Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(D) $1$. શરૂઆતનું પદાર્થ $p$-ટોલ્યુઈડિન છે. $0-5 \ ^{\circ}C$ તાપમાને $NaNO_2 + HCl$ અને ત્યારબાદ $Cu_2Cl_2 + HCl$ (સેન્ડમેયર પ્રતિક્રિયા) સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી $-NH_2$ સમૂહ $-Cl$ પરમાણુ દ્વારા બદલાય છે,જે $[ A ]$ તરીકે $1$-ક્લોરો-$4$-મિથાઈલબેન્ઝીન બનાવે છે.
$2$. $h\nu$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે $p$-ક્લોરોટોલ્યુઈનની પ્રક્રિયા (મુક્ત રેડિકલ ક્લોરિનેશન) સાઇડ-ચેન મિથાઈલ સમૂહ પર થાય છે અને $[ B ]$ તરીકે $1$-ક્લોરો-$4$-(ક્લોરોમિથાઈલ)બેન્ઝીન બનાવે છે.
$3$. શુષ્ક ઈથરમાં $Na$ સાથે $[ B ]$ ની પ્રક્રિયા (વુર્ટ્ઝ પ્રતિક્રિયા) બે બેન્ઝાઈલ સમૂહોના જોડાણ તરફ દોરી જાય છે,જેના પરિણામે મુખ્ય ઉત્પાદન $[ C ]$ તરીકે $1,2$-બિસ($4$-ક્લોરોફિનાઈલ)ઈથેન મળે છે.

(B) આલ્કાઇલ હેલાઇડની જલીય $AgNO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જેમાં દર-નિર્ધારક તબક્કો કાર્બોકેટાયનનું નિર્માણ છે: $R-X + aq. AgNO_3 \xrightarrow{RDS} R^{\oplus} + AgX \downarrow (PPT)$.
અવક્ષેપ બનવાનો દર મધ્યવર્તી કાર્બોકેટાયન $(R^{\oplus})$ ની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,બનતા કાર્બોકેટાયન નીચે મુજબ છે:
$(a)$ $CH_3CH_2-O-CH_2^{\oplus}$
$(b)$ પિપરીડિન રિંગ જે $CH_2^{\oplus}$ સાથે જોડાયેલ છે (નાઇટ્રોજનના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા અનુનાદથી સ્થિર થાય છે)
$(c)$ $Ph-N(Et)-CH_2^{\oplus}$
$(d)$ $p-MeO-C_6H_4-N(Et)-CH_2CH_2^{\oplus}$
વિકલ્પ $(b)$ માં રહેલ કાર્બોકેટાયન નાઇટ્રોજનના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની અનુનાદ અસર દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર છે,તેથી તે સૌથી વધુ સ્થિર છે. તેથી,$N$-(બ્રોમોમિથાઇલ)પિપરીડિન સૌથી ઝડપથી અવક્ષેપ બનાવે છે.

(C) $C-Cl$ બંધની લંબાઈ $CH_2=CH-Cl$ (વિનાઇલ ક્લોરાઇડ) માં સૌથી ટૂંકી હોય છે.
$CH_2=CH-Cl$ માં,ક્લોરિન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વિબંધના $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન સાથે સંસ્પંદન (resonance) માં હોય છે.
આના કારણે $C-Cl$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરે છે.
આ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતાને લીધે,અન્ય વિકલ્પોમાં જોવા મળતા શુદ્ધ એકલ $C-Cl$ બંધની તુલનામાં બંધની લંબાઈ ઘટે છે.

(C) $AgNO_3$ પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા $Cl^-$ આયન દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. અણુઓ $A$ અને $B$ એ $Cl^-$ ગુમાવ્યા પછી સાયક્લોપ્રોપેનાઈલ કેટાયન બનાવે છે. આ કેટાયન એરોમેટિક છે ($2\pi$ ઈલેક્ટ્રોન,હ્યુકેલનો નિયમ). $B$ માં રહેલ $-OCH_3$ સમૂહ $+M$ અસર દ્વારા ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા પૂરી પાડે છે,જે $A$ ની સરખામણીમાં કેટાયનને વધુ સ્થિર બનાવે છે.
$2$. અણુઓ $C$ અને $D$ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. $C$ એ $CH_3-CH^+-CH_3$ કેટાયન બનાવે છે. $D$ એ $CH_3-CH^+-CH_2-NO_2$ કેટાયન બનાવે છે,જે $-NO_2$ સમૂહની પ્રબળ $-I$ અસરને કારણે અસ્થિર બને છે.
$3$. એરોમેટિક કાર્બોકેટાયન એ બિન-એરોમેટિક દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન કરતા વધુ સ્થિર હોવાથી,ક્રમ $B > A > C > D$ છે.

(B) પ્રતિક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$(a)$ $CH_2=CH-CH_2-CH_3 + HBr \xrightarrow{Peroxide} CH_2Br-CH_2-CH_2-CH_3$ (ઉત્પાદન $A$,$1$-બ્રોમોબ્યુટેન,ઉત્કલન બિંદુ $\approx 102 \ ^\circ C$)
$(b)$ $CH_2=C(CH_3)_2 + HBr \rightarrow CH_3-C(Br)(CH_3)_2$ (ઉત્પાદન $B$,$2$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન,ઉત્કલન બિંદુ $\approx 73.3 \ ^\circ C$)
$(c)$ $CH_2=CH-CH_2-CH_3 + HBr \rightarrow CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3$ (ઉત્પાદન $C$,$2$-બ્રોમોબ્યુટેન,ઉત્કલન બિંદુ $\approx 91 \ ^\circ C$)
ઉત્કલન બિંદુ કાર્બન શૃંખલામાં શાખાઓના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
બંધારણોની સરખામણી કરતા: $A$ એ સીધી શૃંખલા ધરાવતું પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,$C$ એ દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે જેમાં $B$ કરતા ઓછી શાખાઓ છે,અને $B$ એ તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે જેમાં સૌથી વધુ શાખાઓ છે.
તેથી,ઉત્કલન બિંદુઓનો ક્રમ $B < C < A$ છે.

(B) $2-$બ્રોમોપેન્ટેનની બેઝ (જેમ કે $NaOEt$) સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા પેન્ટ$-2-$ઈન બનવું એ $\beta-$વિલોપન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$\beta-$કાર્બન પરથી હાઈડ્રોજન પરમાણુ અને $\alpha-$કાર્બન પરથી હેલોજન પરમાણુ દૂર થાય છે,જેને ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન કહેવાય છે.
મુખ્ય નીપજ તરીકે વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન (પેન્ટ$-2-$ઈન) બનતું હોવાથી,આ પ્રક્રિયા ઝાયત્સેવના નિયમને અનુસરે છે.
નિર્જલીકરણ એટલે પાણીનું દૂર થવું,જે અહીં થતું નથી.
તેથી,વિધાનો $a$,$b$ અને $c$ સાચા છે.

