摘要：本文介紹了化學(xué)計量中一個重要的概念——物質(zhì)的量及其單位，并針對這個概念的特點進行了教與學(xué)的探討，指出物質(zhì)的量及其單位在學(xué)科教學(xué)中作用。

關(guān)鍵詞：物質(zhì)的量；摩爾；學(xué)習(xí)探討；應(yīng)用

“物質(zhì)的量”是化學(xué)中一個很重要的基本概念，被廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物質(zhì)的量對物理化學(xué)和分子物理學(xué)的發(fā)展影響較大，物質(zhì)的量在化學(xué)計量中也很重要，它是聯(lián)系宏觀物質(zhì)與微觀領(lǐng)域的橋梁。學(xué)好物質(zhì)的量及其單位，對培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)計算技能和實驗技能都有十分重要的意義，特別是對學(xué)生思維的擴展具有舉足輕重的作用。

一、 物質(zhì)的量及其單位

1. 物質(zhì)的量的歷史來源。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，原子秘密被揭開，化學(xué)進入微觀領(lǐng)域。發(fā)現(xiàn)了一些化學(xué)基本定律以后，就開始有了物質(zhì)的量的單位。例如：“克分子”、“克原子”、“克當(dāng)量”?？墒鞘褂眠@些單位時，并未明確它所表達的是“物質(zhì)的量”。1959—1960年，國際純粹與應(yīng)用物理協(xié)會(IUPAP)和國際純粹與應(yīng)用化學(xué)協(xié)會(IUPCP)取得一致協(xié)議，都同意將碳—12的原子量定為12作為標(biāo)準(zhǔn)，然后通過確定碳—12的相應(yīng)質(zhì)量用作定義“物質(zhì)的量”的單位。到1961年，化學(xué)家E·A·Guggen把摩爾叫做“化學(xué)家的物質(zhì)的量”并闡明了它的含義。1971年，由41個國家派代表參加的第十四屆國際計量大會，正式通過的有關(guān)物質(zhì)的量的單位——摩爾，并作出了決議。從此，“物質(zhì)的量”就成為國際單位制的基本物理量之一，符號為mol。

國際單位制(SI)的7個基本物理量及其單位

2.物質(zhì)的量及其單位的本質(zhì)。1971年的第14屆國際計量大會上決議中通過了有關(guān)“物質(zhì)的量”的單位——摩爾，定義為：

(1)摩爾是一系列的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元與0.012千克碳—12原子數(shù)目相等；

(2)在使用摩爾時，基本單元應(yīng)予指明，可以是原子、分子、離子、電子以及其他粒子，或是這些粒子的特定組合。

同其他基本物理量一樣，物質(zhì)的量也有計量單位，規(guī)定為摩爾，符號為mol，根據(jù)摩爾的定義，可用0.012kg 12C中所含碳原子數(shù)目來量度1mol。據(jù)實驗測定，這個數(shù)就是阿伏加德羅常數(shù)，所以我們把基本粒子集體與物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來，例如：

1mol12C含有阿伏加德羅常數(shù)個12C原子，約為6.022 ×10²³個12C原子；

1mol H₂O含有阿伏加德羅常數(shù)個H₂O分子，約為6.022 ×10²³個H₂O分子；

可見1mol微粒的粒子數(shù)就是阿伏加德羅常數(shù)，約是6.022 ×10²³個微粒，不同的是具體的摩爾數(shù)是個準(zhǔn)確值，阿伏加德羅常數(shù)是個比較準(zhǔn)確的值，而6.022 ×10²³是個約數(shù)值，是個近似值。當(dāng)我們指1mol的物質(zhì)時，是比較準(zhǔn)確地指出該物質(zhì)的物質(zhì)的量，而當(dāng)我們指6.022 ×10²³個微粒時，只是知道我們所取的物質(zhì)是近似取1mol。從以上的討論可知，雖然1mol、阿伏加德羅常數(shù)、6.022 ×10²³這三者有所不同，但是它又是意義相同的：

1mol H₂O含有阿伏加德羅常數(shù)個H₂O分子，也是近似取6.022 ×10²³個H₂O分子；

6.022 ×10²³個H₂O分子，也近似看做是1mol。所以三者有不同，但在一定程度上又是相同的，在剛接觸物質(zhì)的量及其單位時，必須要很好的區(qū)分、認(rèn)識。

