GSEB Solutions Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 10 હેલોઆલ્કેન અને હેલોએરિન સંયોજનો

Gujarat Board GSEB Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 10 હેલોઆલ્કેન અને હેલોએરિન સંયોજનો Important Questions and Answers.

GSEB Class 12 Chemistry Important Questions Chapter 10 હેલોઆલ્કેન અને હેલોએરિન સંયોજનો

પ્રશ્ન 1.
હેલોઆલ્કેન (આલ્કાઇલ હેલાઇડ) અને હેલોએરિન (એરાઇલ હેલાઇડ)ના તફાવતના બે મુદ્દા લખો.
ઉત્તર:

હેલોઆલ્કેન	હેલોએરિન
(i) એલિફેટિક હાઇડ્રોકાર્બનમાં હેલોજન પરમાણુ દ્વારા હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન થતાં હેલોઆલ્કેન બને છે.	(i) એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બનમાં હેલોજન પરમાણુ વડે હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન થતાં હેલોએરિન બને છે.
(ii) દા.ત., મિથેન (CH4) માંથી મિથાઇલ ક્લોરાઇડ (CH3Cl) બને છે.	(ii) દા.ત., બેન્ઝિનમાંના H પરમાણુનું Cl વડે વિસ્થાપન થઈને ક્લોરોબેન્ઝિન બને છે.
(iii) હેલોઆલ્બેનમાં હેલોજન ૫૨માણુ આલ્કાઇલ સમૂહના sp3 સંસ્કૃત કાર્બનની સાથે જોડાયેલો હોય છે.	(iii) હેલોએરિનમાં હેલોજન પરમાણુ એરાઇલ સમૂહના sp2 સંસ્કૃત કાર્બનની સાથે જોડાયેલો હોય છે.

પ્રશ્ન 2.
હેલોજનયુક્ત સંયોજનોના ઉપયોગ વિશે લખો.
ઉત્તર:
હેલોજન ધરાવતા ઘણા કાર્બનિક સંયોજનો કુદરતમાં મળી આવે છે અને તેમાંથી કેટલાંક સંયોજનો વૈદકીય કામગીરીમાં ઉપયોગી છે. આ સંયોજનો ઉદ્યોગોમાં અને રોજિંદાવનમાં બહોળો ઉપયોગ ધરાવે છે. તેમનાં ઉપયોગો નીચે પ્રમાણે છે :

• તેઓ મોટા ભાગે અધ્રુવીય સંયોજનો માટે દ્રાવક તરીકે વપરાય છે.
• તે મોટાભાગના કાર્બનિક સંયોજનોના સંશ્લેષણમાં પ્રારંભિક પદાર્થ તરીકે વપરાય છે.
• ક્લોરઍમ્મેનિકોલ : તે ટાઇફોઇડના તાવનો ઉપચાર કરવા માટે વધુ વપરાય છે. તે જમીનના સૂક્ષ્મજીવો વડે બનતી ક્લોરિનયુક્ત પ્રતિવી (antibiotic) છે.
• થાયરૉકિસન : તે આપણા શરીરમાં ઉત્પન્ન થતો આયોડિનયુક્ત અંતઃસ્રાવ છે. થાયરોક્સિનની ઊણપથી ‘ગૉઇટર’ નામનો રોગ થાય છે.
• ક્લોરોક્વિન : તે મેલેરિયાના ઉપચારમાં ઉપયોગી હેલોજનયુક્ત સાંશ્લેષિત સંયોજન છે.
• હેલોથેન : તે શારીરિક શસ્ત્રક્રિયામાં નિશ્ચેતક તરીકે વપરાય છે.
• સંપૂર્ણ ફ્લોરિનયુક્ત સંયોજનો : કેટલાંક આવા સંયોજનોને શારીરિક શસ્ત્રક્રિયામાં રુધિરના કાર્યક્ષમ અવેજી તરીકે લેવાય છે.

પ્રશ્ન 3.
હેલોજન સંયોજનોનું વર્ગીકરણ હેલોજન પરમાણુઓની સંખ્યાના આધારે ઉદાહરણો આપી સમજાવો.
ઉત્તર:
હેલોજન પરમાણુની સંખ્યા એક હોય તો ‘મોનો”, બે હોય તો ‘ડાય’, ત્રણ હોય તો ‘ટ્રાય’ અને વધારે હોય તો (ટ્રાય, ટેટ્રા) તેમને પૉલિડેલોજન સંયોજનો તરીકે વર્ગીકરણ કરાય છે. દા.ત., મોનોહેલોન : CH₃X, C₂H₅X
ડાયહેલોઆલ્કેન : CH₂XCH₂X, CH₃CHX₂, CH₂X₂
ટ્રાયોલોઆલ્કેન : CH₂XCHCH₂X

પ્રશ્ન 4.
મોનોહેલો સંયોજનોનું હેલોજનની સાથે જોડાયેલા કાર્બનના sp³ સંકરણ અનુસાર વર્ગીકરણ કરો.
અથવા
sp³ C−X ધરાવતાં સંયોજનોના વર્ગીકરણ ઉદાહરણ સાથે જણાવો.
ઉત્તર:
આ વર્ગીકરણ ત્રણ રીતે થાય છે :
(a) આલ્કાઇલ કેલાઇડ અથવા હેલોઆલ્કેન સંયોજનો (R–X)
(b) એલાઇલિક કેલાઇડ સંયોજનો
(c) બેન્ઝાઇલિક હેલાઇડ સંયોજનો

(a) આલ્કાઇલ હેલાઇડ અથવા હેલોઆલ્કેન સંયોજનો (R – X): આલ્કાઇલ સમૂહ (R) સાથે હેલોજન પરમાણુ જોડાયેલ હોય તો તેમાંથી C_nH_2n+1X સમાનધર્મ શ્રેણી રચાય છે. આવાં સંયોજનોમાં બધા જ કાર્બન sp³ સંસ્કૃત હોય છે અને આવા સંયોજનોમાં અસંતૃપ્તતા (π-બંધ) હોતી નથી.

આ હેલોઆલ્કેનનું વર્ગીકરણ હેલોજનની સાથેના કાર્બનના પ્રકાર પ્રમાણે

• પ્રાથમિક અથવા 1⁰ – લાઇડ
• દ્વિતીયક અથવા 2⁰-કેલાઇડ
• તૃતીયક અથવા ૩⁰-ડેલાઇડ તરીકે કરાય છે.

(b) એલાઇલિક હેલાઇડ સંયોજનો C =C CH₂X : નિબંધવાળા કાર્બનની સાથે જોડાયેલા કાર્બનને એલાઇલિક કાર્બન કહે છે અને એલાઇલિક કાર્બનની સાથે કેલોજન જોડાયેલ હોય તો તેને એલાઇલિક હૅલાઇડ કહેવાય છે.

(c) બેન્ઝાઇલિક કેલાઇડ સંયોજનો : જો હેલોજન પરમાણુ એરોમેટિક વલયની સાથે સીધા જોડાયેલા sp³ કાર્બનની સાથે જોડાયેલો હોય તો તે બેન્નાઇલિક કેલાઇડ કહેવાય છે.

પ્રશ્ન 5.
sp²C-X બંધ ધરાવતા સંયોજનોનું વર્ગીકરણ કરો.
અચવા
વિનાઇલિક અને એરાઇલ હૅલાઇડ સંયોજનો કોને કહે છે ? ઉદાહરણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:
જો sp² કાર્બન સાથે સીધો જ હેલોજન બ્રેડાયેલો હોય તો તેવા હેલોજન સંયોજનોનું વર્ગીકરણ બે રીતે થાય જે નીચે મુજબ છે :
(a) વિનાઇલિક હેલાઇડ સંયોજનો (C= C−X) : જે સંયોજનોમાં નિબંધ ધરાવતા (sp²) સંસ્કૃત કાર્બન સાથે હેલોજન બ્રેડાયેલ હોય તેમને વિનાઇલિક લાઇડ કહે છે.

(b) એરાઇલ હેલાઇડ સંયોજનો (ArX) : જે સંયોજનોમાં હેલોજન પરમાણુ સીધો જ એરોમેટિક વલયના કાર્બન (sp² સંસ્કૃત કાર્બન)ની સાથે સીધો જ જોડાયેલ હોય છે તેને એરાઇલ ઘેલાઇડ કહે છે.

પ્રશ્ન 6.
હેલોજન સંયોજનોનું ફક્ત વર્ગીકરણ આપો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 7.
આલ્કાઇલ હેલાઇડ સંયોજનોનાં સામાન્ય અને IUPAC નામ કેવી રીતે અપાય છે ? તેના ઉદાહરણો આપો.
ઉત્તર:
(a) સામાન્ય નામકરણ : આલ્કાઇલ હેલાઇડ સંયોજનોના સામાન્ય નામ માટે આલ્કાઇલ સમૂહનાં નામની પાછળ હેલાઇડ લખવામાં આવે છે.
(b) IUPAC નામકરણ : IUPAC નામકરણ પદ્ધતિમાં આલ્કાઇલ હેલાઇડ સંયોજનોનું નામ હેલોવિસ્થાપિત હાઇડ્રોકાર્બન તરીકે કરાય છે.

પ્રશ્ન 8.
એરાઇલ હેલાઇડનાં નામકરણના નિયમો જણાવો.
અથવા
બેન્ઝિનમાં હેલોજન વલયમાંના કાર્બનની સાથે જોડાયેલા હોય તેમનાં સામાન્ય અને IUPAC નામકરણ ઉદાહરણ સાથે જણાવો.
ઉત્તર:
(a) એરાઇલ હેલાઇડના નામકરણના નિયમો :

• બેન્ઝિનના મોનોહેલોજનનાં સામાન્ય અને IUPAC નામ સમાન હોય છે.
• બેન્ઝિનમાં બે હેલોજન હોય તો સામાન્ય નામ માટે o-, m- અને p- (ઑર્થો, મૅટા અને પૅરા) (પૂવર્ગો) લખાય છે પણ IUPAC પદ્ધતિમાં તેઓના માટે અનુક્રમે 1, 2-, 1,3- અને 1,4- અંકો લખાય છે.
• બે કરતાં વધારે હેલોજન વલયમાં હોય તો IUPAC પદ્ધતિથી 1, 2, 3, 4, 5-પૂવર્ગો લખીને નામકરણ કરાય છે.

પ્રશ્ન 9.
એક જ પ્રકારના બે હેલોજન ધરાવતા હેલોઆલ્બેનના નામકરણ ઉદાહરણથી સમજાવો. અથવા તેમનો તફાવત જણાવો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 10.
કેટલાક હેલાઇડ સંયોજનોનાં સામાન્ય અને IUPAC નામ જણાવો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 11.
હેલોજન સંયોજનોના C-X બંધના સ્વભાવની ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:
(a) હેલોજન સંયોજનોમાં કાર્બનહેલોજન બંધ ધ્રુવીય હોય છે : હેલોજન પરમાણુઓ આવર્તકોષ્ટકમાં જમણી તરફ છે. બધા જ હેલોજન પરમાણુઓ ( Cl, Br, I)ની વિદ્યુતઋણતા કાર્બન પરમાણુનાં કરતાં વધારે છે. આ કારણે કાર્બન-હેલોજન (C – X) બંધના ઇલેક્ટ્રૉનનું હેલોજનની નજીક સ્થળાંતર થયેલું હોય છે અને કાર્બન અંશતઃ ધનભાર તથા હેલોજન અંશતઃ ઋણભાર પ્રાપ્ત કરે છે તથા C−X બંધ ધ્રુવીય હોય છે.

(b) C−F થી C−I બંધની ધ્રુવીયતા, બંધલંબાઈ અને બંધ ઍન્થાલ્પીના ક્રમ : આવર્તકોષ્ટકમાં સમૂહમાં નીચે તરફ જતા હેલોજન પરમાણુ (F, Cl, Br, I)ના કદ વધતાં જાય છે. ફ્લોરિન પરમાણુ સૌથી નાનો અને આયોડિન સૌથી મોટા કદનો છે.
∴ કાર્બન હેલોજન બંધની લંબાઈ C-F થી C – I તરફ વધતી જાય છે. મિથાઇલ ઠેલાઈડ (CH₃X) માં C-X બંધલંબાઈ, બંધઍન્થાલ્પી અને દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રા નીચે કોષ્ટકમાં છે.

બંધલંબાઈનો ક્રમ: CH₃ – F< CH₃ – Cl < CH₃ – Br< CH₃ – I
દ્વિધ્રુવીય ચાકમાત્રાનો ક્રમ :
CH₃ – F > CH₃ – Cl > CH₃ − Br > CH₃ – I

પ્રશ્ન 12.
આલ્કોહૉલ સંયોજનોમાંથી હેલોઆલ્કેન બનાવવાની પદ્ધતિઓની ચર્ચા કરો.
અથવા
આલ્કોહૉલમાંથી આલ્કાઇલ હેલાઇડ બનાવવા માટેની કોઈ પણ ત્રણ પ્રક્રિયા ઉપનીપજ સહિત દર્શાવો. [ઑગસ્ટ-2020]
ઉત્તર:
(a) આલ્કોહૉલ → ક્લોરાઇડ / હેલાઇડ : આલ્કોહૉલ સંયોજનોની સાંદ્ર હેલોજન ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરતાં આલ્કોહૉલમાંના હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહનું વિસ્થાપન હેલોજન પરમાણુ વડે થાય છે. પ્રાથમિક અને દ્વિતીયક આલ્કોહૉલ સંયોજનોની HCI સાથેની પ્રક્રિયા ZnCl₂ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં કરવી આવશ્યક છે. તૃતીયક આલ્કોહૉલ સંયોજનની પ્રક્રિયા ઓરડાના તાપમાને માત્ર સાંદ્ર HCl સાથે હલાવવાથી પૂર્ણ થાય છે.

હેલોઍસિડ (HX)ની આલ્કોહોલના ઑક્સિજન સાથેની પ્રતિક્રિયાત્મક્તાનો ક્રમ ૩° > 2° > 1° છે.
આલ્કોહોલના દ્રાવણમાં શુષ્ક HCl વાયુ પસાર કરવાથી અથવા સાંદ્ર જલીય હેલોજન ઍસિડ અને આલ્કોહૉલના મિશ્રણને ગરમ કરવાથી આહકાઇલ ક્લોરાઇડ બનાવી શકાય છે.

