KHTN7-CTST | Bài 7. Hoá trị và công thức hoá học

MỤC TIÊU

- Trình bày được khái niệm về hoá trị (cho chất cộng hoá trị). Cách viết công thức hoá học.
- Viết được công thức hoá học của một số chất và hợp chất đơn giản thông dụng.
- Nêu được mối liên hệ giữa hoá trị của nguyên tố với công thức hoá học.
- Tính được phần trăm (%) nguyên tố trong hợp chất khi biết công thức hoá học của hợp chất.
- Xác định được công thức hoá học của hợp chất dựa vào phần trăm (%) nguyên tố và khối lượng phân tử.

TÓM TẮT KIẾN THỨC

💡 Mở đầu
Ở hình bên, ta thấy 1 nguyên tử carbon liên kết với 4 nguyên tử hydrogen hoặc chỉ liên kết với 2 nguyên tử oxygen; 1 nguyên tử oxygen liên kết được với 2 nguyên tử hydrogen; ... Các nguyên tử liên kết với nhau theo nguyên tắc nào? Bằng cách nào để lập được công thức hoá học của các chất?

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Các nguyên tử liên kết với nhau theo nguyên tắc hoá trị: trong phân tử hợp chất 2 nguyên tố, tích hoá trị và số nguyên tử của nguyên tố này bằng tích hoá trị và số nguyên tử của nguyên tố kia - Công thức hoá học dùng để biểu diễn chất, gồm một hoặc nhiều kí hiệu nguyên tố và chỉ số ở bên dưới mỗi kí hiệu.
- Để lập được công thức hoá học của các chất:
+ Xác định công thức hoá học dựa vào phần trăm nguyên tố và khối lượng phân tử.
+ Xác định công thức hoá học dựa vào quy tắc hoá trị.

1. HOÁ TRỊ

1.1. Tìm hiểu về hoá trị

Trong hợp chất cộng hoá trị, các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị. Khả năng liên kết của nguyên tử này với nguyên tử khác gọi là hoá trị và được biểu thị bằng số La Mã (I, II, ...).

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
1 . Hãy cho biết mỗi nguyên tử của nguyên tố C, S, P, C trong các phân tử ở Hình 7.1 có khả năng liên kết với bao nhiêu nguyên tử H?

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Phân tử hydrogen chloride: 1 nguyên tử Cl liên kết với 1 nguyên tử H.
- Phân tử hydrogen sulfur: 1 nguyên tử S liên kết với 2 nguyên tử H.
- Phân tử phosphine: 1 nguyên tử P liên kết với 3 nguyên tử H.
- Phân tử methane: 1 nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử H.

✍️ Ghi nhớ
Hoá trị của một nguyên tố trong hợp chất là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử nguyên tố đó với nguyên tử khác trong phân tử.

1.2. Xác định hoá trị của nguyên tố

- Để xác định hoá trị của nguyên tố trong hợp chất cộng hoá trị, người ta dựa vào hoá trị của nguyên tố đã biết làm đơn vị, chẳng hạn hoá trị của H là I, của O là II.
- Ví dụ 1: Trong phân tử methane (Hình 7.1d), nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử H; trong phân tử carbon dioxide, nguyên tử C liên kết với 2 nguyên tử O; người ta nói hoá trị của nguyên tử C bằng IV.

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
2. Xác định hoá trị của các nguyên tố Cl, S, P trong các phân tử ở Hình 7.1.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Trong phân tử hydrogen chloride (HCl) nguyên tử Cl liên kết với 1 nguyên tử H.
⇒ Hoá trị của nguyên tử Cl bằng I.
- Trong phân tử hydrogen sulfide (H₂S) nguyên tử S liên kết với 2 nguyên tử H.
⇒ Hoá trị của nguyên tử S bằng II.
- Trong phân tử phosphine (PH₃) nguyên tử P liên kết với 3 nguyên tử H.
⇒ Hoá trị của nguyên tử P bằng III.
- Trong phân tử methane (CH₄) nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử H.
⇒ Hoá trị của nguyên tử C bằng IV.

📝 Củng cố
Trong một hợp chất cộng hoá trị, nguyên tố X có hoá trị IV. Theo em, 1 nguyên tử X có khả năng liên kết với bao nhiêu nguyên tử 0 hoặc bao nhiêu nguyên tử H?

