Properties of Haloalkanes Questions in Hindi

(B) $(P)$ $(-)-1$-ब्रोमो-$2$-एथिलपेंटेन $S_N2$ अभिक्रिया देता है। कायरल केंद्र $C_2$ पर स्थित है और अभिक्रिया $C_1$ पर होती है,इसलिए कायरल केंद्र पर विन्यास अपरिवर्तित रहता है,जो विन्यास का धारण दर्शाता है $(P \rightarrow 2)$।
$(Q)$ $(-)-2$-ब्रोमोपेंटेन कायरल केंद्र पर $S_N2$ अभिक्रिया देता है,जिसके परिणामस्वरूप वाल्डन प्रतिपन्न होता है,यानी विन्यास का प्रतिपन्न $(Q \rightarrow 1)$।
$(R)$ $(-)-3$-ब्रोमो-$3$-मेथिलहेक्सेन $S_N1$ अभिक्रिया देता है। बनने वाला कार्बोकैटायन समतलीय होता है,जिससे रेसमिक मिश्रण यानी एनैन्शियोमर्स का मिश्रण प्राप्त होता है $(R \rightarrow 3)$।
$(S)$ इस अभिकारक में दो कायरल केंद्र हैं। कायरल केंद्र पर $S_N1$ अभिक्रिया होने से एक नया कायरल केंद्र बनता है,जिसके परिणामस्वरूप डायस्टेरियोमर्स का मिश्रण प्राप्त होता है $(S \rightarrow 5)$।
अतः,सही मिलान $P$ $\rightarrow 2, Q$ $\rightarrow 1, R$ $\rightarrow 3, S$ $\rightarrow 5$ है।

(B) इस अभिक्रिया अनुक्रम में एक अल्कोहल $(X)$ का एज़ाइड में रूपांतरण शामिल है,जिसमें कायरल केंद्र पर विन्यास का प्रतिपन्न (inversion) होता है।
$1$) $Et_2O$ में $PBr_3$ के साथ उपचार करने पर $-OH$ समूह $-Br$ समूह में बदल जाता है,जिसमें विन्यास का प्रतिपन्न होता है ($S_N2$ तंत्र द्वारा)।
$2$) $Me_2CO$ में $NaI$ के साथ उपचार (फिंकेलस्टीन अभिक्रिया) करने पर $-Br$ समूह $-I$ समूह में बदल जाता है,जिसमें पुनः विन्यास का प्रतिपन्न होता है।
$3$) $HCONMe_2$ $(DMF)$ में $NaN_3$ के साथ उपचार करने पर आयोडाइड का एज़ाइड आयन $(-N_3)$ द्वारा $S_N2$ प्रतिस्थापन होता है,जिसके परिणामस्वरूप तीसरी बार विन्यास का प्रतिपन्न होता है।
चूंकि कुल तीन बार $S_N2$ प्रतिपन्न होता है,इसलिए अंतिम उत्पाद का सापेक्ष विन्यास प्रारंभिक पदार्थ $X$ के समान ही रहता है।
अंतिम उत्पाद में साइक्लोपेंटेन वलय पर एक मिथाइल समूह (वेज) और एक एज़ाइड समूह (डैश) है। इसलिए,प्रारंभिक पदार्थ $X$ में भी मिथाइल समूह (वेज) और हाइड्रॉक्सिल समूह (वेज) होने चाहिए। यह संरचना $(B)$ के अनुरूप है।

(B) $S_N2$ अभिक्रिया की दर त्रिविम बाधा (steric hindrance) और $\alpha$-कार्बन पर इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों की उपस्थिति पर निर्भर करती है।
$1$. $S$ $(C_6H_5-CO-CH_2-Cl)$: कार्बोनिल समूह $(-C=O)$ अपने $-I$ और $-M$ प्रभाव के कारण प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक है,जो संक्रमण अवस्था को स्थिर करता है,जिससे यह सबसे अधिक सक्रिय हो जाता है।
$2$. $R$ $(CH_2=CH-CH_2-Cl)$: यह एक एलिलिक हैलाइड है। संक्रमण अवस्था द्वि-आबंध के साथ संयुग्मन (conjugation) द्वारा स्थिर होती है,जो इसे प्राथमिक एल्काइल हैलाइड से अधिक सक्रिय बनाती है।
$3$. $P$ $(CH_3-Cl)$: यह न्यूनतम त्रिविम बाधा वाला प्राथमिक एल्काइल हैलाइड है।
$4$. $Q$ $((CH_3)_2CH-Cl)$: यह एक द्वितीयक एल्काइल हैलाइड है,जो दूसरों की तुलना में अधिक त्रिविम बाधा के कारण सबसे कम सक्रिय है।
अतः,सक्रियता का क्रम $S > R > P > Q$ है।

(A) यौगिक $(CH_3)_3C-CH_2-Cl$ नियोपेंटाइल क्लोराइड है।
कथन $I$ गलत है क्योंकि नियोपेंटाइल क्लोराइड एक प्राथमिक हैलाइड है और क्लोराइड आयन के नुकसान पर एक अत्यधिक अस्थिर प्राथमिक कार्बोनियम आयन बनाता है,जिससे $S_N1$ अभिक्रियाएं अत्यंत प्रतिकूल हो जाती हैं।
कथन $II$ सही है क्योंकि,हालांकि यह एक प्राथमिक हैलाइड है,अभिक्रिया केंद्र के निकट स्थित भारी tert-butyl समूह महत्वपूर्ण त्रिविम बाधा (steric hindrance) उत्पन्न करता है,जिससे $S_N2$ संक्रमण अवस्था को प्राप्त करना बहुत कठिन हो जाता है,जिसके परिणामस्वरूप अभिक्रिया की दर बहुत धीमी हो जाती है।

