Properties of Haloarenes Questions in Gujarati

(A) આ પ્રક્રિયા $S_NAr$ (ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન) પ્રક્રિયા છે. $-NO_2$ સમૂહ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે જે ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે ઓર્થો અને પેરા સ્થાનને સક્રિય કરે છે. $1,4-$ડાયબ્રોમો$-2-$નાઈટ્રોબેન્ઝીનમાં,$-NO_2$ સમૂહની સાપેક્ષમાં પેરા સ્થાન પર રહેલો બ્રોમિન પરમાણુ મેઈસેનહાઈમર કોમ્પ્લેક્સ મધ્યવર્તીની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન માટે વધુ સક્રિય હોય છે. તેથી,$HO^-$ સમૂહ પેરા-બ્રોમિન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરીને $4-$બ્રોમો$-2-$નાઈટ્રોફિનોલ બનાવે છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં આયર્ન $(Fe)$ ની હાજરીમાં નાઈટ્રોબેન્ઝિનનું બ્રોમિન સાથે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન થાય છે.
$1$. $-NO_2$ સમૂહ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે અને તે મેટા-નિર્દેશક છે.
$2$. પ્રથમ તબક્કામાં,નાઈટ્રોબેન્ઝિનનું બ્રોમિનેશન મેટા-સ્થાન પર થાય છે,જેનાથી $m$-બ્રોમોનાઈટ્રોબેન્ઝિન બને છે.
$3$. બીજા તબક્કામાં,બ્રોમિન પરમાણુ (જે ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક છે) અને નાઈટ્રો સમૂહ (જે મેટા-નિર્દેશક છે) ની હાજરીને કારણે,આવતો બ્રોમિન પરમાણુ $-NO_2$ સમૂહની સાપેક્ષે મેટા-સ્થાન પર અને અસ્તિત્વ ધરાવતા $-Br$ સમૂહની સાપેક્ષે ઓર્થો-સ્થાન પર જોડાય છે.
$4$. અંતિમ મુખ્ય નીપજ $3,4$-ડાયબ્રોમોનાઈટ્રોબેન્ઝિન છે.

(C) આ પ્રક્રિયા $HNO_3/H_2SO_4$ નો ઉપયોગ કરીને $6$-મિથોક્સિટેટ્રાલિનનું ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (નાઇટ્રેશન) છે.
$-OCH_3$ સમૂહ એ પ્રબળ સક્રિયકારક સમૂહ છે અને તે ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક છે.
$6$-મિથોક્સિટેટ્રાલિનમાં,$-OCH_3$ સમૂહની ઓર્થો સ્થિતિઓ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન માટે સૌથી વધુ સક્રિય હોય છે.
તેથી,નાઇટ્રો સમૂહ $(-NO_2^+)$ એ $-OCH_3$ સમૂહની ઓર્થો સ્થિતિ પર હુમલો કરશે,જેના પરિણામે $5$-નાઇટ્રો-$6$-મિથોક્સિટેટ્રાલિન બને છે.
આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખામણી કરતા,વિકલ્પ $(C)$ સાચી નીપજ દર્શાવે છે.

(D) આ પ્રક્રિયામાં $CS_2$ માં $Br_2$ સાથે $p$-મિથાઈલએસીટેનિલાઈડનું ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન થાય છે.
$-NHCOCH_3$ સમૂહ તેના $+M$ અસરને કારણે પ્રબળ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ છે.
પેરા સ્થાન પહેલેથી જ $-CH_3$ સમૂહ દ્વારા રોકાયેલું હોવાથી,બ્રોમિન પરમાણુ $-NHCOCH_3$ સમૂહની સાપેક્ષમાં ઓર્થો સ્થાન પર નિર્દેશિત થશે.
આમ,નીપજ $2$-બ્રોમો-$4$-મિથાઈલએસીટેનિલાઈડ છે,જે વિકલ્પ $D$ માં દર્શાવેલ બંધારણને અનુરૂપ છે.

(A) ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન $(S_NAr)$ સામાન્ય રીતે એડિશન-એલિમિનેશન મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે. પ્રક્રિયાનો વેગ નક્કી કરતું પગલું $(r.d.s.)$ એ હેલોજન ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ પર ન્યુક્લિયોફાઈલના હુમલાને સમાવે છે,જે મેઈસેનહાઈમર સંકુલ બનાવે છે.
આ પગલામાં,હેલોજન પરમાણુની ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ અસર ($-I$ અસર) રિંગમાંથી ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચીને સંક્રમણ અવસ્થાને સ્થિર કરે છે.
હેલોજનમાં ફ્લોરિન $(F)$ ની વિદ્યુતઋણતા સૌથી વધુ હોવાથી,તે સૌથી મજબૂત $-I$ અસર દર્શાવે છે.
તેથી,$1$-ફ્લોરો-$2$-નાઈટ્રોબેન્ઝીન ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રત્યે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(C) $S_NAr$ પ્રક્રિયાનો દર મધ્યવર્તી તરીકે બનતા મેઈસેનહાઈમર સંકીર્ણની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે. $-NO_2$ જેવા ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(EWG)$ $-I$ અને $-M$ અસર દ્વારા મધ્યવર્તીમાં રહેલા ઋણ વીજભારને સ્થિર કરે છે.
$1$. $-NO_2$ ગ્રુપની સંખ્યા વધતા $S_NAr$ પ્રક્રિયાનો દર વધે છે.
$2$. ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર રહેલ $-NO_2$ ગ્રુપ મેટા સ્થાન કરતા વધુ અસરકારક છે કારણ કે ઋણ વીજભાર $-NO_2$ ગ્રુપના ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાપિત થઈ શકે છે.
સંયોજનોની સરખામણી:
$(v)$ $2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન: ત્રણ $-NO_2$ ગ્રુપ (બે ઓર્થો,એક પેરા) - સૌથી ઝડપી.
(iii) $2,4$-ડાયનાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન: બે $-NO_2$ ગ્રુપ (એક ઓર્થો,એક પેરા).
$(i)$ $p$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન: પેરા સ્થાન પર એક $-NO_2$ ગ્રુપ.
(ii) $m$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન: મેટા સ્થાન પર એક $-NO_2$ ગ્રુપ (ઓછી અસરકારક સ્થિરતા).
(iv) ક્લોરોબેન્ઝીન: કોઈ $-NO_2$ ગ્રુપ નથી - સૌથી ધીમી.
તેથી,$S_NAr$ પ્રક્રિયાના દરનો ઘટતો ક્રમ: $v > iii > i > ii > iv$ છે.

