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La massa molecolare di una sostanza (detta pure impropriamente peso molecolare, che differisce dalla massa molare se non per l'unità di misura) è il rapporto tra la massa di una data quantità di quella sostanza e il numero di moli della stessa quantità di quella sostanza. È comunemente espressa in unità di massa atomica (u). In alcuni casi, per massa molecolare di una sostanza si intende il rapporto tra la massa di una data quantità di quella sostanza e il numero di entità elementari (ad esempio molecole) costituenti la stessa quantità di quella sostanza. La costante di conversione tra queste due interpretazioni della massa molecolare è la costante di Avogadro, ovvero il numero di particelle elementari di una sostanza costituenti una mole di quella sostanza (per definizione di mole, la costante di Avogadro è la stessa per qualsiasi sostanza): m [ g / N p e ] N A = m [ u ] {\displaystyle {\frac {m[g/N_{p}e]}{N_{A}}}=m[u]} dove: m [g/Npe] è la massa molecolare espressa in grammi su numero di particelle elementari; m [u] è la massa molecolare espressa in unità di massa atomica; NA è la costante di Avogadro.