Bài học

Đơn chất, hợp chất và phân tử

Em sẽ làm được gì?

Phân biệt được đơn chất và hợp chất, hiểu phân tử là gì, tính được khối lượng phân tử từ công thức hóa học, và giải được bài toán ngược: từ khối lượng phân tử suy ra nguyên tố chưa biết.

Cần nhớ trước

Bài trước về nguyên tử, nguyên tố, kí hiệu hóa học và khối lượng nguyên tử (H = 1, O = 16, …).

Khí oxygen em hít thở, nước em uống, muối ăn trong bữa cơm — tất cả đều do nguyên tử tạo nên, nhưng chúng khác nhau ở cách nguyên tử ghép lại. Có chất chỉ gồm một loại nguyên tố, có chất gồm nhiều loại. Cách phân loại này giúp ta gọi tên và viết công thức cho mọi chất — và nó cũng chính là nền tảng để lớp 9 phân loại bốn nhóm hợp chất vô cơ quan trọng: oxide, acid, base, muối.

Khí oxygen em hít thở, nước em uống, muối ăn trong bữa cơm — tất cả đều do nguyên tử tạo nên, nhưng chúng *khác nhau ở cách nguyên tử ghép lại*. Có chất chỉ gồm một loại nguyên tố, có chất gồm nhiều loại. Cách phân loại này giúp ta gọi tên và viết công thức cho mọi chất — và nó cũng chính là nền tảng để lớp 9 phân loại bốn nhóm hợp chất vô cơ quan trọng: oxide, acid, base, muối.

Đơn chất và hợp chất

Đơn chất là chất do một nguyên tố hóa học tạo nên. Ví dụ: khí oxygen O₂, khí hydrogen H₂, sắt Fe, đồng Cu, lưu huỳnh S.
Hợp chất là chất do hai hay nhiều nguyên tố tạo nên. Ví dụ: nước H₂O (H và O), khí carbon dioxide CO₂ (C và O), muối ăn NaCl (Na và Cl), sulfuric acid H₂SO₄ (H, S, O).

Mẹo nhận biết nhanh: nhìn vào công thức, nếu chỉ có một kí hiệu nguyên tố thì là đơn chất; nếu có từ hai kí hiệu nguyên tố trở lên thì là hợp chất.

- **Đơn chất** là chất do **một nguyên tố hóa học** tạo nên. Ví dụ: khí oxygen O₂, khí hydrogen H₂, sắt Fe, đồng Cu, lưu huỳnh S. - **Hợp chất** là chất do **hai hay nhiều nguyên tố** tạo nên. Ví dụ: nước H₂O (H và O), khí carbon dioxide CO₂ (C và O), muối ăn NaCl (Na và Cl), sulfuric acid H₂SO₄ (H, S, O). Mẹo nhận biết nhanh: nhìn vào công thức, nếu **chỉ có một kí hiệu nguyên tố** thì là đơn chất; nếu **có từ hai kí hiệu nguyên tố trở lên** thì là hợp chất.

Đếm số loại nguyên tố trong công thức để phân loại: một loại → đơn chất, nhiều loại → hợp chất.

Lỗi thường gặp

Đừng nhầm số nguyên tử với số nguyên tố. Khí O₂ có hai nguyên tử nhưng chỉ một nguyên tố (oxygen) → vẫn là đơn chất. Việc phân loại dựa trên số loại nguyên tố, không phải số nguyên tử.

Phân tử là gì?

Phân tử là hạt đại diện cho chất, gồm một số nguyên tử liên kết với nhau và thể hiện đầy đủ tính chất hóa học của chất.

Phân tử nước gồm 2 nguyên tử H và 1 nguyên tử O, viết là H₂O.
Phân tử khí carbon dioxide gồm 1 nguyên tử C và 2 nguyên tử O, viết là CO₂.

Các con số nhỏ viết bên dưới, bên phải kí hiệu gọi là chỉ số, cho biết số nguyên tử của nguyên tố đó trong một phân tử. Không có chỉ số nghĩa là có 1 nguyên tử.

