【授業実況】2025/04/19 カルボン酸とエステルの基礎｜極性と具体例から学ぶ【高校化学】

この記事を読んでわかること

• 極性の判断手順を理解できる
• 分子全体の電荷分布を説明できる
• カルボン酸の具体例を身近に理解
• 大学入試での出題意図を把握
• 誤解しやすい点を避けられる

---

読んだ後に学びがあったと感じた方は、♡をタップしていただけると嬉しいです。

導入

要約：カルボン酸は身近な酸の代表例である。

「カルボン酸って覚えるだけで終わる…」そんな不安を解消します。

極性の考え方を整理しながら、蟻酸や乳酸などの具体例を押さえると、大学入試の有機化学がクリアに理解できます。

本論

📘 極性の概念と判断手順

極性は、原子間の電子の偏りと分子全体の対称性の二段階で考えます。

まず、フッ素や酸素のように電子を強く引きつける原子がある場合、結合に偏りが生じます。
同じ原子同士（例：C–C）では偏りは生じません。

次に、分子全体を見ます。
左右対称で偏りが打ち消し合っていれば、分子全体は無極性です。
一方、対称性が崩れると極性分子になります。

💡 学びのヒント：

極性＝「部分の偏り」と「全体のバランス」をセットで考える。

CO₂は無極性、H₂Oは極性。この比較がよく出題されます。

📘 カルボン酸の具体例と日常生活

カルボン酸（–COOH基を持つ化合物）は、私たちの身近な生活に存在しています。

蟻酸（HCOOH）：アリに含まれる刺激のある酸

乳酸（CH₃CH(OH)COOH）：ヨーグルトの酸味成分

シュウ酸（(COOH)₂）：カタバミに含まれる酸

酒石酸（HOOC–CHOH–CHOH–COOH）：ブドウに含まれ、酒石として析出

これらは「名前＋由来」でセットで覚えると、暗記が定着します。

📘 演習1：極性分子かどうかを判断せよ

次の分子について、極性分子か無極性分子かを答えよ。

• (1) 二酸化炭素 CO₂
• (2) 水 H₂O
• (3) 四塩化炭素 CCl₄
• (4) 塩化水素 HCl

解答の流れ

• 結合の偏りを確認（電気陰性度の差があるか）。
• 分子全体の対称性を確認。

解答例

• (1) CO₂：C=O結合は偏るが直線構造で打ち消し → 無極性
• (2) H₂O：O–H結合は偏る。折れ線構造で打ち消し合わない → 極性
• (3) CCl₄：C–Clは偏るが正四面体で対称 → 無極性
• (4) HCl：H–Clの電気陰性度差 → 極性

💡 つまずきポイント
「偏りがある＝極性」と決めつけないこと。必ず「全体の形」を見る。

📘 演習2：カルボン酸の身近な由来を答えよ

次のカルボン酸について、主な由来を答えよ。

• (1) 蟻酸 HCOOH
• (2) 乳酸 CH₃CH(OH)COOH
• (3) シュウ酸 (COOH)₂
• (4) 酒石酸 HOOC–CHOH–CHOH–COOH

解答例

• (1) アリの毒液
• (2) ヨーグルト（発酵乳）
• (3) カタバミ（シュウ酸塩を含む植物）
• (4) ブドウ（果実に含まれる酸）

高校化学が苦手でも「原子からモル計算」まで基礎を整理したい人へ

📘 演習3：カルボン酸の酸性比較

次の2つのカルボン酸の酸性を比較し、どちらが強いかを答えよ。

• (1) 酢酸 CH₃COOH
• (2) ギ酸 HCOOH

考え方

酢酸はアルキル基（CH₃–）が電子供与性。–COOH基の電離を妨げる。

ギ酸は水素原子（–H）のため電子供与性がなく、より強酸。

答え
ギ酸 > 酢酸

💡 入試ポイント
「電子供与性基がつくと酸性が弱まる」「電子吸引性基がつくと酸性が強まる」という一般則を使う。

📘 演習4：中和反応と計算

0.10 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液 50.0 mL を中和するのに必要な酢酸 CH₃COOH の物質量を求めよ。

解法ステップ

反応式：
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

NaOH の物質量：
n = 0.10 × 0.0500 = 0.00500 mol

反応比は 1:1 → 酢酸も 0.00500 mol 必要。

答え
必要な酢酸の物質量：0.00500 mol

💡 誤答例
モル濃度 × 体積を「そのまま mL」で計算してしまい、1000 倍ずれてしまう。体積は必ず L（リットル） に直す。

📘 演習5：入試頻出・構造決定問題

分子式 C₂H₄O₂ をもつカルボン酸を示せ。

解法

C₂H₄O₂ で酸素原子が2個 → カルボキシ基（–COOH）を疑う。

可能性のある構造式：CH₃COOH（酢酸）。

答え
酢酸 CH₃COOH

まとめ

📘 今回のポイント

• 極性は「結合の偏り」と「分子全体の対称性」の2段階で判断する。
• カルボン酸は、蟻酸・乳酸・シュウ酸・酒石酸など、日常に身近な例が多い。
• 入試では「官能基と具体例」を問う出題が多く、生活との結び付けが理解の助けになる。

📘 まとめ（演習込み版）

• 極性の有無は「結合の偏り＋分子の形」で判断。
• カルボン酸は日常に多く存在し、名前と由来をリンクすると覚えやすい。
• 酸性比較では「置換基の電子供与性／吸引性」を考える。
• 中和反応は必ずモル計算で整理。
• 分子式問題は「官能基候補」を意識する。

📘 理論化学を「しくみ」で学びたい方へ

※この記事のテーマ（カルボン酸とエステルの基礎｜極性と具体例から学ぶ）は理論化学の土台の上に成り立っています。

　原子の構造やモル計算などを“しくみから”理解したい方は、以下の電子書籍も参考になるかもしれません。化学のしくみをしっかり理解したい方は、ぜひ本書をご覧ください。