(A) આ પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન છે.
$1$. $H_2SO_4$ એ $H^+$ આયનો આપે છે જે આલ્કીન $Ph-C(CH_3)=CH_2$ નું પ્રોટોનેશન કરીને સ્થાયી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન $Ph-C^+(CH_3)_2$ બનાવે છે.
$2$. આ કાર્બોકેટાયન ઇલેક્ટ્રોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને એનિસોલ $(Ph-OCH_3)$ ના ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ બેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરે છે.
$3$. $-OCH_3$ સમૂહ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક હોવાથી,ઓર્થો-સ્થાન પર અવકાશી અવરોધને કારણે મોટો કાર્બોકેટાયન પેરા-સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
$4$. અંતિમ નીપજ $1-methoxy-4-(2-phenylpropan-2-yl)benzene$ છે.

(C) બેન્ઝિનમાંથી $4-$આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝોનાઈટ્રાઈલનું સંશ્લેષણ નીચેના પગલાંઓ દ્વારા થાય છે:
$1.$ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝિનનું આઈસોપ્રોપાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3)_2CHCl$ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન કરવાથી આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝિન (ક્યુમીન) મળે છે.
$2.$ $HNO_3$ અને $H_2SO_4$ નો ઉપયોગ કરીને આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝિનનું નાઈટ્રેશન કરવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $4-$નાઈટ્રોઆઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝિન મળે છે,જે આઈસોપ્રોપાઈલ સમૂહની ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક અસરને કારણે છે.
$3.$ $Fe/HCl$ નો ઉપયોગ કરીને નાઈટ્રો સમૂહનું રિડક્શન કરવાથી $4-$આઈસોપ્રોપાઈલએનિલીન મળે છે.
$4.$ $0-5 \ ^\circ C$ તાપમાને $NaNO_2/HCl$ નો ઉપયોગ કરીને $4-$આઈસોપ્રોપાઈલએનિલીનનું ડાયઝોટાઈઝેશન કરવાથી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર મળે છે.
$5.$ ડાયઝોનિયમ ક્ષારની $KCN$ (અથવા $CuCN$) સાથે સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા કરવાથી $4-$આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝોનાઈટ્રાઈલ મળે છે.
આમ,સાચો ક્રમ વિકલ્પ $C$ છે.

(C) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. બેન્ઝિનનું $HNO_3/H_2SO_4$ સાથે નાઈટ્રેશન કરવાથી નાઈટ્રોબેન્ઝિન મળે છે.
$2$. નાઈટ્રોબેન્ઝિનનું $Br_2/FeBr_3$ સાથે બ્રોમિનેશન કરવાથી $m$-બ્રોમોનાઈટ્રોબેન્ઝિન મળે છે કારણ કે $-NO_2$ સમૂહ મેટા-નિર્દેશક છે.
$3$. $m$-બ્રોમોનાઈટ્રોબેન્ઝિનનું $H_2/Pd/C$ સાથે રિડક્શન કરવાથી $m$-બ્રોમોએનિલીન મળે છે.
$4$. $m$-બ્રોમોએનિલીનનું $Cl_2/FeBr_3$ સાથે ક્લોરિનેશન કરવાથી $2$-ક્લોરો-$5$-બ્રોમોએનિલીન મળે છે ($-NH_2$ સમૂહ પ્રબળ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક છે,અને પેરા સ્થાન $-Br$ દ્વારા રોકાયેલું હોવાથી,તે ઓર્થો સ્થાન પર નિર્દેશ કરે છે).
$5$. $NaNO_2/HCl$ સાથે ડાયઝોટાઈઝેશન કરવાથી $-NH_2$ સમૂહ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $(-N_2^+Cl^-)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
$6$. $KI$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી ડાયઝોનિયમ સમૂહનું આયોડિન પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે,જેના પરિણામે $4$-બ્રોમો-$1$-ક્લોરો-$2$-આયોડોબેન્ઝિન મળે છે.

(B) એરિલ હેલાઈડની $OH^{-}$ આયનો સાથેની પ્રક્રિયા $S_NAr$ (ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન) મિકેનિઝમને અનુસરે છે.
$S_NAr$ પ્રક્રિયાઓમાં,ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(-NO_2)$ ની હાજરી મેઈસેનહાઈમર કોમ્પ્લેક્સ મધ્યવર્તીને સ્થિર કરે છે.
ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર વધુ $-NO_2$ ગ્રુપ હોવાથી પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધે છે.
- $II$ ($2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિન) માં ત્રણ $-NO_2$ ગ્રુપ છે.
- $IV$ ($2,4$-ડાયનાઈટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિન) માં બે $-NO_2$ ગ્રુપ છે.
- $III$ ($p$-નાઈટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિન) માં એક $-NO_2$ ગ્રુપ છે.
- $I$ ($m$-નાઈટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિન) માં એક $-NO_2$ ગ્રુપ મેટા સ્થાન પર છે,જે ઓર્થો/પેરા સ્થાનની સરખામણીમાં ઓછું અસરકારક છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ઘટતો ક્રમ $II > IV > III > I$ છે.

(C) ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન $(ArS_N2)$ પ્રક્રિયા પ્રત્યે એરિલ હેલાઈડની સક્રિયતા ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ (જેમ કે $-NO_2$) ની હાજરી સાથે વધે છે.
આ સમૂહો $-M$ (મેસોમેરિક) અને $-I$ (પ્રેરક) અસરો દ્વારા મધ્યવર્તી કાર્બેનાયન (માઈસેનહાઈમર કોમ્પ્લેક્સ) ને સ્થિર કરે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$1$-ક્લોરો-$2,4$-ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝિનમાં ક્લોરિન પરમાણુની સાપેક્ષમાં ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર બે $-NO_2$ સમૂહો છે,જે મધ્યવર્તીને મહત્તમ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
તેથી,તે સૌથી વધુ સક્રિય સંયોજન છે.

