La fórmula molecular es una notación que se utiliza para describir la composición de una sustancia. La mayoría de las fórmulas están escritas de manera que también brindan algunos detalles de la estructura de unión del material. Una notación relacionada incluye fórmulas empíricas. Algunos materiales no se pueden representar con precisión mediante el uso de fórmulas moleculares.
La materia está formada por átomos, la menor cantidad de masa que retiene propiedades químicas cuando se subdivide. Los átomos se unen de diferentes formas para formar moléculas. Una fórmula molecular representa la composición elemental de una molécula.
La fórmula molecular del agua es H2O. El número dos indica dos átomos de hidrógeno en la molécula. La O aparece sin número, es decir, un átomo de oxígeno. Dependiendo del texto, los números pueden escribirse sin subíndices. Las fórmulas escritas a mano siempre emplean el subíndice.
El propano es un componente del gas natural. Este hidrocarburo tiene tres carbonos con enlaces lineales que forman una cadena lineal. La cadena de carbono está rodeada por ocho moléculas de hidrógeno. La fórmula molecular es C3H8. En el proceso de refinación, algo de propano reaccionará para formar ciclopropano. El ciclopropano es una molécula triangular rodeada nuevamente por seis átomos de hidrógeno, con una fórmula molecular de C3H6.
Una molécula de hidrógeno, H2, se perdió en la producción del ciclopropano. Fueron posibles otras reacciones, incluida la pérdida de una molécula de hidrógeno entre dos de los tres carbonos. El propeno, que tiene un doble enlace entre el primer y el segundo carbonos, también tiene una fórmula molecular de C3H6. Si bien la fórmula de C3H8 debe ser propano, C3H6 no es información suficiente para identificar el compuesto.
La fórmula empírica se escribe como la unidad repetitiva más pequeña de una molécula. La notación requiere que los subíndices de la fórmula sean números enteros positivos. Las fórmulas moleculares y empíricas para la glucosa son C6H12O6 y CH2O respectivamente. En este caso, se necesitan seis fórmulas empíricas de glucosa para construir la molécula. Las fórmulas empíricas pueden considerarse el mínimo común denominador.
Las fórmulas moleculares se utilizan para calcular los pesos moleculares de los materiales, que a su vez proporcionan los valores para determinar el número de moléculas o iones presentes en una masa determinada de material. Estos cálculos son necesarios para evaluar los resultados de una reacción o para preparar una solución de concentración conocida. Las fórmulas moleculares no son una medida directa de densidad o masa, o estado del ser.
Las macromoléculas, tanto naturales como sintéticas, son difíciles de caracterizar por sus fórmulas moleculares. Estas moléculas de cadena larga a menudo tienen puntos de ramificación con sus propias cadenas largas. Normalmente, el monómero, o producto químico de partida del que se deriva el polímero, se usa como una fórmula pseudo-molecular. El polietileno se fabrica eliminando una molécula de hidrógeno del etano para formar etano que luego se polimeriza. Tiene una unidad repetitiva de (CH2) n, la n representa un número desconocido pero grande.