Hidhoo keemikaalaa

Hidhamiinsa koovaaleentii atoomota haayidiroojiinii lamaa molakiyuulii haayidiroojiinii uumuuf, H</br> H . (a) keessatti niwukilasii lamaan duumessa elektiroonota lamaa orbitaala hidhoo keessatti molakiyuulii walitti qabuun marfamaniiru. (b) orbitaala farra hidhata haayidiroojiinii agarsiisa, kunis anniisaa ol’aanaa kan qabuu fi akka idileetti elektiroonota kamiinuu kan hin qabamne dha.

Hidhni keemikaalaa buxusoota ykn guuttiiqoota gidduutti harkisa waaraa kan maddarroon, baalcii fi caasaa biroo akka uumaman dandeessisudha. Humni elektiroo-istaatikii(mandis-dhaabii) guttiiqoota chaarjii faallaa qaban (hidhoo guttiiqaa) ykn qoodinsa elektiroonotaa ykn mandiiqoota (hidhoo qodmandiiqaa) gidduu jiru irraa kan maddu ta’uu danda’a. Hidhoonni keemikaalaa ciminaan garaagarummaa kan qaban yoo ta’u, hidhoowwan ciccimoon akka hidhoo qodmandiiqaa(covalent), guttiiqaa(ion) fi sibiilaa, fi hidhoowwan laafaa akka walharkisa bantilamee-bantilamee, humnoota faca’iinsa Landan fi hidhoo haayidiroojiinii qaba. Hidhoonni kunniin yaadiddama hagoo(kuwantum) fi seera salphaa kan akka seera saddeettee(octet) fi yaadiddama VSEPR fayyadamuun ibsamaniiru. Isaanis caasaa fi amaloota wantoo murteessu.

Yaadiddamoota Barbaachisoo Hidhoo Keemikaalaa irratti

Yaadiddama Luwiis Hidhoo Keemikaalaa

Yaadiddama Lewis kan hidhata keemikaalaa keessatti atoomiin akka ‘killata’ chaarjii pozaatiivii qabuutti (niwuukilasii dabalataan elektiroonota keessaa) fi qola alaatti ilaalamuu danda’a. Qolli alaa yoo baay’ate elektiroonota saddeet qabachuu danda’a. Elektiroononni saddeet qola alaa keessatti argaman golee kiyuubii kanneen 'killata(Kernel)' marsan qabatu.Atoomonni raabsa elektiroonii saddetii qabu, i.e., elektiroonota 8 sheelii ykn gullantaa anniisaa isa alaa keessatti, kanaaf raabsa sukka'aa kan agarsiisudha. Atoomonni raabsa sukka'aa kana galmaan gahuu kan danda'an karaa atoomota biroo wajjin hidhoo keemikaalaa uumuudha. Hidhni keemikaalaa kun elektiroonii(wwan) (NaCl, MgCl2) argachuudhaan yookiin dhabuudhaan yookiin, haala tokko tokko keessatti, sababa qoodinsa elektiroonii (F2) irraa kan ka’e uumamuu danda’a.Elektiroonii qola alaa keessatti argaman qofa, akkasumas elektiroononni vaalaansii, uumamuu hidhoo keemikaalaa keessatti qooda fudhatu. Gilbert Lewis elektiroonota vaalaansii kana bakka bu’uuf mallattoolee addaa, mallattoolee Luwiis jedhamuun kan beekaman, elektiroonota vaalaansii kana bakka bu’uuf fayyadameera.Walumaa galatti, vaalaansii elementii tokkoo lakkoofsa tuqaawwan mallattoo Luwiis walgitu keessatti argamaniin walqixa yookiin lakkoofsa tuqaawwanii (ykn elektiroonota vaalaansii) irraa 8 hir’isuun .

Yaadiddama Hidhoo Keemikaalaa Kossel’s

Yaadiddama hidhoo keemikaalaa Kossel akka jedhutti gaazonni luujiin haloojinoota elektiroonegaatiivii(mandis-wawwee) olaanaa fi sibiilota alkaaliin elektiroopoozitii(mandiseentaa) guddaa qaban   adda baasu. Haloojinoonni elektiroonii argachuu fi ayoonota chaarjii negaatiivii qaban uumuuf kan amala qaban yoo ta’u, sibiilonni alkaali ammoo elektiroonii dhabuu fi ayoonota chaarjii pozaatiivii qaban uumuuf amala kana qabu.

