Properties of Haloalkanes Questions in Hindi

(C) चरण $1$: अल्कोहलिक $KOH$ के साथ $2$-ब्रोमोप्रोपेन का विहाइड्रोहैलोजनीकरण एक विलोपन अभिक्रिया के माध्यम से प्रोपीन $(A)$ का निर्माण करता है।
$CH_3-CH(Br)-CH_3 + \text{Alc. KOH} \xrightarrow{\Delta} CH_3-CH=CH_2 (A) + KBr + H_2O$
चरण $2$: पेरोक्साइड की अनुपस्थिति में प्रोपीन में $HBr$ का योग मार्कोवनिकोव नियम का पालन करता है, जहाँ अभिकर्मक का ऋणात्मक भाग $(Br^-)$ उस कार्बन परमाणु से जुड़ता है जिस पर हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या कम होती है।
$CH_3-CH=CH_2 + HBr \xrightarrow{\text{Peroxide absent}} CH_3-CH(Br)-CH_3 (B)$
अतः, मुख्य उत्पाद '$B$', $2$-ब्रोमोप्रोपेन है।

(D) $1$. $S_N1$ अभिक्रिया का दर-निर्धारक चरण कार्बधनायन मध्यवर्ती का निर्माण है।
$2$. ध्रुवीय प्रोटिक विलायक (जैसे $H_2O$ या $ROH$) विलायकन (हाइड्रोजन आबंधन) के माध्यम से कार्बधनायन मध्यवर्ती और निष्कासित समूह को स्थिर करते हैं, जिससे सक्रियण ऊर्जा कम हो जाती है।
$3$. एक प्रबल नाभिकरागी $S_N1$ अभिक्रिया की दर को प्रभावित नहीं करता है क्योंकि नाभिकरागी केवल दूसरे, तीव्र चरण में भाग लेता है।
$4$. अतः, एक ध्रुवीय प्रोटिक विलायक $S_N1$ अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है।

(B) $1$. विहाइड्रोहैलोजनीकरण $\text{सैटजेफ}$ $(Saytzeff)$ नियम का पालन करता है, जिसके अनुसार अधिक प्रतिस्थापित एल्कीन मुख्य उत्पाद होता है।
$2$. अभिकारक $2-\text{ब्रोमोब्यूटेन}$ $(CH_3-CH_2-CH(Br)-CH_3)$ है।
$3$. $HBr$ का विलोपन $C_1$ या $C_3$ से होकर क्रमशः $\text{ब्यूट}-1-\text{ईन}$ या $\text{ब्यूट}-2-\text{ईन}$ बना सकता है।
$4$. $\text{ब्यूट}-2-\text{ईन}$ $(CH_3-CH=CH-CH_3)$ एक द्वि-प्रतिस्थापित एल्कीन है, जो इसे मोनो-प्रतिस्थापित $\text{ब्यूट}-1-\text{ईन}$ $(CH_3-CH_2-CH=CH_2)$ की तुलना में अधिक स्थिर बनाता है।
$5$. अतः, $CH_3-CH=CH-CH_3$ मुख्य उत्पाद है।

(A) जब क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ को हवा और प्रकाश के संपर्क में रखा जाता है, तो यह धीमी गति से ऑक्सीकृत होकर एक अत्यंत विषैली गैस बनाता है जिसे फॉस्जीन ($COCl_2$, कार्बोनिल क्लोराइड) कहते हैं।
रासायनिक समीकरण है:
$2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{\text{light}} 2COCl_2 + 2HCl$

(C) $Bromoethane$ $(C_2H_5Br)$ और $silver \ acetate$ $(CH_3COOAg)$ के बीच की अभिक्रिया एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन (nucleophilic substitution) अभिक्रिया है।
$C_2H_5Br + CH_3COOAg \rightarrow CH_3COOC_2H_5 + AgBr$
इस अभिक्रिया में, $acetate$ आयन $(CH_3COO^-)$ एक नाभिकरागी के रूप में कार्य करता है और $ethyl \ acetate$ $(CH_3COOC_2H_5)$ बनाने के लिए $bromide$ आयन $(Br^-)$ को प्रतिस्थापित करता है।

(C) $1$. $S_N1$ अभिक्रिया क्रियाविधि कार्बधनायन मध्यवर्ती के निर्माण के माध्यम से आगे बढ़ती है।
$2$. दर-निर्धारक चरण इस कार्बधनायन का निर्माण है।
$3$. कार्बधनायन केंद्र के चारों ओर भारी एल्किल समूह प्रेरणिक प्रभाव और अतिसंयुग्मन के माध्यम से धनावेश को स्थिर करते हैं, जिससे कार्बधनायन का निर्माण आसान हो जाता है।
$4$. इसलिए, तृतीयक एल्किल हैलाइड (जिनमें भारी समूह होते हैं) प्राथमिक या द्वितीयक एल्किल हैलाइडों की तुलना में $S_N1$ अभिक्रियाओं को प्राथमिकता देते हैं।
$5$. प्रबल नाभिकरागी $S_N2$ अभिक्रियाओं के पक्ष में होते हैं, और $S_N1$ अभिक्रियाओं के लिए ध्रुवीय प्रोटिक विलायकों की आवश्यकता होती है।

(A) क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ हवा और प्रकाश की उपस्थिति में धीमी गति से ऑक्सीकरण करके एक अत्यधिक जहरीली गैस बनाता है जिसे फॉसजीन $(COCl_2)$ कहा जाता है।
रासायनिक समीकरण है:
$2CHCl_3 + O_2 \xrightarrow{\text{light}} 2COCl_2 + 2HCl$

(B) $1$. $SN^2$ क्रियाविधि एक समकालिक (concerted), एकल-चरणीय अभिक्रिया है।
$2$. इसमें नाभिकरागी (nucleophile) द्वारा पीछे से आक्रमण होता है, जिससे विन्यास का प्रतिपन्न (inversion of configuration) होता है, न कि रेसमीकरण।
$3$. अभिक्रिया के दौरान, नाभिकरागी और निष्कासित होने वाला समूह दोनों एक संक्रमण अवस्था में केंद्रीय कार्बन परमाणु से आंशिक रूप से जुड़े होते हैं, जहाँ कार्बन परमाणु पेंटा-कोऑर्डिनेटेड (पाँच समूहों से जुड़ा) होता है।
$4$. $SN^2$ अभिक्रियाओं में कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती का निर्माण नहीं होता है।
$5$. अतः, सही विशेषता यह है कि इसमें पेंटा-कोऑर्डिनेटेड कार्बन के साथ एक संक्रमण अवस्था शामिल होती है।

(D) $1$. $SN^1$ अभिक्रिया में दर-निर्धारक चरण लिविंग ग्रुप (leaving group) के निकलने से कार्बधनायन (carbocation) का बनना है।
$2$. लिविंग ग्रुप के निकलने की सुगमता $C-X$ बंध की शक्ति पर निर्भर करती है।
$3$. जैसे-जैसे हैलोजन परमाणु का आकार बढ़ता है, बंध वियोजन ऊर्जा कम होती जाती है $(I > Br > Cl > F)$।
$4$. इसलिए, $C-I$ बंध सबसे कमजोर होता है और सबसे आसानी से टूटता है, जिससे आयोडाइड आयन सबसे अच्छा लिविंग ग्रुप बन जाता है।
$5$. अतः, $(CH_3)_3C-I$ सबसे आसानी से $SN^1$ अभिक्रिया देता है।

(A) $S_N2$ अभिक्रिया की दर इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु के चारों ओर त्रिविम बाधा (steric hindrance) पर निर्भर करती है।
$1$. $S_N2$ अभिक्रियाओं के लिए अभिक्रियाशीलता का क्रम है: $\text{मेथिल }\ \text{हैलाइड }> \text{प्राथमिक }\ (1^\circ) > \text{द्वितीयक }\ (2^\circ) > \text{तृतीयक }\ (3^\circ)$।
$2$. $CH_3-Br$ एक मेथिल हैलाइड है, जिसमें सबसे कम त्रिविम बाधा होती है।
$3$. $(CH_3)_3C-Br$ एक तृतीयक हैलाइड है, $(CH_3)_2CH-Br$ एक द्वितीयक हैलाइड है, और $CH_3-CH_2-Br$ एक प्राथमिक हैलाइड है।
$4$. अतः, $CH_3-Br$ सबसे तेजी से अभिक्रिया करता है।

(A) $1$. $AgCN$ एक सहसंयोजक यौगिक है।
$2$. $AgCN$ में, नाइट्रोजन परमाणु के पास नाभिकरागी आक्रमण के लिए एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म उपलब्ध होता है, जबकि कार्बन परमाणु नाभिकरागी के रूप में कार्य करने के लिए मुक्त नहीं होता है।
$3$. इसलिए, अभिक्रिया $S_N2$ क्रियाविधि का पालन करती है जहाँ नाइट्रोजन परमाणु एल्किल हैलाइड पर आक्रमण करता है।
$4$. अभिक्रिया है: $CH_3CH_2Br + AgCN \rightarrow CH_3CH_2NC + AgBr$।
$5$. उत्पाद $P$ एथिल आइसोसायनाइड $(CH_3CH_2NC)$ है।

(D) शुष्क ईथर की उपस्थिति में एल्किल हैलाइड की सोडियम धातु के साथ अभिक्रिया को वुर्ट्ज़ अभिक्रिया (Wurtz reaction) कहा जाता है।
$2-\text{chloro}-2-\text{methylbutane}$ एक तृतीयक एल्किल हैलाइड है जिसकी संरचना $CH_3-CH_2-C(CH_3)(Cl)-CH_3$ है।
वुर्ट्ज़ अभिक्रिया में, एल्किल हैलाइड के दो अणु आपस में जुड़कर एक उच्च एल्केन बनाते हैं।
$2-\text{methylbutan-2-yl}$ के दो मूलक $(CH_3-CH_2-C(CH_3)_2^{\bullet})$ तृतीयक कार्बन परमाणुओं पर जुड़ते हैं।
परिणामी संरचना $CH_3-CH_2-C(CH_3)_2-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$ है।
सबसे लंबी श्रृंखला का नामकरण करने पर: सबसे लंबी श्रृंखला में $6$ कार्बन (हेक्सेन) हैं, जिसमें $3$ और $4$ स्थान पर मिथाइल समूह हैं।
इसका $IUPAC$ नाम $3,3,4,4-\text{tetramethylhexane}$ है।

(D) चरण $1$: एल्किल हैलाइड की $KOH$ के जलीय विलयन के साथ अभिक्रिया एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
चरण $2$: इस अभिक्रिया में, हाइड्रॉक्साइड आयन $(OH^-)$ एक नाभिकरागी के रूप में कार्य करता है और $2$-क्लोरोब्यूटेन से क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ को प्रतिस्थापित करता है।
चरण $3$: अभिक्रिया है: $CH_3CH_2CHClCH_3 + KOH_{(aq)} \rightarrow CH_3CH_2CH(OH)CH_3 + KCl$।
चरण $4$: प्राप्त उत्पाद $\text{ब्यूटेन}-2-\text{ऑल}$ है।

(A) $1$. एल्किल हैलाइड $(R-X)$ की सिल्वर नाइट्राइट $(AgNO_2)$ के साथ अभिक्रिया मुख्य उत्पाद के रूप में नाइट्रोएल्केन $(R-NO_2)$ प्रदान करती है।
$2$. ऐसा इसलिए होता है क्योंकि $Ag-O$ बंध सहसंयोजक होता है, जिससे नाइट्रोजन परमाणु नाभिकरागी केंद्र बन जाता है।
$3$. इसके विपरीत, पोटेशियम नाइट्राइट $(KNO_2)$ के साथ अभिक्रिया आयनिक होती है और मुख्य उत्पाद के रूप में एल्किल नाइट्राइट $(R-ONO)$ प्राप्त होता है।
$4$. अतः, अभिकर्मक $B$, $AgNO_2$ है।

(A) $1$. $Alkyl \ halides$, $Silver \ nitrite$ $(AgNO_2)$ के साथ अभिक्रिया करके मुख्य उत्पाद के रूप में $Alkyl \ nitrites$ $(R-O-N=O)$ बनाते हैं।
$2$. ऐसा इसलिए होता है क्योंकि $AgNO_2$ एक सहसंयोजक यौगिक है, और ऑक्सीजन परमाणु नाइट्रोजन परमाणु की तुलना में अधिक नाभिकरागी $(nucleophilic)$ होता है।
$3$. इसके विपरीत, $Potassium \ nitrite$ $(KNO_2)$ एक आयनिक यौगिक है, जो $NO_2^-$ आयन प्रदान करता है, जिससे मुख्य उत्पाद के रूप में $Nitroalkanes$ $(R-NO_2)$ बनते हैं।

(C) $1$. $S_N2$ क्रियाविधि एक समकालिक, एकल-चरणीय अभिक्रिया है।
$2$. इस क्रियाविधि में, नाभिकरागी कार्बन परमाणु के पीछे से आक्रमण करता है, जिससे विन्यास का प्रतिपन्न (inversion) होता है।
$3$. बंध का टूटना और बंध का बनना एक पंच-समन्वयी संक्रमण अवस्था के माध्यम से एक साथ होता है।
$4$. $S_N2$ अभिक्रियाओं में कार्बधनायन मध्यवर्ती का निर्माण नहीं होता है; कार्बधनायन का निर्माण $S_N1$ क्रियाविधि की विशेषता है।
$5$. अतः, समतलीय कार्बधनायन मध्यवर्ती का निर्माण $S_N2$ क्रियाविधि की विशेषता नहीं है।

(B) चरण $1$: $2$-ब्रोमोपेंटेन की अल्कोहलिक $KOH$ के साथ अभिक्रिया एक विहाइड्रोहैलोजनीकरण अभिक्रिया (विलोपन अभिक्रिया) है।
चरण $2$: $\text{सैटज़ेफ}$ नियम के अनुसार, विलोपन अभिक्रियाओं में अधिक प्रतिस्थापित एल्कीन मुख्य उत्पाद होता है।
चरण $3$: अभिक्रिया है: $CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_2-CH_3 + KOH (alc.) \rightarrow CH_3-CH=CH-CH_2-CH_3 + KBr + H_2O$।
चरण $4$: $\text{पेंट}-2-\text{ईन}$, $\text{पेंट}-1-\text{ईन}$ की तुलना में अधिक प्रतिस्थापित है, इसलिए यह मुख्य उत्पाद है।

(A) $1$. एल्किल हैलाइड $(RX)$ की $AgCN$ के साथ अभिक्रिया एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
$2$. $AgCN$ एक सहसंयोजक यौगिक है। $AgCN$ में कार्बन परमाणु नाभिकरागी के रूप में कार्य करने के लिए स्वतंत्र नहीं होता है, लेकिन नाइट्रोजन परमाणु के पास आबंधन के लिए इलेक्ट्रॉनों का एक एकाकी युग्म उपलब्ध होता है।
$3$. इसलिए, नाइट्रोजन परमाणु एल्किल समूह पर आक्रमण करता है, जिससे एल्किल आइसोसाइनाइड $(R-NC)$ का निर्माण होता है।
$4$. इसके विपरीत, $KCN$ एक आयनिक यौगिक है जो $CN^-$ आयन प्रदान करता है, जहाँ कार्बन परमाणु नाभिकरागी के रूप में कार्य करता है, जिससे एल्किल साइनाइड $(R-CN)$ का निर्माण होता है।

(B) $S_N1$ अभिक्रियाएँ एक समतलीय कार्बोनियम आयन मध्यवर्ती के माध्यम से होती हैं।
रेसमिक मिश्रण बनने के लिए, प्रारंभिक एल्किल हैलाइड का कायरल (chiral) होना आवश्यक है।
$2$-ब्रोमोब्यूटेन में, ब्रोमीन से जुड़ा कार्बन परमाणु कायरल होता है (यह चार अलग-अलग समूहों: $-H, -CH_3, -C_2H_5, -Br$ से जुड़ा होता है)।
जल-अपघटन पर, लिविंग ग्रुप निकल जाता है और एक समतलीय कार्बोनियम आयन बनता है, जिस पर नाभिकरागी (nucleophile) दोनों तरफ से समान प्रायिकता के साथ आक्रमण कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक रेसमिक मिश्रण प्राप्त होता है।