Hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về một chất quan trọng trong hóa học, đó là sắt (Fe). Bạn đã bao giờ tự hỏi sắt có bao nhiêu hoá trị chưa? Và tại sao lại có hai hoá trị này không? Hãy cùng nhau khám phá bí mật này nhé!
1. Sắt (Fe) có hóa trị mấy?
Sắt có số nguyên tử là 26, và cấu hình electron của nó là: 1s2 < 2s2 < 2p6 < 3s2 < 3p6 < 4s2 < 3d6. Hóa trị của một nguyên tử được tính bằng số lượng electron mà nó đang cho/mất đi/chia sẻ. Vì sắt là một kim loại, nên nó có xu hướng nhường electron. Do đó, nếu Fe tặng 2 electron thì hóa trị của nó là 2. Ngược lại, nếu Fe tặng 3 electron thì hóa trị của nó là 3.
2. Tại sao hóa trị của sắt là 2 và 3?
Hóa trị của một nguyên tố là số lượng electron mà nó thu được hoặc mất đi hoặc chia sẻ để đạt được cấu hình khí hiếm. Lưu ý rằng quỹ đạo 3d của sắt có 1 cặp electron, và các electron còn lại chưa ghép cặp. Do đó, sắt có thể có hai trạng thái hóa trị là +2 và +3. Khi sắt tặng đi 2 electron ở quỹ đạo 4s, nó có hóa trị +2. Đôi khi, sắt có thể mất đi một trong các electron đã ghép cặp từ quỹ đạo 3d, khiến quỹ đạo 3d chứa các electron chưa ghép cặp. Lúc này, hóa trị của sắt sẽ là +3.
Ví dụ: Fe(OH)3 và Fe(OH)2, FeO và Fe2O3. Giải thích đơn giản là 2 lớp ngoài cùng của sắt là 4s2 và 3d6 có mức năng lượng gần bằng nhau. Nên nếu 4s2 cho electron thì Fe có hóa trị +2, và trong một số trường hợp, lớp 3d6 nhường electron thì Fe có hóa trị +3.
Trong các bài toán hóa học, nếu không ghi gì mặc định, chúng ta thường xét Fe có hóa trị +2. Nếu đề bài cho Fe (III), thì sắt lúc này có hóa trị +3.
3. Một vài lưu ý về hóa trị của Fe
Chính vì sắt có hai hóa trị 2 và 3, nên trong các phản ứng có thể xảy ra nhiều diễn biến khác nhau. Ví dụ, khi sắt tác dụng với H2SO4 loãng, chúng ta sẽ thu được muối Fe2+ (do H2SO4 loãng là axit yếu). Nhưng khi sắt tác dụng với H2SO4 đặc nóng, chúng ta sẽ thu được muối Fe3+ (H2SO4 đặc nóng mạnh hơn).
Các bài toán mà sắt tác dụng với H2SO4 hoặc HNO3 thường gặp trong lý thuyết và bài tập ở cấp 3. Đây là các phản ứng oxy hóa khử đòi hỏi kỹ năng cân bằng phương trình và kiến thức lý thuyết vững chắc.
Đến đây, chúng ta đã tìm hiểu về sắt (Fe) và hai hoá trị của nó. Việc hiểu rõ về các chất hóa học là rất quan trọng, giúp chúng ta áp dụng kiến thức vào thực tế và giải quyết các bài toán hóa học một cách thành công.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các kiến thức hóa học cơ bản, hãy ghé thăm trang web wsc.edu.vn.
