Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(A) જે સંયોજનમાં ઓછામાં ઓછો એક કીરાલ કાર્બન (ચાર અલગ અલગ સમૂહ સાથે જોડાયેલ કાર્બન) હોય તે કીરાલ કહેવાય.
$1$. $CH_3-CH_2-CH_2Cl$ માં,$C-2$ કાર્બન બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે અકીરાલ (achiral) છે.
$2$. $CH_3-CHD-CH_2Cl$ માં,$C-2$ કાર્બન $-CH_3, -H, -D$ અને $-CH_2Cl$ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે કીરાલ છે.
$3$. $CH_3-CHCl-CH_2Cl$ માં,$C-2$ કાર્બન $-CH_3, -H, -Cl$ અને $-CH_2Cl$ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે કીરાલ છે.
$4$. $CH_3-CH_2-CHDCl$ માં,$C-1$ કાર્બન $-CH_3-CH_2, -H, -D$ અને $-Cl$ સાથે જોડાયેલ છે,તેથી તે કીરાલ છે.
આમ,$CH_3-CH_2-CH_2Cl$ એ અકીરાલ સંયોજન છે.

(A) $1$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CH_2CH_2Cl)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન (વિલોપન) પ્રક્રિયા છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2Cl + KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_3CH_2CH=CH_2 + KCl + H_2O$.
મળતી નીપજ $1$-બ્યુટીન છે.

(D) આલ્કાઇલ હેલાઇડના $S_N1$ પ્રક્રિયા દ્વારા હાઇડ્રોલિસિસનો દર બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$(C_6H_5)_3CCl$ એ ટ્રાયફિનાઇલમિથાઇલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5)_3C^+$ બનાવે છે.
આ કાર્બોકેટાયન ત્રણ ફિનાઇલ રિંગની હાજરીને કારણે રેઝોનન્સ દ્વારા અત્યંત સ્થિર બને છે.
તેથી,$(C_6H_5)_3CCl$ માંથી બનતો કાર્બોકેટાયન સૌથી વધુ સ્થિર હોવાથી,તે સૌથી ઝડપથી હાઇડ્રોલિસિસ પામે છે.

(B) $1$. $C_2H_5I$ આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન) ઈથીન $(X)$ બનાવે છે: $C_2H_5I \xrightarrow{\text{alc. } KOH} CH_2=CH_2 (X)$.
$2$. ઈથીન $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા) $1,2$-ડાયબ્રોમોઈથેન $(Y)$ બનાવે છે: $CH_2=CH_2 \xrightarrow{Br_2} CH_2Br-CH_2Br (Y)$.
$3$. $1,2$-ડાયબ્રોમોઈથેન $KCN$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન) સક્સિનોનાઈટ્રાઈલ $(Z)$ બનાવે છે: $CH_2Br-CH_2Br \xrightarrow{KCN} CN-CH_2-CH_2-CN (Z)$.

(C) ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ પ્રકાશની હાજરીમાં હવા દ્વારા ધીમે ધીમે ઓક્સિડાઈઝ થઈને અત્યંત ઝેરી વાયુ,કાર્બોનિલ ક્લોરાઈડ,જેને ફોસ્જીન $(COCl_2)$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{\text{light/air}} 2COCl_2 + 2HCl$.
તેથી,$X$ એ હવા અને પ્રકાશ દર્શાવે છે.

(D) ${S}_{N}1$ પ્રક્રિયાનો દર કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા અને લિવિંગ ગ્રુપ (leaving group) ના દૂર થવાની સરળતા પર આધાર રાખે છે.
${S}_{N}1$ પ્રક્રિયાના દર-નિર્ધારક તબક્કામાં,કાર્બન-હેલોજન બંધ તૂટે છે.
આ બંધ તૂટવાની સરળતા $C-X$ બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે.
હેલોજન પરમાણુનું કદ વધતા બંધની મજબૂતી ઘટે છે $(F > Cl > Br > I)$.
તેથી,$C-I$ બંધ સૌથી નબળો છે અને સૌથી સરળતાથી તૂટે છે,જે આયોડાઈડ આયનને શ્રેષ્ઠ લિવિંગ ગ્રુપ બનાવે છે.
આમ,$(CH_3)_3C - I$ સૌથી ઝડપથી પ્રક્રિયા આપે છે.

