Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(A) આલ્કેનની હેલોજન સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે. હેલોજનની પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$ છે. ફ્લોરિન $(F_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે અને અંધારામાં પણ વિસ્ફોટક રીતે થાય છે,જેના કારણે તેને નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ છે. તેથી,$F_2$ આલ્કેન સાથે વિસ્ફોટક પ્રક્રિયા કરે છે.

(B) પરોક્સાઇડની હાજરીમાં આલ્કીનની $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા એન્ટી-માર્કોવનીકોવના નિયમ (ખરાશ અસર અથવા પરોક્સાઇડ અસર) ને અનુસરે છે.
$CH_3-CH=CHBr$ માં,દ્વિબંધ $C_2$ અને $C_3$ વચ્ચે છે.
એન્ટી-માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ,$Br^-$ આયન દ્વિબંધના તે કાર્બન પર જોડાય છે જેની પાસે વધુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે.
અહીં,$CH_3-CH=CHBr$ એક અસમપ્રમાણ આલ્કીન છે.
એન્ટી-માર્કોવનીકોવના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,$H$ ઓછા હાઇડ્રોજન ધરાવતા કાર્બન પર અને $Br$ વધુ હાઇડ્રોજન ધરાવતા કાર્બન પર જોડાય છે.
આમ,$CH_3-CH=CHBr + HBr \xrightarrow{\text{peroxide}} CH_3-CH(Br)-CH_2Br$.

(B) $n$-પ્રોપાઇલ બ્રોમાઇડ $(CH_3-CH_2-CH_2-Br)$ ની ઇથેનોલીક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઇડ્રોહેલોજનેશન (વિલોપન) પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેઇઝ $(OH^-)$ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $\alpha$ અને $\beta$ કાર્બન વચ્ચે દ્વિબંધ રચાય છે.
પ્રક્રિયા:
$CH_3-CH_2-CH_2-Br + KOH \xrightarrow{C_2H_5OH} CH_3-CH=CH_2 + KBr + H_2O$.
આમ,મળતી નીપજ પ્રોપીન છે.

(C) ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3CH_2Cl)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેઇઝ $(OH^-)$ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $HCl$ દૂર થાય છે અને $\alpha$ અને $\beta$ કાર્બન વચ્ચે દ્વિબંધ રચાય છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $CH_3CH_2Cl + \text{alc. } KOH \rightarrow CH_2=CH_2 + KCl + H_2O$.
આમ,ઇથિલિન $(CH_2=CH_2)$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(D) $SbCl_5$ એ લુઈસ એસિડ તરીકે વર્તે છે.
તે આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરાઈડ આયન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે સ્થાયી કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયનના નિર્માણને કારણે આગળ વધે છે.

(A) $2$-બ્રોમોબ્યુટેન $(CH_3-CHBr-CH_2-CH_3)$ નું ડીહાઈડ્રોબ્રોમિનેશન $Saytzeff$ ના નિયમનું પાલન કરે છે.
આ નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
$2$-બ્રોમોબ્યુટેનનું વિલોપન થવાથી $1$-બ્યુટીન $(CH_2=CH-CH_2-CH_3)$ અથવા $2$-બ્યુટીન $(CH_3-CH=CH-CH_3)$ બની શકે છે.
$2$-બ્યુટીન એ ડાય-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે,જ્યારે $1$-બ્યુટીન એ મોનો-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે.
$2$-બ્યુટીન હાઈપરકોન્જુગેશન અને પ્રેરક અસરને કારણે વધુ સ્થાયી હોવાથી,તે મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.

(A) $1$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CH_2CH_2Cl)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ (પોટાશ) સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન પ્રક્રિયા છે.
આ એક વિલોપન પ્રક્રિયા ($E2$ ક્રિયાવિધિ) છે જેમાં બેઇઝ $(OH^-)$ એ $\beta$-કાર્બન પરથી હાઇડ્રોજન પરમાણુ 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 $1$-બ્યુટીન છે.

(A) $1$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CH_2CH_2Cl)$ ની આલ્કોહોલીક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજીનેશન (વિલોપન) પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેઇઝ $(OH^-)$ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $HCl$ નો અણુ દૂર થાય છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2Cl + KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_3CH_2CH=CH_2 + KCl + H_2O$.
મુખ્ય નીપજ તરીકે $1$-બ્યુટીન મળે છે.

