Cách viết công thức cấu tạo của các phân tử

Chuyên đề Hóa học lớp 10: Cách viết công thức cấu tạo của các phân tử được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

A. Phương pháp và ví dụ

1/ Lý thuyết và phương pháp giải

a. Liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau

Sự hình thành đơn chất H₂

Mỗi chấm bên kí hiệu nguyên tố biểu diễn một electron ở lớp ngoài cùng. 

Ký hiệu H:H là công thức electron; H-H là công thức cấu tạo. 

Giữa 2 nguyên tử hidro có 1 cặp electron liên kết biểu thị bằng (-) đó là liên kết đơn. 

Liên kết cộng hóa trị là gì? 

Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tửu bằng một hay nhiều cặp electron chung. 

Mỗi cặp electron chung tạo nên 1 liên kết cộng hóa trị, nên ta có liên kết đơn (trong phân tử H₂), liên kết ba (trong phân tử N₂)

• Viết cấu hình e của các nguyên tử tạo hợp chất
• Tính nhẩm số e mỗi nguyên tử góp chung = 8 – số e lớp ngoài cùng
• Biểu diễn các e lớp ngoài cùng và các cặp e chung (bằng các dấu chấm) lên xung quanh kí hiệu nguyên tử ⇒ công thức electron
• Thay mỗi cặp e chung bằng 1 gạch ngang ta được công thức cấu tạo

Lưu ý:

• Khi hai nguyên tử liên kết mà trong đó có một nguyên tử A đạt cấu hình bền còn nguyên tử B kia chưa thì lúc này A sử dụng cặp electron của nó để cho B dùng chung → hình thành liên kết cho nhận (hay phối trí) biểu diễn bằng → hướng vào nguyên tử nhận cặp electron đó.
• Khi có nhiều nguyên tử đều có thể đưa cặp electron ra cho nguyên tử khác dùng chung thì ưu tiên cho nguyên tử nào có độ âm điện nhỏ hơn.
• Khi viết công thức cấu tạo (CTCT) của:

* Axit có oxi: theo thứ tự

+ Viết có nhóm H – O

+ Cho O của nhóm H – O liên kết với phi kim trung tâm

+ Sau đó cho phi km trung tâm liên kết với O còn lại nếu có.

* Muối:

+ Viết CTCT của axit tương ứng trước.

+ Sau đó thay H ở axit bằng kim loại.

2/ Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Trình bày sự hình thành liên kết cho nhận trong các phân tử và sau H₃O⁺, HNO₃

Đáp án hướng dẫn giải

• Xét H₃O⁺ ta có

• Xét phân tử HNO₃

Sau khi hình thành các liên kết cộng hóa trị, N (chứ không phải O) sẽ cho 1 cặp electron đến nguyên tử O thứ ba (đang thiếu 2e để đạt cấu hình khí trơ) hình thành liên kết cho - nhận .

Chú ý:

• Cấu tạo phân tử và biểu diễn với liên kết cho nhận là để phù hợp với quy tắc bát tử.
• Với nguyên tử cho cặp electron có 3 lớp trở lên, có thể có hóa trị lớn hơn 4 nên còn biểu diễn bằng liên kết cộng hóa trị.

Ví dụ 2: Viết công thức cấu tạo của phân tử H₂SO₄ và HClO₄ để thấy được quy tác bát tử chỉ đúng với 1 số trường hợp

Đáp án hướng dẫn giải

Ví dụ 3: Viết công thức electron và công thức cấu tạo các ion đa nguyên tử sau: CO₃^2-, HCO₃^-

Đáp án hướng dẫn giải

Ví dụ 4. Viết công thức cấu tạo của các chất sau

Cl₂O, Cl₂O₅,HClO₃.

Đáp án hướng dẫn giải

Cl₂O:

Cl₂O₅:

HClO₃:

B. Bài tập vận dụng công thức cấu tạo của các phân tử

Câu 1. Hãy viết công thức electron và công thức cấu tạo của các phân tử sau: PH₃, SO₂

Đáp án hướng dẫn giải

Câu 2. Viết công thức electron, công thức cấu tạo của HClO, HCN, HNO₂.

Đáp án hướng dẫn giải 

Câu 3. Viết công thức cấu tạo của các phân tử và ion sau: H₂SO₃, Na₂SO₄, HClO₄, CuSO₄, NaNO₃, CH₃COOH, NH₄NO₃, H₄P₂O₇.

Đáp án hướng dẫn giải

Câu 4. Viết công thức electron, công thức cấu tạo của các phân tử:NH₃, C₂H₂, C₂H₄, CH₄, Cl₂, HCl, H₂O.

Đáp án hướng dẫn giải

Câu 5. Viết công thức cấu tạo của các phân tử và ion sau: NH₄⁺, Fe₃O₄, KMnO₄, Cl₂O₇

Đáp án hướng dẫn giải

Câu 6. Viết công thức electron và công thức cấu tạo các chất sau:HNO₃, Al(OH)₃, K₂Cr₂O₇, N₂O₅, Al₂S₃, H₂CrO₄, PCl₅

Đáp án hướng dẫn giải 

Câu 7. Viết công thức cấu tạo các chất sau: Cl₂O, HClO, Cl₂O₃, HClO₂, Cl₂O₅,HClO₃,Cl₂O₇.

Hướng dẫn giải

Cl₂O: Cl - O - Cl 

Axit tương ứng: H - O - Cl; HClO: Axit hipocloro

HClO₂: H-O-Cl→O hay H-O-Cl =O: Axit cloro

Cl₂O₅: 

HClO₃: 

Cl₂O₇:

Câu 8. Ví dụ 5. R là một nguyên tố phi kim. Tổng đại số số oxi hóa dương cao nhất với 2 lần số oxi hóa âm thấp nhất của R là +2. Tổng số proton và nơtron của R nhỏ hơn 34.

1. Xác định R₂.

2. X là hợp chất khí của R với hiđro, Y là oxit của R có chứa 50% oxi về khối lượng. Xác định công thức phân tử của X và Y.

3. Viết công thức cấu tạo các phân tử RO₂; RO₃; H₂RO₄.

Hướng dẫn giải

Gọi số oxi hóa dương cao nhất và số oxi hóa âm thấp nhất của R lần lượt là +m và -n.

Số oxi hóa cao nhất của R trong oxit là +m nên ở lớp ngoài cùng nguyên tử R có m electron.

Số oxi hóa trong hợp chất của R với hiđro là -n nên để đạt được cấu hình 8 electron bão hòa của khí hiếm, lớp ngoài cùng nguyên tử R cần nhận thêm n electron.
Ta có: m + n = 8. Mặt khác, theo bài ra: +m + 2(-n) = +2 => m - 2n = 2.

Từ đây tìm được: m = 6 và n = 2. Vậy R là phi kim thuộc nhóm VI.

Số khối của R < 34 nên R là O hay S. Do oxi không tạo được số oxi hóa cao nhất là +6 nên R là lưu huỳnh.

2. Trong hợp chất X, S có số oxi hóa thấp nhất nên X có công thức là H₂S.

Gọi công thức oxit Y là SO_n.

Do %S = 50% nên 32/16n = 50/50 => n = 2

Công thức của Y là SO₂

3. Công thức cấu tạo của SO₂; SO₃; H₂SO₄

Câu 9. Để khử hoàn toàn 16 gam oxit của một kim loại thành kim loại cần dùng 6,72 lit H₂. Hòa tan hết lượng kim loại thu được vào dung dịch HCl loãng thấy thoát ra 4,48 lit khí H₂. Biết các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Xác định công thức của oxit. Cho biết số oxi hóa và hóa trị của kim loại trong oxit.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi công thức oxit là R_xO_y = a mol.

     R_xO_y + yH₂ → xR + yH₂O

(mol): a ay ax

Ta có: a(Mx + 16y) = 16 và ay = 0,3. Như vậy M_ax = 11,2.

2R + 2nHCl → 2RCl_n + nH₂

(mol): ax          0,5n_ax

Ta có: 0,5n_ax = 0,2 hay n_ax = 0,4.

Lập tỉ lệ: M/n = M_ax/n_ax = 11,2/0,4 . Vậy M = 28n.

Ta lập bảng sau:

n	1	2	3
M	28 loại	56 thỏa mãn	84 loại

Vậy kim loại M là Fe.

Lập tỉ lệ: x/y = ax/ay = 2/3. Vậy công thức oxit là Fe₂O₃.

Số oxi hóa của sắt trong oxit là +3, hóa trị của sắt là III.

.................................

Để hoàn thành tốt dạng bài tập Cách viết công thức cấu tạo của các phân tử các bạn học sinh cần nắm chắc Sự hình thành liên kết cộng hóa trị, từ đó vận dụng làm các dạng bài tập liên quan, nâng cao kĩ năng giải bài tập.

Mời các bạn tham khảo thêm một số tài liệu liên quan:

• Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10
• Sự hình thành liên kết ion
• 150 câu Trắc nghiệm hóa 10 học kì 1

Trên đây VnDoc đã giới thiệu Cách viết công thức cấu tạo của các phân tử tới các bạn. Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa học 10, Chuyên đề Vật Lý 10, Chuyên đề Hóa học 10, Giải bài tập Toán 10. Tài liệu học tập lớp 10 mà VnDoc tổng hợp biên soạn và đăng tải.