Molekülmasse

Die Molekülmasse ist die Summe der Atommassen aller Atome eines Moleküls. Man unterscheidet zwischen der relativen und der absoluten Molekülmasse. Sie wird heutzutage vor allem mit Hilfe der Massenspektrometrie bestimmt.

Jedes Molekül hat eine definierte Molekülmasse, die sich durch Addition der bekannten Atommassen ergibt. Diese Zahlenwerte können dem Periodensystem entnommen werden. Die Atommasse ist keine absolute, sondern eine relative Angabe. Die Masseneinheit "1" entspricht 1/12 der Masse des Kohlenstoff-Isotops ¹²C. Die Zahlenwerte sind als Verhältniszahlen dimensionslos (relative Molekülmasse M_R).

$${\displaystyle M_{R}=12\times {\frac {m(Molek{\ddot {u}}l)}{m(^{12}C)}}}$$

Die relative Molekülmasse M_R ist dimensionslos.

2.1. Beispiele

Die relative Molekülmasse von Wasser (H₂O) und Kohlendioxid (CO₂) berechnet sich aus den einzelnen mittleren relativen Atommassen.

• Formel für Wasser:

$${\displaystyle M_{R}=(2\times 1)+16=18}$$

• Formel für Kohlendioxid:

$${\displaystyle M_{R}=12+(2\times 16)=44}$$

Die absolute Molekülmasse m_M berechnet sich aus dem Quotienten der molaren Masse M eines Moleküls und der Teilchenzahl in einem Mol N_A:

$${\displaystyle m_{M}={\frac {M}{N_{A}}}}$$

• N_A = 6,022 x 10²³ / mol (Avogadro-Konstante)

Die absolute Molekülmasse kann in Gramm (g), in der atomaren Masseneinheit u oder in Dalton angegeben werden. Höhermolekulare Substanzen werden nach ihrer Sedimentation im genormten Schwerefeld auch in Svedberg gemessen.

3.1. Beispiel

• Die absolute Molekülmasse von Wasser beträgt:

$${\displaystyle m_{M}={\frac {18,015}{6,022\times 10^{23}}}=2,9916\times 10^{-23}g=18\;u=18\;Dalton}$$

In der gängigen Verwendung wird die Molekülmasse häufig unkorrekt als molare Masse bezeichnet. Diese gibt jedoch die Masse pro Mol an und trägt daher die Einheit kg/mol. Die Zahlenwerte der relativen Molekülmasse (dimensionslos), der absoluten Molekülmasse (in u oder Dalton) und der molaren Masse (in g/mol) sind jedoch identisch.

Da Salze aus Ionen aufgebaut sind, spricht man hier von der Formelmasse. Sie ist die Summe der Atommassen der verhältnismäßig am Aufbau beteiligten Atome und ergibt sich aus der Formel des Salzes (z.B. NaCl, MgCl₂, FeSO₄).

Das leichteste Molekül ist das Wasserstoffmolekül (H₂) mit 2 u. Je nach Literatur unterscheidet man abhängig von der Molekülmasse:

• niedermolekulare Verbindungen: ca. < 800 bis 2.000 u
• hochmolekulare bzw. makromolekulare Verbindungen: > 2.000 bis über 10.000 u

Zu den Makromolekülen gehören zum Beispiel viele Enzyme und Nukleinsäuren.