Ķīmiskā formula

Ķīmiskā formula ir koncentrēts veids, kā atainot informāciju par atomiem, kas veido noteiktu ķīmisko savienojumu. Molekulāriem savienojumiem tas uzrāda katru no savienojumu veidojošiem ķīmiskajiem elementiem, ko pieraksta ar attiecīgo elementa simbolu. Turklāt ar aiz elementa simbola apakšrakstā rakstītu ciparu norāda atomu skaitu katrā šī savienojuma molekulā. 19. gadsimta avotos apakšraksta vietā nereti lietoja augšrakstu. Jonu savienojumiem un citām nemolekulārām vielām apakšraksts apzīmē elementu daļas empīriskajā formulā.

Molekulārās un strukturālās formulas 

Molekulārās formulas jeb bruto formulas apraksta tikai savienojumā esošo atomu attiecības (moldaļas). 
Piemēram, metāna molekula sastāv no viena oglekļa atoma, kas saistīts ar četriem ūdeņraža atomiem. Šāda savienojuma ķīmiskā formula izskatās šādi:

 CH4

Savukārt glikozes molekula sastāv no sešiem oglekļa atomiem, divpadsmit ūdeņraža atomiem un sešiem skābekļa atomiem. Šī savienojuma ķīmiskā formula izskatās šādi:
 C6H12O6

Ķīmiskajā formulā iespējams ietvert arī informāciju par savienojuma saišu tipiem un telpisko izkārtojumu (struktūrformula). Piemēram, etāns sastāv no diviem oglekļa atomiem, kam ir vienkārša savstarpējā saite. Katram no šiem atomiem piesaistīti trīs ūdeņraža atomi. Šāda savienojuma ķīmiskā formula ir:
 CH3CH3

Ja starp oglekļa atomiem būtu divkāršā saite (un līdz ar to katram oglekļa atomam saite tikai ar diviem ūdeņraža atomiem), ķīmisko formulu varētu rakstīt šādi:
 CH2CH2 (etilēns)

Tomēr izsmeļošāk un precīzāk ir rakstīt šādu formulu:
 H2C:CH2 vai H2C=CH2
Kols vai divkāršā līnija apzīmē to, ka atomus saista divkāršā saite.

Trīskāršo saiti var apzīmēt ar trīskāršu līniju vai trim punktiem.

Molekulas ar vairākām vienādām funkcionālajām grupām var atainot šādi:
 (CH3)3CH (izobutāns)

Polimēri 

Polimēriem to daļu, kas atkārtojas, liek iekavās. Piemēram, ogļūdeņraža molekula ar šādu formulu:
 CH3(CH2)50CH3
ir molekula ar 50 atkārtotām vienībām. Ja atkārtoto vienību skaits nav zināms vai ir mainīgs, to norāda ar burtu „n”, kā piemēram šeit:
 CH3(CH2)nCH3

Joni 

Joniem noteikta atoma lādiņš tiek atainots superskriptā labajā pusē no elementa simbola. Piemēram: Na+, vai Cu2+. Kopējais lādētas molekulas jeb daudzatomu jona lādiņš arī var tikt atainots šādi, piemēram, hidroksonijs:
 H3O+

Izotopi 
Izotops var tikt atainots ar skaitli superskriptā kreisajā pusē no elementa simbola. Piemēram, fosfāta jons, kas satur radioaktīvo fosforu-32, ir:
32PO43-.

Empīriskā formula 

Ķīmijā ķīmiskā savienojuma empīriskā formula ir vienkāršs to veidojošo atomu relatīvā skaita attiecību (stehiometrijas) atainojums. Empīriskās formulas lieto jonu savienojumiem, piemēram CaCl2, makromolekulām - SiO2. Empīriskā formula neataino izomērismu, struktūru, atomu absolūto skaitu (piemēram, P4O10). Termins „empīrisks” šeit attiecas uz elementu satura analīzi, kuras rezultātā būtībā tiek noteikts relatīvais katra elementa procentuālais saturs ķīmiskajā savienojumā.

Piemēram, heksāna ķīmisko formulu var pierakstīt šādi:
 CH3CH2CH2CH2CH2CH3

tādējādi norādot, ka šim savienojumam ir lineāra ķēdes struktūra, 6 oglekļa atomi, 14 ūdeņraža atomi. Vienkāršākajā veidā, neatainojot ķēdes struktūru, šo formulu var rakstīt kā C6H14. Šī paša savienojuma empīriskā formula būs C3H7, kas norāda tikai to, ka heksāna molekulā oglekļa un ūdeņraža atomu skaita attiecība ir 3:7.

Ārējās saites 

Ķīmija