3. 物質(zhì)的量的教與學(xué)方法探討?！拔镔|(zhì)的量”雖是國際單位制中的七基本物理量之一，但學(xué)生在這之前對物質(zhì)的量沒有任何具體的感性認(rèn)識，而物質(zhì)的量概念很抽象、理論性強，學(xué)生學(xué)起來很吃力，要很好的掌握有一定的難度。又由于粒子太小，數(shù)目太多，如果用個做單位，表示數(shù)字太大，使用很不方便。所以，在教學(xué)過程中，我們必須給予具體的感受，例如6.022 ×10²³粒米，全球有60億人每天每人吃一斤，要吃14萬年，1mol水分子一個接一個地擺在赤道上，可以繞地球300萬圈，學(xué)生真正感受到了粒子個數(shù)太多，使用起來的確很不方便，而用物質(zhì)的量就簡便多了，學(xué)生學(xué)起來也輕松。因此，在物質(zhì)的量的教學(xué)實踐中，應(yīng)事先讓學(xué)生了解物質(zhì)的量的歷史來源，讓學(xué)生明確物質(zhì)的量是一個表示組成物質(zhì)的基本單元數(shù)目多少的物理量，單位摩爾是一個規(guī)定，然后用通俗易懂的比較法討論“物質(zhì)的量”的概念，又用類比法推出“物質(zhì)的量”的單位——摩爾。

4. 物質(zhì)的量及其單位的注意事項。物質(zhì)的量是一個重要的基本物理量，在學(xué)的過程中應(yīng)注意：

(1)在使用摩爾這個單位時，應(yīng)指明是什么樣的基本單元。對于一定質(zhì)量的物質(zhì)，其物質(zhì)的量是隨所指定的基本單元的不同而不同的，如95克MgCl2含有1mol的MgCl2，或1molMg2+，或2mol的Cl-等多種表示式，在使用時必須指明具體的基本單元。

(2)在使用摩爾時，必須是微觀粒子，可以是分?jǐn)?shù)、小數(shù)、整數(shù)，例如：

1/2mol NaCl 3mol HCl 0. 5mol O2

(3)“物質(zhì)的量”四個字是一個整體，不得簡化或增添任何字，更不能按普通的字面意義把“物質(zhì)的量”當(dāng)做表示物質(zhì)數(shù)量多少的量或物質(zhì)質(zhì)量多少的量。物質(zhì)的量與質(zhì)量在概念是根本不同的，質(zhì)量是代表物質(zhì)慣性大小的物理量；而物質(zhì)的量是量綱與質(zhì)量相互獨立的另一個物理量，更不能把物質(zhì)的量理解為兩重性質(zhì)：既是代表系統(tǒng)的物質(zhì)的量又代表系統(tǒng)的質(zhì)量。物質(zhì)的量和質(zhì)量是各自獨立的。

二、 物質(zhì)的量及其單位在學(xué)科中的作用

物質(zhì)的量處于整套關(guān)系的核心地位，把可稱量的宏觀物質(zhì)與難稱量的微觀粒子有機的聯(lián)系起來。物質(zhì)的量是基礎(chǔ)科學(xué)中非常重要的概念，同時物質(zhì)的量統(tǒng)攝著十一個概念(物質(zhì)的量、摩爾、摩爾質(zhì)量、阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度、溶解度、溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、密度、氣體體積、溶液體積、物質(zhì)質(zhì)量)，這些在化學(xué)學(xué)習(xí)中有重要作用的概念，同時也是為物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計算打好基礎(chǔ)，所以理解概念之間的關(guān)系，把握好氣體定律及其推論，對學(xué)科中培養(yǎng)學(xué)生實驗操作技能和化學(xué)計算技能，培養(yǎng)學(xué)生演義、歸納、類比推理的能力，培養(yǎng)學(xué)生語言表達能力和對知識的概括能力都具有舉足輕重的作用。

物質(zhì)的量這個物理量，是表示一定微觀粒子數(shù)目的物理量，雖然比較抽象，不管是教師在教的過程還是學(xué)生在學(xué)的過程中，都是具有一定的難度的，但是通過研究，加強教學(xué)探討，在一定程度上又可以方便老師的教，同時又有利于學(xué)生的學(xué)。掌握好了物質(zhì)的量及其相關(guān)內(nèi)容，并熟練地應(yīng)用于相關(guān)科學(xué)中，對培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力都是很重要的。

參考文獻：

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[3] 劉輝，褚厚英，韓建祥.“物質(zhì)的量”的學(xué)習(xí)與探討. 數(shù)理化學(xué)習(xí)高中版.