磨かれたシリコンの球が光を映し、つややかな光が表面をすべる。中には、静かに呼吸する原子の格子が見える。球を透かして mol の文字が浮かぶ。右では、ひとつまみの黒鉛が天秤の皿に落ち、天秤は 12.000 g を示して光る。上では粒子カウンターが点滅している。
単位シート
SI 基本単位改訂 2026-10モル mol
SI 基本単位 · 量：物質量 — 6·10²³ を一「ダース」として数える粒子の数
原子を数えた球
2011 年、いくつかの国の計量学者が 1 キログラムのシリコン球を完成させた。真球度は数十ナノメートル以内。直径と結晶格子の間隔を測り、中の原子を数えた。こうしてアボガドロ定数のもっとも精確な値が得られた。
原子は小さすぎて、ひとつずつ数えることはできない。化学者はひとまとまりで扱う。ひとまとまり — 1 モル — はちょうど 6.022 140 76·10²³ 個の粒子だ。この数は、炭素 12 の原子 1 モルの質量が 12 グラムになるように選ばれている。だから、どんな物質でも 1 モルの質量は周期表から簡単に読み取れる。
水 1 モルは 18 グラムで、大さじ 1 杯より少し少ない。食塩 1 モルは 58 グラム。どんな気体も 1 モルは室温で約 24.8 リットルを占め、バケツおよそ 2 杯分になる。
モルの記号は mol。小文字 3 字で、ピリオドも語尾もつけない：「5 mol」。物質量は小文字の n で表す。アボガドロ定数は N_A、モル質量は大文字の M。
モルは粒子の数であり、質量ではない。水素 1 モルは 2 g、金 1 モルは 197 g だが、粒子の数は同じだ。モル濃度 M — 溶液 1 リットルあたりのモル数 — や、同じ質量の古い呼び名「グラム分子」と混同しないこと。
01 · 定義
数 · 質量 · 気体の体積モルは数え方であって、重さではない。1 ダースが 12 個であるように、1 モルは 6.022 140 76·10²³ 個だ。原子、分子、イオン、電子のどれでもよく、必ず何かを言う：酸素原子 1 モルと酸素分子 1 モルは別の量だ。
1 モルを量り取るにはモル質量 — 1 モルの質量 — が要る。それは相対原子質量または相対分子質量をグラムで表した値に等しい。炭素は 12.011 g/mol、水は 18.015 g/mol。試料の質量をモル質量で割ると、モル数が出る。
2019 年から、モルは数によって定義されている：アボガドロ定数は不確かさなしに正確に定められた。炭素 12 の 1 モルが 12 グラムであることは、もはや定義ではなく測定された事実だ — とても精確だが、取り決めによる正確さではない。
天秤の皿の上に粒子はいくつあるか
左は風防つきの分析天秤。物質を選んで質量を設定すると、天秤はグラムを、カウンターはモル数と粒子の数を示す。右のルーペの中には、ひとつひとつの原子が見えるまで拡大した粒子がひとつかみ。「1 モルを量る」でちょうど 1 モルを注ぐ。気体では天秤の代わりに注射器を使う：1 モルの体積は温度とともに大きくなる。青は質量と天秤、ターコイズは物質量、クリムゾンは粒子を表す。下には三つのビューがある。「質量とモル」はいろいろな物質の直線 m = n·M。「粒子」はいろいろな量に何個あるかを対数目盛りで示す。「気体」は温度に対する 1 モルの体積。
砂粒 1 モルなら大陸を覆う
1 モルの粒子ひとつひとつが 1 ミリの砂粒だったら、砂 1 モルは 6·10¹⁴ 立方メートルになる。その層は北アメリカ全体を数十メートルの厚さで覆う。そして水 18 グラム — ひと口 — には同じ数の分子がある。
02 · 換算
質量 · 粒子 · 溶液グラムからモル、そして個数へ
質量、モル数、粒子の数のどれかを入力する。最初のタブは、場面で選んだ物質について換算する。2 つ目はモル質量を集める。3 つ目は溶液の濃度を 1 リットルあたりのモル数で示す。
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モルが便利なのは、巨大な数を隠してくれるからだ。細胞 1 個にはあるタンパク質が約 1 アトモル、海には約 7·10²² モルの水がある。同じ数え方が数個の分子から惑星全体までをまかない、化学者はその真ん中 — ミリモルとモル — で仕事をする。
04 · 測定器
天秤 · ビュレット · シリコン球 · 質量分析計モルは数えるのではなく、量り、滴定する
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05 · 表記の規則
mol · どの粒子か何の 1 モルかを言う
モルの記号は変化せず、略しもしない。量の横には粒子の名を書く：原子、分子、イオンの 1 モル。モル質量はグラム毎モル、濃度はモル毎リットルで書く。
記号に複数形はない。モル質量から「/mol」を取ると質量になる。M はすでにモル毎リットルを意味するので、「/L」は余分だ。接頭語は小文字で、記号には大文字を使わない。アボガドロ定数には単位 mol⁻¹ がある。「酸素 1 モル」はあいまいだ：原子か O₂ 分子か — 2 倍の違い。
06 · 隣り合う単位
化学07 · 歴史の部
資料 · アボガドロの仮説から正確な数へ見えないものをどう数えたか
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モルは正確になり、12 グラムはそうでなくなった
2019 年までは、モルは炭素 12 の 12 グラム中の原子の数だった。質量は正確で、アボガドロ数は不確かさをもつ測定値だった。今は逆だ：数が定められ、炭素 12 のモル質量は測定値になった。値は 1 モルあたり 12 グラムで、相対不確かさは約 4·10⁻¹⁰。
化学者にとっては何も変わらなかった：表のモル質量はそのままだ。だが計量学にとっては大事なことだ。モルはもうキログラムにも特定の同位体にも依存しない。1 モルを量り取るのに、量らなくてもよい — 数えればよい。
右は 2 枚の皿。古い定義では、モルは 12 グラムの分銅に結びついていた。新しい定義でも分銅は同じだが、隣にカウンターがあり、今はそちらが決め手だ。
量のカタログ
物質と化学 · 単位シート 12 件
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