Properties of Haloarenes Questions in Hindi

(D) हेलोएरीन में नाभिकरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन की दर ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों (जैसे $-NO_2$) की उपस्थिति के साथ बढ़ती है। ये समूह अभिक्रिया के दौरान बनने वाले कार्बोनियन मध्यवर्ती को स्थिर करते हैं। चूंकि $2,4,6$-ट्राइनाइट्रोक्लोरोबेंजीन में तीन इलेक्ट्रॉन-आकर्षक $-NO_2$ समूह होते हैं,इसलिए इसका जल-अपघटन सबसे आसानी से होता है।

(D) $CH_2=CH-Cl$ (विनाइल क्लोराइड) में,अनुनाद (resonance) के कारण $C-Cl$ बंध आंशिक द्वि-बंध गुण प्राप्त कर लेता है।
यह $C-Cl$ बंध को मजबूत और छोटा बना देता है,जिससे हाइड्रोलिसिस के दौरान इसे तोड़ना कठिन हो जाता है।
इसलिए,दिए गए एल्काइल क्लोराइड की तुलना में $CH_2=CH-Cl$ हाइड्रोलिसिस के प्रति सबसे कम सक्रिय है।

(B) सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ की उपस्थिति में क्लोरल $(CCl_3CHO)$ और क्लोरोबेंजीन $(C_6H_5Cl)$ के बीच की अभिक्रिया एक संघनन अभिक्रिया है।
क्लोरोबेंजीन के दो अणु क्लोरल के एक अणु के साथ अभिक्रिया करके $1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethane$ बनाते हैं,जिसे सामान्यतः $DDT$ के रूप में जाना जाता है।

(B) फ्रीडल-क्राफ्ट अभिक्रिया में आमतौर पर इलेक्ट्रोफाइल उत्पन्न करने के लिए उत्प्रेरक के रूप में निर्जल $AlCl_3$ का उपयोग किया जाता है।

(B) एराइल हैलाइड,अल्काइल हैलाइड की तुलना में नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति कम सक्रिय होते हैं,जिसके मुख्य कारण निम्नलिखित हैं:
$1$. अनुनाद प्रभाव: एराइल हैलाइड में,हैलोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के $\pi$-इलेक्ट्रॉनों के साथ संयुग्मन में होता है,जिसके परिणामस्वरूप कार्बन और हैलोजन परमाणु $(C-X)$ के बीच आंशिक द्वि-आबंध गुण आ जाता है। यह आबंध को मजबूत और छोटा बनाता है,जिससे इसे तोड़ना कठिन हो जाता है।
$2$. संकरण: एराइल हैलाइड में हैलोजन से जुड़ा कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है,जो अल्काइल हैलाइड के $sp^3$ संकरित कार्बन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होता है,जिससे यह इलेक्ट्रॉन युग्म को अधिक मजबूती से पकड़ कर रखता है।
दिए गए विकल्पों में से,$C-X$ आबंध का अनुनाद स्थिरीकरण कम सक्रियता का मुख्य कारण है।

(D) फ्रीडल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया में इलेक्ट्रोफाइल उत्पन्न करने के लिए एक लुईस अम्ल उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है।
$AlCl_3$,$FeCl_3$,और $FeBr_3$ प्रसिद्ध लुईस अम्ल हैं जो अभिक्रिया को सुगम बनाने के लिए एल्किल या एसाइल हैलाइड के हैलोजन के साथ समन्वय कर सकते हैं।
$NaCl$ एक आयनिक लवण है और यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य नहीं करता है; इसलिए,यह फ्रीडल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया को उत्प्रेरित नहीं कर सकता है।

(D) ऑर्थो और पैरा निर्देशक समूह आमतौर पर इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ होते हैं जो अनुनाद या प्रेरणिक प्रभाव के माध्यम से बेंजीन वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाते हैं।
$-COOH$,$-CN$,और $-COCH_3$ इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ हैं और ये मेटा-निर्देशक होते हैं।
$-NHCOCH_3$ (एसिटानिलाइड समूह) में नाइट्रोजन परमाणु पर एक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) होता है जिसे अनुनाद के माध्यम से बेंजीन वलय को दान किया जा सकता है,इसलिए यह एक ऑर्थो और पैरा निर्देशक समूह है।

(C) फ्रीडल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया में,निर्जल $AlCl_3$ एक लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है।
यह एल्किल हैलाइड या एसाइल हैलाइड के साथ अभिक्रिया करके क्रमशः कार्बोनियम आयन या एसाइलियम आयन उत्पन्न करता है,जो इलेक्ट्रॉनरागी के रूप में कार्य करते हैं।
अतः,$AlCl_3$ का मुख्य कार्य इलेक्ट्रॉनरागी उत्पन्न करना है।

