モルのソースを表示

{{単位
|名称=モル
|英字=mole
|記号=mol
|単位系=SI
|種類=[[SI基本単位|基本単位]]
|物理量=[[物質量]]
|定義=0.012 キログラムの炭素12の中に存在する原子の数と等しい数の要素粒子又は要素粒子の集合体（組成が明確にされたものに限る）で構成された系の物質量
|由来=その物質の[[分子量]]の数字に[[グラム]]をつけた質量に含まれる物質量
|語源=[[ドイツ語]] Molekül（[[分子]]）
|画像=
}}

'''モル'''（{{lang-en|mole}} {{ipa|məʊl}}, {{lang-de|Mol}}, 記号: '''mol'''）は[[国際単位系]] (SI) における[[物質量]]の[[単位]]である。[[SI基本単位]]の一つである。

名前はドイツ語の{{de|Molekül}}（英語では {{en|molecule}}。ともに 「分子」 の意）に由来する。モルを表す記号 mol は[[ドイツ人]]の[[化学者]][[ヴィルヘルム・オストヴァルト]]によって導入された<ref>{{cite book|url=https://archive.org/details/handundhilfsbuc00ostwgoog|author=Wilhelm Ostwald|year=1893|title=Hand- und Hilfsbuch zur Ausführung Physiko-Chemischer Messungen|publisher=Verlag von Wilhelm Engelmann, Leipzig. |page=119}}</ref>。

== 定義 ==
{{see also|新しいSIの定義}}
現在のモルの定義は以下の通りである<ref>[[#SI8thja|国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006)]]、pp. 25&ndash;26、2.1.1.6 物質量の単位（モル）。</ref>。
# モルは、0.012 [[キログラム]]（12[[グラム]]）の[[炭素12]]の中に存在する[[原子]]の数と等しい要素粒子 ({{en|elementary entites}}) を含む系の物質量である。
# モルを用いるとき、要素粒子を指定する必要があるが、それは原子、[[分子]]、[[イオン]]、[[電子]]その他の粒子、またはこれらの粒子の集合体であって良い。
[[1980年]]に[[国際度量衡委員会]]（CIPM）により以下の補則が加えられている。これはモルの定義の一部である<ref>[[#SI8thja|国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006)]]、p. 26、2.1.1.6 物質量の単位（モル）。</ref>。
:補則：この定義の中で、炭素12は結合しておらず、静止しており、[[基底状態]]にあるものを基準とすることが想定されている。

現在の炭素原子によるモルの定義を「[[炭素スケール]]」とよび、過去の[[酸素]]基準と分けて呼ぶこともある。
<!--[[化合物]]分子を構成する成分[[元素]]の数の比は整数比をとるので、[[化学反応]]を調べる場合、原子の数を調べるのが望ましいが、原子を数えることは技術的に困難なので、ある[[原子量]]の元素の比較的精度よく測定できる大きさの質量の物質量を物質量の単位とする。-->

== アボガドロ定数 ==
{{main|アボガドロ定数}}
モルを定義することで、物質量と要素粒子の数を結ぶ普遍定数が定義され、またその値を決定することができる。そのような普遍定数として'''アボガドロ定数'''がある。
1 モルに含まれる構成要素の数をアボガドロ定数という。アボガドロ定数を表す記号は {{math|''N'' {{sub|A}}}} または {{mvar|L}} が用いられる<ref>[[#SI8thja|国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006)]]、p. 26、2.1.1.6 物質量の単位（モル）。</ref>。
ある試料に含まれる要素粒子 {{mvar|X}} の物質量 {{math|''n'' (''X'' )}} は、要素粒子の個数 {{math|''N'' (''X'' )}} と以下の関係で結ばれる。
:<math>n(X) = \frac{N(X)}{N_\mathrm{A}}\,.</math>
物質量 {{math|''n'' (''X'' )}} の単位は mol であり、個数 {{math|''N'' (''X'' )}} は[[無次元量]]であるため、アボガドロ定数は mol{{sup|&minus;1}} となる。

