Maddarroo(molakiyulii)
Molokiyuulii ykn Maddaarroo jechuun garee atoomotaa lamaa fi isaa ol kan humna keemikaalaa hidhoo jedhamuun walitti qabamee dha.[1] Maddaarroonni gosa atoomii wahiyyoo tokko qofa irraa kan ijaaraman yoo ta’u, kunis mooliyuukulii wahiyyoo jedhama, fakkeenyaaf haadhituu (O2).[2] Yookaan mooliyuukuloonni atoomota wahiyyoota adda addaa irraa kan ijaaraman yoo ta’u, kunis mooliyuukulii mirroo jedhama, fakkeenyaaf bishaan (H2O).[1][2] Molokiyuulonni guuttii elektirikii hin qaban. Molokiyuulonni jireenyaaf murteessoo dha, lubbu qabeeyyiin akka bishaanii, pirootiinii, fi DNA molokiyuulota gurguddoo irraa ijaaraman.[3] Saayinsiin waa'ee molokiyuulotaa qoratu fiiziksii molokiyuulii yookiin keemistirii molokiyuulii jedhama.[1]
Seenaa
[gulaali | lakkaddaa gulaali]Yaad-rimeen molokiyuulii bara durii irraa ka'ee suuta suutaan kan guddate dha. Falaasfonni Giriikii durii kan akka Lee'uukiippas fi Demookiriites waa'ee suudoowwan addunyaa guutuu uuman kanneen "atoomota" jedhaman tilmaamaniiru. Jaarraa 19ffaa keessa, saayintistiin Ingilaand Joon Daaltan, yaaxxina atoomii isaa kan dhiyeesse yoo ta'u, kunis wantoonni hundi atoomota irraa kan ijaaraman ta'uu isaanii fi atoomonni wahiyyoota adda addaa walitti makamuun mirroota uumuu isaanii ibse.[4] Haa ta'u malee, yeroo sana garaagarummaan atoomii fi molokiyuulii ifa hin turre.
Bara 1811tti, Ameediyoo Avogaadiroon yaad-rimee murteessaa ta'e dhiyeesse. Inni akka jedhetti, gaasonni hoo'iyyaa fi dhiibbaa walfakkaataa qaban, vooliyuumii walfakkaataa keessatti lakkoofsa molokiyuulota walfakkaataa qabu.[5] Yaadni Avogaadroo kun garaagarummaa atoomii fi molokiyuulii adda baasuuf gargaare. Fakkeenyaaf, Avogaadroon gaasota salphaan atoomota kophaa osoo hin taane, molokiyuulota atoomota lamaa fi isaa ol of keessaa qaban ta'uu isaanii hubate.[1] Garaagarummaan kun hubannoo stoofiyoo'omeetirii keemistirii keessatti guddina guddaa fide.
Jaarraa 19ffaa keessatti, qorannoon beekumsa caasaa molokiyuulii irratti gadi fageenyaan guddate. Bara 1852tti, Edward Frankland yaad-rimee "vaalensii" jedhu dhiyeesse, kunis atoomiin tokko atoomota biroo wajjin hidhata meeqa uumuu akka danda'u ibsa.[6] Archibald Couper ammoo, atoomonni kaarboonii vaalensii afur akka qabanii fi walitti hidhamuun cafreewwan dheeraa uumuu akka danda'an agarsiise.[6] Yaadonni kunniin bu'uura keemistirii orgaanikiitiif gumaacha guddaa godhan. Sirni moodeela molokiyuulii kan jalqabaa August Wilhelm von Hofmann kan dhiyeesse yoo ta'u, kunis atoomota gurguddaa fi xixiqqaa akkaataa walitti hidhamaniin agarsiisa ture.[7]
Keekuleen ammoo caasaa geengoo beenziinii kan argate yoo ta’u, kunis bu’uura keemistirii aroonbaatikii ta’e. Bara 1874tti, Jacobus van 't Hoff caasaan molokiyuulii diriiroo osoo hin taane, sad-dimensionaawaa ta'uu isaa agarsiise.[7] Inni atoomiin kaarboonii hidhata afur kan uumu teetiraaheediroonii ta'uu isaa hubachiise. Qorannoon kun bu'uura isteeriyookeemistiriitiif, kan waa'ee qophii atoomotaa hawaa keessatti qoratuuf, gumaacha guddaa godhe. Hubannoon kun molokiyuulonni amala adda addaa kan qaban akkamitti akka ta'e ibsuuf gargaare.
