【中学2年】化学式とは？覚えておきたい一覧と書き方をわかりやすく解説

化学式とは？元素記号との違いをわかりやすく解説

H₂OやCO₂は、いったい何を表しているのでしょうか。まずは化学式の意味と、混同しやすい元素記号との違いを確認しましょう。

化学式は物質を元素記号と数字で表したもの

化学式とは、物質が何からできているかを、元素記号と数字などで表したものです。たとえば水は「H₂O」、二酸化炭素は「CO₂」と書きます。化学式を見れば、その物質がどんな元素の組み合わせでできているかがわかります。

身近な物質の化学式と含まれる元素は次のとおりです。

身近な物質の化学式と含まれる元素

同じ元素を含んでいても、原子の数や組み合わせが違えば別の物質になります。化学式を見るときは、元素の種類だけでなく数字まで確認することが大切です。

化学式は世界共通の書き方です。国や言語が違っても、H₂Oと書けば水だと伝わります。

原子・分子・元素記号の関係

化学式を理解するには、「原子」「分子」「元素記号」の違いを知っておく必要があります。

原子・分子・元素記号の違いは次のとおりです。

原子・分子・元素記号の違い

3つの関係は「原子の種類を元素記号で表し、元素記号を組み合わせて物質を化学式で表す」と整理できます。元素記号は「原子の種類」、化学式は「物質」を表すという違いを覚えておきましょう。

違いがよくわかるのが、HとH₂の比較です。Hは水素を表す元素記号です。一方、H₂は水素原子2個が結びついた水素分子1個を表す化学式になります。

ただし、元素記号と化学式が同じ形になる物質もあります。たとえば銅は、元素記号も化学式も「Cu」です。銅は分子をつくらない物質なので、元素記号がそのまま化学式になります。

化学式を読み書きするには、HやOなど基本の元素記号を知っておくことが欠かせません。元素記号をまだ覚えられていない人は、一覧や語呂合わせで先に確認しておきましょう。

元素記号の覚え方！中学・高校生が最初に覚えるべき一覧と語呂合わせを解説

参考：中学校理科教科書Web版 2年「化学変化と原子」｜学校図書

化学式の読み方・書き方を3ステップで解説

化学式を読むときは、まず元素記号から原子の種類を、次に右下の数字から原子の数を確認します。さらに、原子のモデルを使い、化学式を書き表す方法も見ていきましょう。

ここで紹介するのは、H₂OやCO₂など代表的な化学式を読み解くための手順です。どんな物質の化学式も自力で作れる方法ではない点に注意してください。

①元素記号から原子の種類を読み取る

化学式を見たら、まずは元素記号で区切って、どの元素が含まれるかを確かめます。最初に元素記号ごとに区切ることが、化学式を正しく読む第一歩です。

水のH₂Oなら、「H」と「O」に区切れます。Hは水素、Oは酸素を表すので、水は水素と酸素でできているとわかるでしょう。二酸化炭素のCO₂も、「C」と「O」に区切ると炭素と酸素からできているとわかります。

区切るときは、大文字と小文字の決まりに注目しましょう。元素記号はアルファベット1文字か2文字で書き、2文字の場合は2文字目を小文字にします。

たとえば塩化ナトリウムは「NaCl」と書きます。「Na」と「Cl」はそれぞれ1つの元素記号なので、2文字目を小文字にすることが大切です。大文字が出てくる位置で区切れば、Na（ナトリウム）とCl（塩素）に分けられます。

なお、化学式はアルファベットと数字をそのまま読むこともあります。たとえばH₂Oは「エイチツーオー」、CO₂は「シーオーツー」と読みます。ただし、物質名を答える問題では、それぞれ「水」「二酸化炭素」と答えましょう。

②右下の数字から原子の数を読み取る

元素の種類がわかったら、元素記号の右下にある小さな数字を確認します。右下の小さな数字は、その直前にある原子の数を表しています。

H₂Oの「2」は、Hのすぐ右下についています。つまり、水分子1個には水素原子が2個含まれるという意味です。

Oの右下には数字がありません。数字が書かれていないときは「1個」を表すため、酸素原子は1個です。「H₂O₁」とは書かず、1は省略するのが決まりになっています。

CO₂の場合は、Oの右下に「2」があります。二酸化炭素分子1個には、炭素原子1個と酸素原子2個が含まれるということです。

右下の数字は、物質の正体そのものを表しています。そのため、数字を勝手に変えたり省いたりすることはできません。H₂Oの2を消して「HO」にすると、もう水ではなくなります。

