Bài 6: Hóa trị, công thức hóa học – Khoa Học Tự Nhiên 7 – Cánh Diều

Bài 6: Hóa trị, công thức hóa học – Khoa Học Tự Nhiên 7 – Cánh Diều

 

Lý thuyết: Hóa trị, công thức hóa học

I. Hóa trị

1. Khái niệm về hóa trị

– Khi tạo thành phân tử hydrogen chloride, mỗi nguyên tử H và Cl góp 1 electron

=> Đôi electron dùng chung giữa 2 nguyên tử

=> H và Cl có hóa trị I

 

– Khi H kết hợp với O, mỗi nguyên tử H góp chung 1 electron, nguyên tử O góp chung 2 electron

=> H có hóa trị I, O có hóa trị II

– Hóa trị của nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị = số electron mà nguyên tử nguyên tố đó góp chung với nguyên tử khác

– Trong hợp chất, H luôn có hóa trị I, O luôn có hóa trị II

 

2. Quy tắc hóa trị

Ví dụ:

– Phân tử H2O

Nguyên tố

H

O

Hóa trị

I

II

Số nguyên tử

2

1

Tích hóa trị và số nguyên tử

I x 2 = II x 1

– Phân tử CO2

Nguyên tố

C

O

Hóa trị

IV

II

Số nguyên tử

1

2

Tích hóa trị và số nguyên tử

IV x 1 = II x 2

II. Công thức hóa học

1. Công thức hóa học

– Công thức hóa học có 2 phần: phần chữ và phần số

+ Phần chữ: gồm kí hiệu hóa học của các nguyên tố tạo thành chất

+ Phần số: gồm các số được ghi bên phải, dưới chân kí hiệu hóa học, ứng với số nguyên tử của nguyên tố trong một phân tử (các số này được gọi là chỉ số)

Ví dụ: Công thức hóa học: H2O, NH3, CO2

– Công thức hóa học của các đươn chất chỉ có 1 kí hiệu hóa học

+ Với phi kim, phân tử thường có 2 nguyên tử: N2, O2, H2

+ Với kim loại và một số phi kim, kí hiệu hóa học của nguyên tố được coi là công thức hóa học của đơn chất. Ví dụ kim loại: Fe, Cu, Al… và một số phi kim như: C, S, P,…

– Công thức hóa học của các hợp chất có từ hai kí hiệu hóa học trở lên: NaCl, Na2O,…

2. Ý nghĩa của công thức hóa học

Công thức hóa học của một chất cho biết một số thông tin

– Nguyên tố tạo ra chất

– Số nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong một phân tử chất

– Khối lượng phân tử của chất

Ví dụ: Công thức hóa học của H2SO4 cho biết

– Sulfuric acid được tạo thành từ H, S và O

– Trong một phân tử sulfuric acid có 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử S và 4 nguyên tử O

– Khối lượng phân tử: 2×1 + 1×32 + 4×16 = 98 (amu)

Biết công thức hóa học tính được phần trăm khối lượng các nguyên tố trong hợp chất

Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong một phân tử hợp chất

Bước 2: Tính khối lượng phân tử

Bước 3: Tính phần trăm khối lượng của nguyên tố theo công thức:

 

Ta có: Khối lượng của nguyên tố O trong MgO = 1 x 16 = 16 amu

Khối lượng của nguyên tố Mg trong MgO = 1 x 24 = 24 amu

=> Khối lượng phân tử MgO = 16 + 24 = 40 amu

 

Biết công thức hóa học và hóa trị của một nguyên tố, xác định được hóa trị của nguyên tố còn lại trong hợp chất

Bước 1: Đặt hóa trị của nguyên tố chưa biết là a

Bước 2: Xác định a dựa vào quy tắc hóa trị

Ví dụ: Xác định háo trị của Fe trong hợp chất có công thức hóa học là Fe2O3

Gọi hóa trị của Fe trong hợp chất là a

Vì O có hóa trị II nên khi áp dụng quy tắc hóa trị: a.2 = II.3 => a = III

Vậy Fe có hóa trị III trong hợp chất Fe2O3

3. Xác định công thức hóa học của hợp chất khi biết hóa trị hoặc phần trăm khối lượng của các nguyên tố

Xác định công thức hóa học của hợp chất tạo thành từ 2 nguyên tố khi biết hóa trị của các nguyên tố