(A) अभिक्रिया अनुक्रम $RBr$ $\xrightarrow{(i) Mg, \text{dry ether}} RMgBr$ $\xrightarrow{(ii) H_2O} RH$ ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक के माध्यम से एल्किल ब्रोमाइड से एल्केन के निर्माण को दर्शाता है।
$RBr$ से $2-$मेथिलब्यूटेन $(C_5H_{12})$ प्राप्त करने के लिए,एल्किल समूह $R$ को $2-$मेथिलब्यूटिल समूह होना चाहिए।
$2-$मेथिलब्यूटिल ब्रोमाइड के संभावित संरचनात्मक समावयवी हैं:
$1.$ $1-$ब्रोमो$-2-$मेथिलब्यूटेन
$2.$ $2-$ब्रोमो$-2-$मेथिलब्यूटेन
$3.$ $2-$ब्रोमो$-3-$मेथिलब्यूटेन
$4.$ $1-$ब्रोमो$-3-$मेथिलब्यूटेन
ये सभी समावयवी,शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद $H_2O$ के साथ जल-अपघटन करने पर $2-$मेथिलब्यूटेन प्रदान करेंगे।
अतः,ऐसे संरचनात्मक समावयवियों की कुल संख्या $4$ है।

(A) सोलवोलिसिस की दर (जो $S_{N}1$ तंत्र के माध्यम से आगे बढ़ती है) लिविंग ग्रुप (ब्रोमाइड आयन) के निकलने के बाद बनने वाले कार्बोनियम आयन (carbocation) की स्थिरता के सीधे आनुपातिक होती है।
$1$. यौगिक $C$ एक डाइफेनिलमिथाइल कार्बोनियम आयन बनाता है,जो दो फेनिल रिंगों के साथ अनुनाद (resonance) द्वारा अत्यधिक स्थिर होता है।
$2$. यौगिक $B$ एक बेंजाइलिक कार्बोनियम आयन बनाता है,जो एक बेंजीन रिंग के साथ अनुनाद द्वारा स्थिर होता है।
$3$. यौगिक $A$ एक साइक्लोहेक्सेन रिंग में तृतीयक (tertiary) कार्बोनियम आयन बनाता है,जो प्रेरक प्रभाव (inductive effect) और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) द्वारा स्थिर होता है।
$4$. यौगिक $D$ एक द्वितीयक (secondary) कार्बोनियम आयन बनाता है,जो दिए गए विकल्पों में सबसे कम स्थिर है।
अतः,कार्बोनियम आयनों की स्थिरता का क्रम $C > B > A > D$ है। परिणामस्वरूप,सोलवोलिसिस की दर का बढ़ता क्रम $D < A < B < C$ है।

(A) कथन $I$ एक प्राथमिक एल्काइल हैलाइड $(1^\circ)$ की $S_N2$ अभिक्रिया को दर्शाता है। $S_N2$ अभिक्रियाएं आमतौर पर कम ध्रुवीय या ध्रुवीय एप्रोटिक विलायकों में अनुकूल होती हैं क्योंकि ध्रुवीय प्रोटिक विलायक न्यूक्लियोफाइल को विलायकित (solvate) कर देते हैं,जिससे उसकी अभिक्रियाशीलता कम हो जाती है।
कथन $II$ एक तृतीयक एल्काइल हैलाइड $(3^\circ)$ की $S_N1$ अभिक्रिया को दर्शाता है। $S_N1$ अभिक्रियाएं अधिक ध्रुवीय (ध्रुवीय प्रोटिक) विलायकों में अनुकूल होती हैं क्योंकि ध्रुवीय माध्यम कार्बोकेशन मध्यवर्ती और संक्रमण अवस्था को स्थिर करता है।
अतः,दोनों कथन सत्य हैं।

(C) यह अभिक्रिया प्राथमिक अल्काइल क्लोराइड का $AgCN$ के साथ न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन है।
$AgCN$ एक सहसंयोजक यौगिक है। ऐसे मामलों में,साइनाइड समूह का नाइट्रोजन परमाणु न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है क्योंकि इसके पास बंधन के लिए इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म उपलब्ध होता है,जबकि $Ag-C$ बंधन की सहसंयोजक प्रकृति के कारण कार्बन परमाणु कम न्यूक्लियोफिलिक होता है।
इसलिए,अभिक्रिया $S_N2$ क्रियाविधि का पालन करती है जहाँ $-Cl$ समूह को आइसोसाइनाइड $(-NC)$ समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
अभिक्रिया है:
$Ar-CH_2Cl + AgCN \rightarrow Ar-CH_2NC + AgCl$
जहाँ $Ar$,$3$-ब्रोमो-$5$-आयोडोफेनिल समूह है।
अतः,मुख्य उत्पाद $1$-ब्रोमो-$3$-आयोडोबेंज़िल आइसोसाइनाइड है।

(C) $(Et)_2N-CH_2CH_2Cl$ यौगिक में नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म होता है। यह एकाकी युग्म क्लोरीन से जुड़े कार्बन परमाणु पर आक्रमण कर सकता है,जिससे अंतःआण्विक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया (एंकीमेरिक सहायता) के माध्यम से एक एज़िरिडिनियम आयन मध्यवर्ती का निर्माण होता है।
यह प्रक्रिया $(Et)_2CH-CH_2CH_2Cl$ में होने वाले अंतर-आण्विक नाभिकरागी प्रतिस्थापन की तुलना में बहुत तेज़ है,जिसमें ऐसे आंतरिक नाभिकरागी का अभाव होता है।
इसलिए,कथन $I$ सही है क्योंकि नाइट्रोजन युक्त यौगिक के लिए जल-अपघटन की दर तेज़ होती है।
कथन $II$ भी सही है क्योंकि यह नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद इलेक्ट्रॉनों के एकाकी युग्म को शामिल करने वाली इस अंतःआण्विक प्रतिस्थापन अभिक्रिया की क्रियाविधि का वर्णन करता है।

