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.

1 g hidrogén

1 mol vas, kén és szén

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.