GSEB Solutions Class 11 Chemistry Chapter 13 હાઇડ્રોકાર્બન

Gujarat Board GSEB Textbook Solutions Class 11 Chemistry GSEB Solutions Class 11 Chemistry Chapter 13 હાઇડ્રોકાર્બન Textbook Questions and Answers.

Gujarat Board Textbook Solutions Class 11 Chemistry Chapter 13 હાઇડ્રોકાર્બન

GSEB Class 11 Chemistry હાઇડ્રોકાર્બન Text Book Questions and Answers

પ્રશ્ન 1.
મિથેનના ક્લોરિનેશન દરમિયાન ઇથેન બને છે, તે તમે કેવી રીતે સમજાવશો.
અથવા
મિથેનના ક્લોરિનેશનની ક્રિયાવિધિ સમજાવો.
ઉત્તર:
આલ્બેનનું હેલોજીનેશન મુ તમૂલક શૃંખલા દ્વારા “મુક્તમૂલક વિસ્થાપન ક્રિયાવિધિ”થી ત્રણ તબક્કાઓ પૂર્ણ થાય છે. (a) પ્રારંભન (b) સંચરણ અને (c) સમાપન. મિથેનના ક્લોરિનેશનની મુક્તમૂલક વિસ્થાપન ક્રિયાવિધિ નીચે પ્રમાણે છે :

(a) પ્રારંભન (initiation) (તબક્કો-I) : આ પ્રક્રિયા પ્રકાશ (hV) અથવા ગરમી 573 થી 773 K તાપમાનની હાજરીમાં પ્રારંભમાં પામે છે. ગરમી કે પ્રકાશની ઊર્જાથી ક્લોરિન (Cl₂) ના અણુનું સમવિભાજન થઈને ક્લોરિન મુક્તમૂલક (\(\dot{\mathrm{C}}\)l) બને છે.

Cl – Cl બંધ, C – C અને C – H બંધ કરતાં નિર્બળ છે અને તેથી Cl – Cl તે સરળતાથી તૂટે છે.

(b) સંચરણ (Propagation) (તબક્કો-II) : ક્લોરિન મુક્તમૂલક ઘણોજ ક્રિયાશીલ હોય છે; તે મિથેનના અણુની સાથે પ્રક્રિયા કરી C – H બંધનું સમવિભાજન કરી, H – Cl માં ફેરવાય છે; અને મિથાઇલ મુક્તમૂલક \(\dot{\mathrm{C}}\)H₃ ઉત્પન્ન કરે છે.

(ii) આ રીતે બનેલો મિથાઇલ મુક્તમૂલક (\(\dot{\mathrm{C}}\)H₃) ક્લોરિનના બીજા અણુનું સમવિભાજન કરી મિથાઇલ ક્લોરાઇડ અને ક્લોરિન મુક્તમૂલક બને છે.

• સમી. (i) અને (ii) પ્રમાણે પ્રક્રિયા સતત ચાલ્યા કરે પ્રક્રિયા શરૂ થયા પછી અટકે જ નહીં તેવું વિચારી શકાય. આથી આ બીજો તબક્કો સંચરણ (Propagation) સતત ચાલ્યા કરે.
• પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતા મિથાઇલ અને ક્લોરિન મુક્તમૂલકો પુનઃયોગ્ય સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરી શૃંખલા પ્રક્રિયાનો પ્રારંભ કરે છે. પ્રક્રિયા (a) અને (b) ની વધારે પ્રમાણમાં હેલોજનયુક્ત (પોલીહેલો મિથેન) નીપજો નીચે દર્શાવ્યા પ્રમાણે બને છે.
  CH₃Cl + \(\dot{\mathrm{C}}\)l → \(\dot{\mathrm{C}}\)H₂Cl + HCl
  \(\dot{\mathrm{C}}\)H₂Cl + Cl – Cl → CH₂Cl₂ + \(\dot{\mathrm{C}}\)l

(c) સમાપન (termination) : તબક્કો-II પ્રમાણે પ્રક્રિયા પ્રારંભ કર્યા પછીથી hV કે ગરમીની હાજરી ન હોય તોપણ પૂર્ણ થાય તેવું લાગે છે પણ વાસ્તવિકતામાં પ્રક્રિયામાં સતત hV ની જરૂર પડે છે. કારણ કે, નીચે પ્રમાણેની આડપ્રક્રિયામાં મુક્તમૂલકો પરસ્પર જોડાવાથી ઘટી જાય છે. મુક્તમૂલકો જોડાવાથી પ્રક્રિયાનું સમાપન થાય અને પુરોગામી થતી અટકી જાય. આપેલ પ્રક્રિયામાં સતત સૂર્યપ્રકાશની હાજરી જરૂરી છે. મુક્તમૂલકોનાં જોડકાં બનવાની આડ પ્રક્રિયા નીચે આપી છે.
(i) \(\dot{\mathrm{C}}\)l + \(\dot{\mathrm{C}}\)l → Cl – Cl
(ii) H₃\(\dot{\mathrm{C}}\) + \(\dot{\mathrm{C}}\)H₃ → H₃C – CH₃ (ઇથેન)
(iii) H₃\(\dot{\mathrm{C}}\) + \(\dot{\mathrm{C}}\)l → CH₃ – Cl

• પ્રક્રિયા કોઈ એક પ્રક્રિયક સંપૂર્ણ વપરાઇ જાય ત્યાં સુધી સતત ચાલ્યા જ કરે છે. કારણ કે તબક્કો-(II)
• મિથેન ક્લોરિનેશનમાં ઉપપેદાશ ઇથેન પણ બને છે, કારણ કે તબક્કો-III(b) પ્રમાણે મિથાઇલ મુક્તમૂલકો જોડાઇને ઇથેન નીપજ રચે છે.

પ્રશ્ન 2.
નીચેના સંયોજનોનાં IUPAC નામ આપો.
(a) CH₃CH = C(CH₃)₂
(b) CH₂ = CH – C ≡ C – CH₃

ઉત્તર:

પ્રશ્ન 3.
નીચે દર્શાવેલા સંયોજનો કે જેમાં રહેલા દ્વિબંધ અથવા ત્રિબંધની સંખ્યા દર્શાવેલી છે, તેઓનાં સંભવિત બધા સમઘટકોનાં બંધારણીય સૂત્રો અને IUPAC નામ આપો.
(a) C₄H₈ (એક દ્વિબંધ)
(b) C₅H₈ (એક ત્રિબંધ)
ઉત્તર:
(a) C₄H₈ (એક દ્વિબંધના સમઘટકો) :
(a) સ્થાન સમઘટકતા : બ્યુટીન (C₄H₈)ના બે સ્થાન સમઘટકો (I) અને (II) છે.

• બંધારણ (I) અને (II) માં -બંધનું સ્થાન ભિન્ન હોવાથી તેઓ સ્થાન સમઘટકો છે.
• (I) અને (II) બંને સરળ કાર્બન શૃંખલા ધરાવે છે.

(b) આલ્કીન શૃંખલા સમઘટકતા : બ્યુટીન (C₄H₈) ના શૃંખલા સમઘટકો નીચે પ્રમાણે છે.

(II) અને (III) એક બીજાના શૃંખલા સમઘટકો છે.
શૃંખલા સમઘટકો એક જ સમાન અણુસૂત્ર પણ બે ભિન્ન બંધારણો ધરાવે છે કે જેમાં કાર્બન શૃંખલા ભિન્ન હોય છે.

(b) C₅H₈ (એક ત્રિબંધ)ના સમઘટકો :

• આલ્કાઈન શ્રેણીનો ચોથો સભ્ય એટલે 5 કાર્બન ધરાવતો આલ્કાઈન અને તેમનું અણુસૂત્ર C₅H₈ થાય. C₅H₈ ના ત્રણ બંધારણીય સમઘટકો નીચે પ્રમાણે છે.

• સ્થાન સમઘટકો : (I) અને (II) સ્થાન સમઘટકો છે, તેઓમાં ત્રિબંધનું સ્થાન ભિન્ન છે. બંધારણ (III) તે (I) તેમજ (II) નો શૃંખલા સમઘટક છે. (III) માં શૃંખલા છે. જયારે (I) અને (II) માં શૃંખલા નથી.

પ્રશ્ન 4.
નીચે દર્શાવલા સંયોજનોના ઓઝોનોલીસિસથી મળતી નીપજના IUPAC નામ લખો.
(i) પેન્ટ-2-ઈન
(ii) 3, 4-ડાયમિથાઈલ-પેન્ટ-3-ઈન
(iii) 2-ઈથાઈલ-બ્યુટ-1-ઈન
(iv) 1-ફિનાઈલ-બ્યુટ-1-ઇન
ઉત્તર:


: રિડક્ટીવ ઓઝોનીકરણની નીપજો નક્કી કરવાની રીત :

• વચ્ચે મધ્યસ્થ અસ્થાયિ ઓઝોનાઈડને બંધારણ ન દોરો તો ચાલે.
• જે બે કાર્બન વચ્ચે દ્વિબંધ છે, ત્યાં તે બંને કાર્બનની સાથે ‘O’ મૂકો. જેથી C = O થશે અને બે ભિન્ન અણુ રચો.
• દ્વિબંધવાળા કાર્બન સાથે બાકીનું બંધારણ બદલશો નહીં, પરિણામે બે નીપજો મળી જશે.
  

પ્રશ્ન 5.
કોઈ આલ્કીન સંયોજન ‘A’ ના ઓઝોનોલિસીસથી ઈથેનોલ અને પેન્ટેન-3-ઑનનું મિશ્રણ મળે છે. તો સંયોજન A નું બંધારણ અને IUPAC નામ લખો.
ઉત્તર:

: ઓઝોનીકરણની નીપજમાંથી આલ્કીનનું બંધારણ નક્કી કરવાની રીત :

• ઓઝોનોલિસીસની નીપજોનાં બંધારણ લખો.
• આ બંધારણોમાંથી ‘ઑક્સિજન પરમાણુ’ દૂર કરો.
• ઑક્સિજન ધરાવતા બે કાર્બન વચ્ચે દ્વિબંધ મૂકો.
• બંને કાર્બન સાથે બાકીના બંધારણીય મૂળ ઘટકો મૂકો.

પ્રશ્ન 6.
કોઈ આલ્કીન-A ત્રણ C – C, આઠ C – H σ-બંધ અને એક C – C π-બંધ ધરાવે છે. A નું ઓઝોનોલીસિસ થઈ 44 u મોલરદળ ધરાવતા બે મોલ આલ્ડિહાઈડ બને છે. A નું IUPAC નામ લખો.
ઉત્તર:
નીપજ તરીકે 441 મોલર દળ ધરાવતો આલ્ડિહાઇડ બને છે.
આલ્ડિહાઇડ સમૂહ એટલે CHO નું દળ
= 12 + 1 + 16 = 29
કુલ દળ = 44 – 29 = 15 ≡ CH₃ સમૂહ
∴ નીપજ આલ્ડિહાઇડ CH₃CHO હોવો જોઈએ.
બે અણુ CH₃CHO જેમાંથી નીપજે તે આલ્કીન (A) નું બંધારણ નીચે પ્રમાણે નક્કી થાય.

: સમજો :

• અણુભાર ઉપરથી અણુસૂત્ર તારવ્યું.
• અણુસૂત્રથી બંધારણ પ્રાપ્ત થાય છે.
• બંધારણો ઉપરથી આલ્કીન નક્કી થયો.
• આલ્કીનના પૂર્ણ બંધારણમાં σ, π બંધ ગણતાં.
• પ્રશ્નમાં આપેલી વિગત જેવું જ પરીણામ છે.