(b) ફૉસ્ફરસ હેલાઇડ (PX₃/PX₅) સાથેની પ્રક્રિયા : આલ્કોહૉલ સંયોજનની ફૉસ્ફરસ કૈલાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી 0 સમૂહનું વિસ્થાપન હેલોજન પરમાણુ વધુ થાય છે.
(i) 3R – OH + PX₃ → + 3R – X + H₃PO₃ (X=Cl, Br)
(ii) R – OH + PCl₅ → R – Cl + POCl₃ + HCI

સામાન્ય રીતે લાલ ફૉસ્ફરસની બ્રોમિન અને આયોડિન સાથે પ્રક્રિયા થવાથી અનુક્રમે PBr₃ અને PI₃ બને છે.
(c) થાયોનિલ ક્લોરાઇડ (SOCl₂) સાથે આલ્કોહૉલની પ્રક્રિયા : આલ્કોહૉલ સંયોજનની થાોનિલ ક્લોરાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી આલ્કાઇલ (કેલાઇડ) ક્લોરાઇડ બને છે.

આલ્કોહૉલમાંથી આકાઇલ ક્લોરાઇડ બનાવવા માટે થાોનિલ ક્લોરાઇડ સાથેની પ્રક્રિયાને અગ્નિમતા અપાય છે, કારણ કે આ પ્રક્રિયામાં આલ્કાઇલ હેલાઇડની સાથે SO₂ અને HCl વાયુઓ બની દૂર થઈ શુદ્ધ આલ્કાઇલ હેલાઇડ નીપજ રચે છે.

(d) આલ્કોહૉલમાંથી બ્રોમાઇડની પ્રક્રિયા ઃ આલ્ફાઇલ બ્રોમાઇડની બનાવટ માટે 48% HBrની સાથે આલ્કોહોલને સતત ઉકાળવામાં આવે છે.

(e) આલ્કોહૉલમાંથી આયોડાઇડ બનાવવા : આલ્કોહૉલમાંથી સારો પ્રમાણમાં R – Iની નીપજ મેળવવા, આલ્કોહૉલ સંયોજનને 95% ઓર્થોફોસ્ફોરિક ઍસિડ (H₃PO₄)માં સોડિયમ આયોડાઇડ અથવા પોટેશિયમ આયોડાઇડની સાથે ગરમ કરાય છે.

પ્રશ્ન 13.
હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનોમાંથી આલ્કાઇલ હૈલાઇડ બનાવવાની પદ્ધતિઓની ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:
(a) આલ્બેન સંયોજનોની મુક્તમૂલક હેલોજિનેશન પ્રક્રિયા : આલ્કેન સંયોજનોનું મુક્તમૂલક ક્લોરિનેશન (Cl₂ + hv) વડે અને બ્રોમિનેશન (Br₂ + h) વડે કરવાથી મોનો અને પૉલિહેલોજન સંયોજનોનું મિશ્રણ પ્રાપ્ત થાય છે. આ મિશ્રણના ઘટકોને શુદ્ધ સંયોજન સ્વરૂપે અલગ મેળવવા મુશ્કેલ છે. આથી કોઈ એક જ કેલાઇડ મેળવવા આ પદ્ધતિ યોગ્ય નથી.

(b) આલ્કીન સંયોજનોમાંથી આકાઇલ હેલાઇડ :
(i) આલ્કીન સંયોજનનું હાઇડ્રોહેલોજનીકરણ : આલ્કીન સંયોજનની હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ (HCl), હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડ (HBr) અથવા હાઇડ્રોજન આયોડાઇડ (HI) સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી ઇલેક્ટ્રૉનઅનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા થઈને આલ્કાઇલ હેલાઇડ બને છે.

જો આલ્કીનની HX સાથે પ્રક્રિયાથી બે યોગશીલ નીપજો બની શકતી હોય તો, માર્કોવનિકોવ નિયમ પ્રમાણેની મુખ્ય નીપજ બનતી હોય છે. દા.ત.,

(ii) આલ્કીનની હેલોજન (X₂) સાથે પ્રક્રિયા : આલ્કીનની CCl₄ માં દ્રાવ્ય કરેલ બ્રોમીનની સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી વિસિનલ ડાઇબ્રોમાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે. Br₂(CCl₄) નો રંગ લાલાશ પડતો કથ્થાઈ છે. પ્રક્રિયામાં Br₂ ના ઉમેરણથી રંગવિહીન ડાયબ્રોમાઇડ બને છે, જેથી લાલ રંગ અદશ્ય થાય છે. પ્રયોગશાળામાં આ પ્રક્રિયા અસંતૃપ્તતા (દ્વિબંધ)ની કસોટી છે.

પ્રશ્ન 14.
હેલોજન વિનિમયથી આલ્કાઇલ હેલાઇડની બનાવટ વિશે લખો.
અથવા
ફિલસ્ટેઇન અને સ્વાર્ટસ્ પ્રક્રિયા વિશે લખો.
ઉત્તર:
(a) ફિન્કલસ્ટેઇન પ્રક્રિયા ક્લોરાઇડ બ્રોમાઇડમાંથી આયોડાઇડ રીત : આલ્કાઇડ ક્લોરાઇડ કે આલ્કાઇલ બ્રોમાઇડ સંયોજનોની શુષ્ક એસિટોનમાં NaIની સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી આલ્કાઇલ આયોડાઇડ સંયોજનો બને છે. “ક્લોરાઇડ કે બ્રોમાઇડની NaI સાથે શુષ્ક એસિટોનમાં પ્રક્રિયા કરીને આર્યોડાઇડ બનાવવાની આ પ્રક્રિયાને ‘ફિલસ્ટેઇન’ પ્રક્રિયા કહે છે. ”

આમાં બનતા NaCl કે NaBr શુષ્ક એસિટોનમાં અવક્ષેપિત થાય છે, જેથી પ્રણાલીમાંથી દૂર થાય અને લ-ટેલિયરના સિદ્ધાંત પ્રમાણે પુરોગામી પ્રક્રિયા આગળ વધારે છે.

(b) સ્વાર્ટસ્ પ્રક્રિયા (આલ્કાઇલ ક્લોરાઇડ બ્રોમાઇડમાંથી ફ્લોરાઇડ) : પ્રક્રિયક ધાતુના ફ્લોરાઇડ સંયોજનો જેવા કે AgF, Hg₂F₂, CoF₂ અથવા SbF₃ + ગરમી
પ્રક્રિયા : “આલ્કાઇલ ક્લોરાઇડ બ્રોમાઇડને ધાતુના ફ્લોરાઇડની સાથે ગરમ કરવાથી આલ્કાઇલ ફ્લોરાઇડ બને છે. આ પ્રક્રિયાને સ્વાર્ટસ્ પ્રક્રિયા કહે છે.”

પ્રશ્ન 15.
હેલોએનિ સંયોજનોની બનાવટ વિશે લખો.
અથવા
એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બનમાંથી એરાઇલ હેલાઇડ અને એમાઇનમાંથી સેન્ડમેયર પ્રક્રિયાથી હેલાઇડ વિશે લખો.
ઉત્તર:
એરાઇલ હેલાઇડોને આલ્કાઇલ હેલાઇડોની રીતે બનાવી શકાતા નથી. આલ્કોહૉલના C– OH કરતાં ફિનોલનો C−OH બંધ મજબૂત હોવાથી આ શક્ય નથી.
(a) એરિનની S_E2 એરોમેટિક પ્રક્રિયાથી એરાઇલ હેલાઇડની બનાવટઃ રીત : એરિન સંયોજનોની આયર્ન અથવા આયર્ન (III) ક્લોરાઇડ જેવા લુઇસ ઍસિડ દીપકની હાજરીમાં ક્લોરિન (Cl₂) અને બ્રોમીન (Br₂)ની સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી અનુક્રમે એરાઇલ ક્લોરાઇડ અને એરાઇલ બ્રોમાઇડ બને છે. પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ : આ પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રૉનઅનુરાગી વિસ્થાપન એરોમેટિક પ્રકારે થાય છે. પ્રક્રિયામાં ઉદ્દીપક લુઈસ એસિડ વડે ઇલેક્ટ્રૉનઅનુરાગી અનુક્રમે Cl⁺ અને Br⁺ બને છે.

પ્રક્રિયાઓ : (જ્યાં, X = Cl, Br)

નીપજતા ઓર્થો અને પેરા સમઘટકને મિશ્રણમાંથી સરળતાથી અલગ કરી શકાય છે, કારણ કે તેઓના ગલનબિંદુઓની વચ્ચે મોટો તફાવત છે.
આયોડાઇડ : આયોડાઇડની બનાવટમાં ઉત્પન્ન થતાં HIનું ઑક્સિડેશન કરવા માટે ઑક્સિડેશનાં (HNO₃, HIO₄]ની હાજરી આવશ્યક છે.
ફ્લોરિનેશન: આ પદ્ધતિથી ફ્લોરો સંયોજનો બનાવી શક્યાં નથી કારણ કે ફ્લોરિનની પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘણી જ વધારે ઊંચી છે.

(b) એમાઇન સંયોજનોમાંથી સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા વડે એરાઇલ હેલાઇડની બનાવટ :
(i) ડાયએઝોટાઇઝેશન : જ્યારે ઠંડા જલીય ખનિજ ઍસિડમાં દ્રાવ્ય કરેલા અથવા નિલંબિત (suspended) પ્રાથમિક એરોમેટિક એમાઇનની સોડિયમ નાઇટ્રાઇટ(aq) સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે ત્યારે ડાયએઝોનિયમ ક્ષાર img બને તેને ડાયએઝોટાઇઝેશન કહે છે.

(ii) સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા: તાજી બનાવેલા પ્રયએઝોનિયમ ક્ષારના દ્વાવણને ક્યુપસ ક્લોરાઇડ અથવા ક્યુપ્રેસ બ્રોમાઇડની સાથે મિશ્ર કરવાથી ડાયએઝોનિયમ સમૂહ નું -Cl અથવા -Br વડે વિસ્થાપન થાય તેને સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા કહેવાય છે. આ પ્રક્રિયાથી એરાઇલ ક્લોરાઇડ અને બ્રોમાઇડ બને છે.

પ્રક્રિયા-(iii) આયોડાઇડની બનાવટ ઃ આયોડાઇડ બનાવવા સેન્ડમેયર પ્રક્રિયાની જેમ ક્યુપ્રસ આર્યોડાઇડની જરૂર નથી પડતી. ડાયએઝોનિયમ ક્ષારને પોટેશિયમ આયોડાઇડની (KI)ની સાથે માત્ર હલાવવાથી આયોડાઇડ મળે છે.

પ્રશ્ન 16.
હેલોઆલ્કેનના રંગ, વાસ અને ઘનતા વિશે લખો.
ઉત્તર:
(a) રંગ : શુદ્ધ આલ્કાઇલ હેલાઇડ સંયોજનો રંગવિહીન હોય છે પણ પ્રકાશના સંપર્કમાં આવતાં બ્રોમાઇડ અને આયોડાઇડ સંયોજનો રંગીન બને છે.
(b) વાસ : ઘણા બાષ્પશીલ હેલોજનયુક્ત સંયોજનો મીઠી સુગંધ ધરાવે છે.
(c) ઘનતા : હાઇડ્રોકાર્બનની બ્રોમો, આયોડો અને પૉલિક્લોરો વ્યુત્પન્નો પાણી કરતાં ભારે હોય છે. આ ઘનતા સંયોજનોમાં રહેલા કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા, હેલોજન પરમાણુઓની સંખ્યા અને હેલોજન પરમાણુઓના પરમાણ્વીય દળના વધારાની સાથે વધે છે.
દા.ત.,

• nC₃H₇Cl, nC₃H₇Br અને nC₃H₇Iની ધનતા અનુક્રમે 0.89, 1.335, 1.747 g/mL^-1 છે, એટલે કે ક્રમશઃ વધે છે. કારણ કે હેલોજન પરમાણુ C, Br, Iનાં પરમાણ્વીય દળ વર્ષ છે.
• CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄ ની ધનતા અનુક્રમે 1.336, 1.489 અને 1.595 g/mL^-1 છે, જે ક્રમશઃ વધે છે. કારણ કે તેઓમાં હેલોજન પરમાણુ -Cl ની સંખ્યા વધતી જાય છે.

પ્રશ્ન 17.
હૈલોઆલ્કેનની જલ દ્રાવ્યતા અને કાર્બનિક દ્રાવકોની દ્રાવ્યમાં દ્રાવ્યતા સમજાવો.
ઉત્તર:
હેલોઆલ્કેનની જલ દ્રાવ્યતા : કેલીઆન પાણીમાં અતિઅલ્પ પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય થાય છે (લગભગ અદ્રાવ્ય છે). હેલોઆન પાણીમાં દ્રાવ્ય બને તે માટે એટલી ઊર્જા (x)ની જરૂર છે કે જે હેલોઆલ્બેનના અણુઓ વચ્ચેના ધ્રુિવીય આકર્ષણબળ અને પાણીના અણુઓ વચ્ચેનાં હાઇડ્રોજન બંધને તોડી શકે, જયારે હેલોઆલ્બેન સંયોજનો દ્રાવ્ય બને ત્યારે તેમની અને પાણીના અણુઓ વચ્ચે નવું આકર્ષણ પેદા થઈ દ્વાવક ઊર્જા (y) ઉત્પન્ન થાય છે. આ નવું આકર્ષણબળ (y) પાણીમાં રહેલા મૂળ હાઈડ્રોજનબંધ (x) જેટલું પ્રબળ હોતું નથી. આ કારણથી હેલોઆનની પાણીમાં દ્રાવ્યતા અલ્પ હોય છે.

આમ, ત્રાવક્ર યોજન (સૉલ્વેશન) ઊર્જા – હાઇડ્રોજન-બંધની ઊર્જા હોવાથી કેલોઆલ્બેન પાણીમાં અદ્રાવ્ય જેવા રહી અલગ સ્તર સ્વરૂપે હોય છે. હેલોઆલ્બેનની કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્યતા : હેલોઆલ્બેન સંયોજનોનું વલણ કાર્બીનક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય થવાનું હોય છે. કારણ કે ધ્રુવીય હેલોઆલ્બેન સંયોજનો અને કાર્બનિક દ્રાવકોના અણુઓની વચ્ચે રચાતા આંતરઆણ્વિય આકર્ષણબળોની પ્રબળતા એટલી હોય છે જેટલી તૂટીને અલગ થનાર કેલોઆલ્કેન સંયોજનોની વચ્ચે અને દ્રાવકના અણુઓની વચ્ચે આકર્ષણબળની હોય છે.

પ્રશ્ન 18.
હેલોઆલ્કેન અને હેલોએરિનનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુની ચર્ચા કરો.
ઉત્તર:
(a) ઓરડાના તાપમાને ઃ મિથાઇલ ક્લોરાઇડ (CH₃Cl), મિથાઇલ બ્રોમાઇડ (CH₃Br), ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ (CH₃CH₂Cl) અને કેટલાંક ક્લોરોફ્લોરોમિથેન સંયોજનો ઓરડાના તાપમાને વાયુ સ્વરૂપે હોય છે પણ ઊંચા સભ્યો પ્રવાહી અથવા ઘન સ્વરૂપે હોય છે.

