Properties of Haloarenes Questions in Gujarati

(D) આઈસોમેરિક ડાયહેલોબેન્ઝિનનું ગલનબિંદુ તેમની સંમિતિ (symmetry) પર આધાર રાખે છે.
$p-$ડાયક્લોરોબેન્ઝિન એ $o-$ અને $m-$ આઈસોમર્સ કરતા વધુ સંમિત છે.
આ સંમિતિને કારણે,$p-$આઈસોમર સ્ફટિક લેટીસમાં વધુ સારી રીતે ગોઠવાય છે,જેના પરિણામે આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો મજબૂત બને છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાં $p-$ડાયક્લોરોબેન્ઝિનનું ગલનબિંદુ સૌથી ઊંચું છે.

(B) દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા $(\mu)$ એ બંધની ધ્રુવીયતા અને અણુના ભૌમિતિક આકાર પર આધાર રાખે છે.
$1$. $p$-ડાયક્લોરોબેન્ઝિન $(IV)$: બે $C-Cl$ બંધના દ્વિધ્રુવો સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાં હોવાથી એકબીજાની અસર નાબૂદ કરે છે. તેથી, $\mu = 0 \ D$.
$2$. ટોલ્યુઈન $(I)$: મિથાઈલ સમૂહ ઈલેક્ટ્રોન દાતા છે, જે નાની દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ઉત્પન્ન કરે છે $(\mu \approx 0.4 \ D)$.
$3$. $m$-ડાયક્લોરોબેન્ઝિન $(II)$: બે $C-Cl$ બંધ વચ્ચેનો ખૂણો $120^{\circ}$ છે. પરિણામી દ્વિધ્રુવ $\mu = \mu_1$ થાય છે $(\approx 1.5 \ D)$.
$4$. $o$-ડાયક્લોરોબેન્ઝિન $(III)$: બે $C-Cl$ બંધ વચ્ચેનો ખૂણો $60^{\circ}$ છે. પરિણામી દ્વિધ્રુવ $\approx 2.5 \ D$ થાય છે.
આ મૂલ્યોની સરખામણી કરતા: $0 (IV) < 0.4 (I) < 1.5 (II) < 2.5 (III)$.
તેથી, વધતો ક્રમ $IV < I < II < III$ છે.

(B) વિનાઇલ હેલાઈડ $(CH_2=CH-Cl)$ અને એરાઇલ હેલાઈડ કેન્દ્રઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા પ્રત્યે સૌથી ઓછા સક્રિય હોય છે.
આનું કારણ સંસ્પંદનને લીધે કાર્બન અને હેલોજન પરમાણુ વચ્ચે આવતો આંશિક દ્વિબંધનો ગુણધર્મ છે,જે $C-X$ બંધને મજબૂત અને ટૂંકો બનાવે છે,જેથી કેન્દ્રઅનુરાગી પ્રક્રિયક માટે હેલોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરવું મુશ્કેલ બને છે.

(D) જો $C-Cl$ બંધ સરળતાથી તૂટીને કાર્બોકેટાયન બનાવે,તો આલ્કાઈલ હેલાઇડ આલ્કોહોલિક $AgNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $AgCl$ (સફેદ અવક્ષેપ) આપે છે.
$CH_2=CH-Cl$ (વિનાઇલ ક્લોરાઇડ) માં,સંસ્પંદનને કારણે $C-Cl$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
આનાથી $C-Cl$ બંધ મજબૂત અને ટૂંકો બને છે,જે કાર્બોકેટાયન બનતા અટકાવે છે.
તેથી,વિનાઇલ ક્લોરાઇડ આલ્કોહોલિક $AgNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સફેદ અવક્ષેપ આપતું નથી.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા $1-chloro-2,4-dinitrobenzene$ ની મંદ $NaOH$ સાથેની કેન્દ્રઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
બેન્ઝીન વલય પર ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક $-NO_2$ સમૂહો જોડાયેલા હોવાથી,વલય પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે.
આનાથી ક્લોરિન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ અત્યંત ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી બને છે,જે કેન્દ્રઅનુરાગી $(OH^-)$ ના હુમલાને સરળ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાને $S_NAr$ (કેન્દ્રઅનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન) અથવા સક્રિયકૃત કેન્દ્રઅનુરાગી વિસ્થાપન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જેમાં બનતું મધ્યવર્તી સંયોજન મેઈસેનહાઈમર સંકુલ તરીકે ઓળખાતો સંસ્પદન-સ્થાયી કાર્બેનિયન છે.

(B) $o-$ મિથોક્સિ ક્લોરોબેન્ઝિનની $NaNH_2$ સાથેની પ્રક્રિયા બેન્ઝાઇન મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે.
$o-$ મિથોક્સિ ક્લોરોબેન્ઝિનમાં,મિથોક્સિ સમૂહ $(-OCH_3)$ રેઝોનન્સ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન દાતા સમૂહ તરીકે વર્તે છે.
જ્યારે $NaNH_2$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઓર્થો-હાઇડ્રોજનને દૂર કરીને બેન્ઝાઇન મધ્યવર્તી સંયોજન બનાવે છે.
બેન્ઝાઇન મધ્યવર્તી પર એમાઇડ આયન $(NH_2^-)$ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો મિથોક્સિ સમૂહની પ્રેરક અસર (inductive effect) દ્વારા નિર્દેશિત થાય છે.
મિથોક્સિ સમૂહ ઓર્થો સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક પ્રેરક અસર ($-I$ અસર) દર્શાવે છે,જે મેટા-કાર્બનને વધુ ઇલેક્ટ્રોફિલિક બનાવે છે.
પરિણામે,ન્યુક્લિયોફાઇલ મેટા-સ્થાન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે $m-$ મિથોક્સિ એનિલિન મળે છે.