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Nguyên tố X có hoá trị IV ⇒ Có khả năng liên kết với 4 nguyên tử H (mỗi nguyên tử H có hoá trị I). Ví dụ: Nguyên tố C hoá trị IV, có thể liên kết với 4 nguyên tử H (mỗi nguyên tử H có hoá trị I) để tạo thành phân tử methane.
- Nguyên tố X có hoá trị IV ⇒ Có khả năng liên kết với 2 nguyên tử O (mỗi nguyên tử O có hoá trị II). Ví dụ: Nguyên tố C hoá trị IV, có thể liên kết với 2 nguyên tử O (mỗi nguyên tử O có hoá trị II) để tạo thành phân tử carbon dioxide.

♻️ Vận dụng
Trong tự nhiên, silicon dioxide có trong cát, đất sét, ... Em hãy xác định hoá trị của nguyên tố silicon trong silicon dioxide. Tìm hiểu qua sách báo và internet, cho biết các ứng dụng của hợp chất này.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

❖ Xác định hoá trị của nguyên tố silicon trong silicon dioxide
- Cách 1: Trong phân tử silicon dioxide một nguyên tử Si có khả năng liên kết với 2 nguyên tử O, mỗi nguyên tử O hoá trị II.
⇒ Si có hoá trị IV.
- Cách 2:
• 1 nguyên tử O góp chung 2 electron.
⇒ 2 nguyên tử O góp chung 4 electron.
• 1 nguyên tử S liên kết với 2 nguyên tử O.
⇒ Si góp chung 4 electron.
⇒ Nguyên tố Silicon có hoá trị IV.

❖ Ứng dụng của silicon dioxide
- Silicon dioxide được sử dụng để làm kính phẳng, sản phẩm thủy tinh, cát đúc, sợi thủy tinh, men gốm, phun cát cho chống gỉ, cát lọc, vật liệu chịu lửa và bê tông nhẹ.
- Silicon dioxide được sử dụng để tạo ra các bộ phận quan trọng của ngành công nghiệp điện tử, dụng cụ quang học và đồ thủ công, sản xuất sợi quang.
- Silicon dioxide hay còn gọi là thạch anh có thể được sử dụng để làm thủy tinh thạch anh. Thủy tinh thạch anh thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ hoá học chịu nhiệt độ cao. Cát thạch anh thường được sử dụng làm vật liệu thủy tinh và vật liệu xây dựng.
- Trong công nghiệp thực phẩm silicon được sử dụng như chất chống đông, chất khử bọt, chất làm đặc, chất trợ lọc và chất làm sạch.

2. QUY TẮC HOÁ TRỊ

Tìm hiểu quy tắc hoá trị

- Trong phân tử hợp chất, số nguyên tử của mỗi nguyên tố phụ thuộc vào hoá trị của chúng.
- Hoá trị và số nguyên tử của các nguyên tố trong một số hợp chất tuân theo một quy tắc nhất định, gọi là quy tắc hoá trị.

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
3. Em hãy so sánh về tích của hoá trị và số nguyên tử của hai nguyên tố trong phân tử mỗi hợp chất ở Bảng 7.1.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Xét phân tử nước: I x 2 = II x 1
⟹ Tích hoá trị và số nguyên tử H = Tích hoá trị và số nguyên tử O
- Xét phân tử hydrogen chloride: I x 1 = I x 1
⟹ Tích hoá trị và số nguyên tử H = Tích hoá trị và số nguyên tử Cl
- Xét phân tử aluminium chloride: III x 1 = I x 3
⟹ Tích hoá trị và số nguyên tử Al = Tích hoá trị và số nguyên tử Cl
Trong phân tử mỗi hợp chất ở Bảng 7.1, tích hoá trị và số nguyên tử của nguyên tố này bằng tích hoá trị và số nguyên tử của nguyên tố kia.

