Bảng hoá trị thường gặp là gì?
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. Ở chương trình hoá học phổ thông, hoá trị giúp học sinh viết đúng công thức hoá học, lập công thức hợp chất, kiểm tra công thức đúng sai và gọi tên một số chất cơ bản.
Ví dụ, H có hoá trị I, O có hoá trị II. Khi H kết hợp với O, công thức nước là H2O vì cần 2 nguyên tử H hoá trị I để cân bằng với 1 nguyên tử O hoá trị II.
Bài này tổng hợp bảng hoá trị thường gặp của nguyên tố và nhóm nguyên tử, cách dùng quy tắc hoá trị, ví dụ lập công thức và các lỗi học sinh hay mắc. Bạn nên đọc kèm nguyên tố hoá học, công thức hoá học, phân tử, bảng gốc acid và tên muối, bảng số oxi hoá thường gặp và bảng tuần hoàn hóa học.
Bảng hoá trị các nguyên tố thường gặp
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hoá trị thường gặp | Ví dụ hợp chất | Ghi nhớ nhanh |
|---|---|---|---|---|
| Hidro | H | I | HCl, H2O | Thường hoá trị I |
| Oxi | O | II | H2O, CO2, MgO | Thường hoá trị II |
| Natri | Na | I | NaCl, NaOH | Kim loại kiềm hoá trị I |
| Kali | K | I | KCl, KOH | Kim loại kiềm hoá trị I |
| Bạc | Ag | I | AgNO3, AgCl | Thường hoá trị I |
| Magie | Mg | II | MgO, MgCl2 | Kim loại kiềm thổ hoá trị II |
| Canxi | Ca | II | CaO, CaCO3 | Thường hoá trị II |
| Bari | Ba | II | BaCl2, BaSO4 | Thường hoá trị II |
| Kẽm | Zn | II | ZnO, ZnCl2 | Thường hoá trị II |
| Nhôm | Al | III | Al2O3, AlCl3 | Thường hoá trị III |
| Sắt | Fe | II, III | FeO, Fe2O3, FeCl2, FeCl3 | Có nhiều hoá trị |
| Đồng | Cu | I, II | Cu2O, CuO, CuSO4 | Phổ thông hay gặp Cu(II) |
| Cacbon | C | II, IV | CO, CO2 | CO: II, CO2: IV |
| Lưu huỳnh | S | II, IV, VI | H2S, SO2, SO3 | Nhiều hoá trị |
| Nitơ | N | III, V và một số hoá trị khác | NH3, N2O5 | Thường gặp III, V ở cơ bản |
| Photpho | P | III, V | P2O3, P2O5 | Thường gặp V trong phosphate |
| Clo | Cl | I, III, V, VII | HCl, Cl2O7 | Trong chloride thường hoá trị I |
Bảng hoá trị nhóm nguyên tử thường gặp
Nhóm nguyên tử là tập hợp nhiều nguyên tử liên kết với nhau và thường đi cùng nhau trong hợp chất. Khi lập công thức muối, base hoặc acid, học sinh cần nhớ hoá trị của các nhóm nguyên tử phổ biến.
| Nhóm nguyên tử | Tên gọi | Hoá trị | Ví dụ hợp chất |
|---|---|---|---|
| OH | Hydroxide | I | NaOH, Ca(OH)2 |
| NO3 | Nitrate | I | NaNO3, Ca(NO3)2 |
| NO2 | Nitrite | I | NaNO2 |
| ClO | Hypochlorite | I | NaClO |
| HCO3 | Hydrogencarbonate | I | NaHCO3, Ca(HCO3)2 |
| SO4 | Sulfate | II | Na2SO4, BaSO4 |
| SO3 | Sulfite | II | Na2SO3 |
| CO3 | Carbonate | II | CaCO3, Na2CO3 |
| HPO4 | Hydrogen phosphate | II | Na2HPO4 |
| PO4 | Phosphate | III | Na3PO4, Ca3(PO4)2 |
| NH4 | Ammonium | I | NH4Cl, (NH4)2SO4 |
| CH3COO | Acetate | I | CH3COONa |
Trong cách viết hiện đại, các nhóm này thường được biểu diễn bằng ion và điện tích, ví dụ SO42-, NO3–, NH4+. Ở mức học hoá trị, có thể nhớ hoá trị của nhóm tương ứng với độ lớn điện tích ion.
Quy tắc hoá trị
Quy tắc hoá trị là công cụ quan trọng nhất để lập công thức hợp chất:
Trong công thức AxBy, nếu A có hoá trị a và B có hoá trị b thì: x × a = y × b.
Ví dụ lập công thức của nhôm oxide. Al hoá trị III, O hoá trị II. Gọi công thức là AlxOy:
x × III = y × II
Tỉ lệ x : y = II : III = 2 : 3
Công thức là Al2O3.
