それでは、今日の講義を始めよう。
動画による解説はこちら（↓↓↓）を参照ください。
■ポイント１：単原子イオンと多原子イオン
まずは単原子イオンと多原子イオンからだ。
それでは最初に、代表的な陽イオンの価数とイオン式から見ていこう。
水素のイオンは、このようにH＋と書いて表現する。
次のアンモニウムイオン。アンモニアがイオンになったものだ。
これはNH４＋と書く。
どんどんいこう。カルシウムイオンはCa２＋と書き、さらにアルミニウムイオンはAl３＋と書く。
さぁ、これで表にあるイオン式は全て書いた。しかし、左側の価数がまだ埋まっていないから、こちらを見ていこう。イオンの価数は、陽イオンであれば、電子を失った個数書けばいいわけだ。
ということで、このようになる。水素イオンとアンモニウムイオンは１価、カルシウムイオンは２価、アルミニウムイオンは３価と書く。
次に、代表的な陰イオンの価数とイオン式を見ていこう。
まずは、塩化物イオンだ。これは今までに何度か出てきたなぁ。Cl－と書く。次の水酸化物イオン。これはOH－と書く。さらに炭酸イオン。ここから難しくなってくる。CO3２－と書く。Oの右下の３は酸素原子が３個あることを意味していることにも注意してほしい。少し複雑だ。さらに複雑なのがリン酸イオンだ。PO4３－と書く。Oの右下に４と書いてあるから、リン酸イオンには４個の酸素原子が含まれていることも忘れないようにな。
大変だが、まずこれらのイオン式をすべて覚えてもらわないといけない。
さぁ、それでは価数の方を見ていこう。
陰イオンの価数は、電子をもらった個数書くことになる。
塩化物イオンは、以前確認した通り１個の電子を受けとって、水酸化物イオンも同じく価数は１。炭酸イオンは２－だから２個の電子を受けとり、リン酸イオンは３－だから３個の電子を受け取ったイオンであると理解できる。
さて、今、代表的な（陰イオンの）イオン式を確認してきた訳だが、塩化物イオンは１個の原子からなるイオン。それに対して、それ以外のイオンは２個以上の原子からなるイオンだ。これを次のように分類してまとめておこう。
２個以上の原子からなるイオンを多原子イオン。
（多原子イオンとは）多くの原子からなるイオンと言うことだな。これから先、さらに多くの単原子イオンや多原子イオンに遭遇することになると思うが、１個１個しっかりと覚えて行ってもらいたい。
■ポイント２：組成式：イオンからなる物質の表現方法
今からイオンからなる物質の表現方法について、伝えていくつもりだが、その前に、化学式の基本的な解読方法を確認しておこう。今、ここに３つの化学式が示してあり、それぞれの化学式にある２という数字を赤丸で囲んである。まずは、この数字の意味を確認していこう。
１つ目の２は、H2Oの水素原子の右下にある２だ。これは、水素原子が２個あることを示している。そして、２つ目の２は、２H2Oの左側にある２だ。これは、水分子が２個あることを示している。それから最後にMg(OH)2の２は、OとHが２つずつあることを示している。
それぞれの数字の意味を読み間違えることのないようによ～く注意してもらいたい。
それでは本題に移っていこう。
イオンからなる物質の表現方法だが、こいつはなかなか厄介な代物だ。
何が厄介なのかというと、さっき水分子H2Oと表現しただろ。水分子だったら、酸素原子の両側に２個の水素原子がくっついて存在しているから問題ない。
しかし、塩化ナトリウムの結晶を図にしてみるとこんな感じになっている。
ナトリウムイオンと塩化物イオンが上下左右そして前後に密接に結びついているではないか。これを元素記号を使って表現するとどうなる？？
例えば、１ｇの塩化ナトリウムの塊（結晶）であれば、おおよそ、こんな感じ（上図参照）で書かなければならない。
どうだね。この化学式。こんな書き方、とても面倒くさくないか？？
だから、次のように考えていくのだ。塩化ナトリウムの結晶をよく見てみると、プラスのナトリウムイオンとマイナスの塩化物イオンがお互いのプラスとマイナスを打ち消し合って存在している。
ということは、ナトリウムイオンが１個なら塩化物イオンは１個存在し、ナトリウムイオンが１００個なら、塩化物イオンは１００個存在することになる。そこで、代表となるNa＋とCl－を１つずつ取り出してNaClと表現するのだ。
ナトリウムイオンや塩化物イオンが何個あるかは、とりあえず置いといて、Na＋とCl－が１対１の割合で結合するから、塩化ナトリウムはNaClで表現しようというわけだ。
こういうのを組成式という。
ここで整理しておくと、
イオン結晶はたくさんのイオンが相互に密接に結びついて存在している。その全てを書き出すと埒が明かないから、基準となる部分を取り出して表現するのだ。
□組成式の書き方
さて、それでは組成式の正式な書き方を塩化マグネシウムで順番に確認していこう。
まず１番目。陽イオン、陰イオンの順に並べる。
塩化マグネシウムは、陽イオンのマグネシウムイオンと陰イオンの塩化物イオンから出来ているからMg2＋そしてCl―と並べる。
そして２番目。陽イオンと陰イオンの数の比を求める。
ここは、プラスとマイナスを併せて０になるようにする。マグネシウムイオンは１つでプラス２だ。それに対して塩化物イオンは１つでマイナス１だから、この場合はマグネシウムイオン１つに対して、塩化物イオンを２つ、つまり、１：２とする。
次に３番目。２番目に書いた比を元素記号の右下に書くのだ。
（ただし、数字の１は省略する。）
従って、完成した組成式はMgCl２となる。
さて、今日の講義はここまでにしておこう。皆の健闘を祈る。
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