Οι εμπειρικοί τύποι περιγράφουν την αναλογία κάθε τύπου ατόμου σε μια ουσία. Η λέξη «εμπειρική» αναφέρεται στην προέλευση των εμπειρικών τύπων σε παρατηρήσιμα αποτελέσματα. δηλαδή οι τύποι προσδιορίζονται με πείραμα. Οι επιστήμονες δοκιμάζουν τη σύνθεση άγνωστων ενώσεων παρατηρώντας τον σχηματισμό τους ή τις αλληλεπιδράσεις τους με γνωστές ουσίες. Η αναλογία των ατόμων σε μια ένωση δίνει μόνο μια πρόχειρη ιδέα για τη φύση της, αλλά αποτελεί βάση για περαιτέρω έρευνα.
Εάν οι επιστήμονες μπορούν να δημιουργήσουν μια ένωση και να γνωρίζουν τη σύνθεση των αντιδραστηρίων ή τις ουσίες που αντιδρούν, μπορούν να προσδιορίσουν τον εμπειρικό τύπο του προϊόντος. Πραγματοποιούν την αντίδραση για την παραγωγή του προϊόντος χωρίς να αφήνουν εισροές που δεν έχουν αντιδράσει. Παρακολουθούν επίσης τις αναλογίες των αντιδραστηρίων που εισέρχονται στην αντίδραση. Είναι σημαντικό να γνωρίζουν την αναλογία των μορίων των αντιδραστηρίων και όχι την αναλογία μάζας ή όγκου, επειδή αυτές οι μετρήσεις μπορεί να διαφέρουν για διαφορετικά μόρια. Η αναλογία των αντιδραστηρίων τους λέει την αναλογία των ατόμων στο προϊόν αφού όλα τα μόρια που βάζουν χρησιμοποιούνται στην αντίδραση.
Μια άλλη μέθοδος προσδιορισμού εμπειρικών τύπων είναι να προκαλέσει μια ένωση να αντιδράσει με μια άλλη ουσία και να παρατηρήσει τα προϊόντα της αντίδρασης. Οι επιστήμονες συνήθως χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο για να αναλύσουν τους υδρογονάνθρακες, ουσίες που περιέχουν μόνο άτομα άνθρακα και υδρογόνου. Κάνουν άγνωστους υδρογονάνθρακες και συλλέγουν το διοξείδιο του άνθρακα και τους υδρατμούς που προκύπτουν από την αντίδραση.
Όταν ένας υδρογονάνθρακας καίγεται, αντιδρά με το οξυγόνο. η αντίδραση μπορεί να αναπαρασταθεί ως A CfHg + B O2 –> D CO2 + E H2O, όπου τα A, B, D και E δείχνουν τις αναλογίες των μορίων στην αντίδραση και τα f και g αντιπροσωπεύουν τις αναλογίες άνθρακα και υδρογόνου στον υδρογονάνθρακα . Οι πειραματιστές μετρούν τη μάζα του διοξειδίου του άνθρακα και των υδρατμών. Στη συνέχεια διαιρούν αυτούς τους αριθμούς με το μοριακό βάρος των αντίστοιχων ενώσεων. Για το διοξείδιο του άνθρακα, ο αριθμός που προκύπτει είναι ίδιος με τον αριθμό των ατόμων άνθρακα», αλλά πρέπει να πολλαπλασιάσουν τον αριθμό των μορίων του νερού επί δύο για να πάρουν τον αριθμό των μορίων υδρογόνου. Βρίσκουν τους μικρότερους ακέραιους αριθμούς που διατηρούν την αναλογία των C και H, και αυτοί είναι οι f και g στην εξίσωση: οι συντελεστές του εμπειρικού τύπου.
Οι εμπειρικοί τύποι δεν υποδεικνύουν την ακριβή δομή ενός μορίου. Το ακετυλένιο και το βενζόλιο, για παράδειγμα, είναι υδρογονάνθρακες που περιέχουν ίσους αριθμούς ατόμων άνθρακα και υδρογόνου, επομένως ο εμπειρικός τύπος του καθενός είναι CH. Ο μοριακός τύπος του ακετυλενίου είναι C2H2, ενώ του βενζολίου είναι C6H6. Έχουν πολύ διαφορετικές ιδιότητες παρόλο που έχουν τον ίδιο εμπειρικό τύπο. Το ακετυλένιο είναι ένα εξαιρετικά εκρηκτικό αέριο που χρησιμοποιείται για κοπή και συγκόλληση. Οι δακτύλιοι βενζολίου έξι άνθρακα είναι το οριστικό συστατικό των αρωματικών ουσιών και υπάρχουν σε πολλά από τα μόρια που είναι υπεύθυνα για τις γεύσεις και τις μυρωδιές.