안녕하세요.
질문해주신 '몰'은 눈에 보이지 않는 원자나 분자의 개수를 현실에서 다루기 위해 도입된 개수 단위입니다. 초기 화학에서는 존 돌턴 같은 과학자들이 원자는 일정한 비율로 결합한다는 사실을 밝혔으나 굉장히 작은 원자의 개수를 직접 셀 수 없다는 점이 문제로 작용했기 때문에 이 대신 질량 비율을 사용했었습니다. 예를 들어, 수소와 산소가 물을 만들 때 항상 일정한 질량비로 반응한다는 식으로 접근한 것인데요, 이 과정에서 등장한 것이 바로 '원자량'입니다. 이는 질량수 12인 탄소를 기준으로 각 원자의 상대적인 무게 비율을 나타낸 값인데요, 이 값은 실제 질량이 아니라 비율입니다.
하지만 화학 반응을 이해하기 위해서는 원자나 분자가 몇 개 반응했다는 것처럼 개수 기반 해석이 필요해졌습니다. 또한 이때 문제는 실험에서는 저울로 질량(g)만 측정할 수 있고, 이론에서는 입자의 개수를 다뤄야 한다는 점이었는데요, 따라서 이 간극을 연결하기 위해 도입된 것이 바로 몰입니다. 화학자들은 아보가드로 수라는 개념을 설정하여, 입자 6.022 × 10²³개를 1몰로 하자고 정의했습니다. 즉 몰은 본질적으로 개수 단위이며, 우리가 연필 12개를 1 다스라고 하는 것처럼 매우 큰 수를 묶어서 표현하는 방식이라고 보시면 됩니다.
그 다음 단계에서 원자량이 단순한 비율이기 때문에, 이 값을 실제 실험에서 사용할 수 있도록 하기 위해 그 원자 6.022 × 10²³개, 즉 1몰만큼의 양을 모았을 때의 질량이 원자량과 같은 숫자의 g이 되도록 정의한 것입니다. 예를 들어 탄소의 원자량이 12라면, 탄소 원자 1몰의 질량이 12g이 되도록 맞춘 것이고, 산소의 원자량이 16이면 산소 1몰은 16g이 되도록 한 것입니다. 이때 등장하는 개념이 몰질량(g/mol)으로, 이는 1몰당 질량을 의미하며 실험에서 직접 측정 가능한 물리량입니다. 즉 흐름대로 말씀드리자면 먼저 원자량이라는 상대적 비율 개념이 있었고, 이후 입자의 개수를 다루기 위해 몰이라는 단위를 정의하게 된 것입니다. 감사합니다.