(C) કાર્બન-હેલોજન $(C-X)$ બંધની પ્રબળતા બંધ લંબાઈ પર આધાર રાખે છે.
જેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ વધે છે,તેમ બંધ લંબાઈ વધે છે અને બંધની પ્રબળતા ઘટે છે.
પરમાણુ કદનો ક્રમ $F < Cl < Br < I$ છે.
તેથી,બંધ પ્રબળતાનો ક્રમ $C-F > C-Cl > C-Br > C-I$ છે.
આમ,$CH_3F$ માં $C-F$ બંધ સૌથી પ્રબળ છે.

(A) $CH_2 = CHCl$ માં,ક્લોરિન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. સંસ્પંદનને કારણે,$C-Cl$ બંધ આંશિક દ્વિ-બંધ ગુણધર્મ પ્રાપ્ત કરે છે,જે તેને મજબૂત અને ટૂંકો બનાવે છે,જેથી તે કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રત્યે સૌથી ઓછું પ્રક્રિયાશીલ બને છે.

(A) $CH_3CH_2Cl + KOH(aq.) \rightarrow CH_3CH_2OH + KCl$ પ્રક્રિયામાં,હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^-)$ કેન્દ્રાનુરાગી તરીકે વર્તે છે.
તે ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ અણુમાં ક્લોરિન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા ઇલેક્ટ્રોનઅનુરાગી કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરે છે.
ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^-)$ દૂર થતા સમૂહ તરીકે દૂર થાય છે.
આથી,આ પ્રક્રિયા કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.

(A) $S_{N}1$ પ્રક્રિયાની સક્રિયતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$S_{N}1$ પ્રક્રિયા માટે સક્રિયતાનો ક્રમ: $3^{\circ} \text{ આલ્કાઇલ હેલાઇડ} > 2^{\circ} \text{ આલ્કાઇલ હેલાઇડ} > 1^{\circ} \text{ આલ્કાઇલ હેલાઇડ} > \text{મિથાઇલ હેલાઇડ}$.
$(CH_3)_3C-Br$ એ $3^{\circ}$ આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે,જે સ્થાયી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
તેથી,$(CH_3)_3C-Br$ એ $S_{N}1$ પ્રક્રિયા માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(B) જ્યારે ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ ની સાંદ્ર નાઇટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે ક્લોરોપિક્રિન $(CCl_3NO_2)$ મળે છે,જેને ટ્રાયક્લોરોનાઇટ્રોમિથેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા:
$CHCl_3 + HNO_3 \to CCl_3NO_2 + H_2O$

(A) $S_N2$ કાર્યપદ્ધતિમાં ન્યુક્લિયોફાઇલ દ્વારા લિવિંગ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર પાછળથી હુમલો કરવામાં આવે છે.
તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડમાં,મધ્યવર્તી કાર્બન પરમાણુ ત્રણ મોટા આલ્કાઇલ સમૂહોથી ઘેરાયેલો હોય છે.
આ મોટા સમૂહો નોંધપાત્ર અવકાશીય અવરોધ (steric hindrance) પેદા કરે છે,જે ન્યુક્લિયોફાઇલને કાર્બન પરમાણુની નજીક આવતા અટકાવે છે.
તેથી,તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ $S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે વ્યવહારિક રીતે નિષ્ક્રિય છે.

(A) શુદ્ધ $CHCl_3$ (ક્લોરોફોર્મ) અને $CHI_3$ (આયોડોફોર્મ) બંને હેલોફોર્મ છે.
$CHCl_3$ ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી છે,જ્યારે $CHI_3$ પીળા રંગનો ઘન પદાર્થ છે.
તેથી,તેમને તેમની ભૌતિક અવસ્થા દ્વારા સરળતાથી અલગ પાડી શકાય છે.

(A) $S_{N}1$ પ્રતિક્રિયાઓ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પ્રતિક્રિયાશીલતા નક્કી કરે છે.
$PhCH_2Cl$ એ રેઝોનન્સ-સ્થિર બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $(Ph-CH_2^+)$ બનાવે છે.
$Ph-Cl$ એ એરાઈલ હેલાઈડ છે અને $S_{N}1$ પ્રતિક્રિયા માટે સૌથી ઓછું સક્રિય છે.
$CH_3CHClCH_3$ એ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$p-NO_2-C_6H_4CH_2Cl$ બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,પરંતુ $NO_2$ જૂથ એ મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-ખેંચનાર જૂથ ($-I$ અને $-M$ અસર) છે,જે કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર બનાવે છે.
સ્થિરતાની સરખામણી કરતા,અવેજી વગરનું બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $(PhCH_2^+)$ એ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન કરતા વધુ સ્થિર છે અને $NO_2$-અવેજી બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન કરતા ઘણું વધારે સ્થિર છે. તેથી,$PhCH_2Cl$ સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(D) $S_{N}2$ પ્રક્રિયામાં,પ્રક્રિયાનો દર લિવિંગ ગ્રુપ (leaving group) ની દૂર થવાની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે. લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતાનો ક્રમ $I^{-} > Br^{-} > Cl^{-} > F^{-}$ છે. જેમ હેલોજનનું કદ વધે છે તેમ $C-X$ બંધની મજબૂતી ઘટે છે $(C-I < C-Br < C-Cl < C-F)$,તેથી આયોડાઇડ માટે બંધ તોડવો સૌથી સરળ છે. તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $RI > RBr > RCl > RF$ છે.

(A) $C_6H_5I$ (આયોડોબેન્ઝિન) $AgNO_3$ સાથે અવક્ષેપ આપતું નથી કારણ કે સંસ્પંદનને લીધે $C-I$ બંધ આંશિક દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે,જે તેને ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન સામે પ્રતિરોધક બનાવે છે.
$C_6H_5CH_2I$ (બેન્ઝાઈલ આયોડાઈડ) $NaOH$ સાથે જળવિભાજન પામીને બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ અને $NaI$ બનાવે છે. $I^-$ આયનો $AgNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $AgI$ ના પીળા અવક્ષેપ આપે છે.
તેથી,$B$ એ $C_6H_5CH_2I$ છે અને $A$ એ $C_6H_5I$ છે.

(B) પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $3^{\circ} \text{ હેલાઇડ} > 2^{\circ} \text{ હેલાઇડ} > 1^{\circ} \text{ હેલાઇડ} > CH_3X$ એ $S_N1$ પ્રક્રિયાની લાક્ષણિકતા છે.
$S_N1$ પ્રક્રિયામાં,પ્રક્રિયાનો વેગ નક્કી કરતું સોપાન કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી સંયોજનનું નિર્માણ છે.
પ્રેરક અસર અને અતિસંયુગ્મનને કારણે $3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન એ $2^{\circ}$,$1^{\circ}$ અને મિથાઈલ કાર્બોકેટાયન કરતા વધુ સ્થાયી હોવાથી,$3^{\circ}$ હેલાઇડ સૌથી ઝડપથી પ્રક્રિયા આપે છે.
તેનાથી વિપરીત,અવકાશી અવરોધને કારણે $S_N2$ પ્રક્રિયાઓ $CH_3X > 1^{\circ} > 2^{\circ} > 3^{\circ}$ ક્રમ અનુસરે છે.

(C) $S_N1$ પ્રક્રિયા સમતલીય કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે.
કાર્બોકેટાયન સમતલીય હોવાથી,ન્યુક્લિયોફાઇલ આગળની અથવા પાછળની બાજુથી સમાન સંભાવના સાથે હુમલો કરી શકે છે.
આના પરિણામે બંને એનાન્ટિઓમર્સ સમાન પ્રમાણમાં બને છે,જે રેસેમિક મિશ્રણ આપે છે.

(B) આઈસોમેરિક હેલોઆલ્કેનનું ઉત્કલન બિંદુ શાખાઓ વધવાની સાથે ઘટે છે કારણ કે શાખાઓ અણુની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટાડે છે,જે વાન ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળોનું મૂલ્ય ઘટાડે છે.
$(a)$ $CH_3CH_2CH_2CH_2Br$ એ સીધી શૃંખલા ધરાવતું પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ ($n$-બ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ) છે.
$(b)$ $(CH_3)_2CHCH_2Br$ એ શાખિત પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ (આઈસોબ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ) છે.
$(c)$ $(CH_3)_3CBr$ એ તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ (tert-બ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડ) છે,જે સૌથી વધુ શાખિત છે.
તેથી,ઉત્કલન બિંદુનો ક્રમ $(c) < (b) < (a)$ છે.

(C) $S_{N}1$ પ્રક્રિયા વિધિ પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ ક્લોરાઇડ આયન ગુમાવીને બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2^+)$ બનાવે છે.
આ કાર્બોકેટાયન બેન્ઝીન વલય સાથેના સંસ્પંદન (resonance) દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર બને છે.
તેથી,અન્ય આપેલા વિકલ્પોની સરખામણીમાં બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ સરળતાથી $S_{N}1$ પ્રક્રિયા અનુભવે છે.

(A) જે પ્રક્રિયા સંપૂર્ણ વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ દર્શાવે છે તે $S_N2$ ક્રિયાવિધિ છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયાઓ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડમાં ઓછી અવકાશીય અવરોધને કારણે સરળતાથી થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CH_3Cl$ એ પ્રાથમિક હેલાઈડ (મિથાઈલ ક્લોરાઈડ) છે જે સંપૂર્ણ વિન્યાસના વ્યુત્ક્રમણ (વોલ્ડન વ્યુત્ક્રમણ) સાથે $S_N2$ પ્રક્રિયા આપે છે.
$(CH_3)_3CCl$ એ તૃતીયક હેલાઈડ છે અને તે $S_N1$ ક્રિયાવિધિ પસંદ કરે છે,જ્યારે $(CH_3)_2CHCl$ એ દ્વિતીયક હેલાઈડ છે.

(B) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $R-X + Mg \xrightarrow{\text{dry ether}} R-Mg-X$
જ્યારે આલ્કિલ હેલાઈડની પ્રક્રિયા શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં $Mg$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે આલ્કિલ મેગ્નેશિયમ હેલાઈડ બને છે,જેને ગ્રિગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) બેન્ઝાઇલ બ્રોમાઇડની ઇથેનોલ સાથેની પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી સંયોજન બને છે. પ્રક્રિયાનો દર બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. $p$-મિથોક્સિ સમૂહ એ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ સમૂહ ($+M$ અસર) છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા કાર્બોકેટાયનને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે. તેથી,$p$-મિથોક્સિ બેન્ઝાઇલ બ્રોમાઇડ સૌથી વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન બનાવે છે અને ઇથેનોલ સાથે સૌથી ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.

(B) $CH_3COCH_2CH_2Br$ માં,કાર્બોનિલ સમૂહની ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક અસરને કારણે $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એસિડિક હોય છે.
આલ્કોહોલીક $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી,તે $CH_3CO\bar{C}H-CH_2Br$ કાર્બએનાયન બનાવે છે જે કાર્બોનિલ સમૂહ સાથે સંસ્પદન (resonance) દ્વારા સ્થિર થાય છે.
આ સ્થિરતા એલિમિનેશન પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે,જેના કારણે તે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(A) આઇસોપેન્ટેન એટલે $2$-મિથાઈલબ્યુટેન,જેનું બંધારણ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ છે.
મોનોક્લોરીનેશન ચાર અલગ-અલગ પ્રકારના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ પર થઈ શકે છે:
$1$. $C_1$ પર (ટર્મિનલ મિથાઈલ): $CH_2Cl-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ (અકાઈરલ).
$2$. $C_2$ પર (તૃતીયક કાર્બન): $CH_3-CCl(CH_3)-CH_2-CH_3$ (કાઈરલ,પ્રતિબિંબ કારક યુગ્મ બનાવે છે).
$3$. $C_3$ પર (દ્વિતીયક કાર્બન): $CH_3-CH(CH_3)-CHCl-CH_3$ (કાઈરલ,પ્રતિબિંબ કારક યુગ્મ બનાવે છે).
$4$. $C_4$ પર (ટર્મિનલ મિથાઈલ): $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2Cl$ (અકાઈરલ).
આમ,$2$ કાઈરલ કેન્દ્રો બને છે,જે દરેક એક પ્રતિબિંબ કારક યુગ્મ બનાવે છે.
તેથી,શક્ય પ્રતિબિંબ કારક યુગ્મોની સંખ્યા $2$ છે.

(D) $S_N2$ પ્રક્રિયામાં ન્યુક્લિયોફાઇલ અસમિતિય કાર્બન પરમાણુ પર પાછળની બાજુથી હુમલો કરે છે.
આના પરિણામે વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion of configuration) થાય છે,જેને $Walden$ વ્યુત્ક્રમણ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
ન્યુક્લિયોફાઇલ લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ દિશામાંથી હુમલો કરતું હોવાથી,અસમિતિય કેન્દ્રની આસપાસના પરમાણુઓની અવકાશી ગોઠવણી ઉલટાઈ જાય છે.
તેથી,મળતી નીપજ એ પ્રક્રિયકની સાપેક્ષમાં ઉલટાયેલા વિન્યાસ ધરાવતો એક જ અવકાશીય સમઘટક હોય છે.

(B) ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ ની સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા નાઈટ્રેશન પ્રક્રિયા છે,જે ક્લોરોપિક્રિન $(CCl_3NO_2)$ બનાવે છે,જેને ટ્રાયક્લોરોનાઈટ્રોમિથેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $CHCl_3 + HNO_3 (\text{conc.}) \rightarrow CCl_3NO_2 + H_2O$.

(B) આલ્કોહોલિક $KOH$ માં આલ્કોક્સાઈડ આયન $(RO^-)$ હોય છે,જે પ્રબળ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે. તે $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરવામાં મદદ કરે છે,જેના પરિણામે હેલોઆલ્કેનમાંથી હાઈડ્રોજન હેલાઈડનો અણુ દૂર થાય છે. આ પ્રક્રિયાને ડિહાઈડ્રોહેલોજીનેશન કહેવામાં આવે છે.

(D) એસિટોનની હાજરીમાં અનુરૂપ હેલાઇડ પ્રિકર્સરનું હાઇડ્રોલિસીસ સામાન્ય રીતે $S_N1$ મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે.
આ ચોક્કસ પ્રતિક્રિયામાં,રચાયેલ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી $p$-મેથોક્સી ગ્રુપ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
ઉત્પાદનની સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી સમતલીય કાર્બોકેટાયન પર ન્યુક્લિયોફાઇલના હુમલા પર આધારિત છે.
આપેલ બંધારણોને જોતા,$S_N1$ માર્ગમાં સ્ટીરિયોસ્પેસિફિસિટીના અભાવને કારણે આ પ્રતિક્રિયા $K$ અને $M$ બંને ડાયાસ્ટીરિયોમેરિક ઉત્પાદનોના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.

(A) $F$ થી $I$ તરફ જતાં હેલોજન પરમાણુનું કદ વધે છે.
જેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ વધે છે,તેમ કાર્બન અને હેલોજનની કક્ષકો વચ્ચેનું ઓવરલેપ ઓછું અસરકારક બને છે,જેના પરિણામે બંધ લાંબો અને નિર્બળ બને છે.
તેથી,બંધ વિયોજન ઉર્જાનો ક્રમ $CH_3-F > CH_3-Cl > CH_3-Br > CH_3-I$ મુજબ ઘટે છે.

(D) સંયોજન '$X$' ત્રણ કાર્બન ધરાવે છે અને જલીય $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આલ્ડિહાઈડ બનાવે છે. આ સૂચવે છે કે '$X$' એ ટર્મિનલ સ્થાન પર રહેલ જેમિનલ ડાયહેલાઈડ છે,એટલે કે $1,1$-ડાયક્લોરોપ્રોપેન $(CH_3CH_2CHCl_2)$.
જલીય $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા: $CH_3CH_2CHCl_2 + 2KOH(aq) \rightarrow CH_3CH_2CHO + 2KCl + H_2O$.
આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા: $CH_3CH_2CHCl_2 + 2KOH(alc) \rightarrow CH_3C \equiv CH + 2KCl + 2H_2O$.
નીપજ $CH_3C \equiv CH$ (પ્રોપાઈન) એ ટર્મિનલ આલ્કાઈન છે,જે એમોનિયકલ $Cu_2Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કોપર$(I)$ પ્રોપાઈનાઈડ $(CH_3C \equiv CCu)$ ના લાલ રંગના અવક્ષેપ આપે છે.