③原子の組み合わせを化学式で表す

読み取り方がわかったら、今度は原子のモデルから化学式を書いてみましょう。

水分子は、水素原子2個と酸素原子1個からできています。モデルを見ながら、それぞれを元素記号のHとOに置きかえ、原子の数を右下に書くとH₂Oになります。

二酸化炭素も同様です。炭素原子1個と酸素原子2個からできているため、CO₂と表します。

モデルの原子を元素記号に置きかえ、数を右下に書けば、化学式を自分で書けます。ただし、この方法が使えるのは、物質のモデル（原子の種類と数）がわかっている場合です。物質名だけから原子の数を想像して、化学式を作れるわけではありません。教科書に出てくる物質のモデルと化学式を、セットで覚えていきましょう。

また、すべての物質が分子からできているわけではありません。塩化ナトリウム（NaCl）や酸化銅（CuO）は、分子をつくらない物質です。

これらは、たくさんの原子が規則正しく並んでできています。そのため、化学式では原子の数の比を表します。塩化ナトリウムは、ナトリウム原子と塩素原子の数の比が1：1なので、NaClと書きます。

間違えやすい化学式と数字の違い

数字は、元素記号の右下だけでなく、化学式の前につくこともあります。前につく数字は、分子や原子がいくつあるかを表すものです。たとえば2H₂Oは、水分子H₂Oが2個あることを意味します。

この2種類の数字や、よく似た化学式は取り違えやすいポイントです。代表的な例を比べてみましょう。

間違えやすい化学式の比較

化学式の右下の数字は、分子をつくる原子の数などを表します。一方、前につく数字は、分子や原子がいくつあるかを表すものです。数字の位置によって意味が変わるため、区別して覚えましょう。

間違えやすいのが、「酸素の化学式」をOと書いてしまうケースです。空気中の酸素は、酸素原子2個が結びついた分子として存在しています。物質としての酸素を答えるときは、O₂と書きましょう。

COとCO₂も、性質がまったく異なる物質です。一酸化炭素は有毒な気体で、二酸化炭素とは別物として扱われます。

【中学理科】覚えておきたい化学式一覧

テスト対策では、まず基本の10個を固め、そのあと追加の化学式に広げるのが効率的です。学習する学年や範囲は、学校・教科書によって異なります。

中学2年生がまず覚えたい基本の化学式

まずは、水素や酸素、水など、授業でよく登場する基本的な化学式10個を確認しましょう。

中学2年生がまず覚えたい基本の化学式10選

この10個は、授業の実験や化学反応式でくり返し登場する物質です。酸化銀のAg₂Oは、Oではなく銀（Ag）の右下に2がつく点に注意しましょう。

中学理科で追加して覚えたい化学式一覧【単体・化合物別】

基本の10個を書けるようになったら、次の化学式にも挑戦しましょう。物質は、1種類の元素だけでできた「単体」と、2種類以上の元素が結びついた「化合物」に分けられます。単体か化合物かを意識すると、化学式に元素記号がいくつ並ぶかの見当がつきます。

まずは、追加で覚えたい単体の化学式です。

追加で覚えたい単体の化学式

金属の単体は、銅や鉄と同じく元素記号1つで表します。塩素は、基本10選の水素・酸素・窒素と同じく原子2個で分子をつくる仲間です。

続いて、追加で覚えたい化合物の化学式です。

追加で覚えたい化合物の化学式

特に間違えやすいのが、塩化水素（HCl）と塩化ナトリウム（NaCl）です。どちらも「塩化」がつきますが、組み合わさる元素が違います。炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムも名前が似ているので、セットで書き分ける練習をしましょう。

最後に、中学3年の『化学変化とイオン』で学ぶ酸・アルカリの化学式です。中学2年生は、今は目を通しておくだけで構いません。

【中学3年で学習】酸・アルカリなどの化学式

水酸化カルシウムのように、かっこを含む化学式もあります。

参考：中学校学習指導要領（平成29年告示）解説 理科編｜文部科学省

化学式の覚え方とテスト対策

意味がわかっても、テストで書けなければ点数にはつながりません。物質名を見て化学式を書く練習と、練習問題での確認をセットで進めましょう。

化学式は種類と数字の意味を理解して覚える

化学式は、記号の並びだけで覚えようとすると、混同しやすくなります。物質をつくる元素と数字の意味を結びつけて覚えることが、忘れにくくするコツです。

化学式を覚えるための手順は次のとおりです。

化学式を覚えるための3ステップ

特に②で右下の数字を間違えた場合は、原子の数や割合を確認すると、同じミスを防ぎやすくなります。見て覚えるだけでなく、思い出して書く練習が定着につながるでしょう。

1日に5〜10個ずつなど、少しずつ範囲を広げると無理なく続けられます。テスト前日に詰め込むより、数日に分けてくり返すほうが記憶に残りやすくなります。

化学式を書けるか確認！練習問題5問

覚えた化学式を、実際に書けるか試してみましょう。答えを見る前に、まずは自分の力で書いてみることが大切です。

Q1．水の化学式を書きましょう。

Q2．酸素の化学式を書きましょう。

Q3．酸化銅の化学式を書きましょう。

Q4．H₂と2Hの違いを説明しましょう。

Q5．2H₂Oに含まれる水素原子は全部で何個でしょうか。

Q1の答え：H₂O
数字を大きく書いたり、「OH₂」と順番を入れかえたりしないよう注意しましょう。

Q2の答え：O₂
「O」だけでは酸素原子1個の意味になります。

Q3の答え：CuO
銅と酸素の原子数の比が1：1なので、右下に数字はつきません。「CUO」のように、uを大文字にしないよう気をつけましょう。

Q4の答え：H₂は水素分子1個、2Hは結びついていない水素原子2個
迷った人は、比較表をもう一度確認しましょう。

Q5の答え：4個
H₂O1個に水素原子が2個あり、それが2個分なので2×2＝4です。

Q1〜Q3を間違えた人は暗記、Q4・Q5を間違えた人は数字の読み方を復習するのがおすすめです。

化学式についてよくある質問

ここでは化学式についてよくある質問に答えます。

化学式と化学反応式は何が違う？

化学式は物質を表す式で、化学反応式は化学変化を表す式です。化学反応式は、化学式を組み合わせて「どの物質が何に変わったか」を表したものです。

たとえば、水の化学式はH₂Oです。一方、水素と酸素が結びついて水ができる化学変化は、化学反応式で「2H₂ ＋ O₂ → 2H₂O」と表します。

矢印の左側が反応前の物質、右側が反応後の物質です。化学式が正しく書けないと化学反応式も書けないので、まずは化学式を固めておきましょう。

塩酸や食塩水にも化学式はある？

塩酸や食塩水は、複数の物質が混ざった水溶液です。そのため、混合物全体を1つの純物質の化学式で表すことはできません。

塩酸は塩化水素（HCl）が水に溶けたもの、食塩水は塩化ナトリウム（NaCl）が水に溶けたものです。

なお、塩酸はHClと表記されることもあります。HCl(aq)と書く場合は、水溶液中の塩化水素を表しています。

化学式のかっこにはどんな意味がある？

化学式にかっこがある場合、かっこの中をひとまとまりとして考えます。中学2年の基本範囲を超える、発展的な内容です。

たとえば、一覧で紹介した水酸化カルシウムの化学式はCa(OH)₂です。かっこの右下の2は、かっこの中のOHがセットで2つあることを表しています。

そのため、Ca(OH)₂では、Caが1、OとHがそれぞれ2の割合で含まれていることがわかります。かっこのある化学式を見かけたら、「中身が丸ごと数字の数だけある」と読めれば十分です。

まとめ 化学式は意味を理解してから覚えよう

化学式が覚えられないと感じたら、まずはH₂Oの2が何を表すかを説明できるか試してみてください。

説明できれば、基本10選に進む準備は整っています。一覧を隠して物質名から書く練習をし、練習問題で全問正解を目指しましょう。

化学式は、意味を理解してから覚えると、ぐっと忘れにくくなります。書けるようになったら、次は化学反応式に挑戦してみてください。