化學式（Chemical Formula）

化學式（Chemical Formula）
譯者：台中一中 林俊嘉
指導老師：台中一中 薛朋雨 老師

化學式是個描述原子組成特定化合物的方法，化學式同時也可以簡易的表示化學反應如何發生。分子化合物藉著元素符號表達所含物並且用數字表達了其所含元素的個數。如果一個分子含有一個以上的相同元素，我們會將其數量以下標方式表示(雖然19世紀常用上標)。至於離子化合物及其他非分子物質，下標表示其實驗式中元素所含比例。

分子式及結構式
分子式與結構式
以甲烷(一由一個碳原子連接四顆氫原子的簡單分子)為例，其化學式：
CH₄
至於葡萄糖(六顆碳、十二個氫及六個氧)，其化學式則為：
C₆H12O₆
化學式使我們知道鍵結的種類及空間安排，雖然它無法指出特定的同分異構物。以含有兩個單鍵相連接的碳原子並且每個碳有三顆氫連接的乙烷為例，其化學式可表示為CH₃CH₃。至於乙烯則在碳與碳之間有著雙鍵，所以其化學式為CH₂CH₂，事實上其雙鍵是肯定的，因為碳的價原子數為四。總之，較詳盡且正確的寫法應為H₂C=CH₂或不常見到的H₂C：：CH₂，兩條線代表原子與原子間以雙鍵連結。三鍵則以三對點表示，另一解釋是，一條線即代表單鍵。

有著多官能基的分子以下列同樣的方法表示：(CH₃)₃CH，然而，這暗示著與其他分子有著不同的結構。此代表著中心碳與一具有三個碳所組成的基相結合，並連結其他碳。
所有碳上的鍵皆與氫原子連結，然而，相同數目的原子有可能形成直鏈型：CH₃CH₂CH₂CH₃。
烯類有兩種同分異構物是化學式CH₃CH=CHCH₃無法明確表示的，二甲基的相關位置必須明確以附加標記表示其是否在相同或相對的位置。
聚合物
而聚合物，圓括弧置於重複單元的周圍。例如碳氫化合物分子表示為：CH₃(CH₂)₅₀CH₃，代表著分子中有50個重複單元。若重複單元的數量未知或太大則常以n表示：CH₃(CH₂)_nCH₃。

離子
至於離子，原子的電價數會被標示在右上方，如Na⁺或Cu²⁺。帶電分子團及多原子離子也以此表示法呈現，例如水合氫離子,H₃O⁺或硫酸根SO₄^2-。
若是較為複雜的離子，常與方括弧表示，如【B₁₂H₁₂】^2-。如遇到重複的單元，可以圓括弧框住其重複單元，並一併寫在方括弧裡面，如【Co(NH₃)₆】³⁺。其中的(NH₃)₆表示此離子含有六個NH₃，而【】則表示其總價數為+3。

同位素
雖然同位素與核化學較有關係，但不同的同位素還是常以上標並寫在元素的左上方表示。例如，磷酸根離子內含放射性的磷-32則表示為³²PO₄^3-。也有些情況：含有穩定比率的同位素形成分子，則¹⁸O¹⁶O。

左下角的副標題表示其原子序，如氧：₈O2，而大部分氧則以¹⁶₈O₂表示。在寫核反應方程式時常以此法表示，以更明確的知道電荷數的平衡。
實驗式
實驗式是表示在化合物中相同元素的比例。離子化合物常用此表示法，如CaCl₂，或大分子如SiO₂。實驗式無法明確表達同分易構物、或實際的原子數量。不過實驗式可用於分析化學，藉由元素所含的比例可推導化學物所含物質。
例如己烷的分子式為C₆H₁₄，或示性式CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃，意味著有六個直鏈的碳原子和14個氫原子。不過己烷的實驗式則為C₃H₇。同樣地，H₂O₂的實驗式為HO，表示其元素的比例為1比1。

捕獲的原子
@可表示一個原子被捕獲在籠中，但未形成化學鍵。使這名稱變的如此有名的是90年代富勒烯(碳六十)，它可捕獲鑭原子形成La@C60。另一個非碳六十的例子是[As@Ni₁₂As₂₀“>^3-，砷原子被其他32個原子捕獲。
非計量化合物
化學式中，各元素一般以整數表示，然而，有一群被稱作非計量化合物的成員，不能以簡單的整數表示。他們被寫成小數，如：Fe_0.95O，甚至含有變數，如：Fe_1-xO，x遠小於1。
有機化合物的通式
當一系列的化合物，它們之間只相差固定的單元時，其化學式可統一以通式來表示。這系列化合物被稱做同系物。