Jaarraa 20ffaa keessatti, argannoon elektiroonii fi mekaaniksii kuwaantimii waa'ee hidhaa keemikaalaa hubannoo haarawa uume. Gilbert N. Lewis bara 1916tti yaad-rimee hidhoo kovaalantii dhiyeesse, kunis atoomonni elektiroonota walii qooduun akka walitti hidhaman ibsa. Yaadni isaa kun akkaataa atoomonni itti walitti hidhamanii molokiyuuloota uuman ifa godhe. Lewis caasaa dotii elektiroonii uume, kunis elektiroonota vaalensii tuqaa tuqaadhaan agarsiisa. Yaad-rimeen kun amma illee barattoota keemistiriitiif bu'uura ta'ee tajaajila.
Gosoota Hidhaa Keemikaalaa
[gulaali | lakkaddaa gulaali]Hidhaan keemikaalaa humna harkisaa atoomota molokiyuulii keessatti walitti qabudha.[8] Gosoonni hidhaa gurguddoon hidhaa guuttiiqaa, hidhaa waajaa, fi hidhaa sibiilawaa dha.[9] Hidhaan guuttiiqaa kan uumamu yeroo atoomiin tokko elektiroonii atoomii biraatiif guutummaatti kennuudha.[10] Kunis ayoonota chaarjii faallaa qaban kan uumu yoo ta'u, isaanis humna elektiroostaatikiitiin walitti harkifamu.[11] Hidhaan kun yeroo baay'ee sibiilotaa fi sibiilaloota gidduutti uumama.[9]
Hidhaan waajaa kan uumamu yeroo atoomonni lama elektiroonota walii qoodanidha.[10] Hidhaan kun atoomota elektiroonegaatiivii walfakkaataa yookiin walitti dhihaatu qaban gidduutti uumama. Fakkeenyaaf, molokiyuulii bishaanii (H2O) keessatti, atoomonni haayidiroojinii lamaa fi atoomiin haadhituu tokko elektiroonota walii qooduun hidhata waajaa uumu. Hidhaan kovaalantii hidhaa tokkoo, hidhaa lamaa, yookiin hidhaa sadii ta'uu danda'a, kunis lakkoofsa elektiroonota walii qoodaman irratti hundaa'a.[12]
Hidhaan waajaa poolaarii fi hin poolaarii jedhamuun bakka lamatti qoodama. Hidhaan kovaalantii hin poolaariin kan uumamu yeroo atoomonni elektiroonegaatiivii walfakkaataa qaban elektiroonota walqixa qoodanidha. Hidhaan kovaalantii poolaariin ammoo kan uumamu yeroo atoomiin elektiroonegaatiivii caalu elektiroonota ofitti dhiheessuudha. Kunis atoomiin sun chaarjii paarmaalaa xiqqoo negaatiivii, kan biraa ammoo poozatiivii akka qabaatu godha. Garaagarummaan elektiroonegaatiivii guddachaa yoo deeme, hidhichi amala guuttiiqaa caalaa agarsiisa.