(A) શરૂઆતનું સંયોજન $1$-બ્રોમો-$4$-ક્લોરોબેન્ઝીન છે.
જ્યારે તેને $THF$ માં $1$ મોલ $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે વધુ સક્રિય $C-Br$ બંધ ઓક્સિડેટીવ ઇન્સર્શન દ્વારા ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,$4$-ક્લોરોફિનાઇલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઇડ $(X = Cl-C_6H_4-MgBr)$ બનાવે છે.
$C-Cl$ બંધ $C-Br$ બંધ કરતા $Mg$ પ્રત્યે ઓછો સક્રિય હોવાથી તે અકબંધ રહે છે.
ત્યારબાદ $CO_2$ સાથેની પ્રક્રિયા અને એસિડિક વર્કઅપ દ્વારા ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહમાં રૂપાંતર થાય છે.
આમ,નીપજ $Y$ એ $4$-ક્લોરોબેન્ઝોઇક એસિડ છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા ઉલમેન (Ullmann) પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.
ઉલમેન પ્રક્રિયામાં,એરાઈલ હેલાઈડ ($p$-આયોડોટોલ્યુઈન જેવું) ગરમ કરવા પર કોપર પાવડર સાથે પ્રક્રિયા કરીને બાયએરાઈલ સંયોજન બનાવે છે.
$p$-આયોડોટોલ્યુઈનના બે અણુઓ $Cu$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $4,4'$-ડાયમિથાઈલબાયફિનાઈલ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $2 CH_3-C_6H_4-I + Cu \xrightarrow{\Delta} CH_3-C_6H_4-C_6H_4-CH_3 + CuI_2$.
આમ,નીપજ $4,4'$-ડાયમિથાઈલબાયફિનાઈલ છે.

(C) પ્રક્રિયા $1$-બ્રોમો-$3$-ક્લોરોબેન્ઝીનથી શરૂ થાય છે.
જ્યારે તેને સૂકા ઈથર $(Et_2O)$ માં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે વધુ સક્રિય $C-Br$ બંધ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક બનાવે છે,જે મધ્યવર્તી $(A)$ તરીકે $3$-ક્લોરોફિનાઈલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ આપે છે.
$(A) = 3-Cl-C_6H_4-MgBr$.
ત્યારબાદ,આ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક એસીટાલ્ડિહાઈડ $(CH_3CHO)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન $(aq. NH_4Cl)$ થાય છે.
એરાઈલ સમૂહનો $CH_3CHO$ ના કાર્બોનિલ કાર્બન પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો આલ્કોક્સાઈડ બનાવે છે,જે પ્રોટોનેશન પછી દ્વિતીયક આલ્કોહોલ આપે છે.
અંતિમ નીપજ $(X)$ એ $1-(3$-ક્લોરોફિનાઈલ$)$ઈથેનોલ છે.

(C) હેલોએરીન્સની ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(OH^-)$ પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા હેલોજન પરમાણુની સાપેક્ષમાં ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(-NO_2)$ ની હાજરી સાથે વધે છે.
$II$: $2,4,6-$ટ્રાયનાઇટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિનમાં ત્રણ $-NO_2$ ગ્રુપ છે (બે ઓર્થો,એક પેરા).
$IV$: $2,4-$ડાયનાઇટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિનમાં બે $-NO_2$ ગ્રુપ છે (એક ઓર્થો,એક પેરા).
$III$: $p-$નાઇટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિનમાં એક $-NO_2$ ગ્રુપ છે (પેરા).
$I$: $m-$નાઇટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિનમાં એક $-NO_2$ ગ્રુપ છે (મેટા),જે ઓર્થો/પેરા સ્થાનની તુલનામાં કાર્બેનિયન મધ્યવર્તીને સ્થિર કરવામાં ઓછું અસરકારક છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $II > IV > III > I$ છે.

(A) ક્લોરોબેન્ઝિનની ઊંચા તાપમાને $(300\,^oC)$ અને ઊંચા દબાણે જલીય $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયાને $Dow$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ક્લોરિન પરમાણુનું વિસ્થાપન હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ દ્વારા થાય છે,જેનાથી સોડિયમ ફિનોક્સાઇડ બને છે,જેનું એસિડિફિકેશન કરવાથી ફિનોલ મળે છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_5Cl + 2NaOH \xrightarrow{300\,^oC, \text{pressure}} C_6H_5ONa + NaCl + H_2O$.
$C_6H_5ONa + H^+ \rightarrow C_6H_5OH$ (ફિનોલ).

(C) ક્લોરોબેન્ઝિનની $NaOH$ સાથે ઊંચા તાપમાને અને દબાણે થતી પ્રક્રિયાને $Dow$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,મુખ્ય નીપજ સોડિયમ ફિનોક્સાઇડ $(C_6H_5ONa)$ છે,જેનું એસિડીકરણ કરવાથી ફિનોલ મળે છે.
જોકે,એક આડપ્રક્રિયા થાય છે જેમાં બનેલો ફિનોક્સાઇડ આયન પ્રક્રિયા ન પામેલા ક્લોરોબેન્ઝિન સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા ડાયફિનાઇલ ઈથર $(C_6H_5OC_6H_5)$ બનાવે છે.
આ આડપ્રક્રિયા ઇચ્છિત ફિનોલ નીપજની કુલ માત્રામાં ઘટાડો કરે છે.

(B) એરાઇલ હેલાઇડ એ આલ્કાઈલ હેલાઇડની સરખામણીમાં કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ પ્રત્યે ઓછા સક્રિય હોય છે,જેનું મુખ્ય કારણ સંસ્પંદન સ્થાયીત્વ છે.
એરાઇલ હેલાઇડમાં,હેલોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલયના $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન સાથે સંસ્પંદનમાં હોય છે.
આના પરિણામે $C-X$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા ઉદભવે છે,જે તેને ટૂંકો અને મજબૂત બનાવે છે,જેને તોડવું મુશ્કેલ છે.
વધુમાં,હેલોજન સાથે જોડાયેલો $sp^2$ સંકરણ ધરાવતો કાર્બન પરમાણુ વધુ વિદ્યુતઋણ હોય છે,જે બંધને વધુ મજબૂત બનાવે છે.

(A) ઉલમાન પ્રક્રિયા એ કોપર $(Cu)$ પાવડરની હાજરીમાં બે એરિલ હેલાઇડ વચ્ચેની કપલિંગ પ્રક્રિયા છે,જે બાયએરિલ સંયોજન બનાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,જ્યારે આયોડોબેન્ઝિનને કોપર પાવડર સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ડાયફિનાઇલ આપે છે:
$2C_6H_5I + Cu \xrightarrow{\Delta} C_6H_5-C_6H_5 + CuI_2$
આમ,ઉલમાન પ્રક્રિયા ખાસ કરીને ડાયફિનાઇલ (બાયએરિલ) ની બનાવટ માટે વપરાય છે.

