数密度(符号: 或 )是用于描述可数物体(粒子、分子、声子、细胞、星系等)在物理空间中的集中程度的密集量:三维体积数密度,二维面数密度,或一维线数密度。是面数密度的一个例子。术语数浓度(符号:小写或 ,以避免与大写表示的物质数量混淆)有时在化学中用于相同数量,特别是在与其他浓度进行比较时。
体积数密度是每单位体积指定物体的数量:
其中是体积中的对象总数。
这里假设 足够大,以至于将计数四舍五入到最接近的整数不会引入太多错误,但是被选择得足够小,以至于得到的不太依赖于大小或形状由于大尺度特征,体积
面积数密度是单位面积指定物体的数量, :
同样,线数密度是每单位长度中指定对象的数量:
在国际单位制中,数密度以 m -3为单位,但通常使用 cm -3 。在处理室温和大气压下的气体、液体或固体的原子或分子时,国际单位不太实用,因为所得的数字非常大(大约 10 20 )。以理想气体在0 °C和1 atm的数密度作为衡量标准: 0 = 1 amg = 7000268677740000000♠2.6867774 × 1025 m−3通常作为一种数密度单位引入,对于任何物质在任何条件下(不一定限于0 °C和1 atm的理想气体)。
对于任何物质,数密度可以用其量浓度 (以mol /m 3表示)表示为
其中A是阿伏伽德罗常数。如果和中的空间尺寸单位米始终被任何其他空间尺寸单位替换,例如如果以 cm -3为单位且以 mol/cm 3为单位,或者如果以L为单位,这仍然是正确的-1和以 mol/L 为单位,等等。
对于具有明确定义的摩尔质量 (以kg /mol 为单位)的原子或分子,数密度有时可以用它们的质量密度 m (以 kg/m 3为单位)表示为
请注意,比率 / A是单个原子或分子的质量,以 kg 为单位。
除非另有说明,下表列出了1 atm和20 °C下的数密度的常见示例。