Formula moleculară este o notație folosită pentru a descrie compoziția unei substanțe. Majoritatea formulelor sunt scrise într-un mod care oferă, de asemenea, unele detalii despre structura de legătură a materialului. O notație înrudită include formule empirice. Unele materiale nu pot fi reprezentate cu acuratețe prin utilizarea formulelor moleculare.
Materia este alcătuită din atomi, cea mai mică cantitate de masă care păstrează proprietăți chimice atunci când este subdivizată. Atomii se leagă în moduri diferite pentru a forma molecule. O formulă moleculară reprezintă compoziția elementară a unei molecule.
Formula moleculară a apei este H2O. Numărul doi indică doi atomi de hidrogen din moleculă. O apare fără număr, adică un atom de oxigen. În funcție de text, cifrele pot fi scrise fără indice. Formulele scrise de mână folosesc întotdeauna indicele.
Propanul este o componentă a gazelor naturale. Această hidrocarbură are trei atomi de carbon cu legături liniare care formează un lanț drept. Lanțul de carbon este înconjurat de opt molecule de hidrogen. Formula moleculară este C3H8. În procesul de rafinare, o parte de propan va reacționa pentru a forma ciclopropan. Ciclopropanul este o moleculă triunghiulară înconjurată din nou de șase atomi de hidrogen, cu formula moleculară C3H6.
O moleculă de hidrogen, H2, s-a pierdut în producția de ciclopropan. Au fost posibile și alte reacții, inclusiv pierderea unei molecule de hidrogen între doi dintre cei trei atomi de carbon. Propena, care are o legătură dublă între primul și al doilea carbon, are și o formulă moleculară de C3H6. În timp ce formula C3H8 trebuie să fie propan, C3H6 este o informație insuficientă pentru a identifica compusul.
Formula empirică este scrisă ca cea mai mică unitate care se repetă a unei molecule. Notația necesită ca indicele din formulă să fie numere întregi pozitive. Formulele moleculare și empirice pentru glucoză sunt C6H12O6 și, respectiv, CH2O. În acest caz, sunt necesare șase formule empirice de glucoză pentru a construi molecula. Formulele empirice pot fi considerate ca cel mai mic numitor comun.
Formulele moleculare sunt folosite pentru a calcula greutățile moleculare ale materialelor, care, la rândul lor, oferă valorile pentru a determina numărul de molecule sau ioni prezenți într-o anumită masă de material. Aceste calcule sunt necesare pentru a evalua rezultatele unei reacții sau pentru a prepara o soluție de o concentrație cunoscută. Formulele moleculare nu sunt o măsură directă a densității sau a masei sau a stării de a fi.
Macromoleculele, atât naturale, cât și sintetice, sunt greu de caracterizat prin formulele lor moleculare. Aceste molecule cu lanț lung au adesea puncte de ramificare cu propriile lor lanțuri lungi. De obicei, monomerul sau substanța chimică inițială din care a derivat polimerul este utilizat ca formulă pseudo-moleculară. Polietilena este obținută prin îndepărtarea unei molecule de hidrogen din etan pentru a forma etan care apoi se polimerizează. Are o unitate care se repetă de (CH2)n, n reprezentând un număr necunoscut, dar mare.