Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(B) $(P)$ $(-)-1$-બ્રોમો-$2$-ઇથાઇલપેન્ટેન $S_N2$ પ્રક્રિયા આપે છે. કાઇરલ કેન્દ્ર $C_2$ પર છે અને પ્રક્રિયા $C_1$ પર થાય છે,તેથી કાઇરલ કેન્દ્ર પરનો વિન્યાસ બદલાતો નથી,જે વિન્યાસનું ધારણ સૂચવે છે $(P \rightarrow 2)$.
$(Q)$ $(-)-2$-બ્રોમોપેન્ટેન કાઇરલ કેન્દ્ર પર $S_N2$ પ્રક્રિયા આપે છે,જેના પરિણામે વોલ્ડન ઇન્વર્ઝન થાય છે,એટલે કે વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ $(Q \rightarrow 1)$.
$(R)$ $(-)-3$-બ્રોમો-$3$-મિથાઇલહેક્ઝેન $S_N1$ પ્રક્રિયા આપે છે. બનતો કાર્બોકેટાયન સમતલીય હોય છે,જે રેસેમિક મિશ્રણ એટલે કે એનાન્શિયોમર્સનું મિશ્રણ બનાવે છે $(R \rightarrow 3)$.
$(S)$ આ પ્રક્રિયકમાં બે કાઇરલ કેન્દ્રો છે. કાઇરલ કેન્દ્ર પર $S_N1$ પ્રક્રિયા થવાથી નવું કાઇરલ કેન્દ્ર બને છે,જેના પરિણામે ડાયાસ્ટીરિયોમર્સનું મિશ્રણ મળે છે $(S \rightarrow 5)$.
આમ,સાચી જોડ $P$ $\rightarrow 2, Q$ $\rightarrow 1, R$ $\rightarrow 3, S$ $\rightarrow 5$ છે.

(B) આ પ્રતિક્રિયા શ્રેણીમાં આલ્કોહોલ $(X)$ નું એઝાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં કાયરલ કેન્દ્ર પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) થાય છે.
$1$) $Et_2O$ માં $PBr_3$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા $-OH$ સમૂહનું $-Br$ સમૂહમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થાય છે ($S_N2$ પ્રક્રિયા દ્વારા).
$2$) $Me_2CO$ માં $NaI$ સાથેની પ્રક્રિયા (ફિંકલસ્ટીન પ્રક્રિયા) દ્વારા $-Br$ સમૂહનું $-I$ સમૂહમાં રૂપાંતર થાય છે,જેમાં ફરીથી વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થાય છે.
$3$) $HCONMe_2$ $(DMF)$ માં $NaN_3$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા આયોડાઈડનું એઝાઈડ આયન $(-N_3)$ દ્વારા $S_N2$ વિસ્થાપન થાય છે,જેના પરિણામે ત્રીજી વખત વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થાય છે.
કુલ ત્રણ વખત $S_N2$ વ્યુત્ક્રમણ થતું હોવાથી,અંતિમ નીપજ અને પ્રારંભિક પદાર્થ $X$ નો સાપેક્ષ વિન્યાસ સમાન રહે છે.
અંતિમ નીપજમાં સાયક્લોપેન્ટેન વલય પર મિથાઈલ સમૂહ (વેજ) અને એઝાઈડ સમૂહ (ડેશ) છે. તેથી,પ્રારંભિક પદાર્થ $X$ માં પણ મિથાઈલ સમૂહ (વેજ) અને હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ (વેજ) હોવા જોઈએ. આ બંધારણ $(B)$ ને અનુરૂપ છે.

(B) $S_N2$ પ્રક્રિયાનો દર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અને $\alpha$-કાર્બન પર ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહોની હાજરી પર આધાર રાખે છે.
$1$. $S$ $(C_6H_5-CO-CH_2-Cl)$: કાર્બોનિલ સમૂહ $(-C=O)$ તેના $-I$ અને $-M$ અસરને કારણે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક છે,જે સંક્રાંતિ અવસ્થાને સ્થિર કરે છે,તેથી તે સૌથી વધુ સક્રિય છે.
$2$. $R$ $(CH_2=CH-CH_2-Cl)$: આ એલાઈલિક હેલાઈડ છે. સંક્રાંતિ અવસ્થા દ્વિબંધ સાથેના સંયુગ્મન (conjugation) દ્વારા સ્થિર થાય છે,જે તેને પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ કરતા વધુ સક્રિય બનાવે છે.
$3$. $P$ $(CH_3-Cl)$: આ ન્યૂનતમ અવકાશી અવરોધ ધરાવતો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$4$. $Q$ $((CH_3)_2CH-Cl)$: આ દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,જે અન્યની તુલનામાં વધુ અવકાશી અવરોધને કારણે સૌથી ઓછો સક્રિય છે.
તેથી,સક્રિયતાનો ક્રમ $S > R > P > Q$ છે.

(A) સંયોજન $(CH_3)_3C-CH_2-Cl$ એ નિયોપેન્ટાઇલ ક્લોરાઇડ છે.
વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે નિયોપેન્ટાઇલ ક્લોરાઇડ એક પ્રાથમિક હેલાઈડ છે અને ક્લોરાઇડ આયન દૂર થવાથી અત્યંત અસ્થાયી પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે $S_N1$ પ્રક્રિયાઓને અત્યંત પ્રતિકૂળ બનાવે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે,તે પ્રાથમિક હેલાઈડ હોવા છતાં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રની બાજુમાં રહેલા મોટા તૃતીય-બ્યુટાઇલ (tert-butyl) સમૂહને કારણે નોંધપાત્ર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ઉદભવે છે,જે $S_N2$ સંક્રાંતિ અવસ્થાને પ્રાપ્ત કરવી ખૂબ મુશ્કેલ બનાવે છે,જેના પરિણામે પ્રક્રિયાનો દર ખૂબ જ ધીમો હોય છે.

