摩尔
摩尔定义为一个体系的物质的量。如果该体系所含物质的基本单元的数目与0.012千克碳-12(即12C)的原子数目相等时,叫做1摩尔。根据确定的实验工作,已知0.012千克12C中含有6.022×1023个12C原子,这个数目叫做亚佛加德罗数。因此,摩尔又可定义为专定单位的亚佛加德罗数。如果一个体系所含物质的基本单元的数目为6.022×1023个时,叫做1摩尔。上面所所指的基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是这些粒子的特定组合。
原子量
元素的原子是非常小的、用肉眼看不见的颗粒。根据实验测定,一个氢的原子的平均质量只有1.68×10-24克,一个氧原子的平均质量只有2.67×10-23克。如果用克来做原子的质量单位,运算起来是很不方便的。为此,国际原子量委员会选定碳的的一种同位素12C的原子质量作为标准,把把元素的原子量定义为该元素1摩尔质量对12C1摩尔质量1/12的比值。根据这个定义,原子量只是一个相对比值,是没有单位的数量。
根据上述摩尔和原子量的定定义,我们可以知道,12克12C(即1摩尔12C的质量)含有6.022×1023个12C原子,那么,任何元素的原子量以克为单位时,一定也含有6.022×1023个原子。因此,1摩尔任何元素的原子的质量应等于该元素的原子量以克为单位,这份质量叫做该原子的摩尔质量。例如,氢原子的摩尔质量为1.0079克,氧原子的摩尔质量为15.9994克。
分子量
分子不论是单质分子还是化合物分子,都都是由相关元素的原子组成的。既然原子的质量是由原子量来衡量,那么分子的质量当然也应选用同样的标准,也就是说,分子量等于分子中所含各原子的原子量总和。
同样可以推理理,既然1摩尔任何元素的原子的质量等于该元素原子量以克为单位,那么1摩尔任何分子的质量也应等于该物质的分子量以克为单位。这份质量叫做该分子的摩尔质量。例如,H2的摩尔质量为2.0158克,O2的摩尔质量为31.9988克。
式量
当一种物质不以各别的分子存在时,或是当怀疑关系到它特有的聚合程度时,可以使用术语式量。例如离子型化合物NaCl,NaOH,CuSO4等,无论是晶体状态或在溶液中都不含有独立的电中性分子,因此习惯上用式量表示这些物质的总组成。所以NaCl=58.5不是食盐的分子量,而只能称为食盐的式量。对于只能有化学式的化合物而言,摩尔的概念也一样能够应用。可以把食盐的化学式(或简式)NaCl作为一个基本单元,1摩尔NaCl就是6.022×1023个Na+和6.022×1023个Cl-的组合体,摩尔质量等于58.5克/摩尔。