Химична формула

Химичната формула е съкратен начин за изписване на състава и структурата на химичните вещества, и съединения, с помощта на различни химични знаци, цифри, и други символи.

Химичната формула:

• описва качествения състав на химичните вещества и съединения — от какви елементи се състоят;
• описва количествения състав на химичните вещества и съединения — какъв брой атоми и/или йони от различните елементи съдържат молекулите на описаното химично вещество или съединение;
• винаги се отнася за една молекула или за един мол от описаното химично вещество или съединение.

Видове химични формули

Емпирична химична формула

Емпиричната химична формула е описание на вида и съотношението на различните елементи в състава на съединението. Емпиричната формула не съдържа информация за пространственото разположение на елементите и чрез нея не могат да се разграничат структурните изомери на съединенията.

Емпиричната формула може да бъде:

• проста — описва съотношенията между различните елементи, които изграждат съединението, без да дава сведения за неговия точен количествен състав (неговата молекулна маса)

Простата формула на водата е H₂O, а на бензена — CH

• реална — описва точния количествен състав на молекулите. Реалната формула на някои вещества, като тази на водата, съвпада с простата им формула, а на други, като тази на бензена — не.

Реалната формула на водата е H₂O, а на бензена — C₆H₆

• рационална — рационалната формула освен количествения строеж на химичните съединения, описва качествения и количествения състав на функционалните групи в тях.

Реалната формула на етанола е С₂Н₆О, а рационалната С₂Н₅(ОН)

Рационалната формула може да бъде съкратена (свита) и пълна (разгърната):

• проста формула на глюкозата — СН₂О;
• реална формула на глюкозата — С₆Н₁₂О₆;
• съкратена рационална формула на глюкозата — СНОС₅Н₇(ОН)₅;
• разгърната рационална формула на глюкозата — СНО(СНОН)₄СН₂ОН.

Структурна химична формула

Структурната химична формула е детайлно графично описание на химичните вещества, и съединения. Структурната формула носи информация за пространственото разположение на елементите, за характера на връзките в тях и други. Чрез структурните формули могат да се разграничат всички видове изомери на химичните съединения.

Двуизмерни структурни формули

Най-често използвания вид структурни формули са двуизмерните. Стереохимичната конверсия на D-глюкозата в β-D-глюкоза се представя със следната последователност от двуизмерни структурни формули:

Триизмерни структурни формули

Триизмерните структурни формули се използват по-рядко. Най-често са необходими за целите на обучението и за различни видове презентации. В триизмерните структурни формули не се използват химични знаци, а сфери или други триизмерни фигури с различен цвят, като всяка сфера представлява отделен атом или йон. В легендата на изображението задължително се указва на какъв цвят отговаря всеки отделен вид атоми или йони. Размерите на сферите обикновено, но не задължително отговарят на приблизителната молекулна маса на атомите и йоните — колкото по-голяма е сферата, толкова по-голяма е молекулна маса на съответния атом или йон. Съотношението между големината на различните сфери рядко отговаря на действителното съотношение между молекулните маси на съответните атоми или йони.

Варианти за триизмерно представяне на β-D-глюкозата:

черно — С, червено — О, бяло — Н

Триизмерните елементи могат да обозначават не само отделни атоми или йони, но и цели функционални групи или съединения — аминокиселини, ортофосфорна киселина и други.

Триизмерно представяне на сложни молекули

Дезоксирибонуклеинова киселина	Голяма субединица от рибозома на Haloarcula marismortui