(A) ઉલમાન પ્રક્રિયામાં એરાઈલ હેલાઈડની કોપર પાવડર સાથે પ્રક્રિયા થઈને બાયએરાઈલ બને છે. ક્લોરોબેન્ઝિનમાં $C-Cl$ બંધ મજબૂત હોવાથી અને ક્લોરિન પરમાણુની ઈલેક્ટ્રોન દાતા અસરને કારણે તે સામાન્ય રીતે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી.
જો કે,$ortho$ $(o-)$ અથવા $para$ $(p-)$ સ્થાનમાં નાઈટ્રો $(-NO_2)$ જેવા પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહની હાજરી કાર્બન પરમાણુની ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી પ્રકૃતિ વધારે છે,જે પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.
તેથી,$-NO_2$ સમૂહની હાજરી ઉલમાન પ્રક્રિયાને શક્ય બનાવે છે.

(A) ક્લોરોબેન્ઝિનની $Cu_2Cl_2$ અથવા $Cu_2O$ ની હાજરીમાં ઊંચા તાપમાન અને દબાણે જલીય એમોનિયા $(NH_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયાને એરાઈલ હેલાઈડનું એમોનોલિસિસ કહેવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_5Cl + 2NH_3 \xrightarrow{Cu_2Cl_2, \Delta, P} C_6H_5NH_2 + NH_4Cl$.
બનતી નીપજ એનીલીન $(C_6H_5NH_2)$ છે.

(D) હેલોએરીન્સની ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા $o-$ અને $p-$ સ્થાને $-NO_2$ જેવા ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહોની હાજરીને કારણે સરળ બને છે.
આ સમૂહો પ્રેરક અસર અને સંસ્પંદન અસર દ્વારા બેન્ઝિન વલયમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે,જેનાથી ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા દરમિયાન બનતા કાર્બેનિયન મધ્યવર્તીને સ્થિરતા મળે છે.
$2, 4-$ ડાયનાઇટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનમાં $o-$ અને $p-$ સ્થાને બે $-NO_2$ સમૂહો હોવાથી,વલય પરની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે,જે ક્લોરિન સાથે જોડાયેલા કાર્બન પરમાણુને વધુ ઇલેક્ટ્રોફિલિક બનાવે છે અને ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપનને સરળ બનાવે છે.

(B) $p-$ ક્લોરો ટોલ્યુઈનની પ્રવાહી $NH_3$ માં $KNH_2$ સાથેની પ્રક્રિયા $benzyne$ મિકેનિઝમ (વિલોપન-યોગશીલ પ્રક્રિયા) દ્વારા થાય છે.
$p-$ ક્લોરો ટોલ્યુઈનમાં,$Cl$ પરમાણુ $CH_3$ સમૂહની સાપેક્ષે $para$ સ્થાન પર હોય છે.
જ્યારે $KNH_2$ એ $Cl$ પરમાણુની સાપેક્ષે $ortho$ સ્થાન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,ત્યારે $benzyne$ મધ્યવર્તી સંયોજન બને છે.
આ $benzyne$ મધ્યવર્તી પર $NH_2^-$ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો $CH_3$ સમૂહની સાપેક્ષે $ortho$ અથવા $meta$ સ્થાન પર થઈ શકે છે.
$CH_3$ સમૂહની પ્રેરક અસરને કારણે,ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે $meta$ સ્થાન વધુ અનુકૂળ છે,જેના પરિણામે $m-$ ટોલ્યુડીન અને $p-$ ટોલ્યુડીનનું મિશ્રણ મળે છે,જેમાં $m-$ ટોલ્યુડીન મુખ્ય નીપજ છે.

(A) ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયાઓ બેન્ઝીન રિંગ પર ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(EWG)$ ની હાજરી દ્વારા સરળ બને છે,જે નકારાત્મક ચાર્જ ધરાવતા મધ્યવર્તી (Meisenheimer complex) ને સ્થિર કરે છે.
$1$. $-NO_2$ ગ્રુપ એક મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ ($-I$ અને $-M$ અસર) છે,જે મધ્યવર્તીને નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર કરે છે.
$2$. $-OCH_3$ ગ્રુપ એક ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ ($+M$ અસર) છે,જે મધ્યવર્તીને અસ્થિર કરે છે.
$3$. $-CH_3$ ગ્રુપ એક ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ ($+I$ અને હાઈપરકોન્જુગેશન) છે,જે મધ્યવર્તીને અસ્થિર કરે છે.
$4$. $-Cl$ ગ્રુપ નબળું ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ($-I$ અસર) છે પરંતુ તે ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ($+M$ અસર) પણ છે,જે તેને $-NO_2$ કરતા ઓછું અસરકારક બનાવે છે.
તેથી,$p$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(A) સમૂહની બેન્ઝીન વલય પરની ઇલેક્ટ્રોનિક અસર પર તેની ડાયરેક્ટિંગ પ્રકૃતિ આધાર રાખે છે.
$-NH_2$ એ $+M$ અસરને કારણે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન દાતા સમૂહ છે,જે તેને સૌથી પ્રબળ ઓર્થો-પેરા ડાયરેક્ટિંગ સમૂહ બનાવે છે.
$-NO_2$ એ $-M$ અને $-I$ અસરોને કારણે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે,જે તેને સૌથી પ્રબળ મેટા-ડાયરેક્ટિંગ સમૂહ બનાવે છે.
તેથી,સાચી જોડી $-NH_2$ અને $-NO_2$ છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ખરેખર બેન્ઝીન વલયમાં આલ્કાઈલ અથવા એસાઈલ ગ્રુપ દાખલ કરવા માટે થાય છે.
કારણ ખોટું છે કારણ કે બ્રોમોબેન્ઝીનના ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન માટે બેન્ઝીનનો દ્રાવક તરીકે ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.
બ્રોમીન પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચવાની પ્રેરક અસરને કારણે બ્રોમોબેન્ઝીન ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન $(S_E)$ પ્રત્યે નિષ્ક્રિય હોય છે.
બેન્ઝીન એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રત્યે બ્રોમોબેન્ઝીન કરતા વધુ સક્રિય છે.
તેથી,જો બેન્ઝીનનો દ્રાવક તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે,તો તે બ્રોમોબેન્ઝીન કરતા વધુ ઝડપથી આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા કરશે,જેના પરિણામે મિશ્ર નીપજો મળશે.

(A) નાઈટ્રો ગ્રુપ $(-NO_2)$ એ પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(-EWG)$ છે.
ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપનમાં,પ્રતિક્રિયાનો વેગ નક્કી કરતું પગલું એ રેઝોનન્સ-સ્થિર કાર્બેનાયન મધ્યવર્તી (Meisenheimer complex) નું નિર્માણ છે.
$-NO_2$ ગ્રુપ આ મધ્યવર્તી કાર્બેનાયનને રેઝોનન્સ અને પ્રેરક અસરો દ્વારા ઋણ વીજભારનું વિખેરણ કરીને સ્થિર કરે છે.
તેથી,ઓર્થો અથવા પેરા સ્થાન પર નાઈટ્રો ગ્રુપની હાજરી એરાઈલ હેલાઈડમાં ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓને નોંધપાત્ર રીતે સરળ બનાવે છે.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(A) ક્લોરલ $(CCl_3CHO)$ ની સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં ક્લોરોબેન્ઝીન સાથેની પ્રક્રિયા $DDT$ ($p,p'$-ડાયક્લોરોડાયફિનાઈલટ્રાયક્લોરોઈથેન) બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ક્લોરોબેન્ઝીનના બે અણુઓ અને ક્લોરલના એક અણુનું સંઘનન થાય છે,જેના પરિણામે પાણીનો એક અણુ દૂર થાય છે.
આ પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન છે,જેમાં પ્રોટોનેટેડ ક્લોરલ ઇલેક્ટ્રોફાઈલ તરીકે વર્તે છે અને ક્લોરોબેન્ઝીન વલય પર હુમલો કરે છે.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે,તેથી વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે $S_{N}2$ પ્રક્રિયાઓમાં ન્યુક્લિયોફાઈલ લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ દિશામાંથી હુમલો કરે છે,જે વોલ્ડન ઇન્વર્ઝન (વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ) તરફ દોરી જાય છે.
જોકે,કારણ ખોટું છે. એરિલ હેલાઈડ્સ સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યે અત્યંત નિષ્ક્રિય હોય છે,કારણ કે રેઝોનન્સને લીધે $C-X$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોય છે. તેથી,તેઓ $KOH$ સાથે $S_{N}2$ પ્રક્રિયા કરીને આલ્કોહોલ બનાવતા નથી.

(A) વિધાન સાચું છે કારણ કે $para-$સ્થાન પર રહેલ ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક $-NO_2$ સમૂહ ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન દરમિયાન બનતા કાર્બેનાયન મધ્યવર્તીને સ્થાયી કરે છે.
કારણ પણ સાચું છે. ક્લોરોબેન્ઝીન સામાન્ય રીતે કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં એલિમિનેશન-એડિશન (બેન્ઝાઈન મધ્યવર્તી) ક્રિયાવિધિ દ્વારા પ્રક્રિયા આપે છે. તેની સરખામણીમાં,$4-$નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન એડિશન-એલિમિનેશન (મેઈસેનહાઈમર સંકીર્ણ) ક્રિયાવિધિ દ્વારા પ્રક્રિયા આપે છે કારણ કે $-NO_2$ સમૂહ વલયને ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે સક્રિય કરે છે.
આમ,કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(C) સાયનાઇડ આયન $(CN^{-})$ એ ખરેખર એક પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઇલ છે કારણ કે ઋણ વીજભાર કાર્બન પરમાણુ પર હોય છે,જે નાઇટ્રોજન કરતા ઓછો વિદ્યુતઋણ છે,જે તેને સારો ઇલેક્ટ્રોન દાતા બનાવે છે. તેથી,વિધાન સાચું છે.
જોકે,ક્લોરોબેન્ઝીન સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં $KCN$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા આપતું નથી કારણ કે ક્લોરોબેન્ઝીનમાં સંસ્પંદનને કારણે $C-Cl$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરે છે,જે તેને ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા સામે પ્રતિરોધક બનાવે છે. તેથી,આ પદ્ધતિ દ્વારા બેન્ઝોનાઇટ્રાઇલ બનાવી શકાતું નથી. તેથી,કારણ ખોટું છે.

(D) વિધાન ખોટું છે કારણ કે એરાઈલ હેલાઈડ સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ આપતા નથી. આ રેઝોનન્સ અસરને કારણે છે,જે $C-Cl$ બંધને આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા આપે છે,જેનાથી તે ટૂંકો અને મજબૂત બને છે,અને તેથી ન્યુક્લિયોફાઈલ દ્વારા તેનું વિસ્થાપન મુશ્કેલ છે.
કારણ પણ ખોટું છે કારણ કે $S_{N}2$ પ્રક્રિયાઓ વિન્યાસના વ્યુત્ક્રમણ (inversion) સાથે આગળ વધે છે,જાળવણી સાથે નહીં.

(B) સંયોજન $A$ એ $3$-મિથાઈલએનિસોલ ($1$-મિથોક્સી-$3$-મિથાઈલબેન્ઝિન) છે.
આ અણુમાં,$-OCH_3$ સમૂહ એ પ્રબળ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ છે,જ્યારે $-CH_3$ સમૂહ એ નિર્બળ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક સમૂહ છે.
$-OCH_3$ સમૂહ નિર્દેશક અસર પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન $-OCH_3$ સમૂહના ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર થાય છે.
$-OCH_3$ ના ઓર્થો સ્થાનો $2$ અને $6$ છે. સ્થાન $2$ એ સ્થાન $3$ પર રહેલા $-CH_3$ સમૂહને કારણે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અનુભવે છે.
$-OCH_3$ ની સાપેક્ષમાં પેરા સ્થાન એ $4$ નંબરનું સ્થાન છે.
સ્થાન $2$ ની સરખામણીમાં સ્થાન $4$ પર ઓછો અવકાશી અવરોધ હોવાથી ત્યાં વિસ્થાપન વધુ સરળતાથી થાય છે.
આમ,મુખ્ય નીપજ $4$-બ્રોમો-$1$-મિથોક્સી-$3$-મિથાઈલબેન્ઝિન છે.

(D) ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયાઓ (આલ્કાઈલેશન અને એસાઈલેશન) નાઈટ્રોબેન્ઝીન સાથે થતી નથી કારણ કે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક $-NO_2$ સમૂહ બેન્ઝીન વલયને ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી હુમલા માટે નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
વધુમાં,$-NO_2$ સમૂહના નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક (જેમ કે $AlCl_3$) સાથે સંયોજાય છે,જે વલયને વધુ નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
તેથી,વિધાન ખોટું છે.
નાઈટ્રોબેન્ઝીન અત્યંત નિષ્ક્રિય હોવાથી,તે સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ આપતું નથી,તેથી કારણ પણ ખોટું છે.