(b) કાર્બનિક હેલોજનયુક્ત સંયોજનોના ઉત્કલનબિંદુ : કાર્બનિક હેલોજનયુક્ત સંયોજનોના અણુઓ સામાન્ય રીતે ધ્રુવીય હોય છે. આલ્બેનનાં હેલોજન વ્યુત્પન્નોમાં (i) વધુ ધ્રુવીયતા અને (ii) ઊંચા આવીયદળના કારણે, જનક હાઈડ્રોકાર્બનની સરખામણીમાં આંતર આણ્વીય આકર્ષણબળો (વિધ્રુવ-વિધ્રુવ અને વાનું ડર વાલ્સ) પ્રબળ હોય છે. આ કારણથી ક્લોરાઇડ, બ્રોમાઇડ અને આયોડાઇડ સંયોજનોના ઉત્કલનબિંદુ તેઓને સમતુલ્ય આણ્વીયદળ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનોના ઉત્કલનબિંદુના કરતાં ઊંચા હોય છે.”

(c) ઉત્કલનબિંદુમાં આકર્ષણબળ : અણુઓના વધતા જતા કદ અને ઇલેક્ટ્રૉન સંખ્યા વધવાથી આકર્ષણબળ પ્રબળ થતું જાય છે અને પરિજ્ઞામે ઉત્કલનબિંદુ વધે છે, જે નીચે આકૃતિમાં સ્પષ્ટ થાય છે.

(d) આલ્કાઇલ હેલાઇડ સંયોજનોના ઉત્કલનબિંદુમાં ક્રમ : સમાન આલ્કાઇલ સમૂહ ધરાવતા આલ્કાઇલ શૈલાઇડ સંયોજનોના ઉત્કલનબિંદુમાં ઘટાડાનો ક્રમ RI > Br >RC > RF હોય છે. કારણ કે, જેમ હેલોજન પરમાણુનું દળ અને કદ વધારે હોય, તેમ વાન્ ડર વાસ આકર્ષણબળોની માત્રામાં વધારો થાય છે.

(e) સમઘટકોમાં ઉત્કલનબિંદુ: સમઘટકીય હેલોઆલ્બેનમાં શાખા વધે તેમ ઉક્લનબિંદુ ઓછું હોય છે. દા.ત., C₄H₉Br ના ત્રણ સમઘટકો 2-બ્રોમી-2-મિથાઇલપ્રોપેનનું ઉત્કલનબિંદુ તેના ત્રણ સમઘટકોમાં સૌથી ઓછું હોય છે.

શાખા વધે તેમ ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે. શાખા વધે તેમ સમઘટકની સંપર્કસપાટી ઘટી, વાન્ ડર વાલ્સ બળો ઘટવાના કારણે ઉત્કલનબિંદુ પટે છે.

(f) ડાયહેલોબેન્ઝિનનાં સમઘટકોના ગલનબિંદુ: ડાયહેલોબેઝિનનાં સમઘટકોમાં પૅરા સમઘટકનું ગલનબિંદુ મહત્તમ હોય છે. દા.ત., ડાયક્લોરોબેઝિન (C₆H₄Cl₂)ના ત્રણ સમઘટકોમાં p-ડાયક્લોરોબેન્ઝિનનું ગલનબિંદુ સૌથી વધારે છે અને ઉત્કલનબિંદુ ત્રણેય સમઘટકનાં લગભગ સમાન હોય છે.

સમજૂતી : પેરાસમઘટકનું બંધારણ ત્રણેય સમઘટકોમાં વધારે સમમિત છે. (μ = 0.0D) આ કારણથી ઓર્થો અને પેરા સમઘટકોની સાપેક્ષમાં પૅરા સમઘટક ઘન લેટિસમાં વધુ સારી રીતે અને ઓછા અંતરે ગોઠવાયેલા રહે છે. પૅરા સમઘટકમાં આંતરઆણ્વીય અંતર ઓછું રહેવાથી વાન્ડર વાલ્સ બળો મહત્તમ તથા પરિણામે ગલનબિંદુ મહત્તમ હોય છે.

પ્રશ્ન 19.
હૅલોઆલ્કેન સંયોજનોની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ જણાવો.
ઉત્તર:
હેલોઆલ્કેનની પ્રક્રિયાઓને મુખ્ય ત્રણ પ્રકારે વહેંચી શકાય છે:

• કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ
• વિલોપન પ્રક્રિયાઓ
• ધાતુઓ સાથે પ્રક્રિયાઓ

પ્રશ્ન 20.
ભિન્ન કેન્દ્રાનુરાગીઓની સાથે આલ્કાઇલ હેલાઇડ (RX)ની સામાન્ય પ્રક્રિયાઓ જણાવો.
ઉત્તર:
આલ્બાઇલ હેલાઇડ (RX) સંયોજનો ભિન્ન પ્રક્રિયકમાંથી બનતા કેન્દ્રાનુરાગી સાથે પ્રક્રિયા કરી નીચે પ્રમાણે નીપજો રચે છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા : R − X + Nu^– → R – Nu + X-

પ્રશ્ન 21.
કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો અને કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ એટલે શું ? હેલોઆલ્કેનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાની પ્રાથમિક જાણકારી આપો.
ઉત્તર:
(a) કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો : જે પ્રક્રિયકો ઇલેક્ટ્રૉન ધનિક સ્વિસીઝ હોય તેમને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો કહે છે. તેઓ તટસ્થ અણુ અથવા ઋણઆયન હોય છે.

(b) કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા :

• જે પ્રક્રિયામાં કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક, પ્રક્રિયાર્થી અણુ (પ્રક્રિયા પામનાર)માં અગાઉથી હાજર રહેલા કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક (અવશિષ્ટ સમૂહ)નું વિસ્થાપન કરે છે, તે કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહેવાય છે.
• કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયામાં કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક-પ્રક્રિયાર્થી હેલોઆલ્કેનની સાથે પ્રક્રિયા કરે છે, જેમાં હેલોજન પરમાણુની સાથે જોડાયેલો કાર્બન પરમાણુ ધનવીજભારિત હોય છે.
• હેલોઆલ્બેનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય ત્યારે હેલોજન પરમાણુ ઘેલાઇડ આયન તરીકે દૂર થાય છે, જે હેલાઇડ આયનને “અવશિષ્ટ (દૂર થનારા) સમૂહ કહેવાય છે.
• હેલોઆલ્કેનની કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકની સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી કેલાઇડ દૂર થઈને કેલાઇડના સ્થાને કેન્દ્રાનુરાગી જોડાઈને, નીપજ રચાય તે પ્રક્રિયા હેલોઆલ્કેનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહેવાય છે.

હેલોઆલ્કેનની સામાન્ય કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે :

આ પ્રક્રિયામાં હેલોજન સાથેનો કાર્બન sp³ સંસ્કૃત હોય છે.

પ્રશ્ન 22.
ઉભયદંતી કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો એટલે શું ? તેની વિસ્તૃત માહિતી આપો.
ઉત્તર:
ઉભયદતી કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો: જે કેન્દ્રાનુરાગી બે કેન્દ્રાનુરાગી કેન્દ્રો ધરાવે છે, તેમને ઉભયદંતી કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો કહે છે. દા.ત., સાયનાઇડ અને નાઇટ્રાઇટ સમૂહો ઉભયદંતી કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો છે.
સાયનાઇડ સમૂહ : સાયનાઇડ સમૂહ તે બે બંધારણોનું સંસ્કૃત સ્વરૂપ છે. (કુલ e^– = 10)

પ્રશ્ન 23.
દ્વિઆણ્વીય કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન (S₂N) પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ CH₃Cl ના ઉદાહરણ સહિત સમજાવો.
અથવા
નીચે આપેલ પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ સમજાવો.
ઉત્તર:
CH₃Cl + :^–OH_(aq) → HO – CH₃ + Cl:^–
1937 માં એડવર્ડ ડેવી હ્યુહેર્સ અને સર ક્રિસ્ટોફર ઇનગોલ્ડે S_N2 પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ દર્શાવી હતી.
આ પ્રક્રિયાની લાક્ષજ્ઞિકતાઓ :
(a) દ્વિઆણ્વીય પ્રક્રિયાની ગતિકી
(b) S_N2 માં કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા
(c) S_N2 ની એક જ તબક્કામાં પૂર્ણ થતી પ્રક્રિયા
(d) પ્રક્રિયામાં વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ

(a) પ્રક્રિયાની ગતિકી : આ પ્રક્રિયાનો વેગ પ્રક્રિયા પામનાર CH₃Cl અને કેન્દ્રાનુરાગી :OH⁻ તે બંનેની સાંદ્રતાની ઉપર આધાર રાખે છે.
એટલે કે પ્રક્રિયા હિઆણ્વીય છે.

ઉપરના સમીકરણને નીચેની રેખાકૃતિ (મૉડેલ) સ્વરૂપે રજૂ કરી શકાય છે:

(b) S_N2 માં કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા : આ પ્રક્રિયામાં હેલોજન (-Cl) દૂર થાય છે અને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક ^–OH જોડાઈને નીપજ CH₃OH બને છે, જેથી આ પ્રક્રિયા કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન (S_N2) પ્રકારની છે.

(c) S_N2 ની એક જ તબક્કામાં પૂર્ણ થતી ઃ પ્રક્રિયામાં હુમલો કરનાર કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક (^–OH), આલ્કાઇલ હેલાઇડ (CH₃Cl)ની સાથે પારસ્પરિક ક્રિયા કરી કાર્બન ખેલાઇડ (C – CI) બંધને તોડે છે, સાથે સાથે કાર્બન અને હુમલો કરનાર કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક ^–OHની વચ્ચે નવો બંધ (C – OH) બને છે. આ બંને પ્રક્રિયાઓ (બંધ તૂટવા અને બનવાની) એક જ તબક્કામાં થાય છે અને કોઈ પણ મધ્યવર્તી સંયોજન બનતું નથી. જેમ-જેમ પ્રક્રિયા આગળ વધે છે, તેમ-તેમ કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક (:^–OH) અને કાર્બન પરમાણુની વચ્ચેનો (^–OH) બંધ પ્રબળ બનતો જાય છે તથા આ જ સમયે અશિષ્ટ (દૂર થતો) સમૂહ કાર્બન વચ્ચેનો (C-Cl) બંધ નિર્બળ થતો જાય છે.

સંક્રાંતિ અવસ્થા ઃ આ અવસ્થામાં કાર્બન sp² સંકૃત હોય છે અને તેની સાથે પાંચ પરમાત્રુ જોડાયેલા હોય છે, જેમાંથી ત્રણ C-H σ-બંધ એક જ સમતલમાં તથા અંશતઃ C —– O અને C —– Cl બંધ આ સમતલની ઉપર તથા નીચે હોય છે, આ અવસ્યા સંક્રાંતિ અવસ્થા (T) છે (જુઓ આકૃતિ). સમય સાથે C – Cl સંપૂર્ણ તૂટી C-OH બંધ સંપૂર્ણ બનેલો આલ્કોહોલ નીપજે છે. “આમ, આ પ્રક્રિયા એક જ તબક્કામાં પૂર્ણ થાય છે અને સ્થાયી મધ્યસ્થ નીપજ બનતી નથી. સંક્રાંતિ અવસ્થા અસ્થાયી છે કારણ કે તેમાં કાર્બનની સાથે પાંચ પરમાણુઓ જેડાયેલા હોય છે.

(d) પ્રક્રિયામાં વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ : અવશિષ્ટ સમૂહ (^–Cl) તથા કેન્દ્રાનુરાગી (^–OH) બંને સમાન ઋણભારિત હોવાથી હંમેશાં કેન્દ્રાનુરાગી અશિષ્ટ સમૂહની પાછળના ભાગમાંથી હુમલો કરીને જોડાય છે. સંક્રાંતિ અવસ્થામાં કેન્દ્રાનુરાગી (^–OH) અને અવશિષ્ટ સમૂહ (−Cl) વિરુદ્ધ કરતાં OH વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે. દિશામાં હોય છે અને આ જ સ્થિતિમાં અવશિષ્ટ થતો (Cl^–) દૂર થાય છે, પરિણામે નીપજમાં (^–OH)નો વિન્યાસ ઊલટાઈ ગયેલો હોય છે, એટલે કે વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થયેલી નીપજ રચાય છે.

S₂N પ્રક્રિયાની નીપજ બનતા વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થતું હોવાથી પ્રક્રિયક કરતાં નીપજની પ્રકાશક્રિયાશીલતા વિરુદ્ધ હોય છે. આમ, મિથાઇલ ક્લોરાઇડની NaOH_(aq) સાથે પ્રક્રિયા થઈને મિથાઇલ આલ્કોહોલ બને તે પ્રક્રિયા (i) દ્વિઆણ્વીય (ii) કેન્દ્રાનુરાગી અને (ii) વિસ્થાપન ક્રિયાવિધિથી થાય છે અને તેમાં (iv) વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થાય છે તથા (v) પ્રક્રિયા એક જ તબક્કામાં, અસ્થાયી સંક્રાંતિ અવસ્થા બનાવીને પૂર્ણ થાય છે.

પ્રશ્ન 24.
1°, 2° અને 3°-હેલાઇડોની S₂N પ્રક્રિયાના સરળતાનો ક્રમ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:
S₂N પ્રક્રિયાના પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ : CH₃Cl > પ્રાથામિક કેલાઇડ > દ્વિતીયક હેલાઇડ > તૃતીયક છેલાઇડ પ્રમાર્કો હોય છે. S₂N પ્રક્રિયા દરમિયાન કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક, અવશિષ્ટ સમૂહ ધરાવતા કાર્બનની નજીક આવે છે, ત્યારે આ કાર્બન પરમાણુની ઉપરનાં “મોટા વિસ્થાપક સમૂહો” અસરકારક અવરોધ ઉત્પન્ન કરે છે. જેમ આવો અવરોધકર્તા સમૂહ મોટાં તેમ S₂N પ્રક્રિયા ધીમી થાય છે. સરળ આલ્બાઇલ હેલાઇડ (મિથાઇલ ખેલાઇડ)માં S₂N પ્રક્રિયા સૌથી વધુ ઝડપથી થાય છે, કારણ કે તેમાં માત્ર ત્રણ નાના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે. તૃતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ S₂N પ્રક્રિયામાં સૌથી ઓછા પ્રતિક્રિયાત્મક હોય છે, કારણ કે તેમાં મોટાં સમૂહો કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક માટે મહત્તમ અવરોધ કરે છે,

પ્રશ્ન 25.
કાર્બનિક સંયોજનમાં વિન્યાસ એટલે શું ? વિન્યાસનું પ્રતિબિંબિ કોને કહેવાય ?
ઉત્તર:
વિન્યાસ : કાર્બન પરમાણુની આસપાસ ક્રિયાશીલ સમૂહો (૫રમાત્રુઓ)ની અવકાશીય ગોઠવણીને તે કાર્બનનો અવકાશીય વિન્યાસ કહે છે. નીચે એક જ સંયોજન CHClBrIનાં બે અવકાશીય બંધારણો આપ્યાં છે.