 

Xác định công thức hóa học của hợp chất khi biết phần trăm khối lượng của các nguyên tố và khối lượng phân tử của hợp chất

Bước 1: Đặt công thức hóa học của chất AxBy

Bước 2: Tính khối lượng của A, B trong một phân tử chất

Bước 3: Tìm x, y


 

Mở đầu trang 39 Bài 6 KHTN lớp 7: Cho các miếng bìa ghi kí hiệu hóa học của các nguyên tố C, O, Cl, H như hình dưới đây. Mỗi miếng bìa tượng trưng cho một nguyên tử. Hãy ghép các miếng bìa H với các miếng bìa khác sao cho phù hợp.

Hãy cho biết các nguyên tố C, O, Cl ghép được với tối đa bao nhiêu nguyên tử H. Dùng kí hiệu hóa học và các chữ số để mô tả trong những miếng ghép thu được có bao nhiêu nguyên tử của mỗi nguyên tố.

 

Trả lời:

Mỗi nguyên tử C có thể ghép tối đa với 4 nguyên tử H tạo thành hợp chất là CH4.

Mỗi nguyên tử O có thể ghép tối đa với 2 nguyên tử H tạo thành hợp chất là H2O

Mỗi nguyên tử Cl có thể ghép tối đa với 1 nguyên tử H tạo thành hợp chất HCl.


Câu hỏi 1 trang 39 KHTN lớp 7: Quan sát hình 6.1, hãy so sánh hóa trị của nguyên tố và số electron mà nguyên tử của nguyên tố đã góp chung để tạo ra liên kết.

 

Trả lời:

Hóa trị của H và Cl đều là I, bằng với số electron mà nguyên tử H và Cl góp chung để tạo ra liên kết.


 

Luyện tập 1 trang 40 KHTN lớp 7: Quan sát hình 6.3 và xác định hóa trị của C và O trong khí carbon dioxide

 

Trả lời:

Quan sát vào sơ đồ trên ta thấy, mỗi nguyên tử O góp chung 2 electron, nguyên tử C góp chung 4 electron để hình thành liên kết.


 

Luyện tập 2 trang 40 KHTN lớp 7: Vẽ sơ đồ hình thành liên kết giữa nguyên tử N và ba nguyên tử H. Hãy cho biết liên kết đó thuộc loại liên kết nào. Hóa trị của mỗi nguyên tố trong hợp chất được tạo thành là bao nhiêu?

Trả lời:

+ Sơ đồ hình thành liên kết giữa nguyên tử N và ba nguyên tử H:

 

+ Liên kết giữa N và H được tạo thành bởi đôi electron dùng chung giữa hai nguyên tử

⇒ là liên kết cộng hóa trị.

+ Nguyên tử N góp 3 electron ⇒ N có hóa trị III.

+ Nguyên tử H góp chung 1 electron ⇒ H có hóa trị I.


 

Câu hỏi 2 trang 41 KHTN lớp 7: Cát được sử dụng nhiều trong xây dựng và là nguyên liệu chính để sản xuất thủy tinh. Silicon oxide là thành phần chính của cát. Phân tử silicon oxide gồm 1 nguyên tử Si liên kết với 2 nguyên tử O. Dựa vào hóa trị của các nguyên tố trong bảng 6.1, hãy tính tích hóa trị và số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử silicon oxide. Nhận xét về tích đó.

Trả lời:

Nguyên tốSiO
Hóa trịIVII
Số nguyên tử12
Tích hóa trị và số nguyên tửIV × 1 = II × 2

Tích của hóa trị và số nguyên tử tham gia liên kết của Si và O bằng nhau.


 

Luyện tập 3 trang 41 KHTN lớp 7: Dựa vào hóa trị của các nguyên tố trong bảng 6.1 và quy tắc hóa trị, hãy cho biết mỗi nguyên tử Mg có thể kết hợp được với bao nhiêu nguyên tử Cl.

Trả lời:

Nguyên tốMgCl
Hóa trịIII
Số nguyên tử1y
Tích hóa trị và số nguyên tửII × 1 = I × y

Ta có: II × 1 = I × y ⇒ y = 2

Vậy mỗi nguyên tử Mg có thể kết hợp được với 2 nguyên tử Cl.


 

Luyện tập 4 trang 41 KHTN lớp 7: Nguyên tố A có hóa trị III, nguyên tố B có hóa trị II. Hãy tính tỉ lệ nguyên tử của A và B trong hợp chất tạo thành từ hai nguyên tố đó.

Trả lời:

Nguyên tốAB
Hóa trịIIIII
Số nguyên tửxy
Tích hóa trị và số nguyên tửIII × x = II × y

Ta có: III × x = II × y ⟺ \[\frac{x}{y} = \frac{{II}}{{III}} = \frac{2}{3}\]


Câu hỏi 3 trang 41 KHTN lớp 7: Cho công thức hóa học của một số chất như sau:

a) N2 (nitrogen)

b) NaCl (sodium chloride)

c) MgSO4 (magnesium sulfate)

Xác định nguyên tố tạo thành mỗi chất và số nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong phân tử.

Trả lời:

a) N2 (nitrogen):

+ N2 được tạo thành từ nguyên tố N.

+ Phân tử N2 có 2 nguyên tử N.

b) NaCl (sodium chloride):

+ NaCl được tạo thành từ hai nguyên tố là Na và Cl.

+ Trong phân tử NaCl có 1 nguyên tử Na và 1 nguyên tử Cl.

c) MgSO4 (magnesium sulfate):

+ MgSO4 được tạo thành từ 3 nguyên tố là Mg, S và O.

+ Trong phân tử MgSO4 có 1 nguyên tử Mg, 1 nguyên tử S và 4 nguyên tử O.


 

Luyện tập 5 trang 42 KHTN lớp 7: Viết công thức hóa học của các chất:

a) Sodium sulfide, biết trong phân tử có hai nguyên tử Na và một nguyên tử S.

b) Phosphoric acid, biết trong phân tử có ba nguyên tử H, một nguyên tử P và bốn nguyên tử O.

Trả lời:

a) Sodium sulfide: Na2S

b) Phosphoric acid: H3PO4


 

Luyện tập 6 trang 42 KHTN lớp 7: Viết công thức hóa học cho các chất được biểu diễn bằng những mô hình sau. Biết mỗi quả cầu biểu diễn cho một nguyên tử

Mô hình
Công thức hóa học???

Trả lời:


 

Luyện tập 7 trang 42 KHTN lớp 7: Đường glucose là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho hoạt động sống của con người. Đường glucose có công thức hóa học là C6H12O6. Hãy cho biết:

a) Glucose được tạo thành từ những nguyên tố nào?

b) Khối lượng mỗi nguyên tố trong một phân tử glucose bằng bao nhiêu?

c) Khối lượng phân tử glucose là bao nhiêu?

Trả lời:

a) Glucose được tạo thành từ ba nguyên tố là C, H, O.

Trong một phân tử glucose có 6 nguyên tử C, 12 nguyên tử H, 6 nguyên tử O.

b) Trong một phân tử glucose:

Khối lượng C là 6 × 12 = 72 amu

Khối lượng H là 12 × 1 = 12 amu

Khối lượng O là 6 × 16 = 96 amu

c) Khối lượng phân tử của glucose là:

72 + 12 + 96 = 180 amu.


 

Câu hỏi 4 trang 43 KHTN lớp 7: Có ý kiến cho rằng: Trong nước, số nguyên tử H gấp hai lần số nguyên tử O nên phần trăm khối lượng của H trong nước gấp hai lần phần trăm khối lượng của O. Theo em, ý kiến trên có đúng không? Hãy tính phần trăm khối lượng của H, O trong nước để chứng minh.

