1. 개요
分子量 / Molecular Weight[1]분자의 상대 질량을 나타내는 물리량이다. 분자의 질량은 엄청 작기 때문에 일상 생활에서 쓰이는 질량 단위인 [math(rm g)]을 써서 나타내기는 힘들다. 예를 들어 산소 분자 [math(\rm O_2)] 1개의 질량은 [math(5.313\,725\,013\times10^{-23}{\rm\,g})]이다! 따라서 질량수가 [math(12)]인 탄소-12([math(\rm^{12}C)])의 원자량을 [math(12)]로 정하여 탄소를 기준으로 다른 원자들의 상대적인 원자량을 정한다.[2][3] 그 후, 분자를 구성하는 각각의 원소들의 평균 원자량에 원자수를 곱한 값을 합하여 분자량을 구한다.
기체 분자량의 경우 이상 기체 방정식으로 구할 수도 있다. [math(PV = nRT)]에서 [math(n = \dfrac mM)]이므로 [math(M = \dfrac{mRT}{PV})]로 몰 질량을 구할 수 있고[4] 이를 몰 질량 상수 [math(M_{\rm u} = 0.999\,999\,999\,65(30){\rm\,g/mol})]로 나누면 분자량이 얻어진다.[5]
2. 단위
원칙적으로 분자량은 질량수가 [math(12)]인 탄소-12를 기준으로 한 상대적인 비(比)이므로 단위가 없는 무차원량이다.하지만 물질량이 다른 물리량을 통해 간접적으로 계산되는 만큼, 실제 실험 등에서는 분자량이 아닌 분자량에 몰 질량 상수를 곱한 몰 질량을 이용하거나, 분자량에 [math(rm Da = amu)]를 붙인 실제 질량[6]을 이용한다. 즉 어떤 물질의 물질량, 농도, 질량 등을 구할 때 주어진 물리량들을 적절히 이용하여 계산해야 하는데, 단위가 없는 분자량을 쓰면 입자의 수와 관련된 몰을 유도할 수 없어 최종적으로 구한 값의 차원과 단위가 맞지 않게 되는 것이다.
3. 예시
포도당은 분자식이 [math(\rm C_6H_{12}O_6)]이므로 분자량은 [math(6A_{\rm r}({\rm C})+12A_{\rm r}({\rm H})+6A_{\rm r}({\rm O}) = 6\times12.011+12\times1.008+6\times15.999=180.156)]으로 구할 수 있다.[1] 영어 명칭은 "분자 무게"지만, 분자량은 무게가 아니라 상대질량이다. 때문에 보다 정확한 명칭인 Molecular Mass라고 쓰이기도 한다.[2] '통일 원자 질량 단위 [math(m_{\rm u} = 1.660\,539\,066\,60(50)\times10^{-24}{\rm\,g} = 1{\rm\,Da})]을 기준으로 삼은 상대 질량'이라고도 표현한다. 즉, [math(\rm^{12}C)]의 질량은 정확하게 [math(12m_{\rm u})]이며 [math(12{\rm\,Da})]으로도 나타내기도 한다.[3] 양성자, 중성자, 전자의 정지 질량이 알려져 있기는 하지만 질량-에너지 동등성에 의해 핵자 결합 에너지로 질량 일부가 손실되기 때문에 이들 상수를 이용해서 단순 양론적으로 계산 할 수는 없다.[4] 화학2에서 처음 나온다.[5] [math(M_{\rm u} \fallingdotseq 1{\rm\,g/mol})]이므로 사실상 몰 질량에서 단위 [math(\rm g/mol)]을 뗀 것과 같다고 생각하면 된다.[6] [math(1{\rm\,Da} = 1.660\,539\,066\,60(50)\times10^{-24}{\rm\,g})]으로 질량 차원([math(\sf M)])을 갖는 것을 알 수 있다.