倍数比例の法則と定比例の違いは？ドルトンの発見と覚え方を徹底解説

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Q1：倍数比例の法則が成り立たない例外はありますか？
A1：高校化学の範囲ではすべて成り立ちますが、現代の先端無機化学においては「非化学量論的化合物（ベルトライド化合物）」と呼ばれる例外が存在します。例えば酸化鉄（II）の結晶構造中では鉄イオンの欠陥が生じ、Fe₀.₉₅Oのように元素比が整数からわずかにズレる場合があります。ただし、一般的な入試問題や共通テストで問われる分子性化合物や典型的な酸化物では、倍数比例の法則が100%成立する前提で解答して問題ありません。

Q2：一酸化炭素（CO）と二酸化炭素（CO₂）以外によく出る具体例は何ですか？
A2：入試で頻出するのは「窒素の酸化物（NOとNO₂、あるいはN₂OとNO）」、および「硫黄の酸化物（二酸化硫黄 SO₂ と三酸化硫黄 SO₃）」、さらには「炭化水素（アセチレン C₂H₂、エチレン C₂H₄、エタン C₂H₆）」です。いずれも炭素や窒素などの片方を固定したとき、もう一方の質量が1:2や1:2:3などの整数比になります。

Q3：気体反応の法則（ゲーリュサック）と倍数比例の法則はどう違うのですか？
A3：対象としている物理量が決定的に異なります。倍数比例の法則は「質量（g）」に関する法則であり、固相・液相・気相のすべての状態に適用されます。一方、気体反応の法則は「気体の体積（L）」に限定された法則です。同温・同圧下で気体同士が反応するときに体積比が整数になるというゲーリュサックの発見は、後にドルトンの単原子モデルと矛盾を起こし、アボガドロが「分子」という概念を創出する引き金となりました。