(A) આલ્કોહોલીક $KOH$ ની હાજરીમાં,$KOH$ એ ઇથેનોલ દ્રાવક સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇથોક્સાઇડ આયનો $(C_2H_5O^{-})$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$KOH + C_2H_5OH \rightarrow C_2H_5O^{-} + K^{+} + H_2O$.
ઇથોક્સાઇડ આયન $(C_2H_5O^{-})$ એ હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^{-})$ કરતા વધુ પ્રબળ બેઇઝ હોવાથી,તે $CH_3CH_2Cl$ માંથી ઇથિન $(CH_2=CH_2)$ બનાવવા માટેની વિલોપન (dehydrohalogenation) પ્રક્રિયામાં મુખ્ય હુમલો કરનાર પ્રક્રિયક તરીકે વર્તે છે.

(A) ડિહાઈડ્રોહેલોજીનેશન પ્રક્રિયા $E2$ મિકેનિઝમને અનુસરે છે,જે લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. આયોડાઈડ $(I^-)$ એ બ્રોમાઈડ $(Br^-)$ કરતા સારું લિવિંગ ગ્રુપ છે કારણ કે તે નિર્બળ બેઈઝ છે.
$2$. તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ વધુ સ્થાયી આલ્કીન બનાવે છે,તેથી તે દ્વિતીયક કે પ્રાથમિક કરતા ઝડપથી પ્રક્રિયા આપે છે.
$3$. $t$-બ્યુટાઈલ આયોડાઈડ અને $t$-બ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડની સરખામણીમાં,$t$-બ્યુટાઈલ આયોડાઈડમાં આયોડાઈડ આયન વધુ સારું લિવિંગ ગ્રુપ હોવાથી તે સૌથી ઝડપી પ્રક્રિયા આપે છે.

(B) $n$-પ્રોપાઇલ બ્રોમાઇડ $(CH_3CH_2CH_2Br)$ ની ઇથેનોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા (વિલોપન પ્રક્રિયા) છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેઇઝ $(OH^-)$ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે અને બ્રોમાઇડ આયન દૂર થાય છે,જેના પરિણામે આલ્કીન બને છે.
$CH_3CH_2CH_2Br + KOH (\text{ethanolic}) \rightarrow CH_3CH=CH_2 + KBr + H_2O$.
બનતી નીપજ $CH_3CH=CH_2$ છે,જે પ્રોપિન છે.

(A) $C_2H_5ONa/C_2H_5OH$ સાથે આલ્કાઈલ હેલાઈડની પ્રક્રિયા $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
$2$-હેલોપેન્ટેન માટે,વિલોપન $C_1$ અથવા $C_3$ પર થઈ શકે છે,જે અનુક્રમે $1$-પેન્ટીન અથવા $2$-પેન્ટીન બનાવે છે.
ઝેટસેવના નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન ($2$-પેન્ટીન) મુખ્ય નીપજ છે.
હેલોજનમાં,આયોડિન એ બ્રોમિન કરતા વધુ સારો લિવિંગ ગ્રુપ છે.
તેથી,$2$-બ્રોમોપેન્ટેનની તુલનામાં $2$-આયોડોપેન્ટેન $(CH_3CH(I)CH_2CH_2CH_3)$ ઝડપી વિલોપન અનુભવે છે અને વધુ સ્થાયી $2$-પેન્ટીનનું ઉચ્ચ પ્રમાણ આપે છે.

(C) $2$-બ્રોમોબ્યુટેન $(CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3)$ નું ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન $Saytzeff$ ના નિયમનું પાલન કરે છે.
આ નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
$2$-બ્યુટિન $(CH_3-CH=CH-CH_3)$ એ ડાય-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે,જ્યારે $1$-બ્યુટિન $(CH_3-CH_2-CH=CH_2)$ એ મોનો-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે.
તેથી,$2$-બ્યુટિન વધુ સ્થાયી છે અને મુખ્ય નીપજ તરીકે બને છે.

(C) $KOH$ નું આલ્કોહોલીક દ્રાવણ પ્રબળ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે. તેનો ઉપયોગ આલ્કાઈલ હેલાઈડમાંથી હાઈડ્રોજન હેલાઈડ $(HX)$ નો અણુ દૂર કરવા માટે થાય છે,જેને ડીહાઈડ્રોહેલોજીનેશન કહેવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા: $R-CH_2-CH(X)-R' + KOH (\text{alc.}) \rightarrow R-CH=CH-R' + KX + H_2O$.

