化學(xué)式（chemical formula）是借助元素符號、數(shù)字以及其他符號，例如括號、加號(+)、減號(-)、短線等，來表示物質(zhì)元素組成的式子， 化學(xué)式分為實驗式、分子式、結(jié)構(gòu)式、示性式（結(jié)構(gòu)簡式）、鍵線式以及電子式等幾類。
表示無機化合物的化學(xué)式，多采用實驗式和分子式；表示有機物的化學(xué)式，多采用結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)簡式。
實驗式是最簡單的化學(xué)式，僅可用于表示化合物分子中各原子數(shù)量的整數(shù)比；分子式可以表示化合物分子的原子組成以及比例，有些物質(zhì)的實驗式與分子式相同，比如水（H?O）、甲烷（CH?）、二氧化碳（CO?）等。
結(jié)構(gòu)式可以表明化合物分子中各組分原子的價鍵、排列次序和連接方式，一定程度上可以表示分子的結(jié)構(gòu)，但并不能表示分子的空間構(gòu)型。示性式（結(jié)構(gòu)簡式）和鍵線式是在結(jié)構(gòu)式基礎(chǔ)上的簡化的表示方式，兩者均主要用于有機化合物的表示。
表示化學(xué)元素原子最外層電子數(shù)目，一般采用電子式。
發(fā)展歷史
約翰·道爾頓（John Dalton）在研究原子論的過程中，設(shè)計了一套符號來表達(dá)自己的學(xué)說。因為道爾頓認(rèn)為簡單原子均為圓球形，所以用圓圈代表原子符號，并在圖上標(biāo)注不同的點或者線，以區(qū)分原子的種類。但是因為這套系統(tǒng)印刷與書寫不便，未被廣泛采納。
1813年，永斯·貝采利烏斯（Jons Jacob Berzelius）為解決化學(xué)元素書寫與印刷的困難，開始使用元素符號加數(shù)字的方式來表達(dá)分子的化學(xué)式。他將每種元素的拉丁文名稱開頭的1-2個字母作為元素符號，例如 N——nitrie、O——氧、P——plumbum。 同時，貝采里烏斯規(guī)定，每一個元素符號在化學(xué)式中代表一個原子，在元素符號旁邊標(biāo)明數(shù)字代表該原子的數(shù)量，這一化學(xué)式表示方式被沿用至今。
主要類型
實驗式
實驗式（empirical formula）也稱簡式、最簡式，有時也被泛稱為“化學(xué)式”，是用元素符號來表示組成化學(xué)物質(zhì)的元素以及各元素數(shù)量比的方式，也是表示化學(xué)物質(zhì)元素組成最簡單的方式。 例如，苯的實驗式是CH，氯化鉀的實驗式是KCl。
實驗式僅能表示原子數(shù)量比，無法表示物質(zhì)的狀態(tài)和結(jié)構(gòu)。例如，NaCl是氯化鈉的實驗式，僅表示氯化鈉晶體中鈉和氯的比例是 1:1，不代表氯化鈉有分子形式存在。
在有機化學(xué)中，相同的實驗式有可能代表不同的物質(zhì)，比如苯和乙炔的實驗式都是CH。
分子式
分子式（molecular formula）是表示單質(zhì)或化合物的一個分子中各元素原子的確切數(shù)目的化學(xué)式。
相比實驗式，分子式可以更清晰地表示一個化合物的原子組成情況。比如，氧氣的分子式是O2，表示一個氧分子由兩個氧原子組成；二氧化碳的分子式是CO2，代表二氧化碳分子由一個碳和兩個氧原子組成，分子量為44。
結(jié)構(gòu)式
結(jié)構(gòu)式（structural 公式）是用于表示化合物分子中，各原子之間排列順序和結(jié)合方式的化學(xué)式。相比分子式可以更加清晰地表明原子之間的連接方式和連接關(guān)系，比如乙醇和二甲醚的分子式相同，均為C2H6O，兩者無法通過分子式區(qū)分，但是在結(jié)構(gòu)式上表現(xiàn)不同。
結(jié)構(gòu)式中連線的不同，代表共用電子對的不同。“—”表示一對共用電子對，“=”表示兩對共用電子對，“≡”表示三對共用電子對。例如，氯氣的結(jié)構(gòu)式是 Cl—Cl，氮氣的結(jié)構(gòu)式是 N≡N，冰醋的結(jié)構(gòu)式是：
結(jié)構(gòu)式不能準(zhǔn)確表示空間構(gòu)型，如上圖甲結(jié)構(gòu)式中，五個原子在一個平面，相鄰兩個氫原子之間的鍵角為 90°，但甲烷實際是正四面體，碳在中心，氫原子之間的鍵角為 109°28′。
在涉及到有機化學(xué)立體結(jié)構(gòu)時，會分別用虛線代表鍵在紙平面后，楔形鍵表示該鍵在紙平面前，箭頭表示配位鍵，波浪線表示聚合物中省略結(jié)構(gòu)的延伸部分等。
示性式
示性式（condensed formula）也被稱為結(jié)構(gòu)簡式，是簡化的結(jié)構(gòu)式，主要用于表示有機化合物，一般為在結(jié)構(gòu)式的基礎(chǔ)上，省略碳與氫之間的鍵線，或者將碳?xì)?a href="/hebeideji/1138765148208985374.html">單鍵和橫向的碳碳單鍵的鍵線均省略。
示性式雖然在結(jié)構(gòu)式基礎(chǔ)上有所簡化，但是可以突出表明化合物中的官能團。例如，乙烯的示性式是 CH2=CH2，突出了碳碳雙鍵 C=C；乙酸的示性式是 CH3COOH ，突出了官能團 -COOH。
鍵線式
