La mole
Si la description moléculaire en chimie est fondamentale, elle présente toutefois un
inconvénient majeur : elle se situe à l’échelle microscopique, qui est difficilement manipulable à l’échelle humaine. Une façon de contourner cette difficulté est de considérer
un très grand nombre de molécules et d’analyser les propriétés de cet ensemble : une
grandeur microscopique deviendra alors macroscopique et pourra être mesurée.
1. Le nombre d’Avogadro
C ’est le nombre d ’Avogadro
(du nom du physicien italien qui l’a défini au début du
xix^ siècle) qui a été choisi afin de transposer l’échelle moléculaire à une échelle mesurable. Sa valeur approximative est :
N, = 6,022 X 10^3
A
’
C ’est un nombre considérable (six cent mille milliards de milliards) : par exemple,
la hauteur d’une pile de
feuilles de papier de 0,1 mm d ’épaisseur serait proche de
6 300 années lumière !
JD
Fiche 4
T J
O
c
D
û
«JD
tH
O
CM
(y)
x:
ai
>Q .
O
U
2. Définition de la mole
Une mole se définit comme un ensemble constitué de
éléments (atomes, molécules
ou autres espèces microscopiques telles que les ions ou les radicaux). C’est en passant
de la molécule à la mole, grâce au nombre d’Avogadro, que l’échelle microscopique
devient macroscopique, donc mesurable. La mole est une grandeur fondamentale et
la plupart des raisonnements qui sont faits en chimie le seront sur une mole d ’entités
microscopiques.
L’importance de la mole est telle qu’elle est devenue une unité au même titre que le
mètre, le kilogramme, la seconde ou l’ampère, et dont le symbole est mol. En conséquence, le nombre d’Avogadro s’exprime à l’aide de cette unité :
N =6,022 X 1023 mol-'
A
’
3. Grandeurs molaires
La mole intervient dans tous les raisonnements en chimie. Quelques grandeurs relatives
aux moles sont particulièrement importantes :
M Masse molaire atomique
C ’est la masse de 6,022 x lO^^ atomes identiques soit 1 mole d’atomes. Par définition,
la masse molaire de l’isotope 12 du carbone est rigoureusement égale à 12 g moL'
(c’est la définition actuelle du nombre d ’Avogadro : « le nombre d’atomes de carbone
contenus dans 12 g de l’isotope 12 de l’atome de carbone »). On peut alors calculer
simplement les masses molaires atomiques des autres éléments : celle de l’oxygène
est très proche de 16 g - mol"' et celle de l’hydrogène de 1 g • moL'. Aujourd’hui, les
masses molaires atomiques sont parfaitement définies ; quelques-unes sont données en
annexe. Généralement, celles-ci sont proches de valeurs entières. Un écart substantiel à
Si la description moléculaire en chimie est fondamentale, elle présente toutefois un
inconvénient majeur : elle se situe à l’échelle microscopique, qui est difficilement manipulable à l’échelle humaine. Une façon de contourner cette difficulté est de considérer
un très grand nombre de molécules et d’analyser les propriétés de cet ensemble : une
grandeur microscopique deviendra alors macroscopique et pourra être mesurée.
1. Le nombre d’Avogadro
C ’est le nombre d ’Avogadro
(du nom du physicien italien qui l’a défini au début du
xix^ siècle) qui a été choisi afin de transposer l’échelle moléculaire à une échelle mesurable. Sa valeur approximative est :
N, = 6,022 X 10^3
A
’
C ’est un nombre considérable (six cent mille milliards de milliards) : par exemple,
la hauteur d’une pile de
feuilles de papier de 0,1 mm d ’épaisseur serait proche de
6 300 années lumière !
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2. Définition de la mole
Une mole se définit comme un ensemble constitué de
éléments (atomes, molécules
ou autres espèces microscopiques telles que les ions ou les radicaux). C’est en passant
de la molécule à la mole, grâce au nombre d’Avogadro, que l’échelle microscopique
devient macroscopique, donc mesurable. La mole est une grandeur fondamentale et
la plupart des raisonnements qui sont faits en chimie le seront sur une mole d ’entités
microscopiques.
L’importance de la mole est telle qu’elle est devenue une unité au même titre que le
mètre, le kilogramme, la seconde ou l’ampère, et dont le symbole est mol. En conséquence, le nombre d’Avogadro s’exprime à l’aide de cette unité :
N =6,022 X 1023 mol-'
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3. Grandeurs molaires
La mole intervient dans tous les raisonnements en chimie. Quelques grandeurs relatives
aux moles sont particulièrement importantes :
M Masse molaire atomique
C ’est la masse de 6,022 x lO^^ atomes identiques soit 1 mole d’atomes. Par définition,
la masse molaire de l’isotope 12 du carbone est rigoureusement égale à 12 g moL'
(c’est la définition actuelle du nombre d ’Avogadro : « le nombre d’atomes de carbone
contenus dans 12 g de l’isotope 12 de l’atome de carbone »). On peut alors calculer
simplement les masses molaires atomiques des autres éléments : celle de l’oxygène
est très proche de 16 g - mol"' et celle de l’hydrogène de 1 g • moL'. Aujourd’hui, les
masses molaires atomiques sont parfaitement définies ; quelques-unes sont données en
annexe. Généralement, celles-ci sont proches de valeurs entières. Un écart substantiel à