બંધારણ (A) અને બંધારણ (B)માં કાર્બન સાથે જોડાયેલા સમૂહો (પરમાણુઓ)ની ગોઠવણી એક સમાન નથી. આ બંધારણ (A) અને (B) બંને એકબીજાના સાદા અરીસાનાં વસ્તુ-પ્રતિબિંબિ છે, જેને વિન્યાસનું પ્રતિબિંબિ કહે છે,
(A)નું પ્રતિબિંબિ(B) અને (B) નું પ્રતિબિંબિ(A) છે. બંધારણ (A)માં કાર્બનનો વિન્યાસ, બંધારણ (B) માંના કાર્બનના વિન્યાસનું પ્રતિબિંબિ છે. જો (A) અને (B) ભિન્ન હોય તો (A) અને (B)ની પ્રકાશક્રિયાશીલતા વિરુદ્ધ હોય છે તથા કિરાલિટી પણ વિરુદ્ધ હોય છે.

પ્રશ્ન 26.
એક આણ્વીય કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન (S_N1) પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ યોગ્ય ઉદાહરણથી સમજાવો.
ઉત્તર:
તૃતીયક બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડ અને હાઇડ્રૉક્સાઇડ આયન (^–OH) વચ્ચે S_N1 પ્રક્રિયા થઈને તૃતીયક બ્યુટાઇલ આલ્કોહૉલ (P) નીપજ બને છે.

આ પ્રક્રિયાની લાક્ષણિકતાઓ :

• એક આણ્વીય પ્રક્રિયાની ગતિકી
• S_N1 માં કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા
• S_N1 ની બે તબક્કામાં પૂર્ણ થતી પ્રક્રિયા
• S_N1 ની પ્રક્રિયામાં રેસિમિકરણ આ S_N1 પ્રક્રિયાઓ ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકોમાં થાય છે. દા.ત., પાણી, આલ્કોહોલ, એસિટિક ઍસિડ વગેરે.

(a) એક આણ્વીય પ્રક્રિયાની ગતિકી : તૃતીયક બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડમાંથી હાઇડ્રૉક્સાઇડ આયન સાથેની પ્રક્રિયાથી તૃતીયક બ્યુટાઈલ આલ્કોહૉલ નીપજ બને તે પ્રક્રિયા પ્રથમ ક્રમની ગતિકીને અનુસરે છે, એટલે કે આ પ્રક્રિયાનો વેગ માત્ર એક જ પ્રક્રિયક – તૃતીયક બ્યુટાઇલ બ્રોમાઇડની સાંદ્રતાની ઉપર જ આધાર રાખે છે.

પ્રથમ કેન્દ્રાનુરાગીની હાજરીમાં C-Br બંધ તૂટે છે અને કાર્બોકેટાયન બને છે. આ તબક્કામાં C-Br બંધ તૂટે તો ઊર્જાની જરૂર પડે છે. આ ધીમો અને વેનિર્ણાયક તબક્કો છે. આ તબક્કાના વેગનો આધાર ફક્ત એક જ પ્રક્રિયક (CH₃)₃CBrની ઉપર છે માટે આ પ્રક્રિયા એક આણ્વીય છે.

(b) S_N 1 માં કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા : આ પ્રક્રિયામાં અવશિષ્ટ સમૂહ Br^– અને કેન્દ્રાનુરાગી OH^– છે. કેન્દ્રાનુરાગી ^–OH વડે Br^– નું વિસ્થાપન થાય છે. જેથી આ પ્રક્રિયા કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રકારની છે.

(c) S_N 1 ની બે તબક્કામાં પૂર્ણ થતી પ્રક્રિયા : S_N 1 પ્રક્રિયાઓ હંમેશાં બે તબક્કામાં પૂર્ણ થાય છે. પ્રથમ ધીમો તબક્કો-I : પ્રથમ ધીમા તબક્કામાં ધ્રુવીય C – Br બંધનું ધીમેથી વિષમખંડન થઈને કાર્બોકેાયન (CH₃)₃C⁺ અને બ્રોમાઇડ આયન (Br^–) બને છે.

આ તબક્કો ધીમો અને પ્રતિવર્તી છે. આ તબક્કામાં C – Br બંધ તોડવા જરૂરી ઊર્જા પ્રોટિક દ્રાવકોના પ્રોટોન વર્ડ હેલાઇડ આયનના દ્રાવકોજન દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. આ તબક્કામાં બંધ તોડવા ઊર્જાની જરૂર પડતી હોવાથી ધીમો તબક્કો છે. આ ધીમા તબક્કાની ઉપર પ્રક્રિયાવેગ આધાર રાખે છે, જે ફક્ત (CH₃)₃ C – Br ની સાંદ્રતાની ઉપર આધાર રાખે છે અને ^–OHની સાંદ્રતાની ઉપર આધાર રાખતો નથી.

બીજો ઝડપી તબક્કો-II : કાર્બોકેટાયનમાં ^–OH જોડાઈને તૃતીયક બ્યુટાઇલ આલ્કોહૉલ બને છે. આમ, આ કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન એક આણ્વીય છે અને બે તબક્કામાં થાય છે.

S_N 1 પ્રક્રિયા માટે : ૩°-દેલાઇડ > 2°-કેલાઇડ > 1°-કેલાઇડ
S_N 1 પ્રક્રિયા માટે : R−I > R – Br > R-C1 > R-F

(d) S_N 1 ની પ્રક્રિયામાં રૈસિમિકરણ : પ્રથમ ધીમા તબક્કામાં બનેલા કાર્બોકેટાયનમાં ^–OH જોડાઈને બીજા તબક્કામાં આલ્કોહૉલ બને છે. કાર્બોકેટાયનનો કાર્બન sp² સંકૃત હોય છે. તેમાં ધનભારિત કાર્બનની સાથે જોડાયેલા પરમાણુઓ સમતલીય હોય છે. તેમાં C⁺ સાથે પ્રક્રિયક ^–OH બંને દિશામાં (ઉપર અને નીચે) આક્રમણ કરે છે અને પરિણામે બે નીપજનું 1: 1 મિશ્રણ બને અને રેમિકણ થાય છે.

પ્રશ્ન 27.
S_N 1 પ્રક્રિયાનો વેગ (પ્રતિક્રિયાત્મકતા) શાના ઉપર આધાર રાખે છે ? યોગ્ય ઉદાહરણથી સાલ્ટ કરો.
ઉત્તર:
S_N 1 પ્રક્રિયાનો વેગ માત્ર પ્રક્રિયકની સાંદ્રતાની ઉપર જ આધાર રાખે છે, આ કારણથી પ્રથમ તબક્કામાં બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થાયિતા જેટલી વધારે હશે તેટલી વધુ સરળતાથી આલ્કાઇલ કેલાઇડમાંથી કાકિટાયન બનશે અને S_N 1 પ્રક્રિયાનો વેગ પણ તેટલો વધુ હોય છે.

(a) 1°, 2°, ૩°-આલ્કાઇલ હેલાઇડમાં S_N 1 પ્રક્રિયાનો વેગ : તૃતીયક કેલાઇડ સૌથી વધારે ઝડપથી S_N 1 પ્રક્રિયાઓ આપે છે, કારણ કે ૩૦-કાર્બોકેટાયન વધારે સ્થાયિતા ધરાવે છે. S_N 1 પ્રક્રિયાના આલ્કાઇલ ખેલાઇડની પ્રતિક્રિયાત્મક્તાનો ક્રમ નીચે પ્રમાણે હોય છે:
તૃતીયક કેલાઇડ > દ્વિતીયક હેલાઇડ > પ્રાથમિક હેલાઇડ ← S_N 1 પ્રક્રિયાનો વેગ ←

(b) એલાઇલિક હેલાઇડમાં S_N 1 ની પ્રક્રિયા : એલાઇલિક કેલાઇડ S_N 1 પ્રક્રિયા પ્રત્યે ઊંચી પ્રતિક્રિયાત્મક્તા ધરાવે છે, કારણ કે એલાઇલ હેલાઇડમાંથી પ્રથમ તબક્કામાં બનતો એલાઇલિક કૈટાયન સ્પંદન સ્થાયી છે.

(c) બેન્ઝાઇલિક હેલાઇડમાં S_N 1 પ્રક્રિયા : બેન્જાઇલિક હેલાઇડો S_N 1 પ્રક્રિયા પ્રત્યે ઊંચી પ્રતિક્રિયાત્મક્તા ધરાવે છે, કારણ કે બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ (C₆H₅CH₂Cl) માંથી Cl^– દૂર થઈને બેઝાઇલિક કૈટાયન બને છે, જે સસ્પંદનના કારણે સ્થાયી છે.

પ્રશ્ન 28.
નીચેનાં પદ સમજાવો / વ્યાખ્યા આપો :
(i) પ્રકાશક્રિયાશીલતા
(ii) પોલારીમીટર
(iii) દક્ષિણભ્રમણીય સમઘટક
(iv) વામભ્રમણીય સમઘટક
(v) પ્રકાશીય સમઘટકો
ઉત્તર:
(i) પ્રકાશક્રિયાશીલતા : નિકોલ પ્રિઝમમાંથી સામાન્ય પ્રકાશને પસાર કરવાથી ધ્રુવીભુત પ્રકાશ મળે છે. સંયોજનોના દ્રાવણને પૉલારીમીટરમાં ભરી, તેમાંથી ધ્રુવીભૂત પ્રકાશને પસાર કરવામાં આવે તો, “જે સંયોજનનું દ્વાવણ સમતલીય ધ્રુવીભૂત પ્રકાશનું ભ્રમણ કરે છે તે સંયોજનને પ્રકાશક્રિયાશીલ સંયોજનો કહે છે.” તેઓ (+) અથવા (−) હોય છે.

(ii) પૉલારીમીટર : પ્રકાશક્રિયાશીલતા માપવાનું સાધન છે. સમતલીય ધ્રુવીભૂત પ્રકાશના ભ્રમણકૌણનું માપન પૉલારીમીટર નામના સાધન વડે કરાય છે.

(iii) દક્ષિણભ્રમણીય (ડેકસ્ટ્રી) (d) or (+) સંયોજન ઃ જે સંયોજનનું દ્રાવળ, સમતલીય ધ્રુવીભૂત પ્રકાશનું ભ્રમણ જમણીબાજુ કરે એટલે કે ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં કરે તો તે સંયોજનને દક્ષિણભ્રમન્નીય (dextrorotatory) અથવા d-સ્વરૂપ કહે છે. d-ભ્રમણને ભ્રમભ્રકોણના મૂલ્યની પહેલા (+) નિશાની વડે દર્શાવાય છે.

(iv) વામભ્રમણીય (laevorotatory) (l) or (-) સંયોજન : જે સંયોજનનું દ્રાવણ સમતલીય ધ્રુવીભૂત પ્રકાશનું ભ્રમજ્ઞ ડાબીબાજુ (ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં) કરે તે સંયોજનને વામ- ભ્રમન્નીય અથવા ટુ-સ્વરૂપ કહે છે. l-ભ્રમણને ભ્રમણકોલના મૂલ્યની પહેલા (-) નિશાની વડે દર્શાવાય છે.

(v) પ્રકાશીય સમઘટકો [d or (+) અને l or (−)] : સંયોજનના (+) અને (-) સમઘટકોને પ્રકાશીય સમઘટકો કહે છે અને આ ઘટનાને પ્રકાશીય સમઘટકતા કહે છે.

પ્રશ્ન 29.
લુઈસ પાશ્વર દ્વારા પ્રકાશક્રિયાશીલતાનું અવલોકન જણાવો.
ઉત્તર:
લુઈસ પાશ્વરે 1848 માં આધુનિક અવકાશરસાયણનો પાયો નાખ્યો.

• તેમણે અવલોકન ક્યું કે, કેટલાંક સંયોજનોના સ્ફટિકો પ્રતિબિંબિ સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
• તેમણે દર્શાવ્યું કે, આ બંને પ્રકારના સ્ફટિકોનાં સમાન સાંદ્રતાનાં જલીય દ્રાવો સમાન માત્રામાં પણ વિરુદ્ધ દિશામાં પ્રકાશીય ભ્રમણ દર્શાવે છે.
• તે માનતા હતા કે, આ બંનેની પ્રકાશીય ક્રિયાશીલતામાં જોવા મળતો તફાવત બંને પ્રકારના સ્ફટિકોમાં પરમાણુઓની ત્રિ-પરિમાણીય ગોઠવણી (વિન્યાસ)ની સાથે સંકળાયેલ છે.

નોંધ : વિન્યાસ(કૉન્ફિયુગરેશન) એટલે કાર્બન પરમાણુઓની આસપાસ ત્રિ-પરિમાન્રીય ગોઠવણી.

પ્રશ્ન 30.
પ્રકાશક્રિયાશીલતા અને તેના બંધારણ વચ્ચેના સંબંધ વિશે સવિસ્તર માહિતી આપો.
અથવા
અસમમિત કાર્બન (અવકાશકેન્દ્ર) અને પ્રકાશક્રિયાશીલતા, કિરાલિટી તથા પ્રતિબિંબિ સમઘટકો સમજાવો.
ઉત્તર:
ડચ વૈજ્ઞાનિક જે.વૉન્ટ હોફ J. van’t Hoff) અને ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક સી.લેબેલે (C. LeBel) એ 1874 માં સ્વતંત્ર રીતે પ્રકાશક્રિયાશીલતા અને અણુઓના બંધારણનો સંબંધ આપ્યો.