Ayoononni kun chaarjii isaanii faallaa ta’een, gullantaa annisaa isaanii isa alaa keessatti elektiroonota saddeet qabaachuudhaan raabsa electroonii gaasii luujiin galmaan ga’u. Gaasonni luujii, heeliyumiin alatti, raabsi elektiroonawaa waliigalaa ns²np⁶ qabu.Harkisini elektiroo-dhaabii(electrostatics) suuddoo chaarjoota walifaalla irratti uumama. Kunis sababa seera bu’uuraa chaarjiiwwan faallaan wal harkisuu jedhuurra kan ka’e yoo ta'u, humna cimaa walitti isaan qabatu fida. Gosti hidhoo keemikaalaa kun suddoo chaarjii qaban gidduu jiru hidhoo elektiroovaaleentii ykn hidhoo guuttiqaa(ionic bond) jedhamuun beekama. Fakkeenyaaf, kompaawundii MgCl2 keessatti ayoononni maagniziyeemii fi ayoonota kilooriinii humna harkisa elektiroo-istaatikiitiin walitti qabamu.

Akaakuuwwan Hidhoo Keemikaala

Hidhoo Guuttiiqaa(Ionic Bond)

humna harkisa elektiroostaatikii ayoonota chaarjii waliif faallaa ta'e qaban jidduutti argamu dha. Hidhoon kun kan uumamu guutumman elektiroonii tokko ykn isaa ol sheelii alaa atoomii sibiilaa irraa gara sheelii alaa atoomii sibilalatti dabarsuun.Fakkeenyi hidhoo ayoonii kaalsiyeemii fi kilooriinii gidduutti uumamuu isaati. Kaalsiyeemiin (lakkoofsi atoomawaa 20 kan qabu) qindaa’ina elektiroonii 2,8,8,2 qaba. Okteetii galmaan ga’uuf kaalsiyeemiin elektiroonota vaalaansii isaa lamaan balleessuun, kaatiyoon kaalsiyeemii (Ca2+; 2,8,8) ta’a, sababiin isaas baay’inni elektiroonotaa lakkoofsa pirootonii irraa lama gadi waan ta’eef. Kilooriin akkuma armaan dura ibsame saddeettaa tokko galmaan ga’uuf elektiroonii tokko qofa isa barbaachisa. Elektiroononni lamaan kaalsiyeemii irraa baafaman atoomota kilooriinii lamaatiin kan fudhataman yoo ta’u, kunis ayoonota kilooraayidii lama (2Cl-) akka uumamu taasisa. Kaatiyoon kaalsiyeemii tokko (Ca2+) gara ayoonota kilooraayidii lamaan (2Cl-)tti harkifama, kunis kaalsiyeemii kilooraayidii (CaCl2) akka uumamu taasisa.

Walumaagalatti, hidhoonni ayoonii elementoota sibiilaa fi sibiilaa hin taane gidduutti uumamu. Hidhamiinsi ayoonii kan uumamu yeroo garaagarummaan elektiroonegaatiivii guddaan atoomota gidduu jiru yoo ta’u, elektiroononni vaalaansii akkaataa adda addaatiin akka atoomii sibiilaa irraa gara sibiilaa hin taaneetti akka dabarfaman bakka bu’u. Elektiroononni gara sibiilaa hin taaneetti erga dabarfamanii booda sibiilli fi sibiilli hin taane lamaan isaanii akka ayoonotaatti ilaalamu. Sana booda ayoononni chaarjii faallaa qaban kanneen bu’aa ta’an elektiroo-istaatikiidhaan wal harkisuun kompaawundii ayoonii uumu.

Caasaa Liwisii

Foormulaawwan tuqaa Luwiis, kan Gilbart N. Luwiis yaada dhiyeessan, karaa elektiroonota vaalaansii atoomii tuqaawwan naannoo mallattoo keemikaalaatti fayyadamuun bakka bu’aniidha. Nootashinii kana keessatti elektiroonota vaalaansii qofti kan agarsiifaman yoo ta’u, lakkoofsi tuqaa baay’ina elektiroonota vaalaansii wajjin walsima.