📝 Củng cố
Dựa vào hoá trị các nguyên tố ở bảng Phụ lục 1 trang 18.7, em hãy cho biết một nguyên tử Ca có thể kết hợp với bao nhiêu nguyên tử Cl hoặc bao nhiêu nguyên tử O.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Xét nguyên tố Ca và Cl: 1 nguyên tử Ca có hoá trị II liên kết với a nguyên tử Cl có hoá trị I
⟹ Áp dụng quy tắc hoá trị: II x 1 = I x a
⟹ a = 2
⟹ 1 nguyên tử Ca liên kết với 2 nguyên tử Cl
- Xét nguyên tố Ca và O: 1 nguyên tử Ca có hoá trị II liên kết với b nguyên tử O có hoá trị II
⟹ Áp dụng quy tắc hoá trị: II x 1 = II x b
⟹ b = 1
⟹ 1 nguyên tử Ca liên kết với 1 nguyên tử O

✍️ Ghi nhớ
Quy tắc hoá trị: Trong phân tử hợp chất hai nguyên tố, tích hoá trị và số nguyên tử của nguyên tố này bằng tích hoá trị và số nguyên tử của nguyên tố kia.

3. CÔNG THỨC HOÁ HỌC

Phân tử của chất được tạo thành từ nguyên tử của một hay nhiều nguyên tố và được biểu diễn bằng công thức hoá học.

3.1. Viết công thức hoá học của đơn chất

- Công thức hoá học của đơn chất được biểu diễn bằng kí hiệu nguyên tố hoá học kèm với chỉ số (* số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong một phân tử) ghi ở bên dưới.
- Một số đơn chất phi kim thể khí (ở điều kiện thường) có công thức hoá học chung là A_x.
Ví dụ 2: Phân tử khí hydrogen được tạo thành từ 2 nguyên tử hydrogen liên kết với nhau, công thức hoá học của phân tử khí hydrogen là H₂.

- Đối với đơn chất kim loại, hạt hợp thành là nguyên tử nên kí hiệu hoá học của nguyên tố kim loại được coi là công thức hoá học của đơn chất kim loại.
Ví dụ 3: Kim loại sodium có công thức hoá học là Na, kim loại potassium có công thức hoá học là K, ...

- Với một số đơn chất phi kim ở thể rắn, quy ước công thức hoá học là kí hiệu nguyên tố.
Ví dụ 4: Công thức hoá học của đơn chất carbon, phosphorus, ... tương ứng là C, P, ...

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
4. Dựa vào Ví dụ 2, em hãy hoàn thành bảng sau:

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

Công thức hoá học	Tên phân tử	Khối lượng phân tử
O3	Ozone	16 × 3 = 48 amu
N2	Nitrogen	14 × 2 = 28 amu
F2	Fluorine	19 × 2 = 38 amu
Ne	Neon	20 amu

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
5. Kể tên và viết công thức hoá học các đơn chất kim loại và đơn chất phi kim ở thể rắn.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Đơn chất kim loại ở thể rắn: sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), aluminium (Al), iron (Fe), calcium (Ca), copper (Cu), gold (Au), silver (Ag), zinc (Zn), …
- Đơn chất phi kim ở thể rắn: carbon (C), phosphorus (P),silicon (Si), sulfur (S), boron (B), iodine (I₂),…

✍️ Chú ý
• Nếu chỉ số trong công thức hoá học bằng 1 thì quy ước không ghi.
• Trong hợp chất gồm oxygen và nguyên tố khác, nguyên tố oxygen thường ghi ở cuối công thức hoá học.

3.2. Viết công thức hoá học của hợp chất

Công thức hoá học của hợp chất gồm kí hiệu hoá học của những nguyên tố tạo thành kèm chỉ số ở bên dưới mỗi kí hiệu (Hình 7.3).

Ví dụ 5: Phân tử nước gồm 2 nguyên tử hydrogen và 1 nguyên tử oxygen, công thức hoá học của phân tử nước là H₂O.

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
6. Em hãy hoàn thành bảng sau:

Tên hợp chất	Thành phần phân tử	Công thức hoá học	Khối lượng phân tử
Magnesium chloride	1 nguyên tử Mg và 2 nguyên tử Cl	?	?
Aluminium oxide	2 nguyên tử Al và 3 nguyên tử O	?	?
Ammonia	1 nguyên tử N và 3 nguyên tử H	?	?