• મધ્યસ્થ કાર્બન : સંયોજનમાં મધ્યસ્થ કાર્બન પરમાણુની આસપાસ ચાર સમૂહો (સંયોજકતાઓ) સમચતુષ્કલકીય રીતે જોડાય છે (ગોઠવાયેલ હોય છે).
• અસમમિત કાર્બન : સંયોજનમાં કાર્બનની સાથે જોડાયેલા બધાં (ચારેય) વિસ્થાપકો જુદા-જુદા હોય તો આવા કાર્બનને અસમિત કાર્બન અથવા અવકાશકેન્દ્ર કહે છે.
• અસમમિત અને પ્રકાશક્રિયાશીલતા : અસમમિત કાર્બન (અવકાશકેન્દ્ર) ધરાવનારામાં સમિતિની ઊણપ હોય છે અને તેઓ અસમિત અણુઓ હોય છે, જે અણુઓ અસમિત હોય તેઓ પ્રકાશક્રિયાશીલતા દર્શાવે છે.
• કિરાલ, કિરાલિટી અને પ્રકાશક્રિયાશીલતા : જે કાર્બનિક અણુને તેના પ્રતિબિંબિય બંધારણની ઉપર અધ્યારોપિત કરી શકાતું નથી તો તેમને કિરાલ બંધારણો કહે છે અને આ ગુણધર્મને કિરાલિટી કહે છે. કિરાલિટી ધરાવતા અણુઓ અસમિત કાર્બન ધરાવે છે અને તેમાં અસમિત કાર્બન હોય છે. કિરાલિટી ધરાવતા અણુઓ પ્રકાશક્રિયાશીલતા હોય છે.
• પ્રતિબિંબિ સમઘટકો : જે બે પ્રતિબિંબિ અણુઓ પરસ્પર અધ્યારોપિત ન થઈ શકતા હોય તેવા અવકાશીય સમઘટકોને પ્રતિબિંબિ સમઘટકો (ઇનેન્શિયોમર્સ) કહે છે. તેઓ કરાલ (અસમિત) હોય છે અને કિરાલિટી (અસમિતતા) ધરાવતા હોય છે.

પ્રશ્ન 31.
અસમમિત (કિરાલ) અને સમમિત (અકિરાલ) વચ્ચેનો તફાવત આપો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 32.
સમજાવો : પ્રોપેન-2-ઑલ સમમિત અને અકિરાલ છે. (આકૃતિ જરૂરી)
અથવા
“પ્રોપેન-2-ઓલ પ્રકાશક્રિયાશીલતા દર્શાવતું નથી” સમજાવો.
ઉત્તર:
પ્રોપેન-2-ઑલ (CH₃CHOHCH₃) સમમિત અણુ છે, કારણ કે તેમાં સમમિત કાર્બનપરમાણુ હાજર હોય છે. આ બંધારણ દર્શાવે છે કે તેમાં કાર્બન સાથે ચાર જુદા-જુદા સમૂહો નથી. તેમાં C² સાથે બે એક સમાન –CH₃ સમૂહો છે, જેથી પ્રોપેન-2-ઑલમાં સમિતતા છે અને તે અકિરાલ અણુ છે.

મૉડેલ અથવા ત્રિ-પરિમાણીય બંધારણો : પ્રોપેન-2-ઑલનાં પ્રતિબિંબિ બંધારણો (A) અને (B) નીચેની આકૃતિ મુજબ છેઃ

(A) ના પ્રતિબિબિ બંધારણ (B)ને 180°નું ભ્રમણ આપવાથી બંધારણ (C) મળે છે. આ બંધારણો (C) અને (A)ને એક્બીજાની ઉપર સંપૂર્ણપણે અધ્યારોપિત થાય છે. આથી પ્રોપેન-2-ઑલ અકિરાલ અણુ છે.
આમ, પ્રોર્પન-2-ઑલ સમમિત અને અકિાલ હોવાથી પ્રકાશક્રિયાશીલતા દર્શાવતું નથી.

પ્રશ્ન 33.
સમજાવો : બ્યુટેન-2-ઑલ કિરાલ (અસમમિત) અને પ્રકાશ- ક્રિયાશીલ છે.
ઉત્તર:
બ્યુટેન-2-ઓલ (CH₃CHOHCH₂CH₂) અસમિત અણુ છે. કારણ કે તેમાં બીજા કાર્બન સાથે ચાર જુદા-જુદા સમૂહ પરમાણુ જોડાયેલ છે અને બીજો કાર્બન અસમમિત (કિરાલ) કાર્બન (*) છે.

બ્યુટેન-2-ઑલનાં પ્રતિબિંબિ સમઘટકો : બ્યુટેન-2-ઑલ અસમિત કાર્બન ધરાવતો હોવાથી અસમમિતતા અને કિાલિટી તથા પ્રકાશક્રિયાશીલતા દર્શાવે છે. તેનાં વસ્તુ પ્રતિબિંબિ બંધારણો D અને E નીચે પ્રમાણે છે. E ને 180° નું ભ્રમણ આપવાથી F મળે છે. D અને F એકબીજાની ઉપર અધ્યારોપિત થતાં નથી.

બંધારણ D અને E તે બ્યુટેન-2-ઑલનાં બે પ્રકાશક્રિયાશીલ સમઘટકો છે, જે પ્રતિબિંબ સમઘટકો છે.

પ્રશ્ન 34.
પ્રતિબિંબિ સમઘટકો એટલે શું ? ઉદાહરણો આપી તેમના ગુણધર્મો વિશે લખો.
ઉત્તર:
(a) પ્રતિબિંબિસમઘટકો (ઇનેન્શિયોમર્સ) : જે અણુનાં પ્રતિબિંબિો પરસ્પર અધ્યારોપિત ન થઈ શક્તાં હોય તેવા અવકાશીય સમઘટકીને પ્રતિબિંબિ સમઘટકો કહે છે. તે કિરાલ હોય છે.

(b) ઉદાહરણો :

(c) પ્રતિબિંબિ સમઘટકોના ગુણધર્મો :

• આવા સમઘટકોના ગલનબિંદુ, ઉત્કલનબિંદુ, દ્રાવ્યતા, વક્રીભવનાંક વગેરે ભૌતિક ગુન્નધર્મો સમાન હોય છે.
• તેઓના રાસાયણિક ગુન્નધર્મો પણ સમાન હોય છે.
• પ્રતિબિંબિ સમઘટકો માત્ર ધ્રુવીભૂત પ્રકાશના ભ્રમણ સંદર્ભે જ જુદા પડે છે.

બંનેમાંથી એક સમઘટક દક્ષિજ્ઞભ્રમણીય (d) or (+) હોય તો બીજો સમઘટક વામભ્રમન્નીય (l) or (–) હોય છે.
આ બે સમઘટકોનાં ભ્રમણ એક સમાન પણ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે. “આ કારણથી બે પ્રતિબિંબ સમઘટકોના સમાન પ્રમાણવાળા મિશ્રણનું ભ્રમણ શૂન્ય હોય છે, જેને ‘રેસિમિક મિશ્રણ’ કહે છે. ઐસિમિક મિશ્રણ તી dl અથવા (±) પૂર્વગથી દર્શાવાય છે.

પ્રશ્ન 35.
રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં વિન્યાસનું ધારણ (Retention) ઉદાહરણથી સમજાવો.
ઉત્તર:
ધારણ : “રાસાયણિક પ્રક્રિયા અથવા રૂપાંતરણ દરમિયાન (એક) સમમિતિકેન્દ્ર (કિરાલકેન્દ્ર) સાથેના બંધોની અવકાશીય ગોઠવણીની સંપૂર્ણતા જળવાઈ રહે છે, તેને વિન્યાસનું ધારણ કહે છે.” જો પ્રક્રિયામાં અવકાશીય કેન્દ્ર ઉપરનો બંધ તૂટે નહીં તો, તેની નીપજમાં અવકાશીય કેન્દ્રની આસપાસના સમૂહોનો વિન્યાસ, પ્રક્રિયકો જેવો જ હોય છે અને પ્રક્રિયા વિન્યાસના ધારણ સાથેની થાય છે.

(i) આવી પ્રક્રિયામાં પ્રક્રિયકમાંથી નીપજ બને તો બંનેમાં કિરાલકાર્બન હોય છે અને વિન્યાસ બદલાતો નથી.
(ii) આવી પ્રક્રિયામાં કિરાલ કાર્બન સાથેના ચારમાંથી એક પણ બંધ તૂટતો નથી, જેથી નીપજ અને પ્રક્રિયકમાં અવકાશીય કેન્દ્ર (કિરાલ કેન્દ્ર) આસપાસનો વિન્યાસ સમાન હોય છે, જેથી પ્રક્રિયાને વિન્યાસના ધારણ સાથેની કહેવાય છે.
(iii) ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે :

નોંધ : અહીં સમમિત કેન્દ્રના કાર્બન સાથેના વિન્યાસ પ્રક્રિયક તથા નીપજોમાં સમાન છે. જેમાં ચાર સમૂહ –H, CH₃, -CH₂CH₃ અને -CH₂OH કે -CHCl છે. આ ઉદાહરણમાં પ્રક્રિયક અને નીપજમાં કિાલકાર્બનનો વિન્યાસ સમાન છે પણ સમૂહ –CH₂OH માંથી –CH₂Cl બને છે, જેના પરિણામે નીપજના પ્રકાશીય ભ્રમણનું ચિહ્ન બદલાયું છે, (−) માંથી (+) થયું છે. પ્રક્રિયક વામભ્રમણીય (l or (−)) અને નીપજ દક્ષિણભ્રમણીય (d or (+)) છે.

પ્રશ્ન 36.
CH₃CHXC₂H₅ માં ધારણ, વ્યુત્ક્રમણ તથા રેસિમિકરણ ઉદાહરણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:
જો અસમમિત (કિરાલ) કાર્બનની સાથેનો કોઈ એક જ બંધ તૂટે તો અસમમિત કાર્બન થકી પ્રક્રિયાના ત્રણ પરિણામ જોવા મળે છે. ત્રણ ભિન્ન અવકાશીય ગોઠવણી ધરાવતી નીપજ બની શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, , માં અસમકાર્બન છે, તેની સમચતુલકીય રચના અને તેમાં C-X બંધ તૂટી C- Y બંધ બને ત્યારે નીચેની ત્રણ અવકાશીય વિન્યાસ ધરાવતી સંભાવનાઓ
જોવા મળે છે.

(a) ધારણ (Retention) :

• જો નીપજ તરીકે ફક્ત સંયોજન (A) મળે તો આ પ્રક્રમને વિન્યાસનું ધારણ કહે છે. (A)માં વિન્યાસનું ભ્રમણ થયેલું છે.
• ધારણ થાય ત્યારે પ્રક્રિયક અને નીપજ (A) બંનેની અવકાશીય ગોઠવત્રી સમાન રહે છે અને C – Xના સ્થાને જ C-Y બંધ અવકાશમાં છે. નીપજ બનતાં અવકાશીય રચના અચળ જળવાઈ રહે છે, જેથી આ પ્રક્રમ ‘ધારણ’ પ્રકારનો છે.
• ધારણ પ્રક્રમથી બનતી નીપજ પ્રકાશક્રિયાશીલ હોય છે.

(b) વ્યુત્ક્રમણ :

• જો પ્રક્રિયકમાંથી માત્ર સંયોજન (B)મળે તો આ પ્રક્રમમાં વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થયેલું કહેવાય.
• વ્યુત્ક્રમણ થાય ત્યારે પ્રક્રિયક અને નીપજમાં અવકાશીય ગોઠવત્તી સમાન નથી રહેતી. અસમકાર્બન સાથે અવકાશમાં C – Xના કરતાં C – Y વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે.
• વ્યુત્ક્રમણ થતાં બનતી નીપજ પ્રકાશક્રિયાશીલ હોય છે પણ પ્રકાશક્રિયાશીલતાનું ચિહ્ન ઊલટાય છે. દા.ત., (+) → (−) or (−) →(+) થાય.

(c) રેસિમિકરણ :

• જો પ્રક્રિયામાંથી બનતી નીપજમાં અવકાશીય ગોઠવણી (A) અને (B) બંને નીપજોનું 50:50 મિશ્રણ મળે તો આ પ્રક્રમને રેસિમિકરણ કહે છે.
• રેસિમિકરણ થાય તેમાં અસમમિત અણુ વિરુદ્ધ અવકાશીય ગોઠવણ અને ધારણ ધરાવતી તેવી બે નીપોનું 1:1 મિશ્રણ ધરાવતી નીપજ બને છે.
• રેસિમિકરણથી બનતી નીપજ પ્રકાશ અક્રિયાશીલ હોય છે. બનતી બે નીપજો (A) અને (B)ની પ્રકાશક્રિયાશીલતા સમાન પણ ભ્રમણ વિરુદ્ધ દિશામાં હોવાથી પરિણામી પ્રકાશક્રિયાશીલતા શૂન્ય મળે છે.

પ્રશ્ન 37.
કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા અને પ્રકાશક્રિયાશીલતા સંબંધની ચર્ચા કરો.
અથવા
S_N2 માં બનતી નીપજનું વ્યુત્ક્રમણ અને S_N1 માં બનતી નીપજનું રેસિમિકરણ ઉંદાહરણ સહિત સમજાવો.
ઉત્તર:
અસમિત કાર્બન ધરાવતા આલ્કાઇલ ખેલાઇડો પ્રકાશ- ક્રિયાશીલતા ધરાવતાં હોય છે. પ્રકાશક્રિયાશીલ કેલાઇડો કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપનથી નીપજ રચે ત્યારે નીપજ અને પ્રક્રિયકોની પ્રકાશક્રિયાશીલતા ભિન્ન હોય છે, જેનો આધાર પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ ઉપર રહે છે.
(a) S_N2 ક્રિયાવિધિમાં વ્યુત્ક્રમણ : S_N2 ક્રિયાવિધિની પ્રક્રિયા થાય તો કેલાઇડમાંના વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ થાય છે, કારણ કે પ્રક્રિયકમાનાં હેલોજન પરમાણુથી વિરુદ્ધ દિશામાં કેન્દ્રાનુરાગી જોડાયેલ નીપજ બને છે, S_N2 ક્રિયાવિધિથી હેલાઇડ સંયોજનો નીપજ રચે ત્યારે વ્યુત્ક્રમણ થવાથી વિરુદ્ધ પ્રકાશક્રિયાશીલતા ધરાવતી નીપજ બને છે.

ઉદા. જ્યારે (-)-2-બ્રોમોઓન સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ (NaOH) ની સાથે S_N2 પ્રકારે પ્રક્રિયા કરે છે, ત્યારે ^–OH સમૂહ બ્રોમાઇડના વિરુદ્ધ સ્થાને જોડાય છે અને બનતી નીપજ (+)-ઓક્ટની ઓલ હોય છે. આ પ્રક્રિયામાં પ્રક્રિયક હેલાઇડ (-) અનેં નીપજ આલ્કોહોલ (+) ભ્રમણ દર્શાવે છે.

અસમમિત હૅલાઇડ S_N2 ક્રિયાવિધિથી પ્રક્રિયા પામે તો હેલાઇડ કરતાં નીપજમાં વ્યુત્ક્રમણ અને પ્રકાશક્રિયાશીલતાના ભ્રમણની દિશા ઊલટાયેલી હોય છે.