(A) આ પ્રક્રિયા $p$-ટર્ફેનાઈલનું ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (બ્રોમિનેશન) છે.
$p$-ટર્ફેનાઈલમાં,છેડાના બેન્ઝીન વલયો મધ્યના વલયની સરખામણીમાં ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી વિસ્થાપન માટે વધુ સક્રિય હોય છે કારણ કે ફિનાઈલ સમૂહ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ તરીકે કાર્ય કરે છે.
છેડાના વલયોમાં મુક્ત પેરા સ્થાન હોય છે,જે ઓર્થો સ્થાન કરતા અવકાશી રીતે ઓછું અવરોધિત હોય છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી $(Br^+)$ મુખ્ય નીપજ બનાવવા માટે છેડાના બેન્ઝીન વલયોમાંથી એકના પેરા સ્થાન પર હુમલો કરે છે.

(B) ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન $(S_NAr)$ પ્રતિક્રિયાઓ બેન્ઝીન રિંગ પર ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ (જેમ કે $-NO_2$) ની હાજરી દ્વારા સરળ બને છે,ખાસ કરીને ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર.
$1$. સંયોજન $(II)$ માં ત્રણ $-NO_2$ ગ્રુપ ($2, 4, 6$ સ્થાન પર) છે,જે તેને સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$2$. સંયોજન $(IV)$ માં બે $-NO_2$ ગ્રુપ ($2, 4$ સ્થાન પર) છે,જે તેને બીજા ક્રમે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$3$. સંયોજન $(III)$ માં પેરા સ્થાન પર એક $-NO_2$ ગ્રુપ છે,જે મેટા સ્થાન કરતા વધુ અસરકારક છે.
$4$. સંયોજન $(I)$ માં મેટા સ્થાન પર એક $-NO_2$ ગ્રુપ છે,જે મધ્યવર્તી કાર્બેનાયનને સ્થિર કરવા માટે સૌથી ઓછું અસરકારક છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ઘટતો ક્રમ $(II) > (IV) > (III) > (I)$ છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં સાંદ્ર $H_2SO_4$ દ્વારા સાયક્લોહેક્સિનનું પ્રોટોનેશન થઈને સાયક્લોહેક્સિલ કાર્બોકેટાયન બને છે.
ત્યારબાદ આ કાર્બોકેટાયન બેન્ઝીન સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_EAr)$ પ્રક્રિયા કરે છે.
સાયક્લોહેક્સિલ કાર્બોકેટાયન ઇલેક્ટ્રોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને બેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરીને સાયક્લોહેક્સિલબેન્ઝીન બનાવે છે.
પ્રક્રિયાનો ક્રમ આ મુજબ છે: સાયક્લોહેક્સિન $+ H^+ \rightarrow$ સાયક્લોહેક્સિલ કાર્બોકેટાયન $\xrightarrow{\text{બેન્ઝીન}} \text{સાયક્લોહેક્સિલબેન્ઝીન}$.

(D) ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશનમાં,ઇલેક્ટ્રોફાઇલ એ આલ્કાઈલ હેલાઈડની $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ સાથેની પ્રક્રિયાથી બનતો કાર્બોકેટાયન છે.
$CH_2=CHCl$ (વિનાઈલ ક્લોરાઈડ) માં,સંસ્પંદનને કારણે $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જે તેને ખૂબ જ મજબૂત બનાવે છે અને તોડવું મુશ્કેલ છે.
વધુમાં,પરિણામી વિનાઈલ કાર્બોકેટાયન $(CH_2=CH^{\oplus})$ અત્યંત અસ્થિર છે.
તેથી,$CH_2=CHCl$ ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા આપતું નથી.

(B) નિર્જળ $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડની હાજરીમાં,આંતરહેલોજન સંયોજન $ICl$ ઇલેક્ટ્રોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે. આયોડિન ક્લોરિન કરતા ઓછું વિદ્યુતઋણ હોવાથી,બંધ $I^{\delta+} - Cl^{\delta-}$ તરીકે ધ્રુવીય બને છે. $AlCl_3$ ક્લોરિન પરમાણુ સાથે જોડાઈને ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $I^+$ બનાવે છે,જે ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન દ્વારા બેન્ઝીન રિંગ પર હુમલો કરીને આયોડોબેન્ઝીન $(Ph-I)$ બનાવે છે.

(D) $(i)$ ક્લોરોબેન્ઝીનનું મોનો-નાઈટ્રેશન $1-$ક્લોરો$-2-$નાઈટ્રોબેન્ઝીન અને $1-$ક્લોરો$-4-$નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(M)$ આપે છે.
$(ii)$ નાઈટ્રોબેન્ઝીનનું મોનો-ક્લોરિનેશન $1-$ક્લોરો$-3-$નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(N)$ આપે છે.
$(iii)$ એનિસોલનું મોનો-નાઈટ્રેશન $1-$મેથોક્સી$-2-$નાઈટ્રોબેન્ઝીન અને $1-$મેથોક્સી$-4-$નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(P)$ આપે છે.
$(iv)$ $2-$નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીનનું મોનો-નાઈટ્રેશન $1-$ક્લોરો$-2,4-$ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝીન $(Q)$ આપે છે.
$aq. NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા $(S_NAr)$ છે. આ પ્રક્રિયા લિવિંગ ગ્રુપ $(-Cl)$ ની સાપેક્ષમાં ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો (જેમ કે $-NO_2$) ની હાજરી દ્વારા ઝડપી બને છે.
સંયોજન $Q$ ($1-$ક્લોરો$-2,4-$ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝીન) માં ક્લોરિન પરમાણુની સાપેક્ષમાં ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર બે મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક $-NO_2$ સમૂહો આવેલા છે,જે ક્લોરિન સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુને અત્યંત ઈલેક્ટ્રોફિલિક બનાવે છે. તેથી,$Q$ એ $aq. NaOH$ સાથે સૌથી ઝડપથી ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા આપે છે.

