Cách Xác định Số Oxi Hoá Và Hoá Trị Của 1 Nguyên Tố Trong Hợp Chất

Vậy số oxi hoá là gì, xác định số oxi hoá bằng cách nào? và cách xác định hoá trị của một nguyên tố trong hợp chất ion và hợp chất cộng hoá trị như thế nào? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết này.

I. Cách xác định hoá trị của 1 nguyên tố

1. Cách xác định 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.

* Ví 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. Cách xác định hóa trị trong hợp chất cộng hóa trị

+ Trong hợp chất cộng hoá trị, hoá trị của một nguyên tố được xác định bằng số liên kết của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử và được gọi là cộng hoá trị của nguyên tốt đó.

+ 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.

* Ví 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. Cách xác định số Oxi hoá của 1 nguyên tố

- 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 đơn chất bằng 0.

Ví dụ: H2, N2, O2, Cu, Zn,...

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

Ví dụ: MgO (Mg:+2 ; O:-2)  ta có 2-2=0

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

Ví dụ: Mg2+ thì số oxi hóa là +2; NO3- có số oxi hoá -1 do số oxi hóa của N là +5, số oxi hóa O là -2.

Quy tắc 4:

- Trong đa số hợp chất số oxi hóa của H : +1 (trừ các hợp chất của H với kim loại như NaH, CaH2, thì H có số oxi hóa –1).

Ví dụ: H2O, HCl

- Trong đa số hợp chất số oxi hoá của O: -2 (trừ một số trường hợp như H2O2, F2O, Na2O2 oxi có số oxi hóa lần lượt là : –1, +2, –1)

Ví dụ: H2O , Na2O ,CO2

- Đối với Halogen (đối với F số oxi hóa luôn là -1).

+ Khi đi với H và kim loại số oxi hóa thường là : -1

Ví dụ: HCl , NaCl , NaBr FeCl3

+ Khi đi với O thì số oxi hóa thường là : +1 ; +3 ; +5 ; +7 

Ví dụ: HClO (Cl:+1); KClO2 (Cl:+3); KClO3 (Cl:+5); HClO4 (Cl:+7).

- Đối với lưu huỳnh

+ Khi đi với Kim loại hoặc H thì số oxi hóa là : -2

Ví dụ : H2S , Na2S

+ Khi đi với O thì số oxi hóa là : +4 ; +6

Ví dụ : SO2 , SO3

- Đối với kim loại

Nhóm IA : số oxi hóa là +1

Nhóm IIA : số oxi hóa là +2

Nhóm IIIA : số oxi hóa là +3

* Cách tính số Oxi hoá của một nguyên tố

 Ví dụ: Tính oxi hóa của nguyên tố nitơ trong amoniac (NH3), axit nitrơ (HNO2), và anion NO3−.

 Hướng dẫn: Ta đăt 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  NO3−: 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.

 Ví dụ: ,  ,  

III. Bài tập về cách xác định số oxi hoá và hoá trị của nguyên tố

Bài 3 trang 74 sgk hóa 10: Hãy cho biết điện hóa trị của các nguyên tử trong các hợp chất sau đây: CsCl, Na2O, BaO, BaCl2, Al2O3.

Lời giải bài 3 trang 74 sgk hóa 10:

Cs = 1+; Cl = 1-; Na = 1+; O = 2-; Ba = 2+; O = 2-

Ba = 2+; Cl = 1-; Al = 3+; O = 2-

Bài 4 trang 74 sgk hóa 10: Hãy xác định cộng hóa trị của các nguyên tố trong các hợp chất sau đây: H2O, CH4, HCl, NH3.

Lời giải bài 4 trang 74 sgk hóa 10:

- Cộng hóa trị của các nguyên tố trong hợp chất:

H2O: H có cộng hóa trị là 1. O có cộng hóa trị là 2

CH4: C có cộng hóa trị là 4. H có cộng hóa trị là 1

HCl: H và Cl đều có cộng hóa trị là 1

NH3: N có cộng hóa trị là 3. H là cộng hóa trị là 1

Bài 5 trang 74 sgk hóa 10: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các phân tử và ion sau: CO2, H2O, SO3, NH3, NO, NO2, Na+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Al3+.

Lời giải bài 5 trang 74 sgk hóa 10:

* Có O có số oxi hóa -2, H có số oxi hóa + 1

⇒ Số oxi hóa của các nguyên tố trong các phân tử và ion là:

CO2: x + 2.(-2) = 0 ⇒ x = 4 ⇒ C có số oxi hóa +4 trong CO2

H2O: H có số oxi hóa +1, O có số oxi hóa -2.

SO3: x + 3.(-2) = 0 ⇒ x = 6 ⇒ S có số oxi hóa +6 trong SO3

NH3: x + 3.1 = 0 ⇒ x = -3 ⇒ N có số oxi hóa -3 trong NH3

NO: x + 1.(-2) = 0 ⇒ x = 2 ⇒ N có số oxi hóa +2 trong NO

NO2: x + 2.(-2) = 0 ⇒ x = 4 ⇒ N có số oxi hóa +4 trong NO2

Cu2+ có số oxi hóa là +2.

Na+ có số oxi hóa là +1.

Fe2+ có số oxi hóa là +2.

Fe3+ có số oxi hóa là +3.

Al3+ có số oxi hóa là +3.

Bài 6 trang 74 sgk hóa 10: Viết công thức phân tử của những chất, trong đó S lần lượt có số oxi hóa -2, 0, +4, +6.

Lời giải bài 6 trang 74 sgk hóa 10:

- Công thức phân tử của những chất trong đó S có số oxi hóa -2, 0, +4, +6 lần lượt là : H2S, S, SO2, SO3.

Bài 7 trang 74 sgk hóa 10: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các hợp chất, đơn chất và ion sau:

a) H2S, S, H2SO3, H2SO4.

b) HCl, HClO, NaClO2, HClO3, HClO4.

c) Mn, MnCl2, MnO2, KMnO4.

d) MnO4-, SO42-, NH4+.

Lời giải bài 7 trang 74 sgk hóa 10:

a) O có số oxi hóa -2, H có số oxi hóa +1 trong các hợp chất.

⇒ Số oxi hóa của S trong các chất :

H2S: 1.2 + x = 0 ⇒ x = -2 ⇒ số oxi hóa của S là -2 trong H2S

S đơn chất có số oxi hóa 0

H2SO3: 1.2 + x + 3.(-2) = 0 ⇒ x= 4 ⇒ S có số oxi hóa +4 trong H2SO3

H2SO4: 1.2 + x + 4.(-2) = 0 ⇒ x = 6 ⇒ S có số oxi hóa +6 trong H2SO4