Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(A) પ્રક્રિયક $2$-બ્રોમોબેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડ છે. આ પ્રક્રિયામાં $NH_3$ સાથે $-CH_2Br$ સમૂહનું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે.
$-CH_2Br$ સમૂહ એ બેન્ઝાઈલિક હેલાઈડ છે,જે સંક્રાંતિ અવસ્થાની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન ($S_N2$ મિકેનિઝમ) માટે ખૂબ જ સક્રિય છે.
તેની સરખામણીમાં,બેન્ઝીન રિંગ સાથે સીધો જોડાયેલ $-Br$ પરમાણુ (એરાઈલ હેલાઈડ) $C-Br$ બંધના આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા અને ફિનાઈલ કેટાયનની અસ્થિરતાને કારણે આ પરિસ્થિતિઓમાં ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન માટે ખૂબ ઓછો સક્રિય છે.
તેથી,ન્યુક્લિયોફાઈલ $NH_3$ પસંદગીયુક્ત રીતે બેન્ઝાઈલિક કાર્બન પર હુમલો કરીને $2$-બ્રોમોબેન્ઝાઈલએમાઈન બનાવશે.

(B) લીવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતા પરિણામી આયનની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. $-OSO_2CF_3$ (ટ્રાયફલેટ) એ શ્રેષ્ઠ લીવિંગ ગ્રુપ છે કારણ કે ઋણ વીજભાર $SO_2$ સમૂહ સાથેના સંસ્પંદન અને $-CF_3$ સમૂહની પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અસર દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર થાય છે.
$2$. $-OSO_2Me$ (મેસિલેટ) એ પછીનું શ્રેષ્ઠ છે,કારણ કે ઋણ વીજભાર $SO_2$ સમૂહ સાથેના સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે,પરંતુ તેમાં $-CF_3$ સમૂહની પ્રબળ પ્રેરક અસરનો અભાવ છે.
$3$. $-OAc$ (એસીટેટ) એક મધ્યમ લીવિંગ ગ્રુપ છે જ્યાં ઋણ વીજભાર બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ વચ્ચેના સંસ્પંદન દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$4$. $-OMe$ (મેથોક્સાઈડ) એક નબળું લીવિંગ ગ્રુપ છે કારણ કે ઋણ વીજભાર ઓક્સિજન પરમાણુ પર સ્થાનિકીકૃત છે અને તેમાં કોઈ સંસ્પંદન સ્થિરતા નથી.
તેથી,લીવિંગ પાવરનો સાચો ક્રમ $IV > III > I > II$ છે.

(C) વિકલ્પ $(c)$ માં,સંયોજન $C_6H_5-CH(D)-Br$ છે.
તેમાં એક કાયરલ કાર્બન પરમાણુ છે કારણ કે તે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે: $-C_6H_5$,$-H$,$-D$,અને $-Br$.
$HOH$ (પાણી) સાથે પ્રક્રિયા કરવા પર,તે સમતલીય કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી $C_6H_5-C^{+}H(D)$ દ્વારા $S_N1$ વિસ્થાપન પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
ન્યુક્લિયોફાઇલ $H_2O$ સમતલીય કાર્બોકેટાયનની બંને બાજુથી હુમલો કરી શકે છે,જેના પરિણામે $C_6H_5-CH(D)-OH$ નું રેસેમિક મિશ્રણ (એનાન્શિયોમેરિક જોડી) મળે છે.

(A) $S_{N}1$ પ્રક્રિયાનો દર લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
આ સંયોજનોમાં,બનતો કાર્બોકેટાયન એ વિસ્થાપિત બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન છે: $Ar-CH_2^+$.
બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા $+I$ અસર અને હાયપરકોન્જુગેશનને કારણે પેરા સ્થાન પર રહેલા ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ દ્વારા વધે છે.
આલ્કાઇલ ગ્રુપની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ક્ષમતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: આઇસોપ્રોપાઇલ $(-(CH_3)_2CH)$ > ઇથાઇલ $(-CH_2CH_3)$ > મિથાઇલ $(-CH_3)$ > હાઇડ્રોજન $(-H)$.
તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ: $(IV) > (III) > (II) > (I)$ છે.
પરિણામે,$S_{N}1$ જળવિભાજનનો દર પણ આ જ ક્રમમાં રહેશે: $(IV) > (III) > (II) > (I)$.

(A) ન્યુક્લિયોફાઇલ $Me_3C-O^{\ominus}$ (tert-બ્યુટોક્સાઇડ આયન) $S_N2$ પ્રતિક્રિયા તરફ ન્યૂનતમ પ્રતિક્રિયાશીલતા દર્શાવશે.
આનું કારણ tert-બ્યુટાઇલ જૂથનું મોટું કદ છે,જે નોંધપાત્ર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પેદા કરે છે.
અવકાશી અવરોધ ન્યુક્લિયોફાઇલને $S_N2$ સંક્રમણ અવસ્થામાં સબસ્ટ્રેટના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર અસરકારક રીતે હુમલો કરતા અટકાવે છે.

(D) $S_N2$ પ્રક્રિયાનો દર $Rate = k[Substrate][Nucleophile]$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$1$. ન્યુક્લિયોફાઇલ: ન્યુક્લિયોફાઇલની પ્રબળતા અને સાંદ્રતા સીધી રીતે દરને અસર કરે છે.
$2$. કાર્બન સ્કેલેટન: અવકાશી અવરોધ (Steric hindrance) મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે; પ્રાથમિક આલ્કાઇલ હેલાઇડ્સ સૌથી ઝડપથી પ્રક્રિયા આપે છે.
$3$. લીવિંગ ગ્રુપ: સારું લીવિંગ ગ્રુપ (નિર્બળ બેઝ) પ્રક્રિયાનો દર વધારે છે.
તેથી,આ તમામ પરિબળો $S_N2$ પ્રક્રિયાના દરને અસર કરે છે.