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

Tên hợp chất	Thành phần phân tử	Công thức hoá học	Khối lượng phân tử
Magnesium chloride	1 nguyên tử Mg và 2 nguyên tử Cl	MgCl2	24 + 35,5 × 2 = 95 amu
Aluminium oxide	2 nguyên tử Al và 3 nguyên tử O	Al2O3	27 × 2 + 16 × 3 = 102 amu
Ammonia	1 nguyên tử N và 3 nguyên tử H	NH3	14 + 1 × 3 = 17 amu

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
7. Công thức hoá học của iron(III) oxide là Fe₂O₃. hãy cho biết thành phần nguyên tố, số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố và tính khối lượng phân tử.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

Phân tử iron(III) oxide có công thức hoá học là: Fe₂O₃. Gồm có
- 2 nguyên tử của nguyên tố Fe, 3 nguyên tử của nguyên tố O.
- Khối lượng phân tử = 56 x 2 + 16 x 3 = 160 amu.

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
8. Công thức hoá học của một chất cho biết được những thông tin gì?

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

Công thức hoá học của 1 chất cho biết:
- Nguyên tố tạo nên chất đó.
- Số nguyên tử của nguyên tố tạo nên chất.
- Khối lượng phân tử của chất.

✍️ Ghi nhớ
• Công thức hoá học dùng để biểu diễn chất, gồm một hoặc nhiều kí hiệu nguyên tố và chỉ số ở bên dưới mỗi kí hiệu.
• Công thức chung của phân tử có dạng: A_xB_y, ...
• Công thức hoá học cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong phân tử đó. Từ đó, có thể tính được khối lượng phân tử.

📖 Mở rộng

CÁCH VIẾT CÔNG THỨC HOÁ HỌC HỢP CHẤT

• Hợp chất tạo bởi oxygen và nguyên tố khác, công thức hoá học có dạng A_xO_y.
• Nếu A là kim loại và B là phi kim, công thức hoá học có dạng A_xB_y.
• Hợp chất tạo bởi hydrogen và nguyên tố A:
+ Nếu A thuộc các nhóm IA đến VA, công thức hoá học có dạng AH_x.
+ Nếu A thuộc các nhóm VIA đến VIIA, công thức hoá học có dạng H_xA.

4. TÍNH PHẦN TRĂM NGUYÊN TỐ TRONG HỢP CHẤT

Xây dựng công thức tính phần trăm nguyên tố trong hợp chất

- Phần trăm (%) nguyên tố trong hợp chất được tính bằng tỉ số giữa khối lượng của nguyên tố đó trong một phân tử hợp chất và khối lượng phân tử (KLPT) của hợp chất.
- Khối lượng của nguyên tố trong một phân tử hợp chất được tính bằng tích của khối lượng nguyên tử (KLNT) và số nguyên tử của nguyên tố đó.

- Ví dụ 6: Tính phần trăm nguyên tố oxygen trong phân tử nitric acid có công thức hoá học là HNO₃.
Ta có:

\[\% O = \frac{{KLNT(O) \times 3}}{{KLPT(HN{O_3})}} \times 100\% = \frac{{16 \times 3}}{{1 + 14 + 16 \times 3}} \times 100\% = 76,19\% \]

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
9. Tính phần trăm mỗi nguyên tố có trong các hợp chất: Al₂O₃, MgCl₂, Na₂S, (NH₄)₂CO₃.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Đối với hợp chất Al₂O₃

%Al =$\frac{KLNT\left(Al\right)\times 2}{KLPT\left(A{l}_2{O}_3\right)}\times 100\%$ =$\frac{27\times 2}{27\times 2+16\times 3}\times 100\%$ = 52,94%

%O = 100% - 52,94% = 47,06%

- Đối với hợp chất MgCl₂

%Mg =$\frac{KLNT\left(Mg\right)}{KLPT\left(MgC{l}_2\right)}\times 100\%=\frac{24}{24+\mathrm{35,5}\times 2}\times 100\%$ = 25,26%

%Cl = 100% - 25,26% = 74,74%

- Đối với hợp chất Na2S

%Na =$\frac{KLNT\left(Na\right)\times 2}{KLPT\left(N{a}_{2}S\right)}\times 100\%=\frac{23}{23\times 2+32}\times 100\%$ = 29,49%

