Hóa trị biểu thị khả năng liên kết
**Hóa trị** biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử với nguyên tử khác. Với chất cộng hóa trị đang xét, hóa trị của một nguyên tố được xác định bằng số cặp electron mà một nguyên tử nguyên tố ấy dùng chung với các nguyên tử khác. Hóa trị thường ghi bằng số La Mã: I, II, III, IV…
Trong H₂O, mỗi H có một cặp chung nên hóa trị I; O có hai cặp chung nên hóa trị II. Trong CO₂, C có tổng bốn cặp chung nên hóa trị IV. Không đếm C chỉ liên kết với hai nguyên tử O rồi kết luận hóa trị II: mỗi C–O có hai cặp chung.
Một số hóa trị thường dùng: H, Na, K là I; O, Mg, Ca là II; Al là III. Một nguyên tố có thể có hóa trị khác nhau tùy hợp chất. Ví dụ S có hóa trị II trong H₂S nhưng IV trong SO₂; phải dùng dữ kiện của bài, không mặc định luôn một giá trị.
Bài luyện
Trong CO₂, mỗi C–O có hai cặp electron dùng chung. Hóa trị của C là gì?
Cần đếm cặp chung, không chỉ số nguyên tử bên cạnh.
Chỉ số nguyên tử C không phải hóa trị C.
Không cộng hai đại lượng khác nhau để tính hóa trị.
Hai C–O, mỗi phía hai cặp, nên C tham gia bốn cặp chung.
Lời giải
C dùng chung hai cặp với mỗi O, tổng bốn cặp. Vì vậy C có hóa trị IV trong CO₂. Đáp án D.
Tích chỉ số và hóa trị ở hai phía bằng nhau
Với hợp chất hai nguyên tố viết dạng $A_xB_y$, gọi hóa trị của A là a, của B là b. Quy tắc hóa trị:
$$x\times a=y\times b.$$
Nghĩa là **số nguyên tử A × hóa trị A = số nguyên tử B × hóa trị B**. Ví dụ H₂O: 2 × I = 1 × II. Chỉ số 1 được hiểu dù không viết.
Để lập công thức đơn giản theo hóa trị: ghi đúng kí hiệu, đặt chỉ số x và y, tìm tỉ lệ x : y = b : a, rồi chọn cặp số nguyên dương đơn giản nhất. Khi a và b có ước chung, cần rút gọn tỉ lệ; không đổi hóa trị để khớp một công thức đoán trước.
Lập công thức từ Al(III) và O(II)
Gọi công thức là $\mathrm{Al}_x\mathrm{O}_y$. Theo quy tắc:
$$3x=2y\quad\Rightarrow\quad x:y=2:3.$$
Chọn x = 2, y = 3, được Al₂O₃. Kiểm lại: 2 × III = 3 × II = 6.
Với Mg(II) và O(II), có 2x = 2y, suy ra x : y = 1 : 1. Công thức đơn giản là MgO, không giữ Mg₂O₂. Quy tắc giúp tìm tỉ lệ; cần chọn chỉ số phù hợp dạng hợp chất đơn giản đang xét.
Bài luyện
Biết K hóa trị I và O hóa trị II. Công thức đơn giản phù hợp là gì?
1 × I khác 2 × II; công thức không cân bằng hóa trị.
2 × I = 1 × II, thỏa mãn quy tắc.
1 × I khác 1 × II.
2 × I khác 2 × II; tăng cả hai chỉ số không làm đúng tỉ lệ.
Lời giải
Gọi KₓOᵧ: x × I = y × II nên x : y = 2 : 1. Chọn x = 2, y = 1, viết K₂O. Đáp án B.
Đọc nhóm nguyên tử trong công thức
Một số nhóm nguyên tử được dùng như một đơn vị khi lập công thức: OH và NO₃ có hóa trị I; SO₄, CO₃ có hóa trị II; PO₄ có hóa trị III. Dùng hóa trị nhóm khi đề đã cho hoặc bảng tra đã nêu, không lấy chỉ số O làm hóa trị nhóm.
Ví dụ, Ca(II) kết hợp với OH(I) theo tỉ lệ 1 : 2, viết Ca(OH)₂. Dấu ngoặc cho biết có hai nhóm OH: tổng hai O và hai H. Không viết CaOH₂ vì cách viết đó không nhân số O lên hai. Phần này giúp đọc công thức có ngoặc; không cần học thêm những nhóm ngoài phạm vi bài.
Bài luyện
Trong Ca(OH)₂, chỉ số 2 ngoài ngoặc được hiểu thế nào?
Chỉ số 2 áp dụng cho nhóm OH, không cho Ca.
Chỉ số ngoài ngoặc nhân cả O và H, không chỉ H.
Có hai nhóm OH nên cả O và H đều có số lượng hai.
Hai nhóm OH phải có hai H, không phải một.
Lời giải
Ca không ghi chỉ số nên là một. Có hai nhóm OH, mỗi nhóm có một O và một H, nên tổng hai O, hai H. Công thức chất ion này biểu diễn tỉ lệ thành phần, không một phân tử riêng lẻ. Đáp án C.