イオンや分子の成り立ちと化学式、構造式
最外殻の電子を失ったり、最外殻に電子を受け取ったり、他の原子と電子を共有して【H+H

H-H】になる。

H

上図は左から、水素原子(H)、水素イオン（プロトン、または、ヒドロン）(H+)、水素化物イオン（ヒドリド）（H-）、水素分子(H2)である。なお、水素イオンと水素化物イオンが出会うと水素分子を生じる。
最外殻を４つの白丸で書いてみた。（最外殻は、４つの軌道（s 軌道 1 つ、p 軌道 3 つ）を含む。）。
最外殻の電子を１つ、または２つ失い、希ガスと同じ電子配置になっている。

Li+

最外殻に電子を１つ受け入れ、希ガスと同じ電子配置になっている。

Be2+

F-

元素ごとに結合の手の本数が決まっている。（もちろん、例外を生じる場合もある。 (^ ^)/ ）最外殻電子数閉殻となるための結合、電子対の数

第１族
１１価の陽イオンになりやすい
水素は【】本の共有結合をもつ
第２族２２価の陽イオンになりやすい
第 13 族
３３価の陽イオンになることができる
共有結合をする場合は【】本（※）
第 14 族４【】本の共有結合
第 15 族５【】本の共有結合と、孤立電子対【】第 16 族６【】本の共有結合と、孤立電子対【】第 17 族
７１価の陰イオンになりやすい【】本の共有結合と、孤立電子対【】※ 下図からもわかるように、第 13 族の場合、共有結合だけでは閉殻とならない。（そのため BH3 などの分子は、陽イオンと同様、他の分子の電子対等を受け取って共有することができる。）

HH

H

H

C

B
H

H

H

H

N
H

H

H

H

O

F

Ne

H
赤は水素の価電子に由来して描いた電子。（実際には、結合に使われている２つの電子が、どちら由来であるかという区別をつけることはできない。） なお、周期表右の方が原子サイズが小さい（有効【】が大きいため、最外殻電子を強くひきつけている）ことと対応して、電子対の位置を核の近くに描いている。

化学式 … 化学物質を元素の構成で示す方法├ 分子式
分子からなる物質が対象。短縮構造式や示性式を含む│
例 酢酸 C2H4O2, CH3CO2H 後者のように官能基の構造を明記したものが示性式├ イオン式│├ 組成式金属、イオン結晶などに含まれる元素やイオンの組成比を示す。構造は反映しない。
│
例 塩化ナトリウム NaCl, X と Y の合金 XnY(1-n)│
例 酢酸 CH2O│├ 実験式
元素分析などの実験により得られる組成式。
│├ 構造式
結合の順序、結合の仕方（単結合、多重結合、等）、立体的な情報などを含む│││├ 短縮構造式、示性式 ： 価標を用いず、主に 1 行内で式を書く││
側鎖、置換基はカッコ内に書く│││├ 線結合構造式 ： 価標と、元素記号を用いる││└ 骨格構造式││└ 立体構造式（投影式）││├ wedge 投影式、Natta 投影式： 楔型の価標を用いる書き方││├ のこぎり台投影式 ： 斜め手前から見たような書き方││├ Newman 投影式： 結合の軸の方向から見たような書き方││├ Fischer 投影式： 主に糖に用いる。十字の縦の結合が紙面奥を向く││└ Haworth 投影式： 環状の糖に用いる│└ 点電子構造式 ： ルイス構造とも。結合電子対以外に、非共有電子対も書く│
変形として、共有結合は価標を用い、非共有電子対を書き込むものもある│└ 3D 分子モデル

物質名

1-ヘキセン酢酸[1,2]ジオキセ
タン

ギ酸メチル

ダイヤモンド

食塩

組成式
分子式

CH2
C6H12CH2O
C2H4O2CH2O
C2H4O2CH2O
C2H4O2CCnNaCl(n は非常に大きな数)（一般に組成式の n 倍。n は整数。※１）

示性式
短縮構造式

特に有機化合物では、同じ分子式をもつ物質の種類が多い。これらは、互いに異性体であるという。

CH2=CHC4H9

CH3CO2H

HCO2CH3CH2=CH(CH2)3CH3

CH3CO2H
CH3C(=O)OHHCO2CH3HC(=O)OCH3構造式（食塩についてH
H H H Hの図は構造「式」
CCC
H
H
CCCではない。）
H

H H HH

O

H

C
H H

CO O
OH

H C C H
H
H

H

O
H

C

常温常圧では分子ではないので、分子式は書かれない。
1400℃以上で 気体にしたときのみ、NaCl 分 子 が 生 じる。

OCH
H
図の基本単位が繰り返される。

緑：Cl－
紫：Na＋※１ 組成式が CH2O である分子には、分子式が CH2O である化合物（例：ホルムアルデヒド）もある。
C2H4O2 の他、C3H6O3 もある。組成式が CH2O である場合、分子式は CnH2nOn である。
※２ 示性式や短縮構造式として示されているものを、単に分子式と呼ぶこともある。

酢酸分子の構造のいろいろな表し方（以下は、すべて構造式）※ 結合の腕の数が、炭素【O
H
CH

C
O H

H

O

O H

CH3C(=O)OH
CH3CO2H】本、水素【】本、酸素【】本、（窒素は３本）となっている！

一般的な構造式
元素記号 C：炭素、O：酸素、H：水素 など結合を表す線（【】）－：単結合（２つの原子が２つの電子を共有）＝：【】結合（２つの原子が４つの電子を共有）≡：【】結合（２つの原子が６つの電子を共有）：単結合（結合が紙面手前方向に向いている）：単結合（結合が紙面奥側方向に向いている）
骨格構造式（有機化学や生化学でよく使用される。）
・ 元素記号のうち、炭素を省略することがある。結合を表す価標の末端、交点で元素記号が省略されていたら、それは炭素である。
・ 炭素に結合した水素は省略できる。
・ 例外的な構造や、着目したい位置では炭素や水素を明示する。
・ C 上以外の水素、および、C,H 以外の元素は省略しない。

短縮構造式 構造式を１行で書こうとするもの。
・ 側鎖や置換基は、主鎖炭素の右側に書く。原子団はカッコで括る。
・ 単結合の価標は通常は省略する。多重結合の価標は、省略しない方が明瞭であるが、省略することもある。例 CH2=CH2, CH2CH2・ カルボキシ基 -C(=O)OH は -COOH や -CO2H などのように、慣例的に認められた書き方がある。左側に結合しているカルボキシ基は、結合の順序に厳密に従って書けば HOC(=O)- となる。
・ アルデヒド基は、-CHO と書く。結合の順序に従って -CH(=O) でも良い。-COH の順はアルコールと紛らわしいので用いない。
・ 側鎖や置換基は、メチル基（Me）、エチル基（Et）、フェニル基（Ph）などのように、定まった略号を用いてもよい。
・ 繰り返しの構造がある場合に、カッコを用いることがある。
例 ヘキサン CH3CH2CH2CH2CH2CH3 → CH3(CH2)4CH3※ 骨格構造式
・ 結合角や結合長は正しく反映していない（２次元上に表示するための限界がある）。
ただし、シス-トランス配置などは区別して書くことができる。
・ 元素記号の表記において、4 本の結合をもつ炭素と、その炭素上の水素は省略できる。
その他の元素や、上記に当てはまらない炭素、水素は省略できない。
従って、元素記号がなく、線の末端や折れている位置で省略されているのは主に以下のみ。
－CH3－CH2－, ＝CH2
＞CH－, ＝CH－, ≡CH・酸素や窒素上の水素が省略される場合もないことはありませんが、通常は省略しません。
例 ―OH , ＞NH・カルベン（＞C:）や、ラジカル、カチオン、アニオンなどのように、4 本の結合をもたない炭素については、その上の水素も省略せずに示してください。
・置換基、官能基の構造など、価標を用いずに短縮構造式の書き方で書くことがある。
例 Ph-NO2, Ph-CO2H