%S = 100% - 29,49% = 70,51%

- Đối với hợp chất (NH₄)₂CO₃

%N =$\frac{KLNT\left(N\right)\times 2}{KLPT\left({\left(N{H}_4\right)}_{2}C{O}_3\right)}\times 100\%=\frac{14\times 2}{14\times 2+1\times 4\times 2+12+16\times 3}\times 100\%$ = 29,17%

%H =$\frac{KLNT\left(H\right)\times 4\times 2}{KLPT\left({\left(N{H}_4\right)}_{2}C{O}_3\right)}\times 100\%=\frac{1\times 4\times 2}{14\times 2+1\times 4\times 2+12+16\times 3}\times 100\%$ = 8,33%

%C =$\frac{KLNT\left(C\right)}{KLPT\left({\left(N{H}_4\right)}_{2}C{O}_3\right)}\times 100\%=\frac{12}{14\times 2+1\times 4\times 2+12+16\times 3}\times 100\%$ = 12,5%

%O = 100% - %N - %H - %C = 100% - 29,17% - 8,33% - 12,5% = 50%

📝 Củng cố
Viết công thức hoá học của phosphoric acid có cấu tạo từ hydrogen và nhóm phosphate. Trong phosphoric acid, nguyên tố nào có phần trăm lớn nhất?

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

Công thức hoá học của phosphoric acid là: H₃PO₄

%H =$\frac{KLNT\left(H\right)\times 3}{KLPT\left(H_{3}P{O}_4\right)}\times 100\%=\frac{1\times 3}{1\times 3+31+16\times 4}$ .100% = 3,06%

%P =$\frac{KLNT\left(P\right)}{KLPT\left(H_{3}P{O}_4\right)}\times 100\%=\frac{31}{1\times 3+31+16\times 4}$ .100% = 31,63%

%O = 100% - 3,06% - 31,63% = 65,31%

⇒ Trong phosphoric acid nguyên tố O có phần trăm lớn nhất

✍️ Ghi nhớ
• Với hợp chất A_xB_y ta có: \[\% {\rm A} = \frac{{KLNT({\rm A}) \times x}}{{KLPT({{\rm A}_x}{{\rm B}_y})}} \times 100\% (1)\] • Tổng tất cả các phần trăm nguyên tố trong một phân tử luôn bằng 100%.

5. XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HOÁ HỌC

5.1. Xác định công thức hoá học dựa vào phần trăm nguyên tố và khối lượng phân tử

- Theo hệ quả từ công thức (1), khi biết phần trăm nguyên tố và khối lượng phân tử, ta sẽ xác định được công thức hoá học của hợp chất.

- Ví dụ 7: Một hợp chất có công thức N, O, trong đó N chiếm 63,64%. Khối lượng phân tử hợp chất là 44 amu. Xác định công thức hoá học của hợp chất.
+ Ta có:

\[\% O = 100\% - \% N = 100\% - 63,64\% = 36,36\% \] \[\% N = \frac{{KLNT(N) \times x}}{{KLPT(NxOy)}} \times 100\% = \frac{{14 \times x}}{{44}} \times 100\% = 63,64\% \] \[ \Rightarrow x \approx 2\] \[\% O = \frac{{KLNT(O) \times y}}{{KLPT(NxOy)}} \times 100\% = \frac{{16 \times y}}{{44}} \times 100\% = 36,36\% \] \[ \Rightarrow y \approx 1\]

+ Công thức hoá học của hợp chất là N₂O.

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
10. Phân tử X có 75% khối lượng là aluminium, còn lại là carbon. Xác định công thức phân tử của X, biết khối lượng phân tử của nó là 144 amu.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

%C = 100% - %Al = 100% - 75% = 25%

%Al =$\frac{KLNT\left(Al\right)\times x}{KLPT\left(A{l}_x{C}_y\right)}\times 100\%=\frac{27\times x}{144}.100\%$ = 75%

⇒ x = 4

%C =$\frac{KLNT\left(C\right)\times y}{KLPT\left(A{l}_x{C}_y\right)}\times 100\%=\frac{12\times y}{144}.100\%$ = 25%

⇒ y = 3

Vậy công thức hoá học của hợp chất là Al₄C₃

📝 Củng cố
Hợp chất (Y) có công thức Fe_xO_y, trong đó Fe chiếm 70% theo khối lượng. Khối lượng phân tử (Y) là 160 amu. Xác định công thức hoá học của hợp chất (Y).

