📖 Bài 7: Hoá trị và công thức hoá học - lớp 7

💡 Bài 7: Hoá trị và công thức hoá học

1. Công thức hoá học

Khái niệm: Công thức hoá học dùng để biểu diễn chất, gồm kí hiệu hoá học của một hay nhiều nguyên tố và chỉ số ở chân bên phải mỗi kí hiệu.
Cách viết:
- Đơn chất: Đối với kim loại, khí hiếm và một số phi kim, kí hiệu hoá học được coi là công thức hoá học (ví dụ: Cu, Fe, He, C). Với các phi kim có phân tử gồm nhiều nguyên tử liên kết với nhau, ta thêm chỉ số ở chân (ví dụ: $H_2$, $O_2$, $O_3$).
- Hợp chất: Gồm kí hiệu của các nguyên tố tạo ra hợp chất kèm chỉ số (ví dụ: $CH_4$, $NaCl$).
Ý nghĩa: Công thức hoá học cho biết các nguyên tố tạo nên chất, số nguyên tử mỗi nguyên tố trong phân tử và khối lượng phân tử của chất đó.

2. Hoá trị

Khái niệm: Hoá trị là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử nguyên tố này với nguyên tử nguyên tố khác. Trong hợp chất cộng hoá trị, hoá trị được xác định bằng số cặp electron dùng chung.
Quy ước: Nguyên tố H luôn có hoá trị I, nguyên tố O luôn có hoá trị II. Người ta dựa vào hoá trị của H hoặc O để xác định hoá trị của các nguyên tố khác.
Quy tắc hoá trị: Trong công thức hoá học của hợp chất hai nguyên tố, tích của chỉ số và hoá trị của nguyên tố này bằng tích của chỉ số và hoá trị của nguyên tố kia (ví dụ: trong $A_x^a B_y^b$ thì $x \cdot a = y \cdot b$).

3. Lập công thức hoá học của hợp chất

Có hai cách chính để lập công thức hoá học được giới thiệu trong bài:

Lập công thức khi biết hoá trị: Sử dụng quy tắc hoá trị để tìm tỉ lệ chỉ số giữa các nguyên tố, từ đó xác định công thức đơn giản nhất.
Lập công thức theo phần trăm các nguyên tố: Dựa trên thành phần phần trăm khối lượng của các nguyên tố và khối lượng phân tử của hợp chất để tìm số lượng nguyên tử mỗi loại.

4. Tính phần trăm khối lượng nguyên tố

Học sinh sẽ học cách tính tỉ lệ phần trăm khối lượng của từng nguyên tố trong một hợp chất dựa trên công thức hoá học và khối lượng nguyên tử tương ứng.

Bài học này cung cấp nền tảng quan trọng giúp em hiểu được ngôn ngữ của hoá học và cách các nguyên tử kết hợp với nhau theo những tỉ lệ xác định.

Cách xác định hóa trị của nguyên tố bất kỳ?

Dựa trên nội dung từ sách giáo khoa Khoa học tự nhiên 7, việc xác định hoá trị của một nguyên tố hoá học bất kỳ có thể thực hiện thông qua các cách sau:

1. Dựa trên khái niệm và cấu trúc liên kết

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

Trong các chất cộng hoá trị, hoá trị của một nguyên tố được xác định bằng số cặp electron dùng chung của nguyên tử nguyên tố đó 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 hoá trị I; nguyên tử O có hai cặp electron dùng chung với hai nguyên tử H nên O có hoá trị II.

2. Dựa trên các nguyên tố làm mốc (H và O)

Người ta quy ước hoá trị của hai nguyên tố phổ biến để làm cơ sở xác định hoá trị của các nguyên tố khác trong hợp chất:

Hydrogen (H) luôn được quy ước có hoá trị I.
Oxygen (O) luôn được quy ước có hoá trị II.
Cách xác định: Nguyên tử của nguyên tố khác liên kết được với bao nhiêu nguyên tử H thì nguyên tố đó có hoá trị bằng bấy nhiêu. Tương tự, dựa vào khả năng liên kết với O (hoá trị II) để suy ra hoá trị của nguyên tố còn lại.

3. Vận dụng Quy tắc hoá trị

Đối với các hợp chất vô cơ gồm hai nguyên tố, bạn có thể sử dụng công thức toán học sau để tính toán:

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

Xét công thức: $\text{A}_x^a \text{B}_y^b$ (trong đó $a, b$ là hoá trị; $x, y$ là chỉ số). Quy tắc là: $x \cdot a = y \cdot b$.

Ví dụ xác định hoá trị của C trong $CO_2$:
- Biết O có hoá trị $b = II$.
- Chỉ số của C là $x = 1$, chỉ số của O là $y = 2$.
- Áp dụng quy tắc: $1 \cdot a = 2 \cdot II \Rightarrow a = IV$. Vậy Carbon có hoá trị IV.

4. Tra cứu Bảng hoá trị thường gặp

Đối với một số nguyên tố phổ biến, bạn có thể tra cứu trực tiếp tại Bảng 7.2: Hoá trị thường gặp của một số nguyên tố hoá học trong sách giáo khoa.

Một số nguyên tố chỉ có một hoá trị duy nhất (như Na, K, H có hoá trị I; Mg, Ca, O có hoá trị II; Al có hoá trị III).
Một số nguyên tố có nhiều hoá trị khác nhau tuỳ thuộc vào hợp chất (như Carbon có II, IV; Sulfur có II, IV, VI; Iron/Sắt có II, III).

Ngoài ra, hoá trị của một nhóm nguyên tử (như OH, $NO_3$, $SO_4$,...) cũng được xác định tương tự dựa trên khả năng liên kết của cả nhóm đó với nguyên tử H.