Hidhaan haayidiroojinii gosa addaa hidhaa daayipool-daayipoolii ti. Innis yeroo atoomiin haayidiroojinii kan atoomii elektiroonegaatiivii (akka F, O, yookiin N) wajjin hidhata kovaalantii uume, atoomii elektiroonegaatiivii molokiyuulii biraa wajjin walitti harkifamu uumama. Hidhaan haayidiroojinii hidhaa guuttiiqaa yookiin waajaa irra laafaa ta'us, amaloota fiizikaalaa wantootaa baay'ee murteessa. Fakkeenyaaf, bishaan hoo'iyyaa daree keessatti dhangala'aa ta'uun isaa hidhaa haayidiroojiniitiin kan ka'edha.
Hidhaan sibiilawaa atoomota sibiilaa keessatti kan argamu yoo ta'u, guuttiiqoota poozatiiviidhaan chaarjii qaban "galaana elektiroonota" keessatti walitti harkifamuun uumama.[13] Elektiroononni vaalensii atoomota hunda gidduutti bilisaan socho'u. Sochin bilisaa elektiroonotaa kun sibiilonni ho'aa fi elektirikii akka dabarsan, akkasumas akka batteefama (malleable) fi shibeeffamuu (ductile) isaan dandeessisa. Hidhaan sibiilawaa humna guddaa kan qabu yoo ta'u, kunis sibiilonni qabxii baqinnaa (melting point) fi danfina (boiling point) ol'aanaa akka qabaatan godha.[13]
Caasaa Mooliyuukilii
[gulaali | lakkaddaa gulaali]Caasaan mooliyuukulii qophii sad-dimensionaawaa (3D) atoomota molokiyuulii tokko keessa jiraniiti. Caasaan kun amaloota keemikaalaa fi fiizikaalaa molokiyuulichaa murteessa. Akaakuu fi dheerinni hidhaa, akkasumas kooniin hidhaa caasaa molokiyuulii ibsuuf gargaaru. Dheerina hidhaa jechuun giddugaleessa fageenya niyuukiliyasii atoomota lama gidduu jiruti. Kooniin hidhaa ammoo koonii atoomota sadii kanneen walitti hidhaman gidduu jirudha. Amaloonni ji'oomeetirii kunniin tooftaalee ispeektirooskoopii adda addaatiin murtaa'uu danda'u.
Ji'oomeetiriin molokiyuulii yaaxxina "Valence Shell Electron Pair Repulsion" (VSEPR) jedhamuun tilmaamamuu danda'a.[14] Yaaxxinni kun akka jedhutti, cimdiilee elektroonii (electron pairs) qola vaalensii atoomii giddugaleessaa keessa jiran wal dhiibu, kanaafuu akkaataa wal dhiibbaa xiqqeessuun of qopheessu.[15] Cimdiiwwan elektiroonii cimdii hidhoo (bonding pairs) fi kanneen cimdii mit-hidhoo (lone pairs) of keessatti qabata.[16] Dhiibbaan cimdiiwwan mit-hidhoo gidduu jiru kan cimdiiwwan hidhoo caala.[14]
Bocni molokiyuulii adda addaa jira, kunis lakkoofsa atoomotaa fi cimdiiwwan elektiroonii irratti hundaa'a. Fakkeenyaaf, molokiyuuliin kaarboon daayooksaayidii (CO2) atoomii giddugaleessaa (kaarboonii) irratti cimdiiwwan mit-hidhoo waan hin qabneef, bocni isaa sararaawaa (linear) dha.[12] Molokiyuuliin bishaanii (H2O) atoomii giddugaleessaa (oksijiinii) irratti cimdiiwwan mit-hidhoo lama waan qabuuf, bocni isaa dabaa (bent) yookiin V-shape dha.[14] Meeteen (CH4) ammoo, cimdiiwwan mit-hidhoo malee, bocni isaa teetiraahedraalii dha.[12]
Isomeerizimiin yaad-rimee waa'ee molokiyuulota foormulaa keemikaalaa walfakkaataa qabanii garuu caasaa atoomii adda addaa qabaniiti. Aayisoomaroonni caasaa (structural isomers) tartiiba hidhata atoomotaa adda addaa qabu. Fakkeenyaaf, buteen (C4H10) akka n-buteen (sararaawaa) yookiin isobuteen (damee qabu) jiraachuu danda'a. Isteeriyoo'aayisoomaroonni (stereoisomers) tartiiba hidhata walfakkaataa qabu, garuu qophii atoomotaa hawaa keessatti adda adda. Isaanis 'enantiomers' (kanneen akka fakkiitti wal mul'atan garuu walirra kaa'amuu hin dandeenye) fi 'diastereomers' (kanneen akka fakkiitti wal hin mul'anne) jedhamuun qoodamu.