પ્રશ્ન 7.
પ્રોપેનાલ અને પેન્ટન-3-ઓન કોઈ એક આલ્કીનના ઓઝોનોલિસીસથી મળતી નીપજો છે, તો તે આલ્કીનનું બંધારણ દોરો.
ઉત્તર:
ઓઝોનોલિસીસથી મળતી નીપજો પ્રોપેનાલ અને પેન્ટેન-3- ઓનના બંધારણો નીચે આપ્યાં છે.

નીપજ (A) અને (B) માંના C = O વાળા બે કાર્બન વચ્ચે C = C મૂકી, A અને B ને જોડતા ઓઝોનીકરણ પામતો પદાર્થ (X) હોય. જેનું નામ 3- ઈથાઈલ-હેક્ઝ-3-ઈન છે.

પ્રશ્ન 8.
નીચે દર્શાવેલા હાઇડ્રોકાર્બન સંયોજનોની દહન પ્રક્રિયાના રાસાયણિક સમીકરણ લખો.
(i) પેન્ટીન (ii) હેક્ઝાઇન (iii) ટોલ્યુઇન
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 9.
હેઝ-2-ઈનના સિસ અને ટ્રાન્સ સમઘટકોનાં બંધારણો દોરો. ક્યા સમઘટકનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું હશે ? શા માટે ?
ઉત્તર:

• CH₃CH = CH CH₂ CH₂ CH₃ તે અેકઝ-2-ઈન છે. તેના અવકાશીય સમઘટકો સીસ અને ટ્રાન્સ નીચે પ્રમાણે છે.

• તેમાં સીસ સમઘટકનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચુ હશે.

વળી, ઉત્કલનબિંદુ ∝ધ્રુિવીય ચાકમાત્રા (μ)
∴ સિસ-સમઘટકનું ઉત્કલનબિંદુ > ટ્રાન્સનું ઉત્કલનબિંદુ

• ઉત્કલનબિંદુ, પ્રવાહી માટે જેમાં ધ્રુવીયતા – ઉત્કલનબિંદુ
• ગલનબિંદુ ધન માટે જેમાં ગલનબિંદુ – આંતરઆણ્વીય બળો
  ∴ ટ્રાન્સનું ગલનબિંદુ વધારે હોય છે.

પ્રશ્ન 10.
બેન્ઝિનમાં ત્રણ દ્વિબંધ હોવા છતાં તે અતિસ્થાયિ શા માટે છે ?
ઉત્તર:

• બેન્ઝિન નીચે દર્શાવેલ બે સસ્પંદન સૂત્રોની સંકર રચના ધરાવે છે.

• ઉપરાંત બેન્ઝિનના ત્રણ દ્વિબંધના કુલ 6π ઇલેક્ટ્રૉન કોઈ પણ કાર્બનના કેન્દ્ર પર રહેવાને બદલે વિસ્થાનીકૃત થઈ છ કાર્બન કેન્દ્રો પર મુક્ત રીતે ઘૂમી શકે છે.
• આમ, બેન્ઝિનમાં વસ્થાનીકૃત π ઇલેક્ટ્રૉનની હાજરીથી સસ્પંદનને તે અતિસ્થાયિ છે.

પ્રશ્ન 11.
કોઈ પ્રણાલીને ઍરોમૅટિકતા દર્શાવવા કઈ શરતો આવશ્યક છે ?
ઉત્તર:

• કોઈ પણ પ્રણાલીને ઍરોમૅટિકતા દર્શાવવા નીચે મુજબની શરતો આવશ્યક છે :
  (i) સમતલીય
  (ii) વલયમાં રહેલા π ઇલેક્ટ્રૉનનું સંપૂર્ણ વિસ્થાનીકરણ
  (iii) વલયમાં (4n + 2)π ઇલેક્ટ્રૉનની હાજરી.
  જ્યાં n = પૂર્ણાંક સંખ્યા (n = 0, 1, 2, ..)
• આને હ્યુકેલનો નિયમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 12.
નીચે દર્શાવલી પ્રણાલીઓ શા માટે એરોમેટિકતા દર્શાવતી નથી, સમજાવો.

ઉત્તર:
આ ત્રણેય સંયોજનોમાં વલયની સંખ્યા n = 1 છે.
∴ તેમાં π (દ્વિબંધના) ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા = (4n + 2) = (4(1) + 2) = 6 હોવી જોઈએ.

બંધારણ – (i)

• તેમાં ત્રણ દ્વિબંધ છે. પણ તેમાંથી એક વલયમાં નથી. જેથી છ ઇલેક્ટ્રૉન વલયમાં નથી.
• તેમાં વલયમાંનો એક કાર્બન sp³ હોવાથી સમતલિયતા નથી. આમ, એરોમેટિક હોવા માટેની શરતોનું પાલન થતું નથી. જેથી આ સંયોજન એરોમેટિક નથી.

પ્રણાલી – (ii)

• તેમાં બે દ્વિબંધના 4π ઇલેક્ટ્રૉન છે, છ નથી.
• તેમાં એક કાર્બન sp³ હોવાથી પરમાણુઓ એક જ સમતલમાં નથી.
• આ કારણોથી એરોમેટિકતાની શરતો પૂર્ણ થતી નથી માટે પ્રણાલી (ii) એરોમેટિક નથી.

પ્રણાલી – (iii)

• એરોમેટિક નથી, કારણ કે તેમાં ચાર દ્વિબંધ છે અને π ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા 8 છે, છ નથી.
• આ સંયોજન સમતલીય નથી.

પ્રશ્ન 13.
બેઝિનને નીચે દર્શાવેલાં સંયોજનોમાં કેવી રીતે પરિવર્તિત કરશો ?
(i) p-નાઈટ્રોબ્રોમોબેઝિન
(ii) m-નાઈટ્રોક્લોરોબેન્ઝિન
(iii) p-નાઈટ્રોટોલ્યુઈન
(iv) એસિટોફિનોન
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 14.
આલ્કેન H₃C – CH₂ – C(CH₃)₂ – CH₂ – CH(CH₃)₂માં 1°, 2°, 3° કાર્બન પરમાણુઓને ઓળખો અને તે પ્રત્યેક કાર્બનની સાથે જોડાયેલા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યા પણ જણાવો.
ઉત્તર:
આપેલા આલ્કેનનું વિસ્તૃત બંધારણ અને તેમાંના કાર્બનનો 1°, 2°, 3° પ્રકાર પણ બંધારણમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે છે.

(i) 1° કાર્બન અને હાઇડ્રોજનની સંખ્યા : આ બંધારણમાં પાંચ -CH₃ છે, જે બધાં જ છેડા ઉપર છે અને દરેક -CH₃ ના ત્રણે હાઇડ્રોજન 1° છે. આથી કુલ 15 હાઇડ્રોજન 1° પ્રકારના છે.
(ii) 2° કાર્બન અને હાઇડ્રોજનની સંખ્યા : બંધારણમાં -CH₂ નો કાર્બન 2° પ્રકારનો છે. બંધારણમાં બે -CH₂ છે, જેથી દરેક -CH₂ ના બે તેમ કુલ 4 હાઇડ્રોજન 2° છે.
(iii) 3° કાર્બન અને હાઇડ્રોજન : બંધારણમાં એક -CH છે, જેમાં 1 હાઇડ્રોજન છે; જે CH નો હાઇડ્રોજન 3° હાઇડ્રોજન છે.
(iv) એક કાર્બનની સાથે 4 કાર્બન છે; જે ચતુર્થક કાર્બન છે અને તેની સાથે H હોઈ શકે જ નહીં.

પ્રશ્ન 15.
આલ્બેન શૃંખલામાં શાખાના કારણે તેના ઉત્કલનબિંદુ પર શું અસર પડે છે ?
ઉત્તર:

• પદાર્થનું ગલનબિંદુ તેના આણ્વીય કદ ઉપરાંત તેની ઘન લેટિસ રચનામાં અણુઓ કેટલા ગીચ ગોઠવાયેલા છે તેના પર અવલંબે છે.
• ઘન લેટિસ રચનામાં અણુઓ જેમ વધારે ગીચ ગોઠવાય તેમ તેના ગલનબિંદુ ઊંચા હોય છે.
• સમઘટકીય આલ્કેન અણુમાં શાખાઓની સંખ્યા વધે તેમ તેમના અસરકારક આણ્વીય કદ નાના થતા જાય છે. તેથી તેમના ગલનબિંદુ ઘટવા જોઈએ. પરંતુ આલ્કેનમાં શાખાઓ વધવાથી તેના ગલનબિંદુ વધે છે. કેમ કે તેમના અણુઓ ગોળાકાર બનતા જતા હોવાથી વધારે નજીક આવીને અસરકારક ગીચ ગોઠવણી ધરાવે છે.
• આથી, આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ વધારે હોય છે અને ગલનબિંદુ ઊંચા હોય છે. જેમ કે પેન્ટેનના ત્રણ શૃંખલા સમઘટકોના ગલનબિંદુ નીચેના ક્રમમાં હોય છે.

• આમ, n-પેન્ટેન → iso-પેન્ટેન → neo-પેન્ટનમાં શાખા વધે છે.
• neo-પેન્ટેનમાં બે શાખાઓ હોવાથી તેનો અણુ ગોળાકાર હોય છે અને તેથી સ્ફટિક લેટિસ રચનામાં વધારે ગીચ ગોઠવાઈ શકે તેથી તેનું ગલનબિંદુ સૌથી ઊંચું હોય છે.
• iso-પેન્ટનમાં એક શાખા હોવાથી તેનો અણુ ઘન લેટિસ રચનામાં વધારે ગીચ ગોઠવાતો નથી. તેથી તેનું ગલનબિંદુ સૌથી નીચું હોય છે.
• ગલનબિંદુનો ક્રમ : neo-પેન્ટેન > n-પેન્ટેન > iso-પેન્ટેન,

પ્રશ્ન 16.
પ્રોપીનમાં HBr ઉમેરવાથી 2-બ્રોમોપ્રોપેન નીપજ મળે છે. જ્યારે બેન્ઝોઈલ પેરોક્સાઇડની હાજરીમાં આ પ્રક્રિયાથી 1-બ્રોમોપ્રોપેન મળે છે. ક્રિયાવિધિ સહિત સમજાવો.
ઉત્તર:
(a) પ્રોપીનમાં HBr ઉમેરવાથી 2-બ્રોમોપ્રોપેન બને તે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી યોગશીલ ક્રિયાવિધિથી થતી પ્રક્રિયા છે.
(b) માર્કોવનીકોવના નિયમ પ્રમાણે પ્રક્રિયક HBr નો ઋણ ભાગ Br^– ઓછા હાઇડ્રોજનવાળા, દ્વિબંધવાળા કાર્બનની સાથે નીપજ (I) રચે. જે વાસ્તવિક મુખ્ય નીપજ છે.

ક્રિયાવિધિથી માર્કોવનીકોવ નિયમની નીપજ બનવાની સમજૂતી : હંમશાં કોઈપણ પ્રક્રિયા વધારે સ્થાયિ મધ્યસ્થ નીપજ બનીને થાય છે. કાર્બોકેટાયનોની સ્થિરતા 3° > 2° > 1° > \(\stackrel{+}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_3\) હોય છે. π બંધમાંના π ઇલેક્ટ્રૉનના ઋણભાર તરફ ધન ભારિત ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી (\(\stackrel{+}{\mathrm{H}}\)) આકર્ષાય છે અને π બંધ તોડી, σ બંધ રચી જોડાઈને વધારે સ્થાયિ કાર્બોકેટાયન રચે છે.

(b) પ્રોપીનમાં પેરૉક્સાઇડની હાજરીમાં HBr ઉમેરાવાથી 1-બ્રોમોપ્રોપેન બને તે મુક્તમૂલક યોગશીલ ક્રિયાવિધિથી થતી પ્રક્રિયા છે.