(D) फेरिक क्लोराइड $(FeCl_3)$ जैसे लुईस अम्ल की उपस्थिति में टोल्यूनि की क्लोरीन के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया (हैलोजनीकरण) है।
चूंकि बेंजीन वलय पर उपस्थित मिथाइल समूह $(-CH_3)$ एक ऑर्थो- और पैरा-निर्देशी समूह है,इसलिए क्लोरीन परमाणु ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर हाइड्रोजन परमाणुओं को प्रतिस्थापित करेगा।
अतः,यह अभिक्रिया $o$-क्लोरो टोल्यूनि और $p$-क्लोरो टोल्यूनि का मिश्रण प्रदान करती है।

(B) जो समूह $-I$ प्रभाव (इलेक्ट्रॉन-आकर्षक) प्रदर्शित करते हैं लेकिन $+M$ या $+R$ प्रभाव के कारण $o, p$-निर्देशक होते हैं,वे आमतौर पर हैलोजन होते हैं।
$-Cl$ के मामले में,विद्युत ऋणात्मकता के कारण $-I$ प्रभाव होता है,लेकिन क्लोरीन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) के कारण अनुनाद ($+R$ प्रभाव) संभव होता है,जो ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है।
इसलिए,$-Cl$ निष्क्रियकारी होने के बावजूद $o, p$-निर्देशक है।

(B) एराइल हैलाइड नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति कम सक्रिय होते हैं,जिसके मुख्य कारण निम्नलिखित हैं:
$1$. अनुनाद प्रभाव: हैलोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के साथ संयुग्मन में भाग लेते हैं,जिससे $C-X$ बंध में आंशिक द्वि-बंध गुण आ जाता है। इससे बंध छोटा और मजबूत हो जाता है,जिसे तोड़ना कठिन होता है।
$2$. संकरण में अंतर: एराइल हैलाइड में हैलोजन से जुड़ा कार्बन परमाणु $sp^2$ संकरित होता है,जो एल्काइल हैलाइड के $sp^3$ संकरित कार्बन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होता है।
$3$. फेनिल धनायन की अस्थिरता: एराइल हैलाइड के स्वतः-आयनन से बनने वाला फेनिल धनायन अत्यधिक अस्थिर होता है।
दिए गए विकल्पों में,$C-X$ बंध का अनुनाद स्थिरीकरण सक्रियता में कमी का प्राथमिक कारण है।

(D) फेरिक क्लोराइड $(FeCl_3)$ जैसे लुईस एसिड उत्प्रेरक की उपस्थिति में टोल्यूनि और क्लोरीन के बीच की अभिक्रिया एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
चूंकि मिथाइल समूह $(-CH_3)$ एक ऑर्थो/पैरा निर्देशक समूह है,इसलिए क्लोरीन परमाणु बेंजीन वलय के ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित करेगा।
अतः,मुख्य उत्पाद के रूप में $o$-क्लोरोटोल्यूनि और $p$-क्लोरोटोल्यूनि प्राप्त होते हैं।

(C) $2,4,6$-ट्राइनाइट्रो टोल्यूनि $(TNT)$ एक प्रसिद्ध रासायनिक यौगिक है जिसका उपयोग विस्फोटक के रूप में किया जाता है।
यह टोल्यूनि के नाइट्रीकरण द्वारा तैयार किया जाता है।

(C) $FeCl_3$ जैसे लुईस अम्ल की उपस्थिति में टोल्यूनि और $Cl_2$ के बीच की अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
$FeCl_3$ उत्प्रेरक के रूप में कार्य करके इलेक्ट्रॉनरागी $Cl^+$ उत्पन्न करता है।
टोल्यूनि में मौजूद मिथाइल समूह $(-CH_3)$ ऑर्थो और पैरा निर्देशक होता है,इसलिए $Cl^+$ बेंजीन वलय के ऑर्थो और पैरा स्थानों पर आक्रमण करता है।
अतः,मुख्य उत्पाद के रूप में $o-$क्लोरोटोल्यूनि और $p-$क्लोरोटोल्यूनि प्राप्त होते हैं।

(A) फ्रीडल-क्राफ्ट अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
इसमें इलेक्ट्रॉनरागी के साथ अभिक्रिया करने के लिए इलेक्ट्रॉन-समृद्ध एरोमैटिक वलय की आवश्यकता होती है।
नाइट्रो समूह $(-NO_2)$ जैसे प्रबल निष्क्रियकारी समूह बेंजीन वलय से इलेक्ट्रॉन घनत्व खींच लेते हैं,जिससे यह फ्रीडल-क्राफ्ट एल्काइलेशन या एसाइलेशन के लिए बहुत अधिक इलेक्ट्रॉन-न्यून हो जाता है।
इसलिए,नाइट्रोबेंजीन फ्रीडल-क्राफ्ट अभिक्रिया नहीं देता है।

