Kemiallinen kaava: määritelmä, merkintätapa ja selkeät esimerkit

Opas kemiallisiin kaavoihin: määritelmä, merkintätavat ja selkeät esimerkit (CH4, H2O2, C6H12O6). Opit tulkitsemaan kaavoja ja kemiallisia reaktioita helposti.

Tekijä: Leandro Alegsa

09-02-2026 23:00

Kemiallinen kaava on tapa, jolla kemistit kuvaavat molekyyliä. Kaavassa kerrotaan, mitä atomeja ja kuinka monta kutakin atomityyppiä molekyylissä on. Joskus kaava kertoo, miten atomit liittyvät toisiinsa, ja joskus kaava kertoo, miten atomit ovat sijoittuneet tilassa.

Kirjain osoittaa, mikä kemiallinen alkuaine kukin atomi on. Alaindeksi osoittaa kunkin atomityypin lukumäärän. Esimerkiksi vetyperoksidin kaava on H ₂O ₂. Metaanissa on yksi hiiliatomi (C) ja neljä vetyatomia; kemiallinen kaava on CH ₄. Sokerimolekyyli glukoosissa on kuusi hiiliatomia, kaksitoista vetyatomia ja kuusi happiatomia, joten sen kemiallinen kaava on C ₆H ₁₂O ₆.

Kemiallisia kaavoja käytetään kemiallisissa yhtälöissä kuvaamaan kemiallisia reaktioita.

Ruotsalainen 1800-luvun kemisti Jöns Jacob Berzelius kehitti tämän järjestelmän kemiallisten kaavojen kirjoittamista varten.

Merkintätavat ja kaavatyypit

Kemiallisia kaavoja on useita tyyppejä riippuen siitä, mitä tietoa halutaan esittää:

Molekyylikaava (molecular formula) kertoo tarkan atomiluvun molekyylissä, esim. C ₆H ₁₂O ₆ (glukoosi).
Empiirinen kaava (empirical formula) näyttää atomien suhteellisen määrän pienimpinä kokonaisina lukuina. Esimerkiksi glukoosin empiirinen kaava on CH ₂O.
Rakennekaava (structural formula) näyttää, miten atomit ovat sidoksissa toisiinsa (esim. viivoilla merkittyjä sidoksia tai rakenteellisia kaavoja). Rakennekaava antaa enemmän tietoa kuin pelkkä molekyylikaava.
Tihennetty rakennekaava (condensed formula) on lyhennetty tapa esittää rakenne, esim. ethanolille CH ₃CH ₂OH.
Viivakaava (skeletal formula) on yleinen orgaanisessa kemiassa; hiiliatomit ja vetyt usein jätetään pois, jolloin näkyvät vain sidokset ja funktionaaliset ryhmät.
Kaava-yksikkö (formula unit) käytetään ionisille yhdisteille kuten NaCl, jossa esitetään pienin kokonainen suhde ioneja.

Merkintäsäännöt ja erityistapaukset

Alkuaineen symbolissa ensimmäinen kirjain on iso ja mahdollinen toinen kirjain on pieni (esim. C = hiili, Co = koboltti, CO = hiilimonoksidi). Tämä erottaa eri alkuaineet toisistaan.
Alaindeksi (_n) kertoo kunkin alkuaineen atomien lukumäärän samassa molekyylissä. Yhden atomin tapauksessa alaindeksiä ei yleensä kirjoiteta (esim. O tarkoittaa O ₁).
Polyatomisten ryhmien lukumäärä ilmaistaan sulkujen ja alaindeksin avulla, esimerkiksi kalsiumhydroksidi on Ca(OH) ₂ (kaksi OH-ryhmää per Ca).
Ionien varaus merkitään yläindeksinä: esimerkiksi ammonium on NH ₄⁺ ja sulfaatti on SO ₄^2-.
Hydraatit merkitään pisteellä: CuSO ₄·5H ₂O tarkoittaa kuparisulfaattipentahydraattia.
Isotoopit voidaan ilmaista massaluvun yläindeksinä vasemmalla: ¹⁴C on hiilen isotooppi. (Tämä ei muuta kemiallisen alkuaineen symbolia.)
Kemiallisissa reaktioissa kirjoitetaan kertoimet edessä näyttämään molekyylien tai kaava-yksiköiden määrän: esim. 2 H ₂ + O ₂ → 2 H ₂O.

Yleisiä esimerkkejä ja selityksiä

H ₂O — vesi. Kaksi vety- ja yksi happiatomi molekyyliä kohden.
H ₂O ₂ — vetyperoksidi, eri aine kuin vesi; sama koostumus (H ja O), mutta toinen sidosten järjestys ja ominaisuudet.
CH ₄ — metaani, yksinkertaisin hiilivety.
C ₆H ₆ — bentseeni; empiirinen kaava on CH.
NaCl — natriumkloridi (ioniyhdiste). Tässä esitetään kaava-yksikkö eikä molekyyliä.
Ca(OH) ₂ — kalsiumhydroksidi, sulkuja käytetään toistuvien ryhmien lukumäärän osoittamiseen.
CuSO ₄·5H ₂O — kuparisulfaatti, joka sisältää viisi vesimolekyyliä per kaava-yksikkö (hydraatti).

Rajoitukset ja lisätieto

Kemiallinen kaava antaa usein tarkan atomikoostumuksen, mutta se ei välttämättä paljasta molekyylin kolmiulotteista rakennetta, sidosten tyyppiä tai stereokemiaa. Tällaiset tiedot vaativat rakennekaavoja, kolmiulotteisia malleja tai erikoismerkintöjä (esim. cis-/trans-, R/S-). Lisäksi resonanceja ja delokalisoituneita elektroneja kuvataan usein useilla rakennekaavoilla tai erityismerkein.

Yhteenveto

Kemiallinen kaava on tiivis tapa kuvata aineen atomikoostumusta. Perussäännöt — alkuaineen symbolit, alaindeksit, kertoimet, sulut ja varaukset — antavat selkeän ja yksiselitteisen merkinnän, jota kemistit ympäri maailmaa käyttävät. Kun tarvitaan lisätietoa sidoksista tai rakenteesta, käytetään rakennekaavoja tai täydentäviä esitysmuotoja.

2 vetyatomia ja 1 happiatomi voivat tuottaa 1 vesimolekyylin.

Kaavojen lukeminen ja kirjoittaminen

Kemialliset kaavat ovat toinen tapa esittää atomien lukumäärä. Kemiallisia kaavoja käytetään kuvaamaan yhdistelmässä olevien atomien lajeja. Kemiallisissa kaavoissa käytetään alaindeksejä kertomaan, kuinka monta kutakin atomia yhdistelmässä on. Alaindeksit ovat pieniä numeroita symbolin oikeassa alakulmassa. Ne kuvaavat kyseisen alkuaineen atomien lukumäärää yhtälössä. Ennen kuin kirjoitat kemiallisia kaavoja, kirjoita ylös jokaisen yhtälössäsi esiintyvän atomin symboli. Kemiallisen kaavan kirjoittaminen on tapa ilmoittaa kemiallinen luku. Se löytyy helpoimmin jaksollisesta järjestelmästä. Jaksollinen järjestelmä on kaavio kaikista tunnetuista osista. Käytä jaksollista järjestelmää viittaamaan lukuun, jota ei voi muistaa.

Elementtiperheet

Jaksollisessa järjestelmässä on erilaisia alkuaineita. Jokaisella alkuaineella on oma perheensä. Alkuaineperhe on alkuaineiden järjestys. Tällä alkuaineperheellä on yhteisiä ominaisuuksia. Niillä on samat ominaisuudet.

Elementit näytetään järjestyksessä. Kukin elementti on sijoitettu perheisiin. On kolme pääluokkaa, kuten metallit, epämetallit ja puolimetallit. Kukin alkuaineperhe esitetään ulkokuoren elektronien lukumäärän mukaan. Ne voivat myös näyttää samat ominaisuudet ja valenssielektronit.

Viisi elementtiperhettä

Aiheeseen liittyvät sivut

Kemiallinen yhtälö

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on kemiallinen kaava?

A: Kemiallinen kaava on esitys, jota kemistit käyttävät molekyylien kuvaamiseen. Se kuvaa, mitä atomeja molekyyleissä on, kuinka monta kutakin tyyppiä, ja joskus myös sitä, miten atomit ovat yhteydessä toisiinsa tai miten ne sijaitsevat avaruudessa.

K: Mitä tietoja kemiallinen kaava antaa?

V: Kemiallinen kaava antaa tietoa molekyylissä olevien atomien lukumäärästä ja tyypistä. Se voi myös osoittaa, miten atomit ovat yhteydessä toisiinsa tai miten ne ovat sijoittuneet tilassa.

K: Mitä ovat kemialliset symbolit?

V: Kemialliset symbolit ovat kunkin kemiallisen alkuaineen lyhenteitä. Ne ovat yleensä yhden tai kahden kirjaimen pituisia, ja ne kuvaavat molekyylissä olevan atomin tyyppiä.

K: Miten kunkin tyypin atomien lukumäärä esitetään kemiallisessa kaavassa?

V: Kunkin tyypin atomien lukumäärä esitetään kemiallisessa kaavassa alaindekseillä. Alaindeksi seuraa kemiallista symbolia ja ilmaisee kyseisen alkuaineen atomien lukumäärän molekyylissä.

K: Voiko kemiallisesta kaavasta näkyä, miten atomit liittyvät molekyylissä toisiinsa?

V: Kyllä, kemiallinen kaava voi osoittaa, miten atomit liittyvät molekyylissä toisiinsa. Tämä esitetään usein viivojen tai sulkujen avulla, jotka osoittavat atomien järjestyksen molekyylissä.

K: Kuka kehitti järjestelmän kemiallisten kaavojen kirjoittamista varten?

V: Kemiallisten kaavojen kirjoittamisjärjestelmän kehitti 1800-luvulla elänyt ruotsalainen kemisti Jöns Jacob Berzelius.

K: Mikä on glukoosin kemiallinen kaava?

V: Glukoosin kemiallinen kaava on C6H12O6, mikä tarkoittaa, että siinä on kuusi hiiliatomia, kaksitoista vetyatomia ja kuusi happiatomia.

Etsiä