(A) નાઈટ્રેશન એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયાનો દર બેન્ઝિન રિંગની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $-OCH_3$ (એનિસોલ,$C$ માં) એ $+M$ અસરને કારણે પ્રબળ સક્રિયકારક સમૂહ છે.
$2$. $-CH_3$ (ટોલ્યુઈન,$D$ માં) એ $+I$ અને હાઈપરકોન્જુગેશનને કારણે નિર્બળ સક્રિયકારક સમૂહ છે.
$3$. $-Cl$ (ક્લોરોબેન્ઝિન,$B$ માં) એ $-I$ અસરને કારણે નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ છે.
$4$. $-NH_2$ (એનિલિન,$A$ માં) એ પ્રબળ સક્રિયકારક સમૂહ છે,પરંતુ એસિડિક નાઈટ્રેટિંગ મિશ્રણ $(HNO_3 + H_2SO_4)$ ની હાજરીમાં,તે પ્રોટોનેટેડ થઈને એનિલિનિયમ આયન $(-NH_3^+)$ બનાવે છે,જે તેની પ્રબળ $-I$ અસરને કારણે ખૂબ જ નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ છે.
પ્રતિક્રિયાત્મકતાની સરખામણી: એનિસોલ $(C)$ > ટોલ્યુઈન $(D)$ > ક્લોરોબેન્ઝિન $(B)$ > એનિલિનિયમ આયન $(A)$.
તેથી,નાઈટ્રેશનનો વધતો ક્રમ $A < B < D < C$ છે.

(C) સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં,ક્લોરોબેન્ઝીનના બે મોલ ક્લોરલ $(CCl_3CHO)$ ના એક મોલ સાથે સંઘનન પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રક્રિયા કરે છે.
ક્લોરલના આલ્ડિહાઈડ સમૂહમાંથી ઓક્સિજન પરમાણુ અને બે ક્લોરોબેન્ઝીન વલયોના પેરા-સ્થાન પરથી હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ પાણીના અણુ $(H_2O)$ તરીકે દૂર થાય છે.
આના પરિણામે $p,p'$-ડાયક્લોરોડાયફિનાઈલટ્રાયક્લોરોઈથેન બને છે,જેને સામાન્ય રીતે $DDT$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2 C_6H_5Cl + CCl_3CHO \xrightarrow{H_2SO_4} (Cl-C_6H_4)_2CH-CCl_3 + H_2O$

(C) $1$. પ્રારંભિક પદાર્થ $p$-નાઈટ્રોટોલ્યુઈન છે.
$2$. $Br_2/FeBr_3$ સાથે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા મિથાઈલ સમૂહની સાપેક્ષમાં ઓર્થો સ્થાન પર બ્રોમીન પરમાણુ જોડાય છે. આથી $B$ એ $2$-બ્રોમો-$4$-નાઈટ્રોટોલ્યુઈન મળે છે.
$3$. $Sn/HCl$ દ્વારા નાઈટ્રો સમૂહનું રિડક્શન થતા $-NO_2$ સમૂહનું $-NH_2$ સમૂહમાં રૂપાંતર થાય છે,જેથી $C$ ($2$-બ્રોમો-$4$-એમિનોટોલ્યુઈન) મળે છે.
$4$. $NaNO_2/HCl$ સાથે $0-5 \ ^\circ C$ તાપમાને ડાયઝોટાઈઝેશન પ્રક્રિયા દ્વારા $-NH_2$ સમૂહનું ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $D$ ($2$-બ્રોમો-$4$-મિથાઈલબેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ) માં રૂપાંતર થાય છે.
$5$. $CuBr/HBr$ સાથે સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા દ્વારા ડાયઝોનિયમ સમૂહનું બ્રોમીન પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે,પરિણામે $E$ ($2,4$-ડાયબ્રોમોટોલ્યુઈન) મળે છે.

(C) બોર્શ પ્રક્રિયકનો મુખ્ય ઘટક $2,4-$ડાયનાઇટ્રોફિનાઇલહાઇડ્રેઝિન છે.
તે $2,4-$ડાયનાઇટ્રોક્લોરોબેન્ઝિન અને હાઇડ્રેઝિન હાઇડ્રેટ $(NH_2NH_2 \cdot H_2O)$ વચ્ચેની ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ક્લોરિન પરમાણુનું હાઇડ્રેઝિન ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.

(A) પ્રક્રિયક $N$-ફિનાઈલબેન્ઝેમાઈડ (બેન્ઝેનિલાઈડ) છે.
આ અણુમાં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ એક ફિનાઈલ રિંગ અને કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ સાથે જોડાયેલ છે.
નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરની અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ કાર્બોનિલ સમૂહ સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,જે તેની જોડાયેલ ફિનાઈલ રિંગને ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા આપવાની ક્ષમતા ઘટાડે છે.
જોકે,$-NH-CO-C_6H_5$ સમૂહ હજુ પણ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક સમૂહ છે.
બે ફિનાઈલ રિંગમાંથી,નાઈટ્રોજન સાથે સીધી જોડાયેલી રિંગ કાર્બોનિલ સાથે જોડાયેલી રિંગ કરતા ઈલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટીટ્યુશન $(EAS)$ માટે વધુ સક્રિય હોય છે.
તેથી,નાઈટ્રોનિયમ આયન $(NO_2^+)$ વધુ સક્રિય રિંગ પર પેરા સ્થાન પર હુમલો કરશે.
મુખ્ય નીપજ $N$-($4$-નાઈટ્રોફિનાઈલ)બેન્ઝેમાઈડ છે.

(C) બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડની $1$-નેપ્થોલ સાથે આલ્કલાઇન માધ્યમમાં થતી કપલિંગ પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
$1$-નેપ્થોલમાં,$-OH$ સમૂહ એક પ્રબળ સક્રિયકારક સમૂહ છે.
ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી,બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ આયન $(PhN_2^+)$,$-OH$ સમૂહના ઓર્થો અથવા પેરા સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
અવકાશી અવરોધને કારણે,આ હુમલો મુખ્યત્વે $1$-નેપ્થોલ વલયના $4$-સ્થાન (પેરા સ્થાન) પર થાય છે.
આના પરિણામે $4$-ફિનાઈલએઝો-$1$-નેપ્થોલ બને છે,જે નારંગી-લાલ રંગનો ડાય છે.
સાચી રચના આકૃતિ $821-c1202$ માં દર્શાવેલ છે.

