La mole : unité de quantité de matière
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On suppose que le clou ne contient que des atomes de fer :
.Sachant que la masse d'un atome mx est « concentrée » dans son noyau et que la masse d'un proton mp est pratiquement égale à celle d'un neutron mn, on a alors :
mx = A × mp = A × mn où A est le nombre de nucléons de l'atome considéré.
La masse d'un atome de fer mFe, avec mp = mn = 1,67 × 10-27 kg et A = 56, est alors :
mFe = 56 × 1,67 × 10-27 = 9,35 × 10-26 kg.
Dans un clou en fer de masse m = 6,0 g = 6,0.10-3 kg, il y a donc
atomes de fer.
soit environ
60 mille milliards de milliards d'atomes de
fer.Ce nombre n'étant pas commode à manier et à déterminer expérimentalement (si on pesait le clou à l'aide d'une balance), il a donc été nécessaire d'établir une autre unité plus pratique.
C'est l'unité de quantité de matière, notée n.
La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires (atomes, ions ou molécules) qu'il y a d'atomes de carbone dans 12 g de carbone 12 ; c'est-à-dire 6,02 × 1023 atomes de carbone.
Dans une mole d'atomes d'oxygène, il y a 6,02 × 1023 atomes d'oxygène.
Dans une mole de molécules d'eau, il y a 6,02 × 1023 molécules d'eau.
Dans une mole d'ions sulfate, il y a 6,02 × 1023 ions sulfate.
Dans une mole de balles de tennis, il y a 6,02 × 1023 balles de tennis.
N = n × NA
N est sans unité ; n est exprimé en mol ; NA en mol-1.
On en déduit la relation suivante :
.Si le nombre d'entités chimiques élémentaires N double, la quantité de matière n double aussi.
Le nombre d'atomes de cuivre N représentés par 2,5 mol est :
N = 2,5 × 6,02 × 1023 = 1,5 × 1024 atomes.
Le nombre de moles de cuivre représentées par 2 × 1022 atomes de cuivre est :
mole d'atomes de cuivre.
Son unité est le g·mol-1.
La masse d'une mole de carbone est 12 g.
La masse molaire du carbone vaut 12 g·mol-1.
Dans la molécule d'eau de formule H2O, il y a deux atomes d'hydrogène H et un atome d'oxygène O.
La masse molaire moléculaire M de l'eau est : M = 2 × MH + MO = 2 × 1,0 + 16,0 = 18,0 g·mol-1.
et 
.[m est exprimée en grammes (g) ; n en mol et M en g·mol-1.]
• La masse m correspondant à 2,0 mol de carbone est :
.La quantité de matière n contenue dans 2,0 g de carbone est :
.• La masse m correspondant à 2,0 mol d'eau (M = 18,0 g·mol-1) est :
.La quantité de matière n contenue dans 2,0 g d'eau est :
.• La masse m correspondant à 2,0 mol d'ions sulfate
est : 
.(M = MS + 4 × MO = 32,1 + 4 × 16,0 = 96,1 g·mol-1)
La quantité de matière n contenue dans 2,0 g d'ions sulfate est :
.
Une mole d'atomes, ions ou molécules contient 6,02 × 1023 atomes, ions ou molécules.
La constante d'Avogadro est NA = 6,02 × 1023 mol-1.
La masse molaire atomique M d'un échantillon est la masse d'une mole de cet élément. Son unité est le g·mol-1.
La masse molaire moléculaire est la masse d'une mole de molécules.
La quantité de matière n d'un échantillon est liée à la masse m de cet échantillon par la relation :
.[m en g ; n en mol et M en g·moI-1]
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