6H_5Cl)$ એ એરાઈલ હેલાઈડ છે,જે આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતાને કારણે $S_{N^1}$ પ્રત્યે ખૂબ જ ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલતા ધરાવે છે.
વિકલ્પ $B$ એ $2^{\circ}$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(CH_3CH_2CH_2CH(Cl)CH_2CH_3)$ છે,જે $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
વિકલ્પો $C$ અને $D$ એ $1^{\circ}$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,જે ઓછા સ્થિર $1^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી વિકલ્પ $B$ માં રહેલ $2^{\circ}$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ સૌથી સરળતાથી $S_{N^1}$ પ્રક્રિયા આપશે.

(A) કેન્દ્રઅનુરાગી વિસ્થાપન ($S_N1$ અથવા $S_N2$) પ્રત્યેની સક્રિયતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા અથવા અવકાશી અવરોધ પર આધાર રાખે છે.
$(I)$ દ્વિતીયક આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ છે,જે સક્રિય છે.
$(II)$ એલાઈલિક બ્રોમાઈડ $(CH_2=CH-CH(Br)-CH_3)$ છે. એલાઈલિક હેલાઈડ્સ કાર્બોકેટાયનની સંસ્પંદન સ્થિરતાને કારણે ખૂબ જ સક્રિય હોય છે.
$(III)$ એલાઈલિક ક્લોરાઈડ $(CH_2=CH-CH(Cl)-CH_3)$ છે. તે પણ સક્રિય છે પરંતુ બ્રોમાઈડ $(II)$ કરતા ઓછો સક્રિય છે કારણ કે $Br^-$ એ $Cl^-$ કરતા સારો લિવિંગ ગ્રુપ છે.
$(IV)$ વિનાઈલિક બ્રોમાઈડ $(CH_3-CH=C(Br)-CH_3)$ છે. વિનાઈલિક હેલાઈડ્સ કેન્દ્રઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રત્યે અત્યંત નિષ્ક્રિય હોય છે કારણ કે સંસ્પંદનને કારણે $C-X$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે.
લિવિંગ ગ્રુપની સરખામણી કરતા,$Br^-$ એ $Cl^-$ કરતા સારો લિવિંગ ગ્રુપ છે. તેથી,સક્રિયતાનો ક્રમ $II > III > I > IV$ છે.

(D) ફોર્મિક એસિડમાં સોલ્વોલિસિસ પ્રક્રિયા $S_N1$ મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે,જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે.
પ્રક્રિયાનો વેગ ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^-)$ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(I)$ પ્રાથમિક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $CH_2=CH-CH_2^+$.
$(II)$ દ્વિતીયક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $CH_2=CH-CH^+(CH_3)$,જે મિથાઈલ ગ્રુપની $+I$ અસરને કારણે $(I)$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
$(III)$ પ્રાથમિક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $CH_2=C(CH_3)CH_2^+$,જે મિથાઈલ ગ્રુપની $+I$ અસરને કારણે $(I)$ કરતા વધુ સ્થિર છે,પરંતુ $(II)$ કરતા ઓછું સ્થિર છે.
$(IV)$ પ્રાથમિક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $CH_3CH=CH-CH_2^+$,જે મિથાઈલ ગ્રુપની $+I$ અસરને કારણે $(I)$ કરતા વધુ સ્થિર છે.
સ્થિરતાનો ક્રમ: $(II) > (III) > (IV) > (I)$.

(C) $1$. એમોનિયાયુક્ત $Cu_2Cl_2$ સાથે લાલ અવક્ષેપ મળવો તે ટર્મિનલ આલ્કાઇન $(CH_3-C \equiv CH)$ ની હાજરી સૂચવે છે.
$2$. $X$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા (ડીહાઇડ્રોહેલોજનેશન) થી ટર્મિનલ આલ્કાઇન મળે છે,જે સૂચવે છે કે $X$ એ જેમિનલ અથવા વિસીનલ ડાયહેલાઇડ છે.
$3$. $X$ ની જલીય $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા (જળવિભાજન) થી આલ્ડીહાઇડ મળે છે. જેમિનલ ડાયહેલાઇડ $(R-CHX_2)$ ના જળવિભાજનથી આલ્ડીહાઇડ $(R-CHO)$ મળે છે.
$4$. ત્રણ કાર્બન ધરાવતી શૃંખલા માટે,$1,1-$ડાયક્લોરો પ્રોપેન $(CH_3-CH_2-CHCl_2)$ પ્રોપેનાલ આપે છે. $1,1-$ડાયક્લોરો પ્રોપેન એ $X$ માટેનું સાચું બંધારણ છે જે ડીહાઇડ્રોહેલોજનેશન દ્વારા પ્રોપાઇન બનાવે છે $(CH_3-CH_2-CHCl_2 \xrightarrow{alc. KOH} CH_3-C \equiv CH)$.
$5$. તેથી,$X$ એ $1,1-$ડાયક્લોરો પ્રોપેન છે.

(A) $S_{N}1$ પ્રતિક્રિયાત્મકતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
કાર્બોકેટાયન જેટલો વધુ સ્થિર,તેટલી $S_{N}1$ પ્રતિક્રિયા ઝડપી.
સ્થિરતાનો ક્રમ: $(3) > (2) > (1) > (4) > (5)$.

(C) આ પ્રક્રિયામાં જલીય $NaOH$ સાથે કાઈરલ હેલોઆલ્કેનનું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે.
સબસ્ટ્રેટ દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ હોવાથી,પ્રક્રિયા $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઈલ $(OH^-)$ એ લિવિંગ ગ્રુપ $(Cl^-)$ ની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (વોલ્ડન વ્યુત્ક્રમણ) થાય છે.
આપેલ ફિશર પ્રોજેક્શનમાં $Cl$ પરમાણુ જમણી બાજુ છે.
$S_N2$ વ્યુત્ક્રમણ પછી,$OH$ સમૂહ ડાબી બાજુ આવશે,જ્યારે અન્ય સમૂહો ($H$ અને $CH_3$) તેમના સ્થાને રહેશે.
તેથી,સાચી નીપજ એ રચના છે જેમાં $HO$ ડાબી બાજુ,$H$ ઉપર,$I$ જમણી બાજુ અને $CH_3$ નીચે છે.

(A) કુલ પ્રક્રિયા વેગ એ $S_N2$ અને $S_N1$ ક્રિયાવિધિના વેગનો સરવાળો છે.
$\text{Rate} = \text{Rate}_{S_N2} + \text{Rate}_{S_N1}$
આપેલ છે: $\text{Rate}_{S_N2} = 3.20 \times 10^{-5} [2\text{-bromobutane}][OH^-]$
આપેલ છે: $\text{Rate}_{S_N1} = 1.5 \times 10^{-6} [2\text{-bromobutane}]$
$[OH^-] = 1.0\,M$ માટે:
$\text{Rate}_{S_N2} = 3.20 \times 10^{-5} [2\text{-bromobutane}] \times 1.0 = 3.20 \times 10^{-5} [2\text{-bromobutane}]$
$\text{Rate}_{S_N1} = 1.5 \times 10^{-6} [2\text{-bromobutane}]$
કુલ વેગ $= (3.20 \times 10^{-5} + 0.15 \times 10^{-5}) [2\text{-bromobutane}] = 3.35 \times 10^{-5} [2\text{-bromobutane}]$
$S_N2$ ની ટકાવારી $= (\text{Rate}_{S_N2} / \text{કુલ વેગ}) \times 100$
$S_N2$ ની ટકાવારી $= (3.20 \times 10^{-5} / 3.35 \times 10^{-5}) \times 100 \approx 95.52\% \approx 96\%$.

(B) આ પ્રક્રિયા $S_N2$ મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયાઓ જે કાર્બન પર લિવિંગ ગ્રુપ જોડાયેલ હોય ત્યાં કોન્ફિગરેશનના વ્યુત્ક્રમ (inversion) સાથે આગળ વધે છે.
શરૂઆતના પદાર્થમાં,$Br$ પરમાણુ સાયક્લોહેક્સેન રિંગની એક બાજુએ છે.
$OH^-$ દ્વારા $S_N2$ હુમલા દરમિયાન,ન્યુક્લિયોફાઈલ લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ ની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે.
આના પરિણામે $OH$ ગ્રુપ $Br$ પરમાણુની મૂળ સ્થિતિની સાપેક્ષમાં રિંગની વિરુદ્ધ બાજુએ આવે છે.
$CH_3$ ગ્રુપ $4$-સ્થાન પર હોવાથી,$CH_3$ અને $OH$ ગ્રુપ વચ્ચેની સાપેક્ષ સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી $CH_3$ અને $Br$ ગ્રુપની સરખામણીમાં ઉલટાઈ જશે.
તેથી,નીપજ $A$ એ $4-methylcyclohexanol$ નો trans-આઈસોમર છે.

(D) $S_{N^1}$ પ્રક્રિયા માટે સંયોજનની પ્રતિક્રિયાત્મકતા લિવિંગ ગ્રુપ $(Cl^-)$ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$A$: ક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$B$: $3-$ક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝીન એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$C$: $1-$મિથાઈલ$-1-$ક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$D$: $1-$મિથાઈલ$-3-$ક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝીન એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે જે તૃતીયક $(3^{\circ})$ પણ છે,જે તેને રેઝોનન્સ સ્થિરતા અને મિથાઈલ ગ્રુપની પ્રેરક અસરને કારણે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ સ્થિર બનાવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $D$ માં આપેલ સંયોજન $S_{N^1}$ પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે.

(B) $1$. સંયોજન $A$ નુ અણુસૂત્ર $C_5H_9Cl$ છે. અસંતૃપ્તતાની માત્રા $5 - (9/2) + (1/2) + 1 = 2$ છે. તે $Br_2 / CCl_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી,તેથી તે બાયસાયક્લિક સંયોજન હોવું જોઈએ.
$2$. પ્રબળ બેઇઝ સાથેની પ્રક્રિયાથી $B$ $(C_5H_8)$ મળે છે,જે $Br_2 / CCl_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જે સૂચવે છે કે $B$ એક આલ્કીન છે.
$3$. $B$ નુ ઓઝોનોલિસિસ કરતા $C_5H_8O_2$ મળે છે.
$4$. આપેલા વિકલ્પો મુજબ,$A$ એ $1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઇલસાયક્લોબ્યુટેન છે.

(D) આપેલ અણુ $3$-આયોડો-$3$-મિથાઈલઓક્ટેન છે.
$E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયામાં,બેઇઝ આયોડિન ધરાવતા કાર્બન પરમાણુની બાજુના $\beta$-કાર્બન પરમાણુઓમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે.
$\beta$-કાર્બન નીચે મુજબ છે:
$1$. ઇથાઇલ શૃંખલાનો $CH_2$ સમૂહ ($C$-$2$ સ્થાન).
$2$. પેન્ટાઇલ શૃંખલાનો $CH_2$ સમૂહ ($C$-$4$ સ્થાન).
$3$. $C$-$3$ સ્થાન સાથે જોડાયેલ $CH_3$ સમૂહ.
ઇથાઇલ સમૂહમાંથી વિલોપન $3$-મિથાઈલ-ઓક્ટ-$2$-ઈન આપે છે ($E$ અને $Z$ સમઘટકો).
પેન્ટાઇલ સમૂહમાંથી વિલોપન $3$-મિથાઈલ-ઓક્ટ-$3$-ઈન આપે છે ($E$ અને $Z$ સમઘટકો).
મિથાઈલ સમૂહમાંથી વિલોપન $2$-ઇથાઇલ-હેપ્ટ-$1$-ઈન આપે છે.
કુલ નીપજો = $2$ (ઇથાઇલમાંથી) + $2$ (પેન્ટાઇલમાંથી) + $1$ (મિથાઈલમાંથી) = $5$ નીપજો.

(C) $1$. $C_2H_5Br$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા છે,જે ઇથિન $(C_2H_4)$ આપે છે,ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ નહીં.
$2$. $C_2H_5Br$ ની ધાત્વીય સોડિયમ સાથેની પ્રક્રિયા (વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા) બ્યુટેન $(C_4H_{10})$ આપે છે,ઇથેન નહીં.
$3$. $C_2H_5Br$ ની સોડિયમ ઇથોક્સાઇડ $(C_2H_5ONa)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ વિલિયમસન ઈથર સંશ્લેષણ છે,જે ડાયઈથાઈલ ઈથર $(C_2H_5-O-C_2H_5)$ આપે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$4$. $C_2H_5Br$ ની $AgCN$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ઇથાઇલ આઇસોસાયનાઇડ $(C_2H_5NC)$ મળે છે,ઇથાઇલ સાયનાઇડ $(C_2H_5CN)$ નહીં.