(A) પ્રક્રિયા ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. $C_6H_6$ (બેન્ઝિન) સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $B$ (નાઈટ્રોબેન્ઝિન,$C_6H_5NO_2$) બનાવે છે.
$2$. નાઈટ્રોબેન્ઝિન $(B)$ નું $Sn + HCl$ દ્વારા રિડક્શન થઈને $C$ (એનિલીન,$C_6H_5NH_2$) બને છે.
$3$. એનિલીન $(C)$ $0-5^\circ C$ તાપમાને $HNO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $D$ (બેન્ઝિન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ,$C_6H_5N_2^+Cl^-$) બનાવે છે.
$4$. બેન્ઝિન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ $(D)$ $HBF_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $E$ (બેન્ઝિન ડાયઝોનિયમ ફ્લોરોબોરેટ,$C_6H_5N_2^+BF_4^-$) બનાવે છે.
$5$. $(E)$ ને ગરમ કરતા બાલ્ઝ-શીમેન પ્રક્રિયા દ્વારા $F$ (ફ્લોરોબેન્ઝિન,$C_6H_5F$) મળે છે.
આમ,$F$ એ ફ્લોરોબેન્ઝિન છે.

(B) $1$. બેન્ઝિન $Cl_2/AlCl_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્લોરોબેન્ઝિન $(A)$ બનાવે છે.
$2$. ક્લોરોબેન્ઝિનની સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે નાઈટ્રેશન પ્રક્રિયા થતા $p$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિન $(B)$ મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
$3$. $p$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનની $NaOH/\Delta$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન $(S_{NAr})$ પ્રક્રિયા થતા $Cl$ પરમાણુનું $OH$ સમૂહ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે અને અંતિમ નીપજ તરીકે $p$-નાઈટ્રોફિનોલ મળે છે.

(D) એસિડિક $AgNO_3$ દ્રાવણ સાથેની પ્રક્રિયા એ દ્રાવણમાં આયનિક ક્લોરાઈડ આયનો $(Cl^-)$ ની હાજરી માટેની કસોટી છે.
જે સંયોજનો સરળતાથી $Cl^-$ આયનો મુક્ત કરી શકે છે તે $AgCl$ ના સફેદ અવક્ષેપ આપે છે.
$C_6H_5Cl$ (ક્લોરોબેન્ઝીન) અને $CH_2=CHCl$ (વિનાઈલ ક્લોરાઈડ) માં,રેઝોનન્સને કારણે $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે,જે $Cl$ પરમાણુને કાર્બન પરમાણુ સાથે મજબૂત રીતે જોડે છે.
તેથી,આ સંયોજનો સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં $Cl^-$ આયનો આપવા માટે આયનીકરણ પામતા નથી અને $AgNO_3$ સાથે સફેદ અવક્ષેપ બનાવતા નથી.
તેનાથી વિપરીત,$CH_2=CH-CH_2Cl$ (એલાઈલ ક્લોરાઈડ) $Cl^-$ ના દૂર થવા પર સ્થિર રેઝોનન્સ-સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,તેથી તે સરળતાથી સફેદ અવક્ષેપ આપે છે.
આમ,$(A)$ અને $(B)$ બંને સફેદ અવક્ષેપ આપતા નથી.

(A) એનિલીન ફ્રિડેલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયા આપતું નથી કારણ કે એનિલીનના નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર રહેલી અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક $(AlCl_3)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એનિલીનિયમ આયન ક્ષાર બનાવે છે.
આના પરિણામે નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર ધન વીજભાર આવે છે,જે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ $(EWG)$ તરીકે વર્તે છે અને બેન્ઝીન વલયને ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન માટે નિષ્ક્રિય બનાવે છે.

(A) અણુનો ડાયપોલ મોમેન્ટ વ્યક્તિગત બંધ ડાયપોલના સદિશ સરવાળા પર આધાર રાખે છે.
$1,4$-ડાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,બે $C-Cl$ બંધ ડાયપોલ સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં છે,તેથી તેઓ એકબીજાને રદ કરે છે,પરિણામે ચોખ્ખો ડાયપોલ મોમેન્ટ $0 \ D$ મળે છે.
$1,3,5$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,ત્રણ $C-Cl$ બંધ ડાયપોલ એકબીજા સાથે $120^{\circ}$ ના ખૂણે ગોઠવાયેલા છે,અને તેમનો સદિશ સરવાળો પણ $0$ થાય છે.
$1,2,3$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,બે બહારના $Cl$ પરમાણુઓના ડાયપોલ મોમેન્ટ મધ્યના $Cl$ પરમાણુના ડાયપોલને આંશિક રીતે રદ કરે છે,પરંતુ એક નોંધપાત્ર ચોખ્ખો ડાયપોલ રહે છે.
$1,2,4$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,$Cl$ પરમાણુઓની ગોઠવણી અન્યની તુલનામાં મોટા પરિણામી ડાયપોલ મોમેન્ટ તરફ દોરી જાય છે કારણ કે સદિશો અસરકારક રીતે રદ થતા નથી.
આમ,$1,2,4$-ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીનનો ડાયપોલ મોમેન્ટ મહત્તમ છે.

(B) ક્લોરોબેન્ઝીનનો ડાયપોલ મોમેન્ટ આશરે $1.73 \ D$ છે.
$o-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,ડાયપોલ મોમેન્ટ $\approx 2.54 \ D$ છે.
$m-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,ડાયપોલ મોમેન્ટ $\approx 1.72 \ D$ છે.
$p-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,સંમિતિને કારણે ડાયપોલ મોમેન્ટ $0 \ D$ છે.
$p-$ક્લોરોનાઈટ્રોબેન્ઝીન માટે,ડાયપોલ મોમેન્ટ $\approx 2.6 \ D$ છે.
આમ,$m-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીનનો ડાયપોલ મોમેન્ટ ક્લોરોબેન્ઝીન જેટલો જ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઈલેશન છે. જોકે,પ્રક્રિયકો ટોલ્યુઈન $(CH_3-C_6H_5)$ અને નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(NO_2-C_6H_5)$ છે.
નાઈટ્રોબેન્ઝીનમાં $-NO_2$ સમૂહ ઈલેક્ટ્રોન-આકર્ષક હોવાને કારણે તે વલયને ખૂબ જ નિષ્ક્રિય બનાવે છે. ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયાઓ એવા બેન્ઝીન વલયો પર થતી નથી જે $-NO_2$ જેવા પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો દ્વારા નિષ્ક્રિય થયા હોય.
તેથી,પ્રક્રિયા ટોલ્યુઈન વલય પર થશે,જે $-CH_3$ સમૂહ દ્વારા સક્રિય થયેલ છે.
$-CH_3$ સમૂહ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક છે. આમ,ટોલ્યુઈનનું એસાઈલેશન $o$-મિથાઈલએસીટોફિનોન અને $p$-મિથાઈલએસીટોફિનોનનું મિશ્રણ આપશે.

