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摩爾
本詞條是多義詞，共13個(gè)義項
物質(zhì)的量單位
摩爾，英文mole，簡(jiǎn)稱(chēng)摩，符號為mol，是物質(zhì)的量的單位，是國際單位制7個(gè)基本單位之一。每摩爾物質(zhì)中含有阿伏加德羅常量（約6.02×1023）個(gè)微粒（微觀(guān)物質(zhì)，如分子，原子等）。使用摩爾時(shí)基本微粒應予指明，可以是原子、分子、離子及其他微觀(guān)粒子，或這些微觀(guān)粒子的特定組合體。“摩爾”是一種特殊的單位量，0.012kg（12克） 12C（碳12)所包含的原子個(gè)數就是1摩爾。
作為計量單位，摩爾于2018年11月第26屆國際計量大會(huì )通過(guò)決議被認定。
基本信息
| 中文名 | 摩爾 |
| 外文名 | mole |
| 別名 | 摩 |
| 表示 | 物質(zhì)的量 |
| 單位符號 | mol |
| 舊稱(chēng) | 克分子、克原子 |
| 應用學(xué)科 | 化學(xué) |
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定義
摩爾，即mol是原子、分子、離子，原子團，電子，質(zhì)子，中子及其他粒子，或這些粒子的特定組合。國際上，1mol粒子集體所含的粒子數與0.012kg 12C（碳12）中所含的碳原子數相同。即一摩爾任何物質(zhì)所包含的結構粒子的數目都等于0.012kg 12C（碳12)所包含的原子個(gè)數，即6.0221367×1023 個(gè)結構粒子。
一摩爾物質(zhì)的質(zhì)量稱(chēng)作該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，用符M表示。如氫氣H的M=2.02×10?3kg。質(zhì)量m的物質(zhì)，M與m之比稱(chēng)為該物質(zhì)的物質(zhì)的量（又稱(chēng)摩爾數），=m/M。例如m=4.04×10?3kg 氫氣 H? 的摩爾數=2。一摩爾物質(zhì)所占的體積 Vm，稱(chēng)為摩爾體積。氣體的摩爾體積依賴(lài)于溫度和壓強。標準狀態(tài)下，理想氣體的 Vm=22.41410L。固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)的摩爾體積與溫度、壓強的關(guān)系較小。一摩爾不同的固態(tài)物質(zhì)和不同的液態(tài)物質(zhì)的體積是不同的。m根據科學(xué)實(shí)驗的精確測定，知道0.012kg的一種碳原子12C（碳12）中含有的12C數約6.02×1023。
為什么用“12克”和“碳12C（碳12）”定義摩爾？主要原因如下（僅供中學(xué)學(xué)習使用）：
為何非要12克？因其原子核含有對等的中子和質(zhì)子數。為何中子質(zhì)子數對等才能作為摩爾數的基準原子呢？因為中子比質(zhì)子多一個(gè)負電子和一些輻射，所以嚴格來(lái)講，單個(gè)中子要比質(zhì)子質(zhì)量略微高一點(diǎn)【其質(zhì)量為 1.6749286 ×10?2?千克（939.56563兆電子伏特），比質(zhì)子的質(zhì)量稍大（質(zhì)子的質(zhì)量為1.672621637（83）×10?2?千克）科學(xué)計數太復雜】，為了方便比照計量其他原子核的質(zhì)量，要取一個(gè)中子質(zhì)量和質(zhì)子質(zhì)量的中間值（取平均值是傳統的測量方法）。那么12C（碳12）原子核是作為參照基準最佳選擇，而且它存在較為普遍，性質(zhì)也較為穩定。如此一來(lái)，12C（碳12）原子核質(zhì)量的十二分之一在科學(xué)計量上最接近一個(gè)中子或者質(zhì)子的質(zhì)量。
一定數量（阿伏伽德羅常數個(gè)，或者叫一摩爾）的中子（中子、質(zhì)子k看作s質(zhì)量相同的粒子）基本上等于1克，那么一摩爾的X元素（含有m個(gè)質(zhì)子和n個(gè)中子）的原子核就是m+n克。而m+n正好就是原子量。m決定該原子在元素周期表中的位置，n決定同種元素原子的原子量。
2018年11月16日，國際計量大會(huì )通過(guò)決議，1摩爾將定義為“精確包含6.02214076×1023個(gè)原子或分子等基本單元的系統的物質(zhì)的量”。與此同時(shí)修改了阿伏伽德羅常數為6.02214076×1023。
科學(xué)上把含有6.02×1023個(gè)微粒的集合體作為一個(gè)單位，稱(chēng)為摩爾，它是表示物質(zhì)的量（符號是n）的單位，簡(jiǎn)稱(chēng)為摩，單位符號是mol。
1mol的碳原子含6.02×1023個(gè)碳原子，質(zhì)量為12克。1mol的硫原子含6.02×1023個(gè)硫原子，質(zhì)量為32克。
通常把1mol物質(zhì)的質(zhì)量，叫做該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（符號是M），摩爾質(zhì)量的單位是克/摩，讀作“克每摩”（符號是“g/mol”）例如，水的摩爾質(zhì)量為18g/mol，寫(xiě)成M（H?O）=18g/mol。
物質(zhì)的質(zhì)量（m）、物質(zhì)的量（n）與物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（M）相互之間有怎樣的關(guān)系呢？
即有：n=m/M，m=n×M，M=m/n
