Phân tử khối là gì?

Phân tử khối là gì?

Phân tử khối là khối lượng tương đối của một phân tử, được tính bằng tổng nguyên tử khối của tất cả nguyên tử có trong phân tử đó. Đây là một khái niệm rất quan trọng trong hoá học cơ bản, đặc biệt khi học công thức hoá học, mol, khối lượng mol và các bài toán tính theo phương trình hoá học.

Ví dụ, phân tử nước H₂O gồm 2 nguyên tử Hidro và 1 nguyên tử Oxi. Nếu lấy nguyên tử khối H = 1 và O = 16, phân tử khối của H₂O là 2 × 1 + 16 = 18.

Khi dùng bảng tuần hoàn hóa học, người học có thể tra nguyên tử khối của các nguyên tố, sau đó cộng lại theo công thức hoá học để tính phân tử khối hoặc khối lượng công thức của chất.

Phân tử khối dùng để làm gì?

Phân tử khối giúp xác định khối lượng tương đối của phân tử. Từ đó, người học có thể tính khối lượng mol, số mol, khối lượng chất và giải các bài toán hoá học định lượng.

Ví dụ, biết phân tử khối của H₂O là 18, ta biết khối lượng mol của nước là 18 g/mol. Biết phân tử khối của CO₂ là 44, ta biết khối lượng mol của CO₂ là 44 g/mol.

Phân tử khối cũng giúp so sánh khối lượng tương đối giữa các phân tử. Ví dụ, CO₂ có phân tử khối 44, lớn hơn H₂O có phân tử khối 18.

Cách tính phân tử khối

Cách tính phân tử khối gồm ba bước: viết đúng công thức hoá học, tra nguyên tử khối của từng nguyên tố, sau đó nhân nguyên tử khối với số nguyên tử tương ứng và cộng lại.

Điểm quan trọng là phải nhân đúng chỉ số trong công thức hoá học. Nếu một nguyên tố có chỉ số 2, 3 hoặc 4, phải nhân nguyên tử khối của nguyên tố đó với chỉ số tương ứng.

Ví dụ tính phân tử khối thường gặp

Các ví dụ trên đều là chất phân tử nên có thể gọi là phân tử khối. Với một số hợp chất ion như NaCl, nhiều tài liệu phổ thông vẫn tính giá trị tương tự bằng cách cộng nguyên tử khối theo công thức, nhưng về bản chất có thể gọi chính xác hơn là khối lượng công thức hoặc khối lượng mol công thức.

Phân tử khối của hợp chất ion tính như thế nào?

Hợp chất ion như NaCl, MgO, CaCl₂ thường không tồn tại dưới dạng phân tử riêng lẻ trong tinh thể rắn, mà tồn tại dưới dạng mạng tinh thể ion. Tuy vậy, trong chương trình phổ thông, người học vẫn tính “phân tử khối” hoặc giá trị tương đương theo công thức hoá học.

Ví dụ, NaCl có giá trị 58,5 nếu dùng Na = 23 và Cl = 35,5. Giá trị này rất hữu ích khi tính số mol hoặc khối lượng chất trong bài tập.

Phân tử khối và nguyên tử khối khác nhau thế nào?

Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của một nguyên tử, còn phân tử khối là tổng nguyên tử khối của các nguyên tử trong một phân tử. Nguyên tử khối áp dụng cho nguyên tử hoặc nguyên tố; phân tử khối áp dụng cho phân tử hoặc công thức chất.

Ví dụ, Oxi có nguyên tử khối 16. Nhưng phân tử oxi O₂ có phân tử khối 32 vì gồm hai nguyên tử Oxi.

Phân tử khối và khối lượng mol có giống nhau không?

Phân tử khối và khối lượng mol có liên hệ rất gần nhưng không hoàn toàn là một cách diễn đạt giống nhau. Phân tử khối là giá trị tương đối, không có đơn vị trong cách học phổ thông cơ bản. Khối lượng mol là khối lượng của 1 mol chất, thường có đơn vị g/mol.

Ví dụ, phân tử khối của H₂O là 18. Khối lượng mol của H₂O là 18 g/mol. Phân tử khối của CO₂ là 44, còn khối lượng mol của CO₂ là 44 g/mol.

