Trả lời nhanh
Trong CO2, carbon (C) có hóa trị IV. Gọi hóa trị của C là x, áp dụng quy tắc hóa trị: x · 1 = II · 2, suy ra x = IV. Vì vậy câu hỏi “CO2 hóa trị mấy” cần hiểu là: C hóa trị IV, còn O hóa trị II.
Đề bài và hướng giải
Đề: Tính hóa trị của C trong hợp chất CO2, biết oxi có hóa trị II.
Đây là dạng bài “tính hóa trị của một nguyên tố khi biết hóa trị của nguyên tố kia”. Ta dùng quy tắc hóa trị cho hợp chất hai nguyên tố.
Nhắc lại quy tắc hóa trị
Với hợp chất AxBy, trong đó A có hóa trị a và B có hóa trị b, ta luôn có:
x · a = y · b
Hiểu đơn giản: tổng “số hóa trị” của phía A bằng tổng “số hóa trị” của phía B. Chỉ số x, y là số nguyên tử, còn a, b là hóa trị.
Giải chi tiết từng bước
- Viết công thức và ghi hóa trị đã biết. CO2 gồm 1 nguyên tử C (chỉ số 1, không viết) và 2 nguyên tử O. O hóa trị II.
- Gọi ẩn. Gọi hóa trị của C là x.
- Lập biểu thức theo quy tắc hóa trị. 1 · x = 2 · II.
- Giải. x = 4 → C có hóa trị IV.
- Kết luận. Trong CO2, C hóa trị IV.
Kiểm tra lại: phía C có 1 × IV = 4, phía O có 2 × II = 4. Hai vế bằng nhau nên kết quả đúng.
Vì sao không nói “CO2 có hóa trị mấy”?
Hóa trị là đặc trưng của nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử), không phải của cả phân tử. Vì thế khi tìm kiếm “CO2 hóa trị mấy”, đáp án đúng phải nêu cho từng nguyên tố: C (IV), O (II).
Về bản chất, hóa trị cho biết khả năng liên kết của nguyên tử. Trong phân tử CO2, mỗi nguyên tử C liên kết với hai nguyên tử O, mỗi liên kết C=O là liên kết đôi. Công thức cấu tạo là O=C=O: C tạo 4 liên kết (2 + 2) nên hóa trị IV, mỗi O tạo 2 liên kết nên hóa trị II.
Lỗi sai thường gặp
- Lấy chỉ số làm hóa trị. Thấy C không có chỉ số nên cho rằng C hóa trị I. Sai, vì chỉ số 1 là số nguyên tử, không phải hóa trị.
- Nhầm với hóa trị của O. Có bạn nghĩ O hóa trị 2 nên C cũng hóa trị 2. Cần lập phương trình x · 1 = 2 · II.
- Nhầm CO với CO2. C có nhiều hóa trị. Trong CO, C hóa trị II; trong CO2, C hóa trị IV.
- Viết hóa trị bằng số Ả Rập. Theo quy ước, hóa trị thường ghi bằng chữ số La Mã (IV, II).
Mẹo nhớ nhanh
Với hợp chất của oxi dạng XaOb, hóa trị của X = (2 × b) : a. Với CO2: (2 × 2) : 1 = 4. Mẹo này chỉ dùng khi O hóa trị II và hợp chất chỉ có hai nguyên tố.
Bảng so sánh một số oxit của carbon và lưu huỳnh
| Hợp chất | Cách tính | Hóa trị của nguyên tố chưa biết |
|---|---|---|
| CO | 1 · x = 1 · II | C hóa trị II |
| CO2 | 1 · x = 2 · II | C hóa trị IV |
| SO2 | 1 · x = 2 · II | S hóa trị IV |
| SO3 | 1 · x = 3 · II | S hóa trị VI |
Bài tập tự luyện
Bài 1. Tính hóa trị của C trong CH4, biết H hóa trị I.
Bài 2. Tính hóa trị của Fe trong Fe2O3, biết O hóa trị II.
Bài 3. Tính hóa trị của P trong P2O5, biết O hóa trị II.
Đáp án
- Bài 1: 1 · x = 4 · I nên x = 4. C hóa trị IV.
- Bài 2: 2 · x = 3 · II = 6 nên x = 3. Fe hóa trị III.
- Bài 3: 2 · x = 5 · II = 10 nên x = 5. P hóa trị V.
Tóm tắt
- CO2: C hóa trị IV, O hóa trị II.
- Quy tắc hóa trị: x · a = y · b.
- Luôn thử lại bằng cách so sánh hai vế sau khi tìm được hóa trị.
Câu hỏi thường gặp
CO2 hóa trị mấy?
Hóa trị gắn với nguyên tố chứ không gắn với cả phân tử. Trong CO2, carbon có hóa trị IV và oxi có hóa trị II.
Vì sao C trong CO2 có hóa trị IV mà không phải II?
Theo quy tắc hóa trị, 1 · x = 2 · II nên x = IV. Trong CO, C mới có hóa trị II vì chỉ có 1 nguyên tử O.
Công thức cấu tạo của CO2 là gì?
Công thức cấu tạo là O=C=O. Nguyên tử C tạo hai liên kết đôi nên có 4 liên kết, tức hóa trị IV.
Carbon còn có những hóa trị nào khác?
Ở chương trình phổ thông, carbon thường gặp hóa trị IV (CO2, CH4) và hóa trị II (CO).