Hiểu biết về ký hiệu hóa học, hóa trị, liên kết và cấu trúc phân tử phổ biến là cần thiết để xây dựng tất cả các công thức hóa học . Nếu không bước đầu học cách viết công thức hóa học thì không thể lập phương trình hóa học hay giải được đa số bài toán hóa học. Vì vậy, bài viết này giải thích các công thức hóa học với các ví dụ nhất định.
1. Công thức hóa học là gì?
Công thức hóa học là một ký hiệu được các nhà khoa học sử dụng để hiển thị số lượng và loại nguyên tử có trong một phân tử, sử dụng các ký hiệu nguyên tử và chỉ số dưới dạng số. Công thức hóa học là một biểu diễn đơn giản bằng văn bản của một phân tử ba chiều tồn tại. Một công thức hóa học mô tả một chất, cho đến các nguyên tử chính xác tạo nên nó. Có ba loại công thức hóa học cơ bản là công thức thực nghiệm, the công thức phân tử, và công thức cấu tạo.
Mỗi công thức hóa học này cung cấp thông tin hơi khác nhau về cấu tạo của một chất và manh mối về hình dạng ba chiều của nó và cách nó tương tác với các phân tử, nguyên tử và ion khác. Trong một công thức hóa học, các chữ cái đại diện cho ký hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tử. Chỉ số dưới (dưới) biểu thị số lượng của mỗi nguyên tử, trong khi chỉ số trên (cao hơn) biểu thị điện tích trên một nguyên tử nhất định. Một hệ số trước một công thức hóa học đại diện cho nhiều đơn vị của phân tử. Mỗi loại công thức hóa học khác nhau được đọc khác nhau một chút.
Các bước viết công thức hóa học
Khi viết công thức hóa học của phân tử nhị phân, phải tuân theo các nguyên tắc sau:
– Hóa trị của 2 gốc hoặc nguyên tố có sẵn nên được hiểu.
– Tổng số hóa trị dương và âm của hợp chất phải bằng 0 trong công thức hóa học. Việc xác định bội số thường xuyên nhỏ nhất giữa 2 hóa trị sẽ giúp ích cho việc này.
– Nguyên tử mang điện tích dương được gọi là cation (Na + ), trong khi nguyên tử mang điện tích âm được gọi là anion (Cl – ).
– Nhìn chung, kim loại nên được xếp đầu tiên trong công thức nếu nó được đưa vào.
– Các anion có điện tích âm -1 thường kết thúc bằng -ide. Cl – – clorua chẳng hạn.
– Các oxyanion, bao gồm oxy và sau đó là một nguyên tử khác, thường chứa hậu tố -ate. Ví dụ, PO 4 3- (Phốt phát)
– Bất cứ khi nào một anion đa nguyên tử chứa một ion H – , thì hậu tố bi- hoặc hydro được sử dụng. Ví dụ, hydro cacbonat hoặc HCO 3 – Bicacbonat.
– Các bước này được sử dụng để viết công thức hóa học của rỉ sét và baking soda.
– Công thức hóa học của rỉ sét là Fe 2 O 3 tức là Fe 3+ và O 2- và rỉ sét còn được gọi là oxit sắt hoặc oxit sắt.
– Công thức hóa học của baking soda là NaHCO 3 . Theo quy tắc, nó còn được gọi là natri bicacbonat hoặc natri hydro cacbonat.
2. Các loại công thức hóa học:
2.1. Công thức thực nghiệm:
Công thức hóa học thực nghiệm biểu thị số lượng tương đối của các nguyên tử của mỗi nguyên tố trong hợp chất. Một số hợp chất, như nước, có cùng công thức phân tử và thực nghiệm, vì chúng nhỏ và có cùng tỷ lệ số nguyên tử trong phân tử và số nguyên tử trong phân tử. Công thức thực nghiệm và phân tử của nước trông như thế này:
H 2 O
Công thức thực nghiệm được xác định bởi trọng lượng của mỗi nguyên tử trong phân tử. Do đó, đối với một phân tử lớn hơn một chút như hydro peroxide, công thức thực nghiệm chỉ hiển thị tỷ lệ nguyên tử. Trong trường hợp này:
HO:
Tuy nhiên, công thức hóa học thực nghiệm này chỉ cho thấy nền tảng cơ bản của phân tử. Trên thực tế, hai phân tử HO: kết hợp với nhau để tạo thành phân tử hydro peroxide.
2.2. Công thức phân tử:
Công thức phân tử xuất hiện để hiển thị số lượng nguyên tử thực tế trong mỗi phân tử. Do đó, đối với hydro peroxide, công thức phân tử là:
H 2 O 2
Như bạn có thể thấy, điều này phần nào gây nhầm lẫn cho cấu trúc thực tế của hydro peroxide. Trong khi công thức hóa học thực nghiệm đưa ra manh mối rằng phân tử có hai nguyên tử oxy liên kết với nhau ở giữa, thì công thức phân tử hoàn toàn không làm rõ điều đó. Tuy nhiên, công thức phân tử thường được sử dụng để mô tả các phân tử, đơn giản vì nó thuận tiện và hầu hết các phân tử có thể được tra cứu sau khi công thức của chúng được xác định.