Trả lời:

Tính phần trăm khối lượng của H, O trong H2O

Khối lượng của nguyên tố H trong H2O là:

mH = 2 × 1 amu = 2 amu

Khối lượng của nguyên tố O trong H2O là:

mO = 1 × 16 amu = 16 amu

→ Khối lượng phân tử H2O là: 

= 2 + 16 = 18 amu

Phần trăm về khối lượng của H trong H2O là:

%mH = \[\frac{{{m_H}}}{{{M_{{H_2}O}}}} \times 100\% = \frac{2}{{18}} \times 100\% = 11,11\% \]

Phần trăm về khối lượng của O trong H2O là:

%mO = \[\frac{{{m_O}}}{{{m_{{H_2}O}}}} \times 100\% \]= \[\frac{{16}}{{18}} \times 100\% \] = 88,89%

Vậy ý kiến cho rằng: “Trong nước, số nguyên tử H gấp hai lần số nguyên tử O nên phần trăm khối lượng của H trong nước gấp hai lần phần trăm khối lượng của O” là không đúng.


Luyện tập 8 trang 43 KHTN lớp 7: Calcium carbonate là thành phần chính của đá vôi, có công thức hóa học là CaCO3. Tính phần trăm khối lượng của mỗi nguyên tố trong hợp chất trên.

Trả lời:

Tính phần trăm khối lượng của Ca, C, O trong CaCO3

Khối lượng của nguyên tố Ca trong CaCO3 là:

mCa = 1 × 40 amu = 40 amu

Khối lượng của nguyên tố C trong CaCO3 là:

mC = 1 × 12 amu = 12 amu

Khối lượng của nguyên tố O trong CaCO3 là:

mO = 3 × 16 = 48 amu

→ Khối lượng phân tử CaCO3 là:  = 40 + 12 + 48 = 100 amu

Phần trăm về khối lượng của Ca trong CaCO3 là:

%mCa = \[\frac{{{m_{Ca}}}}{{{M_{CaC{O_3}}}}} \times 100\% = \frac{{40}}{{100}} \times 100\% = 40\% \]

 

Phần trăm về khối lượng của C trong CaCO3 là:

%mC = \[\frac{{{m_C}}}{{{M_{CaC{O_3}}}}} \times 100\% \] = \[\frac{{12}}{{100}} \times 100\% \] = 12%

Phần trăm về khối lượng của O trong CaCO3 là:

%mO = \[\frac{{{m_O}}}{{{M_{CaC{O_3}}}}} \times 100\% = \frac{{48}}{{100}} \times 100\% = 48\% \]


 

Luyện tập 9 trang 43 KHTN lớp 7: Citric acid là hợp chất được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm. Trong tự nhiên, citric acid có trong quả chanh và một số loại quả như bưởi, cam, … Citric acid có công thức hóa học là C6H8O7. Hãy tính phần trăm khối lượng của mỗi nguyên tố trong citric acid.

Trả lời:

Khối lượng của nguyên tố C trong C6H8O7 là:

mC = 6 × 12 amu = 72 amu

Khối lượng của nguyên tố H trong C6H8O7 là:

mH = 8 × 1 amu = 8 amu

Khối lượng của nguyên tố O trong C6H8O7 là:

mO = 7 × 16 = 112 amu

→ Khối lượng phân tử C6H8O7 là:

= 72 + 8 + 112 = 192 amu

Phần trăm về khối lượng của C trong C6H8O7 là:

%mC = \[\frac{{{m_C}}}{{{M_{{C_6}{H_8}{O_7}}}}} \times 100\% = \frac{{72}}{{192}} \times 100\% = 37,5\% \]

 

Phần trăm về khối lượng của H trong C6H8O7 là:

%mH = \[\frac{{{m_H}}}{{{M_{{C_6}{H_8}{O_7}}}}}\] × 100% = \[\frac{8}{{192}}\] × 100% = 4,17%

Phần trăm về khối lượng của O trong C6H8O7 là:

%mO = \[\frac{{{m_O}}}{{{M_{{C_6}{H_8}{O_7}}}}} \times 100\% = \frac{{112}}{{192}} \times 100\% = 58,33\% \]

 


 

Vận dụng trang 43 KHTN lớp 7: Potassium (kali) rất cần thiết cho cây trồng, đặc biệt trong giai đoạn cây trưởng thành, ra hoa, kết trái. Để cung cấp K cho cây có thể sử dụng phân potassium chloride và potassium sulfate có công thức hóa học lần lượt là KCl và K­2SO4. Người trồng cây muốn sử dụng loại phân bón có hàm lượng K cao hơn thì nên chọn loại phân bón nào?

Trả lời:

– Xét hợp chất KCl ta có:

Khối lượng K trong hợp chất KCl là:

mK = 1 × 39 amu = 39 amu

Khối lượng phân tử hợp chất KCl là:

MKCl = 1 × 39 + 1 × 35,5 = 74,5 amu

Phần trăm khối lượng của K trong hợp chất KCl là:

%mK = \[\frac{{{m_K}}}{{{M_{KCl}}}} \times 100\% \] = \[\frac{{39}}{{74,5}} \times 100\% \] = 52,35%

– Xét hợp chất K2SO4 ta có:

Khối lượng K trong hợp chất K2SO4

mK = 2 × 39 amu = 78 amu

Khối lượng phân tử hợp chất K2SO4

= 2 × 39 amu + 1 × 32 amu + 4 × 16 amu = 174 amu

Phần trăm khối lượng của K trong hợp chất K2SO4

%mK = \[\frac{{{m_K}}}{{{M_{{K_2}S{O_4}}}}} \times 100\% \] = \[\frac{{78}}{{174}} \times 100\% \] = 44,83%


 

Luyện tập 10 trang 44 KHTN lớp 7: Xác định hóa trị của mỗi nguyên tố trong các hợp chất sau: HBr, BaO

Trả lời:

Chú ý: Trong hợp chất, H luôn có hóa trị I, O luôn có hóa trị II.

+ Đối với hợp chất HBr

Gọi hóa trị của Br trong hợp chất là a.

Vì H có hóa trị I nên ta có biểu thức:

I × 1 = a × 1 ⇒ a = I

Vậy trong hợp chất HBr, hóa trị của H là I, hóa trị của Br là I.

+ Đối với hợp chất BaO

Gọi hóa trị của Ba trong hợp chất là a

Vì O có hóa trị II nên ta có biểu thức:

a × 1 = II × 1 ⇒ a = II

Vậy trong hợp chất BaO, hóa trị của Ba là II, hóa trị của O là II.


 

Luyện tập 11 trang 45 KHTN lớp 7: Hợp chất X được tạo thành bởi Fe và O có khối lượng phân tử là 160 amu. Biết phần trăm khối lượng của Fe trong X là 70%. Hãy xác định công thức hóa học của X.

Trả lời:

Đặt công thức hóa học của X là FexOy

Khối lượng nguyên tố Fe trong một phân tử X là \[\frac{{160 \times 70}}{{100}} = 112\] (amu)

Khối lượng của nguyên tố S trong một phân tử X là 160 – 112 = 48 (amu)

Ta có: 56 amu × x = 112 amu → x = 2

16 amu × y = 48 amu → y = 3

Vậy công thức hóa học của X là Fe2O3

 

 

Giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 – Cánh Diều

 

Phần 1. Chất và sự biến đổi của chất

Chủ đề 1: Nguyên tử. Nguyên tố hóa học

 

 

 

 

 

 

Bài 6: Hóa trị, công thức hóa học – Khoa Học Tự Nhiên 7 – Cánh Diều

Bài 6: Hóa trị, công thức hóa học – Khoa Học Tự Nhiên 7 – Cánh Diều