(b) S_N1 ક્રિયાવિધિમાં રેસિમિકરણ : પ્રકાશક્રિયાશીલતા આલ્કાઇલ ઘેલાઇડ સંયોજનોની S_N2 ક્રિયાવિધિથી પ્રક્રિયામાં રેસિમિકરણ થાય છે.
S_N1 પ્રક્રિયાના પ્રથમ ધીમા તબક્કામાં કાર્બોકેટાયન બને છે. કાર્બોક્રેટાયનમાં ધનભારિત કાર્બન sp² સંકૃત હોવાથી તેની આસપાસ સમતલીય ત્રત્ર પરમાણુ હોય છે.

આ સમતલીય sp² કાર્બન ઉપર બંને દિશામાં (સમતલની ઉપર તેમજ નીચે) કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક આક્રમણ કરે છે, પરિણામે નીપજ બે ભિન્ન અવકાશીય સમઘટકોનું મિશ્રણ બને છે. બેમાંથી એક નીપજનો વિન્યાસ ધારણ’ હોય છે. જેમાં ^–OH નું સ્થાન હેલાઇડ આયનના સ્થાને જ હોય છે. બીજી નીપજમાં ‘વ્યુત્ક્રમણ’ હોય છે. જેમાં ^–OHનું સ્થાન હેલાઇડ આયનથી વિરુદ્ધ સ્થાને હોય છે.

આથી ધારણવાળી નીપજ અને વ્યુત્ક્રમણની નીપજના સમગ્ર સમાન પણ વિરુદ્ધ હોય છે અને પ્રમાણ 1 : 1 હોવાથી રેસિમિક મિશ્રણ (±) મળે છે. ઉદા. : 2-બ્રોમોબ્યુટેનના જળવિભાજનથી (+) અને (-) બ્યુટેન-2-ઑલનું મિશ્રણ બને છે.

(i) C – Br બંધ તૂટવાનો ધીમો તબક્કો :

(ii) ^–OH જોડવાનો બીજો ઝડપી તબક્કો :

(B) અને (C) नुं 1: 1 મિશ્રણ બને જે રેસિમિક મિશ્રણ છે અને પ્રકાશક્રિયાશીલ નથી.
નોંધ : (B) અને (C) બંને પ્રકાશક્રિયાશીલ છે.

પ્રશ્ન 38.
આલ્કાઇલ હેલાઇડની S_N2 અને S_N1 ક્રિયાવિધિનો તફાવત આપો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 39.
હેલોઆલ્કેન સંયોજનોની β-વિલોપન પ્રક્રિયાઓ વિશે લખો. અથવા (a) α અને β-હાઇડ્રોજન (b) β-વિલોપન પ્રક્રિયા અને (c) જેત્સુફે નિયમ ઉદાહરણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:
(a) α,β-હાઇડ્રોજન : જે કાર્બન પરમાણુની સાથે હેલોજન પરમાણુ સીધો જોડાયેલો હોય તેને α-કાર્બન પરમાણુ કહે છે અને આ β- કાર્બનની પડોશના કાર્બન પરમાણુઓને β-કાર્બન કહે છે તથા α-કાર્બન સાથે જોડાયેલ હેલોજન α-હેલોજન અને β-કાર્બન સાથે જોડાયેલ H-પરમાણુઓને β-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ કહે છે.

(b) ડિહાઇડ્રોહેલોજનીકરણ અથવા β-વિલોપન પ્રક્રિયા : જયારે β-હાઇડ્રોજન ધરાવતા હેલોઆલ્બેનને પોટેશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડના આલ્કોહૉલીય દ્રાવણની સાથે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે β-કાર્બન ઉપરથી એક હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને α-કાર્બનપરમાણુ પરથી હેલોજન પરમાણુ (X)નું વિલોપન થઈને નીપજ આલ્કીન સંયોજન તથા હાઇડ્રોજન હેલાઇડ (HX) બને છે, તે પ્રક્રિયાને સામાન્ય રીતે -વિલોપન પ્રક્રિયા અથવા ડિહાઇડ્રોહેલોજનીકરણ પ્રક્રિયા કહે છે,

(c) એલેકઝેન્ડર જેટસેવે અથવા જેન્સેફે (Saytzeff) નિયમ અને β-વિલોપન : 1875 માં રશિયનવિજ્ઞાની જેન્સેફે એક કરતાં વધારે ઇડ્રોજન ધરાવતા ખેલોઆલ્કનમાંથી મુખ્ય આલ્કીન નીપજ કઈ બનશે તે નક્કી કરવા નીચેનો નિયમ આપ્યો હતો.
નિયમ : “કેલોઆલ્કનના ડિહાઇડ્રોકેલોજનીકરણ (β-વિલોપન) પ્રક્રિયામાં મુખ્ય નીપજ તરીકે એવો આલ્કીન મળે છે કે, જેમાં દ્વિબંધથી જોડાયેલા કાર્બનની સાથે વધારે સંખ્યામાં આલ્કાઇલ સમૂહો જોડાયેલા હોય.”
દા.ત., 2-બ્રોમોપેન્ટેનની β-વિલોપન પ્રક્રિયાથી મુખ્ય નીપજ પેન્ટ-2-ઇન બને છે.

પ્રશ્ન 40.
સમજાવો : હેલોઆલ્બેન સંયોજનોમાં વિલોપન પ્રક્રિયા થાય કે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા તે જણાવો.
ઉત્તર:
કોઈ પણ રાસાયબ્રિક પ્રક્રિયા ભિન્ન પ્રક્રિયાઓની સ્પર્ધાનું પરિણામ હોય છે. આલ્કાઇલ હેલાઇડ જ્યારે કોઈ બેઈઝ અથવા કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકની સાથે પ્રક્રિયા કરે ત્યારે તેમાં પ્રક્રિયા થવાના બે સ્પર્ધાત્મક માર્ગો શક્ય હોય છે :
(A) વિલોપન પ્રક્રિયા
(B) વિસ્થાપન (S_N1 અને S_N2) પ્રક્રિયા આ પ્રક્રિયા ક્યા માર્ગે થશે તે તેના ત્રણ પરિબળો આધાર રાખે છે :
(i) આલ્કાઇલ ખેલાઇડનો સ્વભાવ
(ii) બેઇઝ કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકની પ્રબળતા અથવા કદ
(iii) પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિ

પ્રાથમિક કેલાઇડ S_N2 પ્રક્રિયાને અગ્રિમતા આપે છે. દ્વિતીયક હેલાઇડ બેઇઝ કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકની પ્રબળતાના આધારે S_N2 અથવા વિલોપન પ્રક્રિયાને અગ્રિમતા આપે છે અને સમચતુલકીય કાર્બનપરમાણુની (અવકાશીય કારણે) નજીક જવાના બદલે H-પરમાણુને દૂર કરે છે. તૃતીયક કેલાઇડ કાર્બોકેટાયનની સ્થાયિતા અથવા વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીનના આધારે S_N1 અથવા વિલોપન પ્રક્રિયા આપશે. દા.ત., CH₃CHBrCH₃ સાથે.

(A) વિલોપન : આકૃતિ-(a)ની પ્રક્રિયામાં કેન્દ્રાનુરાગી મોટા કદનો હોય તો, સમચતુલકીય કાર્બનની અવકાશીય અસરના કારણે (CH₃)₃C – O” ની સાથે વિલોપન પ્રક્રિયા થઈને આલ્કીન બને છે.


(B) વિસ્થાપન : ઉપરની પ્રક્રિયાની કેન્દ્રાનુરાગી CH₃CH₂O^– નાના કદનો હોય તો, અવકાશીય અવરોધ નડતો ન હોવાથી કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન થાય છે.

પ્રશ્ન 41.
ચિન્તાર્ડ પ્રક્રિયા સવિસ્તર સમજાવો.
અથવા
ઘાત્વીય સંયોજનો એટલે શું ? સવિસાર જણાવો.
ઉત્તર:
(a) ધાત્વીય સંયોજનો : “મોટાભાગના કાર્બનિક ક્લોરાઇડ, બ્રોમાઇડ અને આયોડાઇડ સંયોજનો કેટલીક (સક્રિય) ધાતુઓની સાથે પ્રક્રિયા કરી કાર્બન-ધાતુબંધ જે સંયોજનો રચે છે, તે સંયોજનોને ‘કાર્બ-ધાત્વીય’ સંયોજનો કહે છે.
(b) ગ્રિષ્નાર્ડ પ્રક્રિયક : કાર્બનિક કેલાઇડ સંયોજનોની શુષ્ક ઇથરમાં મૅગ્નેશિયમ ધાતુની સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી આલ્કાઇલ મૅગ્નેશિયમ કેલાઇડ(RMgX) બને છે, જેને ગ્રિષ્નાર્ડ પ્રક્રિયક કહે છે.

ઈ.સ. 1900 માં વિક્ટર ગ્રિગ્નાર્ડ નામના વૈજ્ઞાનિકે RMgX ની શોધ કરી હતી. જેમાં કાર્બ-ધાત્વીય સંયોજનનો એક વર્ગ આલ્કાઇલ મેગ્નેશિયમ કેલાઇડ R – MgX છે.

(c) ગ્રિષ્નાર્ડ પ્રક્રિયકની પ્રતિક્રિયાત્મકતા અને પ્રક્રિયાઓ :
ક્રિષ્નાર્ડ પ્રક્રિયકમાં કાર્બન-મૅગ્નેશિયમ બંધ પૂર્ણ સહસંયોજક નથી પન્ન ધ્રુવીય બંધ છે કારણ કે મૅગ્નેશિયમ ધન વિદ્યુતધ્રુવીય ધાતુ છે અને આથી મૅગ્નેશિયમ ઉપરથી કાર્બન ઇલેક્ટ્રૉન ખેંચે છે તથા કાર્બન અંશતઃ ઋણ બને છે. મૅગ્નેશિયમ કાર્બન બંધ આયનીય જેવો હોય છે, જેમાં કાર્બન બંધ ઋણ હોય છે.

“ક્રિષ્નાર્ડ પ્રક્રિયામાં કાર્બન ઋણ હોવાના કારણે તે અત્યંત પ્રતિક્રિયાત્મક છે.” આ કારણથી ક્રિષ્નાર્ડ પ્રક્રિયક પ્રોટોનના દરેક સ્રોતની સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોકાર્બન બનાવે છે.

પાણી, આલ્કોહોલ (R’OH), એમાઇન (R’NH, R’,NH) વગેરેની સાથે ગ્રિષ્નાર્ડ પ્રક્રિયા કરે છે. જેમાં તેઓ ઍસિડ તરીકે (પ્રોટૉનદાતા) હોય છે.

પ્રશ્ન 42.
પ્રક્રિયા વિશે લખો.
ઉત્તર:
પ્રક્રિયા આલ્ફાઇલ કેલાઇડમાંથી હાઇડ્રોકાર્બન બનાવવાની રીત છે. સોડિયમ ધાતુ સક્રિય છે અને આલ્કાઇલ કેલાઇડની સાથે પ્રક્રિયા કરી બમણી (બેકી) સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બન બનાવે છે.

“આલ્કાઇલ કેલાઇડ સંયોજનોની શુષ્ક થરમાં સોડિયમ ધાતુની સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોકાર્બન બનાવવાની પ્રક્રિયાને વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા કહે છે.’

પ્રશ્ન 43.
કયા કારણો છે જે એરાઇલ હેલાઇડ(હેલોએરિન) સંયોજનો કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ પ્રત્યે ઓછા પ્રતિક્રિયાત્મક છે ?
ઉત્તર:
એરાઇલ હેલાઇડ કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓમાં ઓછા પ્રતિક્રિયાત્મકતાના કારણો નીચે મુજબ દર્શાવેલ છે.
(a) સત્પંદન અસર : હેલોએરિનમાં હેલોજન પરમાણુ (Cl) ઉપરના અબંધકા૨ક ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મો, વલયમાંના π-બંધ (ઇલેક્ટ્રૉન)ની સાથે સંયુગ્મનમાં હોય છે અને નીચે દર્શાવેલા સસ્પંદન બંધારણોમાં Xનું અબંધકા૨ક ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ વલયમાં ઑર્થો અને પૅરા સ્થાને હોય છે.

બંધારણો (II), (III) અને (IV)માં C= C છે, આ સસ્પંદન બંધારણોના કારણે હેલોએરિનમાં C – Cl બંધ આંશિક દ્વિબંધ લક્ષણ ધરાવે છે. આ દ્વિબંધ હોવાથી હેલોએરિનમાં C−Cl બંધનું વિખંડન કેન્દ્રાનુરાગી વડે મુશ્કેલ બને છે અને એરાઇલ હેલાઇડ કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયાઓ પ્રત્યે ઓછા પ્રતિક્રિયાત્મક છે.

(b) C−X બંધના કાર્બનના સંકરણનો તફાવત અને S_N ક્રિયાશીલતા :

“હેલોએરિનમાં sp² કાર્બન સાથે ટૂંકો, મજબૂત C-Cl બંધ હોવાથી તેને તોડવો મુશ્કેલ છે, જેથી હેલોએરિનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા હેલોઆલ્કેનની સરખામણીમાં મુશ્કેલ હોય છે.”

(c) ફિનાઇલ કેટાયનની અસ્થાયિતા : હેલોએરિનમાં (C₆H₅ – Cl) સ્વ-આયનીકરણ થઈને બનનો ફિનાઇલ કેટાયન (C₆H₅)⁺ સસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી બનતો નથી અને તેથી હેલોએરિનની S_N1 ક્રિયાવિધિની સંભાવના હોતી જ નથી પણ 2° અને 3° આલ્કાઇલ હેલાઇડ, એલાઇલ કેલાઇડ અને બેન્ઝાઇલ હેલાઇડના કેટાયન સ્થાયી હોવાથી સરળતાથી S_N1 ક્રિયાવિધિથી પ્રક્રિયાઓ આપે છે.

(d) હેલોએરિનમાં ઇલેક્ટ્રૉનની ધનિકતા ઃ હેલોએરિનમાં ઇલેક્ટ્રૉન- ધનિક કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયક (:Nu^–) ની ઇલેક્ટ્રૉનનિક હેલોએરિન સંયોજન તરફના અપાકર્ષણોના કારણે, હેલોએરિનની કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયાઓની સક્રિયતા ઘટી જાય છે.

પ્રશ્ન 44.
હેલોએરિનના C – Cl માંના -Cl નું OH^– વડે વિસ્થાપનની પ્રક્રિયાઓ લખો.
ઉત્તર:
(i) ક્લોરોબેન્ઝિનની OH^– વડે કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા :

(ii) p-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનની NaOH ની સાથે કેન્દ્રાનુરાગી ક્લોરોબેન્ઝિન વિસ્થાપન પ્રક્રિયા :

(iii) 2,4-ડાયનાઇટ્રોક્લોરો બેન્ઝિનની NaOHની સાથે ગરમ કરતાં કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કરવાથી 2,4-ડાયનાઇટ્રો- ફિનોલ મળે છે.

