Une sphère de silicium polie renvoie la lumière, un reflet glisse à sa surface. À l’intérieur, un réseau d’atomes respire doucement. Les lettres mol transparaissent à travers la sphère. À droite, une pincée de graphite tombe sur le plateau de la balance ; la balance affiche 12,000 g et s’illumine. En haut, un compteur de particules clignote.
Fiche de l'unité
unité de base du SIrév. 2026-10Mole mol
Unité de base du SI · grandeur : quantité de matière — un nombre de particules compté par douzaines de 6·10²³
La sphère dont on a compté les atomes
En 2011, des métrologues de plusieurs pays ont achevé une sphère de silicium d’un kilogramme. Elle est ronde à quelques dizaines de nanomètres près. En mesurant son diamètre et le pas de son réseau cristallin, ils en ont compté les atomes. On a ainsi obtenu la valeur la plus précise de la constante d’Avogadro.
Les atomes sont trop petits pour être comptés un à un. Le chimiste les prend par portions. Une portion — une mole — compte exactement 6,022 140 76·10²³ particules. Le nombre est choisi pour qu’une mole d’atomes de carbone 12 pèse 12 grammes. C’est pourquoi la masse d’une mole de n’importe quelle substance se lit facilement dans le tableau périodique.
Une mole d’eau, ce sont 18 grammes, un peu moins qu’une cuillère à soupe. Une mole de sel de table, 58 grammes. Une mole de n’importe quel gaz à température ambiante occupe environ 24,8 litres, à peu près deux seaux.
Le symbole de la mole est mol, trois minuscules, sans point et sans terminaison : « 5 mol ». La quantité de matière s’écrit avec un n minuscule. La constante d’Avogadro, N_A, la masse molaire, avec un M majuscule.
Une mole est un nombre de particules, pas une masse. Une mole d’hydrogène pèse 2 g, une mole d’or 197 g, mais elles contiennent autant de particules. Ne pas confondre avec la molarité M — moles par litre de solution — ni avec la « molécule-gramme », ancien nom de cette même masse.
01 · Définition
nombre · masse · volume de gazUne mole est un compte, pas un poids. Comme une douzaine compte douze pièces, une mole en compte 6,022 140 76·10²³. Ces pièces peuvent être des atomes, des molécules, des ions ou des électrons, et on les nomme toujours : une mole d’atomes d’oxygène et une mole de molécules d’oxygène sont des quantités différentes.
Pour peser une mole, il faut la masse molaire — la masse d’une mole. Elle est égale à la masse atomique ou moléculaire relative en grammes. Le carbone : 12,011 g/mol, l’eau : 18,015 g/mol. On divise la masse de l’échantillon par la masse molaire et l’on obtient le nombre de moles.
Depuis 2019, la mole est définie par un nombre : la constante d’Avogadro est fixée exactement, sans incertitude. Qu’une mole de carbone 12 pèse 12 grammes n’est plus une définition mais un fait mesuré — très précis, mais plus exact par convention.
Combien de particules sur le plateau
À gauche, une balance analytique sous vitrine de verre. Choisissez une substance et réglez la masse : la balance affiche les grammes, le compteur les moles et le nombre de particules. Dans la loupe à droite, une poignée de particules agrandie au point qu’on voit les atomes. « Peser une mole » verse exactement une mole. Pour un gaz, une seringue remplace la balance : le volume d’une mole croît avec la température. En bleu la masse et la balance, en turquoise la quantité de matière, en cramoisi les particules. En bas, trois vues. « Masse et moles » est la droite m = n·M pour différentes substances. « Particules » montre combien de pièces contiennent différentes quantités, en échelle logarithmique. « Gaz » est le volume d’une mole en fonction de la température.
Une mole de grains de sable couvrirait un continent
Si chaque particule d’une mole était un grain de sable d’un millimètre, une mole de sable occuperait 6·10¹⁴ mètres cubes. Une telle couche recouvrirait toute l’Amérique du Nord sur quelques dizaines de mètres. Et 18 grammes d’eau — une gorgée — contiennent autant de molécules.
02 · Conversion
masse · particules · solutionsDes grammes aux moles et aux pièces
Saisissez une masse, des moles ou un nombre de particules. Le premier onglet les convertit pour la substance choisie dans la scène. Le deuxième rassemble des masses molaires. Le troisième donne des concentrations de solutions en moles par litre.
| {k} | {v} | {note} |
La mole est pratique parce qu’elle cache un nombre immense. Une cellule contient environ une attomole d’une protéine, les océans environ 7·10²² moles d’eau. Le même compte va de quelques molécules à une planète entière, et le chimiste travaille au milieu — avec des millimoles et des moles.
04 · Instruments de mesure
balance · burette · sphère de silicium · spectromètre de masseLes moles ne se comptent pas — elles se pèsent et se titrent
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05 · Règles d’écriture
mol · quelles particulesDire une mole de quoi
Le symbole de la mole ne s’accorde pas et ne s’abrège pas. À côté de la quantité, on nomme les particules : une mole d’atomes, de molécules ou d’ions. La masse molaire s’écrit en grammes par mole, la concentration en moles par litre.
Le symbole n’a pas de pluriel. Sans « /mol », la masse molaire devient une masse. M signifie déjà moles par litre, « /L » est superflu. Le préfixe s’écrit en minuscule, et le symbole sans majuscule. La constante d’Avogadro a une unité, mol⁻¹. « Une mole d’oxygène » est ambigu : atomes ou molécules O₂ — un facteur deux.
06 · Unités voisines
chimieLa même sphère de silicium sert aussi au kilogramme.
mol/LMoles par litre de solution.
katUne mole par seconde — activité d’une enzyme.
07 · Section historique
archives · de l’hypothèse d’Avogadro à un nombre exactComment on a compté l’invisible
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La mole est devenue exacte, les 12 grammes non
Jusqu’en 2019, la mole était le nombre d’atomes dans 12 grammes de carbone 12. La masse était exacte, le nombre d’Avogadro mesuré, avec une incertitude. C’est désormais l’inverse : le nombre est fixé, la masse molaire du carbone 12 est mesurée. Elle vaut 12 grammes par mole avec une incertitude relative d’environ 4·10⁻¹⁰.
Pour le chimiste, rien n’a changé : les masses molaires des tables sont restées les mêmes. Mais pour la métrologie, c’est important. La mole ne dépend plus du kilogramme ni d’un isotope particulier. Pour mesurer une mole, il n’est pas nécessaire de peser — on peut compter.
À droite, deux plateaux. Avec l’ancienne définition, la mole était liée à un poids de 12 grammes. Avec la nouvelle, le poids est le même, mais à côté se trouve un compteur, et c’est lui qui fait foi.
Catalogue des grandeurs
Matière et chimie · 12 fiches
Index · toutes les grandeurs sur une pageLe laboratoire à l'entrée de l'indexUne goutte d'acide change la couleur du jus, le sel colore la flamme, l'eau gèle d'un coup. En dessous, toutes les fiches Simetrium, par discipline et par ordre alphabétique.Ouvrir l'index →