== 歴史 ==
{{出典の明記|date=2013年10月|section=1}}
{{see also|物質量}}
モルは本来は、全ての物質は分子よりできているとの考えの元に、その物質の[[分子量]]の数字に[[グラム]]をつけた質量に含まれる物質量を 1 モルと定義した。例えば酸素分子の[[分子量]]は 32.0 なので、1 mol の酸素分子は 32.0 g となる。物質量という概念は[[19世紀]]の近代化学発祥のころから使われているものであり、この単位は当初は'''グラム原子'''、'''グラム分子'''などと呼ばれていた。

しかし、[[イオン結合]]や[[金属結合]]には分子と呼べるものがないことがわかり、[[共有結合]]の場合でも単純な分子が存在しないものがあることもわかってきた。そこで、物質を表す[[化学式]]で示される元素の原子量の和を[[化学式量]]と呼び、それにグラムをつけた質量に含まれる物質量を 1 mol と定義することとした。これにより、1 mol の[[塩化ナトリウム]]は 58.5 g、[[鉄]]は 55.85 g と表せるようになった。

1 モルに含まれる要素粒子の数は、要素粒子の種類にかかわらず一定（アボガドロ数個 = {{val|6.02214129}}{{e|23}} 個）である。また 1 モルの[[理想気体]]は、[[標準状態]] ({{en|STP: standard temperature and pressure}}) では同じ体積（{{val|22.41383}} L（リットル））を占める。このように、モルは化学の分野では基本となる重要な単位である。

[[1913年]]頃から、原子の中には[[質量数]]の異なる数種の原子（[[同位体]]）があることがわかってきた。長年、モルの定義には[[酸素]]分子を使用し、酸素分子 32 g を 1 mol としてきたが、酸素原子には天然のものでも質量数 16 のほか 17, 18 のものがあることがわかった。すなわち、それまでは質量数 16, 17, 18 の酸素原子が混ざった状態のものでモルを定義していたことになる。それがわかってから、物理学の分野では質量数 16 の酸素だけを分離して（完全に分離するのは困難なので、分離できたと仮想して）、質量数 16 の酸素による酸素分子 32 g の物質量を 1 mol と再定義した。しかし、化学者たちはそれまで通りのモルの定義を使い続けた。

物理学と化学とで異なるモルを使い続けるのは不都合があるため、[[1960年]]に[[国際純粋・応用物理学連合]] (IUPAP) と[[国際純正・応用化学連合]] (IUPAC) が協議して、共通的に炭素12に原子量 12 の値を与えることとした。ここから、1 mol は 12 g の炭素12の物質量という現在の定義が導き出せる。炭素12が選ばれたのは、これが天然の[[炭素]]の大部分を占めているためである。

モルをSI基本単位とすることおよびその定義は、[[1971年]]の[[国際度量衡総会]] (CGPM) で採択された<ref>[[#SI8thja|国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006)]]、p. 20。</ref>。

モルを基本単位とすることについては、特に物理学者の間で異論があった。物質量は、その定義から明らかに[[分離量]]（個数）である。「要素粒子 {{val|6.02214129}}{{e|23}} 個を 1 モルとする」というのは、「12 個を 1 [[ダース]]とする」というのと本質的には変わらない。また、物質量は質量に比例するものであり、質量であるなら[[キログラム]]で表すべき、もしくは、（キログラム/キログラム）で無次元の[[組立単位]]とすべきという主張もある。しかし、モルは化学の分野では基本となる重要な単位であり、結局 7 つ目の SI 基本単位となった。モルが基本単位となったことによって、数でしかなかったアボガドロ数が mol{{sup|&minus;1}} のSI単位を持つことになり、[[アボガドロ定数]]と呼ばれることとなった。

== 脚注 ==
=== 引用 ===
{{reflist|2}}

== 参考文献 ==
{{cite book|和書|url=http://www.nmij.jp/library/units/si/R8/SI8J.pdf|author=国際単位系 (SI) 日本語版刊行委員|title=国際文書 国際単位系 (SI)|publisher=独立行政法人産業技術総合研究所 計量標準総合センター|year=2006|edition=第 8 版日本語版|ref=SI8thja}}

== 関連項目 ==
*[[モル濃度]]
*[[規定 (単位)]]
*[[ファラデー定数]]
*[[アインシュタイン (単位)]]

{{SI units navbox}}

{{Link FA|pt}}

{{DEFAULTSORT:もる}}
[[Category:物質量の単位]]
[[Category:SI基本単位]]
[[Category:化学]]
[[Category:物理学]]