摩尔质量

在化學中，摩爾質量（英語：molar mass）是每一摩爾化學元素或者化合物的質量，符號為 M_mol。摩爾質量是一種物質的宏觀性質，而非微觀分子的重量。由於不同同位素的存在，每個分子的重量或有所不同，摩爾質量則以它們的相對豐度，加權平均所得。得知某物質的摩爾質量，便可把它的質量和摩爾數之間作轉換。

摩爾質量的國際單位制是公斤每摩爾（kg mol⁻¹），但在化學領域中，基於歷史原因，常以克每摩爾（g mol⁻¹）作為單位。

對於單個原子，其摩爾質量（以 g mol⁻¹ 作單位）在數值上等於其相對原子質量（relative atomic mass）。對於分子結構和離子結構的物質，其摩爾質量在數值上則分別相等於分子量（molecular weight）和化學式量（formula weight）。但要注意的是，這三個數量都是無因次量，沒有單位。

宏觀計算

對於某物質，其摩爾質量計算如下：

${\displaystyle M_{\mathrm {mol} }={\frac {M}{n}}}$ ，

其中：

• M 是該物質的質量 [kg]（以 kg 為單位）；
• n 是該物質的物質的量 [mol]（以 mol 為單位）。

對於一種氣體的摩爾質量，我們也可從氣壓和溫度計算而得。從理想氣體方程 ${\displaystyle pV=nRT}$ ，代入整理可得

${\displaystyle M_{\mathrm {mol} }={\frac {MRT}{pV}}={\frac {\rho RT}{p}}}$ ，

其中：

• R 是理想氣體常數 8.31 [J K⁻¹ mol⁻¹]；
• T 是絕對溫度 [K]；
• p 是氣壓 [Pa]；
• V 是氣體體積 [m³]；
• ρ 是氣體密度 [kg m⁻³]。

由於已知物質的摩爾質量，可從元素的相對原子質量計算所得，因此更常用的計算，是以物質的質量轉換成摩爾數：

${\displaystyle n={\frac {M}{M_{\mathrm {mol} }}}}$ 。

微觀計算

假設沒有同位素的存在，宏觀的摩爾質量，與微觀的分子質量的連繫是：

${\displaystyle M_{\mathrm {mol} }=mN_{\mathrm {A} }}$ ，

其中：

• m 是每個分子或原子的質量 [kg]；
• N_A 是亞佛加厥常數 6.02 × 10²³ [mol⁻¹]。

對於理想氣體，根據氣體動力論，有 ${\displaystyle pV={\frac {1}{3}}Nmc^{2}}$，再代入理想氣體方程 ${\displaystyle pV=nRT}$ 可得

${\displaystyle c_{\mathrm {rms} }={\sqrt {\frac {3RT}{M_{\mathrm {mol} }}}}}$ ，

其中 c_rms 是分子的均方根速度 [m s⁻¹]。

也就是說，在給定溫度下，氣體分子的摩爾質量愈大，其速度愈低。

相關條目

• 相對原子質量
• 分子量
• 化學式量
• 摩爾 (單位)
• 亞佛加厥常數
• 摩爾體積

外部鏈接

• Molar Mass Calculator （页面存档备份，存于互联网档案馆） 線上摩爾質量計算器。
• Stoichiometry Add-In for Microsoft Excel （页面存档备份，存于互联网档案馆） Microsoft Excel 摩爾質量計算器。