Szükségünk lesz arra, hogy pontosan tudjuk, a különböző anyagokból mekkora tömeget kell kimérni, ha azt akarjuk, hogy a kémiai reakciók során maradéktalanul reagáljanak egymással. Ehhez már nem elegendő arányszámokkal dolgoznunk.
Az állandó tömegviszonyok törvénye szerint egy adott kémiai átalakulásban a különböző kiindulási anyagok mindig azonos tömegarányban vesznek részt. Vajon mit jelent a kémiai reakciók tömegarányainak állandósága a reagáló részecskék, az atomok számát illetően? Vajon a pontosan lemért tömegű kiindulási anyagok hány darab részecskét tartalmaznak?
Vegyünk például annyi grammot mindegyik elemből, amennyi a relatív atomtömegük számértéke, vagyis például 1 g hidrogént, 12 g szenet, 16 g oxigént, 32 g ként és 56 g vasat. Ha kimérnénk ezeket, akkor az alábbiaknak megfelelően tömegük növekedése mellett térfogatuk nagysága meglehetős változatosságot mutatna.
Az azonban biztos, hogy mindegyikben ugyanannyi atom van.
Hogy mennyi? Ennek meghatározására ma már többféle izgalmas kísérlet, illetve mérési lehetőség van. Ezek a mérések és számítások azt mutatták, hogy minden elem esetében mintegy hatszázezer trillió, azaz 600 000 000 000 000 000 000 000 részecske van. Ezt a számot rövidebben így is felírhatjuk: 6 • 1023.
Valójában nem pontosan hatszázezer-trillió, hanem 6,02252 • 1023, de a középiskolai számításoknál ezt 6•1023-ra kerekítjük.
Mekkora szám a 6 • 1023?
Tegyük fel, hogy egy gépírónő percenként 100 leütést képes megtenni az írógépen. Ha figyelembe vesszük, hogy Földünk életkora körülbelül 4,5 milliárd év, akkor a Föld születése óta több, mint 2500 gépírónőnek kellene megszakítás nélkül gépelnie ahhoz, hogy mára meglegyen a 6 • 1023 leütés. (Ez természetesen képtelenség, hiszen a mai ember csak az utóbbi néhány százezer évben él bolygónkon.)
6 • 1023 darab 75 milliószor több, mint amennyi hajszála van a Földön ma élő embereknek összesen.
A 6 • 1023-nal elég kényelmetlen dolgozni, ezért helyette új mennyiséget vezettek be, amelynek az anyagmennyiség nevet adták. Ahogy a tömegSI-alapmértékegysége a kg (kilogramm), úgy az anyagmennyiségé a mol (mól). 1 mólnyi mennyiségű atom tehát 6 • 1023 darab. Az anyagmennyiség persze nemcsak atom, hanem bármely részecske (pl. valamelyik elemi részecske) esetén is használható, vagyis általánosítva bármely részecskéből 1 mólnyi6 • 1023 darabot jelent.
A tudományos meghatározás, azaz a pontos definíció egy kicsit körülményesebbnek tűnik. 1 molanyagmennyiségű anyag annyi részecskét tartalmaz, mint amennyi atom 12,0000 g 12-es tömegszámúszénizotópban van. Ez a meghatározás tartalmazza azt az összefüggést is, amit a relatív atomtömeg meghatározásával kapcsolatban ismertünk meg.