Hoá trị và công thức hoá học SVIP

1. HÓA TRỊ

➤ Hóa trị

- Trong chất cộng hóa trị, hóa trị của một nguyên tố được xác định bởi số cặp electron mà nguyên tử của nguyên tố đó dùng chung với nguyên tử khác.

Ví dụ: Trong phân tử CO₂, mỗi nguyên tử O có 2 cặp electron dùng chung với nguyên tử C → O có hóa trị II. Nguyên tử C có 4 cặp electron dùng chung với hai nguyên tử O → C có hóa trị IV.

Sơ đồ liên kết cộng hóa trị giữa C và O trong phân tử CO₂

Hóa trị là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử nguyên tố này với nguyên tử nguyên tố khác.

➤ Hóa trị của nguyên tố

- Quy ước:

+ Nguyên tố H luôn có hóa trị I.

+ Nguyên tố O luôn có hóa trị II.

- Việc xác định hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị thường được thực hiện dựa vào hóa trị của nguyên tố đã biết.

Ví dụ: Xác định hóa trị của Zn trong hợp chất có công thức hóa học là ZnO.

Gọi hóa trị của Zn trong hợp chất là a.

Theo quy tắc hóa trị: a . 1 = II . 1 → a = II.

→ Trong hợp chất ZnO, Zn có hóa trị II.

2. QUY TẮC HÓA TRỊ

Trong công thức hóa học của hợp chất hai nguyên tố, tích hóa trị và số nguyên tử (chỉ số) của nguyên tố này bằng tích hóa trị và số nguyên tử (chỉ số) của nguyên tố kia.

Ví dụ: Trong phân tử methane, hóa trị và số nguyên tử tham gia liên kết của C và H như sau:

3. CÔNG THỨC HÓA HỌC

Công thức hóa học dùng để biểu diễn chất, gồm kí hiệu hóa học của nguyên tố và chỉ số được viết ở phía dưới, bên phải kí hiệu hóa học.

➤ Viết công thức hóa học của đơn chất

- Với đơn chất được tạo thành từ nguyên tố kim loại, khí hiếm và một số phi kim: Kí hiệu hóa học của nguyên tố được coi là công thức hóa học.

Ví dụ: C, Cu, Ca, P, Fe,...

- Với phi kim có phân tử gồm hai hay ba nguyên tử liên kết với nhau: Phần chữ (kí hiệu hóa học của nguyên tố) + phần số (số nguyên tử của nguyên tố được viết ở phía dưới, bên phải của kí hiệu hóa học).

Ví dụ: O₂, Cl₂, H₂,...

➤ Viết công thức hóa học của hợp chất

- Phần chữ: Kí hiệu hóa học của các nguyên tố cấu thành.

- Phần số: Số nguyên tử của nguyên tố (chỉ số) được viết ở phía dưới, bên phải của kí hiệu hóa học.

Cách biểu diễn công thức hóa học của hợp chất

Ví dụ: H₃PO₄, Fe₂O₃, CaCO₃,...

- Công thức hóa học của một chất cho biết:

+ Các nguyên tố hóa học tạo nên chất.

+ Số nguyên tử/tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố hóa học có trong phân tử.

+ Khối lượng phân tử của chất.

Ví dụ: Công thức hóa học của methane là CH₄ cho biết:

- Methane gồm hai nguyên tố là C và H.

- Trong một phân tử methane có 1 nguyên tử C và 4 nguyên tử H.

- Khối lượng phân tử: 12 + 1 . 4 = 16 amu.

4. TÍNH PHẦN TRĂM NGUYÊN TỐ TRONG HỢP CHẤT

- Tính khối lượng của các nguyên tố có trong phân tử hợp chất.

- Tính khối lượng phân tử hợp chất.

- Tính phần trăm khối lượng của các nguyên tố có trong phân tử hợp chất theo công thức:

Ví dụ: Tính phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất CaCO₃.

- Tính khối lượng của các nguyên tố có trong phân tử hợp chất.

+ Khối lượng của nguyên tố Ca trong CaCO₃: 1 . 40 = 40 amu.

+ Khối lượng của nguyên tố C trong CaCO₃: 1 . 12 = 12 amu.

+ Khối lượng của nguyên tố O trong CaCO₃: 3 . 16 = 48 amu.

- Tính khối lượng phân tử hợp chất.

+ Khối lượng phân tử CaCO₃: 40 + 12 + 48 = 100 amu.

- Tính phần trăm khối lượng của các nguyên tố có trong phân tử hợp chất.

+ Phần trăm khối lượng của nguyên tố Ca trong CaCO₃: 40/100 . 100% = 40%.

+ Phần trăm khối lượng của nguyên tố C trong CaCO₃: 12/100 . 100% = 12%.

+ Phần trăm khối lượng của nguyên tố O trong CaCO₃: 48/100 . 100% = 48%.

5. XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HÓA HỌC

➤ Xác định công thức hóa học dựa vào phần trăm nguyên tố và khối lượng nguyên tử

Ví dụ: Lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi N và H; biết phần trăm khối lượng của N, H lần lượt là 82,35%, 17,65% và khối lượng phân tử của hợp chất là 17 amu.

- Công thức hóa học của hợp chất tạo bởi N và H là N_xH_y.

- Khối lượng phân tử hợp chất: 14 . x + 1 . y = 17.

- Biểu thức phần trăm khối lượng:

+ %N = (14 . x . 100%)/17 = 82,35% → x = 1.

+ %H = (1 . y . 100%)/17 = 17,65% → y = 3.

→ Công thức hóa học là NH₃.

➤ Xác định công thức hóa học dựa vào quy tắc hóa trị

Ví dụ: Lập công thức hóa học của hợp chất được tạo bởi phosphorus có hóa trị V và oxygen.

- Công thức hóa học của hợp chất được tạo bởi phosphorus và oxygen: P_xO_y.

- Theo quy tắc hóa trị: x . V = y . II → x/y = II/V = 2/5.

- Chọn x = 2 và y = 5.

→ Công thức hóa học là P₂O₅.