Haala elementoota piriyoodii sadaffaa gabatee piriyoodii keessa jiran keessatti:

Sodiyeem (Na): Qindaa’inni elektiroonii isaa 2,8,1 yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis Na ta’a kan tuqaa tokko elektiroonii vaalaansii isaa bakka bu’u qaba.

Maagniziyeemii (Mg): Qindaa’inni elektiroonii isaa 2,8,2 yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis Mg ta’a, tuqaa lama kan elektiroonota vaalaansii isaa lamaan bakka bu’u qaba.

Aluminium (Al): Qindaa’inni elektiroonii isaa 2,8,3 yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis Al ta’a, tuqaawwan sadii elektiroonota vaalaansii isaa sadan bakka bu’an qaba.

Siiliikoonii (Si): Qindaa’inni elektiroonii isaa 2,8,4 yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis Si ta’a, tuqaawwan afur elektiroonota vaalaansii isaa afran bakka bu’u.

Foosfarasii (P): Qindaa’inni elektiroonii isaa 2,8,5 yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis P ta’a, tuqaawwan shan elektiroonota vaalaansii isaa shan bakka bu’an qaba.

Salfarii (S): Qindaa’inni elektiroonii isaa 2,8,6 yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis tuqaawwan ja’a elektiroonota vaalaansii isaa ja’a bakka bu’an S ta’a.

Kilooriin (Cl): Qindaa’inni elektiroonii isaa 2,8,7 yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis Cl ta’a, tuqaawwan torba elektiroonota vaalaansii isaa torba bakka bu’an qaba.

Argoonii (Ar): Qindaa’inni elektiroonii isaa 2,8,8 yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis Ar ta’a, tuqaawwan saddeet elektiroonota vaalaansii isaa saddeet bakka bu’an qaba.

Mallattoolee Luwiis uuma muu kaatiyoonotaafi aniyaanota agarsiisuuf illee fayyadamuu ni danda’u. Fakkeenyaaf, soodiyemii elektiroonii vaalaansii isaa dhabuudhaan kaatiyoon soodiyemii (Na+) uumuu kan danda’u yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis sana booda Na+ ta’a ture. Haaluma walfakkaatuun, kilooriiniin elektiroonii tokko argachuun aniyaanii kilooraayidii (Cl-) uumuu kan danda’u yoo ta’u, mallattoon isaa Luwiis Cl- ta’a ture.

Amala Waliigalaa hidhoo ayoonii(guutiiqaa)

Kompaawundootni ayoonii hidhoo ayoonii of keessaa qabu. Hidhni ayoonii kan uumamu elementoota uumamuu hidhoo keessatti hirmaatan gidduutti garaagarummaan elektiroonegaatiivii guddaan yoo jiraatedha. Garaagarummaan elektiroonegaatiivii atoomota hidhoo gidduu jiru hamma guddatu, harkifamni kaatiyoonii fi aniyaanii gidduu jiru cimaa ta’a. Amaloonni kompaawundoota ayoonii hidhoo ayoonii keessatti kaatiyoonni fi aniyaanonni hammam ciminaan wal harkisan irratti hundaa’a. Amala armaan olii irratti hundaa’uun kompaawundootni mallattoo amaloota armaan gadii agarsiisu.

