Chúng ta thường sử dụng hoặc tiếp xúc với nhiều hợp chất hóa học mỗi ngày, có thể là hợp chất vô cơ, hữu cơ. Vậy bạn có biết được công thức hóa học để tạo thành một hợp chất là thế nào không? Trong bài viết này mình sẽ giới thiệu qua về công thức hóa học và các công thức thông dụng để giải quyết nhiều dạng bài tập khác nhau.

Công thức hóa học là gì?

Công thức hóa học là một ký hiệu mô tả số lượng và tên nguyên tử có trong 1 phân tử nhất định.

Nó cung cấp thông tin về cấu tạo của một chất, hình dạng ba chiều của nó và cách nó sẽ tương tác với các phân tử, nguyên tử và ion khác. Các ký hiệu trong bản tuần hoàn hóa học mô tả tên các chất cấu thành phân tử. Tùy vào nguyên tố mà chỉ số của chúng có thể khác nhau.

Các loại công thức hóa học

Có nhiều loại công thức khác nhau, bao gồm các công thức hóa học phân tử, thực nghiệm, cấu trúc và hóa học ngưng tụ.

Công thức phân tử

Công thức phân tử giúp hiển thị số lượng nguyên tử thực tế trong mỗi phân tử. Nó thường được gọi là công thức tường minh để mô tả các phân tử, đơn giản vì nó thuận tiện và hầu hết các phân tử có thể được tra cứu sau khi xác định công thức của chúng.

Ví dụ công thức phân tử

  • Hydro peroxide có công thức phân tử là: H2O2
  • Glucose có công thức là: C6H12O6

Công thức cấu trúc

Công thức cấu trúc của một phân tử là một công thức hóa học được mô tả chi tiết hơn công thức phân tử. Các liên kết hóa học thực tế giữa các phân tử được hiển thị. Điều này giúp người đọc hiểu làm thế nào các nguyên tử khác nhau được kết nối và do đó làm thế nào các phân tử hoạt động trong không gian.

Đây là thông tin quan trọng vì hai phân tử có thể có chung số lượng và loại nguyên tử nhưng là đồng phân của nhau. Ví dụ, ethanol và dimethyl ether có chung công thức phân tử là C2H6O, nhưng khi viết bằng công thức cấu trúc sẽ khác nhau là:

  • Ethanol có công thức cấu trúc: C2H5OH.
  • Dimethyl ether có công thức cấu trúc: CH3OCH3.

Trong hóa học hữu cơ thì một chất có thể có nhiều đồng phân và tính chất hóa học của chúng sẽ khác nhau. Vì vậy phải sử dụng công thức cấu trúc để biểu diễn sẽ chính xác hơn.

Công thức thực nghiệm

Công thức thực nghiệm đại diện cho số lượng nguyên tử tương đối của mỗi nguyên tố trong hợp chất. Nó chỉ biểu diễn dạng tổng quát hay dạng rút gọn của một công thức hóa học. Công thức thực nghiệm được xác định bởi trọng lượng của mỗi nguyên tử trong phân tử.

Đôi khi công thức phân tử và thực nghiệm là như nhau, chẳng hạn như H2O, trong khi các công thức khác thì khác.

Ví dụ công thức thực nghiệm của glucose là: CH2O

Công thức cô đặc

Một biến thể đặc biệt của một công thức thực nghiệm hoặc cấu trúc là công thức cô đặc. Công thức cấu trúc cô đặc có thể bỏ qua các ký hiệu cho carbon và hydro trong cấu trúc, chỉ đơn giản chỉ ra các liên kết hóa học và công thức của các nhóm chức.

  • Ví dụ công thức phân tử của hexane là: C6H14
  • Nhưng công thức cô đặc của nó là: CH3(CH2)4CH3

Công thức này không chỉ cung cấp số lượng và loại nguyên tử mà còn chỉ ra vị trí của chúng trong cấu trúc.

Công thức hóa học lớp 8, 9 cơ bản nhất

Khi đã hiểu các loại công thức cơ bản trong hóa học, thì bạn cũng phải biết công thức để xác định các chỉ số như số mol, nồng độ phần trăm của dung dịch… Dưới đây là các công thức được sử dụng nhiều nhất trong hóa học lớp 8, 9.

Công thức tính nồng độ phần trăm của dung dịch

1. Tính nồng độ phần trăm dựa vào khối lượng chất tan và khối lượng dung dịch

\dpi{120} \large C% = \frac{m_{ct}\times 100%}{m_{dd}}

Trong đó:

  • mct: là khối lượng chất tan trong dung dịch( có thể tan hoàn hoàn hay 1 phần tùy vào đề bài)
  • mdd: Khối lượng dung dịch

2. Xác định nồng độ phần trăm dựa vào khối lượng riêng, nồng độ mol, khối lượng mol

\dpi{120} \large C% = \frac{C_{M}\times M}{10\times D}

Trong đó:

  • CM: Nồng độ mol
  • M: Khối lượng mol
  • D: Khối lượng riêng

Công thức tính nồng độ mol

1. Tính nồng độ mol dựa vào số mol chất tan và thể tích dung dịch

\dpi{120} \large C_{M} = \frac{n_{ct}}{V_{dd}}

Trong đó:

  • nct: Số mol chất tan trong dung dịch khi phản ứng.
  • Vdd: Thể tích của dung dịch

2. Xác định nồng độ mol dựa vào nồng độ phần trăm, trong lượng riêng và khối lượng mol

\dpi{120} \large C_{M} = \frac{C%\times D\times 10}{M}

Trong đó:

  • C%: Nồng độ phần trăm của dung dịch
  • D: Khối lượng riêng của dung dịch
  • M: Khối lượng mol

Công thức tính khối lượng chất rắn, chất tan

Có 2 khối lượng riêng mà các bạn cần phân biệt là khối lượng riêng chất rắn và chất tan.