(D) $AgNO_2$ एक सहसंयोजक यौगिक है। नाइट्रोजन परमाणु के पास एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होता है,जो एल्किल हैलाइड पर आक्रमण करके नाइट्रोएल्केन $(R-NO_2)$ बनाता है।
अतः,$CH_3-CH_2-CH_2-Br + AgNO_2 \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-NO_2 (A) + AgBr$.
$AgCN$ भी एक सहसंयोजक यौगिक है। $Ag-CN$ बंध की सहसंयोजक प्रकृति के कारण,नाइट्रोजन परमाणु एल्किल हैलाइड पर आक्रमण करता है और आइसोसायनाइड $(R-NC)$ बनाता है।
अतः,$CH_3-CH_2-CH_2-Br + AgCN \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-NC (B) + AgBr$.
इस प्रकार,उत्पाद $CH_3-CH_2-CH_2-NO_2$ और $CH_3-CH_2-CH_2-NC$ हैं।

(D) चरण $1$: $1-(4-\text{methylphenyl})prop-1-ene$ की $HCl$ के साथ अभिक्रिया मार्कोवनिकोव नियम का पालन करती है। द्वि-आबंध पर $H^+$ के इलेक्ट्रोफिलिक योग से बेंजीन वलय के निकटवर्ती कार्बन पर एक स्थिर बेंजिलिक कार्बधनायन बनता है। इसके बाद,$Cl^-$ इस कार्बधनायन पर आक्रमण करके मुख्य उत्पाद $(A)$ के रूप में $1-(4-\text{methylphenyl})-1-\text{chloropropane}$ बनाता है।
चरण $2$: एल्किल हैलाइड $(A)$ की $AgCN$ के साथ अभिक्रिया एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। चूंकि $AgCN$ एक सहसंयोजक यौगिक है,इसलिए नाइट्रोजन परमाणु नाभिकरागी के रूप में कार्य करता है,जिससे मुख्य उत्पाद $(B)$ के रूप में आइसोसायनाइड (आइसोनाइट्राइल) बनता है।
अतः,अंतिम उत्पाद $1-(4-\text{methylphenyl})\text{propyl isocyanide}$ है।

(D) कार्बोकेशन की स्थिरता अनुनाद (resonance),अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) और प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) द्वारा निर्धारित की जाती है।
दिए गए विकल्पों में,बनने वाले कार्बोकेशन हैं:
$A$: एलिल कार्बोकेशन $(CH_2=CH-CH_2^+)$
$B$: बेंजिल कार्बोकेशन $(C_6H_5-CH_2^+)$
$C$: साइक्लोहेक्सिनाइल कार्बोकेशन
$D$: ट्राइफेनिलमिथाइल कार्बोकेशन $((C_6H_5)_3C^+)$
इनमें,ट्राइफेनिलमिथाइल कार्बोकेशन सबसे अधिक स्थिर है क्योंकि धनात्मक आवेश तीन फेनिल रिंगों पर व्यापक अनुनाद के माध्यम से विस्थानीकृत (delocalized) होता है।
इसलिए,$(C_6H_5)_3C-Br$ सबसे अधिक स्थिर कार्बोकेशन उत्पन्न करता है।

(B) कथन $(I) :$ जब एल्किल क्लोराइड $(R-Cl)$ को जलीय $KOH$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो वे अल्कोहल $(R-OH)$ बनाने के लिए नाभिकरागी प्रतिस्थापन $(S_N)$ अभिक्रिया से गुजरते हैं। यह विलोपन अभिक्रिया नहीं है। अतः,कथन $(I)$ गलत है।
कथन $(II) :$ जब एल्किल क्लोराइड को अल्कोहलिक $KOH$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो वे विहाइड्रोहैलोजनीकरण (एक विलोपन अभिक्रिया) से गुजरते हैं जहाँ क्षार $\beta-$कार्बन से हाइड्रोजन परमाणु को हटाकर एल्कीन बनाता है। अतः,कथन $(II)$ सही है।

(A) $S_N2$ अभिक्रिया की दर लिविंग ग्रुप की क्षमता के सीधे आनुपातिक होती है।
आयोडाइड आयन $(I^-)$,क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ की तुलना में एक बेहतर लिविंग ग्रुप है क्योंकि इसका आकार बड़ा होता है,जिसके परिणामस्वरूप $C-Cl$ बंध की तुलना में $C-I$ बंध कमजोर होता है।
इसलिए,$S_N2$ अभिक्रियाओं में $R-I$,$R-Cl$ की तुलना में तेजी से अभिक्रिया करता है।
अभिकथन $(A)$ और कारण $(R)$ दोनों सत्य हैं,और $(R)$,$(A)$ की सही व्याख्या है।

(A) $S_N1$ अभिक्रिया की दर लिविंग ग्रुप $(Br^-)$ के निकलने के बाद बनने वाले कार्बोनियम आयन (carbocation) की स्थिरता के सीधे समानुपाती होती है।
$1$. $C_6H_5CH_2^+$: प्राथमिक बेंजिलिक कार्बोनियम आयन।
$2$. $C_6H_5CH(CH_3)^+$: द्वितीयक बेंजिलिक कार्बोनियम आयन।
$3$. $(C_6H_5)_2CH^+$: द्वितीयक बेंजिलिक कार्बोनियम आयन (दो फिनाइल रिंग द्वारा स्थिर)।
$4$. $(C_6H_5)_2C(CH_3)^+$: तृतीयक बेंजिलिक कार्बोनियम आयन (दो फिनाइल रिंग और एक मिथाइल समूह द्वारा स्थिर)।
स्थिरता का क्रम: $C_6H_5CH_2^+ < C_6H_5CH(CH_3)^+ < (C_6H_5)_2CH^+ < (C_6H_5)_2C(CH_3)^+$.
अतः,अभिक्रियाशीलता का सही क्रम $C_6H_5CH_2Br < C_6H_5CH(CH_3)Br < (C_6H_5)_2CHBr < (C_6H_5)_2C(CH_3)Br$ है।

