測量、單位與有效數字
摩爾(mole)
/ mohl /
我們日常生活裡有成捆計數的詞:一雙是 2,一打是 12,一籮是 144。摩爾不過是用來數一個龐大捆數的詞——是化學家給原子和分子用的「一打」。因為原子小得無法想象,你得攢上多到難以置信的數量,才有足夠的量去稱、去倒,而摩爾就是這個「捆」的大小。
摩爾是物質的量的 SI 單位。一摩爾恰好含有 6.02214076 × 10²³ 個基本單元(原子、分子、離子,或你所指明的任何粒子)——這個固定的計數就是阿伏伽德羅數。摩爾之美,在於它架起的那座橋:任何物質一摩爾的質量(以克計)等於它的摩爾質量(從週期表上讀出的式量),於是「稱出多少克」就成了「數出多少粒子」的辦法。
摩爾之所以重要,是因為化學反應是一粒一粒地發生的——反應按整數比把原子結合起來——而我們卻只能稱量成批的量。摩爾讓我們在兩者之間互譯:燒瓶裡的克數,與反應中的原子數。一個需要澄清的常見混淆:摩爾數的是粒子,而不是質量,所以一摩爾鉛和一摩爾氫含有相同數目的原子,重量卻大相逕庭,正如一打大象和一打老鼠都是十二個一樣。
水的摩爾質量約為 18 g/mol,所以 18 克水就是一摩爾——大約 6.022 × 10²³ 個分子。也就是說,約一湯匙水裡所含的分子,比可觀測宇宙中的恆星還多。
約一湯匙水,就是約一摩爾的分子。
務必說明你指的是什麼單元:「一摩爾氧」含糊不清——它可能指一摩爾 O 原子,也可能指一摩爾 O₂ 分子,二者質量相差一倍。
又稱
另見