Η μονάδα ατομικής μάζας (Μ.Α.Μ. ή a.m.u. atomic mass unit) είναι η μονάδα μέτρησης της μάζας των ατόμων και ισούται με το 1/12 της μάζας του πυρήνα του ισοτόπου 12 C. Παλιότερα για μονάδα ατομικής μάζας χρησιμοποιούσαν τη μάζα ενός ατόμου υδρογόνου (19 ος αιώνας) ή το 1/16 της μάζας του ατόμου του οξυγόνου (1904). Ο σημερινός ορισμός της Μ.Α.Μ. καθιερώθηκε από την I.U.P.A.C. το 1961.

Ονομάζουμε σχετική ατομική μάζα A r (παλαιότερα λέγαμε ατομικό βάρος) ενός στοιχείου τον καθαρό αριθμό που μας δείχνει πόσες φορές μεγαλύτερη είναι η μάζα του ατόμου του στοιχείου από την μονάδα ατομικής μάζας. Έτσι για παράδειγμα όταν λέμε ότι η σχετική ατομική μάζα του νατρίου είναι 23 εννοούμε ότι το άτομο του νατρίου έχει μάζα 23 φορές μεγαλύτερη από την Μ.Α.Μ. ή από το 1/12 της μάζας του πυρήνα του ισοτόπου 12 C.

Ονομάζουμε σχετική μοριακή μάζα M r (παλαιότερα λέγαμε μοριακό βάρος) ενός στοιχείου ή μιας χημικής ένωσης τον καθαρό αριθμό που μας δείχνει πόσες φορές μεγαλύτερη είναι η μάζα του μορίου του στοιχείου ή της χημικής ένωσης από την μονάδα ατομικής μάζας. Έτσι για παράδειγμα όταν λέμε ότι η σχετική μοριακή μάζα του νερού είναι 18 εννοούμε ότι το μόριο του νερού έχει μάζα 18 φορές μεγαλύτερη από την Μ.Α.Μ. ή από το 1/12 της μάζας του πυρήνα του ισοτόπου 12 C.

Για να υπολογίσουμε την σχετική μοριακή μάζα θα πρέπει να γνωρίζουμε τον μοριακό τύπο της ένωσης καθώς και τις σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων που αποτελούν την χημική ένωση. Για παράδειγμα ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να υπολογίσουμε την σχετική μοριακή μάζα του θειϊκού οξέος. Ο μοριακός του τύπος είναι H 2 SO 4 ενώ οι σχετικές ατομικές μάζες υδρογόνου (H), θείου (S) και οξυγόνου (O) είναι αντίστοιχα 1, 32 και 16. M r (H 2 SO 4 ) = 2·1 + 1·32 + 4·16 = 98 Επομένως το μόριο του θεϊκού οξέος έχει 98 φορές μεγαλύτερη μάζα από την Μ.Α.Μ.

Η έννοια της σχετικής μοριακής μάζας επεκτείνεται και στις ιοντικές ενώσεις παρ’ όλο που σ’ αυτές δεν υπάρχουν μόρια. Στην περίπτωση αυτή χαρακτηρίζεται σχετική τυπική μάζα ή τυπικό βάρος. Για παράδειγμα ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να υπολογίσουμε την σχετική «μοριακή» μάζα του νιτρικού καλίου. Ο «μοριακός» του τύπος είναι KNO 3 ενώ οι σχετικές ατομικές μάζες καλίου (K), αζώτου (N) και οξυγόνου (O) είναι αντίστοιχα 39, 14 και 16. M r (KNO 3 ) = 1·39 + 1·14 + 3·16 = 101 Επομένως το «μόριο» του νιτρικού καλίου έχει 101 φορές μεγαλύτερη μάζα από την Μ.Α.Μ.

Mole είναι μια ποσότητα ύλης που περιέχει N A διακεκριμένα σωματίδια (όπου N A ο αριθμός του Avogadro δηλ. N A = 6,022  ). Τα σωματίδια μπορεί να είναι μόρια, άτομα, ιόντα κ.λ.π.

Η μάζα σε g ενός mol μορίων είναι αριθμητικά ίση με την σχετική μοριακή μάζα (και ονομαζόταν παλιότερα γραμμομόριο). Αντίστοιχα η μάζα σε g ενός mol ατόμων είναι αριθμητικά ίση με την σχετική ατομική μάζα (και ονομαζόταν παλιότερα γραμμοάτομο). Επίσης παλαιότερα χρησιμοποιούσαμε και την έννοια γραμμοϊόν δηλαδή την μάζα ενός mol ιόντων. Για παράδειγμα 1 mol μορίων θειϊκού οξέος ( H 2 SO 4 ) θα ζυγίζει όσο η σχετική μοριακή του μάζα δηλαδή 98 g.

