분자량(分子量, molecular weight)은 분자의 상대 질량을 나타내는 물리량이다. 분자의 질량은 극히 작아 일상적인 질량 단위인 g으로 표현하기 어렵기 때문에, 탄소-12(¹²C) 원자의 원자량을 12로 정한 것을 기준으로 한 상대적인 비(比)로 나타낸다.
정의 및 계산 방법
분자량은 분자를 구성하는 각 원소의 평균 원자량에 해당 원소의 원자 수를 곱한 값을 모두 합하여 구한다. 예를 들어 포도당(C₆H₁₂O₆)의 분자량은 탄소(C)의 원자량 12.011 × 6, 수소(H)의 원자량 1.008 × 12, 산소(O)의 원자량 15.999 × 6을 합한 약 180.156이다.
단위
원칙적으로 분자량은 탄소-12를 기준으로 한 상대적인 값이므로 무차원량(단위가 없는 수치)이다. 그러나 실제 실험에서는 분자량에 몰 질량 상수(Mᵤ ≈ 1 g/mol)를 곱한 몰 질량(molar mass, 단위 g/mol)을 사용하거나, 달톤(Da, Dalton) 또는 원자 질량 단위(amu)를 붙여 질량 차원을 갖는 값으로 사용하기도 한다.
분자량과 식량(式量)의 구분
분자가 실제로 존재하지 않는 물질(예: 이온 결합 화합물인 NaCl)에 대해서는 화학식으로부터 계산된 값을 분자량 대신 식량(式量, formula weight)이라고 부르며 구별한다. NaCl과 같은 이온 결정은 개별 분자 단위가 존재하지 않으므로, 화학식에 포함된 각 원자의 원자량 합계를 식량으로 사용한다.
고분자 물질에서의 분자량
고분자 물질은 일반적으로 다양한 분자량을 가진 분자들이 혼재되어 있다. 이러한 계에서는 평균 분자량과 분자량 분포(molecular weight distribution)를 사용하여 특성을 나타낸다.
기체 분자량의 측정
기체 상태의 분자량은 이상 기체 상태 방정식(PV = nRT)을 이용하여 구할 수 있다. n = m/M(여기서 m은 질량, M은 몰 질량)이므로, M = mRT/PV로부터 몰 질량을 구한 후 몰 질량 상수로 나누어 분자량을 얻는다.
분자량은 화학량론(stoichiometry) 계산, 용액의 농도 결정, 물질의 물리화학적 특성 분석 등 화학 전반에서 핵심적으로 사용되는 기본 물리량이다.