(A) પ્રતિક્રિયા શ્રેણી $RBr$ $\xrightarrow{(i) Mg, \text{dry ether}} RMgBr$ $\xrightarrow{(ii) H_2O} RH$ એ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક દ્વારા આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડમાંથી આલ્કેનનું નિર્માણ દર્શાવે છે.
$RBr$ માંથી $2-$મિથાઈલબ્યુટેન $(C_5H_{12})$ મેળવવા માટે,આલ્કાઈલ ગ્રુપ $R$ એ $2-$મિથાઈલબ્યુટાઈલ ગ્રુપ હોવું જોઈએ.
$2-$મિથાઈલબ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડના શક્ય બંધારણીય આઈસોમર્સ નીચે મુજબ છે:
$1.$ $1-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન
$2.$ $2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન
$3.$ $2-$બ્રોમો$-3-$મિથાઈલબ્યુટેન
$4.$ $1-$બ્રોમો$-3-$મિથાઈલબ્યુટેન
આ તમામ આઈસોમર્સ,સૂકા ઈથરમાં $Mg$ સાથેની પ્રતિક્રિયા અને ત્યારબાદ $H_2O$ સાથેના જળવિભાજન પછી,$2-$મિથાઈલબ્યુટેન આપશે.
તેથી,આવા બંધારણીય આઈસોમર્સની કુલ સંખ્યા $4$ છે.

(A) સોલ્વોલિસિસનો દર (જે $S_{N}1$ મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે) તે લિવિંગ ગ્રુપ (બ્રોમાઈડ આયન) દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. સંયોજન $C$ ડાયફિનાઈલમિથાઈલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે બે ફિનાઈલ રિંગ સાથેના રેઝોનન્સ દ્વારા અત્યંત સ્થિર થાય છે.
$2$. સંયોજન $B$ બેન્ઝાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે એક બેન્ઝીન રિંગ સાથેના રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$3$. સંયોજન $A$ સાયક્લોહેક્સેન રિંગમાં તૃતીયક (tertiary) કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે ઈન્ડક્ટિવ અસર અને હાયપરકોન્જુગેશન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$4$. સંયોજન $D$ દ્વિતીયક (secondary) કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછો સ્થિર છે.
આમ,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ $C > B > A > D$ છે. તેથી,સોલ્વોલિસિસના દરનો ચડતો ક્રમ $D < A < B < C$ છે.

(A) વિધાન $I$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(1^\circ)$ ની $S_N2$ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે. $S_N2$ પ્રક્રિયાઓ સામાન્ય રીતે ઓછા ધ્રુવીય અથવા ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકોમાં પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકો ન્યુક્લિયોફાઈલનું સોલ્વેશન કરે છે,જે તેની પ્રતિક્રિયાશીલતા ઘટાડે છે.
વિધાન $II$ એ તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(3^\circ)$ ની $S_N1$ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે. $S_N1$ પ્રક્રિયાઓ વધુ ધ્રુવીય (ધ્રુવીય પ્રોટિક) દ્રાવકોમાં પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે ધ્રુવીય માધ્યમ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી અને સંક્રાંતિ અવસ્થાને સ્થિર કરે છે.
તેથી,બંને વિધાનો સાચા છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં પ્રાથમિક આલ્કાઇલ ક્લોરાઇડનું $AgCN$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે.
$AgCN$ એ સહસંયોજક સંયોજન છે. આવા કિસ્સાઓમાં,સાયનાઇડ સમૂહનો નાઇટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે કારણ કે તેની પાસે બંધ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોનની એક અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ઉપલબ્ધ હોય છે,જ્યારે $Ag-C$ બંધની સહસંયોજક પ્રકૃતિને કારણે કાર્બન પરમાણુ ઓછો ન્યુક્લિયોફિલિક હોય છે.
તેથી,પ્રક્રિયા $S_N2$ ક્રિયાવિધિને અનુસરે છે જ્યાં $-Cl$ સમૂહને આઇસોસાયનાઇડ $(-NC)$ સમૂહ દ્વારા બદલવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા છે:
$Ar-CH_2Cl + AgCN \rightarrow Ar-CH_2NC + AgCl$
જ્યાં $Ar$ એ $3$-બ્રોમો-$5$-આયોડોફિનાઇલ સમૂહ છે.
આમ,મુખ્ય નીપજ $1$-બ્રોમો-$3$-આયોડોબેન્ઝાઇલ આઇસોસાયનાઇડ છે.

(C) $(Et)_2N-CH_2CH_2Cl$ સંયોજનમાં નાઇટ્રોજન પરમાણુ પાસે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે. આ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ક્લોરિન સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરી શકે છે,જેના પરિણામે આંતર-આણ્વીય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા (એન્કીમેરિક આસિસ્ટન્સ) દ્વારા એઝિરિડિનિયમ આયન મધ્યવર્તી બને છે.
આ પ્રક્રિયા $(Et)_2CH-CH_2CH_2Cl$ માં થતા આંતર-આણ્વીય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન કરતા ઘણી ઝડપી છે,કારણ કે તેમાં આવા આંતરિક ન્યુક્લિયોફાઇલનો અભાવ હોય છે.
તેથી,વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે નાઇટ્રોજન ધરાવતા સંયોજન માટે જળવિભાજનનો દર ઝડપી છે.
વિધાન $II$ પણ સાચું છે કારણ કે તે નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની સંડોવણી સાથેની આ આંતર-આણ્વીય વિસ્થાપન પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિનું વર્ણન કરે છે.

(D) $AgNO_2$ એ સહસંયોજક સંયોજન છે. નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાસે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે,જે આલ્કાઈલ હેલાઈડ પર હુમલો કરીને નાઈટ્રોઆલ્કેન $(R-NO_2)$ બનાવે છે.
તેથી,$CH_3-CH_2-CH_2-Br + AgNO_2 \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-NO_2 (A) + AgBr$.
$AgCN$ પણ એક સહસંયોજક સંયોજન છે. $Ag-CN$ બંધની સહસંયોજક પ્રકૃતિને કારણે,નાઈટ્રોજન પરમાણુ આલ્કાઈલ હેલાઈડ પર હુમલો કરે છે અને આઈસોસાયનાઈડ $(R-NC)$ બનાવે છે.
તેથી,$CH_3-CH_2-CH_2-Br + AgCN \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-NC (B) + AgBr$.
આમ,નીપજો $CH_3-CH_2-CH_2-NO_2$ અને $CH_3-CH_2-CH_2-NC$ છે.

(D) પગલું $1$: $1-(4-\text{methylphenyl})prop-1-ene$ ની $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા માર્કોવનીકોવના નિયમનું પાલન કરે છે. દ્વિબંધ પર $H^+$ ના ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરાથી બેન્ઝીન વલયની નજીકના કાર્બન પર સ્થિર બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન બને છે. ત્યારબાદ,$Cl^-$ આ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને મુખ્ય નીપજ $(A)$ તરીકે $1-(4-\text{methylphenyl})-1-\text{chloropropane}$ બનાવે છે.
પગલું $2$: આલ્કાઇલ હેલાઇડ $(A)$ ની $AgCN$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે. $AgCN$ એ સહસંયોજક સંયોજન હોવાથી,નાઇટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે મુખ્ય નીપજ $(B)$ તરીકે આઇસોસાયનાઇડ (આઇસોનાઇટ્રાઇલ) બનાવે છે.
આમ,અંતિમ નીપજ $1-(4-\text{methylphenyl})\text{propyl isocyanide}$ છે.

(D) કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેઝોનન્સ,હાયપરકોન્જુગેશન અને ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,બનતા કાર્બોકેટાયન નીચે મુજબ છે:
$A$: એલાઈલ કાર્બોકેટાયન $(CH_2=CH-CH_2^+)$
$B$: બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5-CH_2^+)$
$C$: સાયક્લોહેક્સેનાઈલ કાર્બોકેટાયન
$D$: ટ્રાયફિનાઈલમિથાઈલ કાર્બોકેટાયન $((C_6H_5)_3C^+)$
આમાં,ટ્રાયફિનાઈલમિથાઈલ કાર્બોકેટાયન સૌથી વધુ સ્થિર છે કારણ કે ધન વીજભાર ત્રણ ફિનાઈલ રિંગ્સ પર વિસ્તૃત રેઝોનન્સ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
તેથી,$(C_6H_5)_3C-Br$ સૌથી વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) વિધાન $(I) :$ જ્યારે આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ $(R-Cl)$ ની પ્રક્રિયા જલીય $KOH$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ આલ્કોહોલ $(R-OH)$ બનાવવા માટે ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_N)$ પ્રક્રિયા અનુભવે છે. આ વિલોપન પ્રક્રિયા નથી. તેથી,વિધાન $(I)$ ખોટું છે.
વિધાન $(II) :$ જ્યારે આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડની પ્રક્રિયા આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ ડીહાઈડ્રોહેલોજિનેશન (એક વિલોપન પ્રક્રિયા) અનુભવે છે જ્યાં બેઝ $\beta-$કાર્બન પરથી હાઈડ્રોજન પરમાણુ દૂર કરીને આલ્કીન બનાવે છે. તેથી,વિધાન $(II)$ સાચું છે.

(A) $S_N2$ પ્રક્રિયાનો દર લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
આયોડાઇડ આયન $(I^-)$ એ ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^-)$ કરતા વધુ સારું લિવિંગ ગ્રુપ છે કારણ કે તેનું કદ મોટું છે,જેના પરિણામે $C-Cl$ બંધની સરખામણીમાં $C-I$ બંધ નબળો હોય છે.
તેથી,$S_N2$ પ્રક્રિયાઓમાં $R-I$ એ $R-Cl$ કરતા ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.
વિધાન $(A)$ અને કારણ $(R)$ બંને સાચા છે,અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(A) $S_N1$ પ્રતિક્રિયાનો દર એ લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. $C_6H_5CH_2^+$: પ્રાથમિક બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન.
$2$. $C_6H_5CH(CH_3)^+$: દ્વિતીયક બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન.
$3$. $(C_6H_5)_2CH^+$: દ્વિતીયક બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન (બે ફિનાઈલ રિંગ દ્વારા સ્થિર).
$4$. $(C_6H_5)_2C(CH_3)^+$: તૃતીયક બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન (બે ફિનાઈલ રિંગ અને એક મિથાઈલ ગ્રુપ દ્વારા સ્થિર).
સ્થિરતાનો ક્રમ: $C_6H_5CH_2^+ < C_6H_5CH(CH_3)^+ < (C_6H_5)_2CH^+ < (C_6H_5)_2C(CH_3)^+$.
તેથી,પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $C_6H_5CH_2Br < C_6H_5CH(CH_3)Br < (C_6H_5)_2CHBr < (C_6H_5)_2C(CH_3)Br$ છે.

(C) એસીટોનની હાજરીમાં આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ અથવા બ્રોમાઈડની સોડિયમ આયોડાઈડ $(NaI)$ સાથેની પ્રક્રિયાને ફિંકલસ્ટીન પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ હેલોજન વિનિમય પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ આલ્કાઈલ આયોડાઈડ બનાવવા માટે થાય છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં પ્રબળ બેઇઝ/ન્યુક્લિયોફાઇલ,સોડિયમ આઈસોપ્રોપોક્સાઇડ $(CH_3-CH(CH_3)-ONa)$ અને તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ,ટર્ટ-બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ $((CH_3)_3C-Cl)$ નો ઉપયોગ થાય છે.
આલ્કાઇલ હેલાઇડ તૃતીયક હોવાથી અને પ્રક્રિયક પ્રબળ બેઇઝ હોવાથી,અવકાશી અવરોધને કારણે પ્રક્રિયા $S_N2$ વિસ્થાપન પ્રક્રિયાને બદલે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા આગળ વધશે.
બેઇઝ ટર્ટ-બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડમાંથી પ્રોટોન દૂર કરશે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે આઇસોબ્યુટિલિન ($2$-મિથાઇલપ્રોપીન) બનશે.
પ્રક્રિયા: $(CH_3)_3C-Cl + CH_3-CH(CH_3)-ONa \xrightarrow{\Delta} CH_3-C(CH_3)=CH_2 + CH_3-CH(CH_3)-OH + NaCl$.

(A) હેલાઇડના જળવિભાજનનો દર લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$1.$ સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયનાઇલ બ્રોમાઇડ સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયનાઇલ કેટાયન $(C_7H_7^+)$ બનાવે છે,જે એરોમેટિક છે ($6\pi$ ઇલેક્ટ્રોન,હકલનો નિયમ $4n+2$ જ્યાં $n=1$).
$2.$ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ બ્રોમાઇડ સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઇલ કેટાયન બનાવે છે,જે એન્ટી-એરોમેટિક છે ($4\pi$ ઇલેક્ટ્રોન).
$3.$ સાયક્લોપ્રોપાઇલ બ્રોમાઇડ સાયક્લોપ્રોપાઇલ કેટાયન બનાવે છે,જે રિંગ સ્ટ્રેઇન અને $sp^2$ સંકરણને કારણે ખૂબ જ અસ્થિર છે.
$4.$ બ્રોમોબેન્ઝીન ફિનાઇલ કેટાયન બનાવે છે,જે ખૂબ જ અસ્થિર છે.
સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયનાઇલ કેટાયન એરોમેટિક અને ખૂબ જ સ્થિર હોવાથી,સાયક્લોહેપ્ટાટ્રાયનાઇલ બ્રોમાઇડનું જળવિભાજન સૌથી ઝડપથી થાય છે.

(D) $S_N2$ પ્રક્રિયાઓનો દર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ક્લોરિન પરમાણુ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ જૂથોની સંખ્યા વધતા,અવકાશી અવરોધ વધે છે,જેનાથી ન્યુક્લિયોફાઈલનું આક્રમણ મુશ્કેલ બને છે.
અવકાશી અવરોધનો ક્રમ: $CH_3Cl$ (મિથાઈલ) < $CH_3CH_2Cl$ (પ્રાથમિક) < $(CH_3)_2CHCl$ (દ્વિતીયક) < $(CH_3)_3CCl$ (તૃતીયક).
તેથી,$S_N2$ પ્રક્રિયાઓમાં પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ: $CH_3Cl > CH_3CH_2Cl > (CH_3)_2CHCl > (CH_3)_3CCl$ છે.

(D) પગલું $1$: બેન્ઝિન નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CH_3Cl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટોલ્યુઈન $(A)$ બનાવે છે (ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન).
પગલું $2$: ટોલ્યુઈન $(A)$ $h\nu$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝિલ ક્લોરાઈડ $(B = C_6H_5CH_2Cl)$ બનાવે છે (મુક્ત મુલક વિસ્થાપન).
પગલું $3$: બેન્ઝિલ ક્લોરાઈડ $(B)$ $AgCN$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. $AgCN$ એ સહસંયોજક સંયોજન હોવાથી,નાઈટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે વર્તે છે,જેના પરિણામે બેન્ઝિલ આઈસોસાયનાઈડ $(C = C_6H_5CH_2NC)$ બને છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) $S_{N}2$ પ્રક્રિયાનો વેગ અને નીપજનું પ્રમાણ ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પરમાણુની આસપાસના અવકાશીય અવરોધ (steric hindrance) પર આધાર રાખે છે. $S_{N}2$ માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ: $\text{મિથાઇલ} > \text{પ્રાથમિક} > \text{દ્વિતીયક} > \text{તૃતીયક}$ છે.
- વિકલ્પ $A$ અને $C$ માં તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે,જે વધુ અવકાશીય અવરોધને કારણે $S_{N}2$ ને બદલે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા આપે છે.
- વિકલ્પ $B$ માં દ્વિતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે,જે પણ વિલોપન માટે વધુ સક્રિય છે.
- વિકલ્પ $D$ માં પ્રાથમિક આલ્કાઇલ હેલાઇડ $(CH_3CH_2-Br)$ અને ધ્રુવીય એ પ્રોટિક દ્રાવક $(DMSO)$ છે,જે $S_{N}2$ પ્રક્રિયા માટે આદર્શ પરિસ્થિતિ છે. તેથી,આ કિસ્સામાં $S_{N}2$ દ્વારા મળતી નીપજ મહત્તમ હશે.

