Công thức hóa học của các hợp chất phổ biến

Công thức hóa học cho biết những nguyên tố nào có trong một hợp chất và có bao nhiêu nguyên tử hoặc ion tham gia. Với hợp chất phân tử, công thức cho biết số lượng mỗi nguyên tử trong một phân tử, như $H_2O$ hoặc $CO_2$. Với hợp chất ion, công thức thường cho biết tỉ lệ số nguyên tối giản của các ion cần thiết để cân bằng điện tích, như $NaCl$ hoặc $CaCO_3$.

Nếu bạn đang tìm các hợp chất phổ biến và công thức của chúng, hãy bắt đầu với bảng tham khảo nhanh này.

Các hợp chất phổ biến và công thức hóa học của chúng

Hợp chất	Công thức	Ghi chú
Nước	$H_2O$	Mỗi phân tử có hai nguyên tử hiđrô và một nguyên tử oxi
Cacbon đioxit	$CO_2$	Mỗi phân tử có một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử oxi
Amoniac	$NH_3$	Hợp chất phân tử phổ biến gồm nitơ và hiđrô
Metan	$CH_4$	Hiđrocacbon đơn giản nhất
Hiđrô peoxit	$H_2O_2$	Không phải là cùng một chất với nước
Natri clorua	$NaCl$	Hợp chất ion với tỉ lệ ion 1:1
Canxi cacbonat	$CaCO_3$	Phổ biến trong đá vôi, phấn và vỏ sò
Natri hiđrocacbonat	$NaHCO_3$	Còn gọi là baking soda
Natri hiđroxit	$NaOH$	Bazơ mạnh phổ biến
Canxi hiđroxit	$Ca(OH)_2$	Dấu ngoặc cho biết có hai ion hydroxide
Axit clohiđric	$HCl$	Axit phổ biến; trong nước thường viết là $HCl(aq)$
Axit sulfuric	$H_2SO_4$	Có hai hiđrô có tính axit gắn với sulfate

Công thức hóa học có ý nghĩa gì

Một công thức cho biết thành phần, nhưng ý nghĩa cụ thể phụ thuộc vào loại hợp chất.

Với hợp chất phân tử, chỉ số cho biết số lượng thực tế của mỗi nguyên tử trong một phân tử. Trong $CO_2$, mỗi phân tử có một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử oxi.

Với hợp chất ion, công thức chủ yếu liên quan đến cân bằng điện tích. Trong $NaCl$, một $Na^+$ cân bằng với một $Cl^-$. Trong $CaCl_2$, một $Ca^{2+}$ cần hai ion $Cl^-$, nên công thức có tỉ lệ 1:2.

Sự khác biệt đó rất quan trọng. Công thức phân tử thường không được rút gọn, vì thay đổi nó sẽ làm thay đổi chất. $H_2O_2$ là hiđrô peoxit, không phải nước. Ngược lại, công thức ion thường được viết ở tỉ lệ nhỏ nhất mà vẫn cân bằng điện tích.

Ví dụ có lời giải: Vì sao canxi hiđroxit là $Ca(OH)_2$

Canxi tạo thành ion $Ca^{2+}$. Hydroxide là ion đa nguyên tử $OH^-$.

Để tạo thành một hợp chất trung hòa, tổng điện tích dương và âm phải triệt tiêu nhau. Một ion canxi có điện tích $+2$, nên nó cần hai ion hydroxide với tổng điện tích $-2$.

$$Ca^{2+} + 2OH^- \rightarrow Ca(OH)_2$$

Dấu ngoặc rất quan trọng. Viết $CaOH_2$ sẽ mang ý nghĩa khác, vì chỉ số 2 khi đó chỉ áp dụng cho hiđrô. Công thức đúng là $Ca(OH)_2$, cho biết có hai nhóm hydroxide hoàn chỉnh.

Những lỗi thường gặp

Nhầm lẫn giữa chỉ số và hệ số

Trong $2H_2O$, hệ số 2 có nghĩa là hai phân tử nước. Chỉ số 2 có nghĩa là mỗi phân tử nước chứa hai nguyên tử hiđrô. Đây là hai vai trò khác nhau.

Rút gọn công thức phân tử khi không nên

$H_2O_2$ không nên được rút gọn thành $HO$. Công thức phân tử là một phần nhận dạng của chất.

Quên cân bằng điện tích trong hợp chất ion

Với hợp chất ion, công thức phải trung hòa về điện. Nếu các điện tích không triệt tiêu nhau, công thức đó chưa hoàn chỉnh.

Bỏ qua dấu ngoặc quanh ion đa nguyên tử

Trong các hợp chất như $Ca(OH)_2$ hoặc $Al_2(SO_4)_3$, dấu ngoặc cho biết toàn bộ ion được lặp lại. Nếu không có chúng, công thức sẽ bị đọc sai.

Khi nào công thức hóa học được sử dụng

Công thức hóa học xuất hiện bất cứ khi nào bạn cần xác định chính xác một chất. Chúng được dùng trong phương trình phản ứng, phép tính stoichiometry, tính khối lượng mol, nhãn phòng thí nghiệm, tài liệu an toàn và danh sách thành phần trong các ngữ cảnh kỹ thuật.

Chúng cũng là cầu nối giữa tên của một hợp chất và hóa học định lượng của nó. Nếu bạn không đọc đúng công thức, các bước sau như cân bằng phương trình hoặc đổi từ mol sang khối lượng sẽ khó hơn mức cần thiết.

Cách đơn giản để kiểm tra một công thức

Hãy tự hỏi bốn câu nhanh sau:

1. Đây là hợp chất phân tử hay hợp chất ion?
2. Các chỉ số có khớp với số nguyên tử hoặc tỉ lệ ion dự định không?
3. Nếu là hợp chất ion, các điện tích có cân bằng về 0 không?
4. Nếu một ion đa nguyên tử lặp lại, tôi đã dùng dấu ngoặc đúng chưa?

Những kiểm tra này giúp phát hiện nhanh hầu hết lỗi của người mới học.

Thử một bài tương tự

Hãy thử đọc thành lời $CaCl_2$, $Na_2CO_3$, và $C_6H_{12}O_6$. Với mỗi công thức, hãy nói xem nó mô tả một phân tử hay tỉ lệ ion tối giản. Cách so sánh này là một cách nhanh để kiểm tra xem bạn đã thật sự hiểu khái niệm hay chưa.