水素と塩素の化合：係数2が生まれる理由Hydrogen + Chlorine: Why the Coefficient Is 2

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. H₂ 分子 1個と Cl₂ 分子 1個が反応すると、HCl 分子は何個できると思いますか。When one H₂ molecule reacts with one Cl₂ molecule, how many HCl molecules do you think form?💡 反応の前にある H 原子と Cl 原子の数を数え、HCl 1個に使う原子の数と比べましょう。Count the H and Cl atoms before the reaction and compare with how many atoms one HCl uses.
2. H₂ 4個に対して Cl₂ を 6個にすると、反応後にはどうなると思いますか。With 4 H₂ and 6 Cl₂, what do you think things will look like after the reaction?💡 1回の反応で H₂ と Cl₂ をそれぞれ何個ずつ使うかを考えましょう。Think about how many H₂ and how many Cl₂ each single reaction uses.

2動かしてみようTry it

1. ページを開くと再生が始まる。「Cl₂ の分子数（H₂ は 4個で固定）」4個のまま、H₂ と Cl₂ が 1組ずつ組みかわって HCl 2個になっていく様子を最後まで見る。Playback starts when the page opens. With "Number of Cl₂ molecules (H₂ fixed at 4)" at 4, watch each H₂–Cl₂ pair regroup into 2 HCl until the end.
2. 「⏸ 一時停止」を押し、「反応の進行度（スクラブ可）」スライダーを 0%、50%、100% にドラッグして、パネル下の「いまの画面」の H₂・Cl₂・HCl の個数と H原子・Cl原子の数を読む。Press "⏸ Pause", drag the "Reaction progress (drag to scrub)" slider to 0%, 50% and 100%, and read the numbers of H₂, Cl₂ and HCl and the H and Cl atom counts in the "On screen now" line.
3. Cl₂ の分子数を 2個にして進行度を 100% にし、「原子のカウント表」の反応前・反応後・内訳と「余った分子」の表示を確かめる。Set the number of Cl₂ molecules to 2, move progress to 100%, and check Before, After and Breakdown in the "Atom count" table and the "Leftover molecules" message.
4. Cl₂ の分子数を 6個にして同じように調べ、さらに進行度を 40% くらいにして、反応の途中でも原子の数が変わらないことを確かめる。Do the same with 6 Cl₂ molecules, then set progress to about 40% to confirm that the atom counts do not change even in the middle of the reaction.

3確かめようCheck

1. Cl₂ 4個で進行度 100% にすると、HCl は何個でき、余った分子はありましたか。With 4 Cl₂ and progress 100%, how many HCl formed, and were there any leftover molecules?→ HCl が 8個でき（4組 × HCl 2個）、余った分子はなかった。H 原子 8個・Cl 原子 8個は反応前後で同じだった。8 HCl formed (4 pairs × 2 HCl) and there were no leftover molecules. The 8 H atoms and 8 Cl atoms were the same before and after.
2. Cl₂ 2個のとき、反応後に何が余りましたか。原子の数はどうなりましたか。With 2 Cl₂, what was left over after the reaction? What happened to the atom counts?→ HCl が 4個でき、H₂ が 2個そのまま余った。H 原子は 8個（HCl 4 ＋ 余りH₂ 4）、Cl 原子は 4個で、反応前と同じだった。4 HCl formed and 2 H₂ were left over unchanged. There were 8 H atoms (HCl 4 + leftover H₂ 4) and 4 Cl atoms, the same as before.
3. Cl₂ 6個のとき、何が余りましたか。With 6 Cl₂, what was left over?→ HCl が 8個でき、Cl₂ が 2個余った。Cl 原子は 12個（HCl 8 ＋ 余りCl₂ 4）で変わらなかった。8 HCl formed and 2 Cl₂ were left over. There were still 12 Cl atoms (HCl 8 + leftover Cl₂ 4).
4. 画面にあらわれた HCl 分子は、どんな原子の組み合わせで描かれていましたか。What combination of atoms did every HCl molecule on screen have?→ どの HCl も H 1個と Cl 1個だった。HClCl や H₂Cl のような分子は一度もあらわれなかった。Every HCl had 1 H and 1 Cl. Molecules such as HClCl or H₂Cl never appeared.

4考えようThink further

1. 化学反応式を H₂ + Cl₂ → HCl と書くと、何がおかしいでしょうか。What is wrong with writing the equation as H₂ + Cl₂ → HCl?→ 左辺には H 原子 2個・Cl 原子 2個があるのに、右辺には 1個ずつしかなく、原子の数が合わない。HCl を 2個にすれば両辺の原子の数がそろうので、係数 2 をつけて H₂ + Cl₂ → 2HCl とする。The left side has 2 H atoms and 2 Cl atoms but the right side has only 1 of each, so the atoms don't balance. Making it 2 HCl gives the same number of atoms on both sides, so the coefficient 2 is added: H₂ + Cl₂ → 2HCl.
2. H₂ が 10個、Cl₂ が 7個あったら、HCl は何個でき、何が何個余りますか。If there are 10 H₂ and 7 Cl₂, how many HCl form, and what is left over and how many?→ 1:1 で反応するので 7組が反応し、HCl が 14個でき、H₂ が 3個余る。They react 1:1, so 7 pairs react, forming 14 HCl, and 3 H₂ are left over.

よくある誤解Common misconceptions

• 「係数 2 は HCl の中の原子が 2倍になるという意味」——係数は分子の個数を表し、HCl 分子が 2個できることを意味する。1個の HCl はいつも H 1個と Cl 1個である。"The coefficient 2 means the atoms inside HCl are doubled" — a coefficient gives the number of molecules: 2 HCl molecules form. Each HCl always has 1 H and 1 Cl.
• 「多いほうの分子も、むりやり何かとくっついて全部反応する」——相手がいない分子は反応せず、そのまま残る。"The extra molecules still find something to stick to and all react" — molecules with no partner do not react and simply remain.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)