Zanim przejdziemy do rozwiązywania problemów z zakresu stechiometrii usystematyzujmy niezbędne do takich działań informacje i definicje.
Cała materia widzialnego wszechświata zbudowana jest z cząstek elementarnych pierwszej generacji: kwarków dolnego (d) i górnego (u) oraz elektronów (e). Cząstki elementarne tworzą m.in. hadrony, których sumaryczny ładunek jest całkowity. Hadrony składające się z trzech kwarków i mające spin połówkowy, tworzą rodzinę zwaną barionami. Barionami są między innymi neutron (ddu) o czasie życia: ~920 s i masie około1838 razy większej od masy elektronu, oraz proton (uud) o czasie życia nie krótszym niż 2,1·1029 lat i masie około1837 razy większej od masy elektronu. Protony i neutrony mogą utworzyć większą strukturę (np. jądro atomowe).
Atom to struktura zawierająca jądro (protony i neutrony) oraz stowarzyszone z nim elektrony w ilości równej ilości protonów w jądrze.
Pierwiastek to substancja zawierająca wyłącznie atomy o tej samej liczbie protonów w jądrze (liczbie atomowej).
Izotop to atom danego pierwiastka różniący się od innych masą atomową (ilością neutronów).
Liczba atomowa (Z) to liczba protonów w jądrze danego pierwiastka.
Liczba masowa (A) to liczba całkowita najbliższa masie (w j.m.a.) danego atomu
Ponieważ atomy tego samego pierwiastka mogą się różnić między sobą składem jądra, masa atomowa pierwiastka musi uwzględniać fakt istnienia określonej ilości różnych izotopów. Przed zdefiniowaniem masy atomowej wypada zatem przypomnieć sobie pojęcie udziału masowego, określającego wkład jaki w masę mieszaniny (np. masę atomową pierwiastka) wnoszą różne jej składniki (np. izotopy).
Udział masowy definiuje następujące wyrażenie:
,w którym mi jest masą i-tego składnika (np. masą danego izotopu) a masą próbki mieszaniny (np. masą próbki danego pierwiastka). Czytelnik zechce zwrócić uwagę na to, że suma udziałów masowych ui wszystkich j składników mieszaniny jest zawsze równa jedności.
Masa atomowa może być z powodzeniem wyrażona w postaci średniej ważonej:
W tym (wyglądającym nad wyraz matematycznie) zapisie licznik jest sumą iloczynów mas atomowych i-tego izotopu i jego udziału masowego, czyli stanowi udział jaki wnosi dany izotop do średniej masy atomowej pierwiastka.
Mianownik jest natomiast sumą udziałów izotopów. Godzi się zauważyć, że jeśli w wyrażeniu na średnią masę atomową zostaną uwzględnione wszystkie izotopy to z definicji udziału masowego wynika, że mianownik przyjmie wartość równą jedności. Wartości mas atomowych są łatwo osiągalne w literaturze. Dla celów Obliczeń Chemicznych wykorzystujemy freewarowy program UOP.exe, którego spakowaną wersję można pobrać tutaj. Jednostką masy atomowej jest unit [u].
Masa cząsteczkowa (M) to suma iloczynów mas atomowych pierwiastków msr,i i ich ilości w cząsteczce zi:
Jednostką masy cząsteczkowej jest unit [u].
Masa molowa (Mx) to po prostu masa (mx) jednego mola substancji (nx=1). Jest zatem z definicji równa ilorazowi masy substancji i jej liczności. Jednostką masy molowej jest kg/kmol lub tożsama z nią g/mol.
Z definicji masy molowej wynika niezwykle ważny wniosek, że liczność znanej substancji łatwo jest wyznaczyć dzieląc jej masę przez masę molową:
albo też inny, że masę substancji łatwo wyznaczyć mnożąc jej masę molową przez liczność:
Tej ostatniej zależności chemik używa głównie do porozumienia się z niechemikami w sprawie ilości substancji, a także po to by ułatwić sobie rozwiazywanie ilościowe problemów przechodząc z niewiele w chemii znaczącego pojecia "masa" do wiele mówiącego "liczność".