(B) नाइट्रोबेंजीन का नाइट्रीकरण सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ के मिश्रण का उपयोग करके $373 \ K$ पर किया जाता है।
चूंकि $-NO_2$ समूह एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है और यह मेटा-निर्देशी (meta-directing) होता है,इसलिए आने वाला नाइट्रो समूह मेटा-स्थान पर जुड़ता है।
अतः,मुख्य उत्पाद $1,3$-डाइनाइट्रोबेंजीन प्राप्त होता है।

(B) इलेक्ट्रॉनस्नेही प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं बेंजीन की तुलना में इलेक्ट्रॉन-दाता समूहों (सक्रियकारी समूह) वाले यौगिकों में तेज और इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों (निष्क्रियकारी समूह) वाले यौगिकों में धीमी होती हैं।
$C_6H_5CH_3$ (टोल्यूनि) में मिथाइल समूह होता है,जो इलेक्ट्रॉन-दाता है ($+I$ प्रभाव)।
$C_6H_5OH$ (फिनोल) और $C_6H_5NH_2$ (एनिलिन) में क्रमशः $-OH$ और $-NH_2$ समूह होते हैं,जो अनुनाद ($+M$ प्रभाव) के कारण सक्रियकारी होते हैं।
$C_6H_5NO_2$ (नाइट्रोबेंजीन) में $-NO_2$ समूह होता है,जो अपने $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जो बेंजीन वलय को इलेक्ट्रॉन-न्यून बना देता है और इसलिए यह बेंजीन की तुलना में इलेक्ट्रॉनस्नेही के प्रति कम सक्रिय होता है।

(A) इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन $(S_E)$ के प्रति अभिक्रियाशीलता बेंजीन वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है।
इलेक्ट्रॉन दान करने वाले समूह (सक्रियकारी समूह) अभिक्रियाशीलता बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन खींचने वाले समूह (निष्क्रियकारी समूह) अभिक्रियाशीलता घटाते हैं।
$IV$. टोल्यूनि ($-CH_3$ समूह) $+I$ और अतिसंयुग्मन प्रभाव के कारण सक्रियकारी है।
$II$. बेंजीन संदर्भ यौगिक है।
$I$. क्लोरोबेंजीन ($-Cl$ समूह) अपने प्रबल $-I$ प्रभाव के कारण निष्क्रियकारी है,हालांकि यह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है।
$III$. एनिलिनियम क्लोराइड ($-NH_3^+Cl^-$ समूह) धनावेशित नाइट्रोजन के प्रबल $-I$ प्रभाव के कारण अत्यधिक निष्क्रियकारी है।
अतः,अभिक्रियाशीलता का क्रम है: $IV$ (टोल्यूनि) $> II$ (बेंजीन) $> I$ (क्लोरोबेंजीन) $> III$ (एनिलिनियम क्लोराइड)।

(D) इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया के प्रति बेंजीन व्युत्पन्नों की अभिक्रियाशीलता रिंग के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ अभिक्रियाशीलता को बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ इसे कम करते हैं।
$1$. $-NHCH_3$ एक प्रबल सक्रियक समूह है (प्रबल $+M$ प्रभाव)।
$2$. $-CH_3$ एक दुर्बल सक्रियक समूह है (हाइपरकंजुगेशन और $+I$ प्रभाव)।
$3$. $-Cl$ एक निष्क्रियक समूह है ($-I$ प्रभाव $+M$ प्रभाव पर हावी होता है)।
$4$. $-CHO$ और $-NO_2$ प्रबल निष्क्रियक समूह हैं ($-M$ और $-I$ प्रभाव)।
अभिक्रियाशीलता का क्रम है: $-NO_2 < -CHO < -Cl < -CH_3 < -NHCH_3$।
दिए गए विकल्पों में से,विकल्प $D$ सही क्रम दर्शाता है: $C_6H_5NO_2 < C_6H_5Cl < C_6H_5CH_3 < C_6H_5NHCH_3$।

(D) नाभिकरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया बेंजीन वलय पर उपस्थित इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों $(EWG)$ द्वारा सुगम होती है,जो मध्यवर्ती कार्बोनियन (Meisenheimer complex) को स्थिर करते हैं।
इसके विपरीत,इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ नाभिकरागी आक्रमण के प्रति अभिक्रियाशीलता को कम करते हैं।
आइए प्रतिस्थापियों का विश्लेषण करें:
$I$: $-OCH_3$ एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है (अनुनाद द्वारा)।
$II$: $-CH_3$ एक दुर्बल इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है (अतिसंयुग्मन द्वारा)।
$III$: बेंजीन (कोई प्रतिस्थापी नहीं)।
$IV$: $-CF_3$ एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है (प्रेरणिक प्रभाव द्वारा)।
अतः,अभिक्रियाशीलता का क्रम $IV > III > II > I$ है।

(D) $-CCl_3$ समूह एरोमैटिक वलय पर प्रबल निष्क्रियकारी प्रभाव डालता है,क्योंकि इसमें मौजूद तीन क्लोरीन परमाणुओं का प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) होता है।
यह वलय को इलेक्ट्रॉन-न्यून बना देता है और इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति इसकी सक्रियता कम हो जाती है।

(B) नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं एरोमैटिक वलय पर इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ की उपस्थिति से सुगम होती हैं,क्योंकि वे इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम करती हैं और मध्यवर्ती कार्बोनियन को स्थिर करती हैं।
$(I)$ $C_6H_5-CH_3$: $-CH_3$ समूह $+I$ प्रभाव और अतिसंयुग्मन (hyperconjugation) के कारण एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ है,जो नाभिकरागी के प्रति अभिक्रियाशीलता को कम करता है।
$(II)$ $C_6H_6$: बेंजीन में कोई प्रतिस्थापी नहीं है।
$(III)$ $C_6H_5-COOH$: $-COOH$ समूह $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ है,जो नाभिकरागी के प्रति अभिक्रियाशीलता को काफी बढ़ा देता है।
अतः,अभिक्रियाशीलता का क्रम: $I < II < III$ है।

(C) नाभिकरागी (nucleophile) एक इलेक्ट्रॉन-समृद्ध प्रजाति है जो इलेक्ट्रॉन-न्यून केंद्र पर आक्रमण करती है।
दिए गए विकल्पों में,बेंजीन वलय विभिन्न समूहों के साथ प्रतिस्थापित है।
नाभिकरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन $(S_NAr)$ मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों (EWGs) द्वारा सुगम होता है जो मध्यवर्ती कार्बोनियन (Meisenheimer complex) को स्थिर करते हैं।
विकल्पों में,$-NH_3^+$ समूह अपने धनात्मक आवेश ($-I$ प्रभाव) के कारण एक बहुत ही मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जो बेंजीन वलय की इलेक्ट्रॉन-न्यूनता को काफी बढ़ा देता है,जिससे यह नाभिकरागी आक्रमण के लिए सबसे अधिक संवेदनशील हो जाता है।

(C) $p$-क्लोरोऐनिसोल की द्रव $NH_3$ में $NaNH_2$ के साथ अभिक्रिया एक बेन्जाइन मध्यवर्ती के निर्माण के माध्यम से होती है।
$1$. $NaNH_2$ एक प्रबल क्षार के रूप में कार्य करता है और $p$-क्लोरोऐनिसोल से ऑर्थो-हाइड्रोजन को हटाता है,जिसके बाद $Cl^-$ के विलोपन से एक बेन्जाइन मध्यवर्ती ($3$-मेथॉक्सीबेन्जाइन) बनता है।
$2$. बेन्जाइन मध्यवर्ती पर $NH_2^-$ का नाभिकरागी आक्रमण $-OCH_3$ समूह के सापेक्ष मेटा या ऑर्थो स्थितियों पर हो सकता है।
$3$. $-OCH_3$ समूह के प्रेरणिक प्रभाव के कारण,मेटा स्थिति अधिक इलेक्ट्रॉनरागी होती है,जिससे मुख्य उत्पाद के रूप में $m$-ऐनिसिडीन ($3$-मेथॉक्सीऐनिलीन) प्राप्त होता है।

(B) बेंजीन का क्लोरीनीकरण एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
$A$,$C$,और $D$ लुईस एसिड उत्प्रेरक ($FeCl_3$,$ZnCl_2$,$AlCl_3$) का उपयोग करके $Cl^+$ इलेक्ट्रोफाइल उत्पन्न करने वाली मानक क्लोरीनीकरण अभिक्रियाएं हैं।
विकल्प $B$ में $H^+$ की उपस्थिति में $HOCl$ का उपयोग होता है,जो $Cl^+$ उत्पन्न कर सकता है और क्लोरीनीकरण की ओर ले जा सकता है।

(C) सही उत्तर $C$ है।
क्लोरोबेंजीन में,क्लोरीन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के साथ अनुनाद (resonance) में भाग लेते हैं।
इससे $C-Cl$ आबंध में आंशिक द्वि-आबंध गुण आ जाता है।
इस आंशिक द्वि-आबंध गुण के कारण,क्लोरोबेंजीन में $C-Cl$ आबंध,मिथाइल क्लोराइड के $C-Cl$ आबंध (जो एक शुद्ध एकल आबंध है) की तुलना में छोटा और प्रबल होता है।