(B) નાઈટ્રોબેન્ઝીનનો ઉપયોગ ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયામાં દ્રાવક તરીકે થાય છે કારણ કે તે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ $-NO_2$ ગ્રુપને કારણે ઇલેક્ટ્રોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન સામે ખૂબ જ પ્રતિરોધક છે,જે બેન્ઝીન રિંગને નિષ્ક્રિય કરે છે.
નાઈટ્રોબેન્ઝીનનું ઘન $KOH$ સાથેનું ફ્યુઝન એ જાણીતી રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જે $o-$ અને $p-$ નાઈટ્રોફિનોલ્સનું મિશ્રણ આપે છે,જોકે તેનું ઉત્પાદન સામાન્ય રીતે ઓછું હોય છે.
બંને વિધાનો તથ્યની દ્રષ્ટિએ સાચા છે,પરંતુ કારણ એ સમજાવતું નથી કે નાઈટ્રોબેન્ઝીનનો ઉપયોગ ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયામાં દ્રાવક તરીકે કેમ થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં એરોમેટિક રિંગ પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુનું ઇલેક્ટ્રોફાઇલ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
બેન્ઝીનની ક્લોરિન સાથે નિર્જળ $AlCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડની હાજરીમાં પ્રક્રિયા થતા,ઇલેક્ટ્રોફાઇલ $Cl^+$ ઉત્પન્ન થાય છે,જે બેન્ઝીન રિંગ પર હુમલો કરીને ક્લોરોબેન્ઝીન બનાવે છે.
આ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_6 + Cl_2 \xrightarrow{Anhyd. AlCl_3} C_6H_5Cl + HCl$.

(A) ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા $(NSR)$ નો દર સંક્રાંતિ અવસ્થાની સ્થિરતા અથવા $C-X$ બંધની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
$A$. $C_{6}H_{5}Cl$ એ એરાઈલ હેલાઈડ છે. એરાઈલ હેલાઈડમાં,રેઝોનન્સને કારણે $C-Cl$ બંધ આંશિક દ્વિ-બંધ લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરે છે,જે તેને ખૂબ જ મજબૂત બનાવે છે અને તોડવું મુશ્કેલ છે. તેથી,તે સૌથી ધીમી ગતિએ જળવિભાજન પામે છે.
$B$. $CH_{3}CH_{2}Cl$ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,જે $S_{N}2$ પ્રક્રિયા આપે છે.
$C$. $CH_{2}=CH-CH_{2}Cl$ એ એલાઈલિક હેલાઈડ છે,જે કાર્બોકેટાયન અથવા સંક્રાંતિ અવસ્થાની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે $S_{N}1$ અથવા $S_{N}2$ પ્રત્યે ખૂબ જ સક્રિય છે.
$D$. $C_{6}H_{5}CH_{2}Cl$ એ બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ છે,જે બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયનની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે ખૂબ જ સક્રિય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) પગલું $1$: ટોલ્યુઈન $(C_{7}H_{8})$ ગરમીની હાજરીમાં $3Cl_{2}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સાઇડ-ચેન ક્લોરિનેશન દ્વારા બેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઇડ $(C_{6}H_{5}CCl_{3})$ નીપજ '$A$' બનાવે છે.
પગલું $2$: $-CCl_{3}$ સમૂહ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અને મેટા-નિર્દેશક છે. તેથી,$Br_{2}/Fe$ સાથે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન મેટા સ્થાન પર થાય છે,જે નીપજ '$B$' તરીકે $m-$બ્રોમોબેન્ઝોટ્રાયક્લોરાઇડ બનાવે છે.
પગલું $3$: $Zn/HCl$ સાથે $-CCl_{3}$ સમૂહનું રિડક્શન તેને ફરીથી મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_{3})$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જેનાથી અંતિમ નીપજ '$C$' તરીકે $m-$બ્રોમોટોલ્યુઈન મળે છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) $1$. શરૂઆતનું પદાર્થ $p$-ટોલ્યુઈડિન ($4$-મિથાઈલએનિલીન) છે.
$2$. એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ $(Ac_2O)$ સાથેની પ્રતિક્રિયા એમીનો ગ્રુપનું એસિટિલેશન કરીને $N$-($4$-મિથાઈલફિનાઈલ)એસીટામાઈડ (સંયોજન $A$) બનાવે છે.
$3$. એસીટામિડો ગ્રુપ $(-NHCOCH_3)$ એ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક ગ્રુપ છે. પેરા સ્થાન પહેલેથી જ મિથાઈલ ગ્રુપ દ્વારા રોકાયેલું હોવાથી,એસિટિક એસિડ $(AcOH)$ માં $Br_2$ સાથે ઈલેક્ટ્રોફિલિક બ્રોમિનેશન એસીટામિડો ગ્રુપની સાપેક્ષમાં ઓર્થો સ્થાન પર થાય છે.
$4$. મુખ્ય નીપજ $B$ એ $N$-($2$-બ્રોમો$-4-$મિથાઈલફિનાઈલ)એસીટામાઈડ છે.

(N/A) $(i)$ બેન્ઝીનનું નિર્જળ $FeBr_3$ ની હાજરીમાં $Br_2$ સાથે બ્રોમિનેશન કરીને બ્રોમોબેન્ઝીન મેળવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ બ્રોમોબેન્ઝીનનું સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ના મિશ્રણ સાથે $323-333 \ K$ તાપમાને નાઈટ્રેશન કરતા $o-$ અને $p-\text{નાઈટ્રોબ્રોમોબેન્ઝીન}$ નું મિશ્રણ મળે છે. $p-\text{આઈસોમર}$ ને વિભાગીય નિસ્યંદન દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.
$(ii)$ બેન્ઝીનનું સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ના મિશ્રણ સાથે $323-333 \ K$ તાપમાને નાઈટ્રેશન કરીને નાઈટ્રોબેન્ઝીન મેળવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે ક્લોરિનેશન કરતા $m-\text{નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન}$ મળે છે (કારણ કે $-NO_2$ સમૂહ મેટા-નિર્દેશક છે).
$(iii)$ બેન્ઝીનનું નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CH_3Cl$ સાથે આલ્કાઈલેશન કરીને ટોલ્યુઈન મેળવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ ટોલ્યુઈનનું સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ ના મિશ્રણ સાથે $323-333 \ K$ તાપમાને નાઈટ્રેશન કરતા $o-$ અને $p-\text{નાઈટ્રોટોલ્યુઈન}$ નું મિશ્રણ મળે છે. $p-\text{આઈસોમર}$ ને વિભાગીય નિસ્યંદન દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.
$(iv)$ બેન્ઝીનનું નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં એસિટાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3COCl)$ સાથે ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઈલેશન કરતા એસિટોફિનોન મળે છે.

