「イメージ」でつないで点数にする
化学変化と化学反応式
〜ゆうととあかりの、実験室ミステリー〜
「化学反応式？
H₂ + O₂ → H₂O
…あーもう無理！数字が合わない！」
矢印の右と左で数を合わせるのって、パズルみたいでイライラしませんか？
でも大丈夫。化学反応式は「原子たちのダンスパーティー」だと思えば、ルールはシンプルです。
今回は、化学変化の基本（化合・分解・酸化）から、多くの人がつまずく「数合わせ」のコツまでを解説。
温泉でおなじみの「あの危険なガス」の話も出てきますよ！
登場人物
👦 ゆうと：化学反応式の「2」をどこに書けばいいかいつも迷う。スチールウールを燃やして遊ぶのは好き。
👧 あかり：理科が得意。「原子は不滅のダンサー」というイメージを持っている。
第1部 ストーリー解説｜化学変化は「ペアの組み替え」だ！
混ざるだけ？ 変身する？
👦 ゆうと
「ねぇあかり。理科室で鉄と硫黄（いおう）を混ぜて加熱する実験したんだけどさ。
あれって、ただ混ざっただけじゃないの？」
👧 あかり
「ただ混ざっただけなら、磁石を近づけたら鉄だけくっつくよね？
でも加熱した後は、磁石につかなくなったでしょ？」
👦 ゆうと
「あ、そういえば！
それに塩酸かけたら、なんか腐った卵みたいな強烈な匂いがして、先生が『窓開けろー！』って叫んでた。」
👧 あかり
「あはは、それは硫化水素（りゅうかすいそ）だね。温泉地でたまに出る有毒ガスだよ。
磁石につかないし、変な匂いのガスが出る……つまり、『鉄』でも『硫黄』でもない『別の物質』に変身したってこと。」
- 化学変化：物質が、性質の違う「別の物質」に生まれ変わること。
- （例：鉄＋硫黄 → 硫化鉄）
化学反応式は「ダンスのペア決め」
👦 ゆうと
「別の物質になるのはわかったけど、それを式にするのが苦手なんだよなぁ。
H₂ とか O₂
とか、数字をどこにつければいいの？」
👧 あかり
「それはね、『原子たちのダンスパーティー』をイメージするといいよ。」
【図：H（水素原子）とO（酸素原子）が手をつないで踊っているイラスト】
👧 あかり
「ルールは簡単。
『パーティーの前後で、参加者の人数（原子の数）は変わらない』。
誰も帰らないし、勝手に増えたりしないの。」
★水の作り方（2H₂ + O₂ → 2H₂O）を見てみよう！
- 左側（材料）：
- H₂（水素ペア）と、O₂（酸素ペア）がいます。
- 今は Hが2人、Oが2人 だね。
- 右側（完成品）：
- H₂O（水トリオ）を作りたい！
- H₂O には、あれ？ Oが1人 しかいないよ？
👦 ゆうと
「左には O₂ で、2人いたのに、右には1人……。
もう1人のOはどこ行ったの？ トイレ？」
👧 あかり
「原子はトイレに行かない（笑）。消えちゃダメなの。
だから、『水（H₂O ）』をもう1セット作ることで、余った O を
救済してあげるんだよ。」
⚠️ 超重要ルール数字を増やすときは、必ず「化学式の前（係数）」につけます。
（H₂O₂）のように右下の小さい数字を勝手に変えるのはNG！
それだと「過酸化水素」という別の物質になっちゃう。
- 右側を 2H₂O にする（水を2チーム作る）。
- これで O は2人になった！（解決！）
- これで O は2個になったけど、H が 4 個になっちゃった！
👦 ゆうと
「あーっ！ 今度は左側の H₂ （2人）が足りないじゃん！」
👧 あかり
「だから、左側の水素ペアももう1組呼んでくるの。」
- 左側を 2H₂ にする。
- これで Hも4人になった！
★完成！
2H₂ + O₂ → 2H₂O
（※係数はできるだけ小さい整数にするのがルールだよ！）
👦 ゆうと
「なるほど！
『原子が迷子にならないように、チームの数を増やす』ってことか。パズルみたいで面白いかも。」
第2部 化学変化の4大パターン（図解）
化学変化にはいくつか種類があるけど、基本はこの4つだけ！
1. 化合（かごう）
- イメージ：合体！（A ＋ B → AB）
- 例：鉄 ＋ 硫黄 → 硫化鉄
- 実験で光って熱くなるのは、くっついた時のエネルギー（発熱反応）だよ！
2. 分解（ぶんかい）
- イメージ：解散！（AB → A ＋ B）
- 例：炭酸水素ナトリウム → 炭酸ナトリウム ＋ 水 ＋ 二酸化炭素
- ホットケーキが膨らむのは、この時に出る二酸化炭素のおかげ。
3. 酸化（さんか）
- イメージ：酸素くんがくっつく！（A ＋ 酸素 → 酸化A）
- 例：銅 ＋ 酸素 → 酸化銅（黒くなる）
- 激しい酸化：燃焼（マグネシウムがピカッと光るやつ）
- ゆっくり酸化：サビ（鉄がボロボロになるやつ）
4. 還元（かんげん）
- イメージ：酸素くんの受け渡し！（酸化A ＋ C → A ＋ 酸化C）
- 例：酸化銅 ＋ 炭素 → 銅 ＋ 二酸化炭素
- 酸化銅は酸素を取られて「還元」され、炭素は酸素をもらって「酸化」される。
酸化と還元はいつもセットで起きるよ。
- 酸化銅は酸素を取られて「還元」され、炭素は酸素をもらって「酸化」される。
第3部 質量保存の法則｜花火と質量の不思議
👦 ゆうと
「ところでさ、スチールウール（鉄）を燃やすと重くなるじゃん？
でも、木を燃やすと軽くなって灰になるよね。
これって矛盾してない？」
