中学理科中学2年生化学

化学反応式のつくり方｜係数の合わせ方をやさしく【中2理科】

中2理科でつまずく「化学反応式」を図解。原子・分子のモデル図で、反応の前後で原子の種類と数が変わらない（保存される）ことを見せ、左右の原子の数をそろえて係数をつける手順をやさしく解説。水の電気分解・炭素の燃焼・鉄と硫黄の例と練習でわかります。

「化学反応式の前についてる『2』って、どうやって決めるの？」——その正体が係数です。係数は当てずっぽうでつけるものではなく、反応の前と後で原子の数がぴったり同じになるように決まります。原子のモデル図で見れば、丸暗記しなくても自分で合わせられるようになります。

化学反応式のつくり方（手順）

たとえば、水素と酸素から水ができる反応は、

$2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \longrightarrow 2\mathrm{H_2O}$

と書きます。左右どちらも、水素原子Hが4個・酸素原子Oが2個。きちんとそろっています（このそろえ方をこれから見ていきます）。

矢印（→）は「変化してこうなる」

化学反応式の → は、**「左の物質が変化して右の物質になる」**という意味です。算数の「＝（等しい）」とは少しちがって、**向き（前→後）**があります。

• → の左：反応する前の物質（反応前）
• → の右：反応してできた物質（反応後）
• ＋：「と」「いっしょに」の意味（複数の物質をつなぐ）

「2H₂ ＋ O₂ → 2H₂O」なら、「水素2つ分と酸素1つ分が反応して、水2つ分になる」と読みます。

どうして左右で原子の数をそろえるの？

化学変化では、原子はなくなったり新しく生まれたりしません。原子の組み合わせ（くっつき方）が変わるだけです。だから反応の前と後で、原子の種類も数もまったく同じになります。これを図で見てみましょう。

水素原子（小さい青丸）は、反応前は4個、反応後も4個。酸素原子（大きいだいだい丸）は、前も後も2個。数はまったく変わらず、くっつく相手だけが変わっています。これが「原子の数は保存される（質量保存の法則のもと）」ということ。だから化学反応式は、左右の原子の数がそろっていないといけないのです。

セナ

H₂O の前の「2」って、酸素を2個にするってこと？

ホクト先生

いいところに気づいたね！ 化学式の前につける大きな数（係数）は、その分子まるごとの個数を表すんだ。だから「2H₂O」は「水の分子が2個」。中の小さい数（H₂Oの2）は分子1個の中の原子の数で、こっちは勝手に変えちゃダメ。前の数（係数）だけを調整して、原子の数をそろえるんだよ。

係数の合わせ方（数えてそろえる）

係数は、左右の原子の数を見くらべて、足りないほうを補うようにつけます。水素＋酸素→水を例に、手順を図で追ってみましょう。

ポイントは、化学式の中の小さい数（H₂ や O₂ の2）は変えず、前の係数だけで調整すること。係数はいちばん簡単な整数比にします（全部に共通の約数があれば割る）。係数の「1」は書きません。

セナ

数を合わせるために、O₂ を O₃ に書きかえちゃダメなの？

ホクト先生

それはダメ！ O₂（酸素分子）と O₃（オゾン）は別の物質になっちゃうからね。化学式そのもの（中の小さい数）は、その物質の正体だから変えられない。動かしていいのは前の係数だけ。ここを守れば、まちがった物質を作らずに数をそろえられるよ。

よくある間違い

やってみよう（練習問題）

化学反応式は、暗記ではなく「原子の数をそろえるパズル」です。前と後で原子の数は変わらない——この一点さえつかめば、初めて見る反応でも、自分で係数を合わせられるようになります。