中学理科中学3年生化学

電離とは｜電離式の書き方と陽イオン・陰イオン一覧【中3理科】

電離とは、物質が水にとけて陽イオンと陰イオンに分かれることです。中3理科の電解質と非電解質のちがい、覚えるべき陽イオン・陰イオンの一覧表と名前のつけ方、電離式の書き方（CuCl₂→Cu²⁺＋2Cl⁻の係数2の決め方）、塩化銅水溶液の電気分解でイオンが動くしくみを、図と練習問題でやさしく解説します。

「イオンの名前が覚えられない」「電離式の 2 がどこから出てくるのかわからない」——中3化学でつまずくのは、たいていこの2か所です。 このページでは、覚えるべきイオンを一覧表にまとめ、係数の決め方を図で見えるようにします。 原子1個の中で何が起きて＋・−になるのかは、イオンとは（原子の構造とイオンのでき方）で先に確認しておくとスムーズです。

電離とは——水にとけて＋と−に分かれること

電離とは、物質が水にとけて、陽イオン（＋）と陰イオン（−）に分かれることです。

大事なのは、電離しても原子の種類は変わらないことです。 ナトリウムはナトリウムのまま、塩素は塩素のまま。 変わるのは「電気を帯びているかどうか」と「くっついているか、ばらけているか」だけです。

電解質と非電解質——電離するか、しないか

水にとかしたとき、その水溶液に 電流が流れる物質を電解質、流れない物質を非電解質 といいます。

ちがいは、水にとけたときに電離するかどうかの1点だけです。

覚え方は「砂糖とエタノールだけ仲間はずれ」。 中学で出てくる非電解質は、ほぼこの2つです。

セナ

砂糖も水にとけたら、目に見えなくなるくらい細かくなるよね？ それなのに、どうして電気は通らないの？

ホクト先生

いい質問！ 「小さくなること」と「電気を帯びること」は別なんだ。 砂糖は 砂糖の分子 という粒のまま、すきまに入りこんでいるだけ。 粒が電気をもっていないから、動いても電気は運べないんだよ。

陽イオン・陰イオンの一覧（ここを覚える）

テストで出るイオンは、そんなに多くありません。 陽イオン8個・陰イオン5個 を、名前・式・価数（＋−がいくつぶんか）のセットで覚えてしまいましょう。

陽イオン（＋の電気をもつ）

陰イオン（−の電気をもつ）

名前のつけ方には規則がある

丸暗記の前に、名前のルール を知っておくと一気に楽になります。

• 陽イオン … 元素の名前をそのまま使って「〜イオン」。銅→銅イオン、亜鉛→亜鉛イオン。
• 陰イオン … 「〜物イオン」または「〜酸イオン」。名前が変わります。

とくに 塩素 → 塩化物イオン は要注意です。 「塩素イオン」と書くとバツになります。

NH₄⁺・OH⁻・NO₃⁻・SO₄²⁻・CO₃²⁻ は、いくつかの原子がまとまって1個のイオンとしてふるまう 仲間です。 分解して考えず、この形のまま覚えてしまいましょう。

電離式の書き方——係数は「＋と−の数」で決まる

電離のようすを式で表したものが 電離式 です。 書き方は3ステップです。

まずは係数のいらない、いちばん簡単な3つから。

$\mathrm{NaCl} \rightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{Cl^-}$

$\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{H^+} + \mathrm{Cl^-}$

$\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{OH^-}$

どれも ＋1 と −1 なので、そのままつり合っています。

つまずきポイント——係数の 2 が必要になる式

問題は、価数が ＋2 や −2 のイオンが出てくるときです。

$\mathrm{CuCl_2} \rightarrow \mathrm{Cu^{2+}} + 2\mathrm{Cl^-}$

$\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow 2\mathrm{H^+} + \mathrm{SO_4^{2-}}$

銅イオンは ＋2 の電気をもっています。 これを打ち消すには、−1 の塩化物イオンが 2個 必要です。 だから Cl⁻ の前に 2 をつけます。

つまり、電離式の係数は「＋と−を足すとゼロになる数」 を選べば決まります。 この「＋と−の打ち消し合い」は、算数・数学の 正負の数のたし算・ひき算 とまったく同じ計算です。 (＋2) ＋ (−1) ＋ (−1) ＝ 0 が言えれば、係数の 2 は自然に出てきます。

セナ

CuCl₂ の「₂」と、2Cl⁻ の前の「2」って、同じ数字が2回出てくるけど……偶然？

ホクト先生

偶然じゃないよ。 もとの CuCl₂ に 塩素が2個 ふくまれているから、分かれたあとも 塩化物イオンが2個 出てくるんだ。 だから、迷ったら「もとの化学式に何個入っていた？」を先に数えるといい。 そのあと、＋と−の合計がゼロになるかで確かめれば完ぺきだよ。

イオンはどちらの電極へ動く？（塩化銅水溶液の電気分解）

電離したイオンが本当に動いていることは、電気分解 で目で見て確かめられます。

塩化銅水溶液に電流を流すと、陰極（−）に赤色の銅 がつき、陽極（＋）から塩素 が発生します。 塩素は、プールの消毒のような刺激臭があり、色のついたものを 漂白する はたらきをもちます。

うすい塩酸を電気分解すると

うすい塩酸（塩化水素の水溶液）も電離しているので、電気分解できます。

$\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{H^+} + \mathrm{Cl^-}$

水素イオン H⁺ が陰極へ、塩化物イオン Cl⁻ が陽極へ動くので、陰極から水素、陽極から塩素 が発生します。

ここで記述問題によく出るのが、集まる量のちがい です。 発生した数は同じはずなのに、陽極に集まる塩素のほうが少なく なります。 理由は、塩素が水にとけやすい から。 発生したそばから水溶液にとけてしまうので、試験管にたまる量が減るのです。

電極でどんな変化が起きているのか、電池との関係までくわしく知りたいときは 電池と電気分解 へ進みましょう。

よくある間違い

やってみよう（練習問題）

イオンの一覧と、＋と−を足してゼロにする係数のルール。 この2つがそろえば、電離式はもう手が止まりません。 次は電池と電気分解で、電極でどんな物質ができるのかを確かめにいきましょう。