1. Baalcii Uumu:Akkuma beeknu wantootni haala sadan keessaa tokko, jechuunis jajjaboo, dhangala’aa ykn gaazii keessatti jiraachuu danda’u. Wanti haala jabaa qabu akka budaa, kiristaala ykn amoorfoosii ta’ee jiraachuu danda’a. Kompaawundootni ayoonii baay’een isaanii bifa jajjaboo kiristaala ta’een jiru. suuddoonni kiristallii hundeessan ayoonota malee molakiyuulota miti. Ayoononni chaarjii faallaa qaban kompaawundoota ayoonii keessatti humna harkisaa elektiroo-istaatikiitiin baay’ee cimsanii walitti qabamu. Kanarraa ka’uun kompaawundootni ayoonii akka waliigalaatti jajjaboo jajjaboo dha. Sadarkaa atoomii irratti, kiristaalli ayoonii caasaa idilee uuma, kaatiyoonii fi aniyaanii wal jijjiiruun caasaa diimeshinii sadii kan bu’uureffate,ayoon xiqqaan bakka duwwaa ayoonota gurguddoo gidduu jiru walfakkaataan guutuu irratti
2. kompaawundootni ayoonii sababa harkisa cimaa ayoonota pozaatiivii fi negaatiivii gidduu jiruuf qabxii baqinaa olaanaa fi qabxii danfinaa olaanaa qabu. Hidhoo kana cabsuu fi ayoononni bilisaan akka socho’an gochuuf anniisaa ho’aa baay’ee barbaachisa. Fakkeenyaaf, soodiyeem kilooraayidii baaluuf ho’a naannoo 800°C, boba’uuf ammoo naannoo 1465°C barbaada.
3. kompaawundootni ayoonii sababa harkisa elektiroo-istaatikii cimaa ayoonota pozaatiivii fi negaatiivii gidduu jiruun jabaa fi cabeessa ta’u. Ayoononni cimsanii walitti qabamaniiru, kunis baqaana ayoonota tokko kan biraa wajjin wal bira qabamee yoo ilaalamu humna guddaa barbaada. Kiristaalli tokko yeroo rukutamu ykn humna makaanikaaliif saaxilamu ayoononni chaarjii walfakkaataa qaban walitti  kan dhufan yoo ta’u, kunis humnoota wal-dhiibuu kan kiristallichi akka caccabu taasisa. Amalli jabaa ta’uu garuu cabsuuf saaxilamuu kun cabeessummaa (brittleness) jedhamuun beekama.
4. kompaawundootni ayoonii akka waliigalaatti bulbulaa waaggee ykn poolaarii keessatti bulbulamoo dha. Bulbulamummaan hamma bulbulamaa baay’ina bulbulaa kenname keessatti bulbulamuu danda’u agarsiisa. Bulbulatoonni poolaarii, kanneen chaarjii gartokkee guddaa qaban, kompaawundoota poolaarii bulbulamuu danda’u. Fakkeenyonni bululaa waaggee bishaan, meetaanoolii, amooniyaa dhangala’aa, haayidiroojiinii filooraayidii dhangala’aa, aseetoonii fi etaanoolii ni argamu. Haa ta’u malee, kompaawundootni ayoonii hundi bishaan keessatti akka hin bulbulamne hubachuun barbaachisaadha. Soogiddoonni tokko tokko kan akka kaarbooneetii, oksaaleetii, fosfeetii, salfaayidii fi haayidirooksaayidii bishaan keessatti hin bulbulaman. Bulbulamummaan kompaawundii ayoonii wantoota adda addaa kanneen akka uumama kompaawundii, bulbulamaa, ho’aa fi dhiibbaa irratti hundaa’a.
5. Kompaawundootni ayoonii yeroo bishaan keessatti bulbulaman ykn faalkaa xuumi'e(molten) keessatti elektirikii dabarsu. Yeroo kompaawundii ayoonii bishaan keessatti bulbulamu ykn xuumi'u, kaatiyoononni fi aniyaanonni bilisa ta’anii socho’u. Sana booda suuddoowwan chaarjii qaban kun yeroo dirree elektirikii itti hojjetamu gara utubaa tirikaa(elecrode) isaaniitti godaanuu danda’u, kunis elektirikii karaa furmaataatiin akka dabarfamuu danda’u taasisa.Fakkeenyaaf, soodiyeem kilooraayidii (NaCl) bishaan keessatti yeroo bulbulamu gara kaatiyoonota soodiyeem (Na+) fi aniyaanota kilooraayidii (Cl-)tti addaan ba’a: NaCl → Na+ + Cl- .
6. Rukkinni baayina wantoota qabee, bal'inaa ykn dheerina waan yuunitii safaraa tokko keessatti argamu dha. Amaloota fiizikaalaa wantootni ittiin garaagarummaa qaban keessaa isa tokkodha. Ayoononni chaarjii faallaa qaban kompaawundii ayoonii keessatti humna harkisaa elektiroo-istaatikiitiin walitti dhiyeenyaan qabamu. Kanaafuu, lakkoofsi ayoonota yuunitii hanga tokkoo kompaawundii ayoonii keessatti ol’aanaa waan ta’eef, dhangala’aan isaanii ol’aanaa taasisa.