(iv) 2,4,6-ટ્રાયનાઇટ્રોક્લોરો બેન્ઝિનની H₂ 0ની સાથે ગરમ કરીને કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કરવાથી 2,4,6-ટ્રાયનાઇટ્રોફિનોલ બને છે.

પ્રશ્ન 45.
“હેલોએનિ સંયોજનોમાં ઑર્થો અને પેરા સ્થાનમાં ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષક સમૂહ (−NO₂) ની હાજરી, હેલોએરિન સંયોજનોની પ્રતિક્રિયાત્મકતામાં વધારો કરે છે.” – પ્રક્રિયાનાં ઉદાહરણથી પુસ્વાર કરો.
ઉત્તર:
હેલોએરિનમાં –NO₂ સમૂહ હાજર હોય તો –Clનું વિસ્થાપન ^–OH વડે સરળતાથી થાય છે. -NO₂ ની હાજરીમાં S_N પ્રક્રિયાની પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધે છે. દા.ત., C₆H₅Cl માં Clનું વિસ્થાપન ^–OH વર્ડ કરવા 623 K તાપમાન અને 300 alm દબાન્નની જરૂર પડે છે પન્ન p-NO₂C₆H₄Clના Clનું ^–OH વડે વિસ્થાપન 443K જેટલી નીચા તાપમાન અને સામાન્ય દબાñ થાય છે. (જુઓ પ્રશ્ન-44 ની પ્રક્રિયા (i), (ii)] હેલોએરિનમાં ઑર્થો અને પૅરા સ્થાનમાં જેમ –NO₂ સમૂહોની સંખ્યા વધારે હોય તેમ વધારે સરળતાથી, નિર્બળ પરિસ્થિતિમાં -Clનું વિસ્થાપન ^–OH વડે થાય છે.
દા.ત., પ્રશ્ન-46 માં (ii), (iii) અને (iv)માં,
(ii) માં એક -NO₂ હોય તો 443K તાપમાને
(iii) માં બે –NO₂ હોય તો 368K તાપમાને
NaOH વડે ફિનોલિક સંયોજન બને છે અને (iv) માં ત્રણ –NO₂ હોય તો પાણીની સાથે ગરમ કરવાથી -Cl નું વિસ્થાપન ^–OH વડે થાય છે. આ પુરવાર કરે છે કે ક્લોરોએરિનમાં ઑર્થો, પૅરા સ્થાનમાં – NO₂ સમૂહોની સંખ્યા વધારે તેમ તેનું સરળતાથી જળવિભાજન થઈને -Cl નું વિસ્થાપન ^–OH વડે થાય છે.

પ્રશ્ન 46.
હેલોએરિનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાની સરળતા -NO₂ સમૂહની 0,p-સ્થાનમાં હાજરીથી શા કારણથી વધે છે ?
ઉત્તર:
નાઇટ્રો સમૂહ (–NO₂) સસ્પંદન અસરથી તેના ઑર્થો અને પૅરા સ્થાનોમાં સસ્પંદનથી ધનભાર આપે છે. -NO₂ સસ્પંદન અસરથી વલયમાંથી ઇલેક્ટ્રૉનયુગ્મ બહાર ખેંચી, ઑર્થો અને પૅરા સ્થાનમાં ધનભાર આપી ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા ઘટાડે છે.


આમ, C – Cl બંધનો કાર્બન (I) અને (II) ધનભારિત, ઓછી ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતાવાળો હોવાથી કેન્દ્રાનુરાગી ^–OH વડે હુમલો સરળ બને છે, જેથી -Clના ઑર્થો-પૅરા સ્થાનમાં -NO₂ હાજર હોય તો હેલોજનનું કેન્દ્રાનુરાગી વડે વિસ્થાપન સરળ બને છે.

પ્રશ્ન 47.
ઑર્થો અને પેરા નાઇટ્રોહેલોએરિનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ સમજાવો.
ઉત્તર:
જો હેલોએરિન (C₆H₅Cl) માં ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષક (–NO₂) સમૂહ –Cl ના ઑર્થો અથવા પૅરા સ્થાનમાં હાજર હોય તો તેવા સંયોજનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે હોય છે. આ પ્રક્રિયાની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન એક આણ્વીય (S_N1) પ્રકારે થાય છે. આ S_N1 ક્રિયાવિધિ નીચે પ્રમાણે છે.

(i) પૅરા સ્થાને –NO₂ હાજર હોય તો…

(ii) ઑર્થો સ્થાને –NO₂ હાજર હોય તો…

ઉપરનાં બંધારણ (II) માં -NO₂ ધરાવતો કાર્બન (−) છે, જે વિશિષ્ટ સ્થિરતા આપે છે.
ઉપરનાં બંધારણો (I), (II), (III) પ્રથમ ધીમા તબક્કામાં બનતા કાર્બનાયનોનાં સસ્યંદન બંધારણો છે.
બંધારણ (IV) મધ્યસ્થી કાર્બનાયનનું સંકર સ્વરૂપ છે.
આ પ્રક્રિયા સસ્પંદન સ્થાયી કાર્બનાયન બનીને બે તબક્કામાં પૂર્ણ થતી S_N1 ક્રિયાવિધિની છે.
આમ, ઓર્થોપરા સ્થાનનું –NO₂ સમૂહ હેલોએરિનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાન (S_N1) સરળ બનાવી –Clનું વિસ્થાપન ^–OH વડે કરે છે.

પ્રશ્ન 48.
ઑર્થો અને પૅરાના સ્થાને m-નાઇટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનની કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ સમજાવો.
ઉત્તર:
m-નાઇટ્રોક્લોરોબેન્ઝિનની HO^– કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયાની S_N1 ક્રિયાવિધિ નીચે પ્રમાણે આપી શકાય.

ઑર્થો અને પૅરા સ્થાને -NO₂ હોય તો મધ્યસ્થી કાર્બોનાયનનાં વિશિષ્ટ બંધારણ (IT) છે, જેમાં -NO₂ સમૂહ ધરાવતો કાર્બન ઋપ્રભાર ધરાવે છે.

m-નાઇટ્રોક્લોરો બેન્ઝિનના મધ્યસ્થી કાર્બનાયનના સસ્પંદન બંધારણોમાંથી એક પણમાં -NO₂ ધરાવતા કાર્બનની ઉપર ઋણભાર નથી. આ કારણથી મૅટા સ્થાને –NO₂ ની હાજરીથી હેલોએરિનની પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઉપર અસર થતી નથી.

પ્રશ્ન 49.
હેલોએરિન ઇલેક્ટ્રૉનઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ કયા કારણોથી ઑથ અને પૅરા સ્થાને થાય છે પણ બેઝિનના કરતાં ધીમી છે ?
ઉત્તર:
હેલોએરિનની હેલોજીનેશન, નાઇટ્રેશન, સલ્ફોનેશન અને ફિડલ-ક્રાફ્ટ પ્રક્રિયાઓ હેલોજનના ઑર્થો-પૅરા સ્થાનોમાં થાય છે. કારણ કે હેલોજન પરમાણુ હ્ર p×સ્થાન નિર્દેશક છે. હેલોબેન્ઝિનનાં સસ્પંદન બંધારણો નીચે પ્રમાણે છે.

આ બંધારણોમાં ઓર્થો અને પૅરા સ્થાનોમાં ઋણભાર હોવાથી ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા વધારે છે. આ કારણથી ઇલેક્ટ્રૉનઅનુરાગી પ્રક્રિયક હેલોજનના ઓર્થો-પરા સ્થાને ઉપર હુમલો કરે છે. -X તે ઑર્થો-પરા સ્થાન નિર્દેશક છે અને ઇલેક્ટ્રૉનઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા -Xના ઓર્થોં તથા પેરા સ્થાને થાય છે. બેન્ઝિનના કરતાં કેલોએરિન ઇલેક્ટ્રોનઅનુરાગી પ્રક્રિયામાં અક્રિય છે. હેલોજન પરમાણુ (X) ની પ્રેરક અસર ઇલેક્ટ્રૉન આકર્ષક (−I) છે.

આ કારણથી હેલોજન પરમાણુ બેન્ઝિન વલયમાંથી ઇલેક્ટ્રૉનને પોતાની તરફ આકર્ષે છે, આના પરિણામે બેન્ઝિનની સરખામણીમાં હેલોબેઝિનના વલયમાં ઇલેક્ટ્રૉન માત્રામાં ઘનતા ઓછી હોય છે. જેથી હેલોએરિન સંયોજનો બેન્ઝિનની સરખામણીમાં થોડી માત્રામાં અક્રિય હોય છે. આ કારણથી હેલોએરિનની ઇલેક્ટ્રૉનઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ બેન્ઝિનના કરતાં ધીમી હોય છે અને વધારે ઉગ્ર પરિસ્થિતિમાં કરવી આવશ્યક બને છે.

પ્રશ્ન 50.
ક્લોરોબેઝિનની ઇલેક્ટ્રૉનઅનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ જણાવો.
ઉત્તર:
આ પ્રક્રિયાઓ S_E2 એરોમેટિક ક્રિયાવિધિથી op-સ્થાને થાય છે.
(i) ક્લોરોબેન્ઝિનનું હેલોજીનેશન (ક્લોરિનેશન) :

(ii) ક્લોરોબેન્ઝિનનું નાઇટ્રેશન :

(iii) ક્લોરોબેન્ઝિનનું સલ્ફોનેશન :

(iv) ક્લોરોબેન્ઝિનની ફિડલ-ક્રાફ્ટસ આલ્કાઇલેશન પ્રક્રિયા :

(v) ક્લોરોબેન્ઝિનની ફિડલ-કાફ્ટસ એસાઇલેશન પ્રક્રિયા :

પ્રશ્ન 51.
એરાઇલ હેલાઇડની ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયાઓ આપો.
અથવા
એરાઇલ હેલાઇડની ઘાતુ સાથેની કેટલી પ્રક્રિયાઓ છે ? ઉદાહરણ આપી સમજાવો.
ઉત્તર:
એરાઇલ ડેલાઇડની ધાતુ સાથેની ત્રણ પ્રક્રિયા : (a) વુ ફિટિંગ પ્રક્રિયા, (b) ફિટિંગ પ્રક્રિયા (c) પ્રશ્નાર્ડ પ્રક્રિયા
(a) વુર્ટ્ઝ ફિટિંગ પ્રક્રિયા : જ્યારે શુષ્ક ઇથરમાં સોડિયમ ધાતુની સાથે આલ્કાઇલ કેલાઇડ અને એરાઇલ કેલાઇડના મિશ્રણની સાથે પ્રક્રિયા કરાય ત્યારે આલ્કાઇન એરિન બને છે, જેને વુદ્ગ ફિટિંગ પ્રક્રિયા કહે છે. દા.ત.,

(જયાં X = Cl, Br, l), (R = -CH₃ -CH₂CH₃)
એરાઇલ ઘેલાઇડ સંયોજનોની શુષ્ક ઇથરમાં સોડિયમ ધાતુની સાથે પ્રક્રિયા કરાય ત્યારે સમાનધર્મી એરિન સંયોજન બને છે, જેને ફિટિંગ પ્રક્રિયા કહે છે. દા.ત.,

(c) ત્રિષ્નાર્ડ પ્રક્રિયા : એરાઇલ હેલાઇડની શુષ્ક ઈઘરમાં મૅગ્નેશિયમ ધાતુની સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી એરાઇલ મૅગ્નેશિયમ લાઇડ બને છે.

પ્રશ્ન 52.
પોલિહેલોજન સંયોજનો એટલે શું ? ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર:
એક કરતાં વધારે હેલોજન પરમાણુ ધરાવતા કાર્બનિક સંયોજનોને પૉલિધેલોજન સંયોજનો કહેવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે નીચે આપેલ કેટલાક પૉલિહેલોજન સંયોજનો :

• ડાયક્લોરોમિથેન (CH₂Cl₂)
• ટ્રાયક્લોરોમિથેન ક્લોરોફોર્મ (CHCl₃)
• ટ્રાયઆયોડોમિથેન આયોડોફોર્મ (CHI₃)
• ટેટ્રાક્લોરોમિથેન/કાર્બનટેટ્રાક્લોરાઇડ (CCl₄)
• ફ્રિઓન (મિથેન અને ઇથેનના ક્લોરોફ્લોરોકાર્બન), ક્રિઓન-12 (CCl₂F₂)
• p,p’-ડાયક્લોરો ડાયફિનાઇલ ટ્રાયક્લોરો ઇથેન (DDT)

પ્રશ્ન 53.
ડાયક્લોરોમિથેન (મિથિલીન ક્લોરાઇડ) CH₂Cl₂ ના ઉપયોગ તથા તેનાથી થતાં નુકસાનો (આડઅસરો) જણાવો.
ઉત્તર:
(a) ડાયક્લોરોમિથેનનો ઉપયોગ :
ડાયક્લોરોમિથેનનો સૌથી વધારે ઉપયોગ દ્વાવક તરીકે, રંગ(પેઇન્ટ) દૂર કરનાર તરીકે, વાયુવિલય (aerosols)માં નોદક (propellant) તરીકે, ઔષધોના ઉત્પાદનમાં પ્રક્રમ દ્રાવક તરીકે વપરાય છે. તે ધાતુની સફાઈમાં અને પરિષ્કૃતિ (finishing) દ્રાવક તરીકે પણ ઉપયોગી છે.

(b) ડાયક્લોરોમિથેનના ઉપયોગથી થતાં નુકસાનો ઃ

• તે મનુષ્યના ચેતાતંત્રને નુકસાન કરે છે.
• તે ઓછા પ્રમાણે હવાનાં સંપર્કમાં આવે તો સાંભળવાની અને જોવાની ક્ષમતામાં આંશિક નુકસાન થાય છે.
• જો હવામાં મિથિલીન ક્લોરાઇડનું પ્રમાણ વધારે થાય તો ચક્કર આવવા, ઊલટી થવી, હાથ-પગની આંગળીઓ અને અંગૂઠામાં ઝણઝણાટી તથા જડતા આવવી વગેરે થાય છે.
• મિથિલીન ક્લોરાઇડ મનુષ્યની ત્વચાના સીધા સંપર્કમાં આવે તો તીવ્ર બળતરા થાય અને ત્વચા આછા લાવ રંગની બને છે.
  તે આંખોના સીધા સંપર્કમાં આવે તો કોર્નિયાને બાળી નાખે છે.

