TeX を使うと複雑な数式を素早く生成でき，その仕上がりも綺麗です．化学関係の表記も「mhchem.sty」を使えば，綺麗に仕上げることもできます．mhchem を使わないで，数式モードで化学記号を出力することは可能ですが，とても面倒です．化学に関する記号を記述する場合，mhchem を使うことを強く推奨します．

数式同様に化学に関わる式や記号も書き方が厳密決まっています．mchem は，その決まった書式で忠実に出力します．

設定

TeX Live の場合，インストールは不要です．自分でインストールしたい場合は，mhchem — Typeset chemical formulae/equations and Risk and Safety phrases からダウンロードしてインストール可能です．

mhchem.sty を使うためには，プリアンブルに「\usepackage[version=4]{mhchem}」と記述するだけです．version は mhchem の古いパッケージを使うための指定です．

mhchem を使うためには，いくつかのパッケージが必要です．例えば，expl3 や amsmath，calc などです．TeX Live ならインストールされているはずなので，きいする必要はないです．エラーが起きた場合，追加インストールすれば問題ありません．

化学式と反応式，分子，原子

ここでは，mhchem のマニュアルに沿って，mhchem の使い方を示します．

化学式

化学式は以下のように記述します．下付きにする数字が自動的に下付きになります．

化学式
コマンド	出力
\ce{H2O}
\ce{Sb2O3}

mhchem.sty ではスペースの位置は重要です．表の「H2O」を例に考えます．三つの文字 (H, 2, O) をスペース無しで連続で記載すると「H2O」と普通の水の分子の式になります．その一方，H と 2 の間にスペースが入る「\ce{H 2O}」とすると，「H2O」になります．スペースなしで三つの文字が並びます．次に，2 と O の間にスペースが入る「\ce{H2 O}」とすると，「H2 O」になります．下付きの2のあとにスペースが入ります．

化学量論係数・電荷

化学量論係数は化学式の前に付く整数で，引き続く分子の数を示します．下の表の左の列のような書き方ができます．分子 (イオン) の電荷量を書く場合は，化学式の最後に符号「+」あるいは「-」を書くだけです．複数の価数の場合は，数学と同じ上付きの記号「^」を使います．

化学量数・酸化状態・電荷
コマンド	出力		コマンド	出力
\ce{2H2O}			\ce{H+}
\ce{2 H2O}			\ce{CrO4^2-}
\ce{0.5H2O}			\ce{[AgCl2]-}
\ce{1/2H2O}			\ce{Y^99+}
\ce{(1/2)H2O}			\ce{Y^{99+}}
\ce{$n$H2O}

不対電子・ラジカルドット

不対電子（unpaired electron）とラジカルドットは，以下のように記述します．

不対電子とラジカルドット
コマンド	出力
\ce{OCO^{.-}}
\ce{NO^{(2.)-}}

化学反応式

化学反応式は以下のように記述します．矢印が自動的に伸びます．mhchem.sty には化学反応式のためのいろいろな矢印が用意されています．

化学反応式
コマンド	出力
\ce{CO2 + C -> 2 CO}
\ce{Hg^2+ ->[I-] HgI2 ->[I-] [Hg^{II}I4]^2-}
\ce{HCl + NaOH -> H2O + NaCl}
\ce{NH3 + H2O <=> NH4^+ + OH^-}

アイソトープ

アイソトープ (同位体) は，以下のように記述します．原子番号 (陽子数) とともに質量数 (陽子+中性子数) を記述します．

アイソトープ (同位体)
コマンド	出力
\ce{^{227}_{90}Th+}
\ce{^227_90Th+}
\ce{^{0}_{-1}n^{-}}
\ce{^0_-1n-}

状態

沈殿とガス

沈殿 (Precipitate) とガス (Gas) は以下のように記述します．上矢印がガスで，下矢印が沈殿です．下矢印は小文字の v を使います．また，矢印の前にはスペースが必要です．スペースが無いと「^」は上付き開始，「v]はただの v です．

沈殿とガス
コマンド	出力
\ce{SO4^2- + Ba^2+ -> BaSO4 v}
\ce{A v B (v) -> B ^ B (^)}

凝集

凝集 (Aggregation) の書き方は，以下のとおりです．凝集はコロイド粒子が集まってより大きな粒子になることです．

凝集
コマンド	出力
\ce{H2(aq)}
\ce{CO3^2-{}_{(aq)}}
\ce{NaOH(aq,$\infty$)}

酸化

酸化状態を表す場合も上付きの記号「^」を使います．

酸化状態
コマンド	出力
\ce{Fe^{II}Fe^{III}2O4}

括弧・演算子

括弧

化学式の部分構造を示すために (丸括弧) や [角括弧]，{波括弧} が使われます．閉じ括弧の右下付き添え字は，括弧で括られた部分構造がその添え字の回数だけ繰り返されます．ワイルドカードを示すために n, m などの英小文字が使用される場合もああります．

化学式の括弧の書き方
コマンド	出力
\ce{(NH4)2S}
\ce{[\{(X2)3\}2]^3+}
\ce{[Fe(CN)6]^4-}
\ce{CH4 + 2$\left(\ce{O2 + 79/21 N2}\right)$}
\ce{CH3CO[O(CH2)2]_n OCOCH3}
\ce{[Fe^{II}(CN)6]^4-}

演算子

化学反応のための演算子です．

演算子
コマンド	出力
\ce{A + B}
\ce{A - B}
\ce{A = B}
\ce{A \pm B}

変数

化学式中の変数はイタリックで，その他の元素記号はローマン体とします．LaTeX の数式環境を使えば，この通りのフォントになります．

変数
コマンド	出力
$\ce{NO_x}$
$\ce{Fe^n+}$
$\ce{x Na(NH4)HPO4 ->[\Delta] (NaPO3)_x + x NH3 ^ + x H2O}$

結合

分子中の原子の結合様式を図式的に表わした化学式で，結合を表わす線を価標と言います．単結合の場合は1本線，二重結合では2本線，三重結合は3本線を使います．点線や矢印も使えますが，その意味は私には分かりません．

結合を表す記号
コマンド	出力
\ce{C6H5-CHO}
\ce{A-B=C#D}
\sffamily\bfseries\ce{A-B=C#D}
\ce{A\bond{-}B\bond{=}C\bond{#}D}
\ce{A\bond{1}B\bond{2}C\bond{3}D}
\ce{A\bond{~}B\bond{~-}C}
\ce{A\bond{~--}B\bond{~=}C\bond{-~-}D}
\ce{A\bond{...}B\bond{....}C}
\ce{A\bond{->}B\bond{<-}C}

矢印

化学反応を表す様々な矢印が使えます．

化学反応式の矢印
コマンド	出力		コマンド	出力
\ce{A -> B}			\ce{A <- B}
\ce{A <-> B}			\ce{A <--> B}
\ce{A <=> B}			\ce{A <=>> B}
\ce{A <<=> B}			\ce{A ->[H2O] B}
\ce{A ->[{txt a}][{txt b}] B}			\ce{A ->[$x$][$x_i$] B}
\ce{A ->[${x}$] B}