[危険物取扱者・乙4]原子と分子と物質量(mol)

元素と原子（重要度☆）

水素、炭素などの、すべての物質をつくる基本的成分を元素といいます。元素は原子という小さな粒子であり、原子の中心には原子核があり、（－）電気を持つ電子が周囲をまわっています。

原子核は（＋）電気を持つ陽子と、電気を帯びていない中性子でできています。原子番号は原子の陽子の数です。

陽子の数と中性子の数を足した数が、その原子の質量数です。

原子の質量は小さく、グラム（ｇ）で表すと複雑になってしまいます。

そこで、炭素原子の質量を１２と決めて、これを基準として、それぞれの原子の質量がいくらになるかを表した数値を原子量といいます。

例えば、水素(H)の原子量は１ですが、これは水素原子の質量が炭素原子の１２分の１であることを表しています。

分子は原子が結合した粒子であり、分子の質量を示す値を分子量といいます。

分子量は分子に含まれている元素の原子量を足して求めます。

たとえば、炭素Cの原子量は１２、酸素Oの原子量は１６なので、二酸化炭素であるCO₂の分子量は

１２＋１６×２＝４４になります。

原子や分子の粒子の数は多すぎるので、１つずつではなく、６．０２×１０²³個というまとまった数で扱います。

この６．０２×１０²³個を１モル（mol）といい、モルを使う物質の量を物質量といいます。

１molの質量は、その原子量や分子量にグラム（ｇ）をつけたものと等しくなります。

例えば、水H₂Oの分子量は１×２＋１６＝１８なので、水１molは１８ｇです。

また、炭素Cの原子量は１２なので、炭素１molは１２ｇです。

気体１molの体積は、0℃、1気圧の標準状態のとき、約２２．４ℓになります。

オツドク先生

６．０２×１０²³個という数字は覚えなくていいから、モル（mol）は物質量を表していることを覚えよう！

要点チェック

原子量は、炭素（Ｃ）の質量数１２を基準として各原子の質量を表したもの。

分子量は、分子に含まれている質量のこと。

molは物質量を表し、１molは原子量や分子量にｇをつけた数である。（炭素原子の質量数は１２＝１mol）

問題　水（H₂O）３６ｇに含まれる水素原子の物質量として、正しいものはどれか。ただし、Hの原子量は１、Oの原子量は１６とする。

（１）1mol

（２）2mol

（３）4mol

（４）8mol

（５）16mol

解答

解答（３）

水H₂Oに含まれる水素の物質量はH₂＝Hが二つなので、２molです。

また、原子量１のHが二つ、原子量１６のOが一つなので、水素の分子量は１×２＋１６＝１８です。

分子量１８の水が３６ｇあるので、水３６ｇの物質量は２molです。

２molの水の中に、２molの水素が入っているので、２×２＝４molが正しいです。