化學中的單位：SI 與非 SI 的故事
為什麼我們需要 SI？為什麼還留著「Å、cc、atm」這些單位？
學化學的第一步，除了認識元素週期表與分子式，還有一件同樣重要的事：單位。 沒有正確的單位，數字就沒有意義。 即使今天全世界推行國際單位制（SI），化學領域仍保留了一些「非 SI」單位，因為習慣與方便。
1. 什麼是 SI 單位？
SI（Système International d’Unités, 國際單位制）是目前科學與工程的統一標準，包含七個基本單位：
- 長度：公尺 (m)
- 質量：公斤 (kg)
- 時間：秒 (s)
- 電流：安培 (A)
- 熱力學溫度：開爾文 (K)
- 物質的量：莫耳 (mol)
- 發光強度：坎德拉 (cd)
其他單位（焦耳、帕斯卡、庫倫…）都能由基本單位組合而成。
2. 化學裡常見的非 SI 單位
雖然 SI 是標準，但在化學實驗與文獻中，我們仍經常看到一些傳統單位。下面整理幾個常見例子：
| 物理量 | 常見非 SI 單位 | SI 換算 |
|---|---|---|
| 長度 | Å (1 Å = 10⁻¹⁰ m) | 1.54 Å = 154 pm |
| 體積 | cc (cm³), L | 1 cc = 1 cm³ = 1 mL; 1 L = 10⁻³ m³ |
| 壓力 | atm, torr, mmHg | 1 atm = 101325 Pa; 1 torr = 133.322 Pa |
| 能量 | cal | 1 cal = 4.184 J |
| 濃度 | M (mol/L) | 1 M = 1000 mol·m⁻³ |
3. 為什麼不乾脆全用 SI？
- 歷史習慣：Å、atm、cc 在課本與研究中用了上百年。
- 直觀方便：說「1.54 Å」比「154 pm」更能立即聯想到化學鍵長。
- 學科傳統：不同領域有自己的慣用語言，例如固態物理愛用 Å。
🌍 事實上，國際計量局 (BIPM) 允許在科學與教育中「暫時使用」一些非 SI 單位，例如 L、Å、atm，因為它們實在太普遍了。
4. 學生應該注意什麼？
- 知道 SI 是正式標準，並能用 SI 重新表達任何數據。
- 熟悉化學領域裡最常見的非 SI 單位，避免閱讀文獻時誤解。
- 最重要的是：計算時一定要確認單位一致，否則就可能發生「NASA 火星探測器」那樣的悲劇。
5. 小練習
- 把「0.08206 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹」轉換成純 SI 單位（Pa、m³）。
- 氯化鈉晶格常數是 564 pm，請用 Å 表示。
- 一份食物標示「200 kcal」，請換算成 kJ。
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