(b) પ્રતિમાર્કોવનીકોવ પ્રક્રિયાનું સમીકરણ :

(c) પેરૉક્સાઇડ અસરથી મુક્તમૂલક યોગશીલ ક્રિયાવિધિની સમજૂતી : પેરૉક્સાઇડમાંથી મુક્તમૂલક બને છે, જે આલ્કીનના π બંધનું સમવિભાજન કરીને વધારે સ્થાયિ મધ્યસ્થ મુક્તમૂલક રચીને મુક્તમૂલક યોગશીલ પ્રકારે પ્રક્રિયાને દોરે છે.
મુક્તમૂલકોની સ્થિરતાનો ક્રમ : 3° > 2° > 1° > \(\dot{C}\)H₃ હોય છે. હંમેશાં વધારે સ્થાયિ મુક્તમૂલક ઝડપથી પ્રથમ બને અને તેમાંથી મુખ્ય નીપજ રચાય છે.
તબક્કો-(i) મુક્તમૂલક ફિનાઈલની રચના :

તબક્કો-(ii) બ્રોમિન મુક્તમૂલક (Br)ની રચના :


“આ પ્રક્રિયા મધ્યસ્થ મુક્તમૂલક બનીને યોગશીલ નીપજ રચતી હોવાથી આ પ્રક્રિયાની ક્રિયાવિધિ મુક્તમૂલક યોગશીલ પ્રકારની છે.

પ્રશ્ન 17.
1,2-ડાયમિથાઈલ બેન્ઝિન (0-ઝાયલિન)ના ઓઝોનોલિસીસથી મળતી નીપજો લખો. આ પરિણામ બેન્ઝિનના કેકચૂલે બંધારણની તરફેણ કેવી રીતે કરે છે ?
ઉત્તર:

• 0-ઝાયલિન નીચેના ત્રિબંધ ધરાવતાં બે (I, II) બંધારણોનું સસ્કૃત છે. આ બંને બંધારણમાં દ્વિબંધ ઉપર O₃ ઉમેરતાં રિડક્ટીવ ઓઝોનોલીસિસ નીચેની નીપજો બને છે.

• ટોલ્યુઈનનું ઓઝોનીકરણ ત્રણ નીપજો (A), (B) અને (C) આપે છે.
• જો ૦-ઝાયલિનનાં બે બંધારણો (I) અને (II) હોય અને તેઓ પરસ્પર દોલન કરતાં હોય તો જ ઉપરની ત્રણ નીપજો શક્ય છે માટે ઓઝોનનું ઓઝોનીકરણ કેમ્યૂલેએ સૂચવેલ બેન્ઝિનમાં સસ્પંદન બંધારણોની હાજરી પૂરવાર કરે છે.

પ્રશ્ન 18.
બેઝિન, n- હેક્ઝેન અને ઈથાઈનને તેમની ઍસિડિક વર્તણૂકના ક્રમમાં ગોઠવો. આ વર્તણૂકના કારણો પણ આપો.
ઉત્તર:

• n-હેકઝેન → બેઝિન → ઈથાઈનની ઍસિડિક વર્તણૂક ક્રમશઃ વધે છે.
• સમજૂતી : સંયોજનમાં કાર્બનમાં Rs-કક્ષકનું પ્રમાણ જેમ વધારે હોય તેમ કાર્બનની સાથે જોડાયેલો H વધારે ઍસિડિક હોય છે.

n-હેક્ઝેન, બેન્ઝિન અને ઈથાઈનમાં કાર્બનમાં Rs-કક્ષકનું પ્રમાણ વધતું જાય છે. જેથી તેમાંના Hની ઍસિડિક પ્રબળતા વધતી જાય છે.

પ્રશ્ન 19.
શા માટે બેઝિનમાં ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી પ્રક્રિયાઓ સરળ અને કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયાઓ મુશ્કેલ છે ?
ઉત્તર:

• બેન્ઝિનમાં ત્રણ દ્વિબંધ છે. બેન્ઝિનમાં છ π ઇલેક્ટ્રૉનનું વિદ્યુતવાદળ છે. બેઝિનમાં π ઇલેક્ટ્રૉનના ઋણ ભારથી ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી આકર્ષણ પામતો હોવાથી બેન્ઝિન ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયાઓ આપે છે.

• કેન્દ્રાનુરાગી ઋણ ભાર ધરાવતા હોય છે. જેથી કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકો બેઝિન માટે આકર્ષણ ધરાવતા નથી પણ અપાકર્ષણ ધરાવે છે આ કારણથી બેન્ઝિનની કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયાઓ ઘણી મુશ્કેલ છે.

પ્રશ્ન 20.
નીચે દર્શાવેલા સંયોજનોને કેવી રીતે બેન્ઝિનમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય ?
(i) ઇથાઇન (ii) ઇથીન (iii) હેકઝેન
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 21.
એવા બધા જ આલ્કીન સંયોજનોના બંધારણ દોરો કે જે હાઇડ્રોજનેશન દ્વારા 2-મિથાઈલ બ્યુટેન આપે છે.
ઉત્તર:
નીચેના ત્રણ આલ્કીનનું હાઇડ્રોજનેશન કરવાથી 2-મિથાઈલ બ્યુટેન મળે છે.

પ્રશ્ન 22.
નીચે દર્શાવેલા સંયોજનોને તેમની ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયક E⁺ પ્રત્યેની સાપેક્ષ પ્રતિક્રિયાત્મકતાના ઉતરતા ક્રમમાં ગોઠવો.
(a) ક્લોરોબેન્ઝિન, 2, 4- ડાયનાઈટ્રોક્લોરોબેઝિન, p- નાઈટ્રોક્લોરોબેઝિન
(b) ટોલ્યુઈન, p – H₃C – C₆H₄ – NO₂,
p – O₂N – C₆H₄ – NO₂
ઉત્તર:
(a) -NO₂ સમૂહ પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટાડનાર સમૂહ છે. આથી જેમ -NO₂ સમૂહની સંખ્યા વધારે તેમ પ્રકિક્રિયાત્મકતા ઓછી થાય. આ કારણથી પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો વધતો ક્રમ નીચે પ્રમાણે છે.

પ્રશ્ન 23.
બેઝિન, m- ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝિન અને ટોલ્યુઈનમાંથી કોનું નાઈટ્રેશન વધુ સરળતાથી થશે ? શા માટે ?
ઉત્તર:

• બેન્ઝિન, m-ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝિન અને ટોલ્યુઈનમાંથી ટોલ્યુઈનનું નાઈટ્રેશન સૌથી વધારે સરળતાથી થશે.
• કારણ કે, ટોલ્યુઈનમાંનું -CH₃ સમૂહ સસ્પંદન તેમજ પ્રેરક અસરથી ઇલેક્ટ્રૉન બેન્ઝિન વલયમાં આપે છે, જેથી -CH₃ મહત્તમ સક્રિયકારક હોવાથી ટોલ્યુઈનનું નાઈટ્રેશન બાકીના બે કરતાં સરળતાથી થાય છે.
• m- ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝિનમાં બે નાઈટ્રો સમૂહ છે. નાઈટ્રો સમૂહ સંસ્પદન તેમજ પ્રેરક અસરોથી બેન્ઝિન વલયને ધન બનાવે છે. જેથી m- ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝિનનું નાઈટ્રેશન આપેલ ત્રણમાં સૌથી વધારે મુશ્કેલ છે.
• નાઈટ્રેશન પ્રક્રિયાની સરળતાનો ક્રમ નીચે પ્રમાણે છે :
  ટોલ્યુન > બેન્ઝિન > m- ડાયનાઈટ્રોબેન્ઝિન

પ્રશ્ન 24.
બેઝિનના ઈથાઈલેશન દરમિયાન નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઈડના બદલે કયો લુઈસ ઍસિડ વાપરી શકાય તે સૂચવો.
ઉત્તર:
નિર્જળ AlCl₃ ના સ્થાને નિર્જળ FeCl₃ (ફેરિક ક્લોરાઈડ), SnCl₂ અને BF₃ વગેરેનો ઘયોગ કરી શકાય છે.

પ્રશ્ન 25.
કાર્બન પરમાણુની એકી સંખ્યા ધરાવતા આલ્કેનની બનાવટ માટે વુર્ટઝ પ્રક્રિયા શા માટે પસંદ કરવામાં આવતી નથી ?
તમારા ઉત્તરને કોઈ એક ઉદાહરણ દ્વારા સ્પષ્ટ કરો.
ઉત્તર:

• વુર્ટઝ પ્રક્રિયાથી આલ્કાઇલ હેલાઇડમાંના કાર્બનની સંખ્યાના કરતાં બમણા કાર્બન વાળો આલ્કેન બને છે; જેથી બેકી સંખ્યા વાળો આલ્કેન નીપજે છે.
• જો એકી સંખ્યાવાળો આલ્કેન બનાવવો હોય તો બે ભિન્ન આલ્કાઇલ હેલાઇડને પ્રક્રિયક તરીકે લેવા પડે છે. આમ કરવાથી નીપજ તરીકે ત્રણ આલ્કેનનું મિશ્રણ બને છે. દા.ત., પ્રોપેન બનાવવા માટે, મિથાઇલ બ્રોમાઇડ અને ઇથાઇલ બ્રોમાઇડની સોડિયમ ધાતુની સાથે શુષ્ક ઇથરીય દ્રાવણમાં પ્રક્રિયા નીચે પ્રમાણે થાય.

• ઉપરની પ્રક્રિયા પ્રમાણે એકી સંખ્યા ધરાવતો પ્રોપેન બને છે અને તેની સાથે ઇથેન તથા n-બ્યુટેન ધરાવતું મિશ્રણ મળે છે. વળી આવા હાઇડ્રોકાર્બનના મિશ્રણના ઘટકો (સંયોજનો)નું અલગીકરણ ઘણું જ અઘરું અને મોંઘું પડે છે.
• આથી એકી સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતા આલ્કેન બનાવવા માટે વુર્ટઝ પ્રક્રિયા પસંદ કરાતી નથી.

GSEB Class 11 Chemistry હાઇડ્રોકાર્બન NCERT Exemplar Questions

બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (પ્રકાર – I)
નીચેના પ્રશ્નોમાં એક જ વિકલ્પ સાચો છે.

પ્રશ્ન 1.
નીચેના સંયોજનોને તેમના ઉત્કલનબિંદુના ઊતરતા ક્રમમાં ગોઠવો :
(A) n-બ્યુટેન
(B) 2-મિથાઇલબ્યુટેન
(C) n-પેન્ટેન
(D) 2, 2-ડાયમિથાઇલપ્રોપેન

(A) A > B > C > D
(B) B > C > D > A
(C) D > C > B > A
(D) C > B > D > A
જવાબ
(D) C > B > D > A

• સમઘટકોમાં શાખા વધે તેમ સંપર્ક સપાટી ઘટે, વાન-ડ-વાલ્સ બળોની પ્રબળતા અને ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે. આથી ઉત્કલનબિંદુ C > B > D છે.
• A માં કાર્બન સંખ્યા, આણ્વીય દળ ઓછું કારણ કે તે C₄H₁₀ છે માટે C₄H₁₀ નું ઉત્કલનબિંદુ C₅H₁₂ કરતાં ઓછું જ હોય.
• આથી C > B > D > A પ્રમાણે ઉત્કલનબિંદુનો ઘટતો ક્રમ છે.

