原子量とは
原子量とは原子1個の質量は$10^{-3}$g程度で非常に小さな値となる。このようにg（グラム）などの単位を用いて表した原子の質量を絶対質量という。ただ、値として扱うには小さいため不便である。
これに対して、ある特定の原子の質量を基準として、それぞれの原子の質量がその原資の質量の何倍にあたるかという比の値を使って表した原子の質量を相対質量という。
現在、炭素の同位体の1つの$^{12}$C原子1個の相対質量をちょうど12と決め、これを基準として各原子1個の相対質量が求められる。これを原子の相対質量という。
分子量とは
原子量と同様に$^{12}$C＝12を基準とした時の分子1個の相対質量を分子量という。原子量と同様に$^{12}$C＝12を基準とするので、分子量は分子を構成する原子量の総和として求める。
例）H$_{2}$Oの分子量：（Hの原子量）×2+（Oの原子量）=1.0×2+16.0×1=18.0
※分子量も相対質量のため、単位はつけない
物質量
ここから俗にいうモル計算が始まります・・・
原子や分子は非常に軽くて小さな粒子です。そのため、個数で数えることは途方に暮れてしまいます・・・。
（後程、記述しますが、$6.0×10^{23}$個で1mol→（炭素（黒鉛）だと12g）となります・・・）
ここで、話が変わりますが、鉛筆は1ダース12本入りですよね？日常で本数の代わりにダースを用いる恩恵は小さいですよね・・
けど、物質量は違います！！
物質量も扱いやすいスケール（グラムとかキログラム）まで落とし込まないと、グラムスケールの話をしようとするといちいち$10^{23}$個ですとか10の何乗っていちいち言うのは面倒ですよね・・・。
そこで、物質量というダースよりも役に立つ単位が出来上がりました！！
1molあたりの粒子の数を表す基本定数をアボガドロ定数（$N_{A}=6.02×10^{23}$/mol）である。
物質量は、次の式で求められる。
$物質量[mol]=\dfrac{粒子の個数}{6.02×10^{23}[/mol]}$
物質1molの質量
同一種類の粒子1molあたりの質量をモル質量といい、質量の単位にグラムを用いると、モル質量の単位は$g/mol$となる。モル質量は、粒子1個の質量[g]とアボガドロ定数の積で表される。
H$_{2}$Oのモル質量：18.0g/mol
2molのH$_{2}$Oの質量：18[g/mol]×2[mol]=36[g]
$物質量[mol]＝\dfrac{物質の質量[g]}{モル質量[g/mol]}$
⇔ $物質の質量[g]=モル質量[g/mol]×物質量[mol]$
気体1molの体積
0℃，$1.01×10^{5}$Pa（1atm）における気体1molの体積は、その気体の密度の測定値とモル質量から計算で求めることができます。
ただ、テストで密度を測定することはないので、このことを要約します。
『気体1mol（$6.02×10^{23}$個の分子を含む）の占める体積はその種類によらず、標準状態では22.4Lとなる』
※標準状態とは0℃，$1.01×10^{5}$Pa（1atm）のことと思っといてください。基本的に平衡の分野とか、気体分野以外では標準状態であることがほとんどです。
$気体の物質量[mol]=\dfrac{標準状態の気体の体積[L]}{22.4[L/mol]}$
まとめ
物質量と質量、物質量と体積を紐づけられるようになりましょう！！（どれかが分かれば、他を求めることができます！）
※物質量と個数の関係はあまり、入試では出題されません・・・。
・物質量と個数の関係
$物質量[mol]=\dfrac{粒子の個数}{6.02×10^{23}[/mol]}$
・物質量と質量の関係
$物質量[mol]＝\dfrac{物質の質量[g]}{モル質量[g/mol]}$
⇔ $物質の質量[g]=モル質量[g/mol]×物質量[mol]$
・物質量と体積の関係（※標準状態のとき）
$気体の物質量[mol]=\dfrac{標準状態の気体の体積[L]}{22.4[L/mol]}$
コメント