(D) $S_{N}1$ પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી સંયોજનના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા $S_{N}1$ પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાશીલતા નક્કી કરે છે.
$(A)$ $C_6H_5CH_2Cl$ એ રેઝોનન્સ-સ્થાયી બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2^+)$ બનાવે છે.
$(B)$ $CH_2=CHCH_2Cl$ એ રેઝોનન્સ-સ્થાયી એલાઈલ કાર્બોકેટાયન $(CH_2=CHCH_2^+)$ બનાવે છે.
$(C)$ $(CH_3)_3CCl$ એ સ્થાયી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન $((CH_3)_3C^+)$ બનાવે છે.
$(D)$ $C_6H_5CH_2CH_2Cl$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે. પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2CH_2^+)$ નું નિર્માણ તેની ઓછી સ્થિરતાને કારણે અત્યંત પ્રતિકૂળ છે. તેથી,તે $S_{N}1$ પ્રક્રિયા આપતું નથી.

(A) Wurtz-Fittig પ્રક્રિયામાં એરાઈલ હેલાઈડ અને આલ્કાઈલ હેલાઈડની સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા થઈને આલ્કાઈલ-વિસ્થાપિત એરોમેટિક સંયોજન બને છે.
ચોક્કસ રીતે,$C_{6}H_{5}I + CH_{3}I + 2Na \rightarrow C_{6}H_{5}CH_{3} + 2NaI$ એ Wurtz-Fittig પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે.

(C) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$R-Br + Mg \xrightarrow{\text{Dry ether}} R-MgBr (Y)$
$R-MgBr + HCHO \xrightarrow{\text{Hydrolysis}} R-CH_{2}OH$
આપેલ નીપજ $C_{4}H_{10}O$ છે,જે પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(R-CH_{2}OH)$ છે,તેથી $R+CH_{2} = C_{3}H_{7}$.
આમ,$R$ એ પ્રોપાઇલ ગ્રુપ $(C_{3}H_{7}-)$ છે.
તેથી,$X$ એ $1-\text{બ્રોમોપ્રોપેન}$ $(CH_{3}CH_{2}CH_{2}Br)$ છે.

(A) આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે $2$-બ્રોમોબ્યુટેનના ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશનમાં,સેિતઝેફના નિયમ મુજબ મુખ્ય નીપજ વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન $(\text{બ્યુટ}-2-\text{ઈન})$ છે.
સેિતઝેફનો નિયમ જણાવે છે કે ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયાઓમાં,દ્વિ-બંધિત કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ જૂથોની વધુ સંખ્યા ધરાવતું આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.

(A) આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા છે.
$E2$ પ્રક્રિયાઓમાં પ્રતિક્રિયાત્મકતા બે મુખ્ય પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$1$. બનતા આલ્કીનની સ્થિરતા (વધારે વિસ્થાપિત આલ્કીન વધુ સ્થિર હોય છે).
$2$. લિવિંગ ગ્રુપનો સ્વભાવ $(I^- > Br^- > Cl^-)$.
સંયોજનોનું વિશ્લેષણ:
$(a)$ $2$-બ્રોમો-$2,3$-ડાયમિથાઈલબ્યુટેન એ $3^{\circ}$ આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડ છે. તે વધુ વિસ્થાપિત અને સ્થિર આલ્કીન બનાવે છે.
$(c)$ $2$-બ્રોમોબ્યુટેન એ $2^{\circ}$ આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડ છે.
$(b)$ $2$-ક્લોરોબ્યુટેન એ $2^{\circ}$ આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ છે. $Br^-$ એ $Cl^-$ કરતા સારું લિવિંગ ગ્રુપ હોવાથી,$(c) > (b)$.
$(d)$ $1$-બ્રોમોપ્રોપેન એ $1^{\circ}$ આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડ છે,જે $E2$ વિલોપન માટે સૌથી ઓછું પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $(a) > (c) > (b) > (d)$ છે.

(D) $S_{N}1$ પ્રતિક્રિયા માટેની સક્રિયતા લિવિંગ ગ્રુપ $(Cl^-)$ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $MeCOCH_{2}Cl$ માટે,$MeCOCH_{2}^+$ કાર્બોકેટાયન ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચનાર કાર્બોનિલ ગ્રુપ દ્વારા અસ્થિર બને છે.
$2$. સાયક્લોપ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ માટે,સાયક્લોપ્રોપાઇલ કેટાયન ખૂબ જ અસ્થિર છે કારણ કે તેમાં નોંધપાત્ર એંગલ સ્ટ્રેન હોય છે.
$3$. $C_{6}H_{5}CH_{2}CH_{2}Cl$ માટે,$C_{6}H_{5}CH_{2}CH_{2}^+$ કાર્બોકેટાયન એ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન છે,જે પ્રમાણમાં અસ્થિર છે.
$4$. $MeOCH_{2}Cl$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન $MeOCH_{2}^+$ છે. આ કાર્બોકેટાયન ઓક્સિજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે: $Me-O-CH_{2}^+ \leftrightarrow Me-O^+=CH_{2}$. આ બંધારણ ખૂબ જ સ્થિર છે કારણ કે દરેક પરમાણુનું અષ્ટક પૂર્ણ છે.
તેથી,$MeOCH_{2}Cl$ એ $S_{N}1$ પ્રતિક્રિયા માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(C) $S_{N}1$ પ્રતિક્રિયાનો દર લિવિંગ ગ્રુપ $(Cl^-)$ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(i)$ એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
(ii) દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ સાયક્લોહેક્સિલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
(iii) તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
આ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાની સરખામણી કરતા:
$1$. એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન (i માંથી) રેઝોનન્સને કારણે ખૂબ જ સ્થિર છે.
$2$. તૃતીયક કાર્બોકેટાયન (iii માંથી) ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ અને હાઇપરકોન્જુગેશનને કારણે સ્થિર છે.
$3$. દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન (ii માંથી) ત્રણેયમાં સૌથી ઓછો સ્થિર છે.
આમ,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ $i > iii > ii$ છે. તેથી,$S_{N}1$ પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $i > iii > ii$ છે.

(A) પ્રથમ પ્રક્રિયામાં,$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સેનોલ $358 \ K$ તાપમાને $20\% \ H_3PO_4$ નો ઉપયોગ કરીને એસિડ-ઉદ્દીપિત નિર્જલીકરણ અનુભવે છે. આ $E_1$ ક્રિયાવિધિને અનુસરે છે,જેમાં વધુ સ્થાયી,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન (સેટઝેફ નીપજ) મુખ્ય નીપજ તરીકે બને છે,જે $1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિન છે.
બીજી પ્રક્રિયામાં,$1$-ક્લોરોસાયક્લોહેક્સેન પોટેશિયમ ટર્ટ-બ્યુટોક્સાઈડ $(CH_3)_3COK$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જે એક બલ્કી બેઝ છે. આ પ્રક્રિયા $E_2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે. બલ્કી બેઝના અવકાશી અવરોધને કારણે,તે ઓછા અવરોધિત સ્થાનમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે ઓછી વિસ્થાપિત આલ્કીન (હોફમેન નીપજ) મુખ્ય નીપજ તરીકે બને છે,જે મિથાઈલીનસાયક્લોહેક્સેન છે.

(C) એમ્બિડેન્ટ ન્યુક્લિયોફાઇલ એ એવી સ્પીસીઝ છે જેમાં બે અથવા વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક સાઇટ્સ હોય છે જેના દ્વારા તે હુમલો કરી શકે છે.
$(A)$ $KCN$ અને $AgCN$: $CN^-$ એ એમ્બિડેન્ટ ન્યુક્લિયોફાઇલ છે કારણ કે તે $C$ અથવા $N$ દ્વારા હુમલો કરી શકે છે.
$(C)$ $AgNO_{2}$ અને $KNO_{2}$: $NO_2^-$ એ એમ્બિડેન્ટ ન્યુક્લિયોફાઇલ છે કારણ કે તે $N$ અથવા $O$ દ્વારા હુમલો કરી શકે છે.
તેથી,સાચી જોડીઓ $(A)$ અને $(C)$ છે.