(C) વિકલ્પ $A$ માં,મિથિલીનસાયક્લોહેક્સેનની $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા માર્કોવનીકોવના નિયમનું પાલન કરે છે,જે તૃતીયક કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બનાવે છે,જે પછી $Cl^-$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $1-$ક્લોરો$-1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન આપે છે. આ સાચું છે.
વિકલ્પ $B$ માં,$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સીનની $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા પણ $C-1$ સ્થાન પર તૃતીયક કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા આગળ વધે છે,જે $1-$ક્લોરો$-1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન તરફ દોરી જાય છે. આ સાચું છે.
વિકલ્પ $C$ માં,$3$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સીનની $HCl$ સાથેની પ્રક્રિયામાં દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયનનું નિર્માણ થાય છે. કાર્બોકેટાયન પુનઃરચના (હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટ) ની શક્યતાને કારણે,મુખ્ય નીપજ વાસ્તવમાં $1-$ક્લોરો$-1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન છે,$3$-ક્લોરો$-1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન નથી. તેથી,વિકલ્પ $C$ માં દર્શાવેલ નીપજ ખોટી છે.

(A) $S_{N}2$ પ્રક્રિયાનો દર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અને લિવિંગ ગ્રુપની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
અવકાશી અવરોધનો ક્રમ: $primary > secondary > tertiary$ છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં:
$(I)$ એ $1$-આયોડોબ્યુટેન છે (સારા લિવિંગ ગ્રુપ $I^-$ સાથેનું પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ).
$(II)$ એ $1$-ક્લોરોબ્યુટેન છે (નબળા લિવિંગ ગ્રુપ $Cl^-$ સાથેનું પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ).
$(III)$ એ ક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેન છે (દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ).
$(IV)$ એ સાયક્લોહેક્ઝાઈલમિથાઈલ ક્લોરાઈડ છે (પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ,પરંતુ સાયક્લોહેક્ઝેન રિંગને કારણે અવકાશી અવરોધ ધરાવે છે).
$(I)$ અને $(II)$ ની સરખામણી કરતા,બંને પ્રાથમિક છે,પરંતુ $I^-$ એ $Cl^-$ કરતા સારું લિવિંગ ગ્રુપ હોવાથી $(I)$ વધુ સક્રિય છે.
$(I)$ અને $(IV)$ ની સરખામણી કરતા,$(I)$ માં $(IV)$ કરતા ઓછો અવકાશી અવરોધ છે.
તેથી,$(I)$ સૌથી ઝડપી દરે $S_{N}2$ પ્રક્રિયા આપે છે.

(D) પ્રક્રિયા $(A)$ એ હાઇડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન છે,જે દ્વિબંધ પર પાણીના એન્ટિ-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણને અનુસરે છે.
પ્રક્રિયા $(B)$ એ ઓક્સિમર્ક્યુરેશન-ડિમર્ક્યુરેશન છે,જે દ્વિબંધ પર પાણીના માર્કોવનીકોવ ઉમેરણને અનુસરે છે.
પ્રક્રિયા $(B)$ માં,પ્રારંભિક પદાર્થ $CH_3-CH=CH-Ph$ એ અસમપ્રમાણ આલ્કીન છે. $H_2O$ નું ઉમેરણ માર્કોવનીકોવના નિયમને અનુસરે છે,જેના પરિણામે ફિનાઈલ જૂથ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમ પર કાયરલ કેન્દ્ર બને છે.
આ પ્રક્રિયા ચક્રીય મર્ક્યુરેનિયમ આયન મધ્યવર્તી દ્વારા આગળ વધતી હોવાથી,પાણીનો હુમલો બંને બાજુથી થઈ શકે છે,જે $CH_3-CH(OH)-CH_2-Ph$ નીપજના રેસેમિક મિશ્રણ તરફ દોરી જાય છે.

(B) ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ પ્રકાશની હાજરીમાં હવાથી ધીમે ધીમે ઓક્સિડાઈઝ થઈને ફોસજીન $(COCl_2)$ નામનો અત્યંત ઝેરી વાયુ બનાવે છે.
$2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{light} 2COCl_2 + 2HCl$
આ ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે,ક્લોરોફોર્મને ઘેરા રંગની બોટલોમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે અને તેમાં થોડી માત્રામાં ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
ઇથેનોલ કોઈપણ બનેલા ફોસજીનને હાનિકારક ડાયઇથાઇલ કાર્બોનેટમાં રૂપાંતરિત કરીને સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે કાર્ય કરે છે:
$COCl_2 + 2C_2H_5OH \rightarrow (C_2H_5O)_2CO + 2HCl$.

(C) આલ્કાઇલ હેલાઇડની જલીય $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
$C_2H_5Br + \text{aq. } KOH \rightarrow C_2H_5OH + KBr$
અહીં,હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^-)$ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને બ્રોમાઇડ આયન $(Br^-)$ ને દૂર કરીને ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ બનાવે છે.

(D) જો પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે,જેમાં સમતલીય કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે,તો આલ્કાઇલ હેલાઇડના આલ્કલાઇન જળવિભાજન દરમિયાન રેસેમાઇઝેશન થાય છે. આ માટે શરૂઆતનો આલ્કાઇલ હેલાઇડ કાઇરલ (પ્રકાશિક સક્રિય) હોવો જરૂરી છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CH_3-CH_2-CH(Cl)-CH_3$ ($2$-ક્લોરોબ્યુટેન) એક કાઇરલ અણુ છે કારણ કે ક્લોરિન સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ ચાર અલગ-અલગ સમૂહો $(-H, -Cl, -CH_3, -CH_2CH_3)$ સાથે જોડાયેલ છે. તેથી,તે સમતલીય કાર્બોકેટાયન બનાવી શકે છે અને રેસેમાઇઝેશન અનુભવી શકે છે.