**Phân tử** là hạt đại diện cho chất, gồm một số nguyên tử liên kết với nhau và **thể hiện đầy đủ tính chất hóa học** của chất. - Phân tử nước gồm 2 nguyên tử H và 1 nguyên tử O, viết là H₂O. - Phân tử khí carbon dioxide gồm 1 nguyên tử C và 2 nguyên tử O, viết là CO₂. Các con số nhỏ viết bên dưới, bên phải kí hiệu gọi là **chỉ số**, cho biết *số nguyên tử* của nguyên tố đó trong một phân tử. Không có chỉ số nghĩa là có 1 nguyên tử.

Phân tửHạt gồm một số nguyên tử liên kết với nhau, đại diện cho chất và mang đầy đủ tính chất hóa học của chất.

Khối lượng phân tử

Khối lượng phân tử của một chất bằng tổng khối lượng các nguyên tử trong phân tử đó (tính theo amu). Cách làm: nhân khối lượng mỗi nguyên tố với chỉ số của nó, rồi cộng lại.

Ví dụ

Ví dụ 1 — Khối lượng phân tử nước H₂O

1
Tính khối lượng phân tử của nước H₂O. Biết H = 1, O = 16.
2
Phân tử H₂O có 2 nguyên tử H và 1 nguyên tử O.
3
Khối lượng phân tử = 2 × 1 + 1 × 16 = 2 + 16 = 18 (amu).
4
Phân tử nước nặng 18 amu.

Ví dụ

Ví dụ 2 — Khối lượng phân tử sulfuric acid H₂SO₄

1
Tính khối lượng phân tử H₂SO₄. Biết H = 1, S = 32, O = 16.
2
Có 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử S, 4 nguyên tử O.
3
M = 2 × 1 + 1 × 32 + 4 × 16 = 2 + 32 + 64 = 98 (amu).
4
Phân tử H₂SO₄ nặng 98 amu — con số này sẽ dùng lại nhiều ở phần tính toán.

Ví dụ

Ví dụ 3 — Khi có dấu ngoặc: Ca(OH)₂

1
Tính khối lượng phân tử calcium hydroxide Ca(OH)₂. Biết Ca = 40, O = 16, H = 1.
2
Chỉ số 2 ngoài ngoặc nhân cho mọi nguyên tử trong ngoặc: có 2 nhóm OH, tức 2 nguyên tử O và 2 nguyên tử H, cùng 1 nguyên tử Ca.
3
M = 40 + 2 × (16 + 1) = 40 + 2 × 17 = 40 + 34 = 74 (amu).
4
Phân tử Ca(OH)₂ nặng 74 amu. Luôn nhân chỉ số ngoài ngoặc cho cả nhóm bên trong.

Bài toán ngược: tìm nguyên tố từ khối lượng phân tử

Đề thi thường cho sẵn khối lượng phân tử của một hợp chất và hỏi ngược lại tên nguyên tố còn thiếu, hoặc cho thành phần phần trăm khối lượng. Cách làm là viết phương trình khối lượng phân tử theo ẩn (khối lượng nguyên tử cần tìm), rồi giải phương trình bậc nhất một ẩn — hoàn toàn tương tự việc lập phương trình đại số ở Toán.

Đề thi thường cho sẵn khối lượng phân tử của một hợp chất và hỏi ngược lại tên nguyên tố còn thiếu, hoặc cho **thành phần phần trăm khối lượng**. Cách làm là viết phương trình khối lượng phân tử theo ẩn (khối lượng nguyên tử cần tìm), rồi giải phương trình bậc nhất một ẩn — hoàn toàn tương tự việc lập phương trình đại số ở Toán.

