用LaTeX排版化学内容核心就是两个宏包mhchem和chemfig。前者上手容易，简单易懂，适合写无机化学或是简单的有机化学，而后者功能强大却学习成本异常的高，笔者蹑足网页之间，而经过大量理解与AI的帮助，终于倔起阡陌之中（雾）。总之，本文章力求简介明晰、通俗易懂，让大家理解透彻。另外，如果有什么不懂的地方可以在评论区提出。
mhchem（无机+简单有机）
在导言区使用如下命令来引入mhchem宏包：
\usepackage[version=4]{mhchem}
基本微粒的书写
不用考虑上下标，直接将其包裹在$\ce{}$中，如$\ce{Na+}$、$\ce{Na2SO4}$等，上下标会自动标注。若该原子团中上下标连在一起，会默认全是下标，这个时候需要在上下标间隔部分用^隔开，如$\ce{SO4^2-}$。
上面三个例子编译出来的结果分别为、、。
用户只需要输入plain text就可以，而mhchem要考虑的就多了。
如果想书写只有一条单链的简单的有机结构简式，也可以用mhchem：用-=#分别表示单、双、三键，~表示氢键，键的前后不要有空格。如$\ce{CH2=CH2}$、$\ce{CH3-CH2-OH}$、$\ce{N#N}$
上面三个例子编译出来的结果分别为、、。
化学（离子）方程式的书写
规范空格的使用
为了描述方便，定义化学（离子）方程式每一个不连续在一起的东西为一个单元，如每个参与反应的物质和其化学计量数、+、气体符号、沉淀符号、方程式中间的等号……值得注意的是，化学计量数和参与反应的物质为同一个单元。每一个单元之间要用空格隔开，这样mhchem才知道这两个单元是两个不同的东西，要分开渲染，如$\ce{2H2 ^ + O2 ^}$和$\ce{2H2^+O2^}$会得到迥然不同的编译结果：、。这提醒我们虽然在大部分LaTeX语境中空格都无关紧要，但是在使用mhchem时请一定规范空格的使用！
部分特殊单元的书写
气体符号：^，等价于$\uparrow$
沉淀符号：v，等价于$\downarrow$
可逆符号：<=>T[above][below]，
单向箭头：->T[above][below]，
长等号：需要使用extarrows中的：\xlongequal[below]{above}，
\text{中文}。demo1: 使用mhchem书写方程式
\documentclass[UTF8, 10pt, a4paper, oneside]{ctexart}
\usepackage[version=4]{mhchem}
\usepackage{extarrows}
\usepackage{amstext}
\linespread{1.5}
\pagestyle{plain}
\begin{document}
$\ce{K2CO3 + 2HClO4 = 2KClO4 v + CO2 ^ + H2O}$
$\ce{CO + CuO \xlongequal{\text{高温}} CO2 + Cu}$
$\ce{N2 + 3H2 <=> 2NH3}$
$\ce{ Li_{x}C_{y} + Li_{1-x}CoO2 <=>T[放电][充电] C_{y} + LiCoO2}$
\end{document}
编译结果：
chemfig（有机）
理论上讲，mhchem能做到的chemfig也能做到，与此同时，chemfig还有许多其他的新功能。那我们为什么还要使用mhchem呢？答案是，mhchem简明易懂、简单容易上手、自动化程度高，而chemfig代码可读性差、不容易学、编译耗时久。比如，mhchem中可以自动上下标，但在chemfig中不行，需要显式地用^、_来声明。还有诸如此类的许多问题，继续阅读你就知道了。
和mhchem一样，若非特殊声明，chemfig的所有指令都是包含在$\chemfig{}$中的。
结构式（键线式）
单链有机物
\setchemfig{debug=true}模式（debug模式）下编译的结果。我们把结构式中每一个基团叫做节点（对应键线式就是每一个起点、终点、拐点），中间的化学键被称为钩子。节点可以为任意符号、数字、字母、中文甚至为空（键线式）；钩子连接了两个节点，把在代码中左边的节点称为父节点，右边的节点称为子节点。如下图中红色的方框就指示了节点：
demo2: 初识chemfig
上图的chemfig代码是：
\chemfig{CH_3-CH_2-[2]CH_3}
试着在代码中找一找，哪些是节点，哪些是钩子。[2]是钩子参数，将在后文介绍。
钩子的类别、参数
所有钩子的类别如下表：
在键线式中，其他键与双键连接时，会默认接在两条线段之间（如下左图所示）而不是我们熟悉的接在其中一条线段上，解决方案是用=^代替=，如下右图所示：（未使用debug模式编译！）
在钩子的后面紧跟一个[]即可配置其参数，顺序为[角度,键长,父节点碳序数,子节点碳序数,tikz代码]
具体解释如下：
-
角度
-
- 绝对角度
绝对角度是以父节点为参考点，钩子与x轴正方向向正方向旋转的角度值。就是如下图的
\chemfig{F-[:60]S}
像上面一样，[:绝对角度]就可以来指示键的角度。
-
- 预定义角度
每次算绝对角度太麻烦啦，你这样抱怨道。由于结构式中多为横平竖直式的，90、180、270等角度值广泛使用，chemfig也为我们预定义了许多角度值，如下图：
步长是[预定义角度]来表示键的角度。
chemfig中还有一种表示角度的方法：相对角度，要考虑的东西太多了，不建议你使用。与其“想了半天，转了八圈，还是终于转错了“，不如老老实实算绝对角度。
- 键长
相对值，推荐是0.6~0.8。在最开始设置就可以统一更改本括号内所有的键长：
\chemfig{[,0.7] CH_3-CH_2-CH_2}
\chemfig{CH_3-CH_2-CH_2}
- 父节点碳序数、子节点碳序数
若父节点/子节点有多个可以成键的原子（字母），会默认使用第一个来成键，可以在这里填入父、子的从左到右的序号，来实现诸如父节点第二个碳连接子节点第三碳之类的操作，如：
\chemfig{CH_3CH_2CHCH3-[2]CH_3CH_2CHCH3}
在未指定父子节点碳序数的情况下，编译出来的结果为：
用上述方式指定父子节点碳序数：
\chemfig{CH_3CH_2CHCH3-[2,,5,5]CH_3CH_2CHCH3}
编译出来的结果为：
- tikz代码
可以用此来自定义键的样式，这里不做展开。tikz是个无底洞，要是详细介绍的话就是另一篇文章了。
简单举个例子，在这个位置填颜色的英文名（white、blue…）就可以改变键的颜色。
全部加起来
综合以上内容，我们现在已经可以写出单链有机物了！随着代码编译，上一个子节点又会变成下一个父节点，依此类推，如下图：
所以只需要一直用A-B-C...的形式就可以写出单链有机物了，如：
\chemfig{[,0.7] CH_3-CH_2-[2]CH_2-[2]CH_2-CH_3 }
多链有机物
像写结构简式一样，在chemfig中，如果用A(-B)-C将子节点括起来，那么子节点-B就成了支链。当你在括号外再接其他节点-C时，就会以括号外的A作为父节点，如：
\chemfig{[,0.8] C-C(-[2]C)-C(-[2]C)(-[6]C)-C-C}
环
要讲环结构，我们先来看一个demo：
demo3: 苯环
苯的结构简式：
\chemfig{[,0.5]*6(-=-=-=)}
\qquad
\chemfig{[,0.5]**6(------)}
不难看出，想要几元环，就在*后放几个数字，并在后面括号内补几根键就行了。
环的编号与取代
\chemfig{[,0.5]*6(0(-0-0)-1(-1-1)-2(-2-2)-3(-3-3)-4(-4-4)-5(-5-5)-)}
如下图所示，和链一样，打一个括号就可以把支链支出去，并且通常不用考虑角度。
飞线
“主播，主播，你的钩子确实很强，但还是太吃操作了，有没有更加简单又强势、能将任意两个节点连接起来的钩子推荐一下吗？”
有的兄弟，有的。像这样能把无论有多远的节点连起来的钩子甚至所有键型都能用：
在要飞线的两个节点后紧邻着的加一个?就可以将它们连接，如：
\chemfig{[,0.8] C(-[2]C?)-C-C-C-C(-[2]C?)}
如果你想飞很多根线，可以给每一对?命一个名（仅接受a~z、A~Z、0~9）：?[名字,{键型},tikz代码]
键型遵循上文提到的那张表，和其他的钩子保持一致：
demo4: 飞线大师
\chemfig{A?[a]-B(-[1]W?[a,{=},red]-X?[b])(-[7]YZ?[b,{-},{line width=2pt}])-C?[b,{~},blue]}
聚合物（链节符号）
通过自定义宏，可以在钩子上加上一个分隔符：
\chemfig{-[@{left,0.5},0.6]CH_2-[,0.7]CH_2-[@{right,0.5},0.6]}
\polymerdelim[delimiters={[]},height=5pt, depth=5pt, indice=n]{left}{right}
（由于定义了宏，需要编译两次）