鍵線式（bond-line formula），也叫拓?fù)浔硎臼交蛲負(fù)錁?gòu)造式 ，是只用鍵線來表示有機物結(jié)構(gòu)的一種方式，省略了碳?xì)滏I、碳原子及與碳原子相連的氫原子，保留雜原子以及與雜原子相連的氫原子。鍵線式書寫中，兩根單鍵之間或一根雙鍵和一根單鍵之間的夾角為 120°，一根單鍵和一根三鍵之間的夾角是 180°。
電子式
電子式，也稱路易斯結(jié)構(gòu)式（Lewis structure fromula），是表示原子或離子最外層電子結(jié)構(gòu)的式子，電子式書寫時，在元素符號周圍用“·”或“×”表示原子最外層電子數(shù)目，書寫時先依據(jù)元素的原子最外層電子數(shù)的多少，用小黑點或叉號在元素符號的上、下、左、右各表示出 1 個電子，之后再將多余的電子與之配對。 下圖為氯原子、氯氣、氯化氫、氯化鈉、氫氧化鈉的電子式。
離子的電子式，在陰離子或原子團外加方括弧，并在方括弧的右上角標(biāo)注離子電荷的電性與帶電量，下圖是氯離子的電子式和氫氧根的電子式。
陽離子的電子式一般用它的離子符號表示，如 Na?、H?、Ca2?。
特殊情況
同位素的化學(xué)式
表示同位素時，采用在元素符號的左上角標(biāo)注質(zhì)量數(shù)，同時在左下角表明原子序數(shù)。例如 、、分別表示 C 的三種同位素。
有機化學(xué)通式
用于表示一系列有機化合物的化學(xué)式，該類有機化合物的元素組成遵循某種特定的數(shù)量關(guān)系，表示這一類物質(zhì)時，可以用化學(xué)通式來指代。例如，鏈烷烴的通式為，一元飽和醇的通式為。
聚合物的化學(xué)式
聚合物一般由許多簡單的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵重復(fù)鍵接而成，在方（或圓）括號中書寫結(jié)構(gòu)單元（重復(fù)單元），括號表示重復(fù)連接，n 來代表重復(fù)單元數(shù)。
對于兩種或以上單體共聚而成的聚合物，其重復(fù)單元中有可能會有多個結(jié)構(gòu)單元。例如聚己二酰己二胺的重復(fù)單元中，含有兩個結(jié)構(gòu)單元。
非整比化合物的化學(xué)式
化合物中各元素之間一般有明確的比例關(guān)系，但是部分化合物不符合此定律（定比定律），因此在書寫化學(xué)式時原子的相對數(shù)目無法用整數(shù)來表示，這類化合物被稱為“非整比化合物”。例如，1000℃ 下的 FeO 的化學(xué)式中，F(xiàn)e 的含量在到之間變動。Fe 的右下角此時不是整數(shù)。
非整比化合物有時也可以用字母表示可變部分，例如：。
富勒烯衍生物的化學(xué)式
金屬與富勒烯的結(jié)合方式有內(nèi)嵌和外部附著兩種方式，一般用“@”表示內(nèi)嵌在富勒烯中的金屬，比如 M@C?? ，其中 M 表示內(nèi)嵌在富勒烯中的金屬；具有內(nèi)嵌和外部附著的時候，用（）圈住富勒烯以及內(nèi)嵌的物質(zhì)，括號外則用于書寫外部附著的物質(zhì)。比如：K?(K@C??B)，表示富勒烯60個碳有一個被硼取代，同時內(nèi)嵌了鉀原子，并在外附著有兩個鉀原子。
書寫規(guī)則
一般規(guī)則
單質(zhì)化學(xué)式的寫法
氧氣、氫氣等單質(zhì)，一個分子中有2個原子，化學(xué)式為在元素符號右下角寫明數(shù)字“2”。
稀有氣體、金屬、固體非金屬（碘除外），習(xí)慣上用元素符號表示化學(xué)式。
化合物的化學(xué)式寫法
習(xí)慣上將金屬元素符號或正價元素寫在左邊，非金屬或負(fù)價元素寫在右邊（CH?、NH?例外），化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為零，在各元素符號下方用數(shù)字標(biāo)出，數(shù)量為1的原子不用標(biāo)明數(shù)字。
希爾系統(tǒng)
希爾系統(tǒng)由美國專利及商標(biāo)局的希爾（Edwin A. Hill）與1900年首次出版，該系統(tǒng)給出了編寫實驗式、分子式和示性式時，不同原子的排列順序的建議，以解決原有排序習(xí)慣，在有機化學(xué)中和無機化學(xué)中，原子排列方式無法統(tǒng)一的問題。
具體排列規(guī)則為：
目前，該系統(tǒng)已經(jīng)成為化學(xué)數(shù)據(jù)庫與印刷品中，對化學(xué)物質(zhì)進行索引和排序的最常用系統(tǒng)，并且絕大多數(shù)搜索資源不需要區(qū)分元素符號的大小寫。 但是該排序系統(tǒng)并不適用于化學(xué)教學(xué)與學(xué)習(xí)中。
希爾系統(tǒng)舉例：
參考資料 >
Hill System Order.Teaching Chemical Information: Tips and Techniques.2022-10-24
Formula Index: Hill Order Practice.Teaching Chemical Information: Tips and Techniques.2022-10-24
What is Hill Notation?.CHEM 2600: Information Retrieval for Chemists.2022-10-24