(B) $3$-ફિનાઈલ પ્રોપીન $(C_6H_5CH_2CH=CH_2)$ ની $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા માર્કોવનીકોવના નિયમનું પાલન કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયામાં,પ્રોટોન $(H^+)$ ટર્મિનલ કાર્બન $(CH_2)$ પર ઉમેરાઈને વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
બનતું મધ્યવર્તી સંયોજન દ્વિતીયક બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2CH^+CH_3)$ છે,જે ફિનાઈલ રિંગ સાથેના અનુનાદ દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
ત્યારબાદ,બ્રોમાઈડ આયન $(Br^-)$ આ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને $1$-બ્રોમો-$1$-ફિનાઈલ પ્રોપેન $(C_6H_5CH(Br)CH_2CH_3)$ બનાવે છે.

(A) આલ્કાઈલ હેલાઈડની $Na$ અને ડાયઈથાઈલ ઈથર સાથેની પ્રક્રિયા વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા છે,જે સંમિત આલ્કેન આપે છે.
પરિણામી હાઈડ્રોકાર્બન માત્ર એક જ મોનોક્લોરો વ્યુત્પન્ન આપે તે માટે આલ્કેનના તમામ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન હોવા જોઈએ.
$t$-બ્યુટાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3)_3CCl$ એ $Na$/ડાયઈથાઈલ ઈથર સાથે પ્રક્રિયા કરીને $2,2,3,3$-ટેટ્રામિથાઈલબ્યુટેન: $(CH_3)_3C-C(CH_3)_3$ બનાવે છે.
$2,2,3,3$-ટેટ્રામિથાઈલબ્યુટેનમાં તમામ $18$ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ સમાન છે,તેથી તેનું મોનોક્લોરીનેશન માત્ર એક જ નીપજ આપે છે.
તેથી,$A$ એ $t$-બ્યુટાઈલ ક્લોરાઈડ છે.

(C) $2$-બ્રોમોપેન્ટેનની ઈથેનોલિક પોટેશિયમ ઈથોક્સાઈડ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા ($E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા) છે.
ઝેટસેવના નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
$2$-બ્રોમોપેન્ટેન $(CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_2-CH_3)$ માંથી બે શક્ય આલ્કીન મળે છે: $1$-પેન્ટીન અને $2$-પેન્ટીન.
$2$-પેન્ટીન એ $1$-પેન્ટીન કરતા વધુ વિસ્થાપિત હોવાથી તે મુખ્ય નીપજ છે.
$2$-પેન્ટીનના સમઘટકોમાં,ટ્રાન્સ-સમઘટક એ સિસ-સમઘટક કરતા વધુ સ્થાયી છે કારણ કે તેમાં અવકાશીય અવરોધ ઓછો હોય છે.
તેથી,ટ્રાન્સ-$2$-પેન્ટીન એ મુખ્ય નીપજ છે.

(B) ઇથાઇલ બ્રોમાઇડ $(CH_3CH_2Br)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,આલ્કોહોલિક $KOH$ પ્રબળ બેઇઝ તરીકે કાર્ય કરે છે અને $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે $HBr$ નો એક અણુ દૂર થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દ્વારા આલ્કીન બને છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $CH_3CH_2Br + KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_2=CH_2 + KBr + H_2O$.
આમ,મળતી નીપજ ઇથિન છે.

(C) $SN^2$ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઇલ કાર્બન પરમાણુ પર પાછળની બાજુથી હુમલો કરે છે.
તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઈડમાં,ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પરમાણુની આસપાસ ત્રણ મોટા આલ્કાઇલ સમૂહોની હાજરી નોંધપાત્ર અવકાશીય વિઘ્ન (steric hindrance) પેદા કરે છે.
આ અવકાશીય વિઘ્ન ન્યુક્લિયોફાઇલને કાર્બન પરમાણુ સુધી પહોંચતા અટકાવે છે,જેના કારણે તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઈડ $SN^2$ પ્રક્રિયા માટે વ્યવહારિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.

(A) $S_N2$ પ્રક્રિયાનો દર કેન્દ્રાનુરાગીની પ્રબળતાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
કેન્દ્રાનુરાગીની પ્રબળતા તેના બેઝિક ગુણધર્મ (basicity) સાથે સંબંધિત છે.
સામાન્ય રીતે પ્રબળ બેઝ વધુ સારા કેન્દ્રાનુરાગી હોય છે.
આપેલ સ્પીસીઝ માટે બેઝિકતાનો ક્રમ: $CH_3O^{-} > HO^{-} > PhO^{-} > AcO^{-}$ છે.
$CH_3O^{-}$ એ $CH_3$ સમૂહની $+I$ અસરને કારણે સૌથી પ્રબળ બેઝ છે.
$HO^{-}$ એક પ્રબળ બેઝ છે.
$PhO^{-}$ એ ફિનોક્સાઇડ આયનમાં રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે $HO^{-}$ કરતા ઓછો બેઝિક છે.
$AcO^{-}$ એ બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ દ્વારા કાર્બોક્સિલેટ આયનની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે સૌથી ઓછો બેઝિક છે.
તેથી,કેન્દ્રાનુરાગી અને પ્રક્રિયાના દરનો ક્રમ: $(4) CH_3O^{-} > (3) HO^{-} > (1) PhO^{-} > (2) AcO^{-}$ છે.
આમ,સાચો ક્રમ $4 > 3 > 1 > 2$ છે.

(A) કેન્દ્રાનુરાગીતા એ પ્રજાતિની બેઝિકતા સાથે સંબંધિત છે. પ્રબળ બેઝ સામાન્ય રીતે સારા કેન્દ્રાનુરાગી હોય છે.
$1$. $CH_3COO^-$: એસીટેટ આયન,સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી.
$2$. $CH_3O^-$: મેથોક્સાઈડ આયન,પ્રબળ બેઝ.
$3$. $CN^-$: સાયનાઈડ આયન,પ્રબળ કેન્દ્રાનુરાગી.
$4$. $CH_3-C_6H_4-SO_3^-$: ટોસિલેટ આયન,અત્યંત સંસ્પંદન સ્થાયી,ખૂબ જ નિર્બળ બેઝ.
બેઝિકતાનો ક્રમ: $CH_3O^- > CN^- > CH_3COO^- > CH_3-C_6H_4-SO_3^-$.
કેન્દ્રાનુરાગીતાનો સાચો ઘટતો ક્રમ $3 > 2 > 1 > 4$ છે.

(D) આ પ્રક્રિયામાં લુઈસ એસિડ $SbCl_5$ ની હાજરીમાં $C-Cl$ બંધનું આયનીકરણ થાય છે,જે ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે.
આનાથી સમતલીય $1$-ફિનાઈલ ઈથાઈલ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીનું નિર્માણ થાય છે.
ત્યારબાદ ન્યુક્લિયોફાઈલ $(Cl^-)$ આ સમતલીય કાર્બોકેટાયન પર બંને બાજુથી સમાન સંભાવના સાથે હુમલો કરી શકે છે,જેના પરિણામે રેસેમિક મિશ્રણ બને છે.

(A) અણુમાં ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ ત્યારે હોય છે જો તે ધ્રુવીય હોય,એટલે કે તેના વ્યક્તિગત બંધ ડાયપોલ્સનો સદિશ સરવાળો શૂન્ય ન હોય.
$CH_2Cl_2$ (ડાયક્લોરોમિથેન) એ $1.60 \ D$ ની ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવતો ધ્રુવીય અણુ છે.
$CH_3Cl$ (ક્લોરોમિથેન) પણ $1.87 \ D$ ની ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવતો ધ્રુવીય અણુ છે.
$1$-ક્લોરોપ્રોપ-$1$-ઈન ના આઈસોમર્સ માટે,cis-આઈસોમર $C-Cl$ અને $C-CH_3$ બંધ ડાયપોલ્સની ગોઠવણીને કારણે શૂન્યતર ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે,જ્યારે trans-આઈસોમર ઘણી ઓછી ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે કારણ કે બંધ ડાયપોલ્સ આંશિક રીતે એકબીજાને રદ કરે છે.
આપેલા તમામ વિકલ્પો એવા અણુઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે ચોખ્ખી ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે.

(C) પ્રક્રિયા $(i)$ માં,પ્રક્રિયક $C_2H_5OH$ એ નિર્બળ ન્યુક્લિઓફાઇલ છે,જે $S_{N^1}$ પ્રક્રિયાક્રમને અનુસરે છે.
પ્રક્રિયા $(ii)$ માં,પ્રક્રિયક $C_2H_5O^-$ એ પ્રબળ ન્યુક્લિઓફાઇલ છે,જે $S_{N^2}$ પ્રક્રિયાક્રમને અનુસરે છે.
તેથી,પ્રક્રિયાક્રમ અનુક્રમે $S_{N^1}$ અને $S_{N^2}$ છે.

(A) એપ્રોટીક દ્રાવકોમાં,કેન્દ્રાનુરાગીતાનો ક્રમ આયનોની બેઝિકતા (basicity) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આપેલા હેલાઇડ આયનોમાં $F^{-}$ સૌથી વધુ બેઝિક હોવાથી તે સૌથી પ્રબળ કેન્દ્રાનુરાગી છે.
તેથી,$I^{-}$ સૌથી ઓછો બેઝિક હોવાથી એપ્રોટીક દ્રાવકમાં સૌથી નિર્બળ કેન્દ્રાનુરાગી છે.

(B) છુટા પડતા સમૂહની ક્ષમતા એ બેઝિકતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. નિર્બળ બેઈઝ એ સારા છુટા પડતા સમૂહ છે.
આપેલા સમૂહોના સંયુગ્મી એસિડ (conjugate acids) નીચે મુજબ છે:
$I. CH_3COOH$ $(pKa \approx 4.75)$
$II. CH_3OH$ $(pKa \approx 15.5)$
$III. CH_3SO_3H$ $(pKa \approx -1.2)$
$IV. CF_3SO_3H$ $(pKa \approx -14)$
ઓછા $pKa$ મૂલ્યો પ્રબળ સંયુગ્મી એસિડ સૂચવે છે,જેનો અર્થ છે કે અનુરૂપ સંયુગ્મી બેઈઝ નિર્બળ છે અને તેથી તે સારા છુટા પડતા સમૂહ છે.
એસિડિકતાનો ક્રમ $IV > III > I > II$ છે.
તેથી,છુટા પડતા સમૂહની ક્ષમતાનો ક્રમ $IV > III > I > II$ છે.

(B) આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(R-X)$ નું આલ્કોહોલ $(R-OH)$ માં રૂપાંતર એ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,હેલાઈડ આયન $(X^-)$ નું સ્થાન હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(OH^-)$ દ્વારા લેવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયાને આ રીતે દર્શાવી શકાય: $R-X + OH^- \to R-OH + X^-$.
ઉદાહરણ તરીકે: $R-Cl + OH^- \to R-OH + Cl^-$.

(C) ઇથેનોલની $PCl_5$ સાથેની પ્રક્રિયા:
$C_2H_5OH + PCl_5 \rightarrow C_2H_5Cl + POCl_3 + HCl$
અહીં,$A$ એ $C_2H_5Cl$ (ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ) છે.
$A$ $(C_2H_5Cl)$ ની સિલ્વર નાઈટ્રાઈટ $(AgNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા:
$C_2H_5Cl + AgNO_2 \rightarrow C_2H_5NO_2 + AgCl$
અહીં,$B$ એ $C_2H_5NO_2$ (નાઇટ્રોઇથેન) છે.

(C) પ્રક્રિયક $1$-બ્રોમો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન છે,જે $\beta$-કાર્બન પર અવકાશીય અવરોધ ધરાવતો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
જ્યારે તેને મિથેનોલ $(CH_3OH)$ માં મિથોક્સાઈડ $(CH_3O^-)$ જેવા પ્રબળ બેઈઝ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે બેઈઝની પ્રબળતા અને પ્રક્રિયકના બંધારણને કારણે $S_N2$ વિસ્થાપન કરતા $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયા વધુ સરળતાથી થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં $HBr$ દૂર થવાથી મુખ્ય નિપજ તરીકે $2$-મિથાઈલપ્રોપીન મળે છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2Br + CH_3O^- \rightarrow CH_3-C(CH_3)=CH_2 + CH_3OH + Br^-$

(A) ટ્રાયક્લોરો મિથેન $(CHCl_3)$ નું જલીય $KOH$ સાથે જળવિભાજન નીચે મુજબ થાય છે:
$CHCl_3 + 3KOH_{(aq)} \rightarrow CH(OH)_3 + 3KCl$
$CH(OH)_3$ અસ્થાયી હોવાથી તે પાણીનો અણુ ગુમાવીને ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ બનાવે છે:
$CH(OH)_3 \rightarrow HCOOH + H_2O$
ત્યારબાદ ફોર્મિક એસિડ બાકી રહેલા $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પોટેશ્યમ ફોર્મેટ $(HCOOK)$ બનાવે છે:
$HCOOH + KOH \rightarrow HCOOK + H_2O$
આમ,અંતિમ નીપજ પોટેશ્યમ ફોર્મેટ છે.