પ્રશ્ન 2.
F₂, Cl₂, Br₂, I₂ હેલોજનોને તેમની આલ્કેન સાથેની પ્રતિ- ક્રિયાત્મકતાના ચડતા ક્રમમાં ગોઠવો :-
(A) I₂ < Br₂ < Cl₂ < F₂
(B) Br₂ < Cl₂ < F₂ < I₂
(C) F₂ < Cl₂ < Br₂ < I₂
(D) Br₂ < I₂ < Cl₂ < F₂
જવાબ
(A) I₂ < Br₂ < Cl₂ < F₂

• આલ્બેનની F₂ સાથે ફલોરિનેશન પ્રક્રિયા અત્યંત ઝડપી પ્રચંડ વેગથી અનિયમિત થતી હોય છે.
• આલ્બેનની આયોડિનેશન પ્રક્રિયા ધીમી અને પ્રતિવર્તી હોય છે અને તેથી આયોડિનેશન HIO₃ કે HNO₃ જેવા ઑક્સિડેશન કર્તાની હાજરીમાં જ થાય છે.
• ક્લોરિનેશન કરતાં બ્રોમિનેશન ધીમું અને સૂર્યપ્રકાશનાં પારજાંબલી તરંગોની હાજરીમાં થાય છે.
• F₂, Cl₂, Br₂, I₂, 17 માં સમૂહ છે, તેમની વિદ્યુતઋણતા અને આલ્બેન સાથે પ્રક્રિયાનો વેગ ઘટતો જાય છે.

પ્રશ્ન 3.
આલ્કાઇલ હેલાઇડની ઝિંક અને મંદ HCl સાથેની રિડક્શન પ્રક્રિયાનો ચડતો ક્રમ :
(A) R – Cl < R – I < R – Br
(B) R – Cl < R – Br < R – I
(C) R – I < B – Br < R – Cl
(D) R – Br < R – I < R – Cl
જવાબ
(B) – Cl < R – Br < R – I

• આલ્બેનના હેલોજીનેશન પ્રક્રિયાની સરળતા Cl₂ > Br₂ > I₂ છે. આથી, હેલાઇડમાંથી રિડક્શન કરી આલ્કેન બનાવવાનો વેગ તેનાથી વિરુદ્ધ છે. ક્લોરાઇડનું રિડક્શન < બ્રોમાઇડનું રિડક્શન ≤ આયોડાઇડનું રિડક્શન થાય છે. – કારણ કે C – Cl, C
• Br અને C – I બંધ નિર્બળ બને છે તથા બંધ તોડવાની એન્થાલ્પી ઘટે છે જેથી રિડક્શનની સરળતા ક્લોરાઇડ → બ્રોમાઇડ → આયોડાઇડની ક્રમશઃ ઘટે છે.

પ્રશ્ન 4.
નીચેના આલ્કેનનું સાચું IUPAC નામ કયું છે ?

(A) 3, 6-ડાયઇથાઇલ-2-મિથાઇલઓક્ટેન
(B) 5-આઇસોપ્રોપાઇલ-3-ઇથાઇલઓક્ટેન
(C) 3-ઇથાઇલ-5-આઇસોપ્રોપાઇલઓક્ટેન
(D) 3-આઇસોપ્રોપાઇલ-6-ઇથાઇલઓક્ટેન
જવાબ
(A) 3, 6-ડાયઇથાઇલ-2-મિથાઇલઓક્ટેન

• દીર્ઘતમ શૃંખલા : આઠ કાર્બનની ઓક્ટેન
• વિસ્થાપનો : બે ઇથાઇલ અને એક મિથાઇલ છે. જેથી 3-ડાય ઇથાઇલ 2-મિથાઇલ થાય. આથી સાચું IUPAC નામ : 3, 6-ડાયઇથાઇલ 2-મિથાઇલઓક્ટેન

પ્રશ્ન 5.
બ્યુટ-1-ઇનની HBr સાથેની યોગશીલ પ્રક્રિયામાં (A), (B) અને (C) નીપજોનું મિશ્રણ મળે છે.

મિશ્રણ શાનું બનેલું હશે ?
(A) (A) અને (B) મુખ્ય નીપજ અને ગૌણ નીપજ (C)
(B) મુખ્ય નીપજ (B) અને ગૌણ નીપજ (A) અને (C)
(C) ગૌણ નીપજ (B) અને મુખ્ય નીપજ (A) અને (C)
(D) (A) અને (B) ગૌણ નીપજ અને (C) મુખ્ય નીપજ
જવાબ
(A) (A) અને (B) મુખ્ય નીપજ અને ગૌણ નીપજ (C)

• 1-બ્યુટીન અસમમિત આલ્કિન છે. તેને HBr ની સાથે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા માર્કોવનીકોવ નિયમ અનુસાર થાય છે. જેથી 1-બ્રોમોબ્યુટેન (C) ગૌણ નીપજ બને અને 2-બ્રોમોબ્યુટેન (A અને B) મુખ્ય નીપજ બને છે.
• 2-બ્રોમોબ્યુટેન કિરાલ કાર્બન ધરાવતો હોવાથી તેના બે ઇનેન્શિયોમર્સ હોય છે, જે (A) તથા (B) છે.

પ્રશ્ન 6.
નીચેનામાંથી કયું ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવશે નહીં ?

જવાબ

પ્રશ્ન 7.
નીચેના હાઇડ્રોજન હેલાઇડને તેમની પ્રોપીન સાથેની પ્રતિક્રિયાત્મકતાના ઊતરતા ક્રમમાં ગોઠવો :
(A) HCl > HBr > HI
(B) HBr > HI > HCl
(C) HI > HBr > HCl
(D) HCl > HI > HBr
જવાબ
(C) HI > HBr > HCl

• પ્રોપીન સાથે હાઇડ્રોજન હેલાઇડ ઇલેક્ટ્રૉન યોગશીલ પ્રક્રિયા કરે છે, જેમાં પ્રથમ તબક્કામાં ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી H⁺ જોડાય છે, જેમ HX ની ધ્રુવીયતા વધારે તેમ H ઉ૫૨ ધનભારની માત્રા વધારે હોય અને ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી H⁺ વધારે પ્રબળ હોય છે.

• જેથી H – I, HBr, HCl માં H⁺ બનવાની સરળતા અને H ઉપર ધનભારની માત્રા એટલે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી H⁺ ની પ્રબળતા HI, HBr, HCl ની ઘટતા ક્રમમાં છે.
  ∴ HI, HBr, HCl ની પ્રોપીન સાથેનો પ્રક્રિયા વેગ ઘટતા ક્રમમાં હોય છે.

• જેમ H⁺ ઉપર ધનભાર વધુ તેમ પ્રક્રિયા ઝડપી.

પ્રશ્ન 8.
નીચેના કાર્બનાયનને તેમની સ્થાયિતાના ઊતરતા ક્રમમાં ગોઠવો :
(A) H₃C – C ≡ C^–
(B) H – C ≡ C^–
(C) H₃C-C\(\overline{\mathbf{H}}_2\)

(A) A > B > C
(B) B > A > C
(C) C > B > A
(D) C > A > B
જવાબ
(B) B > A > C

• A અને B માં આલ્કાઇનાઇડ એનાયનો છે પણ (A) માંનું CH₃ સમૂહ ઇલેક્ટ્રૉન મુક્ત કરે છે અને તેથી A ની સ્થિરતા ઘટે છે અને B ના સાપેક્ષ ઓછો સ્થાયિ છે.
• C ની સ્થાયિતા લઘુતમ છે.

• sp માં sનું પ્રમાણ વધારે હોય છે. s કેન્દ્રની નજીક અધિક આકર્ષણવાળી હોય છે. જેથી sp એનાયનની સ્થિરતા > sp³ એનાયન
  ∴ (A અને Bની સ્થિરતા) > C ની સ્થિરતા

પ્રશ્ન 9.
નીચેના આલ્કાઇલ હેલાઇડને આલ્કોહોલીય KOH સાથેની β-વિલોપન પ્રક્રિયા વેગના ઊતરતા ક્રમમાં ગોઠવો :
(A)
(B) CH₃ – CH₂ – Br
(C) CH₃ – CH₂ – CH₂ – Br

(A) A > B > C
(B) C > B > A
(C) B > C > A
(D) A > C > B
જવાબ
(D) A > C > B

• β-વિલોપન પ્રક્રિયામાં β-હાઇડ્રોજન, β-કાર્બન ઉપરથી દૂર થાય છે અને 3° હાઇડ્રોજન → 2° હાઇડ્રોજન → 1° હાઇડ્રોજનની દૂર થવાની સરળતાનો વેગ ઘટતો જતો હોય છે.
• જેથી 3°-β-હાઇડ્રોજન > 2°-β-હાઇડ્રોજન > 1°-β-H પ્રમાણે વિલોપનનો વેગ ઘટતો હોય છે.
• β – H દૂર થતાં નીચેના કાર્બોકેટાયન બને છે.

• સ્થાયિતા 3° > 2° > 1°
  → કાર્બોકેટાયન સ્થાયિતા ઘટે →
  ∴ ← β-વિલોપનનો વેગ વધે ←

પ્રશ્ન 10.
નીચેનામાંથી મિથેનની કઈ પ્રક્રિયા અપૂર્ણ દહન છે ?

(C) CH₄ + O₂ → C_(s) + 2H₂O_(l)
(D) CH₂ + 2O₂ → CO_2(g) + 2H₂O_(l)
જવાબ
(C) CH₄ + O₂ → C_(s) + 2H₂O_(l)
અપૂરતી હવા કે ઑક્સિજનમાં મિથેનનું દહન કરતા કાર્બન બ્લૅક નીપજે તે કાર્બનનું અપૂર્ણ દહન છે.

બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (પ્રકાર – II)
નીચેના પ્રશ્નોમાં બે કે વધારે વિકલ્પો સાચાં હોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 1.
મિથેનની કેટલીક ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ નીચે આપેલી છે. તે પૈકી કઈ પ્રક્રિયા / પ્રક્રિયાઓ નિયંત્રિત ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે ?
(A) CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H₂O_(l)
(B) CH_4(g) + O_2(g) → C_(s) + 2H₂O_(l)
(B) CH_4(g) + O_2(g) → C_(s) + 2H₂O_(l)

જવાબ
(C, D)

આલ્બેન સંયોજનોની ઊંચા દબાણે હવા કે ડાયઑક્સિજનના નિયંત્રિત પ્રવાહ સાથે યોગ્ય ઉદ્દીપકની હાજરીમાં પ્રક્રિયા થવાથી વિવિધ પ્રકારની ઑક્સિડેશન નીપજો મળે છે.

પ્રશ્ન 2.
નીચેના પૈકી આલ્કીનની ઓઝોનીકણ પ્રક્રિયા ફકત કિટોનનું મિશ્રણ આપે છે ?
(A) CH₃ – CH = CH – CH₃

જવાબ
(C, D)
જો C = C ના C ની સાથે બે કાર્બન જોડાયેલા હોય તો તેનું રિડક્ટિવ ઓઝોનીકરણ કિટોન આપે છે. Cમાં \(\stackrel{3}{C}=\stackrel{2}{C}\) ના
\(\stackrel{2}{\mathrm{C}}\) અને \(\stackrel{3}{\mathrm{C}}\) સાથે બે કાર્બન છે. જેથી ઓઝોનીકરણના અંતે બે કિટોન મળે છે.

(A) અને (B) માં ના કાર્બનની સાથે એક જ કાર્બન છે. જેથી તેઓ કિટોન નથી રચતા તેમના રિડક્ટિવ ઓઝોનીકરણથી આલ્ડિહાઇડ બને છે. જે નીચે પ્રમાણે છે :

પ્રશ્ન 3.
નીચેના સંયોજનનું સાચું IUPAC નામ કયું છે ?

(A) 5.બ્યુટાઇલ-4-આઇસોપ્રોપાઇલ ડેકેન
(B) 5-ઇથાઇલ-4-પ્રોપાઇલ ડેકેન
(C) 5-દ્વિતીયક-બ્યુટાઇલ-4-આઇસોપ્રોપાઇલ ડેકેન
(D) 4-(1-મિથાઇલ ઇથાઇલ)-5-(1-મિથાઇલ પ્રોપાઇલ)-ડેકેન
જવાબ
((C) 5-દ્વિતીયક-બ્યુટાઇલ-4-આઇસોપ્રોપાઇલ ડેકેન, (D) 4-(1-મિથાઇલ ઇથાઇલ)-5-(1-મિથાઇલ પ્રોપાઇલ)-ડેકેન જવાબ )
આપેલું બંધારણ નીચે પ્રમાણે છે :

નોંધઃ
(i) દીર્ઘતમ કાર્બન શૃંખલા 10 કાર્બનની હોવાથી ડેકેન છે.

(ii) ડાબી તરફથી કાર્બન ક્રમાંક-1 શરૂ કરતાં C₄ અને C₅ ની ઉપર વિસ્થાપનો છે. પણ જમણા છેડાથી ક્રમાંક-1 શરૂ કરતાં વિસ્થાપનો કાર્બન-6 અને કાર્બન-7 ઉપર આવે જેથી ડાબા છેડાથી ક્રમાંક-1 આપવો તે સાચું છે.

(iii) C₄ ઉપર આઇસોપ્રોપાઇલ અને C₅ ઉપર દ્વિતીયક બ્યુટાઇલ વિસ્થાપનો છે, જેથી અંગ્રેજી મૂળાક્ષરના ક્રમમાં લખતાં પૂર્વગ 5-દ્વિતીય-બ્યુટાઇલ પછી 4-આઇસોપ્રોપાઇલ લખવો.
∴ IUPAC નામ (C) નીચે પ્રમાણે બને છે.
5-દ્વિતીય-બ્યુટાઇલ-4-આઇસોપ્રોપાઇલડેકન
હવે C₄ ઉપરના વિસ્થાપનને 4-(1-મિથાઇલઇથાઇલ) તરીકે અને C₅ ઉપરના વિસ્થાપનને 5-(1-મિથાઇલપ્રોપાઇલ) તરીકે લખીએ તો IUPAC નામ નીચે પ્રમાણે (D) થાય છે.
4(1-મિથાઇલઇથાઇલ)-5-(મિથાઇલપ્રોપાઇલ)-ડેકેન
નોંધ : 4 અને 5 વિસ્થાપનો અંગ્રેજી મૂળાક્ષરના ક્રમમાં જ છે.

પ્રશ્ન 4.
નીચેનાં સંયોજનનું સાચું IUPAC નામ કયું છે ?

(A) 5-(2′, 2′-ડાયમિથાઇલપ્રોપાઇલ)-ડેકેન
(B) 4-બ્યુટાઇલ-2, 2-ડાયમિથાઇલ નોનેન
(C) 2, 2-ડાયમિથાઇલ-4-પેન્ટાઇલ ઓકટેન
(D) 5-નિયો-પેન્ટાઇલ ડેકેન
જવાબ
((A) 5-(2′, 2′-ડાયમિથાઇલપ્રોપાઇલ)-ડેકેન, (D) 5-નિયો-પેન્ટાઇલ ડેકેન)

• લાંબામાં લાંબી કાર્બન શૃંખલા 10 કાર્બનની ડેકેન છે જેથી (B) નોનેન અને (C) ઓક્ટેન સાચાં નથી.
• (A) તથા (D) બંનેમાં દીર્ઘતમ દસ કાર્બનની શૃંખલા ડેકેન છે.
•  આપેલું બંધારણ નીચે પ્રમાણે છે :

IUPAC નામ : (D) 5-નિયો-પેન્ટાઇલ ડેકેન
નોંધઃ દીર્ઘતમ કાર્બન શૃંખલા 10 કાર્બનની, જેથી ડેકેન છે. ડાબા છેડેથી ક્રમાંક 1 શરૂ કરવાથી વિસ્થાપન C5 ઉપર આવે છે જે વધારે સાચો છે.

• વિસ્થાપન નિયો-પેન્ટાઇલનું નામકરણ નીચે પ્રમાણે પણ છે :

આ વિસ્થાપન C₅ ઉપર હોવાથી IUPAC નામ
(A) 5-(2′, 2′-ડાયમિથાઇલપ્રોપાઇલ)-ડેકેન

પ્રશ્ન 5.
ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા માટે બેન્ઝિન વલયમાં હેલોજન પરમાણુની હાજરી …………………
(A) પ્રેરક અસરથી વલય અક્રિય બનાવે છે.
(B) સસ્પંદનને લીધે વલયને અક્રિય બનાવે છે.
(C) સસ્પંદનથી o અને p-સ્થાનની સરખામણીમાં m-સ્થાનની વીજભારની ઘનતા ઘટાડે છે.
(D) સસ્પંદનથી o અને p-સ્થાનની સરખામણીમાં m-સ્થાનની વીજભાર ઘનતા વધારે છે.
જવાબ
((A) પ્રેરક અસરથી વલય અક્રિય બનાવે છે., (C) સસ્પંદનથી o અને p-સ્થાનની સરખામણીમાં m-સ્થાનની વીજભારની ઘનતા ઘટાડે છે.)
બેન્ઝિન વલયમાં હેલોજન પરમાણુની હાજરીથી તેનું બેન્ઝિન વલય નિષ્ક્રિય બને છે.

(A) સસ્પંદન અસર : હેલોજન (X = Cl, Br, F)ની વિદ્યુતઋણતા વધારે છે, C₆H₅ કરતાં વધારે છે. આ કારણથી વલયમાંથી σ બંધના ઇલેક્ટ્રૉન બેન્ઝિન વલયની બહાર આવે છે અને વલયમાં ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા ઓછી હોવાથી હેલોબેન્ઝિનનું વલય ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયા માટે નિષ્ક્રિય હોય છે.

(C) હેલોબેન્ઝિનમાં સસ્પંદન અસર : આ અસરમાં હેલોજન પરમાણુ ઉપરનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ હેલોજનના પરમાણુના ઑર્થો તથા મેટા સ્થાને સ્થળાંતર પામે છે. પરિણામે ઑર્થો અને પેરા સ્થાને ઋણભારની (ઇલેક્ટ્રૉનની) ઘનતા વધે છે; જ્યારે મેટા સ્થાને ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા વધતી નથી.

પ્રશ્ન 6.
નાઇટ્રોબેન્ઝિનની ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં, નાઇટ્રો સમૂહની હાજરી ………………….
(A) પ્રેરક અસરથી વલયને અક્રિય બનાવે છે.
(B) પ્રેરક અસરથી વલયને સક્રિય બનાવે છે.
(C) સસ્પંદનની m-સ્થાનની સરખામણીમાં ૦-અને p-સ્થાનની વીજભાર ઘનતા ઘટાડે છે.
(D) સસ્પંદનથી o અને p-સ્થાનની સરખામણીમાં m-સ્થાનની વીજભાર ઘનતા વધારે છે.
જવાબ
((A) પ્રેરક અસરથી વલયને અક્રિય બનાવે છે., (C) સસ્પંદનની m-સ્થાનની સરખામણીમાં ૦-અને p-સ્થાનની વીજભાર ઘનતા ઘટાડે છે.)
(A) પ્રેરક અસર : નાઇટ્રો સમૂહમાં N = O માં દ્વિબંધ છે, N તેમજ ઑક્સિજનની વિદ્યુતઋણતા ફિનોલિક સમૂહ કરતાં વધારે છે. -NO₂ અને -C₆H₅ સમૂહ પૈકી -NO₂ ની ઋણતા વધારે છે, જેથી NO₂ વડે -C₆H₅ ના ઇલેક્ટ્રૉન વલયની બહાર ખેંચાઈ આવે છે.

બેન્ઝિનના વલયના સાપેક્ષ નાઇટ્રોબેન્ઝિનના વલયમાં ઋણ ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા ઘટવાથી નાઇટ્રોબેન્ઝિનનું વલય ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયા માટે પ્રમાણમાં નિષ્ક્રિય છે. પેરા -NO₂ના ઑર્થો, મેટા અને પેરા સ્થાને ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી જોડાઇને
σ સંકીર્ણ બને તો આ σ સંકીર્ણો પૈકી ઑર્થો અને પેરાના σ સંકીર્ણ પ્રમાણમાં -NO₂ ની (-I) ના કારણે અસ્થાયિ બને છે.

ઑર્થોનો σ સંકીર્ણ (I) અને પેરા σ સંકીર્ણ (II) માં ધનભાર છે, અને -NO₂ સમૂહ (-I) અસરથી ઇલેક્ટ્રૉન ખેંચી જતા હોવાથી કાર્બોકેટાયન (I) અને (II) ની સ્થિરતા ઘટે છે. પરિણામે મેટા સ્થાને પ્રક્રિયા વધારે સરળ બને છે.

(C) -NO₂ સસ્પંદન અસર : -NO₂ સમૂહ સસ્પંદનમાં નાઇટ્રોબેન્ઝિનમાંથી π ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ બહાર -NO₂માં મેળવે છે. વળી -NO₂ ના ઑર્થો તથા પેરા સ્થાનોને ધન બનાવે છે. જ્યારે m-સ્થાન તટસ્થ રહે છે. આ રીતે NO₂ ની હાજરીમાં
સસ્પંદનના કારણે મેટાસ્થાને ઑર્થો-પેરાના સાપેક્ષમાં ઋણ વીઘનતા વધારે હોય છે.

આ બંધારણોમાંથી (II) અને (IV) માં ઑર્થો અને (III) માં પેરા સ્થાને (+) ભાર છે. જ્યારે બધામાં મેટા સ્થાન તટસ્થ છે.
“-NO₂ સમૂહની હાજરી મેટા સ્થાનના સાપેક્ષમાં ઑર્થો અને પેરા સ્થાને ઋણભાર ઘનતામાં ઘટાડો કરે છે.”

પ્રશ્ન 7.
નીચેનાં પૈકી કયાં વિધાનો સાચાં છે ?

જવાબ
(A, C)

પ્રશ્ન 8.
નીચે (A) થી (D)માં ચાર બંધારણ આપેલા છે તે ચકાસી એરોમેટિક બંધારણ પસંદ કરો :

જવાબ
(A, C)

(A) ઍરોમેટિક છે કારણ કે
(i) તેમાં સમતલીયતા છે.
(ii) π ઇલેક્ટ્રૉનનું સંપૂર્ણ વિસ્તરણ છે.
(ii) n = 0 જેથી (4n + 2) = 2 ઇલેક્ટ્રૉન જોઈએ અને એક દ્વિબંધના 2 ઇલેક્ટ્રૉન
ત્રણેય કાર્બન sp² હોવાથી સમતલીય વલય છે.

(B) ઍરોમૅટિક નથી. તેમાં સમતલીયતા નથી. ચાર π બંધના (4n + 2) = 8 ઇલેક્ટ્રૉન છે.

(C) ઍરોમૅટિક છે.
(i) બંને વલયો સમતલીય છે.
(ii) n = 1 થી (4n + 2) = 6 ઇલેક્ટ્રૉન જોઈએ અને એક દ્વિબંધના 2 ઇલેક્ટ્રૉન
(iii) બંને વલયમાં ત્રણ π બંધના છે ઇલેક્ટ્રૉન લેવાથી બંને વલય ઍરોમૅટિક છે.

