Hóa trị là thuật ngữ được sử dụng để chỉ khả năng liên kết của một nguyên tố hoặc nhóm nguyên tử. Để hiểu rõ hơn về hóa trị, chúng ta sẽ tìm hiểu quy tắc và cách tính hóa trị của nguyên tố cũng như nhóm nguyên tử hóa học.
Hóa trị của một nguyên tố được xác định bằng cách nào?
1. Cách xác định hóa trị của một nguyên tố
- Quy ước: Gán cho H hóa trị I, chọn làm đơn vị.
- Một nguyên tử nguyên tố khác liên kết được với bao nhiêu nguyên tử hidro thì nguyên tố đó có hóa trị bằng số lượng đó.
Ví dụ:
-
HCl: Clo có hóa trị I
-
H2O: Oxi có hóa trị II
-
NH3: Nitơ có hóa trị III
-
CH4: Cacbon có hóa trị IV
-
Dựa vào khả năng liên kết với O của các nguyên tố khác (Oxi có hóa trị II).
Ví dụ:
- K2O: K có hóa trị I
- CaO: Ca có hóa trị II
- SO2: S có hóa trị IV
- CuO: Cu có hóa trị II
- Ag2O: Ag có hóa trị I
Hóa trị của nhóm nguyên tử
Ví dụ:
- H2SO4: nhóm SO4 có hóa trị II
- HNO3: nhóm NO3 có hóa trị I
- H3PO4: nhóm PO4 có hóa trị III
- HOH: nhóm OH có hóa trị I
2. Kết luận
- 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 một nguyên tố được xác định theo hóa trị của H chọn làm đơn vị (H hóa trị I) và hóa trị của O là hai đơn vị (O hóa trị II).
- Hóa trị của một nhóm nguyên tử cũng tương tự như trên (nhóm nguyên tử được coi như một nguyên tố bất kỳ).
- Lưu ý: Có những nguyên tố chỉ có một hóa trị nhất định, nhưng cũng có những nguyên tố có một vài hóa trị khác nhau.
Quy tắc, cách tính hóa trị của nguyên tố hóa học
1. Quy tắc hóa trị
- Công thức hóa học của hợp chất gồm hai nguyên tố bất kỳ: Trong đó: (x, y) là chỉ số; (a, b) là hóa trị của các nguyên tố. • Trong công thức hóa học, tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố này bằng tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố kia.
- Công thức tổng quát: • Như vậy, theo quy tắc hóa trị thì: a.x = b.y
- Nếu biết x, y và a, ta tính được b.
- Nếu biết x, y và b, ta tính được a.
- Nếu biết a, b, ta tính được x, y bằng cách lập tỉ lệ: (b'/a' là rút gọn của b/a nếu có).
- Lấy x = b (hoặc b’) và y = a (hoặc a’);
2. Vận dụng quy tắc tính hóa trị và lập công thức hóa học
a) Tính hóa trị của một nguyên tố
Ví dụ: Tính hóa trị của Fe trong hợp chất FeCl3, cho biết clo hóa trị I.
- Gọi hóa trị của Fe là a, ta có: 1.a = 3.I ⇒ a = III.
