摩尔

我们在初中化学里，学习过原子、分子、离子等构成物质的微粒，知道单个这样的微粒是肉眼看不见的，也是难于称量的。

但是，在实验室里取用的物质，不论是单质还是化合物，都是可以称量的。

生产上，物质的用量当然更大，常以吨计。

物质之间的反应，既是按照一定个数、肉眼看不见的原子、分子或离子来进行，而实际上又是以可称量的物质进行反应。

所以，很需要把微粒跟可称量的物质联系起来。

怎样联系起来呢？就是要建立一种物质的量的基本单位，这个单位是含有同数的原子、分子、离子等等的集体。

科学上，已经建立把微粒跟微粒集体联系起来的单位。

那么，采取多大的集体作为物质的量的单位呢？

近年来，科学上应用12g12c(即0.012kg12c)来衡量碳原子集体。

12c就是原子核里有6个质子和6个中子的碳原子。

12g12c含有的碳原子数就是阿伏加德罗[1]常数。

阿伏加德罗常数经过实验已测得比较精确的数值。

在这里，采用6.02×1023这个非常近似的数值。

摩尔是表示物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。

摩尔简称摩，符号mol。

例如：

1mol碳原子含有6.02×1023个碳原子，

1mol氢原子含有6.02×1023个氢原子，

1mol氧分子含有6.02×1023个氧分子，

1mol水分子含有6.02×1023个水分子，

1mol二氧化碳分子含有6.02×1023个二氧化碳分子，

1mol氢离子含有6.02×1023个氢离子，

1mol氢氧根离子含有6.02×1023个氢氧根离子。

阿伏加德罗常数是很大的数值，但摩尔作为物质的量的单位应用极为方便。

因为1mol12c的质量是12g，即为6.02×1023个碳原子的质量。

由此，我们可以推算1mol任何原子的质量。

一种元素的相对原子质量(原子量)①是以12c的质量的1/12作为标准，其它元素原子的质量跟它相比较所得的数值，如氧的原子量是16，氢的原子量是1，铁的原子量是55.85，等等。

1个碳原子的质量跟1个氧原子的质量之比是12∶16。

1mol碳原子跟1mol氧原子所含有的原子数相同，都是6.02×1023。

1mol碳原子是12g，那么1mol氧原子就是16g。

同理，1mol任何原子的质量就是以克为单位，数值上等于该种原子的原子量。

由此我们可以直接推知：

氢的原子量是1，1mol氢原子的质量是1g，

铁的原子量是55.85，1mol铁原子的质量是55.85g。

我们既然可以推算1mol任何原子的质量，同样地也可以推知，1mol任何分子的质量，就是以克为单位，数值上等于该种分子的式量。

氢气的式量是2，1mol氢气分子的质量是2g，

氧气的式量是32，1mol氧气分子的质量是32g，

二氧化碳的式量是44，1mol二氧化碳分子的质量是44g，

水的式量是18，1mol水分子的质量是18g。

我们同样也可以推知1mol离子的质量。

由于电子的质量过于微小，失去或得到的电子的质量可以略去不计。

1molh+的质量是1g，

1moloh-的质量是17g，

1molcl-的质量是35.5g。

对于离子化合物，我们也可以同样推知，如1molnacl的质量是58.5g。

总之，摩尔像一座桥梁把单个的、肉眼看不见的微粒跟很大数量的微粒集体、可称量的物质之间联系起来了。

应用摩尔来衡量物质的量，在科学技术上十分方便。

如从化学反应中反应物和生成物之间的原子、分子等微粒的比值，可以直接知道它们之间物质的量之比，

c＋o2＝co2

1mol 1mol 1mol

二、关于摩尔质量的计算

1mol物质的质量通常也叫做该物质的摩尔质量，摩尔质量的单位是“克/摩”，符号g/mol。

物质的质量、摩尔质量和物质的量之间的关系可以用下式表示：

[例题1] 90g水相当于多少摩水？

[解] 水的式量是18，水的摩尔质量是18g/mol。

答：90g水相当于5mol水。

[例题2] 2.5mol铜原子的质量是多少克？

[解] 铜的原子量是63.5，铜的摩尔质量是63.5g/mol。

2．5mol铜的质量=63.5g/mol×2.5mol=158.8g

答：2.5mol铜原子的质量等于158.8g。

[例题3] 4.9g硫酸里含有多少个硫酸分子？

[解] 硫酸的式量是98，硫酸的摩尔质量是98g/mol。

4.9g硫酸的分子数=6.02×1023/mol×0.05mol

=3.01×1022

答：4.9g硫酸里含有3.01×1022个硫酸分子。