Chỉ số trong công thức hóa học là gì?
Chỉ số là số nhỏ viết dưới ký hiệu nguyên tố trong công thức, cho biết số nguyên tử của nguyên tố đó trong một phân tử. Phân biệt rõ chỉ số và hệ số là kiến thức nền tảng.
Định nghĩa chỉ số
Chỉ số (tiếng Anh: subscript) là con số nhỏ viết dưới-bên-phải ký hiệu hóa học của một nguyên tố, cho biết có bao nhiêu nguyên tử của nguyên tố đó trong một phân tử (hoặc đơn vị công thức).
Ví dụ trong công thức H₂O, chỉ số 2 đứng sau H nghĩa là phân tử nước chứa 2 nguyên tử H. Không có chỉ số sau O nghĩa là có 1 nguyên tử O (chỉ số 1 không viết).
Tính chất của chỉ số
- Chỉ số 1 không viết: NaCl = 1 Na + 1 Cl. KMnO₄ = 1 K + 1 Mn + 4 O.
- Chỉ số xác định bản chất chất: H₂O là nước, H₂O₂ là hiđro peoxit — hai chất khác nhau.
- Chỉ số không bao giờ thay đổi khi cân bằng phương trình. Đây là quy tắc vàng.
- Chỉ số phải đúng theo hóa trị: AlCl₃ đúng vì Al (III) + Cl (I), không phải AlCl₂.
Chỉ số trong ngoặc
Khi một nhóm nguyên tử được đóng ngoặc, chỉ số sau ngoặc nhân với mọi chỉ số bên trong.
Ví dụ Al₂(SO₄)₃:
- Al: chỉ số 2 → có 2 nguyên tử Al.
- Trong ngoặc (SO₄): có 1 S và 4 O.
- Chỉ số 3 sau ngoặc nhân với cả 1 S và 4 O bên trong → có 3 S và 12 O.
- Tổng: 2 Al + 3 S + 12 O = 17 nguyên tử / phân tử Al₂(SO₄)₃.
Ví dụ Ca₃(PO₄)₂: 3 Ca + 2 P + 8 O = 13 nguyên tử.
Ví dụ (NH₄)₂SO₄: 2 N + 8 H + 1 S + 4 O = 15 nguyên tử.
Phân biệt chỉ số và hệ số
Đây là sự nhầm lẫn phổ biến nhất của học sinh lớp 8 mới học hóa. Hãy nhớ:
| Tiêu chí | Chỉ số | Hệ số |
|---|---|---|
| Cỡ chữ | Nhỏ (subscript) | Bình thường |
| Vị trí | Dưới-sau nguyên tố | Trước công thức |
| Áp dụng cho | 1 nguyên tố (hoặc nhóm) | Cả phân tử |
| Thay đổi khi cân bằng? | Không bao giờ | Có — đây chính là việc cân bằng |
Trong 3H₂O:
- Số 3 đứng trước = hệ số (3 phân tử).
- Số 2 nhỏ sau H = chỉ số (2 nguyên tử H mỗi phân tử).
- Tổng nguyên tử H = 3 × 2 = 6. Tổng nguyên tử O = 3 × 1 = 3.
Quy tắc vàng khi cân bằng phương trình
Ví dụ với H₂ + O₂ → H₂O:
SAI: Đổi H₂O thành H₂O₂ để cân bằng O — không được, H₂O₂ là chất khác (peoxit).
ĐÚNG: Đặt hệ số: 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
Bài tập tự kiểm tra
1. Trong KMnO₄ có bao nhiêu nguyên tử mỗi loại?
Đáp án: 1 K, 1 Mn, 4 O.
2. Trong Fe₂(SO₄)₃ có bao nhiêu nguyên tử mỗi loại?
Đáp án: 2 Fe, 3 S, 12 O.
3. Trong 4(NH₄)₃PO₄ có bao nhiêu nguyên tử mỗi loại?
Đáp án: Hệ số 4 nhân với toàn phân tử. Mỗi phân tử có 3 N + 12 H + 1 P + 4 O = 20 ng.tử. Tổng: 12 N + 48 H + 4 P + 16 O.