2012年2月26日 星期日

原子量、分子量與莫耳

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原子量

原子量的觀念,最早是由道爾吞提出來的,定義是原子之間的相對質量。由於原子的質量極小,以一般的質量單位做計算並不方便。所以道耳吞就提出了用原子的相對質量來表示原子質量的方式。

例如說拿取一樣多的氫原子和碳原子比較質量的話,碳原子質量是氫原子的12倍。如果把氫的原子量定為1,則碳原子的原子量就會是12。同理,同樣多的氧原子質量是氫的16倍,則氧的原子量就是16了。

今日的原子量,是將C -12的原子量定為12作為原子量的標準。其餘元素的原子量,則是該元素所有同位素的平均原子質量。例如在自然界中,氯有兩種同位素,分別是氯-35和氯-37,前者占了約75%,後者占了約25%。也就是如果拿取100個氯原子,將會拿到75個氯35,25個氯37。這100個氯原子的相對總質量是3550,所以平均一個氯原子的相對質量是35.5。這就是標示在元素週期表上的原子量。

分子量

分子量和原子量的觀念是相同的,是指分子之間的相對質量。事實上,只要把組成分子的原子,它們的原子量相加,就可以得到該分子的分子量。例如:水的分子式是H2O,水的分子量就是兩個氫原子加上一個氧原子的原子量,也就是
2×1 + 16 = 18

延伸閱讀:


我們可以用很簡單的儀器測量出物質的質量,也可以測量出物質的體積。但是要怎麼樣才能測量出原子或分子的「個數」呢?


「莫耳」的觀念,就可以連結質量與數量兩個觀念。


從道耳吞制訂原子量開始,經過了大約一百多年,化學家終於可以計算出1g的氫原子,共包含多少的分子?那是一個超級大的數字 - 6 x 10^23。

6x10^23 個氫原子 的質量有 1g

6x10^23 個氧原子 的質量有 16g 
6x10^23 個碳原子 的質量有 12g 

6x10^23 個氫氣  的質量有 2g 
6x10^23 個二氧化碳 的質量有 44g 


依此類推

但是每次都要寫「6x10^23」實在太麻煩了,於是我們另外制訂了一個數量單位「莫耳」,去取代「6x10^23」這麼大的數字。

所以當我說

6x10^23 個氫原子 的質量有 1g 時,我也可以說:

1莫耳的氫原子 的質量有1g

延伸閱讀
莫耳數的由來





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