(B) આ પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે.
પ્રથમ,હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $HBr$ દ્વારા પ્રોટોનેટેડ થાય છે અને પાણી તરીકે દૂર થઈને સંસ્પદન-સ્થાયી એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે: $[CH_3-CH=CH-CH_2^+ \leftrightarrow CH_3-CH^+-CH=CH_2]$.
ત્યારબાદ ન્યુક્લિયોફાઈલ $Br^-$ વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન સ્થાન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે $CH_3-CH(Br)-CH=CH_2$ બને છે.

(C) રેસેમાઇઝેશન $S_N1$ મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે,જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા રેસેમાઇઝેશનના દર અને પ્રમાણને નક્કી કરે છે.
વિકલ્પ $C$ માં મધ્યવર્તી કાર્બન બે ફિનાઈલ રિંગ સાથે જોડાયેલ છે,જેમાંથી એકના પેરા સ્થાન પર મિથોક્સી $(-OCH_3)$ ગ્રુપ છે. મિથોક્સી ગ્રુપ રેઝોનન્સ ($+M$ અસર) દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન આપનાર ગ્રુપ છે,જે કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીને ખૂબ સ્થિર કરે છે.
કાર્બોકેટાયનની વધુ સ્થિરતાને કારણે ન્યુક્લિયોફાઇલ $(H_2O)$ બંને બાજુથી સમાન સંભાવના સાથે હુમલો કરી શકે છે,જેના પરિણામે મહત્તમ રેસેમાઇઝેશન થાય છે.
તેથી,વિકલ્પ $C$ માં આપેલ સબસ્ટ્રેટ મહત્તમ રેસેમાઇઝેશન આપશે.

(A) આપેલ પ્રતિક્રિયા એ સેકન્ડરી બેન્ઝિલિક હેલાઇડનું $S_N1$ જળવિભાજન છે.
$S_N1$ પ્રતિક્રિયાઓમાં,લિવિંગ ગ્રુપ $(Cl^-)$ શરૂઆતમાં કાર્બોકેટાયન સાથે આયન જોડી બનાવે છે,જે આગળની બાજુને સુરક્ષિત કરે છે અને પાછળની બાજુથી હુમલા (ઇન્વર્ઝન) ને પ્રોત્સાહન આપે છે.
ઓછા ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં (વધારે એસીટોન સાંદ્રતા),આયન જોડી વધુ સ્થિર હોય છે અને લાંબા સમય સુધી ટકી રહે છે,જેના પરિણામે ઇન્વર્ટેડ પ્રોડક્ટનું પ્રમાણ વધારે મળે છે.
જેમ દ્રાવકની ધ્રુવીયતા વધે છે (વધારે પાણી),તેમ આયન જોડી સરળતાથી મુક્ત કાર્બોકેટાયનમાં વિભાજિત થાય છે,જેનાથી વધુ રેસેમાઇઝેશન થાય છે અને ઇન્વર્ટેડ પ્રોડક્ટનું પ્રમાણ ઘટે છે.
તેથી,ઇન્વર્ટેડ પ્રોડક્ટના પ્રમાણનો ઘટતો ક્રમ $I > II > III > IV$ છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં આંતર-આણ્વીય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન (નેબરિંગ ગ્રુપ પાર્ટિસિપેશન) સામેલ છે.
સલ્ફર પરમાણુ પાસે રહેલી અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બ્રોમીન સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી ચક્રીય સલ્ફોનિયમ આયન મધ્યવર્તી બને છે.
આ ચક્રીય મધ્યવર્તી પછી ન્યુક્લિયોફાઇલ $(H_2O)$ દ્વારા રિંગના બંને સમાન ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બનમાંથી કોઈપણ એક પર ખુલે છે.
મધ્યવર્તીની સંમિતિને કારણે,ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો બંને સ્થાનો પર સમાન સંભાવના સાથે થાય છે,જેના પરિણામે $(A)$ અને $(B)$ નું $1:1$ મિશ્રણ મળે છે.

(C) શરૂઆતનું સંયોજન $CH_3-CH(OTs)-CH_2-CH_2-CH(OTs)-CH_3$ છે,જે ડાયટોસિલેટ છે.
$(i)$ એક સમતુલ્ય $SH^{\ominus}$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી એક $OTs$ સમૂહનું $SH^{\ominus}$ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે અને $CH_3-CH(SH)-CH_2-CH_2-CH(OTs)-CH_3$ બને છે.
(ii) $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી $SH$ સમૂહનું ડિપ્રોટોનેશન થઈને થાયોલેટ આયન $(S^{\ominus})$ બને છે,જે બાકી રહેલા $OTs$ સમૂહ ધરાવતા કાર્બન પર આંતરિક ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(S_N2)$ કરે છે.
આ ચક્રીયકરણથી સલ્ફર પરમાણુ ધરાવતી પાંચ-સભ્યોની રીંગ બને છે,જે $2,5-dimethyltetrahydrothiophene$ છે.

(C) $CH_3-O-CH_2-Br$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,જે $S_N2$ પ્રક્રિયા પથને સરળ બનાવે છે.
વધુમાં,કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી $CH_3-O-CH_2^+$ એ ઓક્સિજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની રેઝોનન્સ અસર દ્વારા સ્થાયી થાય છે $(CH_3-O^+=CH_2)$.
આ સ્થિરતાને કારણે,સંયોજન $S_N1$ પ્રક્રિયા પણ આપી શકે છે.
તેથી,આ સંયોજન $S_N1$ અને $S_N2$ બંને પ્રક્રિયા પદ્ધતિઓ દર્શાવે છે.

(D) હેલોઆલ્કેનની ભૌતિક અવસ્થા તેમના આણ્વીય દળ અને આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો પર આધાર રાખે છે.
$CH_3Cl$ (ઉત્કલન બિંદુ $\approx -24^{\circ}C$),$C_2H_5Cl$ (ઉત્કલન બિંદુ $\approx 12^{\circ}C$),અને $CH_3Br$ (ઉત્કલન બિંદુ $\approx 3.5^{\circ}C$) ઓરડાના તાપમાને $(25^{\circ}C)$ વાયુ સ્વરૂપે હોય છે.
$C_2H_5Br$ નું ઉત્કલન બિંદુ આશરે $38^{\circ}C$ છે,જે તેને ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી બનાવે છે.

