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モルとアボガドロ数の意味

化学の勉強をしていて気になるのがアボガドロ数(定数)です。
6.0221415 × 1023 という半端な値に何の意味があるのでしょう。
アボガドロ数のついでにモル(mol)についても考えてみます。
先ず、復習です。
物質は原子や原子が幾つか結合した分子で出来ています。
原子の中心にはプラスの電気(電荷)を帯びた陽子と電気を帯びていない中性子が塊になって存在します。
この塊を原子核と言い、原子核は陽子を持っているのでプラスの電気を帯びています。
原子核の周りにはマイナスの電気を帯びた電子が雲のようになって存在します。
これを電子雲と言います。電子雲はマイナスの電気を帯びています。
原子全体から見れば、原子核のプラス電気と電子雲のマイナス電気が同量なので電気的には中性を保っています。

次に、原子量と同位体です。
原子核の陽子と中性子の数を加えたものを原子量と言います。
分子の場合は分子を構成する原子の原子量の和を分子量と言います。
例えば、酸素原子は陽子の数8、中性子の数8なので原子量16です。
酸素分子の場合は16が2個分で分子量32です。
陽子の数が同じで中性子の数が違うものを同位体と言いますが、酸素の場合は中性子の数が9個と10個のものがほんの僅か存在します

ここから本題です。
酸素原子の質量はどのくらいあるのでしょう?
小さなものですから1個量るのは大変ですし、量れたとしても計算するのに面倒そうです。
そこで、原子(または分子)をN個集めたら原子量(または分子量)グラムという数Nを考えたら便利そうです。
このNがアボガドロ数です。
酸素を例にとると、酸素原子をアボガドロ数(6.0221415 × 1023 )個集めると16グラムになります。
酸素分子を酸素原子をアボガドロ数(6.0221415 × 1023 )個集めると32グラムになります。
そして、アボガドロ数個の原子(または分子)をひとまとめにして1モル(mol)と言います。
ですから、1モルの原子(または分子)の質量は原子量(または分子量)にグラムを付けたものになります。

モルにはもうひとつ便利な使い道があります。
原子(または分子)が気体の場合は、1モルの体積は常温常圧(約20度、1気圧)で22.4リットルになるのです
(但し、分子間力などを無視出来る”理想気体”の場合です)


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