👧 あかり
「いいところに気づいたね！
でも実は、『質量保存の法則（しつりょうほぞんのほうそく）』といって、宇宙のルールでは全体の重さは絶対変わらないんだよ。」
- 鉄が重くなった理由：空気中の酸素がくっついたから。（増えた分＝酸素の重さ）
- 木が軽くなった理由：燃えてできた二酸化炭素や水蒸気が、空気中に逃げたから。
👧 あかり
「逃げた煙や気体も全部袋に閉じ込めて測れば、木だって重さは変わらないんだよ。」
👦 ゆうと
「へぇー！
見えなくても、そこには『原子』がいるってことか。」
👧 あかり
「そう。花火が綺麗な色を出すのも、中で金属の原子たちが燃焼反応（ダンス）をしてるからなんだよ。
全部、原子たちの計算されたショーなんだね。」
【第4部】テストに出る！化学反応式・鉄則3選
数合わせの手順を「型」にしておこう。これなら迷わない！
🛠 数合わせの3ステップ
- まず左→右で「原子の種類ごと」に数を数える。
- 合わない原子を含む物質に係数（前の大きな数字）をつける。（※右下の小さい数字は触らない！）
- 最後に全部チェック（H→O→…の順）して、数が合えば完成！
以下の3つはよく出るので、丸暗記ではなく、自分で「作れる」ようにしておこう！
1. 水の電気分解（分解）
2H₂O → 2H₂ + O₂
- 考え方：右辺のO₂ （2個）に合わせるために、左辺の水を2倍（2H₂O）にする。するとHが4個になるので、
右辺の水素も2倍（ 2H₂）にする。 - イメージ：水ペア2組が解散して、水素ペア2組と酸素ペア1組になる。
2. 銅の酸化（化合・酸化）
2Cu + O₂ → 2CuO
- 考え方：左辺の O₂ （2個）に合わせるために、右辺の酸化銅を2倍（2CuO）にする。
すると Cu が2個になるので、左辺の銅も2倍（2Cu）にする。 - 注意：銅は金属なのでCu₂ ではなく2Cuと書くこと！（分子を作らないから）
3. 炭酸水素ナトリウムの熱分解（分解）
2NaHCO₃→ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂
- 超重要：これは長いので、まずは「生成物（できたもの）3つ」を完璧に覚えよう。
- 炭酸ナトリウム（ Na₂CO₃） ＋ 水（H₂O） ＋ 二酸化炭素（CO₂ ）
- 係数のコツ：右辺に Naが2個ある（Na₂CO₃）ので、左辺の NaHCO₃ に「2」をつければ、それだけで全原子の数が合う！
- 覚え方（語呂合わせ）：「2人のナホコさんが (2NaHCO3)、ナツコさんと (Na2CO3) 水と二酸化炭素になった」
【第5部】よくある質問（Q&A）｜原子と分子のギモン
- Q1. 「原子」と「分子」って何が違うの？
-
A. 「一人ぼっち」か「チーム」かの違いです。
- 原子（げんし）： 物質を作る最小の粒。一人ぼっちの状態。（例：H、 O）
- 分子（ぶんし）： 原子がいくつか手をつないだチーム。（例：H₂、 H₂O）
酸素などは、普段は寂しがり屋なので O ではなく O₂ (分子）として空気中を漂っています。
- Q2. 化学反応式で「=（イコール）」を使っちゃダメ？
-
A. ダメです！ 必ず「→」を使いましょう。
数学のイコールは「左と右が同じもの」という意味ですが、
化学変化は「時間が進んで別のものに変わる」という意味なので、矢印を使います。
これだけでバツになるので注意！ - Q3. 質量保存の法則に例外はないの？
-
A. 中学理科の範囲ではありません！
どんなに不思議に見えても（質量が増えたり減ったりしても）、
必ず「見えない気体」が出入りしているだけです。
「密閉容器（フタをしたビン）」の中で実験すれば、
どんな化学変化でも質量は絶対に変わりません。
テストで聞かれたら自信を持って「変わらない」と答えよう！
【第6部】確認問題
Q1. 次の化学変化は「化合」「分解」「酸化」「還元」のどれ？
(1) 酸化銀を加熱したら、銀と酸素になった。
(2) マグネシウムを燃やしたら、酸化マグネシウムになった。
👉 答えを見る
(1) 分解（分かれているから）
(2) 酸化（または化合・燃焼）
Q2. 化学反応式の係数（【 】の数字）を答えなさい。
【 】H₂ +【 】 O₂ →【 】 H₂O
👉 答えを見る
答え：【2 】H₂ +【1 】 O₂ →【2 】
解説：原子の数が左右で合うか確認しよう！
Q3. 木炭が燃えて質量が減ったように見えるのは、何という法則が成り立っていないから？
ア. 質量保存の法則
イ. 成り立っているが、気体が逃げただけ
👉 答えを見る
答え：イ
解説：法則は絶対！ 測り忘れた気体があるだけだよ。
エンディング｜ゆうととあかりから受験生へ
👦 ゆうと
「化学反応式って、ただの数合わせパズルだったんだな。
原子がトイレに行かない（消えない）って思えば、迷子を探すだけで解けるわ。」
👧 あかり
「その通り！
難しそうな記号も、ただの原子たちのダンスの記録だよ。
まずは『矢印の左右で数を合わせる』ことから始めてみてね。」
👦 ゆうと
「よーし、次はテスト用紙の上でダンスパーティーを開いてやるぜ！」
👦👧
「次回は、いよいよ『計算問題』に挑戦！
銅と酸素の最強の比率を伝授するよ。お楽しみに！」
