2.8: A molekula

Mivel az atomok és molekulák rendkívül kicsik, bármely makroszkopikus mintában nagyon sok van belőlük. A mólok bevezetőjében említett 1 cm3 higany például 4,080 x 1022 higanyatomot tartalmazna, a 3,47 cm3 bróm pedig kétszer ennyi (8,160 x 1022) brómatomot. A mikroszkopikus részecskék megszámlálásával járó igen nagy számokat kényelmetlen végiggondolni vagy leírni. Ezért a kémikusok úgy döntöttek, hogy az atomokat és molekulákat a mólnak nevezett egységgel számolják. Egy mol (rövidítve mol) 6,022 x 1023 mikroszkopikus részecske, amely az adott anyagot alkotja. Így 6,022 x 1023 Br atomot 1 mol Br-nek nevezünk. Az általunk tárgyalt minta 8,160 x 1022 atomja

\

Az ötlet, hogy egy nagy számot használjunk egységként, amellyel azt mérjük, hogy hány tárgyunk van, nem csak a vegyészek sajátja. Tojást, fánkot és sok más dolgot tucatszámra árulnak – ez egy tizenkét darabból álló egység. Kisebb tárgyakat, például ceruzákat 144 darabos egységekben, azaz bruttó darabszámban rendelhetünk, a papírt pedig kötegekbe csomagolják, amelyek mindegyike 500 lapot tartalmaz. Egy vegyész, aki 0,1355 mol Br-re hivatkozik, nagyon hasonlít egy könyvesbolt vezetőjéhez, aki 2½ tucat melegítőinget, 20 bruttó ceruzát vagy 62 köteg papírt rendel.

Mértékbeli különbség van azonban, mert a vegyész mértékegysége, 6,022 x 1023, olyan nagy. Egy papírköteg, amely egy mólnyi lapot tartalmaz, több mint egymilliószorosát tenné ki a Földtől a Napig terjedő távolságnak, és 6,022 x 1023 homokszem a világ összes földjét közel két láb mélységig borítaná. Nyilvánvaló, hogy egy mólnyi bármiben nagyon sok részecske van.

Miért választottak a kémikusok egy olyan szokatlan számot, mint a 6,022 x 1023, mint az atomok vagy molekulák számának megszámlálására szolgáló egységet? Bizonyára valami szép kerek számot könnyebb lenne megjegyezni. A válasz az, hogy bármely elem 1 mol atomjának tömegében lévő grammok száma az adott elem atomtömege. Például 1 mol higanyatom nem csak 6,022 x 1023 atomot tartalmaz, de a 200,59 g tömegét kényelmesen megkapjuk, ha a gramm egységet hozzáadjuk az atomsúlytáblázathoz. Néhány további példa:

\

Itt és a későbbi számításokban az atomtömegeket két tizedesjegyre kerekítjük, kivéve, ha – mint a H esetében – négynél kevesebb szignifikáns számjegy maradna.

A mólnyi molekula tömegét is megkaphatjuk az atomtömegekből. Ahogyan egy tucat tojás egy tucat tojásfehérjéből és egy tucat tojássárgájából áll, egy mól CO-molekula egy mól C-atomot és egy mól O-atomot tartalmaz.

Egy mól CO tömege tehát

\

\

\

A CO molekulatömege (28,01) grammban kifejezve egy mól CO tömege. Néhány további példa a \(\PageIndex{1}\) táblázatban található.

Táblázat \(\PageIndex{1}\): Molekulatömeg

Molekulatömeg	Molekulatömeg	1 Mol molekulatömeg
Br2	2(79.90) = 159,80	159,80 g
O2	2(16,00) = 32,00	32,00 g
H2O	2(1.008) + 16 = 18,02	18,02 g
HgBr2	200,59 + 2(79,90) = 360,39	360,39 g
Hg2Br2	2(200.59) + 2(79,90) = 560,98	560,98 g

Nem mindegy, hogy egy mól milyen részecskére vonatkozik. Egy mól Br atomnak például csak feleannyi atomja (és feleannyi tömege) van, mint egy mól Br2 molekulának. A legjobb, ha nem beszélünk egy mól brómról anélkül, hogy megadnánk, hogy 1 mol Br-re vagy 1 mol Br2-re gondolunk.