(C) एसीटोन की उपस्थिति में एल्काइल क्लोराइड या ब्रोमाइड की सोडियम आयोडाइड $(NaI)$ के साथ अभिक्रिया को फिंकेलस्टीन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
यह एक हैलोजन विनिमय अभिक्रिया है जिसका उपयोग एल्काइल आयोडाइड तैयार करने के लिए किया जाता है।

(A) इस अभिक्रिया में एक प्रबल क्षार/न्यूक्लियोफाइल,सोडियम आइसोप्रोपॉक्साइड $(CH_3-CH(CH_3)-ONa)$ और एक तृतीयक एल्काइल हैलाइड,टर्ट-ब्यूटाइल क्लोराइड $((CH_3)_3C-Cl)$ शामिल है।
चूंकि एल्काइल हैलाइड तृतीयक है और अभिकर्मक एक प्रबल क्षार है,इसलिए त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण अभिक्रिया $S_N2$ प्रतिस्थापन के बजाय $E2$ विलोपन क्रियाविधि द्वारा आगे बढ़ेगी।
क्षार टर्ट-ब्यूटाइल क्लोराइड से एक प्रोटॉन को हटा देगा,जिससे मुख्य उत्पाद के रूप में आइसोब्यूटिलीन ($2$-मिथाइलप्रोपीन) का निर्माण होगा।
अभिक्रिया: $(CH_3)_3C-Cl + CH_3-CH(CH_3)-ONa \xrightarrow{\Delta} CH_3-C(CH_3)=CH_2 + CH_3-CH(CH_3)-OH + NaCl$.

(A) हैलाइड के जल-अपघटन की दर लिविंग ग्रुप $(Br^-)$ के निकलने के बाद बनने वाले कार्बोकेशन की स्थिरता के सीधे समानुपाती होती है।
$1.$ साइक्लोहेप्टाट्रायनाइल ब्रोमाइड एक साइक्लोहेप्टाट्रायनाइल धनायन $(C_7H_7^+)$ बनाता है,जो एरोमैटिक है ($6\pi$ इलेक्ट्रॉन,हकल का नियम $4n+2$ जहाँ $n=1$)।
$2.$ साइक्लोपेंटाडायनाइल ब्रोमाइड एक साइक्लोपेंटाडायनाइल धनायन बनाता है,जो एंटी-एरोमैटिक है ($4\pi$ इलेक्ट्रॉन)।
$3.$ साइक्लोप्रोपाइल ब्रोमाइड एक साइक्लोप्रोपाइल धनायन बनाता है,जो रिंग तनाव और $sp^2$ संकरण के कारण अत्यधिक अस्थिर है।
$4.$ ब्रोमोबेंजीन एक फेनिल धनायन बनाता है,जो अत्यधिक अस्थिर है।
चूंकि साइक्लोहेप्टाट्रायनाइल धनायन एरोमैटिक और अत्यधिक स्थिर है,इसलिए साइक्लोहेप्टाट्रायनाइल ब्रोमाइड का जल-अपघटन सबसे तेजी से होता है।

(D) $S_N2$ अभिक्रियाओं की दर त्रिविम बाधा (steric hindrance) के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
क्लोरीन परमाणु से जुड़े कार्बन पर एल्किल समूहों की संख्या बढ़ने के साथ त्रिविम बाधा बढ़ती है,जिससे नाभिकरागी (nucleophile) का आक्रमण कठिन हो जाता है।
त्रिविम बाधा का क्रम: $CH_3Cl$ (मेथिल) < $CH_3CH_2Cl$ (प्राथमिक) < $(CH_3)_2CHCl$ (द्वितीयक) < $(CH_3)_3CCl$ (तृतीयक)।
अतः,$S_N2$ अभिक्रियाओं में अभिक्रियाशीलता का क्रम: $CH_3Cl > CH_3CH_2Cl > (CH_3)_2CHCl > (CH_3)_3CCl$ है।

(D) चरण $1$: बेंजीन निर्जलीय $AlCl_3$ की उपस्थिति में $CH_3Cl$ के साथ अभिक्रिया करके टोलुईन $(A)$ बनाता है (फ्रीडेल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन)।
चरण $2$: टोलुईन $(A)$ $h\nu$ की उपस्थिति में $Cl_2$ के साथ अभिक्रिया करके बेंज़िल क्लोराइड $(B = C_6H_5CH_2Cl)$ बनाता है (मुक्त मूलक प्रतिस्थापन)।
चरण $3$: बेंज़िल क्लोराइड $(B)$ $AgCN$ के साथ अभिक्रिया करता है। चूँकि $AgCN$ एक सहसंयोजक यौगिक है,नाइट्रोजन परमाणु न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है,जिससे बेंज़िल आइसोसाइनाइड $(C = C_6H_5CH_2NC)$ का निर्माण होता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(D) $S_{N}2$ अभिक्रिया की दर और उत्पाद की मात्रा इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु के चारों ओर त्रिविम बाधा (steric hindrance) पर निर्भर करती है। $S_{N}2$ के लिए अभिक्रियाशीलता का क्रम है: $\text{मिथाइल} > \text{प्राथमिक} > \text{द्वितीयक} > \text{तृतीयक}$।
- विकल्प $A$ और $C$ में तृतीयक अल्काइल हैलाइड है,जो उच्च त्रिविम बाधा के कारण $S_{N}2$ के बजाय $E2$ विलोपन अभिक्रिया देते हैं।
- विकल्प $B$ में द्वितीयक अल्काइल हैलाइड है,जो विलोपन के लिए अधिक प्रवृत्त होता है।
- विकल्प $D$ में प्राथमिक अल्काइल हैलाइड $(CH_3CH_2-Br)$ और ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक $(DMSO)$ है,जो $S_{N}2$ अभिक्रिया के लिए आदर्श स्थिति है। अतः,इस मामले में $S_{N}2$ द्वारा प्राप्त उत्पाद अधिकतम होगा।

(C) विकल्प $A$ में,मेथिलीनसाइक्लोहेक्सेन की $HCl$ के साथ अभिक्रिया मार्कोवनिकोव नियम का पालन करती है,जिससे एक तृतीयक कार्बोकेशन मध्यवर्ती बनता है,जो फिर $Cl^-$ के साथ अभिक्रिया करके $1-$क्लोरो$-1-$मेथिलसाइक्लोहेक्सेन देता है। यह सही है।
विकल्प $B$ में,$1$-मेथिलसाइक्लोहेक्सीन की $HCl$ के साथ अभिक्रिया भी $C-1$ स्थिति पर तृतीयक कार्बोकेशन मध्यवर्ती के माध्यम से आगे बढ़ती है,जिससे $1-$क्लोरो$-1-$मेथिलसाइक्लोहेक्सेन प्राप्त होता है। यह सही है।
विकल्प $C$ में,$3$-मेथिलसाइक्लोहेक्सीन की $HCl$ के साथ अभिक्रिया में द्वितीयक कार्बोकेशन का निर्माण होता है। कार्बोकेशन पुनर्विन्यास (हाइड्राइड शिफ्ट) की संभावना के कारण,मुख्य उत्पाद वास्तव में $1-$क्लोरो$-1-$मेथिलसाइक्लोहेक्सेन है,न कि $3-$क्लोरो$-1-$मेथिलसाइक्लोहेक्सेन। इसलिए,विकल्प $C$ में दिखाया गया उत्पाद गलत है।

(A) $S_{N}2$ अभिक्रिया की दर त्रिविम बाधा (steric hindrance) और लीविंग ग्रुप की प्रकृति पर निर्भर करती है।
त्रिविम बाधा का क्रम: $primary > secondary > tertiary$ होता है।
दिए गए विकल्पों में:
$(I)$ $1$-आयोडोब्यूटेन है (अच्छे लीविंग ग्रुप $I^-$ के साथ प्राथमिक ऐल्किल हैलाइड)।
$(II)$ $1$-क्लोरोब्यूटेन है (कम अच्छे लीविंग ग्रुप $Cl^-$ के साथ प्राथमिक ऐल्किल हैलाइड)।
$(III)$ क्लोरोसाइक्लोहेक्सेन है (द्वितीयक ऐल्किल हैलाइड)।
$(IV)$ साइक्लोहेक्सिलमिथाइल क्लोराइड है (प्राथमिक ऐल्किल हैलाइड,लेकिन साइक्लोहेक्सेन रिंग के कारण त्रिविम बाधा के साथ)।
$(I)$ और $(II)$ की तुलना करने पर,दोनों प्राथमिक हैं,लेकिन $I^-$,$Cl^-$ की तुलना में बेहतर लीविंग ग्रुप है,जिससे $(I)$ अधिक सक्रिय हो जाता है।
$(I)$ और $(IV)$ की तुलना करने पर,$(I)$ में $(IV)$ की तुलना में कम त्रिविम बाधा है।
इसलिए,$(I)$ सबसे तेज़ दर पर $S_{N}2$ अभिक्रिया करता है।

(D) अभिक्रिया $(A)$ हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण है,जो द्वि-आबंध पर पानी के एंटी-मार्कोवनिकोव योग का पालन करती है।
अभिक्रिया $(B)$ ऑक्सीमर्क्यूरेशन-डीमर्क्यूरेशन है,जो द्वि-आबंध पर पानी के मार्कोवनिकोव योग का पालन करती है।
अभिक्रिया $(B)$ में,प्रारंभिक पदार्थ $CH_3-CH=CH-Ph$ एक असममित एल्कीन है। $H_2O$ का योग मार्कोवनिकोव नियम का पालन करता है,जिसके परिणामस्वरूप फिनाइल समूह से जुड़े कार्बन परमाणु पर एक कायरल केंद्र बनता है।
चूंकि यह अभिक्रिया एक चक्रीय मर्क्यूरेनियम आयन मध्यवर्ती के माध्यम से आगे बढ़ती है,इसलिए पानी का आक्रमण दोनों तरफ से हो सकता है,जिससे $CH_3-CH(OH)-CH_2-Ph$ उत्पाद का रेसमिक मिश्रण प्राप्त होता है।

(B) क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ प्रकाश की उपस्थिति में हवा द्वारा धीरे-धीरे ऑक्सीकृत होकर फॉसजीन $(COCl_2)$ नामक एक अत्यंत जहरीली गैस बनाता है।
$2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{light} 2COCl_2 + 2HCl$
इस ऑक्सीकरण को रोकने के लिए,क्लोरोफॉर्म को गहरे रंग की बोतलों में संग्रहित किया जाता है और इसमें थोड़ी मात्रा में इथेनॉल $(C_2H_5OH)$ मिलाया जाता है।
इथेनॉल किसी भी बने हुए फॉसजीन को हानिरहित डायथाइल कार्बोनेट में परिवर्तित करके एक स्टेबलाइजर के रूप में कार्य करता है:
$COCl_2 + 2C_2H_5OH \rightarrow (C_2H_5O)_2CO + 2HCl$.

