Hoá học 10 Bài 15: Hóa trị và số oxi hóa

a. Hóa trị trong hợp chất ion

Trong các hợp chất ion , hóa trị của 1 nguyên tố bằng điện tích của ion và được gọi là điện hóa trị của nguyên tố đó.

Ví dụ: Trong hợp chất NaCl , Na có điện hóa trị 1+ và Cl có điện hóa trị 1– . Trong hợp chất CaF₂, Ca có điện hóa trị 2+ và F có điện hóa trị 1–

Người ta quy ước , khi viết điện hóa trị của nguyên tố , ghi giá trị điện tích trước, dấu của điện tích sau

Các nguyên tố kim loại thuộc nhóm IA , IIA , IIIA có số electron ở lớp ngoài cùng là 1, 2, 3 có thể nhường nên có điện hóa trị là 1+ , 2+ , 3+

Các nguyên tố phi kim thuộc nhóm VIA , VIIA nên có 6, 7 electron lớp ngoài cùng , có thể nhận thêm 2 hay 1 electron vào lớp ngoài cùng , nên có điện hóa trị 2– , 1–

b. Hóa trị trong hợp chất cộng hóa trị 

Quy tắc : Trong các hợp chất cộng hóa trị, hóa trị của 1 nguyên tố được xác định bằng số liên kết cộng hóa trị của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử và được gọi là cộng hóa trị của nguyên tố đó.

Ví dụ: Hoá trị các nguyên tố trong phân tử nước và metan

⇒ Trong H₂O : Nguyên tố H có cộng hóa trị 1 , nguyên tố O có cộng hóa trị 2

⇒ Trong CH₄ : Nguyên tố C có cộng hóa trị hóa trị 4 , nguyên tố H có cộng hóa trị 1

a. Khái niệm

Số oxi hóa của 1 nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử , nếu giả định rằng mọi liên kết trong phân tử đều là liên kết ion.

b. Các quy tắc xác định số oxi hóa

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

Quy tắc 2: Trong 1 phân tử, tổng số số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0

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 H bằng +1 , trừ 1 số trường hợp như hidro, kim loại (NaH , CaH₂ ….) . Số oxi hóa của O bằng –2 trừ trường hợp OF₂ , peoxit (chẳng hạn H₂O₂ , …)

c. Ví dụ

Thí dụ: Trong phân tử đơn chất Fe, Zn, H₂, O₂ thì số oxi hóa của các nguyên tố đều bằng không

Thí dụ: Trong SO₂ , số oxi hóa của O là -2 → Số oxi hóa của S là +4

Trong H₂S, số oxi hóa của H là +1 → Số oxi hóa của S là -2

Trong H₂SO₄, số oxi hóa của O là -2, số oxi hóa của H là +1 → Số oxi hóa của S là +6

Thí dụ: Số oxi hóa của các nguyên tố ở các ion    K⁺ , Ca²⁺, Cl^– S^2– lần lượt là +1 , +2 , –1 , –2

Thí dụ:  

Số oxi hóa của N trong ion NH₄⁺ là x 

x.1  +  4(+1) = +1 ⇒  x = -3   

Số oxi hóa của N trong ion NO₃^– là x

x  +  3(–2) = –1 ⇒  x =+5    

Bài tập về hóa trị và số oxi hóa

Phương pháp giải

Đối với hợp chất hữu cơ, số oxi hóa của C trong HCHO được tính là số oxi hóa trung bình; hoặc xem số oxi hóa của C là tổng đại số các số oxi hóa của các nguyên tử khác mà nó liên kết.

Chẳng hạn: Trong CH₃ – CH₂OH:

Số oxi hóa trung bình của C là: -2

Còn số oxi hóa của C trong CH₃ là: -3 và trong CH₂OH là -1.

Bài 1: Số oxi hóa của nitơ trong NH₄⁺, NO₂^- , và HNO₃ lần lượt là:

A. +5, -3, +3.

B. -3, +3, +5

C. +3, -3, +5

D. +3, +5, -3.

Hướng dẫn giải

Đặt x, y, z lần lượt là số oxi hóa của nguyên tố nitơ trong NH₄⁺, NO₂^- , và HNO₃

Ta có: x + 4.1 = 1 ⇒ x = -3. Số OXH của N trong NH₄⁺là -3

y + 2.(-2) = -1 ⇒ y = 3. Số OXH của N trong NO₂^- là +3

z + 1 + 3.(-2) = 0 ⇒ z = 5. Số OXH của N trong HNO₃ là +5

⇒ Chọn B.

Bài 2: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất, đơn chất và ion sau:

a) H₂S, S, H₂SO₃, H₂SO₄.

b) HCl, HClO, NaClO₂, HClO₃.

c) Mn, MnCl₂, MnO₂, KMnO₄.

Hướng dẫn giải

a) Số oxi hóa của S trong các chất lần lượt là: S^-2, S⁰, S⁺⁴, S⁺⁶

b) Số oxi hóa của Cl trong các hợp chất: Cl^-1, Cl⁺¹,Cl⁺³, Cl⁺⁵, Cl⁺⁷.

c) Số oxi hóa của Mn trong các chất: Mn⁰, Mn⁺², Mn⁺⁴, Mn⁺⁷

Bài 3: Hóa trị và số oxi hóa của N trong phân tử NH₄Cl lần lượt là

A. 4 và -3    

B. 3 và +5

C. 5 và +5    

D. 3 và -3

Hướng dẫn giải

N thuộc nhóm IVA nên có hóa trị 4

Số OXH: x + 4.1 + (-1)=0 ⇒ x = -3.

Bài 4: Xác định điện hóa trị của các nguyên tố trong các hợp chất sau: KCl, Na₂S; Ca₃N₂.

Hướng dẫn giải

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

+) KCl: Điện hóa trị của K là: 1+ và của Cl là: 1-

+) Na₂S: Điện hóa trị của Na là: 1+ và của S là: 2-

+) Ca₃N₂: Điện hóa trị của Ca là: 2+ và của N là: 3-

Câu 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các hợp chất, đơn chất và ion sau:

a) H₂S,  S, K₂SO₄ , NH₄⁺

b) HCl,  HClO, MnO₄^-, Zn

c) Mn,  MnCl₂ ,  MnO₂ , PO₄^3-

d) KMnO₄ , Fe ,  H₂SO₃ , SO₄^2-

Câu 2:

a) Xác định cộng hóa trị và số oxi hóa của các chất sau đây: N₂, Cl₂, H₂O

b) Xác định điện hóa trị và số oxi hóa của các chất sau: NaCl, AlCl₃

Câu 3: Trong hợp chất CH₄ cộng hóa trị của C là?

Câu 4: Số oxi hóa của Nitơ trong NH₄⁺, NO₂^- và HNO₃ lần lượt là?

Câu 5: Trong phản ứng: 2H₂S + O₂ → 2S + 2H₂O. Số oxi hóa của S trong H₂S và S lần lượt là:

Câu 1: Hóa trị và số oxi hóa của N trong phân tử NH₄Cl lần lượt là

A. 4 và -3

B. 3 và +5

C. 5 và +5

D. 3 và -3

Câu 2: Dãy các chất nào dưới đây được sắp xếp theo chiều tăng dần số oxi hóa của nitơ?

A. NO, N₂O, NH₃, NO₃^-

B. NH₄⁺, N₂, N₂O, NO, NO₂, NO₃^-

C. NH₃, N₂, NO₂, NO, NO₃^-

D. NH₃, NO, N₂O, NO₂, N₂O₅

Câu 3: Cho một số hợp chất: H₂S, H₂SO₃, H₂SO₄, NaHS, Na₂SO₃, SO₃, K₂S, SO₂. Dãy các chất trong đó lưu huỳnh có cùng số oxi hóa là

A. H₂S, H₂SO₃, H₂SO₄

B. H₂SO₃, H₂SO₄, Na₂SO₃, SO₃

C. H₂SO₃, H₂SO₄, Na₂SO₃, SO₂

D. H₂S, NaHS, K₂S

Câu 4: Số oxi hóa của nguyên tố Mn trong hợp chất K₂MnO₄ là:

A. +7     

B. 7+

C. +6     

D. 6+

Câu 5: Nhận định nào chưa chính xác về số oxi hóa:

A. Đơn chất luôn có số oxi hóa bằng 0

B. Trong hợp chất, tổng số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0

C. Trong hợp chất, kim loại luôn có số oxi hóa dương bằng hóa trị của chúng

D. Trong hợp chất, phi kim luôn có số oxi hóa âm và giá trị bằng hóa trị của chúng

Sau bài học cần nắm:

• Điện hoá trị, hóa trị của nguyên tố trong hợp chất ion, trong hợp chất cộng hóa trị
• Số oxi hoá của nguyên tố trong các phân tử đơn chất và hợp chất.
• Những quy tắc xác định số oxi hoá của nguyên tố.