1. Công thức tính khối lượng riêng chất rắn

\dpi{120} \large m = n\times M

Trong đó:

  • n: Số mol.
  • M: Khối lượng mol

2. Công thức tính khối lượng riêng chất tan

\dpi{120} \large m_{ct} = \frac{C%\times V_{dd}}{100%}

Trong đó:

  • C%: Nồng độ phần trăm dung dịch.
  • Vdd: Thể tích dung dịch.

Công thức tính khối lượng dung dịch

1. Tính khối lượng dung dịch dựa vào khối lượng chất tan, khối lượng dung môi

\dpi{120} \large m_{dd} = m_{ct} + m_{dm}

Trong đó:

  • mct: Là khối lượng các chất tan trong phản ứng.
  • mdm: Khối lượng dung môi được thêm vào hỗn hợp dung dịch.

2. Tính khối lượng dung dịch theo khối lượng chất tan và nồng độ phần trăm 

\dpi{120} \large m_{dd} = \frac{m_{ct}\times 100%}{C%}

3. Tính khối lượng dung dịch dựa theo thể tích dung dịch và khối lượng riêng 

\dpi{120} \large m_{dd} = V_{dd}\times D

Công thức tính thể tích dung dịch

1. Tính thể tích dung dịch theo số mol và nồng độ mol

\dpi{120} \large V_{dd} = \frac{n}{C_{M}}

Trong đó:

  • n: Số mol
  • CM: Nồng độ mol

2. Công thức tính thể tích dung dịch theo khối lượng dung dịch và khối lượng riêng

\dpi{120} \large V_{dd} = \frac{m_{dd}}{D}

Công thức tính thành phần phần trăm dung dịch

Tùy theo yêu cầu cần tính thành phần phần trăm dung dịch theo khối lượng, thể tích, khối lượng riêng mà các bạn hãy áp dụng 1 trong các công thức dưới đây:

1. Công thức tính thành phần phần trăm theo khối lượng

\dpi{120} \large %A = \frac{m_{A}\times 100%}{m_{hh}}

Trong đó:

  • mA: Khối lượng hợp chất A khi tham gia phản ứng
  • mhh: Tổng khối lượng các chất khi tham gia phản ứng, mhh  = mA + mB + mC

2. Công thức tính phần trăm theo thể tích 

\dpi{120} \large %A = \frac{n_{A}\times 100%}{n_{hh}}

Trong đó:

  • nA: Số mol hợp chất A khi tham gia phản ứng
  • nhh: Tổng số mol các chất khi tham gia phản ứng, nhh  = nA + nB + nC

3. Công thức tính khối lượng riêng D

\dpi{120} \large D = \frac{m_{dd}}{V_{dd}}

4. Công thức liên hệ giữa nồng độ phần trăm, nồng độ mol và khối lượng riêng

\dpi{120} \large C_{M} = \frac{10\times D\times C%}{M}\Leftrightarrow C% = \frac{C_{M}\times M}{10\times D}

Công thức tính số mol

Có 6 cách tính số mol của dung dịch, tùy vào để bài cho dữ liệu như thế nào mà các bạn có thể áp dụng 1 trong các công thức sau:

1. Xác định số mol dựa theo thể tích và khối lượng 

Nếu đề bài cho biết thể tích, thì bạn sử dụng công thức sau:

\dpi{150} n = \frac{V}{22,4}

Trong đó:

  • V: là thể tích đơn chất hay hợp chất đã biết trước.
  • 22,4: là thể tích của 1 mol chất khí trong điều kiện chuẩn, nếu đề bài không cho giá trị này thì bạn có thể sử dụng nha.

2. Dựa theo khối lượng và khối lượng riêng 

\dpi{150} n = \frac{m}{M}

Trong đó:

  • m: Khối lượng chất mà đề bài cho trước.
  • M: là khối lượng phân tử hay khối lượng riêng, mỗi nguyên tố đều có khối lượng phân tử xác định và con số này không bao giờ thay đổi.

3. Tính số mol dựa theo thể tích và nồng độ mol

\dpi{120} \large n = C_{M} \times V_{dd}

Trong đó:

  • CM : Nồng độ Mol (mol/lit)
  • Vdd: Thể tích dung dịch (lít)

4. Tính số mol theo nồng độ phần trăm, khối lượng và khối lượng riêng

\dpi{120} \large n = \frac{C%\times m_{dd}}{100%\times M}

Trong đó: 

C%: Là nồng độ phần trăm của dung dịch.

mdd: Khối lượng dung dịch.

M: Khối lượng riêng của hợp chất cần tính số mol.

5. Dựa theo thể tích dung dịch, khối lượng riêng, nồng độ phần trăm

\dpi{120} \large n = \frac{V_{dd}\times D\times C%}{100%\times M }

Trong đó:

  • Vdd: là thể tích dung dịch của hợp chất cần tính số mol.
  • D: Khối lượng riêng của dung dịch
  • C%: Nồng độ phần trăm.
  • M: Khối lượng mol

6. Tính số mol theo áp suất và nhiệt độ

\dpi{120} \large n = \frac{P\times 22,4}{R\times T}

Trong đó:

  • P: áp suất hợp chất( đơn vị là atm)
  • 22,4: Thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn.
  • R: Hằng số = 22,4:273
  • T: Nhiệt độ

Với những thông tin trên, mong rằng các bạn sẽ hệ thống lại toàn bộ những kiến thức liên quan đến công thức hóa học nha.