Кількість речовини. Моль — одиниця кількості речовини. Число Авогадро

Крім розглянутих раніше абсолютної та відносної маси атомів і молекул, у хімії велике значення має особлива величина — кількість речовини. Кількість речовини визначається числом структурних одиниць (атомів, молекул, іонів або інших частинок) цієї речовини. Кількість речовини позначається літерою ν. Ви вже знаєте, що будь-яка фізична величина має свою одиницю вимірювання. Наприклад, довжину тіла вимірюють у метрах, масу речовини — в кілограмах. А як вимірюють кількість речовини? Для вимірювання кількості речовини існує особлива одиниця — моль.

Моль — це кількість речовини, яка містить стільки частинок (атомів, молекул або інших), скільки міститься атомів Карбону в 0,012 кг (тобто 12 г вуглецю. Це означає, що один моль цинку, один моль алюмінію, один моль вуглецю містять одне й те ж число атомів. Також це означає, що один моль молекулярного кисню, один моль води містять одне й те ж число молекул. Як у першому, так і в другому випадках число частинок (атомів, молекул), яке міститься в одному моль, дорівнює числу атомів в одному моль вуглецю. Експериментально встановлено, що один моль речовини містить 6,02·10²³ частинок (атомів, молекул або інших). Таким чином, моль — це кількість речовини, яка містить 6,02·10²³ частинок, з яких складається ця речовина. Якщо речовина складається з атомів (наприклад, цинк, алюміній та інші), то один моль цієї речовини — це 6,02·10²³ її атомів. Якщо речовина складається з молекул (наприклад, кисень, вода та інші), то один моль цієї речовини — це 6,02·10²³ її молекул. Ця величина 6,02·10²³ названа на честь відомого італійського вченого Амедео Авогадро «сталою Авогадро» й позначається N_A. Число Авогадро показує число частинок в одному моль речовини, тому могло б мати розмірність «частинок/моль». Проте оскільки частинки можуть бути різними, слово «частинки» опускається та замість нього в розмірність числа Авогадро записується одиниця: «1/моль» або «моль^-1». Таким чином: N_A = 6,02·10²³ .

Число Авогадро дуже велике. Порівняймо: якщо зібрати 6,02·10²³ куль, що мають радіус 14 сантиметрів, то їх сумарний об’єм становитиме приблизно такий самий об’єм, який займає вся наша планета Земля.

Для визначення числа атомів (молекул) у певній кількості речовини необхідно скористатися такою формулою: N = ν ·N_A,

де N — це кількість частинок (атомів або молекул).

Наприклад, визначимо кількість атомів алюмінію, які містяться в 2 моль речовини алюмінію: N(Al) = ν (Al) ·N_A.

N(Al) = 2 моль· 6,02·10^{23 =} 12,04·10²³ (атомів).

Крім того, можна визначити кількість речовини за відомим числом атомів (молекул): .

Наприклад, визначимо кількість речовини молекулярного кисню, яка містить 3,01·10²³ молекул кисню: .

.

. Кількість речовини визначається числом структурних одиниць (атомів, молекул, іонів або інших частинок) цієї речовини. Кількість речовини позначається літерою