Химические формулы и структуры

Химическая запись противоречит настройкам LaTeX по умолчанию. В математическом режиме символы элементов выделяются курсивом, как если бы они были переменными, а текстовый режим вообще не имеет индексов. Два пакета делят работу. mhchem набирает формулы и реакции из простых химикских обозначений, а chemfig рисует структурные диаграммы.

Формулы и реакции с mhchem

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

Опция version=4 выбирает текущий синтаксис. Все химическое вещество хранится внутри \ce{...}, который читает свое содержимое так, как его пишет химик. В \ce{H2O} цифра 2 автоматически становится нижним индексом, а символы элементов остаются вертикальными, как того требует соглашение. В реакции + получает правильное расстояние, -> становится стрелкой реакции, а 2 перед CO распознается как стехиометрический коэффициент, поэтому он остается в полном размере на базовой линии.

Те же обозначения масштабируются. Заряды указаны в виде верхних индексов, поэтому \ce{SO4^2-} дает сульфат с его зарядом 2-. Состояния материи указаны в круглых скобках, как в \ce{H2O(l)}; стрелки равновесия пишутся <=>; а \ce{^{14}C} помещает номер изотопа перед символом. \ce работает как в текстовом, так и в математическом режиме, поэтому формула может находиться в предложении без дополнительных разделителей.

Структуры с chemfig

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

\chemfig рисует структуры из компактного линейного кода. Атомы записываются как их символы, а «-» создает связь со следующим атомом. Число в квадратных скобках задает направление связи с шагом в 45 градусов против часовой стрелки с востока: [2] указывает прямо вверх, а [6] — прямо вниз. Скобки открывают ветви от текущего атома, поэтому C(-[2]H)(-[6]H) увеличивает один водород вверх и один вниз, в то время как основная цепь продолжается вправо. Пример — метан, нарисованный плоско: центральный углерод связан с четырьмя атомами водорода. Двойные и тройные связи обозначаются = и ~, и существует специальный кольцевой синтаксис для циклических и ароматических структур.

Практические замечания

Держите два инструмента на своих полосах. Используйте «mhchem» для всего, что читается слева направо как формула или уравнение, и «chemfig», когда важна геометрия молекулы. Оба компилируются со стандартным движком LaTeX и без внешней программы рисования.

Обычная ошибка новичков — написание формул в чисто математическом режиме. $H_2O$ компилируется, но буквы H и O выделяются курсивом, как переменные, что по соглашению является неправильным. \ce{H2O} создает вертикальную форму с меньшим количеством ввода. Оба пакета доступны для тестирования на живой игровой площадке.