解释一下：在第二行polymerdelim中定义了一个宏，其中delimiters就是你的分隔符，这里是[]；height和depth是你分隔符的大小，建议先别调，编译出来后再凭感觉调；indice是聚合度，填n。第一行\chemfig中@{left,0.5}调用了这个宏，left就是左边的框框，right就是右边的框框，0.5是分隔符在钩子上的比例，填0.5就是使分隔符在钩子的中间。
如果键需要调整键角，那么请看下面的这个demo：
demo5: 复杂的聚合物
\left[\chemfig{[,0.6] W(-[:120]M)(-[4]M)(-[:-120]M)-[@{left,0.5}:-30,0.8]W(-[2]M)(-[6]M)-[@{right,0.5}:30,0.8]X-[2]Y(=[0]X)(=[4]X)-[2]X}\right]^-
\polymerdelim[delimiters={()},height=2pt, depth=5pt, indice=n]{left}{right}
只看其中的聚合物chemfig，你应该填@{left,0.5}:绝对角度。请不要尝试其他的角度表示方法，你会很崩溃的。
电子式
以前的\Lewis已经不再适用，我们需要新的charge：
\setcharge{shortcuts=true}
\charge{[circle]<Angle>:<Radius>=<EdgeItems>}{Centre}
其中
| 参数 | 含义 |
|---|---|
Angle |
边缘文本的绝对角度（单位是度） |
Radius |
边缘文本距离中心的半径，建议单位使用mm |
EdgeItems |
边缘文本的内容，可以是各种东西 |
Centre |
中心文本 |
例如：
\setcharge{shortcuts=true}
\setcharge{debug=true} %请注释掉这一行，这一行是那些花花绿绿的debug框框
\Charge{[circle]30=\:,120=$\ominus$,210=$\delta^+$}{Fe}
但是实测发现，当我们想输入化合物的电子式时，会发现这种解决方案排出来特别丑，我们就需要迂回一下，改用\chemfig中嵌套使用\charge的办法。即用\chemfig来将分子的结构确定，再在中心原子上加电子的小点点。
需要注意的是，键需要改成白色，很多间距需要自己调整。这里有一个例子：
\setcharge{shortcuts=true}
\chemfig{[,0.4]\charge{0:1mm=\:\hspace{0.2em}\:,90=\:,180=\:}{C}(-[2,,,,white]H)(-[4,,,,white]H)-[,0.5,,,white]\charge{90=\:,0=\:}{C}(-[2,,,,white]H)(-[0,,,,white]H)}
代码几乎很难看懂，对吧。编译出来的效果是这样的：
轨道表示式
直接看示例：
$\mathop{\boxed{\uparrow \downarrow}\boxed{\uparrow \downarrow}\boxed{\uparrow \downarrow}\boxed{\hspace{0.25em} \uparrow \hspace{0.25em}}\boxed{\hspace{0.25em} \uparrow \hspace{0.25em}}}\limits^{3d}$
其中：
| 函数 | 解释 |
|---|---|
\boxed{abc} |
将括号中的abc用方框包起来 |
\mathop |
加括号中的内容当作一个整体（一坨）来处理 |
\limits |
可以将跟在后面的^、_悬浮到前面一整坨的头顶/脚底 |
原子结构示意图
这是用tikz画的，不想讲，直接依葫芦画瓢吧：
\begin{tikzpicture}
\draw[black] (0,0) circle (4mm)node{+11};%核电荷数
\draw[red](-45:8mm) arc (-45:45:8mm)node[midway]{\colorbox{white}{2}}; %第一层电子数
\draw[red](-48:12mm) arc (-48:48:12mm)node[midway]{\colorbox{white}{8}};%第二层电子数
\draw[red](-51:16mm) arc (-51:51:16mm)node[midway]{\colorbox{white}{1}}; %第三层电子数
\end{tikzpicture}