(C) $S_{N}2$ પ્રક્રિયાઓનો દર ધ્રુવીય એપ્રોટિક (polar aprotic) દ્રાવકોમાં નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
$DMSO$ (ડાયમિથાઈલ સલ્ફોક્સાઈડ) જેવા ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકો ન્યુક્લિયોફાઈલ સાથે હાઈડ્રોજન બંધ બનાવતા નથી,જેનાથી તે વધુ સક્રિય રહે છે.
તેની સામે,$CH_{3}OH$ અને $H_{2}O$ જેવા ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકો ન્યુક્લિયોફાઈલને હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા ઘેરી લે છે,જે તેની ન્યુક્લિયોફિલીસીટી ઘટાડે છે અને $S_{N}2$ પ્રક્રિયાને ધીમી પાડે છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયામાં,ટર્ટ-બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડમાં રહેલા બ્રોમીન પરમાણુ $(-Br)$ નું સ્થાન પાણીમાંથી મળતા હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ દ્વારા લેવામાં આવે છે.
આવનાર સમૂહ કેન્દ્રાનુરાગી $(-OH^-)$ હોવાથી,આ કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,આ $S_N1$ ક્રિયાવિધિને અનુસરે છે કારણ કે પ્રક્રિયક તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે.

(C) $hv$ (સૂર્યપ્રકાશ) ની હાજરીમાં ટોલ્યુઈન સાથે $Cl_{2}$ ની પ્રક્રિયા એ સાઈડ ચેઈન પર થતી મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે,જે બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(A)$ બનાવે છે.
$C_{6}H_{5}CH_{3} + Cl_{2} \xrightarrow{hv} C_{6}H_{5}CH_{2}Cl + HCl$
અહીં,$A$ એ બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_{6}H_{5}CH_{2}Cl)$ છે.
જ્યારે બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(A)$ ની પ્રક્રિયા $H_{2}O$ (જળવિભાજન) સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન દ્વારા બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ $(B)$ બનાવે છે.
$C_{6}H_{5}CH_{2}Cl + H_{2}O \xrightarrow{\Delta} C_{6}H_{5}CH_{2}OH + HCl$
આમ,$A$ એ બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ છે અને $B$ એ બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ છે.

(C) આલ્કાઇલ હેલાઇડ $(R-X)$ ની સૂકા સિલ્વર ઓક્સાઇડ $(Ag_2O)$ સાથે ગરમ કરવાથી ઈથર મળે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2 R-X + Ag_2O \xrightarrow{\Delta} R-O-R + 2 AgX$
આપેલ પ્રક્રિયા $2 A + \text{dry silver oxide} \xrightarrow{\Delta} \text{ether} + 2 \operatorname{Ag} X$ સાથે સરખામણી કરતા,આપણે કહી શકીએ કે $A$ એ આલ્કાઇલ હેલાઇડ $(R-X)$ છે.

(B) પ્રાપ્ત થયેલ સંયોજન ટોલેન્સ પ્રક્રિયકનું રિડક્શન કરે છે,તેથી તે આલ્ડિહાઈડ હોવું જોઈએ.
જેમ-ડાયહેલાઈડ (જ્યાં બંને હેલોજન પરમાણુ એક જ કાર્બન પર હોય) નું જળવિભાજન કરવાથી જેમ-ડાયોલ મળે છે,જે અસ્થાયી છે અને પાણીનો અણુ ગુમાવીને આલ્ડિહાઈડ અથવા કીટોન બનાવે છે.
આલ્ડિહાઈડ બનવા માટે,ડાયહેલોઆલ્કેન ટર્મિનલ જેમ-ડાયહેલાઈડ હોવો જોઈએ (એટલે કે,$-Cl$ પરમાણુઓ $C_{1}$ સ્થાન પર હોવા જોઈએ).
આમ,$CH_{3}CH_{2}CHCl_{2}$ ($1,1$-ડાયક્લોરોપ્રોપેન) ના જળવિભાજનથી પ્રોપેનાલ $(CH_{3}CH_{2}CHO)$ મળે છે,જે ટોલેન્સ પ્રક્રિયકનું રિડક્શન કરે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_{3}CH_{2}CHCl_{2}$ $\xrightarrow{H_{2}O} CH_{3}CH_{2}CH(OH)_{2}$ $\xrightarrow{-H_{2}O} CH_{3}CH_{2}CHO$ $\xrightarrow{\text{Tollen's reagent}} CH_{3}CH_{2}COOH + Ag \downarrow$

(C) $KCN$ એક આયનીય સંયોજન છે,તેથી તે $CN^-$ આયનો આપે છે જે એમ્બિડેન્ટ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે. કાર્બન પરમાણુ વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક હોવાથી,તે આલ્કાઈલ સાયનાઈડ $(C_2H_5CN)$ બનાવે છે.
તેથી,પ્રક્રિયા $C_2H_5Br + KCN \rightarrow C_2H_5NC + KBr$ આ રીતે થતી નથી; તે $C_2H_5CN$ (ઈથાઈલ સાયનાઈડ) ઉત્પન્ન કરશે.
$AgCN$ સહસંયોજક છે,તેથી નાઈટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફિલિક સાઈટ છે,જે આલ્કાઈલ આઈસોસાયનાઈડ $(C_2H_5NC)$ બનાવે છે.
$AgNO_2$ સહસંયોજક છે,જે નાઈટ્રોઆલ્કેન $(C_2H_5NO_2)$ બનાવે છે.
$KNO_2$ આયનીય છે,જે આલ્કાઈલ નાઈટ્રાઈટ $(C_2H_5ONO)$ બનાવે છે.

(A) મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3Br)$ માં $C-Br$ બંધ લંબાઈ પ્રાયોગિક રીતે આશરે $193 \ pm$ નક્કી કરવામાં આવી છે। આ મૂલ્ય કાર્બન $(77 \ pm)$ અને બ્રોમિન $(114 \ pm)$ ની સહસંયોજક ત્રિજ્યા સાથે સુસંગત છે।

(C) હેલોઆલ્કેનનું ઉત્કલનબિંદુ વાન્ડર વાલ્સ બળોના મૂલ્ય પર આધાર રાખે છે,જે હેલોજન પરમાણુના આણ્વીય દળમાં વધારા સાથે વધે છે.
આપેલા હેલોજનમાં આયોડિનનું આણ્વીય દળ સૌથી વધુ હોવાથી,$CH_3I$ માં આંતરઆણ્વીય બળો સૌથી મજબૂત હોય છે.
તેથી,ઉત્કલનબિંદુનો ક્રમ $CH_3I > CH_3Br > CH_3Cl > CH_3F$ છે.
આમ,$CH_3I$ (આયોડોમિથેન) નું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ છે.

(B) આપેલ આલ્કાઈલ સમૂહ માટે,હેલોજનના પરમાણ્વીય દળમાં વધારા સાથે ઉત્કલનબિંદુ વધે છે.
જેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ વધે છે,તેમ વાન ડર વાલ્સ બળોનું મૂલ્ય વધે છે,જેના પરિણામે ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું જાય છે.
તેથી,આપેલ આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સના ઉત્કલનબિંદુનો ક્રમ આ મુજબ છે: $CH_3I > CH_3Br > CH_3Cl > CH_3F$.
આમ,$CH_3F$ (ફ્લોરોમિથેન) નું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.

(A) તૃતીયક બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડનું જલીય આલ્કલી (જેમ કે $NaOH$ અથવા $KOH$) સાથેનું આલ્કલાઇન જળવિભાજન $SN^1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે:
તબક્કો $1$: $(CH_3)_3C-Br \rightarrow (CH_3)_3C^+ + Br^-$ (ધીમો,વેગ નિર્ણાયક તબક્કો)
તબક્કો $2$: $(CH_3)_3C^+ + OH^- \rightarrow (CH_3)_3C-OH$ (ઝડપી તબક્કો)
બહુ-તબક્કાની પ્રક્રિયા માટેના એનર્જી પ્રોફાઇલ ડાયાગ્રામમાં,સૌથી ઉચ્ચ શિખર વેગ નિર્ણાયક તબક્કાની સંક્રાંતિ અવસ્થાને અનુરૂપ હોય છે.
કારણ કે પ્રથમ તબક્કો વેગ નિર્ણાયક તબક્કો છે,તેથી એનર્જી પ્રોફાઇલ ડાયાગ્રામમાં સૌથી ઉચ્ચ ઉર્જા અવરોધ (શિખર) એ $1^{st}$ તબક્કાની સંક્રાંતિ અવસ્થા દર્શાવે છે.

(A) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક એ $R-Mg-X$ સામાન્ય સૂત્ર ધરાવતું કાર્બ-ધાત્વિક સંયોજન છે,જ્યાં $R$ એ કાર્બનિક સમૂહ છે અને $X$ એ હેલોજન છે. તે શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ હેલાઈડની મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.

(A) $Van \ der \ Waals$ આકર્ષણ બળોના વધતા મૂલ્યને કારણે આણ્વીય દળમાં વધારા સાથે ઉત્કલનબિંદુ વધે છે.
$CH_3F$ (ફ્લોરોમિથેન) નું આણ્વીય દળ આપેલા સંયોજનોમાં સૌથી ઓછું હોવાથી,તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું હોય છે.

(D) જો અણુમાં કાઈરલ કેન્દ્ર હોય,એટલે કે કાર્બન પરમાણુ ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલો હોય,તો તે અણુ કાઈરલ કહેવાય.
$1$. $2-$ક્લોરોપ્રોપેન: $CH_3-CHCl-CH_3$ (મધ્યવર્તી કાર્બન બે સમાન મિથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકાઈરલ છે).
$2$. $2-$ક્લોરો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-CCl(CH_3)-CH_2-CH_3$ (મધ્યવર્તી કાર્બન બે સમાન મિથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકાઈરલ છે).
$3$. $3-$ક્લોરો$-3-$મિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-CH_2-CCl(CH_3)-CH_3$ (મધ્યવર્તી કાર્બન બે સમાન મિથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકાઈરલ છે).
$4$. $2-$ક્લોરોપેન્ટેન: $CH_3-CHCl-CH_2-CH_2-CH_3$ ($C-2$ કાર્બન ચાર અલગ-અલગ સમૂહો: $-H$,$-Cl$,$-CH_3$,અને $-CH_2CH_2CH_3$ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે કાઈરલ છે).
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) કાઈરલ કાર્બન પરમાણુ એટલે એવો કાર્બન પરમાણુ જે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો અથવા પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય.
ચાલો બંધારણોનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$. $2-$આયોડોપ્રોપેન: $CH_3-CH(I)-CH_3$. મધ્યસ્થ કાર્બન બે સમાન $-CH_3$ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકાઈરલ છે.
$B$. $2-$આયોડો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-C(I)(CH_3)-CH_2-CH_3$. મધ્યસ્થ કાર્બન બે સમાન $-CH_3$ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકાઈરલ છે.
$C$. $2-$આયોડો$-3-$મિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-CH(I)-CH(CH_3)_2$. $2$ નંબરના સ્થાન પરનો કાર્બન ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે: $-H$,$-I$,$-CH_3$,અને $-CH(CH_3)_2$. તેથી,તે કાઈરલ અણુ છે.
$D$. $3-$આયોડોપેન્ટેન: $CH_3-CH_2-CH(I)-CH_2-CH_3$. $3$ નંબરના સ્થાન પરનો કાર્બન બે સમાન $-CH_2CH_3$ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકાઈરલ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) કાઈરલ અણુ તે છે જેમાં ઓછામાં ઓછો એક કાઈરલ કાર્બન પરમાણુ હોય (એક કાર્બન પરમાણુ જે ચાર અલગ અલગ જૂથો સાથે જોડાયેલ હોય).
$n$-બ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2Br$ (કોઈ કાઈરલ કાર્બન નથી).
$sec$-બ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ: $CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3$. ફૂદડી $({}^*)$ વડે ચિહ્નિત કાર્બન પરમાણુ ચાર અલગ અલગ જૂથો સાથે જોડાયેલ છે: $-H, -CH_3, -Br, -CH_2CH_3$. તેથી,તે કાઈરલ છે.
આઈસોબ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ: $(CH_3)_2CH-CH_2Br$ (કોઈ કાઈરલ કાર્બન નથી).
$tert$-બ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ: $(CH_3)_3CBr$ (કોઈ કાઈરલ કાર્બન નથી).
તેથી,$sec$-બ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ એ કાઈરલ અણુ છે.

