I. Hóa trị
a. Khái niệm
- Hóa trị là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử nguyên tố này với nguyên tử nguyên tố khác
- Thông thường, hóa trị của nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị bằng số electron mà nguyên tử nguyên tố đó góp chung với nguyên tử khác
Ví dụ: Trong phân tử nước
+ mỗi nguyên tử H có một cặp electron dùng chung với nguyên tử O nên H có hóa trị I
+ nguyên tử O có hai cặp electron dùng chung với hai nguyên tử H nên O có hóa trị II
b. Quy tắc hóa trị
- Nội dung: Khi các nguyên tử của hai nguyên tố A, B liên kết với nhau, tích giữa hóa trị và số nguyên tử của A bằng tích giữa hóa trị và số nguyên tử của B
- Ví dụ:
+ Trong phân tử nước (H2O)
+ Trong phân tử carbon dioxide (CO2)
- Quy ước: Trong hợp chất, nguyên tố H luôn có hóa trị I, nguyên tố O có hóa trị II
- Hóa trị của một số nguyên tố và một số nhóm nguyên tử cần nhớ
+ Hóa trị của một số nguyên tố
+ Hóa trị của một số nhóm nguyên tử
II. Công thức hóa học
a. Khái niệm
- Công thức hóa học của một chất là cách biểu diễn chất bằng kí hiệu hóa học của nguyên tố kèm theo chỉ số ở chân bên phải kí hiệu hóa học
- Ví dụ: Công thức hóa học của nước là H2O
b. Cách viết công thức hóa học
- Công thức hóa học của đơn chất
+ Với kim loại, khí hiếm và một số phi kim, công thức hóa học chính là kí hiệu hóa học của nguyên tố
Ví dụ: Công thức hóa học của sắt là Fe, helium là He, carbon là C, lưu huỳnh là S,…
+ Với phi kim, phân tử thường có hai nguyên tử
Ví dụ: Công thức hóa học của hydrogen là H2, nitrogen là N2, oxygen là O2,…
- Công thức hóa học của hợp chất: bao gồm kí hiệu hóa học của những nguyên tố tạo thành kèm chỉ số ở phía dưới, bên phải kí hiệu
Ví dụ: Công thức hóa học của khí methane là CH4, muối ăn là NaCl,…
III. Ý nghĩa của công thức hóa học
a. Công thức hóa học cho biết
- Các nguyên tố hóa học tạo nên chất
- Số nguyên tử hay 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 sulfuric acid là H2SO4 cho biết
+ Sulfuric acid được tạo thành từ H, S, O
+ Trong một phân tử sulfuric acid có 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử S và 4 nguyên tử O
+ Khối lượng phân tử của sulfuric acid là: 2.1+1.32+4.16=98 (amu)
b. Biết công thức hóa học tính được phần trăm nguyên tố trong hợp chất
- Các bước:
+ Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong một phân tử hợp chất
+ Bước 2: Tính khối lượng phân tử
+ Bước 3: Tính phần trăm khối lượng của nguyên tố theo công thức:
- Ví dụ: Tính phần trăm khối lượng của Mg, O trong hợp chất MgO
+ Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong một phân tử hợp chất
Khối lượng của nguyên tố O trong MgO là: 1.16 (amu)
Khối lượng của nguyên tố Mg trong MgO là: 1.24=24 (amu)
+ Bước 2: Tính khối lượng phân tử
Khối lượng phân tử MgO là: 16 + 24 = 40 (amu)
+ Bước 3: Áp dụng công thức tính phần trăm
Phần trăm về khối lượng của Mg trong hợp chất MgO là \(\dfrac{{24}}{{40}}.100\% = 60\% \)
Phần trăm về khối lượng của O trong hợp chất MgO là \(\dfrac{{16}}{{40}}.100\% = 40\% \)
IV. Lập công thức hóa học
a. Lập công thức hóa học dựa vào phần trăm nguyên tố và khối lượng phân tử
- Các bước:
+ Bước 1: Đặt công thức hóa học cần tìm (công thức tổng quát)
+ Bước 2: Lập biểu thức tính phần trăm nguyên tố có trong hợp chất
+ Bước 3: Xác định số nguyên tử của mỗi nguyên tố và viết công thức hóa học cần tìm
- Ví dụ: R là hợp chất của S và O, khối lượng phân tử của R là 64 amu. Biết phần trăm khối lượng của oxygen trong R là 50%. Hãy lập công thức hóa học của R
+ Bước 1: Đặt công thức hóa học của R là SxOy
+ Bước 2 và bước 3
\(\begin{array}{l}\% O = \dfrac{{KLNT(O).y}}{{KLPT({S_x}{O_y})}}.100\% = \dfrac{{16.y}}{{64}}.100\% = 50\% \\ \Rightarrow y = 2\end{array}\)
\(\begin{array}{l}\% S = \dfrac{{KLNT(S).x}}{{KLPT({S_x}{O_y})}}.100\% = \dfrac{{32.x}}{{64}}.100\% = 100\% - \% O = 50\% \\ \Rightarrow x = 1\end{array}\)
Vậy công thức hóa học của R là SO2
b. Lập công thức hóa học dựa vào quy tắc hóa trị
- Các bước:
+ Bước 1: Đặt công thức hóa học cần tìm (công thức tổng quát)
+ Bước 2: Lập biểu thức tính dựa vào quy tắc hóa trị, chuyển thành tỉ lệ các chỉ số nguyên tử
+ Bước 3: Xác định số nguyên tử (những số nguyên đơn giản nhất, có tỉ lệ tối giản) và viết công thức hóa học cần tìm
- Ví dụ: Lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi lưu huỳnh có hóa trị IV và oxygen có hóa trị II
+ Bước 1: Đặt công thức hóa học cần tìm là SxOy
+ Bước 2: Theo quy tắc hóa trị: x.IV=y.II => \(\dfrac{x}{y} = \dfrac{{II}}{{IV}} = \dfrac{1}{2}\)
+ Bước 3: Tỉ lệ số nguyên tử trong phân tử là 1:2 là những số nguyên đơn giản nhất, nên lấy x=1 và y=2
=> Công thức hóa học của hợp chất là SO2