【中学2年生必読】化学式とは？書き方や元素記号の覚え方を紹介

中学2年生になると、理科の授業で「化学式」について学びます。授業を受けている方の中には「水素と酸素を合わせて水になる」などと言われてもよく分からない方がいるかもしれません。とはいえ、テストで高得点を取るためには、元素記号や化学式についてしっかりと理解し、覚える必要があります。この記事では、化学式とは何かや元素記号の覚え方などを紹介します。

＜この記事で紹介していること＞
・化学式とは何か
・中学で覚える元素記号
・化学式に関する練習問題

化学式とは

化学式について理解するためには「元素記号」について知る必要があります。教科書などでは元素記号とは「原子を表記するために用いられる記号のこと」と説明されています。簡単に言うと「水素はH」「酸素はO」などのように、原子をアルファベットで表したもののことなのです。化学式とは、この元素記号を用いて身の回りの物質を表したものです。

例えば、水は「2つの水素と1つの酸素」からできていますが、化学式で表すと「H2O」と表記されます。「2つの水素と1つの酸素」と説明するよりも「H2O」と書くほうがよりスマートに「水」を表すことができるのです。化学式に似た言葉に「組成式」があります。化学式と組成式の違いは「原子の数の比で表すかどうか」です。

例えば「C4H8O2（酢酸エチル）」という物質があったとします。酢酸エチルは「炭素4個・水素8個・酸素2個」でできていることが分かるでしょう。酢酸エチルを組成式で表す場合は「4:8:2=2:4:1」と計算し「C2H4O」と表記されます。つまり、化学式は「原子の種類と数を表した式」、組成式は「原子の種類と比を表した式」なのです。

単体の化学式

空気中の酸素や、イヤホンのケーブルに使われている銅などは、他の原子と結びつかずに単独に存在しています。このように、1種類の原子からできている物質を「単体」と呼びます。そのため、空気中の酸素を表す際は「O2」、銅を表す際は「Cu」と表記するのです。この記事を読んでいる方の中には「なんで酸素には2がつくの？」と疑問に思う方がいるかもしれません。

実は、水素（H）・酸素（O）・窒素（N）・塩素（Cl）などの気体は、原子1個だけで存在することができずに、常に2個のペアがくっついて存在しています。逆に、銀（Ag）・鉄（Fe）・Cu（銅）・Mg（マグネシウム）などの金属は、原子1個だけで存在することができるのです。

気体のように、原子が複数結合してできた物質を「分子」と呼びます。そのため、空気中に存在する酸素は「酸素分子」と呼ばれています。テストで「酸素の化学式を答えなさい」と言われたら「酸素分子（O2）」で答えるようにしましょう。

化合物の化学式

単体は「1種類の原子からできている物質」を表しますが、世の中には複数種類の物質がくっついて存在しているものが多くあります。このように、2種類以上の物質が組み合わさってできている物質を「化合物」と呼びます。

比較的覚えやすい化合物の代表が「水（H2O）」です。気体同士だけでなく、気体と金属が組み合わさった「塩化水素（NaCl）」や「酸化銅（CuO）」もあります。化合物は、組み合わさった原子の種類が多ければ多いほど名前が長くなります。「水酸化ナトリウム（NaOH）」は3種類の原子から構成されており、覚えるのが難しいと感じる方がいるかもしれません。

名前の覚え方のポイントは「元素記号の並び順は日本語と逆」という点です。NaOHを逆から読むと「水素・酸素・ナトリウム」の順番になり、水酸化ナトリウムと読むことができるのです。

中学で覚える元素記号

中学理科における大きな壁の1つが「元素記号の暗記」です。元素記号を暗記しないと、テストで高得点を狙うことができないでしょう。実は、中学理科に出てくる元素は30種類もありません。つまり、この元素記号を覚えてしまえばテストで高得点を狙うことができるのです。

元素記号の覚え方は人それぞれですが、以下のような語呂合わせで覚える方法があります。暗記が苦手な方は、画像の周期表を見ながら「水兵リーベ僕の舟。７曲がりシップス、クラークか」の暗記にチャレンジしてみましょう。

化学反応式の書き方

化学式の次に立ちはだかる壁は「化学反応式」です。化学反応式とは、物質同士の化学変化を化学式で表したものを指します。化学反応式を書く際に気を付けるポイントは「=」ではなく「→」で式を記述する点です。例えば、水素分子（H2）と酸素分子（O2）が化合する場合の化学式は、以下のように記述されます。

2H2+O2→2H2O

「=」で書いた場合は減点されてしまうため、テストの際は注意するようにしましょう。上記した化学反応式にある「2H2」の先頭に2がついていることに疑問を感じる方がいるかもしれません。これは水素分子（H2）が2つあることを意味しています。
この化学反応式を導き出すためには、2つのステップを踏む必要があります。

1.分子の数を気にせずに化学反応式を記述する


化学反応式を書く最初のステップは、分子の数を気にせずに一度化学反応式を組み立ててみることです。分子の数を気にせずに書くと以下のようになります。

H2+O2→H2O

2.左辺と右辺で原子の数を揃える


「H2+O2→H2O」の右辺に着目したとき、水は水素（H）が2個と酸素（O）が1個で構成されていることが分かります。左辺（→の左側）と右辺（→の右側）で原子の数を揃えるために「H2+O→H2O」を記述したくなるかもしれませんが、この化学反応式は誤りです。

なぜなら、酸素は基本的に2つペアの酸素分子（O2）として存在しているからです。そのため、左辺と右辺の化学式すべてを2倍にして「2H2+O2→2H2O」と記載するのが正しいのです。なお、水素分子（H2）は2つペアで安定しているため、2倍にしても「H4」とはなりません。

練習問題

化学式に慣れるために、練習問題を4問解いてみましょう。

1.鉄と銅をそれぞれ化学式で答えなさい。
2.酸素と水素をそれぞれ化学式で答えなさい。
3.塩化ナトリウムを化学式で答えなさい。
4.酸素と銅の化合を化学反応式で答えなさい。

練習問題の解答は以下の通りです。

1.鉄：Fe　銅：Cu
2.酸素：O2　水素：H2
3.2Na+Cl2→2NaCl
4.O2+2Cu→2CuO

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中学理科は勉強のレベルが上がり「理解」と「暗記」の両方が大切です。1人で理解できないものを延々と考え続けても、勉強は捗りません。暗記する量が多く心が折れてしまいそうになる方もいるでしょう。

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まとめ｜元素記号は語呂合わせでマスターしよう

化学式とは、この元素記号を用いて身の回りの物質を表したものです。化学反応式を書くためには、元素記号や化学式を覚える必要があります。暗記する量が多いと感じる方がいるかもしれませんが、語呂合わせなどで工夫しながら覚えることができるでしょう。
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