(C) જો અણુમાં ઓછામાં ઓછો એક કાઈરલ કાર્બન પરમાણુ (ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ) હોય,તો તે અણુ કાઈરલ છે.
$A$. $2-$બ્રોમોપ્રોપેન: $CH_3-CH(Br)-CH_3$. મધ્યસ્થ કાર્બન બે સમાન મિથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે. તે અકાઈરલ છે.
$B$. $2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-C(Br)(CH_3)-CH_2-CH_3$. મધ્યસ્થ કાર્બન બે સમાન મિથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે. તે અકાઈરલ છે.
$C$. $2-$બ્રોમો$-3-$મિથાઈલબ્યુટેન: $CH_3-CH(Br)-CH(CH_3)_2$. સ્થાન $2$ પરનો કાર્બન ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે: $-H$,$-Br$,$-CH_3$,અને $-CH(CH_3)_2$. તેથી,તે કાઈરલ છે.
$D$. $3-$બ્રોમોપેન્ટેન: $CH_3-CH_2-CH(Br)-CH_2-CH_3$. મધ્યસ્થ કાર્બન બે સમાન ઈથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે. તે અકાઈરલ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) જો કોઈ સંયોજનમાં કાઈરલ કેન્દ્ર (ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ અસમપ્રમાણ કાર્બન પરમાણુ) ન હોય,તો તે પ્રકાશીય રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.
$1.$ $2-$ક્લોરો-$2-$મિથાઈલબ્યુટેન: $C-2$ કાર્બન બે સમાન મિથાઈલ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે કાઈરલ નથી. આમ,તે પ્રકાશીય રીતે નિષ્ક્રિય છે.
$2.$ $3-$ક્લોરોહેક્ઝેન: $C-3$ કાર્બન $-H$,$-Cl$,$-CH_2CH_3$ અને $-CH_2CH_2CH_3$ સાથે જોડાયેલ છે. ચારેય સમૂહો અલગ હોવાથી તે કાઈરલ અને પ્રકાશીય રીતે સક્રિય છે.
$3.$ $2-$ક્લોરો-$3-$મિથાઈલબ્યુટેન: $C-2$ કાર્બન $-H$,$-Cl$,$-CH_3$ અને $-CH(CH_3)_2$ સાથે જોડાયેલ છે. ચારેય સમૂહો અલગ હોવાથી તે કાઈરલ અને પ્રકાશીય રીતે સક્રિય છે.
$4.$ $2-$ક્લોરોપેન્ટેન: $C-2$ કાર્બન $-H$,$-Cl$,$-CH_3$ અને $-CH_2CH_2CH_3$ સાથે જોડાયેલ છે. ચારેય સમૂહો અલગ હોવાથી તે કાઈરલ અને પ્રકાશીય રીતે સક્રિય છે.
તેથી,$2-$ક્લોરો-$2-$મિથાઈલબ્યુટેન એ પ્રકાશીય રીતે નિષ્ક્રિય સંયોજન છે.

(B) $tert$-બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડ $((CH_3)_3CBr)$ ની સિલ્વર ફ્લોરાઇડ $(AgF)$ સાથેની પ્રક્રિયા સ્વાર્ટ્સ પ્રક્રિયા છે,જેનો ઉપયોગ આલ્કાઇલ ફ્લોરાઇડના સંશ્લેષણ માટે થાય છે.
જોકે,$tert$-બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડ એ તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે. જ્યારે તેને $AgF$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન ($S_N1$ અથવા $S_N2$) ને બદલે $E1$ વિલોપન પ્રક્રિયા અનુભવે છે,કારણ કે તૃતીયક કાર્બોકેટાયન ખૂબ જ સ્થાયી હોય છે અને ફ્લોરાઇડ આયન બેઇઝ તરીકે વર્તે છે.
પરિણામે,$HBr$ ના વિલોપનને કારણે મુખ્ય નીપજ તરીકે $2$-મિથાઇલપ્રોપીન (આઇસોબ્યુટાઇલિન) મળે છે.