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

%O = 100% - %Fe = 100% - 70% = 30%

%Fe =$\frac{KLNT\left(Fe\right)\times x}{KLPT\left(F{e}_x{O}_y\right)}\times 100\%=\frac{56\times x}{160}.100\%$ = 70%

⇒ x = 2

%O =$\frac{KLNT\left(O\right)\times y}{KLPT\left(F{e}_x{O}_y\right)}\times 100\%=\frac{16\times y}{160}.100\%$ = 30%

⇒ y = 3

Vậy công thức hoá học của hợp chất là Fe₂O₃

✍️ Ghi nhớ
Xác định công thức hoá học khi biết phần trăm nguyên tố và khối lượng phân tử:
• Bước 1: Đặt công thức hoá 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 hoá học cần tìm.

♻️ Vận dụng
Pháo hoa có thành phần nhiên liệu nổ gồm sulfur, than và hợp chất (Z). Hợp chất (Z) gồm nguyên tố potassium, nitrogen và oxygen với các tỉ lệ phần trăm tương ứng là 38,61%, 13,86% và 47,53%. Khối lượng phân tử hợp chất (Z) là 101 amu. Xác định công thức hoá học của (Z). Tìm hiểu qua sách, báo và internet, em hãy cho biết một số ứng dụng của hợp chất (Z).

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

%K =$\frac{KLNT\left(K\right)\times x}{KLPT\left(K_x{N}_y{O}_z\right)}\times 100\%=\frac{39\times x}{101}.100\%$ = 38,61%

⇒ x = 1

%N =$\frac{KLNT\left(N\right)\times y}{KLPT\left(K_x{N}_y{O}_z\right)}\times 100\%=\frac{14\times y}{101}.100\%$ = 13,86%

⇒ 1

%O =$\frac{KLNT\left(O\right)\times z}{KLPT\left(K_x{N}_y{O}_z\right)}\times 100\%=\frac{16\times z}{101}.100\%$ = 47,535%

⇒ z = 3

Vậy công thức hoá học của hợp chất là KNO₃

Một số ứng dụng của KNO₃:

- Potassium nitrate (KNO₃) là một loại phân bón cung cấp các chất dinh dưỡng đa lượng cho các loại rau, lĩnh vực trồng hoa, quả và hạt cây.

- Là nguồn cung cấp kali tuyệt vời, đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển của cây và hoạt động bình thường của mô. Bên cạnh đó, potassium nitrate (KNO₃) còn giúp cho cây trồng khỏe mạnh và giúp tăng năng suất của cây trồng.

- Potassium nitrate (KNO₃) đặc biệt giúp chống lại vi khuẩn, nấm gây bệnh, côn trùng và virus rất tốt.

- Được dùng trong chế tạo thuốc nổ đen, làm pháo hoa.

- Sử dụng làm chất phụ gia thực phẩm, bảo quản thịt chống ôi thiu.

- Được dùng trong một số kem đánh răng cho răng nhạy cảm, giảm các triệu chứng hen suyễn và bệnh viêm khớp.

5.2. Xác định công thức hoá học dựa vào quy tắc hoá trị

- Với công thức hoá học chung: $\stackrel{a}{A}$_x$\stackrel{b}{B}$_y (trong đó x, y là chỉ số; a, b là hoá trị tương ứng của nguyên tố A, B), theo quy tắc hoá trị ta có:

a × x = b x y (2)

- Dựa vào (2) tính được tỉ lệ $\frac{x}{y}$, từ đó suy ra công thức hoá học của hợp chất.

- Ví dụ 8: Xác định công thức hoá học của hợp chất sulfur dioxide có cấu tạo từ S hoá trị IV và O.
+ Công thức hoá học chung: $\stackrel{IV}{S}$_x$\stackrel{II}{O}$_y
+ Theo quy tắc hoá trị, ta có: x × IV = y × II
+ Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{\mathrm{II}}{\mathrm{IV}}=\frac{2}{4}=\frac{1}{2}$
Chỉ số nguyên tử trong phân tử là những số nguyên đơn giản nhất và có tỉ lệ tối giản; vậy x = 1, y = 2. Công thức hoá học của hợp chất này là SO₂.

