En kemisk ekvation är en representation av molekylära interaktioner i deras relativa kvantiteter. I en kemisk reaktion förändras hur atomer är ordnade med varandra. Atomernas inre strukturer påverkas inte, men energi, vanligtvis i form av värme, antingen frigörs eller absorberas vid en kemisk reaktion. Den kemiska sammansättningen av reaktanterna, eller pre-reaktionsingredienser, är skriven på vänster sida av en kemisk ekvation. Produkterna, eller resulterande föreningar, är skrivna på höger sida.
Den kemiska sammansättningen av en förening representeras med en kemisk formel. En kemisk formel anger hur många atomer av varje grundämne som finns i en molekyl, eller stabila samlingar av atomer. Till exempel har en vattenmolekyl den kemiska formeln H2O eftersom den har två väteatomer och en syreatom. De kemiska formlerna för flera molekyler i en ekvation separeras med plustecken.
Även om en stor mängd materia kan reagera, handlar en kemisk ekvation bara om förhållandet mellan de inblandade molekylerna. Reaktanterna och produkterna i en kemisk reaktion kan bara reagera i specifika proportioner. Detta beror på att atomer varken skapas eller förstörs; vilka atomer som än är närvarande innan reaktionen måste finnas kvar efteråt. Av denna anledning är det nödvändigt att balansera kemiska ekvationer. En kemisk ekvation visar en balanserad reaktion i minsta möjliga kvantitet.
Det kan vara nödvändigt att lägga till koefficienter på den vänstra sidan av kemiska formler för att uppnå en balanserad ekvation. I många reaktioner är mer än en av en viss molekyl närvarande – även i det grundläggande, eller minsta möjliga, fallet. Om två atomer i ett grundämne är närvarande men inte i samma molekyl, används en koefficient på 2 istället för en nedsänkt. Till exempel är 2 H2O två vattenmolekyler, eller 4 väteatomer och 2 syreatomer.
Området för att studera mätbara samband mellan kemiska reaktanter och produkter kallas stökiometri. Det är användbart för att beräkna mängden produkt som kan skapas med en given mängd reaktant. I verkliga kemiska reaktioner är det i allmänhet omöjligt att få 100 % av reaktanterna att förvandlas till produkter. Detta beror på att materia separeras i rymden och reaktanter måste vara i kontakt med andra för att reagera.
Ytterligare notation i en kemisk ekvation kan avslöja mer information om reaktionen. När atomer eller molekyler har en elektrisk laddning, till exempel, skrivs denna siffra i den övre skriften med ett plus- eller minustecken för en positiv eller negativ laddning. Andra ekvationselement inkluderar bokstäver inom parentes, som används för att indikera om en förening är fast, flytande eller gas. Symboler kan också placeras mellan reaktanterna och produkterna för att specificera reaktionshastigheten och huruvida energi frigörs eller absorberas.