Aktuelle Definition

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Obwohl die Definition der Einheit der Stoffmenge, des Mols, vollständig in der quantenhaften Natur chemischer Elemente gründet, wird nicht direkt festgelegt, aus wieviel Einzelteilchen ein Stoffmengen-Normal bestehen soll. Stattdessen wird an die historische Definition der Stoffmengeneinheit angeknüpft, in der die Fähigkeit eines Elementes oder einer Verbindung, 1 Mol bzw. 1 Gramm Wasserstoff zu binden oder in Verbindungen zu ersetzen, im Mittelpunkt stand:

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

Durch die Wahl von 12 Gramm Kohlenstoff wurde sowohl das konkrete Ausmaß eines Mols (weitestgehend) gewahrt, als auch der Tatsache Rechnung getragen, dass es nach wie vor leichter ist, die Masse eines stofflichen System zu bestimmen, als die in ihm enthaltene Anzahl von Stoffquanten. Gleichwohl gibt es grundsätzlich zwei Alternativen, um die Definition der Stoffmengeneinheit aufzuziehen:

Repräsentation durch ein Referenzobjekt, das eine bestimmte Anzahl mengenkonstituierender Teilchen enthält, die sich bestimmen lassen muss.
Festlegung der Anzahl mengenkonstituierender Teilchen, die ein Arbeitsnormal enthalten muss, welches sich technisch darstellen lassen sollte.

Egal ob direkt oder indirekt, in jedem Falle wird festgelegt, wieviele Stoffquanten ein Mol enthält. Dieser Wert wird hier mit der Normaldichte der Stoffquanten bzw. mit der Quantennormaldichte des Stoffs bezeichnet, deren Literaturwert als avogadrosche Konstante NA bekannt ist.

Anmerkung: Die Formulierung, dass das System aus „Einzelteilchen“ bestünde, ist unphysikalisch bzw. missachtet den mehrdimensionalen Quanten-Charakter eines physikalischen Systems, welches neben Stoffquanten auch Ladungs- und Drehimpulsquanten sowie u.U. Impulsportionen enthält. Angesichts der Tatsache, dass sich das SI auf unterschiedlichen Elementarmengen stützt, sollte diese Formulierung nicht aufrechterhalten werden.