Làm sao đọc một công thức hóa học?

Kí hiệu và chỉ số dưới

Mọi công thức đều được xây dựng từ các kí hiệu nguyên tố. Mỗi kí hiệu bắt đầu bằng một chữ cái viết hoa, nên bạn có thể biết nguyên tố này kết thúc và nguyên tố kế tiếp bắt đầu ở đâu: NaCl chứa Na (natri) và Cl (clo).

Chỉ số dưới là số nhỏ viết ngay sau và thấp hơn một kí hiệu. Nó cho biết có bao nhiêu nguyên tử của nguyên tố đó, và nếu không có chỉ số dưới thì số đó là 1. Trong CO₂ có 1 nguyên tử cacbon và 2 nguyên tử oxi. Trong glucozơ, C₆H₁₂O₆, có 6 nguyên tử cacbon, 12 nguyên tử hiđro và 6 nguyên tử oxi, tổng cộng 24 nguyên tử.

Chỉ số dưới chỉ thuộc về kí hiệu ngay phía trước nó. Trong H₂O, số 2 đếm các nguyên tử hiđro, không phải oxi.

Dấu ngoặc đơn

Một số công thức đặt một nhóm nguyên tử trong dấu ngoặc đơn, thường là một ion đa nguyên tử xuất hiện nhiều lần. Chỉ số dưới sau dấu ngoặc đóng nhân với mọi nguyên tử bên trong nó.

Canxi hiđroxit, Ca(OH)₂, chứa một nguyên tử canxi và hai nhóm OH. Nhân mỗi nguyên tử bên trong ngoặc với 2: oxi 1 × 2 = 2 và hiđro 1 × 2 = 2. Vậy Ca(OH)₂ có 1 nguyên tử canxi, 2 oxi và 2 hiđro, tổng cộng 5 nguyên tử.

Thử một ví dụ lớn hơn: nhôm sunfat, Al₂(SO₄)₃. Có 2 nguyên tử nhôm. Bên trong ngoặc là 1 lưu huỳnh và 4 oxi, và số 3 bên ngoài nhân cả hai, cho 3 nguyên tử lưu huỳnh và 12 nguyên tử oxi. Tổng cộng là 2 + 3 + 12 = 17 nguyên tử.

Hệ số

Trong các phương trình hóa học, bạn sẽ thường thấy một số cỡ bình thường đứng trước công thức, như 3H₂O. Đó là hệ số. Nó cho biết có bao nhiêu phân tử hoặc đơn vị công thức, và nó nhân với mọi nguyên tử trong công thức.

3H₂O nghĩa là ba phân tử nước. Mỗi phân tử có 2 nguyên tử hiđro và 1 nguyên tử oxi, nên có 3 × 2 = 6 nguyên tử hiđro và 3 × 1 = 3 nguyên tử oxi. Khi một công thức có cả hệ số lẫn dấu ngoặc đơn, hãy nhân với cả hai: 2Ca(OH)₂ chứa 2 nguyên tử canxi, 2 × 2 = 4 nguyên tử oxi và 4 nguyên tử hiđro.

Hãy chú ý sự khác nhau giữa 2O và O₂. 2O nghĩa là hai nguyên tử oxi riêng biệt, còn O₂ là một phân tử gồm hai nguyên tử oxi liên kết với nhau.

Hiđrat và dấu chấm nâng cao

Một số tinh thể giữ các phân tử nước bên trong cấu trúc của chúng. Các hợp chất này gọi là hiđrat, và công thức của chúng dùng một dấu chấm nâng cao để chỉ phần nước gắn kèm. Đồng(II) sunfat pentahiđrat được viết là CuSO₄·5H₂O, và 5H₂O nghĩa là có năm phân tử nước cho mỗi đơn vị CuSO₄. Ở đây dấu chấm không có nghĩa là nhân; nó có nghĩa là “cùng với”.

Để đếm nguyên tử, hãy cộng hai phần lại. CuSO₄ cho 1 đồng, 1 lưu huỳnh và 4 nguyên tử oxi, và 5H₂O cho 10 hiđro và 5 nguyên tử oxi. Tổng cộng là 1 Cu, 1 S, 9 O và 10 H, tức 21 nguyên tử.

Bạn thậm chí có thể thấy nước đang “làm việc”. Các tinh thể này có màu xanh lam tươi, nhưng khi bị đun nóng mạnh, nước bị đuổi ra và còn lại một bột trắng CuSO₄ khan (không có nước).

Một phương pháp từng bước

Để đếm nguyên tử trong bất kỳ công thức nào, hãy làm lần lượt theo thứ tự. Thứ nhất, liệt kê từng nguyên tố theo kí hiệu. Thứ hai, đọc từng chỉ số dưới, dùng 1 khi không có. Thứ ba, nhân các nguyên tử trong dấu ngoặc đơn với số đứng sau chúng. Thứ tư, với hiđrat, cộng các nguyên tử ở phần sau dấu chấm. Cuối cùng, nhân mọi số đếm với hệ số đứng trước, nếu có.

Thêm một mẹo nữa: một số nhỏ nâng cao kèm dấu + hoặc − là điện tích, không phải số đếm. Ion sunfat, SO₄²⁻, có 1 nguyên tử lưu huỳnh và 4 nguyên tử oxi, và cả nhóm mang điện tích −2.