પ્રશ્ન 54.
ટ્રાયક્લોરોમિથેન (ક્લોરોફોર્મ) CHCl₃ ના ઉપયોગ તથા તેનાથી થતાં નુકસાનો જણાવો.
ઉત્તર:
(a) ક્લોરોફોર્મના ઉપયોગો :
રાસાયણિક રીતે તેનો ઉપયોગ ચરબી, આલ્ફ્રેલોઇડ, આયોડિન અને અન્ય પદાર્થોંના દ્રાવક તરીકે થાય છે. હાલમાં ક્લોરોફોર્મનો મુખ્ય ઉપયોગ ક્રિઓન પ્રશીતક R-22ના ઉત્પાદનમાં થાય છે.
પહેલા ક્લોરોફોર્મનો ઉપયોગ સર્જરીમાં સામાન્ય નિશ્ચેતક તરીકે થતો હતો પણ હવે નિશ્ચેતક તરીકે ક્લોરોફોર્મના સ્થાને ઇથર જેવા ઓછા વિષાલુ અને વધારે સુરક્ષિત નિશ્ચેતકો વપરાય છે.

(b) ક્લોરોફોર્મથી થતાં નુકસાનો :
ક્લોરોફોર્મ નિશ્ચેતક છે, તેની બાષ્પ શ્વાસમાં જવાથી ‘ચેતાતંત્ર’ નિર્બળ બને છે. પ્રતિ દસ લાખ ભાગમાં 900 ભાગ ક્લોરોફોર્મ ધરાવતી હવા બહુ ઓછા સમય સુધી શ્વાસમાં જાય તો ચક્કર આવે, થાક લાગે અને માથાનો દુઃખાવો થઈ શકે છે.
ક્લોરોફોર્મ લાંબા સમય સુધી સંપર્કમાં આવે તો કૃત્ત અને કિડનીને નુકસાન પહોંચાડે છે (યકૃતમાં ક્લોરોફોર્મ ફોન્જિનમાં ચયાપચય પામે છે).
કેટલીક વ્યક્તિઓની ત્વચા જો ક્લોરોફોર્મમાં ડુબેલી રહેતી હોય તો તેમાં ઘા પડે છે.

(c) ક્લોરોફોર્મનો સંગ્રહ : ક્લોરોફોર્મને ઘેરા રંગની બૉટલમાં ભરવામાં આવે છે, કારણ કે ક્લોરોફોર્મ પ્રકાશની હાજરીમાં હવા (O₂) વડે ધીમે-ધીમે અત્યંત વિષાલુવાયુ કાર્બોનિલ ક્લોરાઇડ (COCl₂) માં ઑક્સિડેશન પામે છે. જેથી આવી પ્રક્રિયા ન થાય તે માટે ક્લોરોફોર્મનો સંગ્રહ ઘેરા રંગની ૉટલમાં પૂર્ણ ભરીને કરાય છે.

ફૉસ્ટિન (COCl₂) તે વિષાલુવાયુ છે, જે યકૃત અને કિડનીને નુક્સાન કરે છે.

પ્રશ્ન 55.
ટ્રાયઆયોડોમિથેન (આયોડોફોર્મ) CHI₃ ના ઉપયોગ વિશે લખો.
ઉત્તર:
શરૂઆતમાં આયોડોફોર્મનો ઉપયોગ જીવાણુનાશી તરીકે થતો હતો.
આયોડોફોર્મનો જીવાણુનાશી ગુણધર્મ તેના પોતાના કારણે નથી હોતો પણ તેમાંથી ઉત્પન્ન થતા મુક્ત આયોડિનના કારણે હોય છે.
મુક્ત આયોડિનની વાસ અરુચિકર હોય છે.
હાલમાં આયોડોફોર્મના સ્થાને આયોડિનયુક્ત અન્ય દવાઓનો ઉપયોગ કરાય છે, જેમાં મુક્ત આયોડિન અને વાસ નથી હોતી.

પ્રશ્ન 56.
ટેટ્રાક્લોરોમિથેન (કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ) CCl₄ ના ઉપયોગો અને તેનાથી થતાં નુકસાન જણાવો.
ઉત્તર:
(a) કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડના ઉપયોગો :
પ્રશીતક બનાવવામાં તેનું મોટા જથ્થામાં ઉત્પાદન કરાય છે. અને વાયુવિલય પાત્રો માટે નોદકના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ માટે કરાય છે.
તેનો ઉપયોગ ફ્લોરીક્લોરોકાર્બન સંોજનો અને અન્ય રસાયણોના સંશ્લેષણમાં કાચામાલ તરીકે થાય છે.
1960ના મધ્ય સુધી ઉદ્યોગોમાં ગ્રીઝની સફાઈ માટે અને ઘરમાં દાગ દૂર કરવાના દવ તરીકે તથા અગ્નિશામક તરીકે તેનો બોળો ઉપયોગ થતો હતો.

(b) કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડથી થતાં નુકસાન:

• કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડના વિશેષ સંપર્કથી મનુષ્યોમાં યકૃતનું કૅન્સર થાય છે.
• તેની અસરથી ચક્કર આવવા, માથું હલકુ થવું, ઉબકા અને ઊલટી થવી વગેરે છે, જેના કારણે ચેતાકોષોમાં કાયમી તિ પહોંચે છે.
• કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડની વધુ અસરથી ગંભીર પરિસ્થિતિમાં આ અસરોથી તરત બેભાન થવું, મૂર્છિત (coma) થવું અથવા મૃત્યુ પામવું વગેરે થઈ શકે છે.
• ટેટ્રાક્લોરોમિથેન હવામાં મુક્ત થાય તો, વાતાવરણમાં પહોંચી ઓઝોનસ્તરનું ક્ષયન કરે છે.
• ઓઝોનસ્તરના ક્ષયનથી મનુષ્યનો પારાંબલી કિરણો સાથેનો સંપર્ક વધે છે અને તેના કારણે ચામડીનું કેન્સર, આંખના રોગો અને વિકાર તથા પ્રતિરક્ષા તંત્રમાં ભંગાન્ન થઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 57.
ફ્રિોન (Freons) વિશે સવિસ્તર જણાવો.
ઉત્તર:
(a) ફિઓન : મિથેન અને ઇથેનના ક્લોરોફ્લોરોકાર્બન સંયોજનો સંયુક્ત રીતે ક્રિઓન તરીકે ઓળખાય છે. આ સંયોજનોની વિશાળ શ્રેણી છે, જેમાં CCl₂F₂ને ફિઓન-12 તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(b) ફિઓનના ગુણધર્મો : ફિઓન અતિસ્થાયી, અપ્રતિક્રિયાત્મક, બિનઝેરી, અસંક્ષારક (non-corrosive), રંગવિહીન અને વાસવિહીન અને સરળતાથી પ્રવાહીમાં પરિવર્તન પામતા વાયુઓ છે. તેની અસરથી ધાતુને કાટ લાગતો નથી.

(c) ફિઓનના ઉપયોગો : ઉદ્યોગોમાં સૌથી વધારે ફિઓન-12નો ઉપયોગ થાય છે, જે સામાન્ય ફ્રિઓનો પૈકીનો એક છે. તેનું ઉત્પાદન સ્વાર્ટસ્ પ્રક્રિયા વર્ડ ટેટ્રાક્લોરોમિથેનમાંથી કરાય છે. ફ્રિઓન વાયુવિલય નોદક, પ્રશીતન અને વાતાનુકૂલિતમાં ઉપયોગ કરવા માટે ઉત્પન્ન કરાય છે. 1974 સુધીમાં વિશ્વનું વાર્ષિક કુલ ફિઓન ઉત્પાદન આશરે 20 કરોડ પાઉન્ડ સુધી હતું

(d) ફિઓનથી થતાં નુકસાન : શોભાવરણમાં ફિઓન મુક્તમૂલક શૃંખલા પ્રક્રિયાઓની શરૂઆત કરી શકે છે, જે કુદરતી ઓઝોન સમતોલનને ખલેલ પહોંચાડી શકે છે.

પ્રશ્ન 58.
p, p’-ડાયક્લોરો ડાયફિનાઇલ ટ્રાયક્લોરોઇથેન (DDT) વિશે જણાવો.
થવા
DDTની બનાવટ, ગુણધર્મો, સમસ્યા અને ઉપયોગો લખો.
ઉત્તર:
(a) બનાવટ : ક્લોરલ અને ક્લોરોબેન્ઝિનની સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરતાં DDT બને છે. તેનું બંધારણ નીચે મુજબ દર્શાવેલ છે.

(b) DDTની શોધ : તે પ્રથમ ક્લોરિનયુક્ત કાર્બીનક જંતુનાશક છે. સૌપ્રથમ 1873 માં DDTને મૂળ રીતે બનાવાયો હતો અને DDT જંતુનાશક તરીકે અસરકારક છે તેવી શોધ 1931 માં સ્વિત્ઝરલેન્ડના ગિગી ઔષધાલયના પૌલ મુલરે કરી હતી. 1948માં પૌલ મુલરને DDTની અસરકારક ઔષધ તરીકેની શોધ માટે – ચિકિત્સા અને દેહધર્મવિદ્યા- વિજ્ઞાન માટેનું ‘નોબલ પારિતોષિક’ એનાયત કરવામાં આવ્યું હતું.

(c) DDTના ગુણધર્મો :

• DDT સફેદ ઘન પદાર્થ છે.
• તેમાંથી ક્લોરિનની તીવ્ર વાસ આવે છે અને તેનાથી આંખો બળે છે.
• તે શરીરમાં ાય તો કૅન્સર થવાની શક્યતા રહે છે.

(d) DDT નો ઉપયોગ :

• તે જંતુનાશક તરીકે ખૂબ ઉપયોગી હતો અને છે.
• DDT મુખ્યત્વે મેલેરિયા ફેલાવનારા મચ્છરો તથા ટાઈફસ (એક ગંભીર પ્રકારનો ચેપી તાવ) ફેલાવનારી ઝુઓનો નાશ કરવામાં અસરકારક હતો.
• આ કારણથી DDT નો ઉપયોગ દ્વિતીય વિશ્વયુદ્ધ પછીથી વિશ્વસ્તરે બેહદપન્ને થવા લાગ્યો.

(e) DDT ના ઉપયોગથી થતી સમસ્યાઓ અને નુકસાનો :

• DDTના અધિક ઉપયોગના કારણે 1940ના અંતમાં સમસ્યાઓ ઉત્પન્ન થતી જોવા મળી.
• જંતુઓની અનેક પ્રજાતિઓએ D પ્રત્યે પ્રતિરોધાત્મકતા વિકસાવી દીધી અને માછલીઓના માટે અતિઝેરી સાબિત થઈ હતી.
• DDT રાસાયણિક રીતે સ્થાયિતા ધરાવતો હોવાથી અને ચરબીમાં દ્રાવ્ય હોવાથી સમસ્યાઓ વધુ જટિલ બની હતી. DDTનું ઝડપથી ચયાપચયન થતું નથી પણ તેના બદલે DDT ચરબીયુક્ત પેશીઓમાં જમા થાય છે અને સંગ્રહાય છે. જો DDTનું
• અંતઃગ્રહણ સ્થાયી દરે સતત થતું રહે તો પ્રાણીઓમાં DDTની માત્રા સમય વધવાની સાથે વધે છે.
• 1973 માં સંયુક્ત રાષ્ટ્રએ DDTના ઉપયોગની ઉપર પ્રતિબંધ લગાવ્યો હતો. તેમ છતાં વિશ્વના અનેક સ્થાનોમાં આજે પણ DDTને ઉપયોગ થઈ રહ્યો છે.

પ્રશ્ન 59.
દૈનિક જીવનમાં ઉપયોગી તેવા હેલોજન સંયોજનોના નામ જણાવી તમારા મત પ્રમાણે તેની આડઅસરોને ઘટાડવા માટે શું કરવું જોઈએ ?
ઉત્તર:
કેટલાંક એવા હેલોજન સંયોજનો જે આપણા દૈનિક જીવનમાં ઉપયોગી પણ છે. અને નુકસાનકારક પણ છે, જેવા કે CH₂Cl₂, CHCl₃, CHI₃, CCl₄, ક્રિઓન અને DDT છે. આ વર્ગનાં કેટલાંક સંયોજનો જીવ અને વનસ્પતિ માટે અને પારજાંબલી પ્રકાશના સંપર્ક માટે વધારે જવાબદાર છે, જે મોટા પ્રમાણમાં વિઘટન-ભંગાણ સર્જે છે તથા પર્યાવરણીય જોખમો ઊભા કરે છે, જે નીચે પ્રમાણે સંક્ષિપ્ત જણાવેલ છે.
(i) ટેટ્રાક્લોરોમિથેન (CCl₄) : તે હવામાં મુક્ત થાય તો વાતાવરણમાં પહોંચે છે અને ઓઝોનસ્તરનું ક્ષયન કરે છે. આથી મનુષ્યની પારાંબલી પ્રકાશ સાથેનો સંપર્ક વધે છે. જેના કારણે ચામડીના કૅન્સર, આંખના રોગો અને વિકાર તથા પ્રતિરક્ષા તંત્રમાં ભંગાણ શક્ય બને છે. આ UV કિરણો વનસ્પતિ છોડોને નુકસાન કરે છે અને દરિયાઈ વિભાગમાં છોડવાઓનો ઘટાડો કરે છે.

(ii) ફ્રિઔન તે લાંબો સમય વાતાવરણમાં રહે છે. ક્ષોભાવરણમાં ક્રિઓન મુક્તમૂલક થી શૃંખલા પ્રક્રિયાઓની શરૂઆત કરી શકે છે કે જે કુદરતી ઓઝોન સંતુલનને ખલેલ પહોંચાડી શકે છે, જે ઊંચા પ્રમાણમાં નુકસાન કરવા જવાબદાર બને છે.

(iii) DDT : DD તે સંપૂર્ણ વિઘટનશીલ નથી. રાસાયત્રિક સ્થિરતા અને ચરબીમાં દ્રાવ્યતાના કારણે પ્રાણીઓના શરીરમાં DDT જમા થાય છે. DDT પ્રાણીઓમાં ચયાપચયન પામતા નથી અને ચરબીયુક્ત પેશીઓમાં જમા થાય છે અને સંગ્રહાય છે. આના પરિણામે જીવોની પ્રણાલીમાં ભંગાણ થાય છે. આ પ્રકારના હેલોજન સંયોજનોનાં નુકસાન ઘટાડવા માટે ફિઓન, હાઇડ્રોફલોરોકાર્બન, ફ્લોરોકાર્બન, હાઇડ્રોકાર્બનનો સીધો ઉપયોગ પ્રશીતન અને વાતાનુકૂલિતમાં કરવો જોઈએ કારણ કે આ સરળતાથી પ્રવાહીકરણ પામતા સ્થાયી વાયુ છે. આ તોભાવરણમાં સ્થાયી છે. Flora અને Fauna (પ્રાત્રી અને વનસ્પતિ)ને નુકસાન કરતા નથી.