Fórmulas e estruturas químicas

A notação química combate os padrões do LaTeX. O modo matemático coloca os símbolos dos elementos em itálico como se fossem variáveis, e o modo texto não possui nenhum subscrito. Dois pacotes dividem o trabalho. mhchem compõe fórmulas e reações a partir da notação química simples, e chemfig desenha diagramas estruturais.

Fórmulas e reações com mhchem

\usepackage[version=4]{mhchem}
\ce{H2O}
\ce{CO2 + C -> 2CO}

A opção version=4 seleciona a sintaxe atual. Tudo o que é químico vai dentro de \ce{...}, que lê seu conteúdo da mesma forma que um químico o escreve. Em \ce{H2O} o 2 se torna um subscrito automaticamente e os símbolos dos elementos permanecem na posição vertical, como exige a convenção. Na reação, o + obtém o espaçamento adequado, o -> torna-se uma seta de reação e o 2 antes do CO é reconhecido como um coeficiente estequiométrico, portanto permanece em tamanho real na linha de base.

A mesma notação aumenta. As cargas andam como sobrescritos, então \ce{SO4^2-} fornece sulfato com sua carga 2. Os estados da matéria são anexados entre parênteses, como em \ce{H2O(l)}; as setas de equilíbrio são escritas <=>; e \ce{^{14}C} coloca um número de isótopo antes do símbolo. \ce funciona tanto no modo texto quanto no modo matemático, portanto, uma fórmula pode ficar em uma frase sem delimitadores extras.

Estruturas com chemfig

\usepackage{chemfig}
\chemfig{H-C(-[2]H)(-[6]H)-H}

\chemfig desenha estruturas a partir de um código linear compacto. Os átomos são escritos como seus símbolos e - desenha uma ligação com o próximo átomo. Um número entre colchetes define a direção do título em passos de 45 graus no sentido anti-horário a partir do leste: [2] aponta para cima e [6] diretamente para baixo. Os parênteses abrem ramos do átomo atual, então C(-[2]H)(-[6]H) cresce um hidrogênio para cima e um para baixo enquanto a cadeia principal continua para a direita. O exemplo é o metano plano: um carbono central ligado a quatro hidrogênios. As ligações duplas e triplas são escritas = e ~, e há uma sintaxe de anel dedicada para estruturas cíclicas e aromáticas.

Notas práticas

Mantenha as duas ferramentas em suas pistas. Use mhchem para qualquer coisa que seja lida da esquerda para a direita como uma fórmula ou equação, e chemfig quando a geometria da molécula for o ponto. Ambos compilam com um mecanismo LaTeX padrão e nenhum programa de desenho externo.

O erro usual de iniciante é escrever fórmulas no modo matemático simples. $H_2O$ compila, mas define H e O em itálico como variáveis, o que é errado por convenção. \ce{H2O} produz a forma vertical com menos digitação. Ambos os pacotes estão disponíveis para teste no live playground.