Ví dụ 9: Xác định công thức hoá học của hợp chất aluminium sulfate có cấu tạo từ Al và nhóm (SO₄) có hoá trị II (từ bảng Phụ lục 2).
+ Công thức hoá học chung: ${\stackrel{\mathrm{III}}{\mathrm{Al}}}_{}$_x${\stackrel{\mathrm{II}}{\mathrm{SO}}}_3$_y
+ Theo quy tắc hoá trị, ta có: x × III = y × II
+ Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{\mathrm{II}}{\mathrm{III}}=\frac{2}{3}$
Chỉ số nguyên tử trong phân tử là những số nguyên đơn giản nhất và có tỉ lệ tối giản; vậy x = 2, y = 4. Công thức hoá học của hợp chất này là Al₂₍SO₄)₃.

👨‍👩‍👧‍👦 Thảo luận
11. Dựa vào công thức (2), hãy tính hoá trị của nguyên tố
a) N trong phân tử NH₃.
b) S trong phân tử SO₂, SO₃.
c) P trong phân tử P₂O₅.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

a) Với công thức hoá học $\stackrel{a}{N}{\stackrel{I}{H}}_3$

Theo quy tắc hoá trị ta có: a × 1 = I × 3

⇒ a = III

Vậy trong phân tử NH₃ nguyên tố N có hoá trị III.

b) Với công thức hoá học $\stackrel{a}{S}{\stackrel{II}{O}}_2$

Theo quy tắc hoá trị ta có: a × 1 = II × 2

⇒ a = IV

Vậy trong phân tử SO₂ nguyên tố S có hoá trị IV.

Với công thức hoá học $\stackrel{a}{S}{\stackrel{II}{O}}_3$

Theo quy tắc hoá trị ta có: a × 1 = II × 3

⇒ a = VI

Vậy trong phân tử SO₃ nguyên tố S có hoá trị VI.

b) Với công thức hoá học ${\stackrel{a}{P}}_2{\stackrel{II}{O}}_5$

Theo quy tắc hoá trị ta có: a × 2 = II × 5

⇒ a = V

Vậy trong phân tử P₂O₅ nguyên tố P có hoá trị V.

✍️ Chú ý
Quy tắc hoá trị có thể sử dụng khi A hoặc B (thường là B) là nhóm nguyên tử (Phụ lục 2).

📝 Củng cố
Quy tắc hoá trị có thể sử dụng khi A hoặc B (thường là B) là nhóm nguyên tử (Phụ lục 2). Dựa vào Ví dụ 8, 9 và các bảng hoá trị ở Phụ lục trang 187, hãy xác định công thức hoá học các hợp chất tạo bởi:
a) potassium và sulfate.
b) aluminium và carbonate.
c) magnesium và nitrate.

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

a) Công thức hoá học chung: ${\stackrel{I}{K}}_x{\left({\stackrel{II}{SO}}_4\right)}_y$

Theo quy tắc hoá trị ta có: x × I = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{I}=\frac{2}{1}$

Chọn x = 2; y = 1

Vậy công thức hoá học của hợp chất là K₂SO₄

b) Công thức hoá học chung: ${\stackrel{III}{Al}}_x{\left({\stackrel{II}{CO}}_3\right)}_y$

Theo quy tắc hoá trị ta có: x × III = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{III}=\frac{2}{3}$

Chọn x = 2; y = 3

Vậy công thức hoá học của hợp chất là Al₂(CO₃)₃

c) Công thức hoá học chung: ${\stackrel{II}{Mg}}_x{\left({\stackrel{I}{NO}}_3\right)}_y$

Theo quy tắc hoá trị ta có: x × II = y × I

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{I}{II}=\frac{1}{2}$

Chọn x = 1; y = 2

Vậy công thức hoá học của hợp chất là Mg(NO₃)₂

✍️ Ghi nhớ
Xác định công thức hoá học dựa vào quy tắc hoá trị:

• Bước 1: Đặt công thức hoá học cần tìm (công thức tổng quát).
• Bước 2: Lập biểu thức tính dựa vào quy tắc hoá trị, chuyển thành tỉ lệ các chỉ số nguyên t .
• Bước 3: Xác định số nguyên tử (những số nguyên đơn giản nhất, có tỉ lệ tối giản) và viết công thức hoá học cần tìm.