(C) $C-Cl$ બંધ લંબાઈ એ બંધના આંશિક દ્વિબંધ ગુણધર્મના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
વિકલ્પ $A$ માં,$Cl$ પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે જે સંયુગ્મિત તંત્રનો ભાગ છે,જે અનુનાદ અને આંશિક દ્વિબંધ ગુણધર્મ તરફ દોરી જાય છે.
વિકલ્પ $B$ માં,$Cl$ પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન (બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ) સાથે જોડાયેલ છે,જે એકલ બંધ ગુણધર્મ ધરાવે છે.
વિકલ્પ $C$ માં,$Cl$ પરમાણુ બેન્ઝીન વલયમાં $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે,જે અનુનાદ અને આંશિક દ્વિબંધ ગુણધર્મ દર્શાવે છે.
વિકલ્પ $D$ માં,$Cl$ પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવતા કાર્બન સાથે જોડાયેલ છે જે ક્રોસ-કોન્જુગેટેડ તંત્રનો ભાગ છે.
અનુનાદ અસરોની તુલના કરતા,ક્લોરોબેન્ઝીન (વિકલ્પ $C$) માં $C-Cl$ બંધમાં $Cl$ ની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મનું એરોમેટિક વલયમાં વિસ્થાનિકરણ થવાને કારણે સૌથી વધુ આંશિક દ્વિબંધ ગુણધર્મ જોવા મળે છે,જેના પરિણામે આપેલા વિકલ્પોમાં તેની બંધ લંબાઈ સૌથી ઓછી હોય છે.

(C) એરિલ હેલાઈડની $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_NAr)$ દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ ($-M$ અસર) ની હાજરી દ્વારા સરળ બને છે,જે મધ્યવર્તી મેઈસેનહાઈમર સંકીર્ણને સ્થિર કરે છે.
જેમ ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ $-NO_2$ ગ્રુપની સંખ્યા વધે છે,તેમ $S_NAr$ પ્રક્રિયાનો દર વધે છે.
$2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીનમાં ત્રણ ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ $-NO_2$ ગ્રુપ હોવાથી,તે ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(A) વુર્ટ્ઝ-ફિટિંગ પ્રક્રિયા એ એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં એરાઈલ હેલાઈડ $(Ar-X)$ અને આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(R-X)$ ની પ્રક્રિયા સૂકા ઈથરમાં સોડિયમ ધાતુની હાજરીમાં કરવામાં આવે છે,જેનાથી આલ્કાઈલ-વિસ્થાપિત એરોમેટિક સંયોજન $(Ar-R)$ બને છે.
સામાન્ય સમીકરણ:
$Ar-X + R-X + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} Ar-R + 2NaX$
તેથી,વિકલ્પ $A$ સાચી પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.

(C) ક્લોરોબેન્ઝીનની સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા (નાઈટ્રેશન) દ્વારા ઓર્થો-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન અને પેરા-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીનનું મિશ્રણ મળે છે. ઓછી અવકાશીય અવરોધને કારણે પેરા-સમઘટક મુખ્ય નીપજ છે. આમ,$A$ એ $1$-ક્લોરો-$4$-નાઈટ્રોબેન્ઝીન છે.
જ્યારે $1$-ક્લોરો-$4$-નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(A)$ ની $433 \ K$ તાપમાને $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન થાય છે. પેરા સ્થાન પર ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક $-NO_2$ સમૂહની હાજરી વલયને ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે સક્રિય કરે છે,જે $-Cl$ પરમાણુને $-OH$ સમૂહ દ્વારા બદલીને મુખ્ય નીપજ $B$ તરીકે $4$-નાઈટ્રોફિનોલ બનાવે છે.

(A) જ્યારે બેન્ઝીન વલય સાથે જોડાયેલ વિસ્થાપક સમૂહ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક હોય ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર થાય છે.
આ સમૂહો સામાન્ય રીતે સંસ્પંદન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન દાન કરનારા હોય છે (જેમ કે $-Cl$,$-OH$,$-NH_2$,$-CH_3$).
$Chlorobenzene$ $(C_6H_5Cl)$ માં,ક્લોરિન પરમાણુ પાસે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ હોય છે જે સંસ્પંદન દ્વારા વલયમાં દાન કરી શકાય છે,જેનાથી ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે.
તેનાથી વિપરીત,$-NO_2$ (નાઈટ્રોબેન્ઝીનમાં) અને $-COCH_3$ (એસીટોફિનોનમાં) એ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો છે જે વલયને નિષ્ક્રિય કરે છે અને મેટા-નિર્દેશક છે.
નાઈટ્રોસાયક્લોહેક્ઝેન એ એરોમેટિક સંયોજન નથી.
તેથી,ક્લોરોબેન્ઝીન સાચો જવાબ છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં $p-nitrochlorobenzene$ માં ક્લોરિન પરમાણુ $(-Cl)$ નું હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
$-NO_2$ ગ્રુપ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક ગ્રુપ હોવાથી,તે બેન્ઝીન રિંગને ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે સક્રિય કરે છે.
આ ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન ($S_NAr$ મિકેનિઝમ) નું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે,જ્યાં હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^-)$ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને ક્લોરિન સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^-)$ દૂર થાય છે.
તેથી,સાચો જવાબ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન છે.

(A) ડાયપોલ મોમેન્ટ $(\mu)$ એ વ્યક્તિગત બંધ ડાયપોલના સદિશ સરવાળા પર આધાર રાખે છે.
$o-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,$C-Cl$ બંધો વચ્ચેનો ખૂણો $60^{\circ}$ છે,જેના પરિણામે મોટી પરિણામી ડાયપોલ મોમેન્ટ મળે છે.
$m-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,ખૂણો $120^{\circ}$ છે,જે નાની પરિણામી ડાયપોલ મોમેન્ટ આપે છે.
$p-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીન માટે,બે $C-Cl$ બંધો વિરુદ્ધ દિશામાં $(180^{\circ})$ છે,તેથી તેમની ડાયપોલ મોમેન્ટ એકબીજાને રદ કરે છે,જેના પરિણામે $\mu = 0$ થાય છે.
આમ,સાચો ક્રમ $o > m > p$ છે.