(D) ઇથાઇલ બ્રોમાઇડ $(C_2H_5Br)$ ની આલ્કોહોલિક સિલ્વર નાઇટ્રાઇટ $(AgNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
$AgNO_2$ એ સહસંયોજક સંયોજન છે,અને નાઇટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે.
તેથી,પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$C_2H_5Br + AgNO_2 \rightarrow C_2H_5NO_2 + AgBr$
બનતી નીપજ નાઇટ્રોઇથેન $(C_2H_5NO_2)$ છે.

(A) $2$-બ્રોમોપેન્ટેન $(CH_3CH_2CH_2CH(Br)CH_3)$ ઇથેનોલમાં પોટેશિયમ ઇથોક્સાઇડ $(C_2H_5OK)$ જેવા પ્રબળ બેઇઝની હાજરીમાં ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા આપે છે.
ઝાઇટસેફના નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
આ પ્રક્રિયા $E2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા પેન્ટ-$2$-ઈન બનાવે છે.
ટ્રાન્સ-પેન્ટ-$2$-ઈન એ સિસ-પેન્ટ-$2$-ઈન કરતા વધુ સ્થાયી હોવાથી,તે મુખ્ય નીપજ છે.

(C) શુષ્ક ઇથરમાં $Na$ સાથે આલ્કાઇલ હેલાઇડની પ્રક્રિયાને $Wurtz$ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
$isobutane$ $(CH_3-CH(CH_3)-CH_3)$ મેળવવા માટે,આપણે $methyl$ ગ્રુપ $(CH_3-)$ અને $isopropyl$ ગ્રુપ $(-CH(CH_3)_2)$ ને જોડવાની જરૂર છે.
તેથી,પ્રક્રિયકો $methyl$ $chloride$ $(CH_3Cl)$ અને $isopropyl$ $chloride$ $(CH_3-CHCl-CH_3)$ હોવા જોઈએ.
પ્રક્રિયા: $CH_3Cl + CH_3-CHCl-CH_3 + 2Na \xrightarrow{dry \ ether} CH_3-CH(CH_3)_2 + 2NaCl$.

(A) ઇથાઇલ બ્રોમાઇડ $(C_2H_5Br)$ ની લેડ-સોડિયમ મિશ્રધાતુ $(Na_4Pb)$ સાથેની પ્રક્રિયા ટેટ્રાઇથાઇલ લેડ $(TEL)$ બનાવવા માટેની એક જાણીતી પદ્ધતિ છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $4C_2H_5Br + 4Na + Pb \rightarrow (C_2H_5)_4Pb + 4NaBr + 3Na$.
આમ,મળતી નીપજ ટેટ્રાઇથાઇલ લેડ છે.

(B) $t-$ બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડ $((CH_3)_3CBr)$ ની સોડિયમ મિથોક્સાઇડ $(NaOCH_3)$ સાથેની પ્રક્રિયામાં તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ અને પ્રબળ બેઇઝ/ન્યુક્લિયોફાઇલનો સમાવેશ થાય છે.
$t-$ બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડ તૃતીયક હેલાઇડ હોવાથી,અવકાશી અવરોધને કારણે તે $S_N2$ વિસ્થાપન પ્રક્રિયાને બદલે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા આપે છે.
સોડિયમ મિથોક્સાઇડ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે અને $\beta-$કાર્બનમાંથી પ્રોટોન દૂર કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે $2-$મિથાઇલપ્રોપીન (આઇસો-બ્યુટીલીન) બનાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) $S_{N}2$ ક્રિયાવિધિ એ એક તબક્કામાં થતી પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં ન્યુક્લિઓફાઇલ લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ દિશામાંથી કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરે છે.
આના પરિણામે એક પંચ-સંયોજક $S_{N}2$ સંક્રાંતિ અવસ્થા રચાય છે,જેમાં આવતા ન્યુક્લિઓફાઇલ સાથેનો બંધ રચાય છે અને લિવિંગ ગ્રુપ સાથેનો બંધ એકસાથે તૂટે છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયા સંક્રાંતિ અવસ્થા દ્વારા થાય છે.

