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化学式の種類

著者名: 藤山不二雄
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はじめに

ここでは、化学式について説明をします。
この化学式を理解すれば、やっとスタートラインに立てますのでしっかりと気を引き締めていきましょう!
化学式とは

化学式とは4つの式の総称のことです。
分子式イオン式組成式、そして構造式です。(示性式というものもありますが、ここではおいておきます)
それでは1つずつみていきましょう。
分子式

分子式とは、その物質を構成している元素が、それぞれ何個集まってできているのかを表した式です。つまり1分子を構成する元素とその個数を書き並べた式のことです。
水であればH20(水素元素が2個、酸素元素が1個)、二酸化炭素であればCO2(炭素元素が1個、酸素元素が2個)といった具合です。
あくまでも元素がいくつ集まっているのかにフォーカスしたものであることに留意

イオン式

原子には、安定している希ガスの電子配列に似せようとする働きがあります( 最外殻電子の数を合わせようとします。)
どの希ガスに近づこうとするのかも決まっており、希ガス以外の原子は、その原子番号から一番近い原子番号の希ガスの最外殻電子の形をとろうとします。

例えばナトリウム(Na)は、一番近くの希ガスであるネオン(Ne)の最外殻電子の数に似せようとします。
ナトリウムの場合、K殻には2個の電子、L殻には8個の電子、そしてM殻には1個の電子がくっついています。これをネオン(K殻が2個、L殻が8個)に近づけるためにはM殻の電子を1つ取り除かなければなりませんね。
そのM殻の電子を取り除いたときのナトリウムの状態をと表します。
マイナスの電子を1つ取り除いたので、残ったものはプラスの電気を帯びています。
これがイオン式です。

イオンには、陽イオンと呼ばれるものと陰イオンと呼ばれる2種類のイオンがあります。ナトリウムのようにとプラスの電荷を帯びた陽イオンと、塩素のようにマイナスの電荷を帯びた陰イオンです。
イオンには、単原子だけではなく、アンモニアのように原子団がイオンを帯びているものも存在しています。
組成式

組成式とは、プラスの電荷を帯びた陽イオンと、マイナスの電荷を帯びた陰イオンとがくっついて別の物質になったときに、その物質を表す式のことです。

例えば、ナトリウム()と塩素()がくっついた場合は塩化ナトリウム(NaCl)ができます。ここでポイントなので、プラスの数とマイナスの数が同じになるように、イオンの数を互いの最小公倍数で合わせるということです。

ナトリウムイオン・塩素イオンはそれぞれ、プラスの電荷/マイナスの電荷が1つずつなので、1:1の割合でくっつきます。

では水素イオン(H+)と酸素イオン(O2-)をくっつけるとどうなるでしょうか?

水素イオンと酸素イオンの電荷の数の比率は2:1です。が2こ集まってやっとと数があいますからね。)
これからできる物質は、そう水「」ですね。
プラスとマイナスの電荷の数が同じになるようにするという点がポイントです。

分子式との違いは、組成式は、ある物質が分子のようなまとまりで表せない場合や、そうするよりもわかりやすい場合にその物質を構成する原子の存在の比を表すために使うという点です。
構造式

物質の構造を示すための式を 構造式と呼びます。
どういうことかと言いますと、2つ以上の原子がつながってできた化合物の場合、どのような構造でくっついているのかということを示さなければなりません。
上記で挙げた分子式やイオン式、組成式では何と何がくっついているのかということはわかるのですが、どのようにくっついているのかを把握することができません。
上記の3つが材料を表した式ならば、この構造式は設計図を表した式と言えるでしょう。

例えばCO2だとのように表記します。
アンモニア(NH3)であれば以下のようになります。
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まとめ

いかがでしたでしょうか。
どの式が何を示しているのかをきちんと理解しておかなければ、次のステップに進んだときに頭の中が混乱してしまいます。しっかりと覚えておきましょう。

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『教科書 化学Ⅰ』 東京書籍

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