NộI Dung
Hiệu lực là thước đo khả năng phản ứng của nguyên tử hoặc phân tử. Bạn có thể rút ra giá trị của nhiều yếu tố bằng cách xem vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn, nhưng điều này không đúng với tất cả chúng. Cũng có thể tính toán hóa trị của một nguyên tử hoặc phân tử bằng cách lưu ý cách nó kết hợp với các nguyên tử hoặc phân tử khác với các hóa trị đã biết.
Quy tắc Octet
Khi xác định hóa trị của một nguyên tử hoặc phân tử (một trong đó bạn không thể sử dụng bảng tuần hoàn để xác định hóa trị), các nhà hóa học sử dụng quy tắc bát tử. Theo quy tắc này, các nguyên tử và hóa chất kết hợp theo cách tạo ra tám electron ở lớp vỏ ngoài của bất kỳ hợp chất nào mà chúng tạo thành. Một lớp vỏ bên ngoài với tám electron là đầy đủ, có nghĩa là hợp chất ổn định.
Khi một nguyên tử hoặc phân tử có từ một đến bốn electron ở lớp vỏ ngoài của nó, nó có hóa trị dương, nghĩa là nó tặng các electron tự do. Khi số electron là bốn, năm, sáu hoặc bảy, bạn xác định hóa trị bằng cách trừ số electron từ 8. Đó là vì nguyên tử hoặc phân tử dễ dàng chấp nhận electron hơn để đạt được sự ổn định. Tất cả các khí hiếm - trừ heli - có tám electron ở lớp vỏ ngoài cùng của chúng và trơ về mặt hóa học. Helium là một trường hợp đặc biệt - nó trơ, nhưng nó chỉ có hai electron ở lớp vỏ ngoài cùng của nó.
Bảng tuần hoàn
Các nhà khoa học đã sắp xếp tất cả các yếu tố hiện được biết đến trong một biểu đồ được gọi là bảng tuần hoàn, và trong nhiều trường hợp, bạn có thể xác định hóa trị bằng cách nhìn vào biểu đồ. Ví dụ, tất cả các kim loại trong cột 1, bao gồm hydro và lithium, có hóa trị +1, trong khi tất cả các kim loại trong cột 17, bao gồm flo và clo, có hóa trị -1. Các khí hiếm trong cột 18 có hóa trị 0 và trơ.
Bạn không thể tìm thấy hóa trị của đồng, vàng hoặc sắt bằng phương pháp này vì chúng có nhiều vỏ điện tử hoạt động. Điều này đúng với tất cả các kim loại chuyển tiếp trong các cột từ 3 đến 10, các nguyên tố nặng hơn trong các cột từ 11 đến 14, lanthanides (các yếu tố 57-71) và các actinide (các yếu tố 89-103).
Xác định giá trị từ các công thức hóa học
Bạn có thể xác định hóa trị của một yếu tố chuyển tiếp hoặc gốc trong một hợp chất cụ thể bằng cách lưu ý cách nó kết hợp với các yếu tố với hóa trị đã biết. Chiến lược này dựa trên quy tắc bát tử, cho chúng ta biết rằng các nguyên tố và gốc tự do kết hợp với nhau để tạo ra lớp vỏ ngoài ổn định gồm tám electron.
Như minh họa đơn giản cho chiến lược này, lưu ý rằng natri (Na), với hóa trị +1, kết hợp dễ dàng với clo (Cl), có hóa trị -1, để tạo thành natri clorua (NaCl) hoặc muối ăn. Đây là một ví dụ về phản ứng ion trong đó một electron được tặng bởi một nguyên tử và được chấp nhận bởi một nguyên tử khác. Tuy nhiên, phải mất hai nguyên tử natri để kết hợp ion với lưu huỳnh (S) để tạo thành natri sunfua (Na2S), một loại muối kiềm mạnh được sử dụng trong ngành công nghiệp bột giấy. Bởi vì phải mất hai nguyên tử natri để tạo thành hợp chất này, hóa trị của lưu huỳnh phải là -2.
Để áp dụng chiến lược này cho các phân tử phức tạp hơn, điều quan trọng đầu tiên là nhận ra rằng các nguyên tố đôi khi kết hợp với nhau để tạo thành các gốc phản ứng chưa có lớp vỏ ngoài ổn định gồm 8 electron. Một ví dụ là gốc sunfat (SO4). Đây là một phân tử tứ diện trong đó nguyên tử lưu huỳnh chia sẻ các electron với bốn nguyên tử oxy trong cái được gọi là liên kết cộng hóa trị. Trong một hợp chất như vậy, bạn không thể rút ra được tính hợp lệ của các nguyên tử trong gốc bằng cách nhìn vào công thức. Tuy nhiên, bạn có thể xác định hóa trị của gốc bằng các hợp chất ion mà nó tạo thành. Ví dụ, gốc sunfat kết hợp ion với hydro tạo thành axit sunfuric (H2VÌ THẾ4). Phân tử này chứa hai nguyên tử hydro, mỗi nguyên tử có hóa trị +1, vì vậy trong trường hợp này, hóa trị của gốc là -2.
Một khi bạn đã xác định hóa trị của gốc, bạn có thể sử dụng nó để tính toán hóa trị của các yếu tố và phân tử khác mà nó kết hợp. Ví dụ, sắt (Fe) là kim loại chuyển tiếp có thể thể hiện nhiều hóa trị. Khi nó kết hợp với gốc sunfat để tạo thành sunfat sắt, FeSO4, hóa trị của nó phải là +2, vì hóa trị của gốc sunfat, như được xác định từ liên kết mà nó tạo thành với hydro, là -2.