(C) एल्किल हैलाइड की जलीय $KOH$ के साथ अभिक्रिया एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन (nucleophilic substitution) अभिक्रिया है।
$C_2H_5Br + \text{aq. } KOH \rightarrow C_2H_5OH + KBr$
यहाँ,हाइड्रॉक्साइड आयन $(OH^-)$ एक नाभिकरागी के रूप में कार्य करता है और ब्रोमाइड आयन $(Br^-)$ को प्रतिस्थापित करके एथेनॉल $(C_2H_5OH)$ बनाता है।

(D) एल्किल हैलाइड के क्षारीय जल-अपघटन के दौरान रेसमीकरण तब होता है यदि अभिक्रिया $S_N1$ क्रियाविधि द्वारा आगे बढ़ती है,जिसमें एक समतलीय कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती बनता है। इसके लिए प्रारंभिक एल्किल हैलाइड का कायरल (प्रकाशिक सक्रिय) होना आवश्यक है। दिए गए विकल्पों में से,$CH_3-CH_2-CH(Cl)-CH_3$ ($2$-क्लोरोब्यूटेन) एक कायरल अणु है क्योंकि क्लोरीन से जुड़ा कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों $(-H, -Cl, -CH_3, -CH_2CH_3)$ से जुड़ा होता है। इसलिए,यह एक समतलीय कार्बोनियम आयन बना सकता है और रेसमीकरण से गुजर सकता है।

(C) $S_{N}2$ अभिक्रियाओं की दर ध्रुवीय एप्रोटिक (polar aprotic) विलायकों में काफी बढ़ जाती है।
$DMSO$ (डाइमिथाइल सल्फोक्साइड) जैसे ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक न्यूक्लियोफाइल के साथ हाइड्रोजन बंध नहीं बनाते हैं,जिससे वह अधिक सक्रिय बना रहता है।
इसके विपरीत,$CH_{3}OH$ और $H_{2}O$ जैसे ध्रुवीय प्रोटिक विलायक न्यूक्लियोफाइल को हाइड्रोजन बंध द्वारा घेर लेते हैं,जिससे उसकी न्यूक्लियोफिलिसिटी कम हो जाती है और $S_{N}2$ अभिक्रिया धीमी हो जाती है।

(C) दी गई अभिक्रिया में,टर्ट-ब्यूटाइल ब्रोमाइड में ब्रोमीन परमाणु $(-Br)$ को पानी से प्राप्त हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
चूंकि आने वाला समूह एक नाभिकरागी $(-OH^-)$ है,इसलिए यह एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
विशेष रूप से,यह $S_N1$ क्रियाविधि का पालन करती है क्योंकि अभिकारक एक तृतीयक एल्काइल हैलाइड है।

(C) $hv$ (सूर्य के प्रकाश) की उपस्थिति में टोल्यूनि के साथ $Cl_{2}$ की अभिक्रिया एक मुक्त मूलक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है जो पार्श्व श्रृंखला (side chain) पर होती है,जिससे बेंज़िल क्लोराइड $(A)$ प्राप्त होता है।
$C_{6}H_{5}CH_{3} + Cl_{2} \xrightarrow{hv} C_{6}H_{5}CH_{2}Cl + HCl$
यहाँ,$A$ बेंज़िल क्लोराइड $(C_{6}H_{5}CH_{2}Cl)$ है।
जब बेंज़िल क्लोराइड $(A)$ को $H_{2}O$ (जल-अपघटन) के साथ उपचारित किया जाता है,तो यह नाभिकरागी प्रतिस्थापन के माध्यम से बेंज़िल अल्कोहल $(B)$ बनाता है।
$C_{6}H_{5}CH_{2}Cl + H_{2}O \xrightarrow{\Delta} C_{6}H_{5}CH_{2}OH + HCl$
अतः,$A$ बेंज़िल क्लोराइड है और $B$ बेंज़िल अल्कोहल है।

(C) एल्किल हैलाइड $(R-X)$ को शुष्क सिल्वर ऑक्साइड $(Ag_2O)$ के साथ गर्म करने पर ईथर प्राप्त होता है।
रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2 R-X + Ag_2O \xrightarrow{\Delta} R-O-R + 2 AgX$
दी गई अभिक्रिया $2 A + \text{dry silver oxide} \xrightarrow{\Delta} \text{ether} + 2 \operatorname{Ag} X$ के साथ तुलना करने पर,हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि $A$ एक एल्किल हैलाइड $(R-X)$ है।

(B) चूंकि प्राप्त यौगिक टॉलेन अभिकर्मक को अपचयित करता है,इसलिए यह एक ऐल्डिहाइड होना चाहिए।
जेम-डाइहेलाइड (जहाँ दोनों हैलोजन परमाणु एक ही कार्बन पर होते हैं) का जल-अपघटन करने पर जेम-डायोल प्राप्त होता है,जो अस्थिर होता है और पानी का एक अणु खोकर ऐल्डिहाइड या कीटोन बनाता है।
ऐल्डिहाइड बनने के लिए,डाइहेलोऐल्केन को टर्मिनल जेम-डाइहेलाइड होना चाहिए (अर्थात,$-Cl$ परमाणु $C_{1}$ स्थिति पर होने चाहिए)।
अतः,$CH_{3}CH_{2}CHCl_{2}$ ($1,1$-डाइक्लोरोप्रोपेन) के जल-अपघटन से प्रोपेनल $(CH_{3}CH_{2}CHO)$ प्राप्त होता है,जो टॉलेन अभिकर्मक को अपचयित करता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_{3}CH_{2}CHCl_{2}$ $\xrightarrow{H_{2}O} CH_{3}CH_{2}CH(OH)_{2}$ $\xrightarrow{-H_{2}O} CH_{3}CH_{2}CHO$ $\xrightarrow{\text{Tollen's reagent}} CH_{3}CH_{2}COOH + Ag \downarrow$

