[科普中国]-七大国际单位之物质的量：摩尔

物质都是由微观粒子构成的，人们的肉眼无法观察到分子、原子、离子等微观粒子，甚至我们对单个微粒也无法进行称量，且构成物质的微粒数过于庞大，人力不可计数。但是由微观粒子组成的宏观物质则是可以被称量的，这时，科学研究和实践中就引入了一个物理量，将微观粒子数目和宏观物质的质量联系起来，这个物理量就是“物质的量”。

物质的量是表示数量的一种物理量，符号为n，是国际单位制的七个基本物理量之一。第十四届国际计量大会（CGPM）规定，物质的量的基本单位是摩尔，符号为mol，并将摩尔定义为：摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。在使用摩尔时，必须明确基本单元是分子、原子、离子、电子或其他粒子，或者是这些粒子的组合。而0.012kg碳-12中含有6.02×1023个碳原子，即任何1mol物质都含有6.02×1023个碳原子。又因为意大利化学家阿伏伽德罗是最早测定并提出6.02×1023的人，故这个值也被称为阿伏伽德罗常数，用符号NA表示。但实际上，6.02×1023只是一个近似值，如同π与3.14的关系一样。

物质的量与质量是两个完全不同的概念。比如同样是1mol的氧分子和氧原子所表示的物质的量都是1mol，但两者质量却相差一倍。物质的量（n）、微粒总个数（N）与阿伏伽德罗常数（NA）之间的联系可由关系式n=N/NA来表示。在实际中，当摩尔单位太大时，也会用毫摩尔（mmol）或微摩尔（μmol）表示。作为度量单位，摩尔已被广泛用于化学、生物等基础科学领域中。

随着科学技术的不断发展，2018年的第26届国际计量大会对国际单位制进行了修改，并通过了千克（kg）、安培（A）、开尔文（K）和摩尔（mol）的新定义，其中摩尔用阿伏伽德罗常数（NA）定义。摩尔的新定义为：1摩尔包括6.02214076×1023个基本物质的物质的量。改由常数定义摩尔，使得摩尔不再依赖于质量单位“千克”而独立存在，其定义更加明确，且容易理解。摩尔的新定义与现行定义并不矛盾，也不会对摩尔单位的日常使用有任何影响。但从专业角度，新的定义将改变国际计量体系和现有计量格局。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创，转载时务请注明出处。