Cách lập công thức hoá học từ hoá trị
| Bước | Cách làm | Ví dụ: Ca và NO3 |
|---|---|---|
| Bước 1 | Viết ký hiệu hoặc nhóm nguyên tử | Ca và NO3 |
| Bước 2 | Ghi hoá trị | Ca hoá trị II, NO3 hoá trị I |
| Bước 3 | Tìm tỉ lệ chỉ số sao cho tổng hoá trị cân bằng | Ca cần 2 nhóm NO3 |
| Bước 4 | Viết công thức, dùng ngoặc nếu nhóm nguyên tử có chỉ số lớn hơn 1 | Ca(NO3)2 |
Ví dụ lập công thức bằng hoá trị
| Thành phần | Hoá trị | Công thức đúng | Giải thích |
|---|---|---|---|
| Na và O | Na(I), O(II) | Na2O | 2×I = 1×II |
| Ca và Cl | Ca(II), Cl(I) | CaCl2 | 1 Ca cần 2 Cl |
| Al và SO4 | Al(III), SO4(II) | Al2(SO4)3 | 2×III = 3×II |
| Mg và OH | Mg(II), OH(I) | Mg(OH)2 | 1 Mg cần 2 nhóm OH |
| Fe(III) và O | Fe(III), O(II) | Fe2O3 | 2×III = 3×II |
| Ca và PO4 | Ca(II), PO4(III) | Ca3(PO4)2 | 3×II = 2×III |
Cách tìm hoá trị của nguyên tố trong hợp chất
Nếu biết công thức và hoá trị của một nguyên tố, có thể tìm hoá trị của nguyên tố còn lại bằng quy tắc hoá trị.
Ví dụ: Tìm hoá trị của Fe trong Fe2O3. Biết O hoá trị II.
Gọi hoá trị của Fe là a:
2 × a = 3 × II = VI
a = III
Vậy Fe có hoá trị III trong Fe2O3.
Ví dụ: Tìm hoá trị của S trong SO3. Biết O hoá trị II.
1 × a = 3 × II = VI
S có hoá trị VI trong SO3.
Hoá trị và số oxi hoá có giống nhau không?
Hoá trị và số oxi hoá có liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau. Hoá trị thường biểu thị khả năng liên kết trong công thức hợp chất, còn số oxi hoá là điện tích quy ước dùng để theo dõi sự nhường – nhận electron trong phản ứng oxi hoá khử.
| Tiêu chí | Hoá trị | Số oxi hoá |
|---|---|---|
| Bản chất | Khả năng liên kết | Điện tích quy ước |
| Cách ghi | Số La Mã I, II, III… | Có dấu +, -, 0 |
| Ví dụ với O | O thường hoá trị II | O thường có số oxi hoá -2 |
| Ứng dụng | Lập công thức hoá học | Nhận biết phản ứng oxi hoá khử |
Ví dụ trong H2O, O có hoá trị II và số oxi hoá -2. Hai con số có độ lớn giống nhau nhưng ý nghĩa khác nhau. Vì vậy không nên dùng lẫn hai khái niệm.
Mẹo nhớ hoá trị thường gặp
- Nhóm hoá trị I: H, Na, K, Ag, Cl trong chloride, OH, NO3, NH4.
- Nhóm hoá trị II: O, Mg, Ca, Ba, Zn, SO4, CO3.
- Nhóm hoá trị III: Al, PO4.
- Kim loại có nhiều hoá trị cần nhớ theo hợp chất cụ thể: Fe(II, III), Cu(I, II).
- Phi kim như C, S, N, P, Cl có thể có nhiều hoá trị, cần dựa vào công thức.
Bài tập ví dụ về hoá trị
Bài 1
Lập công thức hợp chất tạo bởi Mg hoá trị II và Cl hoá trị I.
Lời giải: Mg hoá trị II cần 2 Cl hoá trị I, công thức là MgCl2.
Bài 2
Lập công thức hợp chất tạo bởi Al hoá trị III và O hoá trị II.
Lời giải: Công thức là Al2O3.
Bài 3
Tìm hoá trị của Cu trong CuO. Biết O hoá trị II.
Lời giải: Trong CuO, tỉ lệ Cu:O = 1:1, O hoá trị II nên Cu hoá trị II.
Bài 4
Viết công thức muối tạo bởi Al hoá trị III và nhóm SO4 hoá trị II.
Lời giải: Công thức là Al2(SO4)3.
Những lỗi thường gặp khi học hoá trị
Lỗi đầu tiên là quên dùng ngoặc với nhóm nguyên tử. Ví dụ Ca(NO3)2, không viết CaNO32.
Lỗi thứ hai là không rút gọn chỉ số khi cần. Ví dụ C hoá trị IV với O hoá trị II tạo CO2, không viết C2O4.
Lỗi thứ ba là dùng sai hoá trị của kim loại nhiều hoá trị. FeCl2 và FeCl3 là hai chất khác nhau.
Lỗi thứ tư là nhầm hoá trị với số oxi hoá. Hoá trị không ghi dấu cộng/trừ, số oxi hoá có dấu.
Lỗi thứ năm là học thuộc bảng nhưng không luyện lập công thức. Muốn nhớ lâu, cần làm nhiều ví dụ.
Kết luận
Bảng hoá trị thường gặp là nền tảng để viết đúng công thức hoá học. Học sinh cần nhớ H(I), O(II), Na(I), K(I), Ag(I), Mg(II), Ca(II), Ba(II), Zn(II), Al(III), Fe(II, III), Cu(I, II) cùng các nhóm OH(I), NO3(I), SO4(II), CO3(II), PO4(III), NH4(I). Khi lập công thức, hãy dùng quy tắc x × a = y × b và luôn kiểm tra chỉ số, ngoặc nhóm nguyên tử.
Tài liệu tham khảo
- IUPAC Gold Book – Valence: https://goldbook.iupac.org/terms/view/V06588
- IUPAC Gold Book – Chemical formula: https://goldbook.iupac.org/terms/view/C01034
- Royal Society of Chemistry – Formulae and valency: https://edu.rsc.org/
- Chemistry LibreTexts – Writing Chemical Formulas: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry
