Les fórmules, bàsicament, els símbols dels elements, xifres en subíndex per a indicar quantes vegades cal considerar-los repetits i ratlles que indiquen els enllaços. Subsidiàriament, hom empra uns altres nombrosos signes, que hi afegeixen informació o n'escurcen l’escriptura. La convenció fonamental de la notació química és que cada símbol representa un àtom i, per tant, totes les fórmules donen la composició qualitativa i quantitativa de les substàncies, car contenen els símbols dels elements presents (o abreviacions que representen conjunts d’aquests símbols), que repeteixen, si cal, o indiquen numèricament llur repetició. Si en la fórmula d’una substància de pes fórmula P f hi ha vegades el símbol de l’element A de pes atòmic P A , el percentatge de A és 100 nP A /P f .
Les fórmules poden ésser empíriques, moleculars, desenvolupades i estructurals. Les empíriques són les més simples. Resulten directament de l’anàlisi, i hom les escriu juxtaposant en un cert ordre els símbols i afectant-los dels més petits subíndexs numèrics que expressen l’estequiometria. Substàncies molt diferents poden tenir la mateixa fórmula empírica. Per als composts que consten de molècules discretes, coneixent la fórmula empírica i el pes molecular hom pot escriure la fórmula molecular , la qual, bé que dóna el nombre exacte d’àtoms que formen la molècula, tampoc no és específica sempre d’una substància isomeria . Quan per mètodes físics i químics hom coneix les connexions entre els àtoms, pot escriure la fórmula desenvolupada plana, indicant-ne els enllaços. Les fórmules desenvolupades precisen la topologia molecular i distingeixen entre els isòmers funcionals o posicionals, però no entre els geomètrics o òptics. En fi, quan hom coneix, a més, la disposició dels àtoms a l’espai, pot traçar una fórmula estructural , que pot ésser només estereoquímica (indicant les orientacions relatives, suficients per a distingir entre estereoisòmers), o pot precisar també la conformació , si la molècula té geometria fixa. Les fórmules estructurals representen simbòlicament en un pla, mitjançant artificis gràfics, els models tridimensionals. Un artifici corrent és simular la perspectiva traçant els enllaços amb ratlles primes, gruixudes o discontínues, segons que se suposin situats en el pla del paper, al damunt o al dessota, respectivament.
Diferents fórmules de l’α-D-glucosa a diferents nivells d’informació
© Fototeca.cat
En molts casos les fórmules utilitzades són de tipus intermedi, car la teoria elimina opcions i basta aclarir els punts dubtosos de l’estructura. L’exigència de concisió fa també que hom ometi sovint els símbols C i H dels cicles orgànics i que hom utilitzi, sobretot per als complexos, abreviatures de noms (com, per exemple, “en” per H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 ) per a guanyar espai i facilitar-ne la lectura.