物质的量为什么用摩尔做单位?为了纪念哪位科学家吗?

物质的量为什么用摩尔做单位?为了纪念哪位科学家吗?

摩尔一词来源于拉丁文moles,原意为大量和堆集.早在20世纪40至50年代,就曾在欧美的化学教科书中作为克分子量的符号.1961年,化学家E.A.Guggenheim将摩尔称为“化学家的物质的量”,并阐述了它的涵义.同年,在美国《化学教育》杂志上展开了热烈的讨论,大多数化学家发表文章表示赞同使用摩尔.1971年,在由41个国家参加的第14届国际计量大会上,正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物质的量的单位的提议,并作出了决议.从此,“物质的量”就成为了国际单位制中的一个基本物理量.摩尔是由克分子发展而来的,起着统一克分子、克原子、克离子、克当量等许多概念的作用,同时把物理上的光子、电子及其他粒子群等“物质的量”也概括在内,使在物理和化学中计算“物质的量”有了一个统一的单位.
第14届国际计量大会批准的摩尔的定义为：
(1)摩尔是一系统的物质的量,该系统中所含的基本单元数与0.012 kg 12C的原子数目相等.
(2)在使用摩尔时,基本单元应予指明,可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或这些粒子的特定组合.
根据摩尔的定义,12 g 12C中所含的碳原子数目就是1 mol,即摩尔这个单位是以12 g 12C中所含原子的个数为标准,来衡量其他物质中所含基本单元数目的多少.
摩尔跟其他的基本计量单位一样,也有它的倍数单位.
1 Mmol＝1 000 kmol
1 kmol＝1 000 mol
1 mol＝1 000 mmol
那么,什么样的特定组合才符合摩尔定义中所规定的基本单元的涵义呢?
凡是物质系统中能以化学式表示,同时又可以计数的特定组合都可以计量它的物质的量.国际纯粹和应用化学联合会于1979年出版的“物理化学量和单位的符号与术语手册”(第二次修订本)中对摩尔的应用示例作了重要的增补,即：
1 mol HgCl 其质量为236.04 g
1 mol Hg2Cl2 其质量为472.08 g
1 mol Hg22+ 质量为401.8 g,带有192.97 kC的电量
1 mol Ca2+ 其质量为20.04 g,带有96.49 kC的电量
1 mol e- 其质量为548.60 μg,带有-96.49 kC的电量
1 mol某种混合物,其组分的摩尔分数(x)为：
x(N2)＝0.780 9
x(O2)＝0.209 5
x(Ar)＝0.009 3
x(CO2)＝0.000 3
具有的质量为28.964 g.
1 mol频率为1014 Hz的光子,具有39.90 kJ的能量.
2.在使用摩尔时,为什么必须指明粒子的种类
摩〔尔〕是微观粒子的计量单位,它所量度的对象是构成物质的基本粒子(如原子、分子、离子、电子等)或是它们的特定组合.即凡是可以使用化学式表示的微观粒子或它们的特定组合,都可以使用摩〔尔〕来量度.因此,在使用摩〔尔〕时,必须要指明所量度的微观粒子的名称和微观粒子特定组合的名称.在表示所量度的微观粒子的名称和微观粒子特定组合的名称时,必须要使用名称的符号,而不能使用中文.例如,说1 mol氢,概念就模糊了,是毫无意义的,违反了物质的量的单位的使用规则.因为氢是元素的名称,不是粒子的名称,也不是粒子的符号或化学式.
3.物质的质量、物质的量、摩尔质量之间的区别和联系
物质的质量跟物质的量不仅物理意义不同,而且单位也不同.物质的质量是一个基本物理量,指物体中所含物质的多少,其SI单位是千克(kg)；物质的量也是一个基本物理量,其SI单位是摩(mol).如1 mol O2,即氧气的物质的量是1 mol,其质量则为32 g.
摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,单位是克／摩或千克／摩(g／mol或kg／mol)等.摩尔质量以克／摩为单位时,在数值上与物质的相对分子质量或相对原子质量相等.对于某一纯净物来说,它的摩尔质量是固定不变的,而物质的质量则随着物质的物质的量不同而发生变化.例如,1 mol O2的质量是32 g,2 mol O2的质量是64 g,但O2的摩尔质量并不会发生任何变化,还是32 g／mol.