(B) પ્રકાશ $(h\nu)$ અને ગરમીની હાજરીમાં પ્રોપાઇલ બેન્ઝિન $(C_6H_5-CH_2-CH_2-CH_3)$ ની બ્રોમિન $(Br_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
આલ્કાઇલ બેન્ઝિનમાં,બેન્ઝિલિક હાઇડ્રોજન સૌથી વધુ સક્રિય હોય છે કારણ કે તેમાંથી બનતો બેન્ઝિલિક મુક્ત મુલક સ્થાયી હોય છે.
બેન્ઝિલિક મુક્ત મુલક બેન્ઝિન વલય સાથે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
તેથી,બ્રોમિન પરમાણુ બેન્ઝિલિક સ્થાન (બેન્ઝિન વલય સાથે સીધા જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુ) પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરે છે.
આમ,મળતી નીપજ $1$-ફિનાઇલ-$1$-બ્રોમોપ્રોપેન છે,જે $C_6H_5-CH(Br)-CH_2-CH_3$ છે.

(D) આ પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા છે.
$p-$ બ્રોમોબેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડમાં બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ પ્રાઇમરી આલ્કાઇલ હેલાઇડ ગ્રુપ $(-CH_2Cl)$ હોય છે.
$CN^-$ આયન ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને $-CH_2Cl$ ગ્રુપના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરીને ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^-)$ ને દૂર કરે છે.
બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ બ્રોમીન પરમાણુ આ પરિસ્થિતિમાં બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડની સરખામણીમાં ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે ખૂબ ઓછો સક્રિય છે.
તેથી,મળતી નીપજ $4-$ બ્રોમોબેન્ઝાઇલ સાયનાઇડ $(Br-C_6H_4-CH_2CN)$ છે.

(D) ઈથાઈલબેન્ઝીન $(C_6H_5CH_2CH_3)$ નું સ્ટાયરીન $(C_6H_5CH=CH_2)$ માં રૂપાંતર કરવા માટે બે તબક્કાની પ્રક્રિયા જરૂરી છે:
$1$. પ્રકાશની હાજરીમાં $NBS$ ($N$-Bromosuccinimide) નો ઉપયોગ કરીને બેન્ઝીલિક બ્રોમિનેશન દ્વારા $C_6H_5CH(Br)CH_3$ બને છે.
$2$. આલ્કોહોલિક $KOH$ $(alc. KOH)$ નો ઉપયોગ કરીને ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન દ્વારા $HBr$ દૂર થાય છે અને દ્વિબંધ બનીને સ્ટાયરીન $(C_6H_5CH=CH_2)$ મળે છે.

(C) $S_{N}1$ પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી સંયોજનના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે.
કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પ્રક્રિયકની પ્રતિક્રિયાત્મકતા નક્કી કરે છે.
આપેલા સંયોજનોમાં,બનતા કાર્બોકેટાયન $p$-સ્થાન પર વિસ્થાપિત બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન છે.
$(II)$ $p$-મિથોક્સી બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $p$-મિથોક્સી બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જ્યાં $-OCH_{3}$ સમૂહ પ્રબળ $+M$ અસર દર્શાવે છે,જે કાર્બોકેટાયનને સ્થિર કરે છે.
$(I)$ બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ કોઈ વિસ્થાપક વગરનું બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$(III)$ $p$-નાઈટ્રો બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $p$-નાઈટ્રો બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જ્યાં $-NO_{2}$ સમૂહ પ્રબળ $-I$ અને $-M$ અસર દર્શાવે છે,જે કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર બનાવે છે.
તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ: $p$-મિથોક્સી બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન > બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન > $p$-નાઈટ્રો બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન છે.
સાચો ક્રમ $II > I > III$ છે.

(B) શરૂઆતનો પદાર્થ $4-\text{bromobenzyl}$ ક્લોરાઇડ $(Cl-CH_2-C_6H_4-Br)$ છે.
પગલું $1$: ઇથરમાં $Mg$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,$4-\text{chloromethylphenylmagnesium}$ બ્રોમાઇડ $(Cl-CH_2-C_6H_4-MgBr)$ બને છે,જે $(X)$ છે.
પગલું $2$: ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકની હેવી વોટર $(D_2O)$ સાથેની પ્રક્રિયા $-MgBr$ સમૂહને ડ્યુટેરિયમ પરમાણુ $(-D)$ વડે બદલે છે.
અંતિમ નીપજ $(Y)$ એ $1-\text{chloromethyl-4-deuteriobenzene}$ $(Cl-CH_2-C_6H_4-D)$ છે.