(D)  ઍરોમૅટિક નથી.
π પ્રણાલીમાં એક કાર્બન sp³ હોવાથી સમતલીય નથી માટે ઍરોમૅટિક ન ગણાય.
ઇલેક્ટ્રૉન = 2 એક π બંધ

પ્રશ્ન 9.
દ્વિધ્રુવ ચાકમાત્રા ધરાવતા અણુઓ ………………..
(A) 2, 2-ડાયમિથાઇલપ્રોપેન
(B) ટ્રાન્સ-પેન્ટ-2-ઇન
(C) સીસ-હેક્ઝ-3-ઇન
(D) 2, 2, 3, 3-ટેટ્રામિથાઇલબ્યુટેન
જવાબ
(B, C)
(A) 2, 2-ડાયમિથાઇલપ્રોપેન : ચારેય -CH₃ સમચતુલના ચાર ખૂણામાં હોવાથી સમમિત અણુ છે ચાર C – CH₃ બંધની
પરિણામી ધ્રુવીયતા = શૂન્ય

(B) ટ્રાન્સ-પેન્ટ-2-ઇન: CH₃ CH = CH CH₂ CH₃ના ટ્રાન્સ સમઘટકનું બંધારણ અને ધ્રુવીયતા નીચેની આકૃતિમાં છે :

(C) સીસ-હેક્ઝ-3-ઈન :
હેક્સિન તે CH₃CH₂CH = CH CH₂ CH₃ છે.
તેના સીસ સમઘટકનું બંધારણ અને ધ્રુવીયતા નીચે પ્રમાણે છે.

(D) 2, 2, 3, 3-ટેટ્રામિથાઇલબ્યુટેન : ધ્રુવીય નથી પણ અધ્રુવીય છે તેથી μ = 0 છે. કારણ કે તે સમિતિ અણુ છે.

બે સમાન -C(CH₃)₃ પરસ્પર એકબીજાની ધ્રુવીયતા નાબૂદ કરે છે. પરિણામે અણુ અપ્રુવીય છે, μ = 0

ટૂંક જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
આલ્કીન સંયોજનો શા માટે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા આપે છે જ્યારે એરીન સંયોજનો ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા આપે છે. સમજાવો.
ઉત્તર:
(A) આલ્કીન ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી યોગશીલ પ્રક્રિયા પામવાની પસંદગી ધરાવે છે.

• π બંધ નિર્બળ છે જેથી ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી વડે સરળતાથી તૂટી સંતૃપ્ત વધુ સ્થાયિ નીપજ બને છે.
• આલ્કીનની વિસ્થાપન નીપજ બને તેમાં C – H બંધ σ બંધ તૂટે, જે માટે વધારે ઊર્જાની જરૂરિયાત હોય છે. આ કારણથી આલ્કીનની ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા સરળતાથી થતી નથી. જો કે વિશિષ્ટ પરિસ્થિતિમાં આલ્કીન વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ આપે છે.

(B) બેન્ઝિનની યોગશીલતા કરતાં વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થવાની પસંદગી વધારે છે.

• બેન્ઝિન અને એરીન વિસ્થાપનની નીપજ બને તે નીપજ વધુ સ્થાયિ ઍરોમેટિકતા – અને સસ્પંદન – હોવાથી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે.
• યોગશીલ પ્રક્રિયા થાય તેમાં વલયની સ્થિરતા નષ્ટ થતી હોવાથી એરીનમાં યોગશીલ પ્રક્રિયાના સાપેક્ષ વિસ્થાપન વધુ પસંદગીની છે.

પ્રશ્ન 2.
પ્રવાહી એમોનિયામાં આલ્કાઇન સોડિયમ સાથેની રિડક્શન પ્રક્રિયાથી ટ્રાન્સ આલ્કીન બનાવે છે. આ પ્રમાણે બ્યુટ-2- આઇનની રિડક્શન પ્રક્રિયાથી નીપજતો બ્યુટિન ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવશે ?
ઉત્તર:
હા, ટ્રાન્સ-2-બ્યુટીન બનશે. જે ભૂમિતીય સમઘટકતા દર્શાવવા શક્તિમાન છે.

પ્રશ્ન 3.
ઇથેનના કાર્બન-કાર્બન એકલબંધ આસપાસનું ભ્રમણ સંપૂર્ણ મુક્ત નથી. વિધાનનું વાજબીપણું ચર્ચો.
ઉત્તર:
કાર્બન-કાર્બન એક બંધ ઉપર સંપૂર્ણ મુક્ત ભ્રમણ થતું નથી. સ્ટેગર્ડ ઇથેનમાંથી ઇકલિપ્સડ ઇથેન બને તેમાં 1 થી 20 kJ mol^-1 ઊર્જાની જરૂર પડે છે. અર્થાત્ ભ્રમણ સંપૂર્ણ મુક્ત નથી.

પ્રશ્ન 4.
ઇથેનના ગ્રસ્ત અને સાંતરિત સંરૂપણો માટે ન્યૂમેન અને સોહોર્સ પ્રક્ષેપણ દોરો. આ સંરૂપણો પૈકી કયું વધુ સ્થાયિ છે? શા માટે ?
ઉત્તર:
(સાંતરિત) સ્ટેગર્ડ સ્વરૂપ વધારે સ્થાયિ છે. કારણ કે તેમાં મોડી તાણ લઘુતમ છે.

પ્રશ્ન 5.
HI, HBr, અને HClની પ્રોપીન સાથેની પ્રક્રિયામાં ઉદ્ભવતો મધ્યસ્થી કાર્બોકેટાયન સમાન હોય છે અને HCl, HBr અને HIની બંધ ઊર્જા અનુક્રમે 430.5 kg mol^-1, 363.7 kJ mol^-1 અને 296.8 kJ mol^-1 છે. આ હેલોજન ઍસિડની પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ શું હશે ?
ઉત્તર:

• પ્રક્રિયાવેગ HI > HBr > HCl હશે. કારણ કે જેમ H⁺ ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી સરળતાથી બને તેમ વેગ વધારે હોય છે.

• તબક્કા-1 માં π બંધ તૂટે છે. જેમ ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી H⁺ પ્રબળ તેમ પ્રક્રિયા ઝડપી થશે. બંધ વિયોજન ઉષ્મા HI, HBr અને HCl ની વધતી જાય છે, અને H⁺ બનવાની સરળતા પણ ઘટે છે. જેથી પ્રક્રિયા વેગ HI > HBr > HCl
• પ્રોપીન સાથે હાઇડ્રોજન હેલાઇડ ઇલેક્ટ્રૉન યોગશીલ પ્રક્રિયા કરે છે, જેમાં પ્રથમ તબક્કામાં ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી H⁺ જોડાય છે, જેમ HXની ધ્રુવીયતા વધા૨ે તેમ H ઉપર ધનભારની માત્રા વધારે હોય અને ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી H⁺ વધારે પ્રબળ હોય છે.
  ∴ I → Br → Cl કદ ઘટે છે, વિદ્યુતઋણતા વધે છે.
  HI → HBr → HCl ની ધ્રુવીયતા વધે.
  ΔH (HX)kJ mol^-1 296.8 → 367 → 430.5 બંધ એન્થાલ્પી વધે.
• જેથી H – I, HBr, HCl માં H⁺ બનવાની સરળતા અને H ઉપર ધનભારની માત્રા એટલે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી H⁺ ની પ્રબળતા HI, HBr, HCl ની ઘટતા ક્રમમાં છે.
  ∴ HI, HBr, HCl ની પ્રોપીન સાથેનો પ્રક્રિયા વેગ ઘટતા ક્રમમાં હોય છે.

• જેમ H⁺ ઉ૫૨ ધનભાર વધુ તેમ પ્રક્રિયા ઝડપી.

પ્રશ્ન 6.
નીચેની પ્રક્રિયાને પરિણામે કઈ નીપજ મળશે ? શા માટે ?

ઉત્તર:
આઇસોપ્રોપાઇલ બેન્ઝિન નીપજ બનશે કારણ કે બેન્ઝિનનું ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી વિસ્થાપન આલ્કિનેશન પ્રક્રિયા છે તેમાં પ્રથમ નીચે પ્રમાણે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી કાર્બોકેટાયન બને છે :

આ આઇસોપ્રોપાઇલ કાર્બોકેટાયન (B) ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી તરીકે બેન્ઝિન સાથે પ્રક્રિયા કરીને આઇસોપ્રોપાઇલ બેન્ઝિન બનાવે છે.

પ્રશ્ન 7.
તમે બેન્ઝિનને (i) p-નાઇટ્રોબ્રોમોબેઝિન અને (ii) m-નાઇટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિનમાં કેવી રીતે પરિવર્તિત કરશો ?
ઉત્તર:
(a) p-નાઇટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિન ← બેન્ઝિન :

(b) બેન્ઝિનમાંથી m-નાઇટ્રોબ્રોમોબેન્ઝિન :

પ્રશ્ન 8.
નીચેનાં સંયોજનોના સેટને તેમની ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રત્યેની સાપેક્ષ પ્રતિક્રિયાત્મકતાના ઊતરતા ક્રમમાં ગોઠવો.
કારણ આપો.

ઉત્તર:

(a) એનિસોલમાં ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી મહત્તમ પ્રતિક્રિયાત્મકતા ધરાવે છે. ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે. કારણ કે મિથોક્સિ સમૂહ(-OCH₃) (+R) સસ્પંદન અસરમાં તેમનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ વલયમાં મોકલી વલયની ઇલેક્ટ્રાન ઘનતા વધારે છે. -OCH₃ સક્રિયતાકારક સમૂહ

(b) ક્લોરોબેન્ઝિનમાંનું -Cl સમૂહ (+) સત્પંદન અસરથી વલયમાં ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા વધારે પણ તેની પ્રબળ ઇલેક્ટ્રૉન ઓક્ટૉ પ્રેરક (-I) અસરથી Clની હાજરી વલયને અક્રિય બનાવે છે.

(c) નાઇટ્રોબેન્ઝિનમાંનું -NO₂ સમૂહ (-R) સસ્પંદન તેમજ (-I) અસરથી વલયને મહત્તમ માત્રામાં અક્રિય બનાવે છે.


આમ, -OCH₃ Cl અને -NO₂ સમૂહોની સક્રિયતાકારક અસર ઘટે છે અને ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયા સાથેનો વેગ ઘટે છે.

પ્રશ્ન 9.
હેલોએરીન સંયોજનોમાં હેલોજનની -I અસર હોવા છતાં તેઓ ૦ અને p-સ્થાન નિર્દેશક સમૂહ છે. સમજાવો.
ઉત્તર:
કારણ કે હેલોજન પરમાણુ સસ્પંદનમાં ઇલેક્ટ્રૉન મુક્તકર્તા (+R) સમૂહ છે. તેના ઑર્થો અને પેરા સ્થાને ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ અને ઋણભાર બંધારણ II, III, IV માં આવે છે.
જેથી ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી (E⁺)ને ઇલેક્ટ્રૉન જ્યાં મળે તે ઑર્થો અને પેરા સ્થાને પ્રક્રિયા કરે છે.

પ્રશ્ન 10.
અવિસ્થાપિત બેઝિન વલયની સરખામણીમાં બેઝિન વલયમાં નાઇટ્રો સમૂહની હાજરી બેન્ઝિન વલયને ઓછું સક્રિય શા માટે બનાવે છે ? સમજાવો.
ઉત્તર:
પ્રેરક અસર (-I) અસર તથા સસ્પંદન અસર (-R) થી -NO₂ સમૂહ બેન્ઝિન ચક્રમાં ઇલેક્ટ્રૉન વીજભારની ઘનતા બેન્ઝિનના સાપેક્ષમાં ઘટાડે છે અને તેથી નાઇટ્રોબેન્ઝિનનું બેન્ઝિન વલય ઓછું ક્રિયાશીલ છે પણ અવિસ્થાપિત બેન્ઝિન ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયામાં વધારે ક્રિયાશીલ છે.

તેના વલયમાં ઇલેક્ટ્રૉન વીજભાર ઘનતા ઓછી છે.

સસ્પંદન અસર :

-NO₂ સમૂહ સસ્પંદનમાં વલયમાંના બંધકારક π ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મને વલયની બહાર O ઉ૫૨ મોકલી વલયમાં ઋણ ઇલેક્ટ્રૉન ભાર ઘટાડી વલયને અક્રિય બનાવે છે.

પ્રશ્ન 11.
એસિટિલીનમાંથી નાઇટ્રોબેન્ઝિનની બનાવટનો માર્ગ સૂચવો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 12.
નીચેની પ્રક્રિયામાં મળતી મુખ્ય નીપજ જણાવો અને તેમનું નિર્માણ સમજાવો :

ઉત્તર:
(i) મુખ્ય નીપજ CH₃ – CH₂ – CH₂ Br (1-બ્રોમોપ્રોપેન) હશે.
(ii) મુખ્ય નીપજ CH₃CHBrCH₃ હશે.

પ્રશ્ન 13.
કેન્દ્રાનુરાગી અને ઇલેટ્રોન અનુરાગી અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રૉન સમૃદ્ધ અને ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપ ધરાવતાં પ્રક્રિયા મધ્યસ્થી કેન્દ્રો છે. આથી તેઓ અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રૉન ઊણપ અને ઇલેક્ટ્રૉન સમૃદ્ધ કેન્દ્રો પર હુમલો કરી શકે છે. નીચેનાં ઘટકોને ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી અને કેન્દ્રાનુરાગીમાં વર્ગીકરણ કરો :

ઉત્તર:

• ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી : તે ધનભાર/ખાલી કક્ષક ધરાવતાં અને જ્યાં ઇલેક્ટ્રૉન પ્રાપ્ત થાય તેવા સ્થાન ઉપર પ્રક્રિયા કરનાર સ્વિસીઝ છે.
• (v) (H₃C)₃ C⁺ ધન ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી
• (iii) માં અને (iv) Cl₂C: પણ ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી છે. મુક્તમૂલક છે. જોકે તેમાં 1 ઇલેક્ટ્રૉન ઓછો હોવાથી ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી ગણી શકાય.
• (iv) Cl₂C: તે Cl – \(\ddot{\mathrm{C}}\) – Cl છે. જેમાં કાર્બન (C) ઉપર અષ્ટક નથી, છ જ ઇલેક્ટ્રૉન છે માટે ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી છે.
  કેન્દ્રાનુરાગી :
  (i) HCO^–
  (ii)
  (v) Br^– અને
  (viii) H₃C – OH
  આ બધા ઋણભાર ધરાવતા અથવા તટસ્થ અણુ છે.

પ્રશ્ન 14.
ક્લોરિનેશન પ્રત્યે 1°, 2° અને 3° હાઇડ્રોજનની પ્રતિક્રિયાત્મકતા 1 : 3.8 : 5 છે. 2-મિથાઇલબ્યુટેનના મોનોક્લોરિનેશનથી મળતી બધી જ નીપજના ટકા ગણો.
ઉત્તર:
માં નીચે પ્રમાણે ચાર પ્રકારના હાઇડ્રોજન છે, જેથી ચાર મોનોક્લોરો નિપજો બને જેમાં 1°, 2° અને 3° ક્લોરાઇડ થાય.

(i) 1° હાઇડ્રોજનની કુલ સંખ્યા = ત્રણ CH₃ના નવ H
(ii) 2° હાઇડ્રોજનની કુલ સંખ્યા = CH₂ના બે હાઇડ્રૉજન
(ii) 1° હાઇડ્રોજનની કુલ સંખ્યા = CH નો એક હાઇડ્રૉજન
હવે 1°, 2° અને 3° નું પ્રમાણ 1 : 3.8 : 5 છે.
જેથી 1° નીપજનું પ્રમાણ = 9 × 1 =
2° નીપજનું પ્રમાણ = 2 × 3.8 = 7.6
૩° નીપજનું પ્રમાણ = 5 × 1 = 5
∴ કુલ મોનોક્લોરો નીપજ = 9 + 7.6 + 5 = 21.6 થાય.
1° મોનોક્લોરો નીપજ : કુલ 21.6 માં 9.0 છે.
∴ 1° મોનોક્લોરોનું ટકામાં પ્રમાણ = \(\frac{9}{21.6}\) × 100
= 41.7 %

2° મોનોક્લોરો નીપજ : કુલ 21.6 માં 7.6 છે.
∴ 2° મોનોક્લોરોનું ટકામાં પ્રમાણ = \(\frac{7.6}{21.6}\) × 100
= 35.2 %

3° મોનોક્લોરો નીપજ : કુલ 21.6 માં 5 છે.
∴ 3° મોનોક્લોરોનું ટકામાં પ્રમાણ = \(\frac{5}{21.6}\) × 100
= 23.1 %

પ્રશ્ન 15.
1-આયોડો-2-મિથાઇલપ્રોપેન અને 2-આયોડોપ્રોપેનના મિશ્રણની સોડિયમ સાથેની પ્રક્રિયાથી મળતી નીપજોનાં નામ તેમજ બંધારણો લખો.
ઉત્તર:

2,4-ડાયમિથાઇલપેન્ટેન (iii) (CH₃)₂CHCH₂ – CH(CH₃)₂ આમ કુલ ત્રણ હાઇડ્રોકાર્બન (આલ્કેન) બને છે.
બે ભિન્ન હેલાઇડોની વુર્ટઝ (આલ્કેન) પ્રક્રિયા આલ્બેનનું મિશ્રણ આપે છે. જે (RX + R’X → R – R + R’− R’ + R – R’) હોય છે.

પ્રશ્ન 16.
2-મિથાઇલપ્રોપેનના મોનોક્લેરિનેશન દરમિયાન મધ્યસ્થી તરીકે નીપજતા હાઇડ્રોકાર્બન મુક્તમૂલકો લખો. તે પૈકી કયું વધુ સ્થાયિ છે ? કારણ આપો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 17.
એક પ્રાથમિક આલ્કાઇલ હેલાઇડની વુર્ટઝ પ્રક્રિયાથી C₈H₁₈ આણ્વીયસૂત્ર ધરાવતી એક માત્ર નીપજ મળે છે. આ આલ્બેનના મોનોબ્રોમિનેશનથી મળતી નીપજ પૈકી તે એક તૃતીયક બ્રોમાઇડ સમઘટક આપે છે. આલ્કેન અને તૃતીયક બ્રોમાઇડના બંધારણ લખો.
ઉત્તર:

• પ્રથામિક હેલાઇડ = A ધારો

∴ પ્રાથમિક હેલાઇડ = C₄H₉X હશે.

• મોનોઆલ્કીલ હેલાઇડ C₄H₉Br છે. તેમાંથી એક જ આલ્કેન C₈H₁₈ બની શકે.

• જેથી C₄H₉Br નીચેના બંધારણો શક્ય છે.

પ્રશ્ન 18.
નીચેની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતી વલય પ્રણાલી એરોમેટિક હોય છે :
(i) સંયુગ્મિત π-બંધ ધરાવતી સમતલીય વલય પ્રણાલી
(ii) વલયમાં રહેલા π ઇલેક્ટ્રોનનું સંપૂર્ણ વિસ્થાનીકરણ એટલે કે વલયમાં રહેલા દરેક પાસે અસંસ્કૃત p-કક્ષક
(iii) વલયમાં (4n + 2) π ઇલેક્ટ્રૉનની હાજરી (જ્યાં n = 0, 1, 2, …… ક્ષુકેલનો નિયમ]
ઉપર્યુક્ત માહિતીને આધારે નીચના સંયોજનોનું ઍરોમેટિક અને બિનઍરોમૅટિકમાં વર્ગીકરણ કરો :

ઉત્તર:

પ્રશ્ન 19.
નીચેનાં પૈકી કયાં સંયોજનો હુકેલના નિયમ પ્રમાણે એરોમેટિક છે ?

ઉત્તર:
(A) ઍરોમૅટિક નથી કારણ કે તેમના એકપણ ચક્રમાં એકાંતરીય ત્રણ π બંધ નથી.

(B) ઍરોમૅટિક છે.
(i) સમતલીયતા છે.
(ii) બધાં π ઇલેક્ટ્રૉન વિસ્થાનીકૃત છે.
(iii) બે π બંધના ચાર અને N ઉપરના અબંધકા૨ક ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ તેમ કુલ છ π ઇલેક્ટ્રૉન હોવાથી ચુકેલના નિયમ (4n + 2) નું પાલન થાય છે. જ્યાં n = 1 છે.

(C) ઍરોમૅટિક નથી.

(i) સમતલીયતા નથી.
(ii) તેમાં છ π ઇલેક્ટ્રૉન છે. પણ ચક્રીય રચનામાં નથી, હ્યુકેલના નિયમનું પાલન થતું નથી.

(D) ઍરોમૅટિક છે, તેમાંના બેમાંથી એક ચક્રીય રચના ઍરોમૅટિકતા ધરાવે છે.

પરિણામ સ્વરૂપે આ સંયોજન ઍરોમૅટિક છે.
ચક્રીય રચના Aમાં (i) સમતલીયતા છે. (ii) ચક્ર (A) માં બધા જ છે ઇલેક્ટ્રૉન પૂર્ણ વિસ્થાનીકૃત છે. (iii) સંયોજનમાં કુલ 5 દ્વિબંધના 10 π ઇલેક્ટ્રૉન છે, પણ ચક્ર A માં ત્રણ દ્વિબંધના છ π ઇલેક્ટ્રૉન હોવાથી હ્યૂકેલના નિયમનું પાલન થાય.
નોંધ : આવું બંધારણ અશક્ય છે, કારણ કે તેમાં એક કાર્બનની સાથે 5 બંધ છે.

(E) ઍરોમૅટિક છે, કારણ કે તેના બંધારણમાં પ્રથમ ચક્રીય રચના ઍરોમૅટિકતાની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.

ચક્રીય ભાગ (A) માં
(i) સમતલીયતા છે.
(ii) ચક્રમાંના બધા છ ઇલેક્ટ્રૉન પૂર્ણ વિસ્થાનીકરણ છે.
(iii) A ચક્રમાંના ત્રણ π બંધોના છ π ઇલેક્ટ્રૉન n = 1 લેતાં હ્યુકેલના નિયમનું પાલન થાય છે.

(F) ઍરોમૅટિક છે. કારણ કે
(i) તેમાં બધા જ sp² કાર્બન હોવાથી સમતલીયતા છે.
(ii) તેમાં 7 π બંધ એકાંતરીય સ્થાને છે અને તેના કારણે બધાં જ π ઇલેક્ટ્રૉનનું પૂર્ણ વિસ્થાનીકરણ છે. આ સંયોજન ઍરોમૅટિક ગણાય છે.

પ્રશ્ન 20.
ઇથેનોલ (C₂H₅OH)થી શરૂ કરી ઇથાઇલ હાઇડ્રોજનસલ્ફેટ (CH₃CH₂ – OSO₂ – OH) બનાવવાના માર્ગ સૂચવો.
ઉત્તર:

IV. જોડકાં પ્રકારના પ્રશ્નો
નીચેના કેટલાંક પ્રશ્નોમાં ડાબી બાજુની કોલમનો એક વિકલ્પ જમણી બાજુની કોલમના એક અથવા એકથી વધુ વિકલ્પો સાથે સંલગ્ન હોઈ શકે છે.