(N/A) ક્લોરિન ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ ($-I$ અસર) દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન ખેંચે છે અને રેઝોનન્સ ($+R$ અસર) દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે.
ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ દ્વારા,ક્લોરિન ઇલેક્ટ્રોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન દરમિયાન બનતા મધ્યવર્તી કાર્બોકેટાયનને અસ્થિર બનાવે છે.
રેઝોનન્સ દ્વારા,હેલોજન કાર્બોકેટાયનને સ્થિર કરવાનો પ્રયાસ કરે છે,અને આ અસર $ortho$- અને $para$- સ્થાન પર વધુ સ્પષ્ટ હોય છે.
ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ રેઝોનન્સ અસર કરતા વધુ મજબૂત હોય છે,જે ચોખ્ખું ઇલેક્ટ્રોન ખેંચાણ પેદા કરે છે,જેનાથી બેન્ઝીન રિંગનું એકંદરે નિષ્ક્રિયકરણ થાય છે.
જો કે,રેઝોનન્સ અસર $ortho$- અને $para$- સ્થાન પરના હુમલા માટે ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટનો વિરોધ કરે છે,જેનાથી આ સ્થાનો પર નિષ્ક્રિયકરણ $meta$- સ્થાનની તુલનામાં ઓછું થાય છે.
આમ,એકંદરે પ્રતિક્રિયાશીલતા મજબૂત ઇન્ડક્ટિવ ઇફેક્ટ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે,જ્યારે આવતા ઇલેક્ટ્રોફાઇલનું ઓરિએન્ટેશન રેઝોનન્સ અસર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

(N/A) $p-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીન એ $o-$ અને $m-$ આઈસોમર્સ કરતા વધુ સંમિત (symmetrical) છે.
આ સંમિતિને કારણે,તે સ્ફટિક લેટીસમાં $o-$ અને $m-$ આઈસોમર્સ કરતા વધુ નજીકથી ગોઠવાય છે.
તેથી,$p-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીનના સ્ફટિક લેટીસને તોડવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
પરિણામે,$p-$ડાયક્લોરોબેન્ઝીનનું ગલનબિંદુ $o-$ અને $m-$ આઈસોમર્સ કરતા વધારે અને દ્રાવ્યતા ઓછી હોય છે.

(N/A) $4-$નાઈટ્રોટોલ્યુઈનનું $2-$બ્રોમોબેન્ઝોઈક એસિડમાં રૂપાંતર નીચેના પગલાઓ દ્વારા કરી શકાય છે:
$1$. $4-$નાઈટ્રોટોલ્યુઈનનું બ્રોમિનેશન: $4-$નાઈટ્રોટોલ્યુઈન $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $2-$બ્રોમો-$4-$નાઈટ્રોટોલ્યુઈન બનાવે છે.
$2$. રિડક્શન: નાઈટ્રો ગ્રુપ $(-NO_2)$ નું $Sn/HCl$ નો ઉપયોગ કરીને એમિનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ માં રિડક્શન કરવામાં આવે છે,જેથી $2-$બ્રોમો-$4-$મિથાઈલએનિલીન મળે છે.
$3$. ડાયઝોટાઈઝેશન: $2-$બ્રોમો-$4-$મિથાઈલએનિલીનની $273-278 \ K$ તાપમાને $NaNO_2/HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર,$2-$બ્રોમો-$4-$મિથાઈલબેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ બનાવવામાં આવે છે.
$4$. ડીએમિનેશન: $H_3PO_2$ અને $H_2O$ નો ઉપયોગ કરીને ડાયઝોનિયમ ગ્રુપ દૂર કરવામાં આવે છે,જેનાથી $2-$બ્રોમોટોલ્યુઈન મળે છે.
$5$. ઓક્સિડેશન: અંતે,$KMnO_4/OH^-$ નો ઉપયોગ કરીને મિથાઈલ ગ્રુપ $(-CH_3)$ નું કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ માં ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે,જેથી $2-$બ્રોમોબેન્ઝોઈક એસિડ મળે છે.

(N/A) એરાઇલ હેલાઇડની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ પ્રત્યે ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મકતાના મુખ્ય કારણો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ સસ્પંદન અસર: હેલોએરિનમાં હેલોજન પરમાણુના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મો વલયના $\pi$-ઇલેક્ટ્રોન સાથે સંયુગ્મનમાં હોય છે। આ સસ્પંદનને કારણે $C-X$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લક્ષણ પ્રાપ્ત કરે છે। આથી, હેલોએરિનમાં $C-X$ બંધનું વિખંડન હેલોએલ્કેનની સરખામણીમાં મુશ્કેલ બને છે।
$(b)$ $C-X$ બંધમાં કાર્બન પરમાણુના સંકરણમાં તફાવત: હેલોએલ્કેનમાં હેલોજન સાથે જોડાયેલો કાર્બન $sp^3$ સંકૃત હોય છે, જ્યારે હેલોએરિનમાં તે $sp^2$ સંકૃત હોય છે। $sp^2$ સંકૃત કાર્બનમાં $s$-લક્ષણ $(33\%)$ વધુ હોવાથી તે વધુ વિદ્યુતઋણ હોય છે। પરિણામે, તે $C-X$ બંધના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મને વધુ મજબૂતીથી પકડી રાખે છે, જેનાથી બંધ ટૂંકો અને મજબૂત $(169 \text{ pm})$ બને છે, જે તોડવો મુશ્કેલ છે।

(N/A) હેલોએરિનમાં $C-Cl$ બંધમાં આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા હોવાથી કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન મુશ્કેલ છે. જોકે,કઠોર પરિસ્થિતિઓ અથવા ઓર્થો અને પેરા સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો $(NO_2)$ ની હાજરી દ્વારા તેને સરળ બનાવી શકાય છે.
$(i)$ ક્લોરોબેન્ઝિનમાંથી ફિનોલ: $NaOH_{(aq)}$,$623 \ K$ તાપમાન અને $300 \ atm$ દબાણની જરૂર પડે છે,ત્યારબાદ એસિડીકરણ $(H^+)$ કરવામાં આવે છે.
$(ii)$ $p-$નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનમાંથી $p-$નાઈટ્રોફિનોલ: $443 \ K$ તાપમાને $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડીકરણ $(H^+)$ કરવામાં આવે છે.
$(iii)$ $2,4-$ડાયનાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનમાંથી $2,4-$ડાયનાઈટ્રોફિનોલ: $368 \ K$ તાપમાને $NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડીકરણ $(H^+)$ કરવામાં આવે છે.