(A) જેમિનલ ડાયહેલાઈડ્સ (જ્યાં બે હેલોજન પરમાણુઓ એક જ કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા હોય છે) જલીય $KOH$ સાથે જળવિભાજન પામીને અને ત્યારબાદ નિર્જલીકરણ દ્વારા કાર્બોનિલ સંયોજનો આપે છે.
$CH_3-CCl_2-CH_3 + 2KOH(aq) \rightarrow CH_3-C(OH)_2-CH_3 + 2KCl$
$CH_3-C(OH)_2-CH_3 \xrightarrow{-\Delta H_2O} CH_3-CO-CH_3$ (એસિટોન).
આમ,$2,2$-ડાયક્લોરોપ્રોપેન એ સાચો સમઘટક છે.

(B) જ્યારે ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ ને હવા અને સૂર્યપ્રકાશમાં ખુલ્લું મૂકવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું ઓક્સિડેશન થઈને કાર્બોનિલ ક્લોરાઈડ $(COCl_2)$ નામનો અત્યંત ઝેરી વાયુ બને છે,જેને ફોસ્જીન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{\text{Light/Air}} 2COCl_2 + 2HCl$

(D) $E2$ એલિમીનેશન પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે $Zaitsev$ ના નિયમને અનુસરે છે,જે સૌથી વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન બનવાની તરફેણ કરે છે.
જોકે,$Hofmann$ નો નિયમ તેનાથી વિપરીત છે,જેમાં મુખ્ય નીપજ તરીકે સૌથી ઓછો વિસ્થાપિત આલ્કીન મળે છે.
આ અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક પરિબળોને કારણે થાય છે જે ઓછા વિસ્થાપિત કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરવાનું સરળ બનાવે છે.
તેથી,$Hofmann$ નિયમનો અર્થ એ છે કે દ્વિ-બંધ ઓછા વિસ્થાપિત કાર્બન તરફ બને છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયામાં,બ્રોમીન પરમાણુ $(-Br)$ નું હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
પાણીનો અણુ કેન્દ્રાનુરાગી તરીકે વર્તે છે જે ઇલેક્ટ્રોનઅનુરાગી કાર્બન પર હુમલો કરે છે,તેથી આ કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,આ એક $S_N1$ પ્રક્રિયા છે જેમાં સ્થાયી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે.

(C) ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ પ્રકાશ અને હવા પ્રત્યે સંવેદનશીલ છે. જ્યારે તે પ્રકાશ અને ઓક્સિજનના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તેનું ધીમું ઓક્સિડેશન થઈને ફોસ્જિન $(COCl_2)$ નામનો અત્યંત ઝેરી વાયુ બને છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{\text{light}} 2COCl_2 + 2HCl$.
આ ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે,ક્લોરોફોર્મને ઘાટા રંગની બોટલોમાં રાખવામાં આવે છે જેથી પ્રકાશ અંદર ન જાય અને હવા સાથેનો સંપર્ક ઘટાડવા માટે તેને કાચની બોટલમાં ઉપર સુધી ભરવામાં આવે છે.

(C) શુષ્ક ઇથરની હાજરીમાં આલ્કાઇલ હેલાઇડની સોડિયમ ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયાને વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
આઇસોબ્યુટેન $(CH_3-CH(CH_3)-CH_3)$ મેળવવા માટે,આપણે મિથાઇલ ગ્રુપ $(CH_3-)$ અને આઇસોપ્રોપાઇલ ગ્રુપ $(-CH(CH_3)_2)$ ને જોડવા પડે.
તેથી,પ્રક્રિયકો મિથાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3Cl)$ અને આઇસોપ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3-CHCl-CH_3)$ હોવા જોઈએ.
પ્રક્રિયા: $CH_3Cl + CH_3-CHCl-CH_3 + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3-CH(CH_3)-CH_3 + 2NaCl$.

(B) જ્યારે $CH_3CHCl_2$ ($1$,$1$-ડાયક્લોરોઈથેન) ની પ્રક્રિયા જલીય $KOH$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન દ્વારા જેમિનલ ડાયોલ,$CH_3CH(OH)_2$ બને છે.
જેમિનલ ડાયોલ અસ્થાયી હોવાથી,તે તરત જ પાણીનો અણુ ગુમાવીને એસિટાલ્ડીહાઇડ $(CH_3CHO)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3CHCl_2 + 2KOH(aq)$ $\rightarrow CH_3CH(OH)_2 + 2KCl$ $\rightarrow CH_3CHO + H_2O + 2KCl$.

