Lý thuyết Xác định công thức hóa học dựa vào quy tắc hóa trị

A. Lý thuyết và phương pháp giải

Nếu hai nguyên tố (hoặc nhóm nguyên tử) A, B có hoá trị tương ứng là a, b thì công thức hoá học của hợp chất tạo thành từ A và B được xác định như sau:

Bước 1: Đặt công thức hoá học của hợp chất: A_xB_y.

Bước 2: Áp dụng quy tắc hoá trị, xác định tỉ lệ: $\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{y}}=\frac{\mathrm{b}}{\mathrm{a}}$

Bước 3: Xác định x, y (x, y thường là những số nguyên nhỏ nhất thoả mãn tỉ lệ trên).

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Công thức phân tử của khí hydrogen sulfide là (biết lưu huỳnh trong hợp chất này có hóa trị II)

A. H₂S₃.                 B. HS₂.                   C. HS.                    D. H₂S.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Gọi công thức của khí hydrogen sulfide là ${\mathrm{H}}_{\mathrm{x}}^{\mathrm{I}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{y}}^{\mathrm{II}}$.

Theo quy tắc hóa trị: x.I = y.II

⇒ $\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{y}}=\frac{\mathrm{II}}{\mathrm{I}}=\frac{2}{1}$

⇒ x = 2 và y = 1.

Vậy công thức của khí hydrogen sulfide là H₂S.

Ví dụ 2: Công thức hoá học của hợp chất tạo bởi sodium hoá trị I và oxygen hoá trị II là

A. Na₂O.                B. Na₂O₂.               C. NaO₂.                D. K₂O.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Công thức chung: Na_xO_y

Theo quy tắc hóa trị: x.I = y.II

Chuyển biểu thức thành tỉ lệ: $\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{y}}=\frac{\mathrm{II}}{\mathrm{I}}=\frac{2}{1}$

Lấy x = 2, y = 1 hợp chất là Na₂O: sodium oxide.

Ví dụ 3: Bột thạch cao có nhiều ứng dụng quan trọng như: Tạo hình trong những công trình kiến trúc, làm vật liệu xây dựng, vữa trát tường, đúc tượng, làm khuôn đúc chịu nhiệt,… Thành phần chính của bột thạch cao là hợp chất (G) gồm calcium và gốc sulfate.

Công thức hóa học của hợp chất (G) là

A. CuSO₄.              B. CaSO₄.              C. Ca₂SO₄.             D. Cu₂SO₄.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Công thức hóa học chung của hợp chất G: $\stackrel{\mathrm{II}}{\stackrel{⏜}{{\mathrm{Ca}}_{\mathrm{x}}}}\stackrel{\mathrm{II}}{\stackrel{⏜}{{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_{\mathrm{y}}}}$

Theo quy tắc hóa trị, ta có: II . x = II . y

Chuyển về tỉ lệ: $\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{y}}=\frac{\mathrm{II}}{\mathrm{II}}=\frac{1}{1}$

Chọn x = 1; y = 1. Vậy công thức hóa học của hợp chất là CaSO₄.