(A) સમઘટકીય આલ્કાઈલ હેલાઈડ માટે,જેમ શાખાઓ વધે તેમ ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે.
આનું કારણ એ છે કે શાખાઓ વધવાથી અણુનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ ઘટે છે,જે વાન ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળોની તીવ્રતા ઘટાડે છે.
તેથી,પ્રાથમિક $(1^o)$ આલ્કાઈલ હેલાઈડનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ સૌથી વધુ અને આંતરઆણ્વીય બળો સૌથી મજબૂત હોય છે,જ્યારે તૃતીયક $(3^o)$ આલ્કાઈલ હેલાઈડનું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ સૌથી ઓછું અને આંતરઆણ્વીય બળો સૌથી નબળા હોય છે.
સાચો ક્રમ $1^o > 2^o > 3^o$ છે.

(A) કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ $(CCl_4)$ ની વધારે પ્રમાણમાં રહેલા પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ સાથેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$1$. શરૂઆતમાં,$CCl_4$ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા અનુભવે છે,જેમાં ક્લોરિન પરમાણુઓ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ દ્વારા બદલાઈને અસ્થાયી મધ્યવર્તી નીપજ $C(OH)_4$ બનાવે છે.
$2$. એક જ કાર્બન પરમાણુ પર ચાર હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ હોવાને કારણે $C(OH)_4$ ખૂબ જ અસ્થાયી છે,જે બે પાણીના અણુઓ $(2H_2O)$ ગુમાવીને કાર્બોનિક એસિડ $(H_2CO_3)$ બનાવે છે.
$3$. પ્રક્રિયા વધારે પ્રમાણમાં $KOH$ (પ્રબળ બેઇઝ) ની હાજરીમાં થતી હોવાથી,કાર્બોનિક એસિડ તટસ્થ થઈને પોટેશિયમ કાર્બોનેટ $(K_2CO_3)$ અને પાણી બનાવે છે.
$4$. કુલ પ્રક્રિયા: $CCl_4 + 6KOH \rightarrow K_2CO_3 + 4KCl + 3H_2O$.

(C) વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા દર-નિર્ધારક તબક્કાની સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડે છે.
વિધાન $B$ સાચું છે કારણ કે પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $1,2-$હાઇડ્રાઇડ શિફ્ટ દ્વારા વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયનમાં પુનઃગોઠવાય છે.
વિધાન $C$ અમાન્ય છે. આઇસોપ્રોપાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3CHClCH_3)$ સોડિયમ ઇથોક્સાઇડ $(NaOCH_2CH_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્યત્વે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રોપીન બનાવે છે,$1-$ઇથોક્સીપ્રોપેન નહીં.
વિધાન $D$ સાચું છે કારણ કે પ્રોપાઇલ હેલાઇડ્સ $(CH_3CH_2CH_2X)$ સોડિયમ ઇથોક્સાઇડ સાથે $S_N2$ મિકેનિઝમ દ્વારા $1-$ઇથોક્સીપ્રોપેન $(CH_3CH_2CH_2OCH_2CH_3)$ બનાવે છે.

(C) નાઈટ્રોક્લોરોફોર્મ,જેને ક્લોરોપિક્રિન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ ની સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CHCl_3 + HNO_3 \rightarrow CCl_3NO_2 + H_2O$
આ પ્રક્રિયામાં,ક્લોરોફોર્મનો હાઈડ્રોજન પરમાણુ નાઈટ્રો ગ્રુપ $(-NO_2)$ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.

(C) $S_N1$ પ્રક્રિયાનો દર પ્રક્રિયાના ધીમા તબક્કામાં બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(C_6H_5)_3CCl$ માં,બનતો કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5)_3C^+$ છે,જે ત્રણ ફિનાઈલ જૂથો સાથેના સંસ્પંદન (resonance) દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર બને છે.
આ કાર્બોકેટાયન એલાઈલ કાર્બોકેટાયન $(CH_2=CH-CH_2^+)$,બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $(C_6H_5CH_2^+)$ અથવા ફિનાઈલ કેટાયન $(C_6H_5^+)$ કરતા ઘણો વધારે સ્થિર છે.
તેથી,$(C_6H_5)_3CCl$ એ $S_N1$ પ્રક્રિયા દ્વારા સૌથી ઝડપથી જળવિભાજન પામે છે.

(C) શરૂઆતનું પદાર્થ એક કાયરલ સેકન્ડરી આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ,$CH(Me)(Et)Cl$ છે.
પગલું $I$ ઉત્પાદન $A$ તરફ દોરી જાય છે,જે શરૂઆતના પદાર્થની સાપેક્ષમાં વિન્યાસની જાળવણી (retention) દર્શાવે છે. આ $S_N1$ પદ્ધતિની લાક્ષણિકતા છે જ્યાં ન્યુક્લિયોફાઈલ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણને કારણે લિવિંગ ગ્રુપની સમાન બાજુથી હુમલો કરી શકે છે.
પગલું $II$ ઉત્પાદન $B$ તરફ દોરી જાય છે,જે વિન્યાસનું ઉલટન (inversion) દર્શાવે છે. આ $S_N2$ પદ્ધતિની લાક્ષણિકતા છે,જ્યાં ન્યુક્લિયોફાઈલ લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે.
તેથી,પગલું $I$ એ $S_N1$ છે અને પગલું $II$ એ $S_N2$ છે.

(B) આ પ્રક્રિયા $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઇલ $(OH^-)$ લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ ની વિરુદ્ધ દિશામાંથી ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે વિન્યાસમાં વ્યુત્ક્રમણ (Walden inversion) થાય છે.
આપેલ $4-methylcyclohexyl$ બ્રોમાઇડમાં,$Br$ પરમાણુ રિંગની એક બાજુ પર છે. $OH^-$ દ્વારા $S_N2$ હુમલો વિરુદ્ધ બાજુથી થશે,જે $4-methylcyclohexanol$ ના trans-આઈસોમરના નિર્માણ તરફ દોરી જશે.

(C) પ્રક્રિયા $CH_3Br + OH^{-} \rightarrow CH_3OH + Br^{-}$ એ $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયામાં,વેગ નક્કી કરતું સોપાન સબસ્ટ્રેટ અને ન્યુક્લિયોફાઇલ બંને પર આધાર રાખે છે.
તેથી,વેગનું સમીકરણ $rate = k[CH_3Br][OH^{-}]$ છે.
આ દ્વિતીય ક્રમની પ્રક્રિયા છે જેમાં વેગ મિથાઈલ બ્રોમાઈડ અને હાઈડ્રોક્સાઈડ આયન બંનેની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે.

(D) $AgNO_3$ સાથે સફેદ અવક્ષેપ $Ag^+$ આયનો અને $Cl^-$ આયનો વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી $AgCl$ બનવાને કારણે મળે છે.
આ પ્રક્રિયા ત્યારે સરળતાથી થાય છે જો $C-Cl$ બંધ સરળતાથી તૂટીને $Cl^-$ મુક્ત કરે.
$3$-ક્લોરોસાયક્લોહેક્સ-$1$-ઈન $(A)$ માં,$Cl^-$ દૂર થયા પછી બનતો કાર્બોકેટાયન એલાઈલિક છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ $(C)$ માં,બનતો કાર્બોકેટાયન બેન્ઝાઈલિક છે,જે પણ ખૂબ જ સ્થાયી છે.
ક્લોરોબેન્ઝીન $(B)$ અવક્ષેપ આપતું નથી કારણ કે રેઝોનન્સને લીધે $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જેથી તેને તોડવું મુશ્કેલ છે.
તેથી,$A$ અને $C$ બંને $AgNO_3$ સાથે $AgCl$ ના સફેદ અવક્ષેપ આપે છે.

(B) $1$. $Tertiary$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સમાં અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) વધુ હોવાથી $S_{N}2$ પ્રક્રિયા ખૂબ જ ધીમી હોય છે. તેઓ $S_{N}1$ પ્રક્રિયા પસંદ કરે છે.
$2$. આલ્કાઈલ આયોડાઈડ્સ પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. સૂર્યપ્રકાશમાં તે વિઘટન પામીને આયોડિન $(I_2)$ મુક્ત કરે છે,જેના કારણે તે ઘેરા રંગના બને છે.
$3$. આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ્સ બેઈલસ્ટીન કસોટી આપે છે (લીલી જ્યોત).
$4$. આલ્કાઈલ આયોડાઈડ્સમાં $C-I$ બંધ સૌથી નબળો હોવાથી ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન સૌથી સરળતાથી થાય છે.

(B) પ્રક્રિયા $Br^{-} + CH_3OH \rightarrow BrCH_3 + OH^{-}$ થતી નથી કારણ કે હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^-)$ એક પ્રબળ બેઇઝ છે અને તેથી તે ખૂબ જ ખરાબ લીવિંગ ગ્રુપ તરીકે વર્તે છે.
ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં,સારું લીવિંગ ગ્રુપ નિર્બળ બેઇઝ હોવું જોઈએ.

(A) આ પ્રક્રિયા આલ્કોહોલિક $KOH$ નો ઉપયોગ કરીને થતી $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા છે.
$E2$ ક્રિયાવિધિમાં,બેઝ $\beta$-હાઇડ્રોજનને દૂર કરે છે જે લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ ની વિરુદ્ધ (anti-periplanar) હોય છે.
શરૂઆતનો પદાર્થ $1$-બ્રોમો-$1,2$-ડાયફિનાઇલપ્રોપેન છે. વિલોપન પછી,જે સમૂહો સંક્રાંતિ અવસ્થામાં એક જ બાજુએ હોય છે તે અંતિમ આલ્કીન નીપજમાં પણ એક જ બાજુએ રહેશે.
પ્રક્રિયકની સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રીને જોતા,$CH_3$ અને $H$ દ્વિબંધની એક જ બાજુએ આવશે,જ્યારે બે $C_6H_5$ સમૂહો વિરુદ્ધ બાજુએ રહેશે.

(A) ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ નું રિડક્શન વપરાયેલા પ્રક્રિયકો પર આધાર રાખે છે:
$1$. $CHCl_3 + 2H \xrightarrow{Zn/HCl \text{ (alc.)}} CH_2Cl_2 + HCl$. નીપજ ડાયક્લોરોમિથેન $(CH_2Cl_2)$ છે.
$2$. $CHCl_3 + 4H \xrightarrow{Zn/HCl \text{ (aq.)}} CH_3Cl + 2HCl$. નીપજ ક્લોરોમિથેન $(CH_3Cl)$ છે.
$3$. $CHCl_3 + 6H \xrightarrow{Zn/H_2O} CH_4 + 3HCl$. નીપજ મિથેન $(CH_4)$ છે.
આમ,નીપજોનો ક્રમ $CH_2Cl_2, CH_3Cl, CH_4$ છે.

(D) આ પ્રક્રિયા હોમોએલાઇલિક કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા આગળ વધે છે.
$CH_3-C(CH_3)=CH-CH_2-CH_2-Cl$ માં $C-Cl$ બંધનું આયનીકરણ શરૂઆતમાં પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે પાડોશી $\pi$ બંધ દ્વારા સ્થિર થાય છે (હોમોએલાઇલિક સહભાગિતા).
આનાથી વધુ સ્થિર તૃતીયક સાયક્લોપ્રોપાઇલમિથાઇલ કેટાયન ($2$-સાયક્લોપ્રોપાઇલપ્રોપેન-$2$-ાઇલ કેટાયન) બને છે.
આ તૃતીયક કાર્બોકેટાયન પર $H_2O$ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો થવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $2$-સાયક્લોપ્રોપાઇલપ્રોપેન-$2$-ઓલ મળે છે.

(C) $S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓ પ્રત્યે આલ્કાઈલ હેલાઈડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા મુખ્યત્વે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) દ્વારા નક્કી થાય છે.
$S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓમાં ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો પાછળની બાજુથી થાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બનની આસપાસ મોટા સમૂહોની હાજરીને કારણે અવરોધાય છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $1^{\circ} > 2^{\circ} > 3^{\circ}$ છે.
આપેલા સંયોજનોમાં:
$1-$બ્રોમોપેન્ટેન $(II)$ એ પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$2-$બ્રોમોપેન્ટેન $(III)$ એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
$2-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલબ્યુટેન $(I)$ એ તૃતીયક $(3^{\circ})$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
આમ,$S_N2$ વિસ્થાપન પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $II > III > I$ છે.

(A) $S_N1$ પ્રતિક્રિયાનો દર એ દર-નિર્ધારક તબક્કામાં રચાયેલા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$(III)$ $C_6H_5-CH(Br)-C_6H_5 \rightarrow (C_6H_5)_2CH^{+}$ (બે ફિનાઇલ રિંગ્સ સાથે રેઝોનન્સને કારણે અત્યંત સ્થિર).
$(IV)$ $C_6H_5-CH(Br)-CH_3 \rightarrow C_6H_5-CH^{+}-CH_3$ (એક ફિનાઇલ રિંગ સાથે રેઝોનન્સને કારણે સ્થિર).
$(II)$ $CH_3-C(CH_3)(Br)-CH_3 \rightarrow (CH_3)_3C^{+}$ ($3^\circ$ કાર્બોકેટાયન,$+I$ અસર અને $9$ હાઇપરકોન્જુગેટિવ હાઇડ્રોજન દ્વારા સ્થિર).
$(I)$ $CH_3-CH(CH_3)-CH(Br)-CH_3 \rightarrow CH_3-CH(CH_3)-CH^{+}-CH_3$ ($2^\circ$ કાર્બોકેટાયન,$4$ હાઇપરકોન્જુગેટિવ હાઇડ્રોજન દ્વારા સ્થિર).
તેથી,સ્થિરતાનો ક્રમ $III > IV > II > I$ છે,જે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ પણ છે.

(B) આલ્કાઈલ હેલાઈડની જળવિભાજન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા ($S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા) બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(IV)$ દ્વિતીયક ડાયબેન્ઝાઈલિક કાર્બોકેટાયન $C_6H_5-C^+H-C_6H_5$ બનાવે છે,જે બે ફિનાઈલ વલયો સાથેના અનુનાદને કારણે અત્યંત સ્થિર છે.
$(II)$ દ્વિતીયક બેન્ઝાઈલિક કાર્બોકેટાયન $C_6H_5-C^+H-C_2H_5$ બનાવે છે,જે અનુનાદ અને ઈથાઈલ સમૂહની $+I$ અસર દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$(I)$ પ્રાથમિક બેન્ઝાઈલિક કાર્બોકેટાયન $C_6H_5-C^+H_2$ બનાવે છે,જે અનુનાદ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
$(III)$ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ કાર્બોકેટાયન $CH_3-C^+H_2$ બનાવે છે,જે સૌથી ઓછું સ્થિર છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ઘટતો ક્રમ $IV > II > I > III$ છે.

(B) પ્રકાશ ($UV$ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં ઇથાઇલબેન્ઝિનની $Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયા મુક્ત મુલક (free radical) મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે.
પ્રકાશ $Cl_2$ ના હોમોલિટીક વિભાજનને પ્રોત્સાહન આપે છે જેથી ક્લોરિન મુલક $(Cl^{\bullet})$ બને છે.
આ મુલકો બેન્ઝિલિક સ્થાન (બેન્ઝિન રિંગ સાથે જોડાયેલ કાર્બન) પરથી હાઇડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ કરે છે કારણ કે પરિણામી બેન્ઝિલિક મુલક બેન્ઝિન રિંગ દ્વારા રેઝોનન્સ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરે છે.
તેથી,ક્લોરિન પરમાણુ બેન્ઝિલિક કાર્બન પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુનું સ્થાન લે છે,જેના પરિણામે $1-$ક્લોરોઇથાઇલબેન્ઝિન $(C_6H_5-CHCl-CH_3)$ મળે છે.

(D) $1$. પ્રકાશ અને ગરમીની હાજરીમાં ટોલ્યુઈનનું ક્લોરિનેશન બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ આપે છે.
$2$. ત્યારબાદ જલીય $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડનું જળવિભાજન થઈને બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ $(C_6H_5CH_2OH)$ મળે છે.

(A) $S_N2$ પ્રતિક્રિયા ક્રિયાવિધિ અવકાશીય અવરોધ (steric hindrance) પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે.
$S_N2$ પ્રતિક્રિયાઓમાં,ન્યુક્લિયોફાઈલ પાછળના ભાગથી હુમલો કરે છે,અને જેમ જેમ લિવિંગ ગ્રુપ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ જૂથોની સંખ્યા વધે છે,તેમ અવકાશીય અવરોધ વધે છે,જેનાથી હુમલો કરવો મુશ્કેલ બને છે.
$S_N2$ માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ છે: $\text{પ્રાથમિક} > \text{દ્વિતીયક} > \text{તૃતીયક}$.
આપેલ સંયોજનોમાં:
$1$. $PhCH_2Cl$ એ પ્રાથમિક હેલાઈડ છે (સૌથી ઓછો અવરોધ).
$2$. $PhCHClCH_3$ એ દ્વિતીયક હેલાઈડ છે.
$3$. $PhCCl(CH_3)_2$ એ તૃતીયક હેલાઈડ છે (સૌથી વધુ અવરોધ).
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $PhCH_2Cl > PhCHClCH_3 > PhCCl(CH_3)_2$ છે.

(B) $S_N1$ પ્રતિક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા હેલાઈડની પ્રતિક્રિયાત્મકતા નક્કી કરે છે.
બેન્ઝીન રિંગ પરના વિસ્થાપકો ઇન્ડક્ટિવ અને રેઝોનન્સ અસરો દ્વારા બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાને અસર કરે છે.
$1$. $p-methoxybenzyl \ chloride$: $-OCH_3$ જૂથ રેઝોનન્સ ($+R$ અસર) દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ જૂથ $(EDG)$ છે,જે કાર્બોકેટાયનને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
$2$. $benzyl \ chloride$: આ કોઈ વધારાના વિસ્થાપકો વિના પ્રમાણભૂત બેન્ઝાઇલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$3$. $p-nitrobenzyl \ chloride$: $-NO_2$ જૂથ ઇન્ડક્ટિવ $(-I)$ અને રેઝોનન્સ $(-R)$ બંને અસરો દ્વારા મજબૂત ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ જૂથ $(EWG)$ છે,જે કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર કરે છે.
તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ,અને આમ $S_N1$ તરફની પ્રતિક્રિયાત્મકતા છે: $p-methoxybenzyl \ chloride > benzyl \ chloride > p-nitrobenzyl \ chloride$.

(D) પ્રક્રિયા $(d)$ માં,દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવક $(DMF)$ માં ન્યુક્લિયોફાઈલ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકો ન્યુક્લિયોફાઈલને મજબૂત રીતે સોલ્વેટ ન કરીને તેને સક્રિય રાખે છે,જે $S_N2$ ક્રિયાવિધિને પ્રોત્સાહન આપે છે.
વિકલ્પ $(a)$ અને $(b)$ માં તૃતીયક હેલાઈડ છે,જે $S_N1$ ને પ્રોત્સાહન આપે છે.
વિકલ્પ $(c)$ માં આલ્કોહોલિક $KOH$ અને ગરમીનો ઉપયોગ થાય છે,જે વિલોપન $(E2)$ પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(CH_3CH_2CH(Br)CH_3)$ પ્રબળ બેઈઝ/ન્યુક્લિયોફાઈલ,એસિટિલાઈડ આયન $(HC \equiv C^-)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ પ્રબળ બેઈઝ સાથે મુખ્યત્વે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા આપે છે,કારણ કે $S_N2$ પ્રક્રિયામાં અવકાશી અવરોધ નડે છે.
અહીં,એસિટિલાઈડ આયન બેઈઝ તરીકે વર્તે છે અને $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરીને આલ્કીન બનાવે છે.
વિલોપન બે અલગ-અલગ $\beta$-કાર્બન પર થઈ શકે છે:
$1$. $CH_3$ સમૂહ ($C_1$ પર) માંથી પ્રોટોન દૂર થવાથી $pent-1-ene$ બને છે.
$2$. $CH_2$ સમૂહ ($C_3$ પર) માંથી પ્રોટોન દૂર થવાથી $pent-2-ene$ બને છે,જે $cis$ અથવા $trans$ સમઘટક સ્વરૂપે હોઈ શકે છે.
$S_N2$ વિસ્થાપનથી $3-methylpent-1-yne$ બને છે. પરંતુ દ્વિતીયક હેલાઈડ માટે $S_N2$ પ્રક્રિયા ગૌણ છે. તેથી,વિસ્થાપન નીપજ બનવાની અપેક્ષા ઓછી છે.

(C) $E2$ વિલોપન માટે લિવિંગ ગ્રુપ $(Cl)$ અને $\beta$-હાઈડ્રોજનની એન્ટી-પેરિપ્લેનર ગોઠવણી જરૂરી છે.
ચેર કન્ફોર્મેશનમાં,મોટો આઈસોપ્રોપાઈલ સમૂહ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સ્થાન પસંદ કરે છે.
વિલોપન બે $\beta$-કાર્બન પરથી થઈ શકે છે,જે બે સંભવિત નીપજો,$(I)$ અને $(II)$ તરફ દોરી જાય છે.
નીપજ $(II)$ માં $5$ $\alpha$-હાઈડ્રોજન છે,જે તેને નીપજ $(I)$ કરતા વધુ વિસ્થાપિત અને વધુ સ્થાયી બનાવે છે.
તેથી,$(II)$ મુખ્ય નીપજ છે,જે $4$-આઈસોપ્રોપાઈલ-$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સ-$1$-ઈન છે.

(D) $C-Cl$ બંધની ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાશીલતા તે કાર્બન પરમાણુની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે જેની સાથે ક્લોરિન જોડાયેલ છે.
$Cl^1$ એરોમેટિક રિંગ (એરિલ હેલાઇડ) સાથે જોડાયેલ છે,જ્યાં રેઝોનન્સને કારણે $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જે તેને ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$Cl^3$ એ $sp^2$ હાઇબ્રિડાઇઝ્ડ કાર્બન પરમાણુ (વિનાઇલિક હેલાઇડ) સાથે જોડાયેલ છે,જે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યે પણ ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$Cl^2$ એ દ્વિતીયક આલ્કાઇલ કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે.
$Cl^4$ એ તૃતીયક આલ્કાઇલ કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે. તૃતીયક કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતાને કારણે તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ્સ $S_N1$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. તેથી,$Cl^4$ જલીય $KOH$ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ છે.

(A) $S_N2$ પ્રતિક્રિયાત્મકતા અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અને સંક્રાંતિ અવસ્થાની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(i)$ $CH_3COCH_2Cl$ એ $\alpha$-હેલો કીટોન છે. કાર્બોનિલ સમૂહ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક છે અને તે સંક્રાંતિ અવસ્થાને સ્થિર કરે છે,જે તેને $S_N2$ માટે ખૂબ જ સક્રિય બનાવે છે.
(ii) $CH_2=CH-CH_2Cl$ એ એલાઈલ ક્લોરાઈડ છે. તેની સંક્રાંતિ અવસ્થા $\pi$-બંધ સાથેના સંયુગ્મન (conjugation) દ્વારા સ્થિર થાય છે,જે તેને સામાન્ય પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ કરતા વધુ સક્રિય બનાવે છે.
(iii) $CH_3CH_2CH_2Cl$ એ એક સાદો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $(i) > (ii) > (iii)$ છે.

(A) $2$-બ્રોમોબ્યુટેન $(CH_3-CH_2-CH(Br)-CH_3)$ ના આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેના નિર્જલીકરણમાં,$Br^{-}$ આયન એક સારો લિવિંગ ગ્રુપ છે.
$Saytzeff$ ના નિયમ મુજબ,વધુ સ્થાયી આલ્કીન,$2$-બ્યુટીન $(CH_3-CH=CH-CH_3)$,મુખ્ય નીપજ તરીકે બનાવવા માટે વધુ વિસ્થાપિત કાર્બન પરથી $\beta$-હાઇડ્રોજનનું વિલોપન થાય છે.
તેનાથી વિપરીત,આલ્કાઇલ ફ્લોરાઇડ્સ (વિકલ્પ $B$),ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર (વિકલ્પ $C$),અને એસ્ટર્સ (વિકલ્પ $D$) સામાન્ય રીતે $Hofmann$ ના નિયમને અનુસરે છે,જે તેમના સંબંધિત સંક્રમણ અવસ્થાઓમાં નબળા લિવિંગ ગ્રુપ ક્ષમતા અથવા અવકાશી/ઇલેક્ટ્રોનિક પરિબળોને કારણે ઓછી વિસ્થાપિત આલ્કીન ($1$-બ્યુટીન) મુખ્ય નીપજ તરીકે આપે છે.

(A) $1$. સાયક્લોહેક્ઝેનોન $CH_3COOH$ માં $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $2$-બ્રોમોસાયક્લોહેક્ઝેનોન $(A)$ બનાવે છે.
$2$. $A$ એ $Alc. KOH$ સાથે નિર્જલીકરણ પામીને સાયક્લોહેક્સ-$2$-ઈન-$1$-ઓન $(B)$ બનાવે છે.
$3$. $B$ એ $CH_3MgBr$ અને ત્યારબાદ $H_2O$ ($1$,$2$-ઉમેરણ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને $1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સ-$2$-ઈન-$1$-ઓલ $(C)$ બનાવે છે.
$4$. $C$ એ એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ $(H^{\oplus} + \Delta)$ પામીને $1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝા-$1,3$-ડાઈઈન $(D)$ બનાવે છે.
$5$. $D$ એ $1 \text{ મોલ}$ $HBr$ સાથે થર્મોડાયનેમિક નિયંત્રણ ($T$.$C$.$P$) દ્વારા પ્રક્રિયા કરીને સૌથી સ્થાયી નીપજ $3$-બ્રોમો-$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સ-$1$-ઈન $(E)$ બનાવે છે.

(C) દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$. ક્લોરોબેન્ઝીન શુષ્ક ઈથરમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનાઈલમેગ્નેશિયમ ક્લોરાઈડ બનાવે છે,જે ત્યારબાદ $CO_2$ અને એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે. આ સાચી પ્રક્રિયા છે.
$B$. મિથાઈલ સાયનાઈડ $(CH_3CN)$ $MeMgBr$ (ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક) સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિડિક જળવિભાજન દ્વારા એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ બનાવે છે. આ સાચી પ્રક્રિયા છે.
$C$. $Cl-(CH_2)_5-Cl$ એ $1$ મોલ $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એક છેડે ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક બનાવે છે: $Cl-(CH_2)_5-MgCl$. આ અણુ આંતરિક ચક્રીયકરણ દ્વારા સાયક્લોપેન્ટેન બનાવે છે,સાયક્લોહેક્ઝેન નહીં. તેથી,આ ખોટી નીપજ છે.
$D$. $1,3$-ડાયક્લોરોસાયક્લોબ્યુટેન $Mg$ સાથે આંતરિક જોડાણ દ્વારા બાયસાયક્લોબ્યુટેન બનાવે છે. આ જાણીતી પ્રક્રિયા છે.
તેથી,વિકલ્પ $C$ એ ખોટી મુખ્ય નીપજ છે.

(A) $S_N^1$ પ્રતિક્રિયાઓમાં,દર કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. વિકલ્પ $A$ માં આપેલ ચક્રીય ઈથર્સ માટે,$3$-ક્લોરો$-3-$મિથાઈલટેટ્રાહાઈડ્રોપાયરાનમાં $3-$સ્થાન પર બનેલ કાર્બોકેટાયન તૃતીયક છે અને ઓક્સિજનના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ દ્વારા સ્થિર થાય છે (રેઝોનન્સ),જે તેને સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે. તેથી વિકલ્પ $A$ માં આપેલ ક્રમ ખોટો છે.
$E_1$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે,દર કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે,જેનો ક્રમ $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ છે. તેથી (tert-બ્યુટાઈલ ક્લોરાઈડ) > (આઈસોપ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ) > (ઈથાઈલ ક્લોરાઈડ) સાચું છે.
$E_2$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે,દર બનતા આલ્કીનની સ્થિરતા અને $\beta$-હાઈડ્રોજનની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે. તેથી (tert-બ્યુટાઈલ ક્લોરાઈડ) > (આઈસોપ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ) > (ઈથાઈલ ક્લોરાઈડ) સાચું છે.
સામાન્ય આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સની $S_N^1$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે,ક્રમ $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ છે,તેથી (tert-બ્યુટાઈલ ક્લોરાઈડ) > (આઈસોપ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ) > (ઈથાઈલ ક્લોરાઈડ) સાચું છે.

(D) શરૂઆતનું સંયોજન એક હેલોઆલ્કેન છે જેમાં $Br$ અને $Cl$ બંને પરમાણુઓ છે.
$NaSH$ એક પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઈલ છે. $Br$ પરમાણુ $Cl$ કરતા સારો લિવિંગ ગ્રુપ છે,તેથી $NaSH$ $S_N2$ પ્રક્રિયા દ્વારા $Br$ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરશે અને થાયોલ $(-SH)$ બનાવશે.
ત્યારબાદ,અણુમાં થાયોલ અને ક્લોરો સમૂહ બંને હાજર હોય છે.
થાયોલ સમૂહ $(-SH)$ એક પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઈલ છે. $NaOH$ (બેઝ) ની હાજરીમાં,થાયોલનું ડિપ્રોટોનેશન થઈને થાયોલેટ આયન $(-S^-)$ બને છે.
આ આંતરિક થાયોલેટ આયન ત્યારબાદ $Cl$ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરીને $Cl^-$ ને દૂર કરે છે અને ચક્રીય સલ્ફાઈડ બનાવે છે.
પરિણામી નીપજ એ પાંચ સભ્યોની રીંગ છે જેમાં સલ્ફર પરમાણુ છે,અને સલ્ફરની બાજુના કાર્બન પર મિથાઈલ અને ઈથાઈલ સમૂહ જોડાયેલા છે.

(D) $H_2O$ જેવા પોલર પ્રોટિક દ્રાવકમાં,ન્યુક્લિયોફિલિસિટી સોલ્વેશનની માત્રા દ્વારા નક્કી થાય છે.
$F^{-}$ જેવા નાના આયનો હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ દ્વારા ખૂબ જ સોલ્વેટેડ હોય છે,જે તેમના ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલાને અવરોધે છે.
જેમ હેલાઇડ આયનનું કદ વધે છે $(F^{-} < Cl^{-} < Br^{-} < I^{-})$,તેમ સોલ્વેશનની માત્રા ઘટે છે.
તેથી,$H_2O$ માં ન્યુક્લિયોફિલિસિટીનો ક્રમ $I^{-} > Br^{-} > Cl^{-} > F^{-}$ છે.
જો કે,$F^{-} > Cl^{-} > Br^{-} > I^{-}$ ક્રમ એ બેઝિસિટી ઘટવાનો અને કોન્જુગેટ એસિડની સ્થિરતા વધવાનો ક્રમ દર્શાવે છે,જે $DMSO$ જેવા પોલર એપ્રોટિક દ્રાવકોમાં ન્યુક્લિયોફિલિસિટી ઘટવાના ક્રમ સાથે પણ સુસંગત છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા $S_N2$ પ્રક્રિયા છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયાઓ ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકોમાં ઝડપથી થાય છે.
$N,N$-ડાયમિથાઈલફોર્મામાઈડ $(DMF)$ જેવા ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવકો $OH^-$ આયનનું હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા સોલ્વેશન કરતા નથી,જેથી તેની ન્યુક્લિયોફિલીસીટી વધે છે.
તેનાથી વિપરીત,પાણી જેવા પ્રોટિક દ્રાવકો ન્યુક્લિયોફાઈલનું સોલ્વેશન કરે છે,જે તેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટાડે છે.
તેથી,નીપજનું પ્રમાણ $N,N$-ડાયમિથાઈલફોર્મામાઈડમાં સૌથી વધુ હોય છે.

(B) બંધારણ $A$ એ $1$-ક્લોરોબ્યુટ-$2$-ઈન $(CH_3-CH=CH-CH_2Cl)$ છે.
બંધારણ $B$ એ $2$-ક્લોરો$-2-$મિથાઈલપ્રોપ-$1$-ઈન $(CH_2=C(Cl)-CH_3)$ છે.
આ બંધારણીય સમઘટકો છે,ખાસ કરીને ક્રિયાશીલ/સ્થાનિક સમઘટકો,ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ નથી.
તેમની કાર્બન શૃંખલા અલગ હોવાથી તેઓ ચેઈન આઈસોમર્સ પણ નથી.
$A$ એ પ્રાથમિક એલાઈલિક હેલાઈડ છે,જે $S_N2$ પ્રક્રિયામાં વધુ સક્રિય છે,જ્યારે $B$ એ વિનાઈલિક હેલાઈડ છે જે સામાન્ય રીતે $S_N2$ અને $S_N1$ પ્રક્રિયાઓ માટે નિષ્ક્રિય છે.
તેથી,$A$ અને $B$ ચેઈન આઈસોમર્સ છે તે વિધાન ખોટું છે.

(C) $S_N2$ પ્રક્રિયાનો દર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અને લિવિંગ ગ્રુપની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
$(a)$ $CH_3CH(CH_3)CH_2Br$ એ $CH_3CH_2CH_2CH_2Br$ કરતા વધુ અવકાશી અવરોધ ધરાવતું પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,તેથી બીજું સંયોજન ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.
$(b)$ $I^-$ એ $Cl^-$ કરતા સારું લિવિંગ ગ્રુપ છે,તેથી $CH_3CH_2CH_2CH_2I$ ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.
$(c)$ $\alpha$-હેલોકાર્બોનિલ સંયોજનો જેમ કે $CH_3COCH_2Cl$ એ $CH_3CH_2Cl$ જેવા સામાન્ય આલ્કાઈલ હેલાઈડ કરતા $S_N2$ પ્રક્રિયા ઘણી ઝડપથી આપે છે કારણ કે કાર્બોનિલ ગ્રુપ $(C=O)$ ઈલેક્ટ્રોન-આકર્ષક છે અને તેની $\pi$-સિસ્ટમ દ્વારા સંક્રાંતિ અવસ્થાને સ્થિર કરે છે.
$(d)$ $CH_3Br$ એ $CH_3CH_2Br$ કરતા ઓછો અવકાશી અવરોધ ધરાવે છે,તેથી $CH_3Br$ ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.
તેથી,વિકલ્પ $(c)$ માં પ્રથમ સંયોજન ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.

(B) $SN_1$ પ્રક્રિયાનો દર બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
આ સંયોજનોમાં,બનતો કાર્બોકેટાયન એ વિસ્થાપિત બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન $(Ar-CH_2^+)$ છે.
કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પેરા સ્થાન પર જોડાયેલા આલ્કાઈલ સમૂહની ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અસર ($+I$ અને હાઈપરકોન્જુગેશન) દ્વારા વધે છે.
આલ્કાઈલ સમૂહોની ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ક્ષમતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: આઈસોપ્રોપાઈલ $(>(CH_3)_2CH-)$ > ઈથાઈલ $(>CH_3CH_2-)$ > મિથાઈલ $(>CH_3-)$.
તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ $III > IV > II > I$ છે.
આમ,જળવિભાજનના દરનો ઘટતો ક્રમ $III > IV > II > I$ છે.

(C) આ પ્રક્રિયા આલ્કોહોલિક બેઇઝ $(KOH)$ નો ઉપયોગ કરીને $2$-ક્લોરોબ્યુટેનનું ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન છે.
બેઇઝ $\beta$-હાઇડ્રોજન અને ક્લોરાઇડ આયનને દૂર કરીને આલ્કીન બનાવે છે.
શક્ય નીપજો નીચે મુજબ છે:
$1.$ બ્યુટ-$1$-ઈન $(CH_2=CH-CH_2-CH_3)$
$2.$ $cis$-બ્યુટ-$2$-ઈન $(CH_3-CH=CH-CH_3)$
$3.$ $trans$-બ્યુટ-$2$-ઈન $(CH_3-CH=CH-CH_3)$
બ્યુટ-$2$-ઈન ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવતું હોવાથી,તે બે અલગ નીપજો તરીકે ગણાય છે. તેથી,કુલ વિલોપન નીપજોની સંખ્યા $3$ છે.