(A) વિધાન $I$ સાચું છે. $C_2H_5OH$ માં ઓક્સિજન પરમાણુ પર અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોવાથી તે ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તી શકે છે. $AgCN$ એ સહસંયોજક સંયોજન છે જેમાં નાઇટ્રોજન પરમાણુ પાસે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે તેને એમ્બિડેન્ટ ન્યુક્લિયોફાઇલ બનાવે છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે. $KCN$ એ આયનીય સંયોજન છે જે $CN^-$ આયનો આપે છે,જે કાર્બન-કેન્દ્રિત ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે (નાઈટ્રાઈલ બનાવે છે). જોકે,$AgCN$ સહસંયોજક છે અને મુખ્યત્વે નાઇટ્રોજન-કેન્દ્રિત ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે (આઈસોનાઈટ્રાઈલ બનાવે છે) કારણ કે કાર્બન પરમાણુ સિલ્વર સાથે સવર્ગ સહસંયોજક બંધમાં જોડાયેલ હોય છે.
તેથી,વિધાન $I$ સાચું છે અને વિધાન $II$ ખોટું છે.

(D) પ્રથમ પગલું સાયક્લોહેક્સીન રિંગના દ્વિબંધમાં $HCl$ નું ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ છે. માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ,$H^+$ વધુ હાઇડ્રોજન ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાય છે અને $Cl^-$ બીજા કાર્બન સાથે જોડાય છે,જે ક્લોરો-વિસ્થાપિત નીપજ $[A]$ બનાવે છે.
બીજા પગલામાં,સૂકા એસિટોનમાં $NaI$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ફિંકલસ્ટીન પ્રક્રિયા છે,જે એક $S_N2$ વિસ્થાપન છે જ્યાં ક્લોરિન પરમાણુને આયોડિન પરમાણુ દ્વારા બદલીને આયોડો-વિસ્થાપિત નીપજ $[B]$ બનાવવામાં આવે છે.

(D) સંયોજન $A$ $(C_{4}H_{8}Cl_{2})$ $373 \text{ K}$ તાપમાને જળવિભાજન પામીને જેમિનલ ડાયોલ બનાવે છે,જે અસ્થાયી હોવાથી પાણીનો અણુ ગુમાવીને કાર્બોનિલ સંયોજન $B$ $(C_{4}H_{8}O)$ બનાવે છે.
$B$ હાઇડ્રોક્સિલ એમાઇન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,તેથી તે આલ્ડિહાઇડ અથવા કીટોન હોવું જોઈએ.
$B$ ટોલેન્સ કસોટી આપતું નથી,તેથી તે આલ્ડિહાઇડ હોઈ શકે નહીં; તેથી,$B$ કીટોન હોવું જોઈએ.
$2,2-$ડાયક્લોરોબ્યુટેનનું જળવિભાજન કરવાથી $2,2-$બ્યુટેનડાયોલ મળે છે,જે પાણી ગુમાવીને $2-$બ્યુટેનોન $(CH_{3}COCH_{2}CH_{3})$ બનાવે છે.
$2-$બ્યુટેનોન એક કીટોન છે,તેથી તે હાઇડ્રોક્સિલ એમાઇન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ટોલેન્સ કસોટી આપતું નથી.
આમ,$A$ એ $2,2-$ડાયક્લોરોબ્યુટેન છે અને $B$ એ $2-$બ્યુટેનોન છે.

(C) $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં $Br_2$ સાથે આલ્કાઈલ-વિસ્થાપિત બેન્ઝીનની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક (free radical) મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા બેન્ઝીલિક સ્થાન પર થતું મુક્ત મુલક વિસ્થાપન છે.
સ્થાયી બેન્ઝીલિક મુક્ત મુલક બનાવવા માટે બેન્ઝીલિક હાઈડ્રોજન દૂર થાય છે,જે પછી મોનોબ્રોમિનેટેડ નીપજ બનાવવા માટે $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
આપેલ અણુ $3-\text{ethylbenzonitrile}$ માં,બેન્ઝીલિક કાર્બન એ બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ $CH_2$ જૂથ છે.
તેથી,બ્રોમિન પરમાણુ આ બેન્ઝીલિક કાર્બન પરના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓમાંથી એકનું વિસ્થાપન કરશે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે $3-(1-\text{bromoethyl})benzonitrile$ મળશે.

(B) પ્રક્રિયા ક્રમમાં ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન અને ત્યારબાદ સિલ્વર આયનો સાથે અવક્ષેપનનો સમાવેશ થાય છે.
સંયોજન $IV$ માં બેન્ઝિલિક આયોડાઇડ ગ્રુપ $(-CH_{2}I)$ રહેલું છે.
જ્યારે $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે આયોડાઇડ આયન $(I^{-})$ $S_{N}2$ મિકેનિઝમ દ્વારા વિસ્થાપિત થઈને આલ્કોહોલ બનાવે છે.
પરિણામી $I^{-}$ આયનો $HNO_{3}$ ની હાજરીમાં $AgNO_{3}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સિલ્વર આયોડાઇડ $(AgI)$ ના પીળા અવક્ષેપ બનાવે છે.
સંયોજનો $I$,$II$,અને $III$ એ એરિલ હેલાઇડ્સ છે જેમાં હેલોજન સીધો બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલો હોય છે,જે તેમને આ પરિસ્થિતિઓમાં ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન સામે પ્રતિરોધક બનાવે છે.

(B) $STP$ પર,$22400 \ mL$ વાયુ એટલે $1 \ mole$.
આપેલ છે કે $448 \ mL$ $A$ નું વજન $1.53 \ g$ છે.
તેથી,$A$ નું આણ્વીય દળ $= \frac{1.53 \ g}{448 \ mL} \times 22400 \ mL/mol = 76.5 \ g/mol$.
ધારો કે સૂત્ર $C_n H_m Cl$ છે.
આણ્વીય દળ $12n + m + 35.5 = 76.5$,તેથી $12n + m = 41$.
ઓઝોનોલિસિસથી આલ્ડિહાઈડ મળે છે,તેથી $A$ એ આલ્કીન હોવું જોઈએ.
$n=3$ માટે,$12(3) + m = 41 \Rightarrow m = 5$.
સંયોજન $C_3H_5Cl$ છે $(M.W. = 36 + 5 + 35.5 = 76.5)$.
આમ,કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા $3$ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયામાં $\beta$-કાર્બન પર ફિનાઈલ સમૂહ ધરાવતો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ પ્રબળ બેઈઝ $(CH_3O^-)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
આ પ્રક્રિયા $E2$ વિલોપન ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
મિથોક્સાઈડ આયન $(CH_3O^-)$ બેઈઝ તરીકે વર્તે છે અને $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $\alpha$ અને $\beta$ કાર્બન વચ્ચે દ્વિબંધ રચાય છે.
મુખ્ય નીપજ $2$-ફિનાઈલબ્યુટ-$1$-ઈન $(CH_3-CH_2-C(C_6H_5)=CH_2)$ છે.

(D) આ પ્રક્રિયામાં ફિનોક્સાઇડ આયન દ્વારા એલાઈલિક બ્રોમાઈડનું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે.
$1$. બેઝ $(K_2CO_3)$ ફિનોલનું વિપ્રોટોનીકરણ કરીને ફિનોક્સાઇડ આયન $(C_6H_5O^-)$ બનાવે છે.
$2$. ફિનોક્સાઇડ આયન ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા એલાઈલિક બ્રોમાઈડ ($CH_3)_2C=CH-CH_2Br$ ના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
$3$. બ્રોમાઇડ આયન દૂર થાય છે,જેના પરિણામે એલાઈલ ફિનાઈલ ઈથર બને છે.
$4$. નીપજનું બંધારણ $(CH_3)_2C=CH-CH_2-O-C_6H_5$ છે.

(A) આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડની એસિટિક એસિડમાં એસિટેટ સાથેની પ્રક્રિયા $SN^{1}$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે. પ્રક્રિયાનો દર બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. પ્રથમ સંયોજન તૃતીયક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે રેઝોનન્સ અને હાઈપરકોન્જુગેશનને કારણે ખૂબ જ સ્થિર છે.
$2$. બીજું સંયોજન બાજુમાં મિથાઈલ ગ્રુપ ધરાવતું દ્વિતીયક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે હાઈપરકોન્જુગેશન દ્વારા સ્થિરતા આપે છે.
$3$. ત્રીજું સંયોજન દ્વિતીયક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$4$. ચોથું સંયોજન પ્રાથમિક એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછું સ્થિર છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધારિત છે: $3^{\circ} \text{ એલાઈલિક} > 2^{\circ} \text{ એલાઈલિક (} CH_3 \text{ ગ્રુપ સાથે)} > 2^{\circ} \text{ એલાઈલિક} > 1^{\circ} \text{ એલાઈલિક}$.
સાચો ક્રમ વિકલ્પ $A$ માં દર્શાવેલ છે.

(B) $C-X$ બંધની બંધ એન્થાલ્પી બંધ લંબાઈ પર આધાર રાખે છે.
આવર્ત કોષ્ટકમાં સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,હેલોજન $(X)$ ના પરમાણુ કદમાં વધારો થાય છે.
આનાથી $C-X$ બંધની લંબાઈ વધે છે.
જેમ બંધ લંબાઈ વધે છે,તેમ બંધની મજબૂતી (અને તેથી બંધ એન્થાલ્પી) ઘટે છે.
તેથી,બંધ એન્થાલ્પીનો સાચો ક્રમ $CH_{3}-F > CH_{3}-Cl > CH_{3}-Br > CH_{3}-I$ છે.

(A) સાચો જવાબ $(A)$ છે.
$Saytzeff's \ Rule$ મુજબ,ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન પ્રક્રિયાઓમાં,મુખ્ય નીપજ તરીકે વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મળે છે,એટલે કે જે દ્વિ-બંધ ધરાવતા કાર્બન સાથે વધુ આલ્કાઈલ સમૂહો જોડાયેલા હોય.
$2-Bromopentane$ માટે,$HBr$ દૂર થવાથી $Pent-1-ene$ અથવા $Pent-2-ene$ મળી શકે છે.
$Pent-2-ene$ એ ડાય-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે,જ્યારે $Pent-1-ene$ એ મોનો-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે.
તેથી,$Pent-2-ene$ એ વધુ સ્થાયી અને મુખ્ય નીપજ છે.

(B) આ પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે.
$1$. પ્રારંભિક પદાર્થ $3-$બ્રોમો$-2,2-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેન બ્રોમાઈડ આયન ગુમાવીને દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$2$. આ $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થાયી તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે $1,2-$મિથાઈલ શિફ્ટ અનુભવે છે.
$3$. ત્યારબાદ ન્યુક્લિયોફાઈલ $C_2H_5OH$ આ સ્થાયી $3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરે છે.
$4$. પ્રોટોન દૂર થયા પછી,અંતિમ મુખ્ય નીપજ $2-$ઈથોક્સી$-2,3-$ડાયમિથાઈલબ્યુટેન બને છે.

(A) આ પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. પ્રથમ તબક્કો એ પેરોક્સાઇડ $((C_6H_5CO)_2O_2)$ ની હાજરીમાં આલ્કીન સાથે $HBr$ નો એન્ટી-માર્કોવનીકોવ ઉમેરો છે. આના પરિણામે $1-\text{બ્રોમો}-4-(3-\text{બ્રોમોપ્રોપાઇલ})\text{બેન્ઝીન}$ બને છે.
$2$. બીજા તબક્કામાં $CoF_2$ સાથેની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે,જે સ્વાર્ટ્સ પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયક ટર્મિનલ બ્રોમીન પરમાણુને ફ્લોરિન પરમાણુ દ્વારા બદલે છે,જે મુખ્ય નીપજ $P$ તરીકે $1-\text{બ્રોમો}-4-(3-\text{ફ્લોરોપ્રોપાઇલ})\text{બેન્ઝીન}$ આપે છે.

(A) પગલું $1$: $A$ નું નિર્માણ.
$Br-CH_2-CHO$ ની શુષ્ક $HCl$ વાયુની હાજરીમાં વધારાના $EtOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ એસિટલ નિર્માણની પ્રક્રિયા છે. આલ્ડિહાઇડ સમૂહ $(-CHO)$ એસિટલ સમૂહ $(-CH(OEt)_2)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે. તેથી,$A$ એ $Br-CH_2-CH(OEt)_2$ છે.
પગલું $2$: $B$ નું નિર્માણ.
નીપજ $A$ $(Br-CH_2-CH(OEt)_2)$ ની પ્રક્રિયા પોટેશિયમ ટર્ટ-બ્યુટોક્સાઇડ $(^tBuO^-K^+)$ સાથે કરવામાં આવે છે,જે એક પ્રબળ અને અવકાશી અવરોધ ધરાવતો બેઇઝ છે. આ $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે. બેઇઝ $\alpha$-કાર્બન (બ્રોમિન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ કાર્બન) માંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $HBr$ નું વિલોપન થાય છે અને દ્વિબંધ રચાય છે. પરિણામી નીપજ $B$ એ $CH_2=C(OEt)_2$ છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજો $A = Br-CH_2-CH(OEt)_2$ અને $B = CH_2=C(OEt)_2$ છે.

(A) $S_N 1$ પ્રક્રિયાનો વેગ લિવિંગ ગ્રુપ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$H_2C=CH-CH_2Cl$ માં બનતો કાર્બોકેટાયન $H_2C=CH-CH_2^+$ છે,જે પાસપાસેના દ્વિબંધને કારણે સંસ્પદન (resonance) દ્વારા સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે.
ક્લોરોબેન્ઝીન અને $CH_2=CHCl$ માં $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જે તેમને $S_N 1$ માટે ખૂબ જ નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
$CH_3CH_2Cl$ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે સંસ્પદન દ્વારા સ્થિર થયેલા એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન કરતા ઓછો સ્થિર છે.
તેથી,$H_2C=CH-CH_2Cl$ સૌથી ઝડપથી પ્રક્રિયા કરશે.

(N/A) જે પ્રતિક્રિયામાં ન્યુક્લિયોફાઈલ અણુમાં પહેલેથી હાજર ન્યુક્લિયોફાઈલને બદલે છે તેને ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રતિક્રિયાઓમાં,હેલોઆલ્કેન સબસ્ટ્રેટ તરીકે કાર્ય કરે છે અને ન્યુક્લિયોફાઈલ એવા સબસ્ટ્રેટ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જેમાં હેલોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુ પર આંશિક ધન વીજભાર હોય છે. સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા થાય છે અને હેલોજન પરમાણુ,જેને લિવિંગ ગ્રુપ કહેવાય છે,તે હેલાઈડ આયન તરીકે દૂર થાય છે. આ પ્રતિક્રિયા ન્યુક્લિયોફાઈલ દ્વારા શરૂ થતી હોવાથી,તેને ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા $(S_N)$ કહેવામાં આવે છે.
સામાન્ય પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે:
$:Nu^- + -C^{\delta+} - X^{\delta-} \rightarrow -C - Nu + X:^-$
ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયાઓ બે પ્રકારની હોય છે:
$(i)$ યુનિમોલેક્યુલર ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા $(S_N^1)$.
$(ii)$ બાયમોલેક્યુલર ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા $(S_N^2)$.

(N/A) જે પ્રક્રિયાનો વેગ સબસ્ટ્રેટ અને ન્યુક્લિયોફાઈલ બંનેની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે,તેને $S_{N}2$ પ્રક્રિયા અથવા દ્વિ-આણ્વિય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$CH_{3}Cl$ અને હાઈડ્રોક્સાઈડ આયન $(OH^{-})$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા જે મિથેનોલ $(CH_{3}OH)$ અને ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^{-})$ આપે છે,તે દ્વિતીય ક્રમની ગતિશાસ્ત્રને અનુસરે છે:
$\text{Rate} = k[CH_{3}Cl][OH^{-}]$
આવનાર ન્યુક્લિયોફાઈલ આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જેના કારણે કાર્બન-હેલાઈડ બંધ તૂટે છે અને કાર્બન તથા હુમલો કરનાર ન્યુક્લિયોફાઈલ વચ્ચે નવો બંધ રચાય છે. અહીં,$C$ પરમાણુ અને $-OH$ સમૂહ વચ્ચે $C-O$ બંધ રચાય છે. આ બંને પ્રક્રિયાઓ એક જ તબક્કામાં એકસાથે થાય છે અને કોઈ મધ્યવર્તી સંયોજન બનતું નથી.
પ્રક્રિયા દરમિયાન,આવનાર ન્યુક્લિયોફાઈલ અને કાર્બન પરમાણુ વચ્ચેનો બંધ બનવાનું શરૂ થાય છે,જ્યારે કાર્બન પરમાણુ અને દૂર થતા સમૂહ વચ્ચેનો બંધ નબળો પડે છે. પરિણામે,સબસ્ટ્રેટના કાર્બન-હાઈડ્રોજન બંધો ન્યુક્લિયોફાઈલથી દૂર જવા લાગે છે. સંક્રાંતિ અવસ્થામાં,ત્રણેય $C-H$ બંધો એક જ સમતલમાં હોય છે અને હુમલો કરનાર તથા દૂર થનાર બંને ન્યુક્લિયોફાઈલ કાર્બન સાથે આંશિક રીતે જોડાયેલા હોય છે. આમ,સંક્રાંતિ અવસ્થામાં કાર્બન એકસાથે પાંચ પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલો હોય છે. આવી રચના અસ્થિર હોય છે અને તેને અલગ કરી શકાતી નથી.
જેમ જેમ હુમલો કરનાર ન્યુક્લિયોફાઈલ કાર્બનની નજીક આવે છે,તેમ $C-H$ બંધો એક જ દિશામાં ગતિ કરવાનું ચાલુ રાખે છે જ્યાં સુધી ન્યુક્લિયોફાઈલ કાર્બન સાથે જોડાય અને દૂર થતો સમૂહ કાર્બનથી અલગ ન થાય. આના પરિણામે વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) થાય છે,જે રીતે જોરદાર પવનમાં છત્રી ઉંધી થઈ જાય છે.

(N/A) $S_{N}2$ પ્રક્રિયામાં ન્યુક્લિયોફાઇલનું લિવિંગ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર પાછળથી આક્રમણ થાય છે. આ પ્રક્રિયાને અનુકૂળ બનાવતા પરિબળો નીચે મુજબ છે:
$1$. અવકાશી અવરોધ (Steric Hindrance): આ પ્રક્રિયા અવકાશી અવરોધ પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે. લિવિંગ ગ્રુપ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ ગ્રુપની સંખ્યા વધતા,ન્યુક્લિયોફાઇલનું આક્રમણ મુશ્કેલ બને છે. તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ: $\text{Methyl halide} > 1^{\circ} > 2^{\circ} > 3^{\circ}$ છે.
$2$. ન્યુક્લિયોફાઇલની પ્રબળતા: પ્રબળ અને ઋણ વીજભારિત ન્યુક્લિયોફાઇલ $S_{N}2$ પ્રક્રિયાનો વેગ વધારે છે.
$3$. દ્રાવક: ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકો (જેમ કે એસિટોન,$DMSO$,$DMF$) પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે તે ન્યુક્લિયોફાઇલને મજબૂત રીતે દ્રાવ્ય કરતા નથી,જેથી તેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા જળવાઈ રહે છે.
$4$. લિવિંગ ગ્રુપ: સારું લિવિંગ ગ્રુપ (જેમ કે $I^- > Br^- > Cl^-$) સરળતાથી દૂર થઈને પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે.

(N/A) જે પ્રક્રિયામાં પ્રક્રિયાનો વેગ ન્યુક્લિયોફાઈલની સાંદ્રતા પર આધારિત નથી અને માત્ર સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે,તેને $S_{N}1$ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે. આમ,$S_{N}1$ પ્રક્રિયા પ્રથમ ક્રમની ગતિશાસ્ત્રને અનુસરે છે.
$(CH_{3})_{3}C-Br + OH^{-} \rightarrow (CH_{3})_{3}C-OH + Br^{-}$
વેગ $= k[(CH_{3})_{3}C-Br]$
ક્રિયાવિધિ:
પગલું-$I$: ધ્રુવીય $C-Br$ બંધ ધીમેથી તૂટીને કાર્બોકેટાયન અને બ્રોમાઈડ આયન બનાવે છે. આ પ્રક્રિયાનો વેગ નક્કી કરતું પગલું છે.
$(CH_{3})_{3}C-Br \xrightarrow{\text{slow}} (CH_{3})_{3}C^{+} + Br^{-}$
પગલું-$II$: ત્યારબાદ બનેલા કાર્બોકેટાયન પર ન્યુક્લિયોફાઈલ ઝડપથી હુમલો કરે છે અને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા પૂર્ણ કરે છે.
$(CH_{3})_{3}C^{+} + OH^{-} \xrightarrow{\text{fast}} (CH_{3})_{3}C-OH$

