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Una fórmula química es una expresión gráfica de los elementos que componen un compuesto químico cualquiera, así como los números y las proporciones de sus átomos respectivos, y en muchos casos también el tipo de enlaces químicos que los unen. A cada molécula y/o compuesto conocido le corresponde una fórmula química, así como un nombre a partir de ella y de acuerdo a las reglas de la nomenclatura química.
Existen diversos tipos de fórmulas químicas, cada uno enfocado en cierto tipo de información, pero en líneas generales todas sirven para comprender la naturaleza química de las sustancias y para expresar lo que ocurre durante una reacción química determinada, en la que algunos elementos o compuestos devienen en otros. Por esa razón, las fórmulas químicas obedecen a un sistema convencional de representación de los elementos y las moléculas, es decir, a un lenguaje técnico especializado.
Las fórmulas químicas utilizan los símbolos químicos de los elementos y proporciones lógicas formales entre ellos, expresados mediante símbolos matemáticos.