分子量計算

モル質量 = Σ (原子数 × 原子量) · 水和物なら、係数 × 18.015を足す

M

化合物のモル質量（g/mol）。このページが報告する数です

原子数

その元素が式に何個含まれるか。記号の右下の数字、括弧のあとの数字、またはその両方を掛けたものです

原子量

その元素の原子量（g/mol）。元素の性質で、下の参考表から取ります

Σ

式に含まれるすべての元素について足し合わせるという意味です。括弧の内側に書かれた元素も含みます

·

CuSO4·5H2Oのような水和物の式にある点です。点のあとの数は水のまとまり全体に掛かるので、水5つは水素10個と酸素5個という意味になります

化学式があってそのモル質量が要るときに使います。何かの1モルをはかり取る、グラムをモルに直す、試薬瓶に印刷された数値を確かめる、といった場面です。式に括弧や結晶水があるときの確認にも向いています。手計算が狂うのはこの2か所だからです。Ca(OH)2では括弧の外の数字が内側の両方の原子に掛かり、CuSO4·5H2Oでは5が水1つあたりの水素2個と酸素1個に掛かります。

1. 水のモル質量を、元素ごとの質量まで

   1. 式を水素2個と酸素1個として読む：H2O
   2. 水素：2 × 1.008 = 2.016 g/mol
   3. 酸素：1 × 15.999 = 15.999 g/mol
   4. 足す：2.016 + 15.999 = 18.015 g/mol
   5. 原子数は2 + 1 = 3個（1分子あたり）

   同じ足し算が、質量を元素ごとに分けます。酸素は15.999 ÷ 18.015 = 質量の88.81%で、水素が残りの11.19%です。水のモル質量を知る価値があるのはこの比のためです。水1グラムは水素1グラムではありません。

2. 水和物、点が仕事をする場合

   1. 式を点で分ける：左がCuSO4、右が5H2O
   2. 左側：63.546（Cu） + 32.06（S） + 4 × 15.999（O） = 159.602 g/mol
   3. 右側：5 × 18.015 = 90.075 g/mol。水分子がまるごと5つ
   4. 両方を足す：159.602 + 90.075 = 249.677 g/mol
   5. 原子数を数える：左が1 + 1 + 4 = 6、右が5 × 3 = 15、合わせて21

   5つの水は249.677のうち90.075、質量の36.08%です。同じ塩の無水物と水和物が重さで置き換えられない理由がここにあり、開けたままの瓶が低い値を出す理由でもあります。

このページの背後にある原子量は、元素の天然の存在度にもとづくCIAAWの略表の値で、有効数字4桁か5桁です。それらは標準原子量であって厳密な質量ではないので、モル質量の小数第3位はすでに出典が支えていない桁です。ここで水は18.015ですが、より精密な値は18.0153で、最後の桁は試料によって動きます。試薬をはかり取るには過剰なほどの精度で、質量分析計には足りません。そこでは厳密な同位体質量を使ってください。34の元素には標準原子量がまったくありません。テクネチウム、プロメチウム、ポロニウム、アスタチン、ラドン、フランシウム、ラジウム、アクチニウム、そしてネプツニウム以降のすべてです。天然存在度を測るもとになる安定同位体が無いからです。それらを含む式は、特定の同位体の質量で答えるのではなく拒否されます。その数はまったく普通に見えながら、このページが一度も告げていない仮定の上に載るからです。同位体も理解しません。D2Oはこのページが受け付ける式ではなく、Na+のようなイオン、CH3-CH2-OHのようなハイフン付きの構造式、状態記号も同じです。最後に、モル質量は化学式だけの性質です。このページは、物質がどう振る舞うか、溶けるかどうか、そもそもその化合物が存在するかについて何も言いません。

分子量とモル質量はどう違うのか

数値としては同じ数で、だからこの計算機はひとつの値しか報告しません。分子量は1個の分子の質量を炭素12原子の12分の1と比べたもので、単位の無い純粋な比です。モル質量はその物質1モルの質量なので、グラム毎モルという単位を持ちます。水ではどちらも18.015になります。この区別がものを言うのは算数ではなく書き方で、記号も違います。モル質量はM、もう一方は無次元の相対分子質量です。

化合物のモル質量を手計算するにはどうするのか

各元素の原子量に、式の中でのその元素の原子数を掛け、その結果を足します。ブドウ糖C6H12O6なら、炭素が6 × 12.011 = 72.066、水素が12 × 1.008 = 12.096、酸素が6 × 15.999 = 95.994で、合わせて180.156 g/molです。手計算が狂うのは括弧と点の2か所です。括弧のあとの数字は内側のすべての元素に掛かり、水和物の点のあとの数は水分子ひとつ分まるごとに掛かります。

PuO2やTc2O7の値が出せないのはなぜか

それらの元素には標準原子量が無いからです。テクネチウム、プロメチウム、ポロニウム、アスタチン、ラドン、フランシウム、ラジウム、アクチニウム、そしてネプツニウム以降の元素はすべて放射性で安定同位体を持たないため、平均すべき天然存在度が無く、CIAAWの表は値の代わりにダッシュを印刷しています。ひとつの同位体の質量を入れると、まったく普通に見える数が出ます。プルトニウム244ならPuO2は276.998です。しかしそれは、あなたがその同位体を意味したと、2%ほど違う別のものではなく、と黙って仮定することになります。

小数第何位まで残せばよいのか

教科書が印刷しこのページが見せているのは小数第3位で、それは元のデータが正当化する以上の桁です。標準原子量は有効数字4桁か5桁で示されるので、モル質量の最後の桁はすでに不確かです。水はこの値で18.015、より精密な値では18.0153になります。ミリグラムまで読むはかりで試薬を量るなら0.01 g/molで十分です。原子量から来る誤差は、はかりから来る誤差より小さいからです。

式の解析器は括弧と結晶水を理解するのか

どちらも理解し、入れ子にもなります。丸括弧、角括弧、点のすべてを理解し、式全体の前の係数はそのあとのすべてに掛かります。2Fe4[Fe(CN)6]3は、内側の6に外側の3を掛け、さらに2を掛けると、鉄7個、炭素18個、窒素18個に展開されます。空白はほとんどの位置で無視されます。点の前後、元素と元素のあいだ、式の両端です。ただしひとつだけ無視されない場所があります。数字は空白のあとに続けません。それで隠れてしまう失敗が見えないからです。水和物の点を打ち損ねるとCuSO4·5H2OはCuSO4 5H2Oとして届きます。これは文法的には完全に通る式で、酸素46個と水素2個という意味になり、249.677ではなく833.576 g/molになり、ページのどこにも異常は出ません。ですからこの欄は推測せずその形を拒否します。直し方は点を打ち直すことです。H02Oのような先頭の0はH2Oとして読まれます。

• Standard Atomic Weights — 有効数字4桁に簡略化した値 — Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), IUPAC
• SI Units — 物質量（amount of substance）とその単位モル — National Institute of Standards and Technology (NIST)
• 国際単位系（SI）とは — 産業技術総合研究所 計量標準総合センター（NMIJ）