化學中的莫耳是什麼？

計數單位，就像一打

人們用特別的詞來成組計數：一對是 2 個，一打是 12 個，一令紙是 500 張。化學家也需要一個成組的詞，因為原子實在太小、數量太多，無法一個一個數。他們使用的單位是莫耳，寫作 mol。

任何東西的一莫耳都含有 6.022 × 10²³ 個粒子，也就是 602,200,000,000,000,000,000,000。這些粒子可以是原子、分子或離子，所以最好說明是哪一種：一莫耳水指的是 6.022 × 10²³ 個水分子。

要感受這個數字有多龐大，想像一下每秒數一個粒子、永不停歇。數到一莫耳大約需要 1.9 × 10¹⁶ 年（19 千兆年），超過宇宙年齡的一百萬倍。

亞佛加厥數

6.022 × 10²³ 這個數字稱為亞佛加厥數，或亞佛加厥常數，用來紀念義大利科學家阿梅迪歐·亞佛加厥。它最初的選擇方式，是讓一莫耳碳-12 原子的質量剛好為 12 克。自 2019 年起，它的數值被固定為精確的 6.02214076 × 10²³，但對幾乎所有問題而言，6.022 × 10²³ 就已足夠精確。

莫耳質量：從週期表到克

元素的莫耳質量是一莫耳該元素原子的質量，單位為克每莫耳（g/mol）。它的數值與週期表上的原子量相同。碳的原子量是 12.011，所以一莫耳碳原子的質量是 12.011 g。氧的是 15.999，所以一莫耳氧原子的質量是 15.999 g。

對於化合物，把化學式中所有原子的莫耳質量加起來。水 H₂O 有 2 個氫原子和 1 個氧原子：2 × 1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol。二氧化碳 CO₂：12.011 + 2 × 15.999 = 44.009 g/mol。食鹽 NaCl：22.99 + 35.45 = 58.44 g/mol。

6C碳12.011

把克換算成莫耳

要把以克為單位的質量換算成莫耳，除以莫耳質量：莫耳數 = 質量 ÷ 莫耳質量。克會被約掉，只留下莫耳，這是檢查你有沒有除對方向的好方法。

計算範例：250 g 的水（大約一杯）有多少莫耳？水的莫耳質量是 18.015 g/mol，所以 250 ÷ 18.015 = 13.88 mol，四捨五入到小數點後兩位。

要求出分子數，把莫耳數乘以亞佛加厥數：13.88 × 6.022 × 10²³ ≈ 8.36 × 10²⁴，也就是一杯水中約有這麼多個水分子。

把莫耳換算成克

要反向換算，把莫耳數乘以莫耳質量：質量 = 莫耳數 × 莫耳質量。

計算範例：2.5 mol 的食鹽質量是多少？2.5 mol × 58.44 g/mol = 146.1 g。另一個例子：0.5 mol 的二氧化碳質量是多少？0.5 mol × 44.009 g/mol = 22.00 g，而這個量含有 0.5 × 6.022 × 10²³ = 3.011 × 10²³ 個分子。

把莫耳想成一座橋。把克數除以莫耳質量得到莫耳數，再把莫耳數乘以 6.022 × 10²³ 得到粒子數。要從粒子數回到克，就把步驟反過來，依相反順序進行。