(N/A) $S_{N}1$ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોકેટાયન એક મધ્યવર્તી નીપજ છે. તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા જેટલી વધારે,પ્રક્રિયાનો દર તેટલો ઝડપી.
$1$. પ્રક્રિયકનું સ્વરૂપ: આલ્કાઈલ હેલાઈડના કિસ્સામાં,$3^{\circ}$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ ખૂબ જ ઝડપથી $S_{N}1$ પ્રક્રિયા આપે છે કારણ કે તે અત્યંત સ્થાયી $3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. એલાઈલિક અને બેન્ઝાઈલિક હેલાઈડ પણ $S_{N}1$ પ્રત્યે ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાત્મકતા દર્શાવે છે કારણ કે તે સંસ્પંદન (resonance) દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$2$. દ્રાવકની અસર: $H_{2}O$,$CH_{3}OH$,અને $CH_{3}COOH$ જેવા ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકોની હાજરી $C-X$ બંધના આયનીકરણને પ્રોત્સાહન આપે છે અને આમ $S_{N}1$ પ્રક્રિયાને વેગ આપે છે.
$3$. ન્યુક્લિયોફાઈલ: $S_{N}1$ પ્રક્રિયાઓ નિર્બળ ન્યુક્લિયોફાઈલ દ્વારા પસંદ કરવામાં આવે છે,કારણ કે પ્રક્રિયાના વેગ નિર્ણાયક તબક્કામાં ન્યુક્લિયોફાઈલ સામેલ હોતો નથી.
$4$. ઈલેક્ટ્રોનિક અસરો: કોઈપણ $+M$ (મેસોમેરિક) સમૂહની હાજરી $S_{N}1$ પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે કારણ કે તે કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીને સ્થિર કરે છે.

(N/A)

$1.$ પ્રક્રિયાનો વેગ	$S_{N}1$ માત્ર આલ્કાઇલ હેલાઇડની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે,જ્યારે $S_{N}2$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ અને ન્યુક્લિયોફાઇલ બંનેની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે.
$2.$ પ્રક્રિયાનો ક્રમ	$S_{N}1$ પ્રથમ ક્રમની પ્રક્રિયા છે,જ્યારે $S_{N}2$ દ્વિતીય ક્રમની પ્રક્રિયા છે.
$3.$ ન્યુક્લિયોફાઇલનો સ્વભાવ	$S_{N}1$ નિર્બળ ન્યુક્લિયોફાઇલ દ્વારા થાય છે,જ્યારે $S_{N}2$ માટે પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઇલ જરૂરી છે.
$4.$ આલ્કાઇલ હેલાઇડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા	$S_{N}1$ માટે $3^{\circ} > 2^{\circ} > 1^{\circ} > \text{Methyl}$,જ્યારે $S_{N}2$ માટે $\text{Methyl} > 1^{\circ} > 2^{\circ} > 3^{\circ}$.
$5.$ મધ્યવર્તી નીપજ	$S_{N}1$ માં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે,જ્યારે $S_{N}2$ માં કોઈ મધ્યવર્તી બનતું નથી,તે પંચસંયોજક સંક્રાંતિ અવસ્થા દ્વારા થાય છે.
$6.$ દ્રાવકનો સ્વભાવ	$S_{N}1$ ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકોમાં થાય છે,જ્યારે $S_{N}2$ ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકોમાં થાય છે.
$7.$ સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી	$S_{N}1$ આંશિક રેસેમાઇઝેશન દર્શાવે છે,જ્યારે $S_{N}2$ હંમેશા વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (Walden inversion) દર્શાવે છે.

(N/A) કોન્ફિગ્યુરેશનનું રીટેન્શન: જો રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં સ્ટીરિયોસેન્ટર (કાઇરલ સેન્ટર) સાથે જોડાયેલા કોઈ બંધ તૂટતા નથી,તો નીપજમાં સ્ટીરિયોસેન્ટરની આસપાસના સમૂહોની સામાન્ય અવકાશી ગોઠવણી પ્રક્રિયક જેવી જ રહે છે. આને કોન્ફિગ્યુરેશનનું રીટેન્શન કહેવાય છે.
ઉદાહરણ: $(-)-2-$મિથાઈલબ્યુટેન$-1-$ઓલની સાંદ્ર $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયામાં કાઇરલ સેન્ટર પર રીટેન્શન જોવા મળે છે:
$(-)-CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2OH + HCl \xrightarrow{\Delta} (+)-CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2Cl + H_2O$
કોન્ફિગ્યુરેશનનું ઇન્વર્ઝન: જો આવતો ન્યુક્લિયોફાઇલ કાઇરલ સેન્ટર પર લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે,તો નીપજમાં કાઇરલ સેન્ટરની આસપાસના સમૂહોની અવકાશી ગોઠવણી પ્રક્રિયક કરતા ઉલટી હોય છે. આને વાલ્ડન ઇન્વર્ઝન અથવા કોન્ફિગ્યુરેશનનું ઇન્વર્ઝન કહેવાય છે.
ઉદાહરણ: $(R)-2-$બ્રોમોબ્યુટેનની $OH^-$ સાથેની $S_N2$ પ્રક્રિયાથી $(S)-$બ્યુટેન$-2-$ઓલ બને છે:
$R-C(C_2H_5)(CH_3)(C_6H_5)Br + OH^- \rightarrow HO-C(C_2H_5)(CH_3)(C_6H_5) + Br^-$

(N/A) $S_{N}1$ પ્રક્રિયામાં,જો પ્રક્રિયક (એટલે કે,આલ્કાઈલ હેલાઈડ) પ્રકાશીય સક્રિય હોય,તો તે આંશિક રેસેમાઈઝેશન તરફ દોરી જાય છે.
મધ્યવર્તી તરીકે બનતો કાર્બોકેટાયન સમતલીય હોય છે,જે ન્યુક્લિયોફાઈલને બંને બાજુથી હુમલો કરવાની મંજૂરી આપે છે.
જો ન્યુક્લિયોફાઈલ લિવિંગ ગ્રુપની સમાન બાજુથી હુમલો કરે,તો વિન્યાસ જળવાઈ રહે છે (Retention).
જો ન્યુક્લિયોફાઈલ લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે,તો વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (Inversion) થાય છે.
વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો થોડો વધુ અનુકૂળ હોવાથી,નીપજમાં એનાન્શિયોમર્સ અસમાન પ્રમાણમાં મળે છે,જે આંશિક રેસેમાઈઝેશન તરફ દોરી જાય છે.
જો એનાન્શિયોમર્સ $50:50$ ના પ્રમાણમાં મળે,તો તેને રેસેમિક મિશ્રણ કહેવામાં આવે છે,જે પ્રકાશીય નિષ્ક્રિય હોય છે અને તેને $(\pm)$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ: પ્રકાશીય સક્રિય $2-$બ્રોમોબ્યુટેનનું જળવિભાજન $(\pm)-$બ્યુટેન$-2-$ઓલ બનાવે છે.

પ્રકાશિત સક્રિય આલ્કાઈલ હેલાઈડના કિસ્સામાં,$S_{N}2$ પ્રક્રિયાના પરિણામે બનતી નીપજ પ્રક્રિયકની તુલનામાં ઉલટાયેલું બંધારણ (inverted configuration) ધરાવે છે.
આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે ન્યુક્લિયોફાઈલ હેલોજન પરમાણુ જે બાજુએ હાજર છે તેની વિરુદ્ધ બાજુએથી હુમલો કરે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,જ્યારે $(-)-2-$બ્રોમોઓક્ટેન હાઈડ્રોક્સાઈડ આયન $(OH^-)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે $(+)-$ઓક્ટાન$-2-$ઓલ બને છે,જેમાં $-OH$ સમૂહ બ્રોમાઈડ આયનની વિરુદ્ધ દિશામાં સ્થાન લે છે.
આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય:
$(-)-CH_3CH(Br)C_6H_{13} + OH^- \rightarrow (+)-CH_3CH(OH)C_6H_{13} + Br^-$.
આમ,પ્રકાશિત સક્રિય હેલાઈડની $S_{N}2$ પ્રક્રિયાઓ વાલ્ડન ઇન્વર્ઝન (બંધારણનું ઉલટાવું) સાથે થાય છે.