(D) એરાઈલ હેલાઈડ્સમાં ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ (જેમ કે $-NO_2$) ની હાજરી દ્વારા સરળ બને છે.
આ ગ્રુપો રેઝોનન્સ દ્વારા મધ્યવર્તી કાર્બેનાયન (મેઈસેનહાઈમર કોમ્પ્લેક્સ) ને સ્થિર કરે છે.
જેટલા વધુ ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપો હાજર હોય,તેટલી મધ્યવર્તીની સ્થિરતા વધુ હોય છે,અને તેથી હાઈડ્રોલિસિસ પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાશીલતા વધુ હોય છે.
$1$-ક્લોરો-$2,4,6$-ટ્રાયનાઈટ્રોબેન્ઝીનમાં ત્રણ $-NO_2$ ગ્રુપો (બે ઓર્થો અને એક પેરા) હોય છે,જે મધ્યવર્તી માટે મહત્તમ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે,જે તેને ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે સૌથી વધુ સક્રિય બનાવે છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા $(S_NAr)$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઇલ $(OH^-)$ બેન્ઝીન રિંગ પર હુમલો કરે છે.
આ પ્રક્રિયા રિંગ પર ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ ની હાજરી દ્વારા સરળ બને છે,જે મધ્યવર્તી કાર્બેનાયન (Meisenheimer complex) ને સ્થિર કરે છે.
આપેલ જૂથોમાં,$-NO_2$ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ છે,જ્યારે $-OCH_3$ અને $-CH_3$ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ છે.
તેથી,જ્યારે $G$ એ $-NO_2$ હોય ત્યારે પ્રક્રિયાનો દર મહત્તમ હોય છે.

(A) આ પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન છે,જે $p$-isopropyltoluene ($p$-cymene) નું નાઇટ્રેશન છે.
$p$-Cymene માં બેન્ઝીન વલય સાથે બે આલ્કાઇલ સમૂહો જોડાયેલા છે: એક મિથાઇલ સમૂહ $(-CH_3)$ અને એક આઇસોપ્રોપાઇલ સમૂહ $(-CH(CH_3)_2)$.
બંને આલ્કાઇલ સમૂહો ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક છે.
$p$-Cymene માં,મિથાઇલ સમૂહની સાપેક્ષ ઓર્થો સ્થાનો અને આઇસોપ્રોપાઇલ સમૂહની સાપેક્ષ ઓર્થો સ્થાનો સમાન છે.
જોકે,મિથાઇલ સમૂહ એ આઇસોપ્રોપાઇલ સમૂહ કરતા વધુ સક્રિયકારક છે કારણ કે તેમાં અવકાશીય અવરોધ (steric hindrance) ઓછો હોય છે.
તેથી,નાઇટ્રેશન મિથાઇલ સમૂહની સાપેક્ષ ઓર્થો સ્થાન પર થાય છે.
આથી $2$-nitro-$1$-isopropyl-$4$-methylbenzene (અથવા $2$-nitro-$p$-cymene) મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.

(D) હેલોએરીન્સની ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_NAr)$ પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા બેન્ઝીન રિંગ પર ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(EWG)$ ની હાજરી પર આધાર રાખે છે.
આ ગ્રુપ પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતા મધ્યવર્તી કાર્બેનાયન (માઈસેનહેમર કોમ્પ્લેક્સ) ને સ્થિર કરે છે.
જ્યારે $EWG$ લિવિંગ ગ્રુપની સાપેક્ષમાં ઓર્થો અથવા પેરા સ્થાન પર હોય ત્યારે સ્થિરીકરણ સૌથી વધુ અસરકારક હોય છે,કારણ કે ઋણ વીજભાર નાઈટ્રો ગ્રુપના ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાપિત થઈ શકે છે.
m-ક્લોરોનાઈટ્રોબેન્ઝીનમાં,નાઈટ્રો ગ્રુપ મેટા સ્થાન પર છે,જેનો અર્થ છે કે ઋણ વીજભાર રેઝોનન્સ દ્વારા સીધો નાઈટ્રો ગ્રુપ પર વિસ્થાપિત થઈ શકતો નથી.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી m-ક્લોરોનાઈટ્રોબેન્ઝીન સૌથી ઓછું સક્રિય છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનો દર બેન્ઝિન વલયની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
જે સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે (સક્રિયકારક સમૂહો) તે પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે છે,જ્યારે જે સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે (નિષ્ક્રિયકારક સમૂહો) તે પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટાડે છે.
$1$. $-OH$ (ફીનોલ) તેના $+M$ અસરને કારણે પ્રબળ સક્રિયકારક સમૂહ છે,તેથી તે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
$2$. બેન્ઝિનમાં કોઈ વિસ્થાપિત સમૂહ નથી,તેથી તે ફીનોલ કરતા ઓછું પ્રતિક્રિયાત્મક છે પણ નિષ્ક્રિય વલયો કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
$3$. $-Cl$ (ક્લોરોબેન્ઝિન) તેની $-I$ અસરને કારણે નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ છે.
$4$. $-COOH$ (બેન્ઝોઈક એસિડ) તેની $-M$ અને $-I$ અસરોને કારણે પ્રબળ નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ છે,તેથી તે સૌથી ઓછું પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
તેથી,સાચો ક્રમ: $\text{Phenol} > \text{Benzene} > \text{Chlorobenzene} > \text{Benzoic acid}$ છે.

(D) ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓમાં,જે સમૂહો બેન્ઝિન વલયને ઇલેક્ટ્રોન આપે છે (સંસ્પંદન અથવા પ્રેરક અસર દ્વારા) તે વલયને સક્રિય કરે છે,જ્યારે જે સમૂહો વલયમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ખેંચે છે તે તેને નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
$1$. $-CH_3$ (મીથાઈલ) સમૂહ અતિસંયુગ્મન અને પ્રેરક અસરને કારણે ઇલેક્ટ્રોન દાતા છે,તેથી તે વલયને સક્રિય કરે છે.
$2$. $-NH_2$ (એમીનો) અને $-OH$ (હાઈડ્રોક્ષિલ) સમૂહો $+R$ (સંસ્પંદન) અસરને કારણે પ્રબળ સક્રિયકારક છે.
$3$. $-Cl$ (ક્લોરો) સમૂહ,જોકે તે $+R$ અસર ધરાવે છે,પરંતુ તેની ઊંચી વિદ્યુતઋણતા ($-I$ અસર) ને કારણે તે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક છે. આ $-I$ અસર $+R$ અસર પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે,જે બેન્ઝિન વલયને બેન્ઝિનની તુલનામાં ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી પ્રત્યે ઓછું સક્રિય બનાવે છે. તેથી,તેને નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ માનવામાં આવે છે.