♻️ Vận dụng
Bột thạch cao có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống. Thành phần chính của bột thạch cao là hợp chất (M) gồm calcium và gốc sulfate. Xác định công thức hoá học của hợp chất (M). Tìm hiểu thông qua sách, báo, internet và cho biết các ứng dụng của thạch cao.

📖 Mở rộng
Quy tắc hoá trị thường đúng với đa số hợp chất vô cơ. Tuy nhiên, quy tắc này không đúng với đa số hợp chất hữu cơ (C₂H₄, C₆H₆, ...) và một số hợp chất vô cơ (H₂O₂, Na₂O₂, KO₃, ...).

BÀI TẬP

✍️ Bài tập
1. Viết công thức hoá học các hợp chất tạo bởi oxygen và mỗi nguyên tố sau: potassium, magnesium, aluminium, phosphorus (hoá trị V).

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

- Hợp chất tạo bởi oxygen và potassium có dạng: ${\stackrel{I}{K}}_x{\stackrel{II}{O}}_y$

Theo quy tắc hoá trị ta có: x × I = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{I}=\frac{2}{1}$

Chọn x = 2; y = 1

Vậy công thức hoá học của hợp chất là K₂O

- Hợp chất tạo bởi oxygen và magnesium có dạng: ${\stackrel{II}{Mg}}_x{\stackrel{II}{O}}_y$

Theo quy tắc hoá trị ta có: x × II = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{II}=\frac{1}{1}$

Chọn x = 1; y = 1

Vậy công thức hoá học của hợp chất là MgO

- Hợp chất tạo bởi oxygen và aluminium có dạng: ${\stackrel{III}{Al}}_x{\stackrel{II}{O}}_y$

Theo quy tắc hoá trị ta có: x × III = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{III}=\frac{2}{3}$

Chọn x = 2; y = 3

Vậy công thức hoá học của hợp chất là Al₂O₃

- Hợp chất tạo bởi oxygen và phosphorus có dạng: ${\stackrel{V}{P}}_x{\stackrel{II}{O}}_y$

Theo quy tắc hoá trị ta có: x × V = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{V}=\frac{2}{5}$

Chọn x = 2; y = 5

Vậy công thức hoá học của hợp chất là P₂O₅

✍️ Bài tập
Dựa vào bảng hoá trị ở Phụ lục trang 187, em hãy hoàn thành bảng sau:

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

Chất	Công thức hoá học	Khối lượng phân tử
Sodium sulfide (S hoá trị II)	Na2S	23 × 2 + 32 = 78 amu
Aluminium nitride (N hoá trị III)	AlN	27 + 14 = 41 amu
Copper(II) sulfate	CuSO4	64 + 32 + 16 × 4 = 160 amu
Iron(III) hydroxide	Fe(OH)3	56 + 16 × 3 + 1 × 3 = 107 amu

✍️ Bài tập
3. Thạch nhũ trong hang động có thành phần chính là hợp chất (T). Phân tử (T) có cấu tạo từ nguyên tố calcium, carbon và oxygen với các tỉ lệ phần trăm tương ứng là 40%, 12% và 48%. Khối lượng phân tử (T) là 100 amu. Hãy xác định công thức hoá học của (T).

🌟 Lời giải chi tiết 🌟

%Ca =$\frac{KLNT\left(Ca\right)\times x}{KLPT\left(C{a}_x{C}_y{O}_z\right)}\times 100\%=\frac{40\times x}{100}.100\%$ = 40%

⇒ x = 1

%C =$\frac{KLNT\left(C\right)\times y}{KLPT\left(C{a}_x{C}_y{O}_z\right)}\times 100\%=\frac{12\times y}{100}.100\%$ = 12%

⇒ y = 1

%O =$\frac{KLNT\left(O\right)\times z}{KLPT\left(C{a}_x{C}_y{O}_z\right)}\times 100\%=\frac{16\times z}{100}.100\%$ = 48%

⇒ z = 3

Vậy công thức hoá học của hợp chất là CaCO₃

SÁCH HỌC SINH (bản in thử)