(C) $KCN$ एक आयनिक यौगिक है,इसलिए यह $CN^-$ आयन प्रदान करता है जो एक एम्बीडेंट न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है। कार्बन परमाणु अधिक न्यूक्लियोफिलिक होता है,जिससे एल्किल साइनाइड $(C_2H_5CN)$ का निर्माण होता है।
इसलिए,अभिक्रिया $C_2H_5Br + KCN \rightarrow C_2H_5NC + KBr$ इस प्रकार नहीं होती है; यह $C_2H_5CN$ (एथिल साइनाइड) का उत्पादन करेगी।
$AgCN$ सहसंयोजक है,इसलिए नाइट्रोजन परमाणु न्यूक्लियोफिलिक साइट है,जिससे एल्किल आइसोसाइनाइड $(C_2H_5NC)$ बनता है।
$AgNO_2$ सहसंयोजक है,जिससे नाइट्रोएल्केन $(C_2H_5NO_2)$ बनता है।
$KNO_2$ आयनिक है,जिससे एल्किल नाइट्राइट $(C_2H_5ONO)$ बनता है।

(A) मिथाइल ब्रोमाइड $(CH_3Br)$ में $C-Br$ बंध लंबाई प्रयोगात्मक रूप से लगभग $193 \ pm$ निर्धारित की गई है। यह मान कार्बन $(77 \ pm)$ और ब्रोमीन $(114 \ pm)$ की सहसंयोजक त्रिज्या के अनुरूप है।

(C) हेलोऐल्केन का क्वथनांक वान डर वाल्स बलों के परिमाण पर निर्भर करता है,जो हैलोजन परमाणु के आणविक द्रव्यमान में वृद्धि के साथ बढ़ते हैं।
चूंकि दिए गए हैलोजन में आयोडीन का आणविक द्रव्यमान सबसे अधिक है,इसलिए $CH_3I$ में अंतर-आणविक बल सबसे मजबूत होते हैं।
अतः,क्वथनांक का क्रम $CH_3I > CH_3Br > CH_3Cl > CH_3F$ है।
इस प्रकार,$CH_3I$ (आयोडोमेथेन) का क्वथनांक सबसे अधिक है।

(B) किसी दिए गए एल्काइल समूह के लिए,हैलोजन के परमाणु द्रव्यमान में वृद्धि के साथ क्वथनांक बढ़ता है।
जैसे-जैसे हैलोजन परमाणु का आकार बढ़ता है,वैन डर वाल्स बलों का परिमाण बढ़ता है,जिससे क्वथनांक अधिक हो जाता है।
इसलिए,दिए गए एल्काइल हैलाइड्स का क्वथनांक इस क्रम में घटता है: $CH_3I > CH_3Br > CH_3Cl > CH_3F$.
अतः,$CH_3F$ (फ्लोरोमेथेन) का क्वथनांक सबसे कम है।

(A) तृतीयक ब्यूटाइल ब्रोमाइड का जलीय क्षार (जैसे $NaOH$ या $KOH$) के साथ क्षारीय जल-अपघटन $SN^1$ क्रियाविधि का पालन करता है।
यह प्रक्रिया दो चरणों में होती है:
चरण $1$: $(CH_3)_3C-Br \rightarrow (CH_3)_3C^+ + Br^-$ (धीमा,दर-निर्धारक चरण)
चरण $2$: $(CH_3)_3C^+ + OH^- \rightarrow (CH_3)_3C-OH$ (तेज़ चरण)
बहु-चरणीय अभिक्रिया के लिए ऊर्जा प्रोफ़ाइल आरेख में,सबसे ऊँचा शिखर दर-निर्धारक चरण की संक्रमण अवस्था के अनुरूप होता है।
चूंकि पहला चरण दर-निर्धारक चरण है,इसलिए ऊर्जा प्रोफ़ाइल आरेख में सबसे ऊँचा ऊर्जा अवरोध (शिखर) $1^{st}$ चरण की संक्रमण अवस्था को दर्शाता है।

(A) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक एक कार्बधात्विक यौगिक है जिसका सामान्य सूत्र $R-Mg-X$ है,जहाँ $R$ एक कार्बनिक समूह है और $X$ एक हैलोजन है। इसे शुष्क ईथर की उपस्थिति में एल्काइल या एराइल हैलाइड की धात्विक मैग्नीशियम के साथ अभिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है।

(A) $Van \ der \ Waals$ आकर्षण बलों के परिमाण में वृद्धि के कारण आणविक द्रव्यमान बढ़ने के साथ क्वथनांक बढ़ता है।
चूंकि $CH_3F$ (फ्लोरोमीथेन) का आणविक द्रव्यमान दिए गए यौगिकों में सबसे कम है,इसलिए इसका क्वथनांक सबसे कम होता है।