(A) મેટા-નિર્દેશક સમૂહની પ્રબળતા તેના ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક ગુણધર્મ પર આધાર રાખે છે,જે મુખ્યત્વે $-I$ (પ્રેરક) અને $-M$ (મેસોમેરિક) અસરને કારણે હોય છે.
આપેલા સમૂહોમાં,$-NO_2$ સમૂહ સૌથી પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અસર ધરાવે છે કારણ કે નાઇટ્રોજન પરમાણુ બે અત્યંત વિદ્યુતઋણમય ઓક્સિજન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલો હોય છે,જે પ્રબળ $-I$ અને $-M$ અસર દર્શાવે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $-NO_2$ સૌથી પ્રબળ મેટા-નિર્દેશક સમૂહ છે.

(C) ટોલ્યુઇનનું મંદ $HNO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા એ નાઇટ્રેશન પ્રક્રિયા છે,જે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન દ્વારા $o$-નાઇટ્રોટોલ્યુઇન અને $p$-નાઇટ્રોટોલ્યુઇન આપે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) પગલું $1$: ટોલ્યુઇન $({C_7}{H_8})$ એ $\Delta$ (ગરમી) ની હાજરીમાં $3Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સાઇડ-ચેઇન ક્લોરિનેશન દ્વારા બેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઇડ $({C_6}{H_5}CCl_3)$ બનાવે છે,જે સંયોજન $A$ છે.
પગલું $2$: બેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઇડ $({C_6}{H_5}CCl_3)$ માં $-CCl_3$ સમૂહ હોય છે,જે પ્રબળ રીતે નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-ડાયરેક્ટિંગ સમૂહ છે. $Br_2/Fe$ સાથેની પ્રક્રિયા મેટા સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન તરફ દોરી જાય છે,જે $m-$બ્રોમોબેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઇડ બનાવે છે,જે સંયોજન $B$ છે.
પગલું $3$: $Zn/HCl$ નો ઉપયોગ કરીને $-CCl_3$ સમૂહનું રિડક્શન તેને ફરીથી મિથાઇલ $(-CH_3)$ સમૂહમાં ફેરવે છે. આમ,$m-$બ્રોમોબેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઇડનું રિડક્શન થઈને $m-$બ્રોમોટોલ્યુઇન મળે છે,જે સંયોજન $C$ છે.

(B) $-CCl_3$ સમૂહ ત્રણ ક્લોરિન પરમાણુઓની પ્રેરક અસરને કારણે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ છે.
તે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓમાં નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ છે અને મેટા-નિર્દેશક છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી $Br^+$ બેન્ઝીન વલયના મેટા-સ્થાન પર હુમલો કરશે.
પરિણામે મળતી નીપજ $m$-બ્રોમોબેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઈડ છે.

(C) શરૂઆતનું સંયોજન $1$-મિથોક્સી-$3$-મિથાઈલબેન્ઝીન ($m$-ક્રેસોલ મિથાઈલ ઈથર) છે.
આ અણુમાં,$-OCH_3$ સમૂહ તેના $+M$ અસરને કારણે પ્રબળ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ છે,જ્યારે $-CH_3$ સમૂહ તેની $+I$ અને હાઈપરકોન્જુગેશન અસરોને કારણે નિર્બળ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ છે.
$-OCH_3$ સમૂહ $-CH_3$ સમૂહ કરતા વધુ પ્રબળ નિર્દેશક અસર ધરાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોફિલિક વિસ્થાપન $(Br^+)$ $-OCH_3$ સમૂહ દ્વારા સૌથી વધુ સક્રિય થયેલ સ્થાન પર થશે.
$-OCH_3$ ની ઓર્થો સ્થિતિઓ $2$ અને $6$ છે. સ્થાન $2$ પર $-CH_3$ સમૂહને કારણે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) જોવા મળે છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $-OCH_3$ સમૂહની પેરા સ્થિતિ એટલે કે સ્થાન $4$ પર હુમલો કરે છે.
આથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $4$-બ્રોમો-$1$-મિથોક્સી-$3$-મિથાઈલબેન્ઝીન મળે છે.

(D) પગલું $1$: ટોલ્યુઇન $(C_7H_8)$ ગરમીની હાજરીમાં $3Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઇડ $(C_6H_5CCl_3)$ બનાવે છે,જે સંયોજન $A$ છે.
પગલું $2$: $-CCl_3$ સમૂહ એ પ્રબળ નિષ્ક્રિયકારક અને મેટા-નિર્દેશક સમૂહ છે. તેથી,$Fe/Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $m-\text{બ્રોમોબેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઇડ}$ $(C_6H_4(Br)CCl_3)$ મળે છે,જે સંયોજન $B$ છે.
પગલું $3$: $Zn/HCl$ વડે $-CCl_3$ સમૂહનું રિડક્શન થતા તે પાછું મિથાઇલ સમૂહ $(-CH_3)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે. આમ,નીપજ $C$ એ $m-\text{બ્રોમો ટોલ્યુઇન}$ છે.

(A) હેલોએરીન્સનું ઉત્કલનબિંદુ વાન્ડર વાલ્સ આકર્ષણ બળોના મૂલ્ય પર આધાર રાખે છે,જે હેલોજન પરમાણુના કદ અને દળમાં વધારા સાથે વધે છે.
આવર્ત કોષ્ટકમાં સમૂહમાં $F$ થી $I$ તરફ નીચે જતાં,હેલોજન પરમાણુનું કદ અને આણ્વીય દળ વધે છે.
તેથી,ઉત્કલનબિંદુનો ક્રમ આ મુજબ છે: $\text{Fluorobenzene} < \text{Chlorobenzene} < \text{Bromobenzene} < \text{Iodobenzene}$.
આમ,$Iodobenzene$ નું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઊંચું છે.