Массы атомов и молекул малы и составляют величины порядка
10^-26 кг (так, масса молекулы воды составляет 3·10^-26 кг). Поэтому для характеристики масс атомов и молекул применяются безразмерные величины, получившие название относительной атомной массы элемента и относительной молекулярной массы вещества.

Относительной атомной массой (A_r) элемента называется отношение массы атома этого элемента к 1/12 массы атома ¹²С.

Относительной молекулярной массой (M_r) вещества называется отношение массы молекулы этого вещества к 1/12 массы атома ¹²С.

Масса, равная 1/12 массы атома ¹²С, называется атомной единицей массы (а.е.м.). Обозначим ее m_ед. Тогда масса атома будет равна A_r·m_ед, а масса молекулы - M_r·m_ед.

Макроскопическая система должна содержать число частиц сравнимое с числом Авогадро, чтобы ее можно было рассматривать в рамках статистической физики. Числом Авогадро называется число атомов, содержащихся в 12 граммах углерода:

Отношение числа молекул N в макрообъекте к числу Авогадро N_A называют количеством вещества:

В качестве единицы количества вещества используется моль, то есть количество вещества, которое содержит столько же частиц (атомов, молекул, ионов), сколько атомов содержится в 12 граммах углерода. Поэтому размерность числа Авогадро - моль^-1.

Масса одного моля вещества называется молярной массой M. Молярная масса M связана с массой одной молекулы m₀ соотношением:

и измеряется в кг/моль.

Если m - масса всего вещества, то количество вещества ν в молях равно:

Объем одного моля газа (V₁) при нормальных условиях (давление
p₁=101,3 кПа; температура T₁=273 К) составляет 22,4·10^-3 м³ . Поэтому число молей газа, содержащихся в объеме V, можно записать и так: