Liczność materii
Liczność materii – wielkość fizyczna określająca ilość materii poprzez podanie stosunku liczby dowolnych cząstek tworzących dany obiekt fizyczny do liczby atomów zawartych w 12 g czystego izotopu węgla 12C.
W układzie SI jednostką liczności materii jest mol, który odpowiada liczbie ok. 6,022 141 79(30) × 1023 cząstek[1].
Między licznością materii a liczbą cząstek występuje następująca zależność:
gdzie:
- – liczność materii w molach,
- – liczba cząstek (atomów, cząsteczek, jonów i wszelkich innych indywiduów chemicznych),
- – stała Avogadra (zwana też liczbą Avogadra) o wymiarze [mol−1].
Liczność materii nie powinna być mylona z inną wielkością fizyczną a mianowicie – masą – która w układzie miar SI jest mierzona w kilogramach.
Problemy terminologiczne
W 1961 r. IUPAP i IUPAC, definiując mol, określiły wielkość fizyczną, której jest jednostką, jako: „amount of substance”. Identycznie określiła ją XIV Generalna Konferencja Miar, uznając mol za jedną z jednostek podstawowych układu SI[2].
Dosłownym tłumaczeniem tego wyrażenia na język polski jest: „ilość substancji”, i tak tłumaczy ten termin wiele źródeł[3][4][5][6].
Ilość czy liczność
Termin „ilość” odnosi się raczej do wielkości niepoliczalnych (ciągłych), jak np. czas, natomiast liczba, liczność, liczebność[7] do zbiorów, lub wielkości policzalnych (dyskretnych)[8].
Termin „mol” zastąpić miał początkowo terminy „gramoatom” i „gramocząsteczka”, definiowane jako ilość substancji o masie wyrażonej w gramach równej liczbowo masie odpowiednio atomowej i cząsteczkowej[4][9], czyli taka ilość substancji, w której liczba cząstek (odpowiednio atomów lub cząsteczek) równa jest liczbie Avogadra. Tak zdefiniowała mol w 1957 r. IUPAP[4].
Definicja przyjęta w 1961 r., stosując termin „amount” (ilość), nieco zatarła tę „liczność”. Jednak Słownik chemii analitycznej w definicji mola używa termin „liczność”[10], a znaczenie terminu „mol”, jako gramocząsteczka, uznaje za przestarzałe i niepoprawne. Za użyciem terminu „liczność” przemawia też fizyczna definicja substancji, jako zbioru cząstek. Encyklopedia WIEM określa nawet tę wielkość fizyczną, jako „liczność cząstek”[11].
Substancja czy materia
Definicja mola, podana przez Generalną Konferencję Miar, wymieniała, jako cząstki zawarte w układach mierzonych za pomocą tej jednostki, wyłącznie te o niezerowej masie spoczynkowej, ograniczała się więc rzeczywiście do substancji. Jednak w praktyce zaczęto stosować tę jednostkę do układów (zbiorów) cząstek bezmasowych (o zerowej masie spoczynkowej) – fotonów. Wymienia je w definicji mola Encyklopedia fizyki[12] i Encyklopedia techniki – chemia[13], ta ostatnia podaje nawet osobne hasło: „mol fotonów”.
W tej sytuacji pojęcie „substancja”, w nazwie wielkości fizycznej, której jednostką jest mol, jako zbyt wąskie, musi być zastąpione pojęciem „materia” (zdefiniowanym, jako zbiór cząstek, o niezerowej energii).
Tłumaczenie wyrażenia: „amount of substance”, jako „liczność materii” podaje np. Słownik chemii analitycznej[14].