(N/A) જ્યારે $\beta$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ ધરાવતા હેલોઆલ્કેનને પોટેશિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડના આલ્કોહોલીય દ્રાવણ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $\beta$-કાર્બનમાંથી હાઈડ્રોજન પરમાણુ અને $\alpha$-કાર્બન પરમાણુમાંથી હેલોજન પરમાણુનું વિલોપન થાય છે. પરિણામે,નીપજ તરીકે આલ્કીન બને છે.
વિલોપનમાં $\beta$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ સામેલ હોવાથી,તેને ઘણીવાર $\beta$-વિલોપન કહેવામાં આવે છે.
જો એક કરતા વધુ $\beta$-હાઈડ્રોજન પરમાણુઓની ઉપલબ્ધતાને કારણે એક કરતા વધુ આલ્કીન બનવાની શક્યતા હોય,તો સામાન્ય રીતે એક આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે બને છે.
આ એક ભાતનો ભાગ છે જે સૌપ્રથમ રશિયન રસાયણશાસ્ત્રી,"એલેક્ઝાન્ડર ઝાયત્સેવ" દ્વારા જોવામાં આવ્યો હતો. તેમણે એક નિયમ બનાવ્યો જેનો સારાંશ નીચે મુજબ છે:
"ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન પ્રક્રિયાઓમાં,તે આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે જેમાં દ્વિ-બંધ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુઓ સાથે વધુ સંખ્યામાં આલ્કાઈલ સમૂહો જોડાયેલા હોય છે." આમ,$2-$બ્રોમોપેન્ટેન મુખ્ય નીપજ તરીકે $pent-2-$ene આપે છે.

(N/A) વિસ્થાપન અને વિલોપન પ્રક્રિયાઓ હંમેશા સ્પર્ધામાં થાય છે. પ્રક્રિયાનો માર્ગ અને બનતી નીપજ નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$(i)$ પ્રક્રિયકનું સ્વરૂપ
$(ii)$ ન્યુક્લિયોફાઇલની પ્રબળતા
$(iii)$ બેઇઝની પ્રબળતા
$(iv)$ દ્રાવકનું સ્વરૂપ
$(v)$ પ્રક્રિયાનું તાપમાન

પ્રક્રિયક અને દ્રાવકનું સ્વરૂપ	ન્યુક્લિયોફાઇલ અથવા બેઇઝનું સ્વરૂપ અને પસંદગીની પ્રક્રિયા
$3^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ,ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવક	પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઇલ પણ નિર્બળ બેઇઝ: $S_{N}1$
$3^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ,ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવક	પ્રબળ બેઇઝ પણ નિર્બળ ન્યુક્લિયોફાઇલ (ગરમી): વિલોપન $(E2)$
$3^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ,ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવક	નિર્બળ બેઇઝ: વિલોપન $(E1)$
$1^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ અથવા મિથાઇલ,ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવક	પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઇલ પણ નિર્બળ બેઇઝ: $S_{N}2$

ઊંચું તાપમાન વિલોપન પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે,જ્યારે નીચું તાપમાન વિસ્થાપન પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
$3^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડના કિસ્સામાં,જ્યારે નિર્બળ બેઇઝની હાજરીમાં વિસ્થાપન અને વિલોપન પ્રક્રિયાઓ સ્પર્ધા કરે છે ત્યારે $S_{N}1$ મુખ્ય નીપજ હોય છે.
તૃતીયક બ્યુટોક્સાઇડ આયન એ પ્રબળ બેઇઝ છે પરંતુ કદમાં મોટો ન્યુક્લિયોફાઇલ છે. તેથી,તે તૃતીયક હેલાઇડમાંથી પ્રોટોન દૂર કરવાનું પસંદ કરે છે,જેનાથી વિલોપન પ્રક્રિયા થઈને મુખ્ય નીપજ તરીકે આલ્કીન બને છે. જો કે,જો આલ્કાઇલ હેલાઇડ પ્રાથમિક હોય,તો $S_{N}2$ પ્રક્રિયા થાય છે. ઇથોક્સાઇડ આયન એ પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઇલ અને પ્રબળ બેઇઝ છે. તૃતીયક હેલાઇડ સાથે તે વિલોપન અને વિસ્થાપન $(S_{N}1)$ બંને પ્રક્રિયાઓ કરે છે; જો કે,ઇથોક્સાઇડ આયનના પ્રબળ બેઝિક સ્વભાવને કારણે વિલોપન નીપજ (આલ્કીન) મુખ્ય હશે. જો આલ્કાઇલ હેલાઇડ પ્રાથમિક હોય,તો ઇથોક્સાઇડ આયન $S_{N}2$ પ્રક્રિયા કરે છે.

(N/A) મોટાભાગના કાર્બનિક ક્લોરાઈડ,બ્રોમાઈડ અને આયોડાઈડ અમુક ધાતુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બન-ધાતુ બંધ ધરાવતા સંયોજનો આપે છે,જેને ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનો કહેવામાં આવે છે.
વિક્ટર ગ્રીગનાર્ડે ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનોનો એક મહત્વપૂર્ણ વર્ગ શોધ્યો,જેને આલ્કાઈલ મેગ્નેશિયમ હેલાઈડ $(RMgX)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જેમને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો કહેવાય છે.
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો હેલોઆલ્કેનની શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:
$CH_3CH_2Br + Mg \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3CH_2MgBr$
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકમાં,કાર્બન અને મેગ્નેશિયમ વચ્ચેનો બંધ સહસંયોજક છે પરંતુ અત્યંત ધ્રુવીય છે,જેમાં કાર્બન ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ મેગ્નેશિયમ પાસેથી ઇલેક્ટ્રોન ખેંચે છે. મેગ્નેશિયમ-હેલોજન બંધ મૂળભૂત રીતે આયનીય છે. તેનું બંધારણ $R^{\delta-} - Mg^{2+}X^{\delta-}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો ભેજ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે અને પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઈડ્રોકાર્બન બનાવે છે:
$RMgX + H_2O \longrightarrow RH + Mg(OH)X$
તેથી,ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકમાંથી ભેજના અંશને પણ દૂર રાખવો જરૂરી છે. આથી જ આ પ્રક્રિયા શુષ્ક ઈથરમાં કરવામાં આવે છે. આ હેલાઈડ્સને હાઈડ્રોકાર્બનમાં રૂપાંતરિત કરવાની એક પદ્ધતિ છે.

આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સ શુષ્ક ઈથરમાં સોડિયમ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હેલાઈડમાં રહેલા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા કરતા બમણા કાર્બન ધરાવતા હાઈડ્રોકાર્બન આપે છે. આ પ્રક્રિયાને વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$2 R-X + 2 Na \longrightarrow R-R + 2 NaX$
$2 CH_3-CH_2-Br + 2 Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 + 2 NaBr$
$2 (CH_3)_2CH-Br + 2 Na \xrightarrow{\text{dry ether}} (CH_3)_2CH-CH(CH_3)_2 + 2 NaBr$

(B) એનાન્શિયોમર્સ એકબીજાના અ-અધ્યારોપિત (non-superimposable) અરીસાના પ્રતિબિંબ છે. તેથી,તેઓ અધ્યારોપિત છે તેવું વિધાન ખોટું છે.

(B) $3$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલપેન્ટ-$4$-ઈન ની જલીય $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
મુખ્ય નીપજ '$P$' એ $3$-મિથાઈલપેન્ટ-$4$-ઈન-$2$-ઓલ છે.
આ નીપજની રચનામાં એક દ્વિબંધ $(C=C)$ છે.
દરેક દ્વિબંધમાં એક $\pi$ બંધ હોય છે,અને દરેક $\pi$ બંધમાં $2$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,તેથી નીપજમાં કુલ $\pi$ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $2$ છે.

(D) આ પ્રક્રિયામાં $tert-$બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ અને પોટેશિયમ $tert-$બ્યુટોક્સાઇડ $(t-BuOK)$ વચ્ચે પ્રક્રિયા થાય છે.
$t-BuO^-$ એક મોટો (bulky) બેઇઝ છે.
સ્ટેરિક અવરોધને કારણે,આ મોટો બેઇઝ વિસ્થાપન $(S_N2)$ માટે ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરી શકતો નથી.
તેના બદલે,તે $tert-$બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડમાંથી $\beta-$હાઇડ્રોજન દૂર કરે છે,જે વિલોપન પ્રક્રિયા ($E2$ મિકેનિઝમ) તરફ દોરી જાય છે.
બનતી મુખ્ય નીપજ $2-$મિથાઇલપ્રોપ$-1-$ઈન છે.

(D) પગલું $1$: ઈથાઈલબેન્ઝીન પર ઈલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન $(Br_2, Fe)$ પ્રક્રિયા દ્વારા મુખ્ય નીપજ તરીકે $p-bromoethylbenzene$ મળે છે,કારણ કે ઈથાઈલ ગ્રુપ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક છે.
પગલું $2$: બેન્ઝીલિક હેલોજનેશન $(Cl_2, \Delta)$ ઈથાઈલ ગ્રુપના બેન્ઝીલિક સ્થાન પર થાય છે,જે $1-(4-bromophenyl)-1-chloroethane$ આપે છે.
પગલું $3$: $alc. KOH$ નો ઉપયોગ કરીને ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન (વિલોપન પ્રક્રિયા) દ્વારા સાઈડ ચેઈનમાંથી $HCl$ દૂર થાય છે અને આલ્કીન બને છે,જેની મુખ્ય નીપજ $1-bromo-4-ethenylbenzene$ $(p-bromostyrene)$ છે.

(C) $S_N1$ પ્રતિક્રિયાઓ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પ્રતિક્રિયાશીલતા નક્કી કરે છે.
$1$-ક્લોરોબાયસાઇક્લો$[2.2.1]$હેપ્ટેનમાં,બ્રિજહેડ કાર્બન પરમાણુ કાર્બોકેટાયનના નિર્માણમાં સામેલ હોય છે. બ્રેડ્ટના નિયમ મુજબ,નાના બાયસાઇક્લિક સિસ્ટમના બ્રિજહેડ સ્થાન પર દ્વિબંધ અથવા કાર્બોકેટાયન અસ્તિત્વમાં હોઈ શકતું નથી કારણ કે તે અતિશય તાણ પેદા કરે છે અને કાર્બોકેટાયનને જરૂરી સમતલીય $sp^2$ સંકરણ પ્રાપ્ત કરતા અટકાવે છે.
તેથી,બ્રિજહેડ સ્થાન પર કાર્બોકેટાયનનું નિર્માણ અત્યંત મુશ્કેલ છે,જે આ સંયોજનને $S_N1$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે નિષ્ક્રિય બનાવે છે.

(C) $1$. અનુભવજન્ય સૂત્રની ગણતરી: $C$ ના મોલ = $52.2/12 = 4.35$,$H = 4.9/1 = 4.9$,$Br = 42.9/80 = 0.536$. ગુણોત્તર: $C:H:Br = 8:9:1$. અનુભવજન્ય સૂત્ર $C_8H_9Br$ છે. મોલર દળ $184 \ g/mol$ છે,જે $C_8H_9Br$ સાથે મેળ ખાય છે.
$2$. $KMnO_4$ સાથે ઓક્સિડેશન: આઇસોમર $(A)$ બેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે,જે સૂચવે છે કે તેમાં બેન્ઝીન રિંગ સાથે આલ્ફા સ્થાન પર આલ્કાઇલ ગ્રુપ જોડાયેલું છે (દા.ત.,$C_6H_5-CH(Br)-CH_3$). આઇસોમર $(B)$ $p$-બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે,જે સૂચવે છે કે તેમાં બ્રોમીન પરમાણુની સાપેક્ષે પેરા સ્થાન પર ઇથાઇલ ગ્રુપ છે (દા.ત.,$p-Br-C_6H_4-CH_2CH_3$).
$3$. આઇસોમર $(A)$ પ્રકાશીય સક્રિય છે: $C_6H_5-CH(Br)-CH_3$ માં કાયરલ કેન્દ્ર છે.
$4$. આઇસોમર $(A)$ $AgNO_3$ સાથે અવક્ષેપ આપે છે: બેન્ઝાઇલિક બ્રોમાઇડ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$5$. તેથી,$(A)$ એ $1$-બ્રોમો-ઇથાઇલબેન્ઝીન $(H_3C-CHBr-C_6H_5)$ છે અને $(B)$ એ $1$-બ્રોમો$-4-$ઇથાઇલબેન્ઝીન ($p$-ઇથાઇલબ્રોમોબેન્ઝીન) છે.

(C) આ પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. પિરિડિનની હાજરીમાં સેકન્ડરી આલ્કોહોલની $p$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ $(TsCl)$ સાથેની પ્રક્રિયા $-OH$ સમૂહને સારા લિવિંગ ગ્રુપ,ટોસિલેટ $(-OTs)$ સમૂહમાં ફેરવે છે,જેમાં કાઈરલ કેન્દ્ર પર વિન્યાસ જળવાઈ રહે છે.
$2$. ત્યારબાદ $DMF$ માં $NaCN$ સાથેની પ્રક્રિયા એ $S_N2$ પ્રક્રિયા છે. ન્યુક્લિયોફાઈલ $CN^{-}$ કાઈરલ કાર્બન પર $-OTs$ સમૂહની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે તે કેન્દ્ર પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) થાય છે.
આપેલ સ્ટીરિયોઆઈસોમર સાથે શરૂઆત કરતા,$-OH$ વેજ (wedge) પર છે. $-OTs$ સમૂહ બન્યા પછી (જે હજુ પણ વેજ પર છે),$CN^{-}$ દ્વારા $S_N2$ હુમલો તેને ડેશ્ડ (dashed) સ્થિતિમાં ધકેલે છે (વ્યુત્ક્રમણ). આમ,સાચી નીપજમાં $CN$ સમૂહ ડેશ પર હોય છે જ્યારે બીજું કાઈરલ કેન્દ્ર યથાવત રહે છે.