몰이란?
원자와 분자는 하나씩 반응하지만, 아무도 하나씩 셀 수 없습니다. 몰은 화학의 세는 단위입니다 — 다스를 6.022×1023개(아보가드로 수, NA)로 키운 것으로, 2019년 SI 개정 이후 정확히 정의됩니다. 그 마법: 탄소 원자 하나는 12.011 원자질량 단위이고, 탄소 원자 1몰은 12.011그램입니다 — 같은 숫자, 단위만 바뀜. 그래서 몰 질량(g/mol)은 저울 위의 질량과 반응하는 입자 수 사이를 즉시 변환하며, 그것이 계량화학의 모든 사업입니다.
기억할 유일한 규칙: 몰은 질량이 아니라 입자를 셉니다. 모든 물질의 1몰은 같은 수의 분자를 담지만 — 그 무게는 물질 자체만큼이나 다릅니다.
주기율표는 질량 목록이다
주기율표의 모든 원소 칸은 평균 원자 질량을 실고 있습니다. 화학식 단위당 이를 합하면 몰 질량이 됩니다. 샘플인 Ca3(PO4)2(인산칼슘)는 3 Ca + 2 P + 8 O = 3(40.078) + 2(30.974) + 8(15.999) = 310.174 g/mol로 파싱되며, 패널은 각 원소의 그램 기여를 곁에 항목으로 보여줍니다. 괄호는 안의 것을 곱하고, CuSO4·5H2O의 점은 결정수 다섯 개를 얹습니다 — 둘 다 같은 파서가 처리합니다. 결정수 세기가 중요합니다. CuSO4·5H2O는 ≈ 159.6이 아니라 ≈ 249.7 g/mol입니다.
백분율 조성
각 원소의 질량 기여를 몰 질량으로 나누면 질량 백분율이 나옵니다 — 영양 성분표나 비료 포대에 인쇄되는 그 숫자입니다("P2O5 공급원, P 20%"). 물이 고전적인 샘플입니다. H는 2(1.008) = 2.016g, O는 18.015g당 15.999g을 기여하므로, 물은 질량 기준 수소 11.19%, 산소 88.81%입니다 — 원자 수 기준 "대부분 수소"가 무게 기준과 전혀 다르다는 잊기 쉬운 사실입니다.
실험식 vs 분자식
실험식은 원소들의 가장 작은 정수비(CH2O)이고, 분자식은 분자 안의 실제 개수입니다(C6H12O6, 포도당 — 같은 비의 여섯 벌). 연소 분석은 질량 백분율을 건네줍니다. 그것을 바꾸는 길은 몰을 거칩니다. 샘플의 C 40.00%, H 6.71%, O 53.29%는 3.330 : 6.657 : 3.331몰이 되고, 나누면 깨끗한 1 : 2 : 1 — CH2O, 실험식 질량 30.026 g/mol이 됩니다. 실험식에서 분자식으로 올라가려면 몰 질량이 필요합니다. n = 180.16 ÷ 30.026 = 6.000이므로 분자는 (CH2O)6입니다. 많은 물질(물, 암모니아, CO2)은 이미 n = 1에 서 있어 두 식이 일치합니다.
그램, 몰, 입자
몰/그램/입자 패널은 전체 삼각형을 한 번에 걷습니다. 샘플은 물 18.015g을 정확히 1.000000몰, 6.022×1023분자로 — 그리고 H2O 하나에 원자가 셋이므로 1.807×1024원자로 — 바꿉니다. 이 삼각형이 화학 반응식 계수 맞추기 페이지의 모든 계량화학 문제와 용액 페이지의 모든 몰농도의 엔진입니다.
흔한 오해
- 무엇의 1몰이든 무게가 같다. 몰은 입자를 셉니다. H2 1몰은 2g, 금 1몰은 197.0g입니다 — 같은 개수, 전혀 다른 질량.
- 백분율이 곧바로 아래첨자가 된다. 먼저 원자 질량으로 나눠야(몰로) 합니다. 수소의 6.71%가 산소의 53.29%보다 더 많은 원자를 기여하는 것은 정확히 H 원자가 너무 가볍기 때문입니다.
- 분자식은 항상 실험식의 더 큰 버전이다. n > 1일 때만 그렇습니다. H2O에서 둘은 동일하며, 분자식 패널의 n = 1.000 사례는 평범한 일입니다.
- 원자 질량은 정확한 정수 amu다. 표시된 값은 동위원소에 대한 존재비 가중 평균입니다 — 염소의 35.45 g/mol은 35-Cl과 37-Cl의 혼합입니다.
관련 도구: 주기율표(이 페이지가 합산하는 원자 질량), 화학 반응식 계수 맞추기(몰 위에 세워진 계량화학), 용액(리터당 몰).