(A) . $C_6H_5N_2Cl \xrightarrow{\text{Boiling } H_2O} C_6H_5OH + N_2 + HCl$.
उबलते पानी के साथ यह अभिक्रिया फिनोल $(C_6H_5OH)$ देती है,बेंजीन $(C_6H_6)$ नहीं।

(C) फिटिंग अभिक्रिया में सोडियम धातु और शुष्क ईथर की उपस्थिति में दो एराइल हैलाइड्स का युग्मन होकर एक डाइएराइल यौगिक बनता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $2C_6H_5Cl + 2Na \xrightarrow{\text{Dry ether}} C_6H_5-C_6H_5 + 2NaCl$.
अतः,प्राप्त उत्पाद डाइफेनिल है।

(A) नाभिकरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं बेंजीन वलय पर इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों की उपस्थिति से सुगम हो जाती हैं।
ये समूह अभिक्रिया के दौरान बनने वाले मध्यवर्ती कार्बोनियन (माइसेनहाइमर कॉम्प्लेक्स) को स्थिर करते हैं।
$-NO_2$ समूह अपने $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है।
इसके विपरीत,$-CH_3$ और $-OCH_3$ समूह इलेक्ट्रॉन-दाता समूह हैं,जो मध्यवर्ती कार्बोनियन को अस्थिर करते हैं और अभिक्रिया को कठिन बनाते हैं।
इसलिए,$p$-नाइट्रोक्लोरोबेंजीन सबसे आसानी से नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया देता है।

(A) फ्रीडल-क्राफ्ट अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
यह तब विफल हो जाती है जब बेंजीन वलय एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षी समूह द्वारा निष्क्रिय हो जाता है।
$Nitrobenzene$ $(C_6H_5NO_2)$ में,$-NO_2$ समूह एक मजबूत निष्क्रियकारी समूह है,जो वलय से इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींच लेता है,जिससे यह इलेक्ट्रॉनरागी आक्रमण के प्रति कम सक्रिय हो जाता है।
इसलिए,$Nitrobenzene$ आसानी से फ्रीडल-क्राफ्ट अभिक्रिया नहीं करता है।

(A) $3\text{-bromoanisole}$ की $NaNH_2$ के साथ अभिक्रिया एक बेन्जाइन मध्यवर्ती के माध्यम से होती है।
$1$. प्रबल क्षार $NH_2^-$,$Br$ परमाणु के सापेक्ष ऑर्थो-हाइड्रोजन को हटाता है,जिससे $Br^-$ का निष्कासन होता है और बेन्जाइन मध्यवर्ती बनता है।
$2$. न्यूक्लियोफाइल $NH_2^-$ बेन्जाइन मध्यवर्ती पर दो अलग-अलग स्थितियों पर हमला कर सकता है।
$3$. मेटा-स्थिति पर हमला करने से अधिक स्थिर कार्बोनियन मध्यवर्ती बनता है क्योंकि ऋण आवेश इलेक्ट्रॉन-आकर्षक $OCH_3$ समूह के करीब होता है।
$4$. इस मध्यवर्ती के प्रोटोनेशन से मुख्य उत्पाद के रूप में $3\text{-aminoanisole}$ प्राप्त होता है।
$5$. चूंकि आने वाला न्यूक्लियोफाइल उसी कार्बन परमाणु पर जुड़ता है जहाँ लीविंग ग्रुप मौजूद था,इसलिए यह साइन सब्स्टीट्यूशन अभिक्रिया नहीं है; यह एक एलिमिनेशन-एडिशन अभिक्रिया है।

(A) सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ की उपस्थिति में ट्राइक्लोरोएसीटैल्डिहाइड (क्लोरल) की क्लोरोबेंजीन के साथ अभिक्रिया एक संघनन (condensation) अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,क्लोरल का एक अणु क्लोरोबेंजीन के दो अणुओं के साथ अभिक्रिया करके $1,1,1-$ट्राइक्लोरो$-2,2-$बिस($p-$क्लोरोफेनिल)इथेन बनाता है,जिसे सामान्यतः $DDT$ के रूप में जाना जाता है।
रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$CCl_3CHO + 2C_6H_5Cl \xrightarrow{Conc. H_2SO_4} (ClC_6H_4)_2CHCCl_3 + H_2O$
अतः,प्राप्त उत्पाद $DDT$ है।

(D) नाइट्रोबेंजीन की सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ (नाइट्रेटिंग मिश्रण) के मिश्रण के साथ $80-100 \ ^oC$ पर अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
चूंकि $-NO_2$ समूह एक प्रबल निष्क्रियकारी और मेटा-निर्देशी समूह है,इसलिए आने वाला नाइट्रो समूह मेटा-स्थिति पर जुड़ता है।
अतः,मुख्य उत्पाद के रूप में $1, 3-$डाइनाइट्रोबेंजीन प्राप्त होता है।

(A) नाइट्रो समूह $(-NO_2)$ अपने $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है।
यह बेंजीन वलय से इलेक्ट्रॉन घनत्व को अपनी ओर खींचता है,जिससे इलेक्ट्रॉनरागी आक्रमण के लिए उपलब्ध इलेक्ट्रॉन घनत्व कम हो जाता है।
परिणामस्वरूप,यह बेंजीन वलय को इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रियाओं के प्रति निष्क्रिय कर देता है।

(D) $FeCl_3$ जैसे लुईस अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में टोल्यूनि की $Cl_2$ के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया (क्लोरीनीकरण) है।
बेंजीन वलय से जुड़ा मिथाइल समूह $(-CH_3)$ प्रेरणिक प्रभाव और अतिसंयुग्मन के कारण एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है।
यह समूह बेंजीन वलय को सक्रिय करता है और आने वाले इलेक्ट्रॉनरागी $(Cl^+)$ को ऑर्थो $(o-)$ और पैरा $(p-)$ स्थितियों पर निर्देशित करता है।
इसलिए,यह अभिक्रिया $o-$क्लोरोटोल्यूनि और $p-$क्लोरोटोल्यूनि का मिश्रण देती है।

(A) यह अभिक्रिया एक एरोमैटिक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन $(S_N^{Ar})$ अभिक्रिया है।
दिए गए सबस्ट्रेट में,$-NO_2$ समूह फ्लोरीन परमाणुओं के सापेक्ष पैरा स्थिति पर एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है।
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह के ऑर्थो या पैरा स्थिति पर होता है।
यहाँ,$-NO_2$ समूह के सापेक्ष पैरा स्थिति पर स्थित फ्लोरीन परमाणु न्यूक्लियोफाइल $CH_3S^-$ द्वारा न्यूक्लियोफिलिक हमले के लिए सबसे अधिक सक्रिय है।
इसलिए,$CH_3S$ समूह पैरा-फ्लोरीन परमाणु को प्रतिस्थापित करके मुख्य उत्पाद बनाता है।

(C) इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन $(EAS)$ के प्रति प्रतिक्रियाशीलता बेंजीन रिंग के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है। जो समूह अनुनाद ($+M$ प्रभाव) द्वारा इलेक्ट्रॉन दान करते हैं,वे प्रतिक्रियाशीलता बढ़ाते हैं,जबकि जो समूह प्रेरण ($-I$ प्रभाव) द्वारा इलेक्ट्रॉन खींचते हैं,वे इसे कम करते हैं।
$1$. एनिलीन $(-NH_2)$: मजबूत $+M$ प्रभाव,अत्यधिक सक्रिय।
$2$. फिनोल $(-OH)$: मजबूत $+M$ प्रभाव,अत्यधिक सक्रिय।
$3$. टोल्यूनि $(-CH_3)$: कमजोर $+I$ और हाइपरकंजुगेशन प्रभाव,सक्रिय।
$4$. क्लोरोबेंजीन $(-Cl)$: मजबूत $-I$ प्रभाव (निष्क्रिय करने वाला) और कमजोर $+M$ प्रभाव। $-I$ प्रभाव प्रभावी होने के कारण,यह बेंजीन और अन्य सूचीबद्ध प्रतिस्थापित बेंजीन की तुलना में कम प्रतिक्रियाशील है।
इसलिए,क्लोरोबेंजीन इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के प्रति सबसे कम प्रतिक्रियाशील है।

(A) $m$-ब्रोमोऐनिसोल की $NaNH_2$ के साथ द्रव $NH_3$ में अभिक्रिया बेन्जाइन क्रियाविधि द्वारा होती है।
मेथॉक्सी समूह $(-OCH_3)$ अनुनाद द्वारा इलेक्ट्रॉन-दाता है,लेकिन यह प्रेरणिक प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रॉन-आकर्षक भी है।
बने हुए बेन्जाइन मध्यवर्ती में,$NH_2^-$ का नाभिकरागी आक्रमण उस स्थिति पर होता है जो सबसे अधिक स्थिर कार्बऋणायन की ओर ले जाता है।
$-OCH_3$ समूह का प्रेरणिक प्रभाव ऑर्थो स्थिति को अधिक अम्लीय बनाता है और परिणामी कार्बऋणायन मेटा स्थिति पर अधिक स्थिर होता है।
परिणामस्वरूप,अभिक्रिया $m$-मेथॉक्सीऐनिलीन और $p$-मेथॉक्सीऐनिलीन का मिश्रण देती है,जिसमें $m$-मेथॉक्सीऐनिलीन मुख्य उत्पाद होता है।

(A) $1$-मेथॉक्सी-$2,4$-डाइनाइट्रोबेंजीन के संश्लेषण के लिए बेंजीन वलय पर दो नाइट्रो और एक मेथॉक्सी समूह को प्रतिस्थापित करना आवश्यक है।
$1$. सबसे पहले,बेंजीन का इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक ब्रोमीनीकरण होकर ब्रोमोबेंजीन बनता है।
$2$. इसके बाद ब्रोमोबेंजीन का दो बार नाइट्रीकरण किया जाता है। चूंकि ब्रोमीन परमाणु ऑर्थो/पैरा निर्देशक है,इसलिए पहले नाइट्रीकरण से $1$-ब्रोमो-$4$-नाइट्रोबेंजीन मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।
$3$. दूसरा नाइट्रीकरण ब्रोमीन परमाणु के सापेक्ष ऑर्थो स्थिति पर होता है,जिससे $1$-ब्रोमो-$2,4$-डाइनाइट्रोबेंजीन प्राप्त होता है।
$4$. अंत में,सोडियम मेथॉक्साइड $(NaOCH_3)$ के साथ न्यूक्लियोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन $(S_NAr)$ अभिक्रिया द्वारा ब्रोमीन परमाणु को मेथॉक्सी समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है,जो दो नाइट्रो समूहों के प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव के कारण सुगम हो जाता है। यह विकल्प $A$ के अनुरूप है।

(D) $-NO_2$ समूह अपने $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है।
$2,4-$डाइनिट्रोक्लोरोबेंजीन में,$-NO_2$ समूह क्लोरीन परमाणु के सापेक्ष ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर मौजूद होते हैं।
ये समूह रिंग से इलेक्ट्रॉन घनत्व खींचते हैं,जो न्यूक्लियोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के दौरान बनने वाले कार्बोनियन मध्यवर्ती को स्थिर करते हैं।
यह $C-Cl$ बंधन को न्यूक्लियोफिलिक हमले के प्रति अधिक संवेदनशील बनाता है,जिससे क्लोरीन परमाणु का प्रतिस्थापन आसान हो जाता है।

(B) न्यूक्लियोफिलिक एसिल प्रतिस्थापन (जल-अपघटन) की दर कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग ग्रुप $(EWG)$ कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को बढ़ाते हैं,जिससे जल-अपघटन की दर बढ़ जाती है। इसके विपरीत,इलेक्ट्रॉन-डोनेटिंग ग्रुप $(EDG)$ इलेक्ट्रोफिलिसिटी को कम करते हैं,जिससे अभिक्रिया धीमी हो जाती है।
दिए गए यौगिकों की तुलना करने पर:
$A$: बेंज़ोयल क्लोराइड (कोई प्रतिस्थापी नहीं)।
$B$: $p$-नाइट्रोबेंज़ोयल क्लोराइड ($-NO_2$ एक मजबूत $EWG$ है)।
$C$: $p$-मिथाइलबेंज़ोयल क्लोराइड ($-CH_3$ एक $EDG$ है)।
$D$: मिथाइल एसीटेट (एस्टर,एसिड क्लोराइड की तुलना में कम सक्रिय)।
चूंकि विकल्प $B$ में $-NO_2$ समूह एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग समूह है,यह कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को काफी बढ़ा देता है,जिससे यह जल-अपघटन के प्रति सबसे अधिक सक्रिय हो जाता है। इसलिए,सही विकल्प $B$ है।

(A) बेंजीन का फ्लोरोबेंजीन में रूपांतरण निम्नलिखित चरणों में होता है:
$1$. नाइट्रीकरण: $conc. H_2SO_4 HNO_3$ का उपयोग करके बेंजीन का नाइट्रोबेंजीन में रूपांतरण।
$2$. अपचयन: $Sn / HCl$ का उपयोग करके नाइट्रोबेंजीन का एनीलिन में रूपांतरण।
$3$. डायज़ोटाइजेशन: $0-5 ^\circ C$ पर $NaNO_2 HCl$ का उपयोग करके एनीलिन का बेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड में रूपांतरण।
$4$. बाल्ज़-शीमैन अभिक्रिया: बेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड की $HBF_4$ के साथ अभिक्रिया और फिर गर्म $(\Delta)$ करने पर फ्लोरोबेंजीन प्राप्त होता है।
अतः,विकल्प $(A)$ में अभिकर्मकों का क्रम सही है क्योंकि इसमें डायज़ोनियम फ्लोरोबोरेट लवण के अपघटन के लिए आवश्यक गर्म करने का चरण शामिल है।

(A) इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के प्रति एल्काइलबेंजीन की प्रतिक्रियाशीलता एल्काइल समूह के इलेक्ट्रॉन-दान प्रभाव पर निर्भर करती है,जो हाइपरकंजुगेशन प्रभाव के माध्यम से होता है।
हाइपरकंजुगेशन सीधे बेंजीन रिंग से जुड़े कार्बन परमाणु पर मौजूद $\alpha$-हाइड्रोजन की संख्या के समानुपाती होता है।
आइए प्रत्येक यौगिक के लिए $\alpha$-हाइड्रोजन की गणना करें:
$(i)$ टोल्यूनि $(C_6H_5-CH_3)$: $3 \ \alpha-H$
(iv) एथिलबेंजीन $(C_6H_5-CH_2CH_3)$: $2 \ \alpha-H$
(ii) आइसोप्रोपिलबेंजीन $(C_6H_5-CH(CH_3)_2)$: $1 \ \alpha-H$
(iii) टर्ट-ब्यूटिलबेंजीन $(C_6H_5-C(CH_3)_3)$: $0 \ \alpha-H$
चूंकि प्रतिक्रियाशीलता $\alpha$-हाइड्रोजन की संख्या के समानुपाती होती है,इसलिए सही क्रम $(i) > (iv) > (ii) > (iii)$ है।

(D) प्रारंभिक यौगिक $m-\text{ब्रोमोक्लोरोबेंजीन}$ $(m-Br-C_6H_4-Cl)$ है।
चरण $1$: $Mg/THF$ के साथ अभिक्रिया ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक बनाती है। $C-Br$ बंध की कम बंध वियोजन ऊर्जा के कारण $Mg$,$Cl$ की तुलना में $Br$ के साथ तेजी से अभिक्रिया करता है,इसलिए उत्पाद $A$,$m-\text{क्लोरोफेनिलमैग्नीशियम}$ ब्रोमाइड $(m-Cl-C_6H_4-MgBr)$ है।
चरण $2$: ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $A$,एसीटैल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद अम्लीय वर्कअप $(aq. NH_4Cl)$ द्वारा द्वितीयक अल्कोहल बनाता है। न्यूक्लियोफिलिक $m-\text{क्लोरोफेनिल}$ समूह $CH_3CHO$ के कार्बोनिल कार्बन पर हमला करता है,जिसके परिणामस्वरूप उत्पाद $B$ के रूप में $m-\text{क्लोरोफेनिल}-1-\text{इथेनॉल}$ $(m-Cl-C_6H_4-CH(OH)CH_3)$ प्राप्त होता है।
दिए गए विकल्पों के साथ तुलना करने पर,कोई भी संरचना सही रासायनिक उत्पादों $A$ और $B$ से मेल नहीं खाती है।

(A) $p-$नाइट्रोटोल्यूइन के नाइट्रीकरण पर,$-CH_3$ समूह ऑर्थो-पैरा निर्देशक है और $-NO_2$ समूह मेटा-निर्देशक है।
दोनों समूह आने वाले नाइट्रो समूह को $-CH_3$ समूह के ऑर्थो स्थान पर (जो $-NO_2$ समूह के मेटा स्थान पर है) निर्देशित करते हैं।
इस प्रकार,$2,4-$डाइनाइट्रोटोल्यूइन का निर्माण होता है।

(B) $p-$क्लोरोटोल्यूइन की द्रव $NH_3$ में $KNH_2$ के साथ अभिक्रिया बेन्जाइन क्रियाविधि द्वारा होती है।
$1$. प्रबल क्षार $NH_2^-$ $p-$क्लोरोटोल्यूइन से ऑर्थो-हाइड्रोजन को हटाकर एक बेन्जाइन मध्यवर्ती बनाता है।
$2$. यह बेन्जाइन मध्यवर्ती $4-$मिथाइलबेन्जाइन है।
$3$. $NH_2^-$ द्वारा नाभिकरागी आक्रमण मिथाइल समूह के सापेक्ष $meta$ या $para$ स्थिति पर हो सकता है।
$4$. $meta$ स्थिति पर आक्रमण से $m-$टोल्यूइडिन प्राप्त होता है,जबकि $para$ स्थिति पर आक्रमण से $p-$टोल्यूइडिन प्राप्त होता है।
$5$. मिथाइल समूह के प्रेरणिक प्रभाव (inductive effect) के कारण $meta$ स्थिति अधिक इलेक्ट्रोफिलिक होती है,इसलिए $m-$टोल्यूइडिन मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।