モル質量÷6.0×10^23で1個の質量になる理由とは？モルとアボガドロ定数を高校化学向けに解説

高校化学でモル計算を学び始めると、「モル質量を6.0×10^23で割ると粒子1個の質量になるのはなぜ？」と疑問に感じる人が少なくありません。実は、この計算はモルという単位の定義そのものから導かれます。この記事ではモル質量やアボガドロ定数の意味から順番に解説します。

モル質量とは何か

モル質量とは、ある物質1モルあたりの質量のことです。単位はg/molで表されます。

例えば、水（H₂O）のモル質量は18g/molです。これは水分子が6.0×10^23個集まると18gになることを意味しています。

つまりモル質量は「粒子が大量に集まったときの重さ」と考えると理解しやすくなります。

6.0×10^23はアボガドロ定数と呼ばれる値です。

1モルの中には必ず約6.0×10^23個の粒子が含まれています。

これは化学における「1ダース＝12個」と同じような数え方です。ただし原子や分子は非常に小さいため、1モルは途方もなく大きな個数になっています。

例えば、1モルの水分子には約600000000000000000000000個の分子が含まれています。

モル質量は6.0×10^23個分の粒子の質量です。

そのため、粒子1個の質量を求めたい場合は全体の質量を個数で割ればよいことになります。

式で表すと次のようになります。

粒子1個の質量＝モル質量÷6.0×10^23

例えば水分子の場合は次の計算になります。

18g ÷ 6.0×10^23 ≒ 3.0×10^-23 g

これが水分子1個の質量です。

例えばリンゴが60個入った箱の重さが12kgだったとします。

リンゴ1個の重さは12kg÷60個＝0.2kgです。

化学でも全く同じ考え方です。

モル質量は「箱全体の重さ」、アボガドロ定数は「箱の中の個数」に相当します。

高校化学では「10×10^23」と覚えてしまう人がいますが、通常は6.0×10^23または6.02×10^23を使用します。

アボガドロ定数は約6.02×10^23個/molであり、この値がモル計算の基準になります。

問題によっては6.0×10^23として扱うことが一般的です。

モル質量は「1モル分の質量」、アボガドロ定数6.0×10^23は「1モルに含まれる粒子数」です。

そのため、粒子1個の質量を求めるには、1モル全体の質量であるモル質量を粒子数で割ります。

つまり「モル質量÷6.0×10^23＝粒子1個の質量」という式は、「全体の重さ÷個数」という非常に基本的な考え方から導かれているのです。