(C) $S_N1$ પ્રતિક્રિયાની સક્રિયતા પ્રતિક્રિયાના ધીમા તબક્કામાં બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$PhCHCl(CH_3)$ માં,બનતો કાર્બોકેટાયન $Ph-CH^+-CH_3$ છે,જે દ્વિતીયક બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન છે.
આ કાર્બોકેટાયન ફિનાઈલ રિંગ (અનુનાદ) અને મિથાઈલ ગ્રુપની પ્રેરક અસર બંને દ્વારા સ્થિર થાય છે.
વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,$PhCHCl(CH_3)$ સૌથી વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે તેને $S_N1$ માટે સૌથી વધુ સક્રિય બનાવે છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં $SbCl_5$ (લુઈસ એસિડ) ની હાજરીમાં $1$-ક્લોરો-$1$-ફિનાઇલ ઇથેનનું આયનીકરણ થાય છે.
$SbCl_5$ ક્લોરાઇડ આયનને દૂર કરીને એક સ્થાયી સમતલીય કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી સંયોજન: $C_6H_5-CH^+(CH_3)$ બનાવે છે.
કાર્બોકેટાયન $sp^2$ સંકરણ ધરાવતું અને સમતલીય હોવાથી,ન્યુક્લિયોફાઇલ (ક્લોરાઇડ આયન) બંને બાજુથી સમાન સંભાવના સાથે હુમલો કરી શકે છે,જેના પરિણામે રેસેમિક મિશ્રણ બને છે.
તેથી,રેસેમીકરણ કાર્બોકેટાયનના નિર્માણને કારણે થાય છે.

(A) $S_{N^{1}}$ પ્રક્રિયાઓ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી સંયોજનના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પ્રક્રિયાનો દર નક્કી કરે છે. તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન ત્રણ આલ્કાઈલ સમૂહોની પ્રેરક અસર અને હાઈપરકોન્જુગેશનને કારણે સૌથી વધુ સ્થિર હોય છે. $(CH_3)_3C-Cl$ ની $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયામાં,દર-નિર્ધારક તબક્કામાં સ્થિર તૃતીયક કાર્બોકેટાયન,$(CH_3)_3C^{\oplus}$ નું નિર્માણ થાય છે. તેથી,$(CH_3)_3C-Cl$ સરળતાથી $S_{N^{1}}$ પ્રક્રિયા આપે છે.

(A) આ પ્રક્રિયા માર્કોવનીકોવના નિયમને અનુસરે છે,જેમાં ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $H^+$ વધુ હાઇડ્રોજન ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ સાથે જોડાય છે.
$CH_2=CH-Cl + HCl \rightarrow CH_3-CHCl_2$
આમ,મળતી નીપજ $1,1$-ડાયક્લોરોઈથેન (ઇથિલીડીન ક્લોરાઇડ) છે.

(A) જ્યારે ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં અને હેલોજન કેરીયર (જેમ કે $FeCl_3$) ની ગેરહાજરીમાં ક્લોરીન $(Cl_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક (free radical) મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં બેન્ઝીન રિંગને બદલે સાઇડ-ચેઈન મિથાઈલ ગ્રુપ પરના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓનું વિસ્થાપન થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5CH_3 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_6H_5CH_2Cl + HCl$ (બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ).
વધુ ક્લોરીનેશનથી બેન્ઝલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5CHCl_2)$ અને બેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઈડ $(C_6H_5CCl_3)$ બની શકે છે.
પરંતુ,નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓમાં મુખ્ય નીપજ બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ મળે છે.

(B) ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3CH_2Cl)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ઇથીન $(CH_2=CH_2)$ બને છે.
આ પ્રક્રિયામાં $\beta$-કાર્બન પરથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને $\alpha$-કાર્બન પરથી ક્લોરિન પરમાણુ દૂર થાય છે,તેથી તેને $\beta$-વિલોપન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રોજન અને હેલોજન પરમાણુ દૂર થતા હોવાથી તેને ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પણ કહેવાય છે.
તેથી,$(a)$ અને $(d)$ બંને સાચા છે,પરંતુ આપેલા વિકલ્પો મુજબ $(b)$ સૌથી યોગ્ય વિકલ્પ છે.

