Hóa trị của các nguyên tố hóa học.

Hóa trị của các nguyên tố hóa học giúp chúng ta lập nên công thức hóa học của một hợp chất.

Có một hợp chất được tạo bởi 2Al; 3S; 12O. Ta thử viết công thức hợp chất đó là Al₂S₃O₁₂ có được không!? Trong thực tế thì hoàn toàn không tồn tại chất có công thức Al₂S₂O₁₂ mà chỉ có công thức Al₂(SO₄)₃. Vậy làm cách nào chúng ta lập được đúng CTHH Al₂(SO₄)₃ mà không phải là Al₂S₃O₁₂?

Để giải quyết vấn đề đó, người ta dựa vào khả năng liên kết giữa nguyên tử này với nguyên tử khác, khả năng này được biểu thị bởi một con số gọi là hóa trị.

Hóa trị của một nguyên tố là gì?

I. Cách xác định hóa trị của một nguyên tố:

1. Dựa vào khả năng liên kết với số nguyên tử H

Người ta quy ước chọn hóa trị của nguyên tố H bằng I. Từ đó suy ra hóa trị của các nguyên tố khác

Ví dụ: Hãy cho biết hóa trị của các nguyên tố Cl, O, N dựa vào hóa trị của H là I
Xem câu trả lời ở bảng bên dưới:

Tên gọi	CTHH	Cấu tạo	Hóa trị	Giải thích
Axit clohidric	HCl	H-Cl	Cl hóa tri I	Xung quanh Clo có 1 liên kết
Nước	H₂O	H-O-H	O hóa trị II	Xung quanh O có 2 liên kết
Amoniac	NH₃		N hóa trị III	Xung quanh Nitơ có 3 liên kết

Như vậy, dựa vào số nguyên tử H, ta nhanh chóng xác định được hóa trị của các nguyên tố trong hợp chất với Hidro.

2. Hoá trị của nhóm nguyên tử được xác định qua khả năng liên kết với số nguyên tử H:

Chẳng hạn, ta có:

* H₂SO₄ trong hợp chất có 2 nguyên tử H nên nhóm SO₄ có hóa trị II

* H₃PO₄ trong hợp chất có 3 nguyên tử H nên nhóm PO₄ có hóa trị III

3. Dựa vào khả năng liên kết với nguyên tử O:

Hóa trị còn được xác định gián tiếp qua nguyên tố O hóa trị II

Ví dụ: Trong hợp chất K₂O, CaO, CO₂, các nguyên tố K, Ca, C có hóa trị như sau:

Tên gọi	CTHH	Cấu tạo	Hóa trị	Giải thích
Kali oxit	K₂O	K-O-K	K hóa trị I	2K liên kết với O bằng 2 đơn vị
Canxi oxit	CaO	Ca=O	Ca hóa trị II	nguyên tử Ca có khả năng liên kết như O
Cacbondioxit	CO₂	C=O=C	C hóa trị IV	1C có khả năng liên kết như 2O

Kết luận: Hóa trị của một nguyên tố (hay nhóm nguyên tử) là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử (hay nhóm nguyên tử), được xác định theo hóa trị của H chọn làm đơn vị (hóa trị I) và hóa trị của O là hai đơn vị (hóa trị II).

II. Quy tắc hóa trị:

1. Quy tắc:

"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"

2. Bài tập vận dụng:

a. Tìm hóa trị của 1 nguyên tố.

Để tính hóa trị của một nguyên tố ta thực hiện như sau:

Gọi a (b, c,…) là hóa trị của nguyên tố cần tìm.
Dựa vào quy tắc hóa trị để tìm a (b, c,…)

Ví dụ1: Tìm hóa trị Cu trong CuCl₂, biết Cl có hóa trị I

Giải:
Gọi a là hóa trị của Cu, theo qui tắc hóa trị, ta có : 1.a = I.2
Suy ra a = II
Vậy Cu có hóa trị II.

Ví dụ 2: Tính hóa trị của sắt trong hợp chất FeSO₄.

Giải:

Trường hợp trong công thức hóa học của hợp chất có nhóm nguyên tử thì ta coi nhóm nguyên tử giống như một nguyên tố.

Ở đây, nhóm nguyên tử SO₄ có hóa trị II
Gọi hóa trị của Fe là a, ta có: 1 x a = 2 x I, rút ra: a = II.

Vậy hóa trị của sắt trong hợp chất FeSO₄ là II

Chú ý: Vì mỗi nguyên tố có thể có một hay nhiều hóa trị nên khi nói hóa trị của nguyên tố phải nói trong hợp chất nào.

b. Lập CTHH của hợp chất theo hoá trị.

Để lập công thức hóa học của hợp chất theo hóa trị ta làm như sau:

Viết công thức dạng chung: AxBy
Áp dụng quy tắc về hóa trị: x.a =y.b với a,b lần lượt là hóa trị của nguyên tố A và B.
Chuyển thành tỉ lệ, tìm x, y.
Viết thành công thức hóa học.

Ví dụ: Lập CTHH của hợp chất tạo bởi C(IV) và O(II).

Giải:

Công thức dạng chung: CxOy
Áp dụng quy tắc hóa trị, ta có: IV.x=II.y
Rút ra tỉ lệ: x:y = 2:4=1:2
Lấy x=1, y=2

Vậy CTHH của hợp chất trên là: CO₂

Lưu ý: Để ghi nhớ hóa trị của các nguyên tố, ngoài việc siêng năng làm bài tập, các bạn nên học thuộc bài ca hóa trị.