通式為：n（物質(zhì)的量）=N（粒子個(gè)數）/NA（阿伏加德羅常數）=m（質(zhì)量）/M（摩爾質(zhì)量）=V（氣體體積）/Vm（摩爾體積）
氣體在標準大氣狀況條件下，1mol氣體體積為22.4L。
書(shū)寫(xiě)方式：系數+mol+化學(xué)式（或漢字）。注：漢字必須標明是分子還是原子等。
例如：一摩爾水分子可以寫(xiě)作 1 molH?O 或 1 mol 水分子
發(fā)展歷史
摩爾是在1971年10月，有41個(gè)國家參加的第14屆國際計量大會(huì )決定增加的國際單位制（SI）的第七個(gè)基本單位。摩爾應用于計算微粒的數量、物質(zhì)的質(zhì)量、氣體的體積、溶液的濃度、反應過(guò)程的熱量變化等。摩爾來(lái)源于拉丁文moles,原意為大量、堆積。
1971年第十四屆國際計量大會(huì )關(guān)于摩爾的定義有如下兩段規定：“摩爾是一系統的物質(zhì)的量，該系統中所包含的基本單元數與0.012kg碳-12的原子數目相等。”“在使用摩爾時(shí)應予以指明基本單元，它可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子，或是這些粒子的特定組合。”上兩段話(huà)應該看做是一個(gè)整體。0.012kg碳-12核素所包含的碳原子數目就是阿伏伽德羅常數（NA），目前實(shí)驗測得的近似數值為NA=6.02×1023。
摩爾跟一般的單位不同，它有兩個(gè)特點(diǎn)：①它計量的對象是微觀(guān)基本單元，如分子、離子等，而不能用于計量宏觀(guān)物質(zhì)。②它以阿伏加德羅數為計量單位，是個(gè)批量，不是以個(gè)數來(lái)計量分子、原子等微粒的數量。也可以用于計量微觀(guān)粒子的特定組合，例如，用摩爾計量硫酸的物質(zhì)的量，即1mol硫酸含有6.02×1023個(gè)硫酸分子。摩爾是化學(xué)上應用最廣的計量單位，如用于化學(xué)反應方程式的計算，溶液中的計算，溶液的配制及其稀釋?zhuān)嘘P(guān)化學(xué)平衡的計算，氣體摩爾體積及熱化學(xué)中都離不開(kāi)這個(gè)基本單位。
分光光度法是基于不同分子結構的物質(zhì)對電磁輻射的選擇性吸收而建立起來(lái)的方法，屬于分子吸收光譜分析。當光通過(guò)溶液時(shí)，被測物質(zhì)分子吸收某一波長(cháng)的單色光，被吸收的光強度與光通過(guò)的距離成正比。雖然現在了解到Bouguer早在1729年已提出上述關(guān)系的數學(xué)表達式，但通常認為Lambert于1760年最早發(fā)現了表達式，其數學(xué)形式為:
其中
為入射光強，I為透射光強，k為常數，b為光程長(cháng)度, 通常以cm表示。
比爾定律等同于Bouguer定律，只是比爾定律以濃度來(lái)表達。將兩個(gè)定律結合起來(lái)，組成Beer-Bouguer定律:
其中，c為吸光物質(zhì)的濃度，通常以g/L或mg/L為單位。將上式取以10為底的對數后，得到線(xiàn)性表達式:
上述表達式通常稱(chēng)為比爾定律。它表明，當特定波長(cháng)的單色光通過(guò)溶液時(shí)，樣品的吸光度與溶液中吸收物濃度和光通過(guò)的距離成正比。
在波長(cháng)、溶液和溫度確定的情況下，摩爾消光系數是由給定物質(zhì)的特性決定的。實(shí)際上，測得的摩爾消光系數也和使用的儀器有關(guān)。因此，在定量分析中，通常并不用已知物質(zhì)的摩爾消光系數，而是用一個(gè)或多個(gè)已知濃度的待測物質(zhì)作一條校準或工作曲線(xiàn)。
吸光系數
Beer定律的數學(xué)表達式為A=kbc，若溶液的濃度c以g/L為單位，b為光徑以cm為單位，則常數K稱(chēng)為吸光系數，以a表示，其單位為升/（克·厘米）[L/(g·cm]，A=kbc可寫(xiě)成A=abc。
公式A=kbc中的c為1mol/L，b為1cm時(shí)，則系數k稱(chēng)為摩爾吸光系數，以ε表示，單位為升/（摩爾·厘米）[L/(mol·cm）]，A=kbc可改寫(xiě)成A=εc。
在實(shí)際工作中，不能直接用1mol/L這種高濃度的溶液測定吸光度，而是在稀釋成適當濃度時(shí)測定吸光度進(jìn)行運算。ε值與入射光波長(cháng)、溶液的性質(zhì)等因素有關(guān)。如NADH在260nm時(shí)ε為15000，寫(xiě)成ε260NADH=15×103；在340nm時(shí)ε為6220，寫(xiě)成ε340NADH=6.22×103。
化學(xué)方程式
化學(xué)方程式可以表示反應物和生成物之間的物質(zhì)的量之比和質(zhì)量之比。
系數之比2:1:2
微粒數之比2:1:2
物質(zhì)的量之比2:1:2
質(zhì)量之比4∶32∶36
從以上分析可知，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數之比就是它們之間的物質(zhì)的量之比。運用這個(gè)原理就可以根據化學(xué)方程式進(jìn)行各物質(zhì)的量的有關(guān)計算。
阿伏加德羅數
參考資料
[1]
孫英 . 《普通化學(xué)》 : 中國農業(yè)大學(xué)出版社 ，2009-9
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化學(xué)上應用最廣的計量單位——摩爾
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摩爾有多大
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