摩尔 (单位)

摩尔SI计量单位,用来测量事物的数量,通常是原子分子。一摩尔的东西等于6.02214078×1023个相同的东西(阿伏加德罗数)。例如,一摩尔葡萄就是6.02214078×1023个葡萄。

2019年对阿伏加德罗的测算结果细化为6.02214078×1023

科学家们之所以使用这个数字,是因为它是12克碳-12中的碳原子数,这是最常见的一种。任何东西都可以用摩尔来衡量,但对于大多数工作来说,它并不实用,因为这个数值是如此巨大。例如,一摩尔的葡萄柚就有地球那么大。

这个数字并不适合用文字轻易表达。最接近的"随意"数字是一百万亿,也就是1024

因为不同的分子和原子的质量不一样,所以一种东西的一摩尔和另一种东西的一摩尔的质量不一样。原子和分子的质量是以安姆为单位的。一阿姆等于一克/摩尔。这意味着,如果一个原子的质量是1安培,那么这个原子的一摩尔就重1克。

与摩尔的数学

摩尔=质量(克)/相对质量(克/摩尔)

举例说明:在20克氢气中,有多少摩尔?20克氢气中有多少摩尔?

氢的相对质量可以用1的值,不过正确的值要稍大一些。所以:摩尔=质量/相对质量=20/1=20摩尔。

摩尔=浓度(mol/dm3)x体积(dm3)

举例说明:在0.1M的H2SO4中,100cm3有多少摩尔?100cm3的0.1M H2SO4有多少摩尔?

1 dm3与1000 cm3相同,所以需要用立方厘米的数值除以1000。100/1000×0.1=0.01摩尔。

一个甲烷分子是由一个碳原子和四个氢原子构成的,碳的质量为12.011 u,氢的质量为1.008 u。碳的质量为12.011 u,氢的质量为1.008 u,即一个甲烷分子的质量为12.011 u+(4×1.008u),或16.043 u,即一摩尔甲烷的质量为16.043克。

一颗痣可以看成是两袋大小不同的球。一个袋子里有3个网球,另一个袋子里有3个脚球。两个袋子里的球数量相同,但脚球的质量要大得多。这是一种不同的测量方法。鼹鼠测量的是粒子的数量,而不是质量。所以两个袋子里都有三个鼹鼠。

鼹鼠只是一个事物数量的单位。其他常见的单位包括一打,意思是12,和一个分数,意思是20。同样,摩尔指的是一个具体的数量--它的显著特征是它的数量远远大于其他常用单位。这种单位通常是在现有的单位不能很容易地描述某些东西时发明的。化学反应通常发生在不同重量的分子之间,这意味着在比较单个分子的反应时,质量的测量(如克)可能会产生误导。另一方面,使用原子/分子/离子的绝对数量也会让人感到困惑,因为涉及到的大量数字会让人很容易弄错一个值或掉一个数字。因此,以摩尔为单位的工作方式使科学家能够在不使用过大的数字的情况下提及具体数量的分子或原子。

相关单位

摩尔浓度的SI单位是mol/m3。然而,大多数化学书写使用mol/dm3,或mol dm-3,与mol/L相同。这些单位通常用大写字母M(读作"摩尔")书写,有时在其前面加上SI前缀,例如,毫摩尔/(mmol/L)或毫摩尔(mM),微摩尔/升(µmol/L)或微摩尔(μM),或纳摩尔/升(nmol/L)或纳摩尔(nM)。

一个化学反应的绝对产率,大多以摩尔为单位(称为"摩尔产率")。

问题和答案

问:用于测量分子和原子的SI单位是什么?
答:用于测量分子和原子的SI单位是摩尔。

问:一摩尔内有多少个分子?
答:一摩尔包含大约600个六亿个分子。

问:科学家为什么使用这个数字?
答:科学家使用这个数字是因为1克氢相当于1摩尔的原子。

问:一摩尔的确切数值是多少?
答:一摩尔的准确值是6.02214078×1023,这是以发明它的阿伏伽德罗命名的。

问:用摩尔来测量大多数任务是否实用?
答:不,用摩尔来测量大多数任务是不实际的,因为这个数值非常庞大,一摩尔的葡萄柚就像地球一样大。

问:如何测量不同的分子和原子?
答:不同的分子和原子是用阿姆(原子质量单位)来衡量的。

问:阿姆与每摩尔的克数有什么关系?答:一个阿姆等于每摩尔一克,也就是说,如果一个原子的质量是一个阿姆,那么这个原子的一摩尔就有一克重。

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