Trong bài tập, giá trị số thường giống nhau, nhưng ý nghĩa và đơn vị khác nhau. Đây là điểm học sinh cần phân biệt rõ.

Phân tử khối liên quan gì đến công thức hoá học?

Muốn tính phân tử khối, trước hết phải có công thức hoá học đúng. Công thức cho biết chất gồm những nguyên tố nào và số nguyên tử của từng nguyên tố. Nếu viết sai công thức, phân tử khối sẽ sai.

Ví dụ, nước là H₂O, không phải HO. Nếu tính theo HO, kết quả là 17, sai với nước. Carbon dioxide là CO₂, không phải CO nếu đang xét khí carbon dioxide. CO và CO₂ là hai hợp chất khác nhau, có phân tử khối và tính chất khác nhau.

Vì vậy, trước khi tính phân tử khối, cần nắm chắc công thức hoá học và hoá trị.

Cách tính phân tử khối của chất có nhóm nguyên tử

Một số công thức có nhóm nguyên tử đặt trong ngoặc, ví dụ Ca(OH)₂, Al₂(SO₄)₃, Ca(NO₃)₂. Khi tính, cần nhân toàn bộ nhóm trong ngoặc với chỉ số bên ngoài.

Ví dụ, tính phân tử khối của Ca(OH)₂, biết Ca = 40, O = 16, H = 1:

Ca(OH)₂ = 40 + 2 × (16 + 1) = 40 + 34 = 74

Ví dụ, tính Al₂(SO₄)₃, biết Al = 27, S = 32, O = 16:

Al₂(SO₄)₃ = 2 × 27 + 3 × (32 + 4 × 16) = 54 + 3 × 96 = 342

Bài tập ví dụ về phân tử khối

Bài 1

Tính phân tử khối của H₂SO₄, biết H = 1, S = 32, O = 16.

Lời giải: H₂SO₄ = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 2 + 32 + 64 = 98.

Bài 2

Tính phân tử khối của CaCO₃, biết Ca = 40, C = 12, O = 16.

Lời giải: CaCO₃ = 40 + 12 + 3 × 16 = 40 + 12 + 48 = 100.

Bài 3

Tính giá trị theo công thức của Na₂SO₄, biết Na = 23, S = 32, O = 16.

Lời giải: Na₂SO₄ = 2 × 23 + 32 + 4 × 16 = 46 + 32 + 64 = 142.

Những lỗi thường gặp khi tính phân tử khối

Lỗi đầu tiên là quên nhân với chỉ số. Ví dụ, CO₂ phải tính 12 + 2 × 16, không phải 12 + 16.

Lỗi thứ hai là tính sai nhóm trong ngoặc. Với Ca(OH)₂, phải nhân cả O và H trong nhóm OH với 2, không chỉ nhân H hoặc O riêng lẻ.

Lỗi thứ ba là dùng sai nguyên tử khối. Ví dụ, Clo thường dùng 35,5 trong nhiều bài tập phổ thông; nếu đề bài cho giá trị khác, cần dùng theo đề bài.

Lỗi thứ tư là nhầm phân tử khối với số nguyên tử trong phân tử. Phân tử khối là tổng khối lượng tương đối, không phải tổng số nguyên tử.

Kết luận

Phân tử khối là tổng nguyên tử khối của các nguyên tử trong một phân tử hoặc trong công thức chất theo cách tính phổ thông. Muốn tính đúng, cần viết đúng công thức hoá học, tra đúng nguyên tử khối và nhân đúng chỉ số.

Hiểu phân tử khối giúp học sinh học tốt khối lượng mol, số mol, phương trình hoá học và các bài toán tính toán hoá học. Đây là một kỹ năng nền tảng cần luyện nhiều bằng ví dụ cụ thể.

Tài liệu tham khảo

• IUPAC Gold Book – Relative molecular mass: https://goldbook.iupac.org/terms/view/R05270
• Royal Society of Chemistry – Periodic Table: https://periodic-table.rsc.org/
• PubChem – Periodic Table: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/periodic-table/
• Chemistry LibreTexts – Formula Mass and Molecular Mass: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry