La formula di struttura di un elemento o di un composto è una formula chimica che fornisce la rappresentazione grafica di come sono legati tra loro e di come sono disposti i vari atomi all’interno di ciascuna molecola di quell’elemento o di quel composto.

Questa ad esempio è la formula di struttura del benzene:

Come possiamo vedere, al centro ci sono sei atomi di carbonio e ciascuno di essi è legato a un atomo di idrogeno.

A differenza quindi della formula minima e della formula molecolare, che hanno a che fare soltanto con la quantità numerica degli atomi, la formula di struttura ci dà un quadro più preciso della molecola, indicando anche quanti legami ci sono in tutto (ogni lineetta corrisponde a un legame).

La formula minima si limita infatti a indicare il rapporto numerico minimo tra gli atomi che formano la molecola di un composto, mentre la formula molecolare indica soltanto il numero effettivo di atomi presenti nelle singole molecole di un composto.

Per riprendere l’esempio del benzene, la sua formula minima sarebbe CH, mentre la sua formula molecolare sarebbe C₆H₆.

Occorre ricordarsi che la formula di struttura offre una rappresentazione piana e che dunque non ci permette di conoscere la distribuzione tridimensionale degli atomi della molecola.

Facciamo un esempio con il metano:

Una simile rappresentazione grafica ci dice che un atomo di carbonio è legato a quattro atomi di idrogeno indipendenti l’uno dall’altro, ma non ci permette di conoscere la vera forma della molecola, che corrisponde a un tetraedro:

In altre parole, la formula di struttura dà l’impressione che gli atomi siano sullo stesso piano, ma in realtà non è così. Per conoscere la loro disposizione spaziale, bisogna fare ricorso alla geometria delle molecole.

Stessa formula bruta, diversa formula di struttura: gli isomeri

Alcuni composti hanno la stessa formula bruta (cioè la stessa formula minima o molecolare), ma una diversa formula di struttura, grazie a cui possiamo distinguerli.

È il caso ad esempio del pentano e dell’isopentano, entrambi con formula bruta C₅H₁₂:

I composti che hanno la stessa formula bruta e che tuttavia hanno una formula di struttura diversa prendono il nome di isomeri.