物質的量

  此條目介紹的是物質的量。關於質量，請見「質量」。

意大利科學家阿馬德奧·阿佛加德羅

物質的量（amount of substance，符號 n）又稱物質量，簡稱物量，在化學中定義為：給定物質樣品中離散原子尺度粒子的總量或數目（N）與阿佛加德羅常數（N_A）之比值（n=N/N_A）。

在國際單位制中，物量的符號為$n$，單位為摩爾，因次為$N$。摩爾是七個基本單位之一。一個摩爾被定義為12克的碳-12同位素中的原子數目。1971年第14屆國際計量大會決議通過了摩爾作為物質的量的單位，從此物理學和化學上的物量被統一起來。物量可用來度量所有粒子，如原子、分子、電子等，或者它們的特定組合。使用時要說明粒子的類別。

概念發展史

鍊金術士，尤其是早期冶金學家，可能對物質的數量有一些概念；但除了一套配方之外，沒有任何現存文獻記錄過人們對物質的數量的思考。

十八世紀

1758 年，米哈伊爾·羅蒙諾索夫 (Mikhail Lomonosov) 對質量是衡量物質數量的唯一尺度的觀點提出了質疑， 但他的質疑僅與他的萬有引力理論有關。物質的量概念的發展與現代化學的誕生同時發生，並且對於現代化學至關重要。

1777 年，溫澤爾（Carl Friedrich Wenzel）出版了《親和力課程》，其中他證明了「鹼成分」和「酸成分」（現代術語中的陽離子和陰離子）的比例在兩種中性鹽之間的反應過程中保持不變。

1789年，拉瓦錫發表《基礎化學論》，引入化學元素的概念並闡明化學反應的質量守恆定律。

1792 年，里希特（Jeremias Benjamin Richter）出版了《化學計量學或測量化學元素的藝術》第一卷（後續各卷的出版一直持續到 1802 年）。 首次使用術語「化學計量」。 第一個酸鹼反應當量表發佈。 Richter 還指出，對於給定的酸，酸的當量質量與鹼中氧的質量成正比。

1794 年：普魯斯特定比定律將當量的概念推廣到所有類型的化學反應，而不僅僅是酸鹼反應。

十九世紀

1805 年：道爾頓發表了他的第一篇關於現代原子理論的論文，其中包括「氣態和其他物質體子的相對重量表」。

原子概念的提出，讓人們對原子的質量產生了興趣。儘管許多人對原子的真實性持懷疑態度，但化學家很快發現原子量是表達化學計量關係的重要工具。

1808 年：道爾頓出版了《化學哲學新體系》，其中包含第一個原子量表（基於 H = 1）。

1809 年：給呂薩克體積組合定律，闡述了氣體化學反應中反應物和產物體積之間的整數關係。

1811 年：阿伏加德羅假設等體積的不同氣體（在相同的溫度和壓力下）包含相同數量的粒子，現在稱為阿伏加德羅定律。

1813/1814：貝采利烏斯發佈了基於 m(O)=100 尺度的原子量表中的第一個。

1815 年：普洛特發表了他的假設，即所有原子的原子量都是氫原子量的整數倍。鑑於觀察到的氯原子量（相對於氫約為 35.5），該假設後來被放棄。

1819：杜隆-泊替定律將固體元素的原子量與其比熱容聯繫起來。

1819 年：伊爾哈德·米修里希在晶體同構方面的工作使許多化學式得以澄清，解決了原子量計算中的一些歧義。

1834 年：克拉佩龍闡述了理想氣體定律。

理想氣體定律是第一個描述系統中原子或分子數量與系統的（質量以外的）其他物理性質間的關係定律。 然而，這並不足以讓所有科學家相信原子和分子的存在，許多人認為它只是一個有用的計算工具。

1834 年：法拉第提出了他的電解定律，特別是「對於恆定的電量，電流的化學分解作用是恆定的」。

1856 年： 奧古斯特·克羅尼格從動力學理論推導出理想氣體定律。克勞修斯於次年發表了獨立推導。

1860年：卡爾斯魯厄會議就「物理分子」、「化學分子」和原子之間的關係進行辯論，但沒有達成共識。

1865 年：約翰·洛施密特首次估計了氣體分子的大小，從而估計了給定體積氣體中的分子數量，現在稱為洛施密特常數。

1886 年：范特霍夫證明了稀溶液和理想氣體之間行為的相似性。

1886 年：歐根·戈爾德斯坦觀察到氣體放電中的離散粒子射線，為質譜分析奠定了基礎，質譜分析隨後被用來確定原子和分子的質量。

1887年：阿倫尼烏斯描述了溶液中電解質的解離，解決了依數性質研究中的問題之一。

1893 年：奧斯特瓦爾德在大學教科書中首次記錄使用摩爾一詞來描述物質的量單位。

1897 年：首次在英語中使用「摩爾」一詞。

二十世紀

到二十世紀之交，原子和分子實體的概念已被普遍接受，但仍然存在許多問題，尤其是給定樣本中原子的大小及其數量。 從 1886 年開始，質譜分析法的發展支持了原子質量和分子質量的概念，並提供了直接測量的工具。

1905 年：愛因斯坦關於布朗運動的論文消除了對原子是否存在的最後懷疑，並為準確測定原子質量開闢了道路。

1909 年：讓·佩蘭命名了阿伏加德羅常數並估算了其值。

1913 年：弗雷德里克·索迪和約瑟夫·湯姆生發現了非放射性元素的同位素。

1914 年：西奧多·理查茲因「測定大量元素的原子量」而獲得諾貝爾化學獎。

1920 年：弗朗西斯·阿斯頓提出整數法則，這是普洛特假說的更新版本。

1921 年：弗雷德里克·索迪「因其在放射性物質化學和同位素研究方面的工作」而獲得諾貝爾化學獎。

1922 年：弗朗西斯·阿斯頓「因其在大量非放射性元素中發現同位素以及他的整數法則」而獲得諾貝爾化學獎。

1926 年：讓·佩蘭獲得諾貝爾物理學獎，部分原因是他在測量阿伏加德羅常數方面的工作。

1959/1960：基於 m(12C) = 12 u 的統一原子質量單位標度被 IUPAP 和 IUPAC 採用。

1968 年：國際度量衡委員會 (CIPM) 建議將摩爾納入國際單位制 (SI)。

1972 年：摩爾被批准為物質的量的 SI 基本單位。

二十一世紀

2019年：摩爾在國際單位制中被重新定義為「包含 7023602214076000000♠6.02214076×10²³ 個指定基本實體的系統的物質的量」。

舊稱與辨義

「物質的量」過去也稱「物質的摩爾量」、「物質的摩爾數」，或稱作「化學量」，以區別質量。本條目名「物質的量」一詞是專有名詞，使用時不應與「質量」互相混淆。質量是物體所含物質的量，是物體慣性的度量。

簡言之，「物量」是樣品在微觀下所含微粒數，「質量」則為物體在宏觀下平動慣量大小的屬性，兩者均為物理量，且其單位均屬國際單位制的七個基本單位。

參見

• 阿佛加德羅常數
• 化學