(D) $C_6H_5CH_2Cl$ (બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ) ના ઓક્સિડેશન થી $C_6H_5COOH$ (બેન્ઝોઇક એસિડ) મળે છે.
આ પ્રક્રિયામાં સામાન્ય રીતે આલ્કલાઇન $KMnO_4$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન કરવામાં આવે છે.

(C) કેન્દ્રાનુરાગીતા એ બેઝિકતા સાથે સંબંધિત છે. પ્રબળ બેઝ સામાન્ય રીતે સારા કેન્દ્રાનુરાગી હોય છે.
$1$. $CH_3O^-$ એ પ્રબળ બેઝ છે.
$2$. $CN^-$ એ કાર્બન પર ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાને કારણે પ્રબળ કેન્દ્રાનુરાગી છે.
$3$. $CH_3COO^-$ એ સંસ્પંદનને કારણે $CH_3O^-$ કરતા નિર્બળ બેઝ છે.
$4$. $CH_3-C_6H_4-SO_3^-$ (ટોસિલેટ આયન) એ ખૂબ જ નિર્બળ બેઝ છે કારણ કે તેનો ઋણ વીજભાર ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્તરેલો હોય છે.
આમ,કેન્દ્રાનુરાગીતાનો ઘટતો ક્રમ $B > C > A > D$ છે.

(A) . બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $S_N1$ પ્રક્રિયા સૌથી સરળતાથી અનુભવે છે કારણ કે તે મધ્યવર્તી તરીકે રેઝોનન્સ-સ્થાયી બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2^+)$ બનાવે છે.
ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ જેવા પ્રાથમિક આલ્કાઇલ હેલાઇડ અને આઇસોપ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ જેવા દ્વિતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ $S_N2$ અથવા $E2$ પ્રક્રિયાને પસંદ કરે છે,જ્યારે ક્લોરોબેન્ઝિન આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતાને કારણે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યે ખૂબ જ નિષ્ક્રિય છે.

(B) આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સની હેટરોલિટીક બંધ વિયોજન ઉર્જા $C-X$ બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે.
જેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ $F$ થી $I$ તરફ વધે છે,તેમ $C-X$ બંધની લંબાઈ વધે છે.
બંધ લંબાઈમાં વધારો થવાથી બંધ વિયોજન ઉર્જામાં ઘટાડો થાય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ છે: $R-F > R-Cl > R-Br > R-I$.

(B) $2-$મિથાઈલબ્યુટેનનું બંધારણ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ છે.
મોનોક્લોરિનેશન ચાર અલગ-અલગ પ્રકારના હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ પર થઈ શકે છે:
$1$. $C-1$ પર: $CH_2Cl-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$ (અકાઈરલ).
$2$. $C-2$ પર: $CH_3-C(Cl)(CH_3)-CH_2-CH_3$ (કાઈરલ,$(+)$ અને $(-)$ પ્રતિબિંબીત સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે).
$3$. $C-3$ પર: $CH_3-CH(CH_3)-CHCl-CH_3$ (કાઈરલ,$(+)$ અને $(-)$ પ્રતિબિંબીત સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે).
$4$. $C-4$ પર: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2Cl$ (અકાઈરલ).
આમ,કાઈરલ નીપજો $C-2$ અને $C-3$ પર વિસ્થાપન દ્વારા બનેલા એનાન્શિયોમર્સ છે.
કાઈરલ સંયોજનોની કુલ સંખ્યા = $2$ ($C-2$ માંથી) + $2$ ($C-3$ માંથી) = $4$.

(D) $S_N2$ પ્રક્રિયાઓમાં ન્યુક્લિયોફાઈલનો હુમલો લિવિંગ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુની પાછળની બાજુથી થાય છે.
તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સમાં,મધ્યવર્તી કાર્બન પરમાણુ ત્રણ મોટા આલ્કાઈલ જૂથોથી ઘેરાયેલો હોય છે.
આ મોટા જૂથો નોંધપાત્ર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પેદા કરે છે,જે ન્યુક્લિયોફાઈલને ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન કેન્દ્ર સુધી પહોંચતા અટકાવે છે.
તેથી,તૃતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સ $S_N2$ વિસ્થાપન માટે વ્યવહારિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.

(B) આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(R-X)$ નું આલ્કોહોલ $(R-OH)$ માં રૂપાંતર એ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
જ્યારે આલ્કાઈલ હેલાઈડની પ્રક્રિયા જલીય આલ્કલી જેમ કે $Aq. KOH$ અથવા $NaOH$ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે હેલાઈડ આયન $(X^-)$ નું સ્થાન હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(OH^-)$ લે છે.
પ્રક્રિયા: $R-X + KOH (aq) \rightarrow R-OH + KX$.
આ એક ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $(CH_3)_3CBr \xrightarrow{H_2O} (CH_3)_3COH$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બ્રોમિન પરમાણુ $(-Br)$ નું હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
તેથી,આ એક વિસ્થાપન (Substitution) પ્રક્રિયા છે.

(A) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(R-Mg-X)$ ની બનાવટમાં મેગ્નેશિયમનું કાર્બન-હેલોજન બંધમાં ઓક્સિડેટીવ ઇન્સર્શન થાય છે.
પ્રતિક્રિયાત્મકતા $C-X$ બંધની મજબૂતી પર આધાર રાખે છે.
જેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ વધે છે,તેમ $C-X$ બંધની લંબાઈ વધે છે અને બંધ વિયોજન ઉર્જા ઘટે છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાની સરળતા લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતાના ક્રમમાં હોય છે: $I^- > Br^- > Cl^-$.
આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $CH_3I > CH_3Br > CH_3Cl$ છે.

(C) $C-X$ બંધની ધ્રુવીયતા કાર્બન પરમાણુ અને હેલોજન પરમાણુ $(X)$ વચ્ચેના વિદ્યુતઋણતાના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
આવર્ત કોષ્ટકમાં સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,હેલોજનની વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે $(F > Cl > Br > I)$.
તેથી,$C$ અને $X$ વચ્ચેનો વિદ્યુતઋણતાનો તફાવત $C-Cl > C-Br > C-I$ ક્રમમાં ઘટે છે.
આમ,બંધની ધ્રુવીયતાનો સાચો ક્રમ $CH_3Cl > CH_3Br > CH_3I$ છે.

(D) $S_{N}2$ પ્રક્રિયામાં,પ્રક્રિયાનો દર લિવિંગ ગ્રુપની દૂર થવાની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતા $C-X$ બંધની મજબૂતી અને હેલાઈડ આયન $(X^-)$ ની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી થાય છે.
હેલોજનનું કદ વધવાની સાથે બંધની મજબૂતી ઘટે છે $(C-F > C-Cl > C-Br > C-I)$.
પરિણામે,આયોડાઈડ આયન $(I^-)$ શ્રેષ્ઠ લિવિંગ ગ્રુપ છે કારણ કે તે સૌથી નિર્બળ બેઝ છે,જ્યારે ફ્લોરાઈડ આયન $(F^-)$ સૌથી નબળું લિવિંગ ગ્રુપ છે.
તેથી,$S_{N}2$ પ્રક્રિયા માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $RI > RBr > RCl > RF$ છે.

(C) $C-X$ બંધની મજબૂતી બંધની લંબાઈ પર આધાર રાખે છે. જેમ હેલોજન પરમાણુનું કદ $F$ થી $I$ તરફ વધે છે,તેમ બંધની લંબાઈ વધે છે,જેના પરિણામે બંધની મજબૂતી ઘટે છે.
બંધની મજબૂતીનો ક્રમ: $CH_3F > CH_3Cl > CH_3Br > CH_3I$ છે.
તેથી,$CH_3F$ માં $C-F$ બંધ સૌથી મજબૂત છે.

(D) પ્રતિક્રિયા $A$ માં,સંતૃપ્ત આલ્કાઈલ હેલાઈડનું $H$ અને $Br$ પરમાણુઓના દૂર થવાથી અસંતૃપ્ત આલ્કીનમાં રૂપાંતર થાય છે. તેથી,તે વિલોપન પ્રતિક્રિયા છે.
પ્રતિક્રિયા $B$ માં,$-Br$ સમૂહનું $-OH$ સમૂહ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે. તેથી,તે વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયા છે.
પ્રતિક્રિયા $C$ માં,દ્વિબંધ પર $Br_2$ ઉમેરવાથી અસંતૃપ્ત સંયોજનનું સંતૃપ્ત સંયોજનમાં રૂપાંતર થાય છે. તેથી,તે યોગશીલ પ્રતિક્રિયા છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે $A$ વિલોપન છે,$B$ વિસ્થાપન છે અને $C$ યોગશીલ પ્રતિક્રિયા છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં,આલ્કાઈલ હેલાઈડમાં રહેલા બ્રોમીન પરમાણુ $(Br)$ નું એમોનિયા $(NH_3)$ માંથી મળતા એમિનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
ન્યુક્લિયોફાઈલ $(NH_3)$ એ લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^{-})$ ને દૂર કરતું હોવાથી,આ એક ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા છે.
વિકલ્પ $(a)$ એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એડિશન પ્રક્રિયા છે.
વિકલ્પ $(b)$ અને $(d)$ એ ન્યુક્લિયોફિલિક એડિશન પ્રક્રિયાઓ છે.

(A) ન્યુક્લિઓફિલિસિટી એ ઇલેક્ટ્રોફાઇલને ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દાન કરવાની ક્ષમતા છે.
ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકમાં,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ન્યુક્લિઓફિલિસિટી વધે છે કારણ કે નાના આયનો વધુ પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય (solvated) થાય છે,જે તેમની ન્યુક્લિઓફાઇલ તરીકે કામ કરવાની ક્ષમતાને અવરોધે છે.
તેથી,હેલાઇડ આયનો માટે ન્યુક્લિઓફિલિસિટીનો સાચો ક્રમ $Cl^{-} < Br^{-} < I^{-}$ છે.

(D) ફ્રીડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયા માટે એવા આલ્કાઈલ અથવા એસાઈલ હેલાઇડની જરૂર હોય છે જે $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડની હાજરીમાં કાર્બોકેટાયન અથવા ઇલેક્ટ્રોફિલિક સ્પીસીઝ બનાવી શકે.
$1$. ક્લોરોબેન્ઝીન અને બ્રોમોબેન્ઝીન જેવા એરાઈલ હેલાઇડ્સ,અને વિનાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_2=CH-Cl)$ જેવા વિનાઈલ હેલાઇડ્સ ફ્રીડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયા માટે યોગ્ય નથી કારણ કે સંસ્પંદનને કારણે કાર્બન-હેલોજન બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જે તેને ખૂબ જ મજબૂત બનાવે છે અને તોડવું મુશ્કેલ છે.
$2$. ક્લોરોઈથેન $(CH_3CH_2Cl)$ અને આઈસોપ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ $((CH_3)_2CHCl)$ જેવા આલ્કાઈલ હેલાઇડ્સ $AlCl_3$ સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપીને કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે પછી ફ્રીડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશનમાં ઇલેક્ટ્રોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$3$. $C$ અને $D$ બંને આલ્કાઈલ હેલાઇડ છે અને તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. જોકે,આપેલ વિકલ્પોમાં $D$ (આઈસોપ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ) એ સ્પષ્ટ રીતે દર્શાવેલ છે.

(C) પ્રક્રિયા $CH_3CH_2CH_2Br + NaCN \to CH_3CH_2CH_2CN + NaBr$ એ $S_N2$ ક્રિયાવિધિને અનુસરે છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયાઓ ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકોમાં વધુ ઝડપી હોય છે કારણ કે આ દ્રાવકો ન્યુક્લિયોફાઇલ $(CN^-)$ ને હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ દ્વારા સોલ્વેટ કરતા નથી,જેનાથી ન્યુક્લિયોફાઇલની સક્રિયતા જળવાઈ રહે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$N, N'-$ડાયમિથાઇલફોર્મામાઇડ $(DMF)$ એ ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવક છે,જ્યારે ઇથેનોલ,મિથેનોલ અને પાણી એ ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકો છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયા $DMF$ માં સૌથી ઝડપી થશે.

(A) $S_N1$ પ્રક્રિયા સમતલીય કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા આગળ વધે છે.
ન્યુક્લિયોફાઇલ સમતલીય કાર્બોકેટાયનની બંને બાજુથી હુમલો કરી શકતું હોવાથી,રેસેમિક મિશ્રણ બને છે.
જોકે,લિવિંગ ગ્રુપ આગળની બાજુને આંશિક રીતે અવરોધતું હોવાથી (આયન-જોડી અસર),પાછળની બાજુથી હુમલો થોડો વધુ પસંદગીનો હોય છે.
તેથી,રીટેન્શન કરતા ઇન્વર્ઝન વધુ જોવા મળે છે,જે આંશિક રેસેમાઇઝેશન તરફ દોરી જાય છે.