Ίσοι όγκοι αερίων ή ατμών, στις ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων. Ισχύει και το αντίστροφο, δηλαδή ίσοι αριθμοί μορίων ή ατμών που βρίσκονται στις ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης καταλαμβάνουν τον ίδιο όγκο. Αν V 1 =V 2 (στις ίδιες συνθήκες P και T) τότε N 1 =N 2 Αν N 1 =N 2 (στις ίδιες συνθήκες P και T) τότε V 1 =V 2 ή Όπου Ν 1 και Ν 2 το πλήθος των μορίων των δύο αερίων και V 1 και V 2 οι όγκοι των δύο αερίων.

Είναι ο όγκος που καταλαμβάνει ένα mol οποιουδήποτε αερίου κάτω από κάποιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Όταν οι συνθήκες αυτές είναι κανονικές ή πρότυπες (S.T.P.) δηλ. πίεση μία ατμόσφαιρα (1 atm) και θερμοκρασία 273 βαθμοί Kelvin (273 o K ή 0 o C ) ο γραμμομοριακός όγκος είναι 22,4 L. Αν οι συνθήκες δεν είναι πρότυπες τότε μπορούμε να υπολογίσουμε τον γραμμομοριακό όγκο από τον τύπο:

Η μάζα των σωμάτων που συμμετέχουν στα χημικά φαινόμενα εκφράζεται συνήθως σε γραμμάρια (gr ή g) ενώ ο όγκος σε κυβικά εκατοστά (cm 3 ή mL). Το φυσικό μέγεθος που συνδέει μάζα και όγκο ενός σώματος είναι η απόλυτη πυκνότητα (d ή ρ) που δίνεται από την σχέση: Οι μονάδες της πυκνότητας είναι συνήθως g/ml. Γνωρίζοντας δύο από τα τρία μεγέθη της παραπάνω σχέσης μπορούμε να υπολογίσουμε το τρίτο. Οι παραπάνω σχέσεις ισχύουν βέβαια για όλα τα σώματα : Στερεά, Υγρά και Αέρια.

Για να υπολογίζουμε τον αριθμό (ή πλήθος) των moles (που συνήθως παριστάνεται με το γράμμα η) μπορούμε να χρησιμοποιούμε τους ακόλουθους τύπους που προέρχονται από την εφαρμογή αναλογιών (απλή μέθοδος των τριών): 1) Όταν γνωρίζουμε την μάζα: Ισχύει για όλα τα σώματα: Στερεά, Υγρά, Αέρια

2) Όταν γνωρίζουμε τον αριθμό μορίων (N): Ισχύει για όλα τα σώματα: Στερεά, Υγρά, Αέρια 3) Όταν πρόκειται για αέρια σώματα που ξέρουμε τον όγκο τους: Το V m παριστάνει τον γραμμομοριακό όγκο στις συνθήκες του προβλήματος. Αν οι συνθήκες είναι κανονικές (πρότυπες S.T.P.) τότε ισούται με 22,4 λίτρα.

Κανονικές συνθήκες : P=1 atm (760 mmHg) και T=273 o K ή 0 ο C Αν οι συνθήκες δεν είναι κανονικές τότε ο γραμμομοριακός όγκος υπολογίζεται από την σχέση :

Όγκος V σε lit Μάζα m σε g Αριθμός μορίων Ν Αριθμός ατόμων Αριθμός mol n MrMr VmVm NANA Ατομικότητα ή Δείκτης Όταν ακολουθούμε ένα βέλος σύμφωνα με την φορά του κάνουμε πολλαπλασιασμό με το κίτρινο μέγεθος, ενώ όταν το ακολουθούμε κατά την αντίθετη φορά κάνουμε διαίρεση.

Η σχέση αυτή συνδέει τα τέσσερα φυσικά μεγέθη που περιγράφουν πλήρως την κατάσταση ενός αερίου. Τα μεγέθη αυτά είναι η πίεση (P), ο όγκος (V), η θερμοκρασία (T) και η ποσότητα του αερίου σε mol (n). Το R είναι μια σταθερά που ονομάζεται παγκόσμια σταθερά των ιδανικών αερίων. Είναι προφανές ότι αν γνωρίζουμε τα τρία από τα τέσσερα μεγέθη μπορούμε να υπολογίσουμε το τέταρτο επιλύοντας τον παραπάνω τύπο.

P η πίεση του αερίου μετριέται σε ατμόσφαιρες atm V ο όγκος του αερίου μετριέται σε λίτρα L n το πλήθος των mol του αερίου T η θερμοκρασία σε βαθμούς Kelvin Τ = θ R παγκόσμια σταθερά των αερίων ίση με 0,082 lit.atm/mol.grad

Όπως φαίνεται από τις παραπάνω σχέσεις μπορούμε να υπολογίσουμε την σχετική μοριακή μάζα και τον αριθμό μορίων ενός αερίου χρησιμοποιώντας μακροσκοπικά δεδομένα.

Ας υποθέσουμε ότι μια ποσότητα ενός αερίου μεταβαίνει από μια αρχική κατάσταση 1 σε μια τελική κατάσταση 2. Και στις δύο καταστάσεις ισχύει η καταστατική εξίσωση. Διαιρώντας κατά μέλη τις δύο καταστατικές έχουμε:

Τ 1 =Τ 2 V1=V2V1=V2 P1=P2P1=P2