Los átomos y las moléculas son tan pequeños que es imposible contarlos uno por uno. Por eso los químicos los cuentan en paquetes. Ese paquete se llama mol, y cada mol contiene siempre la misma cantidad de partículas: el número de Avogadro, aproximadamente 6,022 × 10^23. Funciona igual que la docena: 1 docena son 12 unidades de lo que sea, y 1 mol son 6,022 × 10^23 partículas de lo que sea (átomos, moléculas, iones, electrones…). Se necesita un número tan grande porque las partículas son diminutas: una sola gota de agua ya tiene unas 10^21 moléculas.

Conviene distinguir varios términos. La partícula o entidad elemental es lo que contamos. La cantidad de sustancia (n) indica cuántos paquetes tenemos y se mide en mol. La constante de Avogadro (N_A = 6,022 × 10^23 mol^-1) es el número de partículas por mol. Desde 2019, el Sistema Internacional define el mol fijando este número como valor exacto: 6,02214076 × 10^23. La masa molar (M, en g/mol) es la masa de 1 mol de una sustancia. Además, siempre hay que decir de qué es el mol: 1 mol de moléculas de O₂ contiene 2 moles de átomos de O.

Hay dos relaciones fundamentales. La primera une moles y partículas: N = n · N_A, o bien n = N / N_A. La segunda une masa y moles mediante la masa molar: n = m / M, o bien m = n · M. La masa molar de un elemento coincide numéricamente con su masa atómica de la tabla periódica, expresada en g/mol (por ejemplo, M(C) ≈ 12 g/mol). La de un compuesto se obtiene sumando las masas molares de todos sus átomos; por ejemplo, M(H₂O) = 2(1) + 16 = 18 g/mol.

El mol es la estación central que conecta la masa con el número de partículas: masa → (÷ M) → moles → (× N_A) → partículas. Para el camino inverso se divide entre N_A y luego se multiplica por M. La regla práctica es no pasar directamente de gramos a partículas, sino siempre a través de los moles. Por ejemplo, 36 g de agua son 2 mol, es decir, 1,204 × 10^24 moléculas, y como cada molécula tiene 2 átomos de H, hay 2,409 × 10^24 átomos de hidrógeno. En sentido inverso, 3,011 × 10^23 átomos de hierro son 0,5 mol, que pesan unos 27,9 g.

Los errores más frecuentes son tres. El primero es confundir átomos con moléculas: 1 mol de CO₂ tiene N_A moléculas pero 3N_A átomos. El segundo es olvidar las unidades, que ayudan a comprobar el cálculo (g entre g/mol da mol). El tercero es creer que 1 mol de cualquier sustancia pesa lo mismo: todos los moles tienen el mismo número de partículas, pero distinta masa (1 mol de H₂ pesa 2 g y 1 mol de Fe pesa 55,85 g), igual que una docena de huevos no pesa lo mismo que una docena de sandías.