Phân loại, cách gọi tên và công thức của các hợp chất vô cơ

1. Phân loại hợp chất vô cơ:

Hợp chất vô cơ có thể được phân loại thành bốn nhóm chính dựa trên thành phần cấu tạo và tính chất hóa học của chúng. Những nhóm này bao gồm oxit, bazơ, axit và muối. Mỗi nhóm có những đặc điểm và phân loại riêng sau:

Oxit

• Oxit là các hợp chất hóa học được tạo thành bởi sự kết hợp giữa nguyên tố oxi và một nguyên tố khác.
• Dựa vào tính chất hóa học của chúng, oxit có thể được chia thành ba loại:

Oxit axit: Những oxit này thường có khả năng phản ứng với nước tạo thành axit, hoặc phản ứng với bazơ tạo thành muối và nước.

Oxit bazơ: Những oxit này có thể phản ứng với nước tạo thành dung dịch bazơ hoặc phản ứng với axit tạo thành muối và nước.

Oxit lưỡng tính: Những oxit này có khả năng phản ứng cả với axit và bazơ, tạo thành muối và nước trong cả hai trường hợp.

Bazơ

• Bazơ là các hợp chất hóa học trong đó phân tử chứa một nguyên tử kim loại liên kết với một hay nhiều nhóm hidroxit (OH-).
• Dựa vào khả năng hòa tan trong nước, bazơ có thể được chia thành hai loại:

Bazơ tan: Là những bazơ có khả năng hòa tan trong nước, tạo thành dung dịch bazơ. Ví dụ như natri hiđroxit (NaOH), kali hiđroxit (KOH).

Bazơ không tan: Là những bazơ không hòa tan trong nước. Ví dụ như đồng (II) hiđroxit (Cu(OH)2), sắt (III) hiđroxit (Fe(OH)3).

Axit

• Axit là các hợp chất hóa học mà phân tử của chúng chứa một hay nhiều nguyên tử hiđro liên kết với gốc axit.
• Dựa vào mức độ ion hóa trong dung dịch, axit có thể được chia thành hai loại:

Axit mạnh: Những axit này có khả năng ion hóa hoàn toàn trong dung dịch nước, giải phóng một lượng lớn ion H+. Ví dụ như axit clohidric (HCl), axit sulfuric (H2SO4).

Axit yếu: Những axit này chỉ ion hóa một phần trong dung dịch nước, giải phóng một lượng nhỏ ion H+. Ví dụ như axit axetic (CH3COOH), axit photphoric (H3PO4).

Muối

• Muối là các hợp chất hóa học được hình thành từ sự kết hợp giữa cation kim loại hoặc cation NH4+ và anion gốc axit.
• Muối có thể được tạo thành từ phản ứng giữa axit và bazơ, hoặc từ phản ứng giữa oxit axit và bazơ. Ví dụ như natri clorua (NaCl), canxi cacbonat (CaCO3).

Như vậy, sự phân loại các hợp chất vô cơ dựa trên thành phần và tính chất hóa học của chúng giúp cho việc nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.

2. Cách gọi tên hợp chất vô cơ:

Trong hóa học vô cơ, việc đặt tên cho các hợp chất được thực hiện theo những quy tắc cụ thể dựa trên thành phần và loại hợp chất. Dưới đây là các phương pháp chi tiết để gọi tên các loại hợp chất vô cơ khác nhau:

Oxit

Oxit bazơ: Tên gọi của oxit bazơ được hình thành bằng cách sử dụng tên của kim loại kèm theo hóa trị của kim loại đó, sau đó thêm từ “oxit.” Ví dụ, Na₂O sẽ được gọi là “Natri oxit,” trong đó “Natri” là tên kim loại và “oxit” là thành phần chung cho loại hợp chất này.

Oxit axit: Đối với oxit axit, tên gọi được tạo thành bằng cách sử dụng tên của phi kim, kết hợp với hóa trị cao nhất của phi kim đó, và thêm từ “oxit.” Ví dụ, SO₃ được gọi là “Lưu huỳnh trioxit,” với “Lưu huỳnh” là tên phi kim và “trioxit” chỉ ra ba nguyên tử oxy kết hợp.

Bazơ

Bazơ tan: Tên gọi của bazơ tan được tạo thành bằng cách sử dụng tên của kim loại, kèm theo hóa trị của kim loại đó, và thêm từ “hidroxit.” Ví dụ, NaOH được gọi là “Natri hidroxit,” với “Natri” là tên kim loại và “hidroxit” là thành phần chung cho bazơ tan.

Bazơ không tan: Tên gọi của bazơ không tan cũng được hình thành tương tự như bazơ tan, với việc sử dụng tên kim loại, hóa trị của kim loại trong ngoặc đơn nếu cần thiết, và thêm từ “hidroxit.” Ví dụ, Mg(OH)₂ được gọi là “Magie hidroxit,” với “Magie” là tên kim loại và “hidroxit” là thành phần chung cho bazơ không tan.

Axit

Axit không có oxi: Đối với các axit không chứa oxy, tên gọi được tạo thành bằng cách sử dụng tên của phi kim, kết hợp với hậu tố “hiđric.” Ví dụ, HCl được gọi là “Axit clohiđric,” với “clo” là tên phi kim và “hiđric” chỉ ra rằng axit này không chứa oxy.

Axit có oxi: Đối với các axit có chứa oxy, tên gọi được hình thành bằng cách sử dụng tên của phi kim, kèm theo hậu tố “-ic” nếu hóa trị cao nhất hoặc “-ơ” nếu hóa trị thấp hơn cao nhất, và thêm từ “oxit.” Ví dụ, HNO₃ được gọi là “Axit nitric,” với “nitric” chỉ ra rằng đây là dạng axit với hóa trị cao nhất của nitơ.

Muối

Tên gọi của muối được hình thành bằng cách sử dụng tên của cation (thường là kim loại) trước, sau đó là tên của anion. Ví dụ, NaCl được gọi là “Natri clorua,” với “Natri” là tên cation và “clorua” là tên anion.

Việc gọi tên các hợp chất vô cơ một cách chính xác là rất quan trọng trong hóa học để đảm bảo rằng các hợp chất được nhận diện và phân biệt một cách rõ ràng và chính xác.

3. Công thức hóa học của hợp chất vô cơ:

Công thức hóa học của hợp chất vô cơ là một biểu diễn sử dụng các ký hiệu hóa học của các nguyên tố tham gia vào việc tạo thành hợp chất đó, kèm theo số lượng cụ thể của từng loại nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử. Đây là một cách để mô tả cấu trúc và thành phần hóa học của một hợp chất một cách ngắn gọn và dễ hiểu. Ví dụ, khi nhìn vào công thức hóa học, ta có thể biết được số lượng chính xác của mỗi nguyên tử của từng nguyên tố trong hợp chất đó.

Ví dụ về các công thức hóa học của các hợp chất vô cơ phổ biến gồm:

• Na2O: Điều này có nghĩa là hợp chất này bao gồm 2 nguyên tử natri (Na) và 1 nguyên tử oxy (O).
• SO3: Công thức này cho thấy có 1 nguyên tử lưu huỳnh (S) và 3 nguyên tử oxy (O) trong phân tử.
• NaOH: Công thức này biểu diễn rằng có 1 nguyên tử natri (Na), 1 nguyên tử oxy (O), và 1 nguyên tử hydro (H) trong hợp chất.
• Mg(OH)2: Trong công thức này, có 1 nguyên tử magiê (Mg), 2 nguyên tử oxy (O) và 2 nguyên tử hydro (H).
• HCl: Điều này cho biết hợp chất này có 1 nguyên tử hydro (H) và 1 nguyên tử clo (Cl).
• HNO3: Công thức này cho thấy có 1 nguyên tử hydro (H), 1 nguyên tử nitơ (N) và 3 nguyên tử oxy (O).
• NaCl: Công thức này biểu thị rằng hợp chất này bao gồm 1 nguyên tử natri (Na) và 1 nguyên tử clo (Cl).

Việc sử dụng các công thức hóa học giúp cho các nhà hóa học và những người học tập trong lĩnh vực hóa học có thể dễ dàng nắm bắt và truyền đạt thông tin về thành phần và cấu trúc của các hợp chất hóa học một cách nhanh chóng và hiệu quả.

4. Bài tập nhận biết các hợp chất vô cơ:

Bài 1: Bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt hai khí SO₂ và CO₂.

Lời giải:

Dẫn lần lượt từng khí qua ống nghiệm đựng dung dịch brom. Khí làm mất màu nâu đỏ của brom là SO₂, không làm mất màu hay nhạt màu dung dịch brom là CO₂.

          SO₂ + Br₂   + H₂O→ 2HBr   + H₂SO₄.

Bài 2: Bằng phương pháp hóa học nào có thể nhận biết được hai khí không màu, không mùi là CO₂ và O₂ chứa trong 2 bình riêng biệt, mất nhãn.

Lời giải:

• Đánh số thứ tự từng bình mất nhãn.
• Đưa que đóm còn tàn đỏ lần lượt vào đầu ống dẫn khí của từng bình. Nếu que đóm bùng cháy thì bình chứa khí O₂.
• Dẫn khí ở bình còn lại qua ống nghiệm đựng nước vôi trong, thấy xuất hiện kết tủa trắng → bình chứa CO₂.

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

Bài 3: Trình bày phương pháp hóa học nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ mất nhãn sau: HCl, KOH, Na₂SO₄, NaCl.

Lời giải:

• Đánh số thứ tự từng lọ mất nhãn, trích mỗi lọ một ít sang ống nghiệm đánh số tương ứng.
• Sử dụng quỳ tím:

+ Quỳ tím chuyển sang màu đỏ: HCl

+ Quỳ tím chuyển sang màu xanh: KOH

+ Quỳ tím không đổi màu: Na₂SO₄, NaCl (nhóm I)

• Phân biệt nhóm I: Dùng BaCl₂

+ Có kết tủa trắng: Na₂SO₄

BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2NaCl

+ Không hiện tượng: NaCl

Bài 4: Phân biệt các dung dịch sau: NaOH; HCl; BaCl₂; H₂SO₄ chứa trong các lọ riêng biệt, mất nhãn.

Lời giải:

• Đánh số thứ tự từng lọ mất nhãn, trích mỗi lọ một ít sang ống nghiệm đánh số tương ứng.
• Sử dụng quỳ tím:

+ Quỳ tím hóa xanh: NaOH

+ Quỳ tím không đổi màu: BaCl₂

+ Quỳ tím  hóa đỏ: HCl; H₂SO₄ (nhóm I)

• Phân biệt nhóm I: Sử dụng BaCl₂

+ Xuất hiện kết tủa trắng: H₂SO₄                                                                   

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2HCl

+ Không hiện tượng: HCl

Bài 5: Không sử dụng quỳ tím, phân biệt các dung dịch sau chứa trong lọ mất nhãn bằng phương pháp hóa học: HCl, NaBr, MgF₂.

Lời giải:

Đánh số thứ tự từng lọ, trích mỗi lọ một ít sang ống nghiệm đánh số tương ứng.

Nhỏ vào mỗi ống nghiệm một vài giọt AgNO₃.

• Ống nghiệm nào có kết tủa trắng xuất hiện là ống nghiệm chứa HCl

HCl + AgNO₃ → AgCl_↓ + HNO₃

• Ống nghiệm nào có kết tủa vàng xuất hiện là ống nghiệm chứa NaBr

NaBr + AgNO₃ → AgBr_↓ + NaNO₃

• Ống nghiệm nào không có hiện tượng gì là ống nghiệm chứa MgF₂.

Bài 6: Không sử dụng quỳ tím, chỉ dùng thêm một hóa chất hãy phân biệt các dung dịch sau chứa trong lọ mất nhãn bằng phương pháp hóa học: HCl, NaBr, BaCl₂.

Lời giải:

Đánh số thứ tự từng lọ, trích mỗi lọ một ít sang ống nghiệm đánh số tương ứng.

Nhỏ lần lượt vào từng ống nghiệm một vài giọt Na₂CO₃.

+ Ống nghiệm nào có khí thoát ra là ống nghiệm chứa HCl

2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + CO_2↑ + H₂O

+ Ống nghiệm nào có kết tủa trắng xuất hiện là ống nghiệm chứa BaCl₂.

BaCl₂ + Na₂CO₃ → 2NaCl + BaCO_3↓

+ Ống nghiệm nào không có hiện tượng xảy ra là ống nghiệm chứa NaBr. 

THAM KHẢO THÊM:

• So sánh khác biệt giữa hợp chất vô cơ và hợp chất hữu cơ
• Tính phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất
• Danh pháp các hợp chất hữu cơ và cách gọi tên chính xác