摩尔质量

在化学中，摩尔质量（英文：molar mass）是每一摩尔化学元素或者化合物的质量，符号为 M_mol。摩尔质量是一种物质的宏观性质，而非微观分子的重量。由于不同同位素的存在，每个分子的重量或有所不同，摩尔质量则以它们的相对丰度，加权平均所得。得知某物质的摩尔质量，便可把它的质量和摩尔数之间作转换。

摩尔质量的国际单位制是公斤每摩尔（kg mol⁻¹），但在化学领域中，基于历史原因，常以克每摩尔（g mol⁻¹）作为单位。

对于单个原子，其摩尔质量（以 g mol⁻¹ 作单位）在数值上等于其相对原子质量（relative atomic mass）。对于分子结构和离子结构的物质，其摩尔质量在数值上则分别相等于分子量（molecular weight）和化学式量（formula mass）。但要注意的是，这三个数量都是无因次量，没有单位。

宏观计算

对于某物质，其摩尔质量计算如下：

$M_\mathrm{mol}=\frac{M}{n}$ ，

其中：

• M 是该物质的总质量 [kg]；
• n 是该物质的摩尔数 [mol]。

对于一种气体的摩尔质量，我们也可从气压和温度计算而得。从理想气体方程 $pV=nRT$ ，代入整理可得

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

其中：

• R 是理想气体常数 8.31 [J K mol⁻¹]；
• T 是绝对温度 [K]；
• p 是气压 [Pa]；
• V 是气体体积 [m³]；
• ρ 是气体密度 [kg m⁻³]。

由于已知物质的摩尔质量，可从元素的相对原子质量计算所得，因此更常用的计算，是以物质的质量转换成摩尔数：

$n=\frac{M}{M_\mathrm{mol}}$ 。

微观计算

假设没有同位素的存在，宏观的摩尔质量，与微观的分子质量的连系是：

$M_\mathrm{mol} = mN_\mathrm{A}$ ，

其中：

• m 是每个分子或原子的质量 [kg]；
• N_A 是阿伏伽德罗常数 6.02 × 10²³ [mol⁻¹]。

对于理想气体，根据气体动力论，有 $pV =\frac{1}{3}Nmc^2$，再代入理想气体方程 $pV = nRT$ 可得

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

其中 c_rms 是分子的均方根速度 [m s⁻¹]。

也就是说，在给定温度下，气体分子的摩尔质量愈大，其速度愈低。

相关条目

• 相对原子质量
• 分子量
• 化学式量
• 摩尔 (单位)
• 阿伏伽德罗常数
• 摩尔体积

外部链接

• Molar Mass Calculator 线上摩尔质量计算器。
• Stoichiometry Add-In for Microsoft Excel Microsoft Excel 摩尔质量计算器。