(N/A) હેલોએરિનમાં $-NO_2$ જેવા ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહની હાજરી $-Cl$ પરમાણુના $-OH$ સમૂહ દ્વારા ન્યુક્લિઓફિલિક વિસ્થાપનને સરળ બનાવે છે. ઓર્થો અને પેરા સ્થાનમાં $-NO_2$ સમૂહની હાજરી સંસ્પંદન દ્વારા કાર્બેનિયન મધ્યવર્તીને સ્થિર કરે છે,જેનાથી $S_NAr$ પ્રક્રિયા પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધે છે.
ઉદાહરણ:
$1$. ક્લોરોબેન્ઝીન $(C_6H_5Cl)$ માં $-Cl$ નું $-OH$ દ્વારા વિસ્થાપન કરવા માટે કઠિન પરિસ્થિતિઓ ($623 \ K$ તાપમાન અને $300 \ atm$ દબાણ) જરૂરી છે.
$2$. $p$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન $(p-NO_2C_6H_4Cl)$ માં આ જ વિસ્થાપન માટે પ્રમાણમાં હળવી પરિસ્થિતિ $(443 \ K)$ ની જરૂર પડે છે.
$3$. જેમ ઓર્થો/પેરા સ્થાનમાં $-NO_2$ સમૂહોની સંખ્યા વધે છે,તેમ પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ વધુ હળવી બનતી જાય છે:
- બે $-NO_2$ સમૂહો ($2$,$4$-ડાયનાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન) સાથે,પ્રક્રિયા $368 \ K$ તાપમાને થાય છે.
- ત્રણ $-NO_2$ સમૂહો ($2$,$4$,$6$-ટ્રાયનાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીન) સાથે,પ્રક્રિયા માત્ર પાણી સાથે ગરમ કરવાથી થાય છે.

(N/A) નાઈટ્રો સમૂહ $(-NO_2)$ તેની $-I$ અને $-M$ (સસ્પંદન) અસરોને કારણે પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહ છે.
જ્યારે તે ઓર્થો અથવા પેરા સ્થાનમાં હાજર હોય,ત્યારે $-NO_2$ સમૂહ સસ્પંદન દ્વારા બેન્ઝીન વલયમાંથી ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા ખેંચે છે.
આનાથી ઓર્થો અને પેરા સ્થાનમાં ધનભાર ઉત્પન્ન થાય છે,જે સસ્પંદન બંધારણો $(I)$ અને $(II)$ માં દર્શાવેલ છે.
પરિણામે,હેલોજન સાથે જોડાયેલો કાર્બન પરમાણુ વધુ ઈલેક્ટ્રોન-ન્યૂન (વધુ ધનભારિત) બને છે,જે કેન્દ્રાનુરાગી (જેમ કે $OH^-$) ના હુમલાને સરળ બનાવે છે.
આમ,ઓર્થો અને પેરા સ્થાનમાં $-NO_2$ સમૂહની હાજરી હેલોએરિનને કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા માટે વધુ સક્રિય બનાવે છે.

(N/A) હેલોએરિન (જેમ કે ક્લોરોબેન્ઝિન) માં $-NO_2$ જેવા ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહની હાજરી ઓર્થો અથવા પેરા સ્થાન પર કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
આ પ્રક્રિયા ઉમેરણ-વિલોપન (addition-elimination) ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જેને ઘણીવાર કેન્દ્રાનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન $(S_NAr)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$1$. પ્રથમ ધીમા તબક્કામાં,કેન્દ્રાનુરાગી $(OH^-)$ હેલોજન ધરાવતા કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરે છે,જે સસ્પંદન-સ્થાયી કાર્બેનાયન મધ્યસ્થી (Meisenheimer complex) બનાવે છે.
$2$. ઋણ વીજભાર $-NO_2$ સમૂહના ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત થાય છે,જે મધ્યસ્થીને વધારાની સ્થિરતા આપે છે.
$3$. બીજા ઝડપી તબક્કામાં,લિવિંગ ગ્રુપ $(Cl^-)$ દૂર થાય છે,જે રિંગની એરોમેટિકતા પુનઃસ્થાપિત કરીને અંતિમ નીપજ (નાઇટ્રોફિનોલ) બનાવે છે.
આ ક્રિયાવિધિ $-NO_2$ સમૂહ દ્વારા સરળ બને છે,જે સસ્પંદન દ્વારા સંક્રાંતિ અવસ્થા અને મધ્યસ્થી કાર્બેનાયનને સ્થિર કરે છે.

(N/A) $m$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીનની $HO^-$ સાથેની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા એડિશન-એલિમિનેશન (ઉમેરણ-વિલોપન) ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
જ્યારે $-NO_2$ સમૂહ ઓર્થો અથવા પેરા સ્થાન પર હોય,ત્યારે મધ્યસ્થી કાર્બેનાયનનું એક વિશિષ્ટ સસ્પંદન બંધારણ $(II)$ મળે છે,જેમાં ઋણભાર $-NO_2$ સમૂહ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેનાથી નાઈટ્રો સમૂહ તેના $-I$ અને $-M$ અસર દ્વારા ઋણભારને સ્થાયી કરે છે.
$m$-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝીનના કિસ્સામાં,મધ્યસ્થી કાર્બેનાયનના સસ્પંદન બંધારણોમાંથી એક પણમાં ઋણભાર $-NO_2$ સમૂહ ધરાવતા કાર્બન પર આવતો નથી. આ કારણથી મેટા સ્થાન પર $-NO_2$ ની હાજરી હેલોએરિનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરતી નથી.

(N/A) હેલોએરિનની હેલોજીનેશન,નાઈટ્રેશન,સલ્ફોનેશન અને ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયાઓ હેલોજનના ઓર્થો-પૅરા સ્થાનોમાં થાય છે કારણ કે હેલોજન પરમાણુ $o,p-$સ્થાન નિર્દેશક છે. હેલોબેન્ઝિનનાં સસ્પંદન બંધારણો આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
આ બંધારણોમાં ઑર્થો અને પેરા સ્થાનોમાં ઋણભાર હોવાથી ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે. આ કારણથી ઈલેક્ટ્રોનઅનુરાગી પ્રક્રિયક હેલોજનના ઑર્થો-પેરા સ્થાને હુમલો કરે છે. $-X$ સમૂહ તે ઑર્થો-પૅરા સ્થાન નિર્દેશક છે.
બેન્ઝિનના કરતાં હેલોએરિન ઈલેક્ટ્રોનઅનુરાગી પ્રક્રિયામાં ઓછી સક્રિય છે. હેલોજન પરમાણુ $(X)$ ની પ્રેરક અસર ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક $(-I)$ છે.
આ કારણથી હેલોજન પરમાણુ બેન્ઝિન વલયમાંથી ઈલેક્ટ્રોનને પોતાની તરફ આકર્ષે છે,જેના પરિણામે બેન્ઝિનની સરખામણીમાં હેલોબેન્ઝિનના વલયમાં ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા ઓછી હોય છે. જેથી હેલોએરિન સંયોજનો બેન્ઝિનની સરખામણીમાં ઓછા સક્રિય હોય છે. આ કારણથી હેલોએરિનની ઈલેક્ટ્રોનઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ બેન્ઝિનના કરતાં ધીમી હોય છે અને વધારે ઉગ્ર પરિસ્થિતિમાં કરવી આવશ્યક બને છે.

(N/A) ક્લોરોબેન્ઝિનમાં ક્લોરિન પરમાણુની રેઝોનન્સ અસરને કારણે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા $o$- અને $p$-સ્થાન પર વધે છે,તેથી તે ઇલેક્ટ્રોનઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ આપે છે:
$(i)$ હેલોજીનેશન (ક્લોરિનેશન): ક્લોરોબેન્ઝિન નિર્જળ $FeCl_3$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $o$-ડાયક્લોરોબેન્ઝિન અને $p$-ડાયક્લોરોબેન્ઝિન બનાવે છે.
$(ii)$ નાઇટ્રેશન: ક્લોરોબેન્ઝિન સાંદ્ર $HNO_3$ અને સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $1$-ક્લોરો-$4$-નાઇટ્રોબેન્ઝિન (મુખ્ય) અને $1$-ક્લોરો-$2$-નાઇટ્રોબેન્ઝિન (અલ્પ) બનાવે છે.
$(iii)$ સલ્ફોનેશન: ક્લોરોબેન્ઝિન ગરમ સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $4$-ક્લોરોબેન્ઝિન સલ્ફોનિક એસિડ (મુખ્ય) અને $2$-ક્લોરોબેન્ઝિન સલ્ફોનિક એસિડ (અલ્પ) બનાવે છે.

(N/A) એરાઇલ હેલાઇડની ધાતુઓ સાથેની પ્રક્રિયાઓને ત્રણ મુખ્ય પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: $(a)$ વુર્ટઝ-ફિટિગ પ્રક્રિયા,$(b)$ ફિટિગ પ્રક્રિયા,અને $(c)$ ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયા.
$(a)$ વુર્ટઝ-ફિટિગ પ્રક્રિયા: જ્યારે આલ્કાઇલ હેલાઇડ અને એરાઇલ હેલાઇડના મિશ્રણને શુષ્ક ઈથરમાં સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે આલ્કાઇલ એરિન બને છે. આને વુર્ટઝ-ફિટિગ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
$(b)$ ફિટિગ પ્રક્રિયા: એરાઇલ હેલાઇડ શુષ્ક ઈથરમાં સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સમાનધર્મી સંયોજનો આપે છે જેમાં બે એરાઇલ સમૂહો એકબીજા સાથે જોડાય છે. આને ફિટિગ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
$(c)$ ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયા: એરાઇલ હેલાઇડ શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એરાઇલ મેગ્નેશિયમ હેલાઇડ બનાવે છે,જેને ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A) એરાઇલ હેલાઇડની ધાતુ સાથેની મુખ્ય ત્રણ પ્રક્રિયાઓ છે: $(a)$ વુર્ટઝ-ફિટિગ પ્રક્રિયા,$(b)$ ફિટિગ પ્રક્રિયા અને $(c)$ ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયા.
$(a)$ વુર્ટઝ-ફિટિગ પ્રક્રિયા: જ્યારે આલ્કાઇલ હેલાઇડ અને એરાઇલ હેલાઇડના મિશ્રણને શુષ્ક ઈથરમાં સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે ત્યારે આલ્કાઇલ એરિન બને છે. આને વુર્ટઝ-ફિટિગ પ્રક્રિયા કહે છે.
ઉદાહરણ: $C_6H_5X + RX + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_6H_5R + 2NaX$
$(b)$ ફિટિગ પ્રક્રિયા: જ્યારે એરાઇલ હેલાઇડની શુષ્ક ઈથરમાં સોડિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે ત્યારે બે એરાઇલ સમૂહો જોડાઈને ડાયએરાઇલ સંયોજનો બનાવે છે. આને ફિટિગ પ્રક્રિયા કહે છે.
ઉદાહરણ: $2C_6H_5X + 2Na \xrightarrow{\text{dry ether}} C_6H_5-C_6H_5 + 2NaX$
$(c)$ ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયા: એરાઇલ હેલાઇડ શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં મેગ્નેશિયમ ધાતુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એરાઇલ મેગ્નેશિયમ હેલાઇડ (ગ્રીગ્નાર્ડ પ્રક્રિયક) બનાવે છે.
ઉદાહરણ: $C_6H_5X + Mg \xrightarrow{\text{dry ether}} C_6H_5MgX$

(B) $p$-ડાયબ્રોમોબેન્ઝીનનું ગલનબિંદુ તેના $o$-સમઘટક કરતા ઊંચું હોય છે.
આ તેની સંમિતિય રચનાને કારણે છે,જે તેને સ્ફટિક લેટીસમાં વધુ સારી રીતે ગોઠવવાની મંજૂરી આપે છે,જેના પરિણામે આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો મજબૂત બને છે.