Guddina Mooliyuukulii
[gulaali | lakkaddaa gulaali]Guddinni molokiyuulii amaloota isaa kan akka Hodanaa'ummaa (viscosity), danfina, fi bulbulamummaa (solubility) murteessuu keessatti gahee guddaa qaba. Molokiyuulonni garmalee xixiqqoo waan ta'aniif, ijaan argamuu hin danda'an. Guddinni isaanii yeroo baay'ee yuunitii anigistiroomiin (Å) yookiin paikomeetiriin (pm) safarama. Guddinni molokiyuulii raadiyasii atoomota isa uumanii fi dheerina hidhaa gidduu isaanii jiru irratti hundaa'a. Tooftaaleen adda addaa kanneen akka Caasbaalcii 'X-ray' fi ispeektirooskooppiin guddina molokiyuulii safaruuf gargaaru.
Ispeektirooskoppii Mooliyuukulii
[gulaali | lakkaddaa gulaali]Ispeektirooskooppiin molokiyuulii tooftaa saayinsaawaa kan wal-qunnamtii madana elektiromaagneetikii fi molokiyuulootaa qoratuti.[17] Innis caasaa fi amaloota molokiyuulootaa hubachuuf gargaara. Yeroo madanni elektiromaagneetikii molokiyuulii wajjin wal qunnamu, anniisaan isaa xuuxamuu yookiin bahuu danda'a. Kunis jijjiirama sadarkaa anniisaa molokiyuulichaa keessatti fida.[18] Ispeektirooskooppiin jijjiirama kana safaruun waa'ee caasaa, hidhaa, fi sochii molokiyuulii sanaa odeeffannoo kenna.
Garaagarummaan sadarkaa anniisaa molokiyuulii adda addaa jira: anniisaa elektiroonikii, anniisaa hollannaa (vibrational), fi anniisaa naanneffannaa (rotational).[19] Ispeektirooskooppiin Dhilgirrana/Ifa mul'ata (ultraviolet-visible) jijjiirama sadarkaa anniisaa elektiroonikii qorata.[20] Ispeektirooskooppiin diimachii (infrared) ammoo jijjiirama anniisaa hollannaa qorata. Hollannaan molokiyuulii kan akka diriiruu (stretching) fi dabdii (bending) hidhaawwanii ilaallata.[19] Ispeektirooskooppiin maayikirooweevii jijjiirama anniisaa naanneffannaa qorata.[19]
Ispeektirooskooppiin Niwukilarii Maagneetik Reezonaansii (NMR) gosa ispeektirooskoppii beekamaa fi humna guddaa qabudha. Innis naannoo maagneetikii keessatti niyuukilasii atoomotaa qorata. NMR caasaa molokiyuuloota orgaanikii adda baasuuf baay'ee fayyadama. Odeeffannoo waa'ee tartiiba atoomotaa, naannoo keemikaalaa isaanii, fi hariiroo isaanii sad-dimensionaawaa kenna. Saayintistoonni tooftaalee ispeektirooskoppii kana fayyadamuun molokiyuuloota haaraa argachuu fi amaloota isaanii qorachuu danda'u.