(A) ડાયહેલોઆલ્કેનની ઈથરમાં સોડિયમ સાથેની પ્રક્રિયા એ આંતર-આણ્વીય વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા છે.
$1$-બ્રોમો-$3$-ક્લોરોસાયક્લોબ્યુટેનમાં,હેલોજન પરમાણુઓ $1$ અને $3$ સ્થાન પર છે.
જ્યારે $2$ તુલ્ય સોડિયમ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે સોડિયમ પરમાણુઓ હેલોજન પરમાણુઓને દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $1$ અને $3$ સ્થાન વચ્ચે નવો કાર્બન-કાર્બન બંધ બને છે.
આનાથી બાયસાયક્લો[$1.1.0$]બ્યુટેનનું નિર્માણ થાય છે.
આમ,સાચું ઉત્પાદન બાયસાયક્લોબ્યુટેન છે.

(D) પગલું $1$: પ્રોપેન-$1$-ઓલની $PCl_5$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જેમાં હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ ક્લોરિન પરમાણુ દ્વારા બદલાય છે.
$CH_3CH_2CH_2OH + PCl_5 \rightarrow CH_3CH_2CH_2Cl (A) + POCl_3 + HCl$.
પગલું $2$: $A$ ($1$-ક્લોરોપ્રોપેન) ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા (વિલોપન પ્રક્રિયા) છે,જેના પરિણામે આલ્કીન બને છે.
$CH_3CH_2CH_2Cl + KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_3CH=CH_2 (B) + KCl + H_2O$.
આમ,અંતિમ નીપજ $B$ પ્રોપિન છે.

(A) આ પ્રક્રિયા $1$-ફિનાઈલ પ્રોપીન $(C_6H_5-CH=CH-CH_3)$ માં $HCl$ ના ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા છે.
માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ,$H^+$ આયન વધુ હાઇડ્રોજન ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાય છે અને $Cl^-$ આયન ઓછા હાઇડ્રોજન ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાય છે.
જોકે,મધ્યવર્તી કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા મુખ્ય પરિબળ છે.
$H^+$ નું $C_2$ સ્થાન પર જોડાણ થવાથી બેન્ઝીલિક કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5-CH^+-CH_2-CH_3)$ બને છે જે સંસ્પદન દ્વારા સ્થાયી છે.
ત્યારબાદ $Cl^-$ આયન આ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને $1$-ફિનાઈલ-$1$-ક્લોરોપ્રોપેન $(C_6H_5CHClCH_2CH_3)$ બનાવે છે.

(D) ગરમી (અથવા $UV$ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં ઈથાઈલ બેન્ઝિનની $Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
હાઈડ્રોજન પરમાણુ બેન્ઝિલિક સ્થાન પરથી દૂર થાય છે કારણ કે બનતો બેન્ઝિલિક મુલક બેન્ઝિન વલય સાથે સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
મધ્યવર્તી સંયોજન $Phdot{C}HCH_3$ બને છે.
ત્યારબાદ $Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $PhCHClCH_3$ મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
પ્રાથમિક મુલક $Phdot{C}H_2CH_2$ ઓછો સ્થાયી હોવાથી $PhCH_2CH_2Cl$ ગૌણ નીપજ તરીકે મળે છે.

(A) $C_6H_5CH = CHCH_3$ ની $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા માર્કોવનીકોવના નિયમનું પાલન કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $H^+$ દ્વિબંધ પર હુમલો કરીને સૌથી વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
બનતો કાર્બોકેટાયન $C_6H_5CH^+ - CH_2CH_3$ છે,જે ફિનાઇલ રિંગ સાથેના અનુનાદ દ્વારા સ્થાયી થયેલ બેન્ઝીલિક કાર્બોકેટાયન છે.
ત્યારબાદ,ન્યુક્લિયોફાઇલ $Br^-$ આ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને $C_6H_5CH(Br)CH_2CH_3$ નીપજ બનાવે છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) પ્રકાશ $(h\nu)$ ની હાજરીમાં,ટોલ્યુઈન બેન્ઝિલિક સ્થાન પર મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા અનુભવે છે અને બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ બનાવે છે.