આલ્કેન વિસ્થાપન પ્રક્રિયા એટલે શું? વિવિધ પ્રકારની વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓના નામ અને શક્યતાઓ જણાવો.

(N/A) આલ્કેનમાં,એક અથવા વધુ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓને હેલોજન,નાઇટ્રો ગ્રુપ અથવા સલ્ફોનિક એસિડ ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપિત કરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયાઓને વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ કહેવામાં આવે છે.
$(a)$ નાઇટ્રેશન: આલ્કેનનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ $-NO_{2}$ ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$(b)$ સલ્ફોનેશન: આલ્કેનનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ $-SO_{3}H$ ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$(c)$ હેલોજનેશન: આલ્કેનનો હાઇડ્રોજન પરમાણુ હેલોજન ($F$,$Cl$,$Br$,$I$) દ્વારા બદલાય છે. હેલોજનની પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ: $F_{2} > Cl_{2} > Br_{2} > I_{2}$ છે.
$(d)$ ફ્લોરિનેશન: આ પ્રક્રિયા ખૂબ જ હિંસક છે અને તેને નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ છે. ઉદાહરણ: $CH_{4} + F_{2} \xrightarrow{N_{2} \text{ or } Ar} CH_{3}F + HF$.
$(e)$ આયોડિનેશન: આ પ્રક્રિયા ખૂબ જ ધીમી અને પ્રતિવર્તી છે. તે $HIO_{3}$ અથવા $HNO_{3}$ જેવા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોની હાજરીમાં પૂર્ણ કરી શકાય છે.
$CH_{4} + I_{2} \rightleftharpoons CH_{3}I + HI$
$HIO_{3} + 5HI \rightarrow 3I_{2} + 3H_{2}O$
$(f)$ ક્લોરિનેશન અને બ્રોમિનેશન: આ નિયંત્રિત પ્રક્રિયાઓ છે. જો ક્લોરિન પૂરતા પ્રમાણમાં હોય,તો બધા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ $-Cl$ પરમાણુઓ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$CH_{4}$ $\xrightarrow{h\nu, Cl_{2}, -HCl} CH_{3}Cl$ $\xrightarrow{h\nu, Cl_{2}, -HCl} CH_{2}Cl_{2}$ $\xrightarrow{h\nu, Cl_{2}, -HCl} CHCl_{3}$ $\xrightarrow{h\nu, Cl_{2}, -HCl} CCl_{4}$
ઉદાહરણ: $CH_{3}-CH_{3} + Cl_{2} \xrightarrow{h\nu} CH_{3}-CH_{2}Cl + HCl$ (ઇથેન $\rightarrow$ ક્લોરોઇથેન).
આ પ્રક્રિયાઓ $573 \ K$ થી $773 \ K$ તાપમાને અથવા પ્રસરેલા સૂર્યપ્રકાશ અથવા $UV$ પ્રકાશની હાજરીમાં થાય છે.