Saayinsii Mooliyuukulii
[gulaali | lakkaddaa gulaali]Saayinsiin molokiyuulii damee saayinsii bal'aa kan caasaa, amaloota, fi wal-nyaatinsa molokiyuulootaa qoratuti. Dameewwan akka keemistirii, fiiziksii, fi baayoloojii of keessatti qabata.[1] Keemistiriin molokiyuukilii caasaa fi wal-nyaatinsa molokiyuulootaa qorata, keessattuu tooftaalee orgaanikii fi inorganikii. Fiiziksiin molokiyuukilii ammoo seera bu'uuraa fiiziksii kan molokiyuuloota bitu, kan akka mekaaniksii kuwaantimii, qorata. Kunis hidhaa keemikaalaa fi ispeektiramii molokiyuulii hubachuuf gargaara.
Baayoloojiin molokiyuulii damee saayinsii kan bu'uura molokiyuulii adeemsa baayoloojikaalaa qoratuti.[21] Innis molokiyuuloota jireenyaaf murteessoo ta'an kan akka DNA, RNA, fi pirootiinota irratti xiyyeeffata. Baayoloojistoonni molokiyuulii akkaataa odeeffannoon jeneetikii itti kuufamu, dabarfamu, fi hojiirra oolu qoratu. Argannoon caasaa 'double helix' DNA bara 1953, damee kanaaf guddina guddaa fide.[21] Baayoloojiin molokiyuulii qorannoo dhukkuboota jeneetikii fi qorichoota haaraa uumuu keessatti gahee olaanaa qaba.[21]
Saayinsiin meeshaalee (materials science) ammoo hariiroo caasaa, amaloota, fi hojii meeshaalee molokiyuulii qorata. Saayintistoonni meeshaalee amaloota addaa qaban (fakkeenyaaf, jabinni, elektirikii dabarsuu, fi kkf) uumuuf caasaa molokiyuulii too'achuu yaalu. Dameen kun meeshaalee akka poolimarootaa, seeramiksii, fi sibiilotaa of keessatti qabata. Teknooloojiin naanoo (nanotechnology) ammoo meeshaalee sadarkaa molokiyuuliitti qopheessuu fi too'achuu irratti xiyyeeffata. Guddinni saayinsii molokiyuulii dameewwan hedduu keessatti jijjiirama fidaa jira.[22]
Maqaan Mooliyuukulootaa
[gulaali | lakkaddaa gulaali]Sirni maqaa molokiyuulootaa "International Union of Pure and Applied Chemistry" (IUPAC) jedhamuun qophaa'a.[23] Sirni kun saayintistoonni addunyaa maratti molokiyuulota maqaa walfakkaataan akka waamaniif gargaara. Maqaan mirroo orgaanikii caasaa isaanii irratti hundaa'a. Jalqaba, cafreewwan kaarboonii kan dheeraa ta'e akka bu'uuraatti filatama.[24] Maqaan bu'uuraa lakkoofsa atoomota kaarboonii irratti hundaa'a (fakkeenyaaf, meet-, eet-, piroop-, byuut-).[25]
Gareewwan mii'aa baa'ii (functional groups) fi dameewwan (substituents) cafreewwan bu'uuraa irratti argaman maqaa dabalataatiin ibsamu. Iddoon gareewwan kanaa lakkoofsaan agarsiifama.[24] Fakkeenyaaf, alkenes hidhaa lamaa qabaachuusaanii agarsiisuuf '-ene' xumura maqaa irratti dabalamu.[26] Alkynes ammoo hidhaa sadii agarsiisuuf '-yne' dabalamu. Sirni IUPAC seera bal'aa kan qabu yoo ta'u, molokiyuulonni walxaxaa ta'an illee maqaa ifa ta'e akka qabaatan godha.[23] Mirroonni inorganikii ammoo seera addaatiin moggaafamu, yeroo baayyee wahiyyoota isaan uuman fi guuttii isaanii irratti hundaa'a.