- Tương tự, ta có: AgCl: 1.a = 1.I ⇒ a= I; vậy Ag có hóa trị I CuCl2: 1.a = 2.I ⇒ a = II; Vậy Cu có hóa trị II AlCl3: 1.a = 3.I ⇒ a = III; Vậy Al có hóa trị III
b) Lập công thức hóa học của hợp chất theo hóa trị
Ví dụ 1: Lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi lưu huỳnh VI và Oxi
- Công thức tổng quát dạng: SxOy
- Theo quy tắc hóa trị: x.VI = y.II
- Ta lập tỉ lệ:
- Thường thì tỉ lệ số nguyên tử trong phân tử là những số nguyên đơn giản nhất, vì vậy lấy: x = 1 và y = 3. ⇒ Công thức hóa học của hợp chất: SO3
Ví dụ 2: Lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi Kali hóa trị I và nhóm SO4 hóa trị II
- Viết công thức chung: Kx(SO4)y
- Theo quy tắc hóa trị: x.I = y.II
- Lập tỉ lệ: ⇒ Công thức hóa học của hợp chất: K2SO4
• Bảng hóa trị của một số nguyên tố hóa học phổ biến
| Tên nguyên tố | Ký hiệu hoá học | Hoá trị | Nguyên tử khối | Số proton |
|---|---|---|---|---|
| Hiđro | H | I | 1 | 1 |
| Heli | He | 4 | 2 | |
| Liti | Li | I | 7 | 3 |
| Beri | Be | II | 9 | 4 |
| Bo | B | III | 11 | 5 |
| Cacbon | C | IV, II | 12 | 6 |
| Nitơ | N | II, III, IV,... | 14 | 7 |
| Oxi | O | II | 16 | 8 |
| Flo | F | I | 19 | 9 |
| Neon | Ne | 20 | 10 | |
| Natri | Na | I | 23 | 11 |
| Magie | Mg | II | 24 | 12 |
| Nhôm | Al | III | 27 | 13 |
| Silic | Si | IV | 28 | 14 |
| Photpho | P | III, V | 31 | 15 |
| Lưu huỳnh | S | II, IV, VI | 32 | 16 |
| Clo | Cl | I,... | 35.5 | 17 |
| Argon | Ar | 39.9 | 18 | |
| Kali | K | I | 39 | 19 |
| Canxi | Ca | II | 40 | 20 |
| Crom | Cr | II, III | 52 | 24 |
| Mangan | Mn | II, IV, VII,... | 55 | 25 |
| Sắt | Fe | II, III | 56 | 26 |
| Đồng | Cu | I, II | 64 | 29 |
| Kẽm | Zn | II | 65 | 30 |
| Brom | Br | I,... | 80 | 35 |
| Bạc | Ag | I | 108 | 47 |
| Bari | Ba | II | 137 | 56 |
| Thuỷ ngân | Hg | I, II | 201 | 80 |
| Chì | Pb | II, IV | 207 | 82 |
• Hóa trị của một số nhóm nguyên tử hóa học
-
Nhóm Hóa trị I: Hiđroxit (dùng trong hợp chất với kim loại) (OH); Nitrat (NO3); Clorua (Cl); Ví dụ: NaOH (bazơ mạnh) ; HNO3 (axit mạnh); HCl (axit mạnh)
-
Nhóm Hóa trị II: Sunfat (SO4); Cacbonat (CO3); Ví dụ: H2SO4 (axit mạnh); H2CO3 (axit yếu, dễ bị phân ly)
-
Nhóm hóa trị III: Photphat (PO4); Ví dụ: H3PO4 (axit trung bình)
Bài tập về hóa trị của nguyên tố hóa học
Bài 1 trang 37 SGK Hóa 8: a) Hóa trị của một nguyên tố (hay nhóm nguyên tử) là gì? b) Khi xác định hóa trị, lấy hóa trị của nguyên tố nào làm đơn vị, nguyên tố nào là hai đơn vị?
Lời giải bài 1 trang 37 SGK Hóa 8:
Bài 2 trang 37 SGK Hóa 8: Hãy xác định hóa trị của mỗi nguyên tố trong các hợp chất sau đây: a) KH, H2S, CH4. b) FeO, Ag2O, SiO2.
Lời giải bài 2 trang 37 SGK Hóa 8:
Bài 3 trang 37 SGK Hóa 8: a) Nêu quy tắc hóa trị với hợp chất hai nguyên tố. Lấy công thức hóa học của hai hợp chất trong câu 2 làm thí dụ. b) Biết công thức hóa học K2SO4 trong đó có K hóa trị I, nhóm (SO4) hóa trị II. Hãy chỉ ra là công thức hóa học trên phù hợp đúng theo quy tắc hóa trị.
Lời giải bài 3 trang 37 SGK Hóa 8
