Teilchenanzahl und Stoffmenge

Die Teilchenanzahl

Die Teilchenanzahl gibt an, wie viele Teilchen (Atomen, Molekülen, Ionen, Elektronen, ...) in einer gegebenen Stoffportion vorhanden sind.

Formelzeichen:N
Einheit:1

Da die Abmessungen der Teilchen, aus denen makroskopische Körper bestehen, sehr klein sind, ist die Teilchenanzahl bei solchen Körpern entsprechend groß. So besteht z.B. 1 g Wasser, das ist 1 ml, aus 3,35 10 22 Molekülen. 40 g Kupfer besteht aus 3,79 10 23 Atomen.
Je größer die Teilchenanzahl in einer Stoffportion ist, desto größer ist auch ihre Masse.

Die Stoffmenge

Die Teilchenanzahl ist in der Regel einer sehr große Zahl. Der Umgang mit solchen großen Zahlen ist umständlich. Deshalb verwendet man statt der Größe Teilchenanzahl häufig die Größe Stoffmenge.
Die Stoffmenge ist eine Größe, die angibt, aus wie vielen Einzelteilchen (Atomen, Molekülen, Ionen, Elektronen, ...) ein System (ein Körper) besteht.

Formelzeichen:n
Einheit:Mol hoch -1 (1/mol)

Die Einheit der Stoffmenge ist eine Basiseinheit des Internationalen Einheitensystems (SI). Dort ist festgelegt:

Das Mol ist die Stoffmenge eines Systems, dass aus ebensoviel Einzelteilchen besteht, wie Atome in 0,012 Kilogramm des Kohlenstoffnuklids C-12 enthalten sind.

Ein Mol bedeutet eine Anzahl von 6,022 136 10 23 Teilchen.
Die Zahl ist identisch mit der AVOGADRO-Konstanten, einer Zahl, die erstmals von dem italienischen Physiker und Chemiker AMADEO AVOGADRO (1776-1856) gefunden wurde.

Bei Benutzung des Mol müssen die Einzelteilchen spezifiziert sein. Es können Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen sowie andere Teilchen oder Gruppen von Teilchen genau angegebener Zusammensetzung sein.
Die Stoffmenge n wird vor allem in der Chemie genutzt. Für diese Größe gelten folgende Beziehungen:

n = N N A = m M = V V m

Dabei bedeuten:

mMasse
Mmolare Masse
VVolumen
V m molares Volumen
NTeilchenanzahl eines Systems
N A AVOGADRO-Konstante ( N A = 6,022 136 10 23 mol -1 )

Aus Überlegungen zur Teilchenanzahl ergibt sich auch die in der Atomphysik genutzt atomare Masseeinheit u:

1 u = 1 g 6,022 136 10 23 = 1,660 540 10 24 g

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