2.3. Công thức kết cấu:
Công thức cấu tạo của một phân tử là một công thức hóa học với sự biến tấu nghệ thuật hơn. Trong các công thức hóa học này, các liên kết thực tế giữa các phân tử được hiển thị. Điều này giúp người đọc hiểu cách các nguyên tử khác nhau được kết nối với nhau và do đó cách thức hoạt động của phân tử trong không gian. Có nhiều công thức hóa học cấu trúc khác nhau để xem xét.
Đơn giản nhất, phương pháp chấm điện tử , sử dụng dấu hai chấm và dấu chấm để thể hiện liên kết giữa các nguyên tử. Mỗi dấu hai chấm đại diện cho một cặp electron, được chia sẻ giữa các nguyên tử ở hai bên của dấu hai chấm. Công thức này thể hiện chính xác hơn sự sắp xếp thực sự của các nguyên tử trong một phân tử. Trong trường hợp của nước, công thức chấm điện tử sẽ như sau:
H:O:H
2.4. Công thức đường liên kết:
Một công thức hóa học khác, công thức đường liên kết , cũng chỉ ra các liên kết giữa các nguyên tử. Thay vì hiển thị từng electron được chia sẻ, một đường thẳng được sử dụng để chỉ định một cặp electron được chia sẻ giữa các nguyên tử. Nước, trong công thức đường liên kết, trông như thế này:
HOH
Các nhà khoa học đã đưa ra nhiều công thức và cách biểu diễn tiên tiến hơn cho các phân tử, bao gồm các mô hình quả bóng và cây gậy ba chiều , mô hình lấp đầy không gian và thậm chí cả các mô hình xem xét mật độ electron của các nguyên tử được mô hình hóa. Những mô hình tiên tiến này không chỉ xem xét các nguyên tử có mặt và số lượng của chúng mà còn xem xét các góc, kích thước và khoảng cách giữa các nguyên tử trong một phân tử. Mô hình quả bóng và cây gậy của nước, bên dưới, thậm chí còn cho thấy tính phân cực của phân tử, vì nguyên tử ôxy lớn có xu hướng thu hút nhiều điện tử nhất.
3. Khối lượng phân tử từ công thức hóa học:
Một kỹ năng quan trọng bắt nguồn từ công thức hóa học là tính khối lượng phân tử . Khối lượng phân tử của một phân tử là tổng của tất cả các nguyên tử khác nhau bên trong. Mỗi chất có một khối lượng phân tử cụ thể, được xác định bởi thành phần cụ thể của nó.
Để xác định khối lượng phân tử của một chất, hãy xem xét công thức hóa học. Công thức dễ dàng hiển thị từng nguyên tử có mặt. Hãy chắc chắn nhân với số lượng nguyên tử của mỗi phân tử. Các chỉ số trên mỗi nguyên tử sẽ cho biết có bao nhiêu nguyên tử. Một số phân tử lớn có nhiều nhóm tương tự sẽ hiển thị các nhóm giống như ví dụ bên dưới:
C(OH) 4
Trong trường hợp này, có bốn nhóm (OH) chứ không phải 4 nguyên tử hydro. Hãy chắc chắn rằng bạn tính đến điều này khi tính khối lượng phân tử. Khối lượng phân tử có thể được sử dụng để xác định các chất, cân đúng các chất cho các thí nghiệm và thực hiện một số phép tính liên quan đến năng lượng tham gia trong các phản ứng hóa học. Các nhà khoa học thường sử dụng một công thức hóa học để lưu trữ nhiều thông tin này mà không cần phải giải thích hóa học cơ bản trong mỗi bài báo.
4. Tầm quan trọng của công thức hóa học:
Công thức hóa học cung cấp cái nhìn sâu sắc về thành phần hóa học của một hợp chất.
Chúng cũng đại diện cho các tỷ lệ trong đó các nguyên tố cấu thành kết hợp với nhau để tạo thành hợp chất.
Công thức hóa học của một hợp chất là rất quan trọng trong khi biểu diễn nó trong một phương trình hóa học.
Công thức hóa học cũng có thể được sử dụng để đại diện cho các ion, gốc tự do và các loại hóa chất khác.
5. Bài tập liên quan tới công thức hóa học:
Câu 1: Công thức hóa học của natri clorua (muối) nào sau đây?
A.NaCl
B.H 2 O
C.C 6 H 12 O 2
Câu 2: Khối lượng phân tử của CH 3 (CH 2 ) 2 OH hay còn gọi là propanol là bao nhiêu?
A.20
B.27
C.60
Câu 3: Sự khác biệt giữa công thức hóa học và phương trình hóa học là gì?
A.Không
B.Một phương trình cho thấy những thay đổi hóa học
C.Một công thức là nhiều hơn 1 phân tử