Ví dụ

Ví dụ 4 — Tìm nguyên tố kim loại từ oxide (bài toán chuẩn thường gặp)

1
Một oxide kim loại R có công thức R₂O₃ và khối lượng phân tử là 102 amu. Xác định nguyên tử khối của R và cho biết R là nguyên tố nào.
2
Gọi khối lượng nguyên tử của R là x. Công thức R₂O₃ có 2 nguyên tử R và 3 nguyên tử O nên: $2x + 3 \times 16 = 102$ .
Gọi khối lượng nguyên tử của R là x. Công thức R₂O₃ có 2 nguyên tử R và 3 nguyên tử O nên: $2x + 3 \times 16 = 102$.
3
$2x + 48 = 102 \Rightarrow 2x = 54 \Rightarrow x = 27$ .
$2x + 48 = 102 \Rightarrow 2x = 54 \Rightarrow x = 27$.
4
Nguyên tử khối của R là 27, ứng với nguyên tố aluminium (Al). Vậy oxide đó là Al₂O₃ (nhôm oxide).

Vì sao khối lượng phân tử là con số dùng suốt Hóa học 9?

Đừng nghĩ khối lượng phân tử chỉ là một con số để trả lời cho xong một câu hỏi. Nó là nền cho mọi phép tính định lượng ở lớp 9: đổi khối lượng sang số mol, tính nồng độ dung dịch, xác định công thức chất chưa biết trong bài toán hỗn hợp — đều bắt đầu từ đây cả. Bạn nào tính khối lượng phân tử nhanh và chắc tay sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian khi gặp bài toán phức tạp hơn. Vậy nên đừng học thuộc từng khối lượng phân tử riêng lẻ, hãy luyện phản xạ: nhìn công thức là tách ngay được số nguyên tử mỗi nguyên tố (kể cả khi có dấu ngoặc), rồi nhân với khối lượng nguyên tử tương ứng.

Đừng nghĩ khối lượng phân tử chỉ là một con số để trả lời cho xong một câu hỏi. Nó là nền cho **mọi** phép tính định lượng ở lớp 9: đổi khối lượng sang số mol, tính nồng độ dung dịch, xác định công thức chất chưa biết trong bài toán hỗn hợp — đều bắt đầu từ đây cả. Bạn nào tính khối lượng phân tử nhanh và chắc tay sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian khi gặp bài toán phức tạp hơn. Vậy nên đừng học thuộc từng khối lượng phân tử riêng lẻ, hãy luyện phản xạ: nhìn công thức là tách ngay được số nguyên tử mỗi nguyên tố (kể cả khi có dấu ngoặc), rồi nhân với khối lượng nguyên tử tương ứng.

Một mẹo nhỏ giúp kiểm tra nhanh kết quả: khối lượng phân tử của một hợp chất luôn lớn hơn khối lượng nguyên tử của nguyên tố nặng nhất trong đó. Nếu tính ra M(H₂SO₄) nhỏ hơn 32 (khối lượng của S) thì chắc chắn đã tính sai ở đâu đó — nên dừng lại kiểm tra từng số hạng trước khi kết luận.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Lỗi thường gặp

Khi gặp công thức có dấu ngoặc như Ca(OH)₂ hay Al₂(SO₄)₃, nhớ nhân chỉ số ngoài ngoặc cho tất cả nguyên tử bên trong, đừng chỉ nhân cho nguyên tử cuối. Ở bài toán ngược, lỗi hay gặp là quên nhân chỉ số của R (ví dụ quên hệ số 2 trong R₂O₃) khi lập phương trình.

Ghi nhớ

Đơn chất = 1 nguyên tố; hợp chất = ≥ 2 nguyên tố. Phân tử = nhóm nguyên tử đại diện cho chất. Khối lượng phân tử = tổng (khối lượng nguyên tố × chỉ số). Bài toán ngược: đặt ẩn cho nguyên tử khối cần tìm rồi giải phương trình bậc nhất.

Để viết đúng công thức hợp chất, ta cần biết các nguyên tố “kết hợp” với nhau theo tỉ lệ nào — đó chính là vai trò của hóa trị, nội dung chương tiếp theo.