原子や分子は非常に小さいので、どんな巨視的な試料にも非常に多くのモルが存在することになります。 例えば、モルについて紹介した1cm3の水銀には4.080×1022個の水銀原子が含まれ、3.47cm3の臭素にはその2倍(8.160×1022)の臭素原子が含まれることになります。 微細な粒子を数えるには、非常に大きな数字が必要で、考えたり、書き留めたりするのが不便である。 そこで化学者たちは、モルという単位を使って原子や分子を数えることにした。 1モルは、その物質を構成する微小な粒子の6.022×1023個である(モルと略す)。 つまり、6.022 x 1023個のBr原子を1モルBrと呼ぶことになる。これまで議論してきた試料中の8.160 x 1022個の原子は
となる。 卵やドーナツなど、さまざまなものがダース(12個)という単位で売られている。 鉛筆のような小さなものは144本単位、つまりグロスで注文されることもあるし、紙は500枚入りのリームで包装されている。 化学者が0.1355 mol Brと言うのは、2ダース半のスウェットシャツ、20グロスの鉛筆、62リームの紙を注文する書店の店長によく似ている
しかしながら、化学者の単位6.022 x 1023は非常に大きいので、程度の差はある。 1モルの紙を含む紙の束は、地球から太陽までの距離の100万倍以上にもなり、6.022×1023粒の砂は、ほぼ2フィートの深さまで世界中のすべての土地を覆う。明らかに、1モルのものには非常に多くの粒子がある。
なぜ化学者は原子や分子の数を数える単位として、6.022×1023という珍しい数を選んだのだろうか? きっと、何か素敵な丸い数字の方が覚えやすいのだろう。 その答えは、ある元素の原子1モルの質量に含まれるグラム数が、その元素の原子量であるからだ。 例えば、1 mol の水銀原子は 6.022 x 1023 個の原子を含むだけでなく、その質量 200.59 g は原子量表に単位グラムを加えることで簡便に得られます。 他の例としては、
原子量は、Hの場合のように有効数字が4桁未満になる場合を除いて、ここでも以降の計算でも小数点以下2桁に丸められる。
分子の1モルの質量も原子量から求めることができる。 卵1ダースに白身と黄身があるように、CO分子1モルにはC原子1モルとO原子1モルがある。
CO1モルの質量は
グラムで表したCOの分子量(28.01)がCO1モルの質量である。 その他、いくつかの例をTable \(\PageIndex{1}).
分子量 | Mass of 1 Mol of Molecules | |
---|---|---|
Br2 | 2(79.1.0).90) = 159.80 | 159.80 g |
O2 | 2(16.00) = 32.00 | 32.00 g |
H2O | 2(1.00) = 32.00.80 g | |
2(16.00) = 33.00.80 g | 2(16.90) = 159.80.80008) + 16 = 18.02 | 18.02 g |
HgBr2 | 200.59 + 2(79.90) = 360.39 | 360.39 g |
Hg2Br2 | 2(200.008) + 2(0.008) = 2(1.59) + 2(79.90) = 560.98 | 560.98 g |
1モルがどういう粒子なのかを特定することが重要です。 例えばBr原子のモルは、Br2分子のモルの半分の原子数(半分の質量)しかないのです。 8030>
Contributors and Attributions
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Ed Vitz (Kutztown University)、John W. (Br2)、Br2 (Br1)、Bromine (1molBr)。 Moore (UW-Madison), Justin Shorb (Hope College), Xavier Prat-Resina (University of Minnesota Rochester), Tim Wendorff, and Adam Hahn.
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