「炭酸カルシウムの化学式を一言で知りたい」「なぜ CaCO ではないの？」「熱分解・塩酸との反応式をまとめて確認したい」
——そんな疑問に先に結論→根拠→用途別の反応式で最短回答。受験・レポート・授業準備にそのまま使えます。
Contents
先に結論から
- 化学式：CaCO₃。固体はイオン結晶（Ca²⁺ と CO₃²⁻）。
- なぜ CaCO ではない？ → Ca は +2、炭酸イオン CO₃²⁻ は −2。最小比 1:1 でCaCO₃が成立。
- 主な反応：
- 熱分解：CaCO₃ → CaO + CO₂
- 塩酸：CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O
- 石灰水：Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O（過剰 CO₂ で可溶化）
- 石灰石・大理石・貝殻・チョークの主成分は CaCO₃。
炭酸カルシウムの化学式は？（最短回答）
CaCO₃ です。
固体の炭酸カルシウムはCa²⁺（2 価陽イオン）とCO₃²⁻（炭酸イオン）からなるイオン結晶。1 hPaなどの単位ではなく、化学では価数のつり合いで式を決めます。
- イオン式：CaCO₃(s) ⇄ Ca²⁺(aq) + CO₃²⁻(aq)（※難溶；溶解度積 Ksp は小さい）
- バリエーション（多形）：方解石（calcite）／霰石（aragonite）／バテライト（vaterite）
なぜ CaCO ではない？（“なぜ”を電荷で説明）
- Ca は +2 を取りやすく、CO₃ は −2 の多原子イオン（三角平面、共鳴で C–O が等価）。
- 電荷中和の最小比が Ca²⁺ : CO₃²⁻ = 1 : 1 → CaCO₃。
- O=C=Ca のような「CaCO 直線分子」は価数が合わない／安定相が知られないため成立しません。炭酸は「分子」ではなく炭酸イオンとして振る舞います。
反応式まとめ（用途別モジュール）
1) 熱分解（加熱）
式：CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)
- 生成物 CaO（生石灰）。CO₂ 放出で質量減少。焼成で石灰製造。
2) 塩酸・酢酸など酸との反応
式（塩酸）：CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O（発泡）
式（酢酸）：CaCO₃ + 2CH₃COOH → Ca(CH₃COO)₂ + CO₂ + H₂O
3) 石灰水・白色沈殿・過剰 CO₂
- 石灰水：Ca(OH)₂(aq)
- CO₂ 通気：Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O（白色沈殿）
- CO₂ 過剰：CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂(aq)（可溶化＝沈殿が消える）
4) 沈殿生成（作り方：二重置換）
式：CaCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq) → CaCO₃↓ + 2NaCl(aq)
- 微細な白色沈殿が得られる → 洗浄・乾燥で試料化。
電離・溶解度（イオン式の書き分け）
- 難溶塩：CaCO₃ は固体として残す（イオンに分けない）表記が原則。
- 強電解質（例：HCl, Na₂CO₃, CaCl₂）は水溶液中で完全電離として扱う。
- 酸性条件で CO₃²⁻→HCO₃⁻→H₂CO₃ に移行し溶解が進む（発泡の理由）。
自然界と用途（試験に出やすい豆知識）
- 自然：石灰石・大理石・貝殻・サンゴ・卵殻＝主成分 CaCO₃。
- 用途：セメント・紙・プラスチックのフィラー、医薬（制酸剤）※用途によりグレードが異なる。
例題（30秒チェック）
- 化学式は？ → CaCO₃
- 熱分解式は？ → CaCO₃ → CaO + CO₂
- 石灰水が白く濁るのは？ → CaCO₃（白色沈殿）
- その後、CO₂ 過剰で沈殿が消える理由 → Ca(HCO₃)₂ になり可溶化
Q
炭酸カルシウムの化学式は？
A
CaCO₃。Ca²⁺ と CO₃²⁻ のイオン結晶です。
Q
なぜ CaCO ではダメ？ O=C=Ca でいいのでは？
A
電荷が合わないうえ、炭酸はCO₃²⁻というイオンで存在。Ca²⁺と 1:1 で中和してCaCO₃になります。
Q
Q3. 塩酸や酢酸との反応式は？
A
CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + CO₂ + H₂O（酸種に応じて陰イオンが付く）。塩酸なら CaCl₂、酢酸なら Ca(CH₃COO)₂。
Q
白色沈殿は何？
A
CaCO₃。石灰水に CO₂ を通すと生じ、CO₂ 過剰で Ca(HCO₃)₂ として溶けます。
Q
イオン式／電離はどう書く？
A
難溶の CaCO₃(s) は固体のまま。HCl, Na₂CO₃, CaCl₂ などは電離させて書き分けます。
まとめ
- 化学式は CaCO₃（価数のつり合いで決まる）。
- 熱分解・酸反応・白色沈殿が頻出。イオン式の扱いまで正確に書ければ満点。
- 自然界でも身近（石灰石・貝殻・大理石）。用途も広い。
