Trong trương trình hoá học, Electron hóa trị là một kiến thức rất quan trọng mà ai cũng cần phải biết. Vậy electron hóa trị là gì? Cách xác định số electron hóa trị như nào? Cùng DINHNGHIA.com.vn tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.
Nội dung bài viết
Electron hóa trị là gì?
Electron hóa trị còn được gọi là electron ngoài cùng trong vật lý và hoá học là electron có vị trí ở lớp vỏ ngoài của nguyên tử. Các electron hóa trị có thể có hoặc không hình hình thành liên kết hóa học phụ thuộc vào trạng thái hóa học của nguyên tử. Khi hình thành, chúng được gọi là electron liên kết.
Chúng ta có thể xác định tính chất hóa học của một nguyên tố nhờ vào sự hiện diện của các electron hóa trị. Ví dụ như có thể xác định hóa trị của nguyên tố đó nó có thể liên kết với các nguyên tố khác hay không, nếu có thì liên kết như thế nào. Theo cách này, cấu hình electron của nguyên tố sẽ xác định khả năng phản ứng của nguyên tố đó.
Với các nguyên tố thuộc nhóm chính, electron hóa trị nằm ở lớp vỏ electron ngoài cùng. Với kim loại chuyển tiếp, electron hóa trị nằm ở vị trí vỏ bên trong.
Ví dụ 1:
Nguyên tử Natri (Na) có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
- Lớp ngoài cùng: 3s¹
- Số electron hóa trị: 1
Trong lớp ngoài cùng, có 1 electron trong lớp 3s, vì vậy số electron hóa trị của nguyên tử natri là 1.
Ví dụ 2:
Nguyên tử Lưu huỳnh (S) có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴
- Lớp ngoài cùng: 3s² 3p⁴
- Số electron hóa trị: 6
Trong lớp ngoài cùng, có 6 electron trong lớp 3s và 3p, vì vậy số electron hóa trị của nguyên tử lưu huỳnh là 6.
Electron hoá trị dùng làm gì?
Các electron hóa trị đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng hóa học. Lý do là vì chúng có năng lượng cao hơn electron nằm bên quỹ đạo bên trong. Số lượng điện tử electron hóa trị cũng giúp chúng ta xác định các tính chất hóa học của một nguyên tố cụ thể, bao gồm hóa trị hoặc hoá trị của nó, quá trình hình thành liên kết với các nguyên tố khác.
Electron hoá trị cũng có thể cho chúng ta biết được các nguyên tử có thể hình thành liên kết dễ dàng như thế nào, bao nhiêu nguyên tử có thể tham gia và số lượng electron chưa ghép cặp.
Đặc điểm của electron hóa trị
Electron hóa trị nằm ở lớp ngoài cùng của cấu trúc electron của một nguyên tử. Các electron hoá trị có vai trò quan trọng trong việc tạo liên kết giữa các nguyên tử để tạo thành các hợp chất. Một số đặc điểm chính của electron hóa trị:
- Electron hóa trị ở các nguyên tố nhóm chính chỉ tồn tại ở lớp electron ngoài cùng.
- Trong kim loại chuyển tiếp, electron hóa trị có thể tồn tại ở lớp vỏ bên trong.
- Một nguyên tử có lớp vỏ kín của các electron hóa trị thường sẽ trở về mặt hóa học.
- Electron hóa trị có thể hấp thụ hoặc giải phóng năng lượng dưới dạng photon.
- Electron hóa trị có khả năng xác định tính dẫn điện của nguyên tố có thể là á kim, kim loại hoặc phi kim loại.
Cách xác định electron hóa trị
Xác định được số electron hóa trị lớp ngoài cùng của một nguyên tố hóa học là một kỹ năng cần thiết. Dựa vào đó, có thể biết số liên kết trong phân tử, cơ sở của việc phân tử đó hình thành liên kết đôi chứ không phải liên kết đơn. Dựa vào bảng HTTH các nguyên tố hóa học là cách đơn giản để xác định số electron hóa trị của nguyên tố.
Bảng hệ thống tuần hoàn của Men-đê-lê-ép được chia làm 18 cột gọi là các nhóm. Ta có nhóm IA, IIA, IIIA,… hay IB, IIB, IIIB,…
Số electron hóa trị của một nguyên tố trùng với số thứ tự của nhóm. Các nguyên tố thuộc cùng một cột thì có cùng electron hóa trị.
Các nguyên tố thuộc nhóm A thì số electron hóa trị là số electron lớp ngoài cùng của nguyên tố. Các nguyên tố thuộc nhóm B thì số electron hóa trị có thể nằm ở phân lớp ngoài cùng hoặc sát phân lớp ngoài cùng (nếu phân lớp này chưa bão hòa) của nguyên tố. Cụ thể:
- Các nguyên tố thuộc nhóm IA có 1e hóa trị
- Các nguyên tố thuộc nhóm IIA có 2e hóa trị
- Các nguyên tố thuộc nhóm IIIA có 3e hóa trị
- Các nguyên tố thuộc nhóm IVA có 4e hóa trị
- Các nguyên tố thuộc nhóm VA có 5e hóa trị
- Các nguyên tố thuộc nhóm VIA có 6e hóa trị
- Các nguyên tố thuộc nhóm VIIA có 7e hóa trị
- Các nguyên tố thuộc nhóm VIIIA có 8e hóa trị
Ví dụ: Nguyên tử của Nitơ (N) và Photpho (P) đều nằm trong nhóm VA (15) nên có tối đa 5e hóa trị, cụ thể:
- Cấu trúc electron của Nitơ (N) là: 1s² 2s² 2p³. N có 5 electron hóa trị thuộc các orbital 2s² 2p³ của lớp ngoài cùng.
- Cấu trúc electron của Photpho (P) là: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³. P có 5 electron hóa trị thuộc các orbital 3s² 3p³ của lớp ngoài cùng.
Bảng hóa trị
| Hóa trị: 1 | Hóa trị: 2 | Hóa trị:3 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Tên | Ký hiệu | Tên | Ký hiệu | Tên | Ký hiệu |
| Sodium | Na+ | Magnesium | Mg+2 | Aluminium | Al+3 |
| Potassium | K+ | Calcium | Ca+2 | Iron (III) | Fe+3 |
| Copper (I) | Cu+ | Copper (II) | Cu+2 | Nitride | N-3 |
| Hydrogen | H+ | Iron (II) | Fe+2 | Phosphate | PO4-3 |
| Hydride | H– | Zinc | Zn+2 | Gold (III) | Au+3 |
| Chloride | Cl– | Oxide | O-2 | Titanium (III) | Ti+3 |
| Bromide | Br– | Sulphide | S-2 | ||
| Ammonium | Al– | Carbonate | CO2-2 | ||
| Hydroxide | OH– | Sulphite | SO3-2 | ||
| Nitrate | NO3– | Sulphate | SO4-2 | ||
| Oxalate | CH3COO– | ||||
Quy tắc hóa trị
Quy tắc hoá trị là các nguyên tắc dùng để để xác định hóa trị của các nguyên tố trong hợp chất hoá học. Quy tắc này thể hiện tích của chỉ số và hóa trị của một nguyên tố trong một hợp chất bằng tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố khác trong hợp chất đó.
Ví dụ sau đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về quy tắc hoá trị. Giả sử có hai nguyên tố A mang hoá trị a và nguyên tố B mang hoá trị b. Quy tắc hoá trị là tích của chỉ số và hoá trị a phải bằng tích của chỉ số và hóa trị b.
Công thức tổng quát như sau:
aA + bB → AB
Trong công thức, a và b là hoá trị của nguyên tố A và B. Khi ta nhân chỉ số và hóa trị của mỗi nguyên tố A và B trong phản ứng thì tích của chúng phải bằng nhau. Điều này cho thấy rằng tổng điện tích dương từ nguyên tố A và tổng điện tích âm từ nguyên tố B trong hợp chất AB là cân bằng.
Ví dụ: để tạo thành muối natri clorua (NaCl), nguyên tố natri (Na) có hóa trị +1 và nguyên tố clo (Cl) có hóa trị -1. Theo quy tắc hóa trị, ta có:
(+1)Na + (-1)Cl → NaCl
Tích của chỉ số (+1) và hóa trị (+1) của natri bằng tích của chỉ số (-1) và hóa trị (-1) của clo, điều này giúp đảm bảo tính điện tích tổng của muối NaCl là không có tổng điện tích dương hay âm.
Lưu ý về electron hóa trị
Một số lưu ý về electron hoá trị:
- Số electron hóa trị hoàn toàn không giống với hóa trị của nguyên tử nguyên tố.
- Hóa trị của một nguyên tử chỉ cho biết khả năng của nó trong việc tạo ra các liên kết hóa học cụ thể, tùy thuộc vào phân tử hay hợp chất mà nguyên tử đó tham gia.
- Không thể xác định hóa trị chỉ dựa trên bảng tuần hoàn hóa học, mà cần phải biết cấu tạo phân tử của chất để xác định hóa trị của từng nguyên tử cấu thành chất đó.
- Đôi khi, không thể biết chính xác cấu tạo phân tử của một chất, vì vậy, khái niệm “số oxy hóa” được đưa ra để xác định hóa trị giả định và tương đối của nguyên tử.
- Giữa số oxy hóa của nguyên tố và số electron hóa trị của nguyên tử có mối liên hệ mật thiết. Số oxy hóa dương lớn nhất của một nguyên tố bằng số electron hóa trị của nó.
Xem thêm:
- Liên kết cộng hóa trị là gì? Chuyên đề liên kết cộng hóa trị
- Cấu hình electron nguyên tử: Quy ước cách viết và những lưu ý
- Liên kết hóa học là gì? Chuyên đề liên kết hóa học lớp 10 và Các dạng bài tập
Vậy bài viết trên DINHNGHIA.com.vn đã giải đáp thắc mắc electron hóa trị là gì và cách xác định electron hoá trị. Hy vọng những kiến thức này sẽ giúp bạn hiểu hơn về các bài học liên quan đến electron hoá trị. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết.