物質量
amount of substance
量記号n
次元N
種類スカラー
SI単位モル（mol）
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物質量（ぶっしつりょう、英語: amount of substance）は、物質の量を表す物理量のひとつ[注 1]である[1]。系の物質量（記号は n）は、特定された要素粒子の数の尺度である[2]。要素粒子（英語: elementary entity）は、原子、分子、イオン、電子、その他の粒子、あるいは、粒子の集合体のいずれであってもよい。

物質量は1971年に国際単位系 (SI) の7番目の基本量に定められた。表記する場合は、量記号はイタリック体の n、量の次元の記号はサンセリフ立体の N が推奨されている[3]。物質量のSI単位はモルであり、単位記号は mol である。熱力学的な状態量として見れば示量性状態量に分類される。
定義

物質量は、要素粒子の個数に比例する。ある物質の物質量を求めるには、まずその物質の要素粒子を指定しなければならない。化学式 X で指定される要素粒子を以下、要素粒子 X と記す。

要素粒子 X の個数を N(X)、アボガドロ定数を NA とすれば、物質量 n(X) は次の式で定義される。

n ( X ) = N ( X ) N A {\displaystyle n(\mathrm {X} )={\frac {N(\mathrm {X} )}{N_{\rm {A}}}}}

物質量のSI単位はモルであり、モルの単位記号は mol である。少量の物質の量を表すときは、モルにSI接頭語をつけたミリモル (mmol, 10−3 mol)、マイクロモル (μmol, 10−6 mol)、ナノモル (nmol, 10−9 mol) などの単位が使われる。

N(X) は個数という無次元量であり、n(X) は物質量の次元 N を持つので、アボガドロ定数の次元は物質量の逆数 N−1 となり、その単位はモルの逆数 (mol−1) となる。

NA = 6.02214076×1023 mol?1 である。

また、物質量の歴史および単位の定義については「モル」の記事を参照のこと。
簡単な例
水溶液

容器に入った食塩水中の各物質の物質量を考える。

水の物質量 n(H2O) は、食塩水に含まれる水分子 H2O の数を NA で割ったものに等しい。

水素原子の物質量 n(H) は、食塩水に含まれる水素原子 H の数を NA で割ったものに等しい。1個の H2O 分子は2個の H 原子を含むので、n(H) は n(H2O) の2倍に等しい。

ナトリウムイオンの物質量 n(Na+) は、食塩水に含まれるナトリウムイオン Na+ の数を NA で割ったものに等しい。

塩化物イオンの物質量 n(Cl−) は、食塩水に含まれる塩化物イオン Cl− の数を NA で割ったものに等しい。食塩水にはナトリウムイオンと同数の塩化物イオンが含まれるので、n(Cl−) は n(Na+) に等しい。

塩化ナトリウムの物質量 n(NaCl) は、形式的には、食塩水に含まれる要素粒子 NaCl の数を NA で割ったものとして定義される。しかし、食塩水中には化学式 NaCl で表される粒子は実際には存在しない。なぜなら塩化ナトリウムは、食塩水中ではナトリウムイオン Na+ と塩化物イオン Cl− に分かれて溶けているからである[注 2]。この例のように要素粒子が仮想的な粒子であっても、食塩水中に含まれる塩化ナトリウムの質量 m と後述するモル質量 M(NaCl) とから物質量 n(NaCl) を求めることができる。

合金

ステンレス鋼板に含まれる各元素の物質量を考える。

鉄原子の物質量 n(Fe) は、板に含まれる鉄原子 Fe の数を NA で割ったものに等しい。

炭素原子の物質量 n(C) は、板に含まれる炭素原子 C の数を NA で割ったものに等しい。

クロム原子などの他の元素 E の物質量 n(E) も同様に、板に含まれる原子 E の数を NA で割ったものにそれぞれ等しい。

化学反応

重曹の熱分解 2 NaHCO 3 ⟶ Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O {\displaystyle {\ce {2NaHCO3 -> {Na2CO3}+ {CO2}+ H2O}}}