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物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,用于衡量物质中基本单元的数目。这些基本单元可以是原子、分子、离子或其他特定粒子。物质的量的单位是摩尔,简称mol。
阿伏伽德罗常数,符号为NA,定义为1摩尔任何物质所含的基本单元数目,它等于0.012千克碳-12所含的原子数目。这个常数的数值约为6.022乘以10的23次方每摩尔。阿伏伽德罗常数是连接微观粒子世界和宏观可测量世界的重要桥梁。
物质的量n与粒子数目N之间存在简单的关系:N等于n乘以阿伏伽德罗常数NA。反过来,n等于N除以NA。例如,2摩尔氢原子含有的原子数目等于2乘以6.022乘以10的23次方,结果是1.204乘以10的24次方个原子。这个关系式是化学计算的基础。
物质的量与质量之间通过摩尔质量建立联系。物质的量n等于质量m除以摩尔质量M,反过来质量m等于物质的量n乘以摩尔质量M。摩尔质量是1摩尔物质的质量,单位是克每摩尔。例如,水的摩尔质量是18克每摩尔,所以18克水的物质的量就是1摩尔。
物质的量在化学中有广泛应用。对于气体,在标准状况下,1摩尔任何气体的体积都是22.4升,因此物质的量等于气体体积除以摩尔体积。对于溶液,物质的量等于摩尔浓度乘以溶液体积。物质的量作为连接微观粒子世界和宏观可测量世界的桥梁,在化学计算和实验中发挥着重要作用。