Trả lời nhanh
Hydroxide cao nhất là hydroxide ứng với oxide cao nhất của nguyên tố. Ở chu kì 3 lần lượt là: NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, H2SiO3, H3PO4, H2SO4, HClO4. Từ trái sang phải, tính base giảm dần và tính acid tăng dần; Al(OH)3 là hydroxide lưỡng tính.
Hydroxide cao nhất là gì?
Mỗi nguyên tố có thể tạo nhiều oxide, ứng với nhiều hóa trị khác nhau. Oxide mà nguyên tố có hóa trị (số oxi hóa) cao nhất với oxygen gọi là oxide cao nhất. Hợp chất hydroxide tạo ra khi oxide đó kết hợp (về mặt công thức) với nước gọi là hydroxide cao nhất.
Tuỳ nguyên tố mà hydroxide này là base (như NaOH), lưỡng tính (như Al(OH)3) hoặc acid chứa oxygen (như H2SO4). Vì vậy đề bài hay hỏi “hydroxide cao nhất” để kiểm tra bạn có nắm quy luật biến đổi tính chất trong bảng tuần hoàn hay không.
Cách viết công thức hydroxide cao nhất qua 3 bước
- Xác định nhóm A của nguyên tố. Với nhóm IA đến VIIA, hóa trị cao nhất với oxygen bằng số thứ tự nhóm.
- Viết oxide cao nhất. Nhóm n thì oxide có dạng R2On (rút gọn nếu n chẵn, ví dụ nhóm IV là RO2, nhóm VI là RO3).
- Cộng nước để được hydroxide. Oxide của kim loại cho base R(OH)n; oxide của phi kim cho acid HxROy.
Ví dụ nhóm VA: oxide cao nhất R2O5; cộng nước được HRO3 hoặc H3RO4. Với N là HNO3, với P là H3PO4.
Bảng oxide cao nhất và hydroxide cao nhất của chu kì 3
Đây là bảng quan trọng nhất của chủ đề, hầu như bài kiểm tra nào cũng hỏi.
| Nguyên tố | Nhóm | Oxide cao nhất | Hydroxide cao nhất | Tính chất |
|---|---|---|---|---|
| Na | IA | Na2O | NaOH | Base mạnh |
| Mg | IIA | MgO | Mg(OH)2 | Base yếu |
| Al | IIIA | Al2O3 | Al(OH)3 | Lưỡng tính |
| Si | IVA | SiO2 | H2SiO3 | Acid rất yếu |
| P | VA | P2O5 | H3PO4 | Acid trung bình |
| S | VIA | SO3 | H2SO4 | Acid mạnh |
| Cl | VIIA | Cl2O7 | HClO4 | Acid rất mạnh |
Các phản ứng minh hoạ tính chất của từng hydroxide
Không chỉ nhớ công thức, bạn nên hiểu vì sao người ta xếp chúng thành một dãy biến đổi tính chất.
- Oxide base tác dụng nước tạo base: Na2O + H2O → 2NaOH (phản ứng toả nhiều nhiệt).
- Oxide acid tác dụng nước tạo acid: SO3 + H2O → H2SO4; Cl2O7 + H2O → 2HClO4; P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 (đun nóng).
- Mg(OH)2 điều chế từ muối: MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl (kết tủa trắng).
- Al(OH)3 lưỡng tính: AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl (kết tủa keo trắng); Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O; Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] (kết tủa tan).
- H2SiO3 là acid rất yếu, điều chế gián tiếp: Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3↓ (kết tủa keo, không tan).
Lưu ý: SiO2 không tác dụng trực tiếp với nước, nên H2SiO3 chỉ viết theo quy ước “ứng với oxide cao nhất”, không điều chế bằng cách cộng nước.
Quy luật biến đổi tính acid – base
Trong một chu kì
Đi từ trái sang phải, điện tích hạt nhân tăng, độ âm điện tăng, tính kim loại giảm và tính phi kim tăng. Vì thế tính base của hydroxide giảm, tính acid tăng: NaOH > Mg(OH)2 > Al(OH)3 về tính base và H2SiO3 < H3PO4 < H2SO4 < HClO4 về tính acid.
Trong một nhóm A
Đi từ trên xuống, tính kim loại tăng nên tính base của hydroxide tăng. Ví dụ nhóm IA: LiOH < NaOH < KOH < RbOH < CsOH. Ở nhóm IIA: Be(OH)2 lưỡng tính, Mg(OH)2 là base yếu, Ca(OH)2 là base mạnh hơn và Ba(OH)2 mạnh hơn nữa.
Với phi kim nhóm VIIA, tính acid của hydroxide cao nhất giảm dần khi đi xuống: HClO4 > HBrO4 > HIO4. Riêng fluorine không có oxide với số oxi hóa dương như các halogen khác nên không có dãy này.
Một số công thức hydroxide thường gặp khác
| Công thức | Tên gọi | Đặc điểm nhận biết |
|---|---|---|
| KOH, Ba(OH)2 | Potassium hydroxide, barium hydroxide | Base mạnh, tan tốt |
| Ca(OH)2 | Calcium hydroxide | Ít tan, dung dịch gọi là nước vôi trong |
| Fe(OH)2 | Iron(II) hydroxide | Kết tủa trắng xanh, dễ hoá nâu trong không khí |
| Fe(OH)3 | Iron(III) hydroxide | Kết tủa nâu đỏ |
| Cu(OH)2 | Copper(II) hydroxide | Kết tủa xanh lam |
| Zn(OH)2 | Zinc hydroxide | Kết tủa trắng, lưỡng tính |
Với kim loại nhóm B, hydroxide cao nhất có thể là acid: Mn có oxide cao nhất Mn2O7 ứng với HMnO4; Cr có CrO3 ứng với H2CrO4. Chương trình lớp 10 chủ yếu hỏi nhóm A nên bạn chỉ cần biết thêm để tham khảo.
Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp
- Mẹo nhớ dãy chu kì 3: đọc “Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl” và nhớ số nguyên tử H hoặc nhóm OH: 1 – 2 – 3 – (2 H) – 3 H – 2 H – 1 H.
- Nhầm oxide với hydroxide: Cl2O7 là oxide, HClO4 mới là hydroxide (acid).
- Viết sai hóa trị cao nhất của nitrogen: oxide cao nhất là N2O5 (không phải NO2), hydroxide là HNO3.
- Quên Al(OH)3 lưỡng tính: nó tan được trong cả dung dịch acid và base mạnh, nên khi sắp xếp tính base nó nằm sau Mg(OH)2.
- Dùng H4SiO4 hay H2SiO3: cả hai đều gặp, bài tập phổ thông thường dùng H2SiO3.
- Hợp chất khí với hydrogen: nhóm IVA–VIIA có hóa trị với H = 8 – số nhóm (CH4, NH3, H2S, HCl). Hợp chất này khác hydroxide, đừng lẫn.
Bài luyện tập có đáp án
Bài 1
Nguyên tố X có Z = 17. Viết công thức oxide cao nhất và hydroxide cao nhất.
Đáp án: Z = 17 là chlorine (nhóm VIIA). Oxide cao nhất: Cl2O7; hydroxide cao nhất: HClO4, là acid rất mạnh.
Bài 2
Nguyên tố R thuộc nhóm VIA. Trong oxide cao nhất, R chiếm 40% khối lượng. Xác định R và hydroxide cao nhất.
Đáp án: Oxide cao nhất là RO3. Ta có R/(R + 48) = 0,4 nên R = 32, đó là sulfur. Kiểm tra: 32/80 = 40%. Hydroxide cao nhất là H2SO4.
Bài 3
Sắp xếp các hydroxide NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3 theo chiều tính base giảm dần và giải thích.
Đáp án: NaOH > Mg(OH)2 > Al(OH)3. Na, Mg, Al cùng chu kì 3, đi từ Na đến Al tính kim loại giảm nên tính base của hydroxide giảm; Al(OH)3 đã chuyển sang lưỡng tính.
Bài 4
Nguyên tố R tạo hợp chất khí với hydrogen có công thức RH3, trong đó H chiếm 17,65% khối lượng. Xác định R, oxide cao nhất và hydroxide cao nhất.
Đáp án: %H = 3/(R + 3) = 0,1765 nên R + 3 ≈ 17, R = 14, đó là nitrogen. Oxide cao nhất: N2O5; hydroxide cao nhất: HNO3.
Tóm tắt cần nhớ
- Hydroxide cao nhất là hydroxide ứng với oxide cao nhất của nguyên tố.
- Chu kì 3: NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, H2SiO3, H3PO4, H2SO4, HClO4.
- Trong chu kì: tính base giảm, tính acid tăng. Trong nhóm A: tính base của hydroxide kim loại tăng từ trên xuống.
Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Tổng hợp công thức Hóa học quan trọng thường gặp từ lớp 8 đến lớp 12. Bài trước: Công thức oxit cao nhất và hợp chất khí với hiđro của nguyên tố nhóm A.
Câu hỏi thường gặp
Hydroxide cao nhất của nguyên tố là gì?
Là hợp chất hydroxide ứng với oxide cao nhất của nguyên tố đó, ví dụ oxide cao nhất của sulfur là SO3 thì hydroxide cao nhất là H2SO4.
Công thức hydroxide cao nhất của các nguyên tố chu kì 3 là gì?
Lần lượt là NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, H2SiO3, H3PO4, H2SO4 và HClO4.
Vì sao Al(OH)3 được gọi là hydroxide lưỡng tính?
Vì Al(OH)3 vừa tác dụng với dung dịch acid mạnh như HCl, vừa tác dụng với dung dịch base mạnh như NaOH, nằm giữa base yếu Mg(OH)2 và acid yếu H2SiO3.
Hydroxide nào có tính acid mạnh nhất trong chu kì 3?
HClO4 (perchloric acid) là acid mạnh nhất vì chlorine có độ âm điện lớn nhất và tính phi kim mạnh nhất trong chu kì 3.