પ્રશ્ન 1.
કૉલમ – Iમાં આપેલ પ્રક્રિયકની CH₃ – CH = CH₂ સાથેની પ્રક્રિયાથી મળતી નીપજ કોલમ – IIમાં આપેલ છે. કૉલમ – I અને કૉલમ-IIને સાચી રીતે જોડો :

કોલમ – I	કોલમ – II
(A) O3/Zn + H2O	(1) ઍસેટિક ઍસિડ અને CO2
(B) KMnO4 / H+	(2) પ્રોપેન-1-ઑલ
(C) KMnO4 / OH–	(3) પ્રોપેન-2-ઓલ
(D) H2O / H+	(4) એસિટાલ્ડિહાઇડ અને ફૉર્માલ્ડિહાઇડ
(E) B2H6 / NaOH અને H2O2	(5) પ્રોપેન-1,2-ડાયોલ

ઉત્તર:
(A – 4), (B – 1), (C – 5), (D – 3), (E – 2)

પ્રશ્ન 2.
કૉલમ – Iમાં આપેલ હાઇડ્રોકાર્બનને કૉલમ – IIમાં આપેલ તેમના ઉત્કલનબિંદુ સાથે યોગ્ય રીતે જોડો :

કૉલમ – I	કોલમ – II
(A) n-પેન્ટેન	(1) 282.5 K
(B) આઇસો પેન્ટેન	(2) 300 K
(C) નિયો પેન્ટેન	(3) 301 K

ઉત્તર:
(A – 2), (B – 3), (C – 1)

ઉત્કલનબિંદુ ક્રમશઃ ઘટે છે.
કારણ કે શાખાઓ વધતી જાય છે, જેથી અણુ ગોળાકાર બનતો જાય છે અને સંપર્ક સપાટી તથા વાન્ ડર વાલ્સના આકર્ષણ બળો ઘટતા જાય છે.

પ્રશ્ન 3.
કૉલમ – I માં આપેલ પ્રક્રિયકોમાંથી બનતી નીપજને કૉલમ – II માં દર્શાવેલ નીપજ સાથે યોગ્ય રીતે જોડો :

ઉત્તર:
(A – 4), (B – 3), (C – 2), (D – 1)
આ પ્રક્રિયાઓ નીચે પ્રમાણે છે :
(A) કૉલમ – I માંથી કૉલમ – II માં યોગ્ય નીપજ ક્લોરોબેન્ઝિન.

પ્રશ્ન 4.
કોલમ – I માં આપેલ પ્રક્રિયાના કોલમ – II માં આપેલ પ્રક્રિયાના પ્રકાર સાથે યોગ્ય રીતે જોડો :

ઉત્તર:
(A – 4), (B – 1), (C – 2), (D – 3)

V. વિધાન અને કારણ પ્રકારના પ્રશ્નો
નીચેના પ્રશ્નોમાં વિધાન (A) અને ત્યાર પછી કારણ (R) આપેલું છે. દરેક પ્રશ્ન માટે નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો વિક્લ્પ પસંદ કરો.

(A) A અને R બંને સાચાં છે R એ Aની સાચી સમજૂતી આપે છે.
(B) A અને R બંને સાચાં છે, પરંતુ R એ Aની સાચી સમજૂતી આપતું નથી.
(C) A અને R બંને સાચાં નથી.
(D) A ખોટું છે જ્યારે R સાચું છે.

પ્રશ્ન 1.
વિધાન (A) : સાઇક્લોઓક્ટાટેટ્રાઇન સંયોજન નીચે મુજબનું બંધારણ ધરાવે છે :

તે વલય અને યુગ્મિત 8 ઇલેક્ટ્રોન પ્રણાલી ધરાવે છે, પરંતુ તે એરોમેટિક સંયોજન નથી.
કારણ (R) : (4n + 2π) ઇલેક્ટ્રૉન નિયમનું પાલન થતું નથી અને વલય સમતલીય નથી.
જવાબ
(A) A અને R બંને સાચાં છે R એ Aની સાચી સમજૂતી આપે છે.
સંયોજન ઍરોમૅટિકતા પ્રાપ્ત કરે તેની આવશ્યકતાઓ નીચે પ્રમાણે છે, જે પૂર્ણ થતી નથી.
(i) સંયોજન ચક્રીય અને સમતલીય હોવું જોઈએ. આ સંયોજન ચક્રીય છે પણ ‘સમતલિયતા ધરાવતું નથી’ માટે ઍરોમૅટિક નથી.

(ii) π બંધના ઇલેક્ટ્રૉનનું વલયમાં સંપૂર્ણ વિસ્થાનીકરણ થવું જોઈએ.
આ સંયોજનમાં સમતલીય રચના નથી જેથી તેમાંના π ઇલેક્ટ્રૉન સંપૂર્ણપણે વિસ્થાનીકૃત હોતા નથી.

(iii) આ સંયોજનમાં (4n + 2) માં n = 1 લેતાં ત્રણ π બંધના 6 ઇલેક્ટ્રૉન હોવા જેઈએ પણ 8 ઇલેક્ટૉન છે; જે, આ સાયક્લોઑક્ટેટ ટેટ્રાઇનનું ટબ આકાર ધરાવે છે. જેથી સમતલિયતા નથી અને 8 ઇલેક્ટ્રૉનનું બધા પરમાણુ ઉપર સમાન વિસ્થાનીકરણ થતું નથી.
∴ આ સાયક્લોઓક્લેન ટેટ્રાઇન ઍરોમૅટિક નથી.

પ્રશ્ન 2.
વિધાન (A) : ટોલ્યુઇનની ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ્સ મિથાઇલેશન પ્રક્રિયાથી o- અને p-ઝાયલિન આપે છે.
કારણ (R) : બેન્ઝિન વલય સાથે બંધિત -CH₃ સમૂહ 0- અને p-સ્થાને ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે.
જવાબ
(A) A અને R બંને સાચાં છે R એ Aની સાચી સમજૂતી આપે છે.

• ટૉલ્યુઇનમાં -CH₃ સમૂહ છે જે પ્રેરક અને સત્પંદન અસરમાં ઇલેક્ટ્રૉન બેન્ઝિન ચક્રમાં આપી ચક્રને સક્રિય બનાવે છે; જેથી ટૉલ્યુઇન ઇલેક્ટ્રૉન અનુરાગી પ્રક્રિયાઓ આપે છે.
• ટૉલ્યુનના સસ્પંદન બંધારણોમાં -CH₃ સમૂહના કારણે બેન્ઝિન ચક્રમાં -CH₃ ના ઑર્થો અને પેરા સ્થાન ઇલેક્ટ્રૉન યુગ્મ આપે છે. અને પરિણામે ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતા ઑર્થો, પેરા સ્થાને વધારે હોય છે. જેથી o- અને p – ઝાયલિન બને છે.

પ્રશ્ન 3.
વિધાન (A) : બેઝિનની નાઇટ્રિક એસિડ સાથેની નાઇટ્રેશન પ્રક્રિયામાં સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડના ઉપયોગની જરૂર પડે છે.
કારણ (R) : સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડના મિશ્રણથી ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી NO× ઉદ્ભવે છે. જવાબ (A) A અને R બંને સાચાં છે R એ Aની સાચી સમજૂતી આપે છે.

પ્રશ્ન 4.
વિધાન (A) : પેન્ટેનનાં સમઘટકો પૈકી 2, 2-ડાયમિથાઇલ પ્રોપેનનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ હોય છે.
કારણ (R) : શાખીય શૃંખલાની ઉત્કલનબિંદુ પર કોઈ અસર થતી નથી.
જવાબ
(C) A અને R બંને સાચાં નથી.

• 2,3-ડાયમિથાઇલપેન્ટેન તે પેન્ટનનો સમઘટક જ નથી.
• સમઘટકોમાં શાખા વધે તેમ ઉત્કલનબિંદુ ઘટે છે.

VI. દીર્ઘ જવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

પ્રશ્ન 1.
એક આલ્કાઇલ હેલાઇલ C₅H₁₁Br (A)ની ઇથેનોલિક KOH સાથેની પ્રક્રિયાથી આલ્કીન સંયોજન (B) આપે છે. જેની Br₂ સાથેની પ્રક્રિયાથી સંયોજન (C) મળે છે. જેની ડીહાઇડ્રોબ્રોમિનેશન પ્રક્રિયાથી આલ્કાઇન સંયોજન (D) આપે છે. એક મોલ (D)ની પ્રવાહી NH₃ માં Na ધાતુ સાથેની પ્રક્રિયાથી એક મોલ (D)નો સોડિયમ ક્ષાર અને અડધો મોલ હાઇડ્રોજન વાયુ આપે છે. (D)ની સંપૂર્ણ હાઇડ્રોજીનેશન પ્રક્રિયાથી સરળ શૃંખલા ધરાવતો આલ્કેન મળે છે. (A), (B), (C) અને (D)ને ઓળખો. આમાં સંક્ળાયેલ પ્રક્રિયાઓ લખો.
ઉત્તર:
આ પ્રક્રિયા નીચે પ્રમાણે છે :

પ્રશ્ન 2.
87.80 % કાર્બન અને 12.19 % હાઇડ્રોજન ધરાવતી હાઇડ્રોકાર્બનની 896 ml બાષ્પ STP એ 3.28 ગ્રામ વજન ધરાવે છે. Aના હાઇડ્રોજીનેશનથી 2-મિથાઇલપેન્ટેન મળે છે. ઉપરાંત H₂SO₄ અને HgSO₄ની હાજરીમાં (A) ની હાઇડ્રેશન પ્રક્રિયાથી C₆H₁₂O આણ્વીય સૂત્ર ધરાવતો કિટોન (B) મળે છે. કિટોન (B) આયોડોફોર્મ કસોટી આપે છે. (A)નું બંધારણ શોધો અને તેની સાથે સંકળાયેલ પ્રક્રિયાઓ લખો.
ઉત્તર:
3.28 ગ્રામ (A) નું STP એ કદ 896 ml છે.
∴ 1 મોલ 22700ml)નું કદ (?)
‘A’ નું આણ્વીય દળ =
= 83.1 ગ્રામ મોલ^-1
આણ્વીય સૂત્ર નક્કી કરવું :

બંધારણ (X) માં -COCH₃ મિથાઇલકિટોન છે જે આયોડોફૉર્મ કસોટી આપે છે.
આપેલ આલ્કાઇન (A) C₆H₁₀નું બંધારણ (II), નીચે પ્રમાણે છે :

પ્રશ્ન 3.
એક અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન (A)માં બે મોલ H₂ ઉમેરાઈ શકે છે. (A)ના રિડક્ટિવ ઓઝોનનીકરણથી બ્યુટેન-1, 4-ડાયલ, ઇથેનાલ અને પ્રોપેનોન મળે છે. (A)નું બંધારણ અને IUPAC નામ આપો. આમાં સંકળાયેલ પ્રક્રિયાઓ સમજાવો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 4.
પેરોક્સાઇડની હાજરીમાં પ્રોપીનની HBr સાથેની યોગશીલ પ્રક્રિયા પ્રતિમાવનીકોવ નિયમને અનુસરે છે. પરંતુ પેરોક્સાઇડ અસર HCI અને HI સાથેની યોગશીલ પ્રક્રિયામાં જોવા મળતી નથી. સમજાવો.
ઉત્તર:
(d) પેરૉક્સાઇડની હાજરીમાં પ્રોપીનની પ્રક્રિયા HCl અને HIની સાથે થતી નથી. તેનું કારણ – (i) H – Cl બંધ 430.5 kJ mol^-1 તે H – Br બંધ (363.7 kJ mol^-1 )ના કરતાં વધારે મજબૂત છે, જેથી H – Clબંધનું ખંડન (વિભાજન) મૂલક \(\dot{\mathrm{C}}_6 \mathrm{H}_5\)વડે થઈ શકતું નથી. (ii) H – I બંધ (298.8 kJ mol^-1) નિર્બળ છે. જેથી બનતા આયોડિન મુક્તમૂલકો દ્વિબંધના π બંધને તોડવાના સ્થાને વધારે સરળતાથી એક્બીજાની સાથે જોડાઈને આયોડિન અણુમાં ફેરવાય છે.