Bài 22. Hóa trị và số oxi hóa

I - HÓA TRỊ

1. Hóa trị trong hợp chất ion

Hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất ion gọi là điện hóa trị và bằng điện tích của ion đó.

Thí dụ: Trong phân tử  NaCl, natri có điện hóa trị là  1+ , clo có số điện hóa trị là  1−.

Trị số điện hóa trị của một nguyên tố bằng số electron mà nguyên tử của nguyên tố đó nhường hoặc thu để tạo thành ion.

Cách ghi điện hóa trị của một nguyên tố: Ghi trị số điện tích trước, dấu của điện tích sau.

2. Hóa trị trong hợp chất cộng hóa trị

Hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị gọi là cộng hóa trị và bằng số liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử của nguyên tố đó tạo  ra được với các nguyên tử khác trong phân tử.

Trong các hợp chất cộng hóa trị có cực hay không cực, số liên kết xung quanh nguyên tử được xác định bằng số cặp electron chung tạo ra liên kết.

Thí dụ:

- Trong công thức cấu tạo của phân tử  NH₃,H−N(−H)−H, nguyên tử  N  có  3  liên kết cộng hóa trị, nguyên tố  N  có cộng hóa trị  3; mỗi nguyên tử  H  có  1  liên kết cộng hóa trị, nguyên tố  H  có cộng hóa trị  1.

- Trong công thức cấu tạo của phân tử  H₂O,H−O−H, nguyên tố  H  có cộng hóa trị  1, nguyên tố  O  có cộng hóa trị  2.

- Trong công thức cấu tạo của phân tử  CH₄, nguyên tố  C  có cộng hóa trị  4, nguyên tố  H  có cộng hóa trị  1.

II - SỐ OXI HÓA

Để thuận tiện cho việc nghiên cứu phản ứng oxi hóa - khử, người ta dùng khái niệm số oxi hóa.

Số oxi hóa của một nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử, nếu giả định rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.

Số oxi hóa được xác định theo các quy tắc sau:

Quy tắc 1: Số oxi hóa của nguyên tố trong các đơn chất bằng không.

Thí dụ: Số oxi hóa của  Cu,Zn,H₂,N₂,O₂...  đều bằng không.

Quy tắc 2: Trong một phân tử, tổng số số oxi hóa của các nguyên tố bằng không.

Quy tắc 3: Số oxi hóa của các ion đơn nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng số số oxi hóa của các nguyên tố bằng điện tích của ion.

Quy tắc 4: Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hóa của hiđro bằng  +1, trừ hiđrua kim loại  (NaH,CaH₂,....). Số oxi hóa của oxi bằng  −2, trừ trường hợp  OF₂  và peoxit (chẳng hạn  H₂O₂,...)

Thí dụ: Tính oxi hóa của nguyên tố nitơ trong amoniac  (NH₃), axit nitrơ  (HNO₂), và anion  NO⁻₃.

Đặt  x  là số oxi hóa của nguyên tố nitơ trong các hợp chất và ion trên, ta có:

Trong  NH₃: x+3(+1)=0→x=−3.

Trong  HNO₂: (+1)+x+2(−2)=0→x=+3.

Trong  NO⁻₃: x+3(−2)=−1→x=+5.

Cách ghi số oxi hóa: Số oxi hóa được đặt phía trên kí hiệu của nguyên tố. Ghi dấu trước, số sau.