化学式と化学反応式
物質を元素記号で表すのが化学式、化学変化を化学式で表したものが化学反応式です。反応式を読み書きできると化学変化の本質が見えてきます。
基本知識
化学式は元素記号と右下の数字(添字)で物質の組成を表します。添字1は省略します。例: H2O(水)、CO2(二酸化炭素)、NaCl(塩化ナトリウム)。
化学反応式は化学変化を「反応物 → 生成物」の形で書いた式です。反応の前後で原子の種類と数が等しくなるよう係数を合わせます(係数1は省略)。
書き方の手順:
① 反応物と生成物の化学式を矢印(→)の左右に書く
② 各原子の数を左右で等しくするために係数を調整する
③ 係数は最小の整数比にする
例: 水の生成 2H2 + O2 → 2H2O
確認: 左辺 H=4・O=2、右辺 H=4・O=2 ✓
重要な反応式:
・炭素の燃焼: C + O2 → CO2
・マグネシウムの燃焼: 2Mg + O2 → 2MgO
・塩酸と鉄: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
化学式（元素記号と添字で物質の組成を表した式）
化学反応式（反応物→生成物を化学式で表した式）
係数（化学式の前に付ける整数。原子数を合わせるために使う）
反応物（化学変化で変化前の物質。矢印の左側）
生成物（化学変化で変化後にできた物質。矢印の右側）
燃焼（物質が酸素と結合して光や熱を出す化学変化）
深掘り
化学反応式は化学の「言語」です。反応式を正確に書けると、反応に関わる物質の量的関係（モル比）まで読み取れます。中学では係数の整合を確認することが最重要です。
係数を合わせるコツ: ① 最も種類の多い原子から合わせる ② 1つの物質にしか含まれない原子から先に合わせる ③ 最後に全体を確認して最小整数比にする。
注意が必要な化学式:
・二酸化炭素 CO2（CO とは別物。CO は一酸化炭素）
・水蒸気も水も H2O（状態が違うだけ）
・塩化ナトリウム NaCl（分子をつくらないイオン結晶）
・酸化銅 CuO（銅と酸素が1:1）
- 化学反応式＝反応物 → 生成物（矢印は一方向）
- 反応式の左右で原子の種類と数を等しくする
- 係数は原子の前、添字は原子の後ろの右下
- 係数1は書かない
2H2O：H2O が2個（H原子4・O原子2）- 水の生成:
2H2 + O2 → 2H2O - 炭素燃焼:
C + O2 → CO2
注意点
① 係数(分子の数)と添字(原子の数)は全く意味が違う。2H2Oの2は係数(分子数)、H2の2は添字(H原子数)。② 添字は後からは変えられない(物質そのものが変わる)。原子数を合わせるのはあくまで係数で行う。③ 矢印の向きは化学変化の方向を示し、数学の等号「＝」とは意味が違う。④ CO(一酸化炭素)とCO2(二酸化炭素)は全く別の物質。
練習
- 水素と酸素が反応して水ができる化学反応式を書きなさい。
- 次の化学反応式の係数を合わせなさい:
__H2 + __N2 → __NH3 - 炭素が燃焼する化学反応式を書き、反応物と生成物の名称を答えなさい。