(D) एक अणु कायरल होता है यदि उसमें एक कायरल केंद्र हो,जो एक ऐसा कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है।
$1$. $2-$क्लोरोप्रोपेन: $CH_3-CHCl-CH_3$ (केंद्रीय कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से जुड़ा है,इसलिए यह अकायरल है)।
$2$. $2-$क्लोरो$-2-$मिथाइल ब्यूटेन: $CH_3-CCl(CH_3)-CH_2-CH_3$ (केंद्रीय कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से जुड़ा है,इसलिए यह अकायरल है)।
$3$. $3-$क्लोरो$-3-$मिथाइल ब्यूटेन: $CH_3-CH_2-CCl(CH_3)-CH_3$ (केंद्रीय कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से जुड़ा है,इसलिए यह अकायरल है)।
$4$. $2-$क्लोरोपेंटेन: $CH_3-CHCl-CH_2-CH_2-CH_3$ ($C-2$ कार्बन चार अलग-अलग समूहों: $-H$,$-Cl$,$-CH_3$,और $-CH_2CH_2CH_3$ से जुड़ा है,इसलिए यह कायरल है)।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) एक कायरल कार्बन परमाणु वह होता है जो चार अलग-अलग समूहों या परमाणुओं से जुड़ा होता है।
आइए संरचनाओं का विश्लेषण करें:
$A$. $2-$आयोडोप्रोपेन: $CH_3-CH(I)-CH_3$. केंद्रीय कार्बन दो समान $-CH_3$ समूहों से जुड़ा है,इसलिए यह अकायरल है।
$B$. $2-$आयोडो$-2-$मिथाइल ब्यूटेन: $CH_3-C(I)(CH_3)-CH_2-CH_3$. केंद्रीय कार्बन दो समान $-CH_3$ समूहों से जुड़ा है,इसलिए यह अकायरल है।
$C$. $2-$आयोडो$-3-$मिथाइल ब्यूटेन: $CH_3-CH(I)-CH(CH_3)_2$. $2$ नंबर की स्थिति वाला कार्बन चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है: $-H$,$-I$,$-CH_3$,और $-CH(CH_3)_2$। अतः,यह एक कायरल अणु है।
$D$. $3-$आयोडोपेंटेन: $CH_3-CH_2-CH(I)-CH_2-CH_3$. $3$ नंबर की स्थिति वाला कार्बन दो समान $-CH_2CH_3$ समूहों से जुड़ा है,इसलिए यह अकायरल है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) एक कायरल अणु वह है जिसमें कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु होता है (एक कार्बन परमाणु जो चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा होता है)।
$n$-ब्यूटाइल ब्रोमाइड: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2Br$ (कोई कायरल कार्बन नहीं)।
$sec$-ब्यूटाइल ब्रोमाइड: $CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3$। तारा $({}^*)$ से चिह्नित कार्बन परमाणु चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा है: $-H, -CH_3, -Br, -CH_2CH_3$। इसलिए,यह कायरल है।
आइसोब्यूटाइल ब्रोमाइड: $(CH_3)_2CH-CH_2Br$ (कोई कायरल कार्बन नहीं)।
$tert$-ब्यूटाइल ब्रोमाइड: $(CH_3)_3CBr$ (कोई कायरल कार्बन नहीं)।
इसलिए,$sec$-ब्यूटाइल ब्रोमाइड कायरल अणु है।

(C) एक अणु कायरल होता है यदि उसमें कम से कम एक कायरल कार्बन परमाणु (चार अलग-अलग समूहों से बंधा कार्बन परमाणु) मौजूद हो।
$A$. $2-$ब्रोमोप्रोपेन: $CH_3-CH(Br)-CH_3$. केंद्रीय कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से बंधा है। यह अकायरल है।
$B$. $2-$ब्रोमो$-2-$मिथाइल ब्यूटेन: $CH_3-C(Br)(CH_3)-CH_2-CH_3$. केंद्रीय कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से बंधा है। यह अकायरल है।
$C$. $2-$ब्रोमो$-3-$मिथाइल ब्यूटेन: $CH_3-CH(Br)-CH(CH_3)_2$. स्थिति $2$ पर कार्बन चार अलग-अलग समूहों से बंधा है: $-H$,$-Br$,$-CH_3$,और $-CH(CH_3)_2$। अतः,यह कायरल है।
$D$. $3-$ब्रोमोपेंटेन: $CH_3-CH_2-CH(Br)-CH_2-CH_3$. केंद्रीय कार्बन दो समान एथिल समूहों से बंधा है। यह अकायरल है।
इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(A) यदि किसी यौगिक में कोई कायरल केंद्र (चार अलग-अलग समूहों से जुड़ा असममित कार्बन परमाणु) नहीं है,तो वह प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय होता है।
$1.$ $2-$क्लोरो-$2-$मिथाइल ब्यूटेन: $C-2$ कार्बन दो समान मिथाइल समूहों से जुड़ा है,इसलिए यह कायरल नहीं है। अतः,यह प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय है।
$2.$ $3-$क्लोरोहेक्सेन: $C-3$ कार्बन $-H$,$-Cl$,$-CH_2CH_3$ और $-CH_2CH_2CH_3$ से जुड़ा है। चारों समूह अलग होने के कारण यह कायरल और प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
$3.$ $2-$क्लोरो-$3-$मिथाइल ब्यूटेन: $C-2$ कार्बन $-H$,$-Cl$,$-CH_3$ और $-CH(CH_3)_2$ से जुड़ा है। चारों समूह अलग होने के कारण यह कायरल और प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
$4.$ $2-$क्लोरोपेंटेन: $C-2$ कार्बन $-H$,$-Cl$,$-CH_3$ और $-CH_2CH_2CH_3$ से जुड़ा है। चारों समूह अलग होने के कारण यह कायरल और प्रकाशिक रूप से सक्रिय है।
अतः,$2-$क्लोरो-$2-$मिथाइल ब्यूटेन प्रकाशिक रूप से निष्क्रिय यौगिक है।

(B) $tert$-ब्यूटाइल ब्रोमाइड $((CH_3)_3CBr)$ की सिल्वर फ्लोराइड $(AgF)$ के साथ अभिक्रिया स्वार्ट्स अभिक्रिया है,जिसका उपयोग अल्काइल फ्लोराइड के संश्लेषण के लिए किया जाता है।
हालाँकि,$tert$-ब्यूटाइल ब्रोमाइड एक तृतीयक अल्काइल हैलाइड है। जब इसे $AgF$ के साथ गर्म किया जाता है,तो यह नाभिकरागी प्रतिस्थापन ($S_N1$ या $S_N2$) के बजाय $E1$ विलोपन अभिक्रिया करता है क्योंकि तृतीयक कार्बोनियम आयन अत्यधिक स्थिर होता है और फ्लोराइड आयन एक क्षार के रूप में कार्य करता है।
परिणामस्वरूप,$HBr$ के विलोपन के कारण मुख्य उत्पाद के रूप में $2$-मिथाइलप्रोपीन (आइसोब्यूटिलीन) प्राप्त होता है।