Структурна формула — хімічна формула, яка показує не лише атомні співвідношення в сполуці, але й послідовність їх сполучення та взаєморозташування в хімічній частинці. Атоми представляються їх елементними символами, а ковалентні зв'язки — лініями. Символ C на кінцях та на стиках зв'язків часто не пишеться. Проте більшість таких формул все ж не дає повної інформації про те, як атоми розташовані в просторі.
Зі звичайних хімічних формул видно якісний і кількісний склад молекул, тобто ці формули показують, атоми яких елементів і в якій кількості входять до складу молекул даної речовини. Але звичайні формули не дають уявлення, як атоми сполучені в молекулі один з одним. Так звані структурні формули, або формули будови, схематично показують порядок сполучення атомів у молекулі.
При складанні структурних формул ковалентні зв'язки атомів замінюють рисочками. Кожна рисочка означає одну одиницю валентності, оскільки вона заміняє собою одну спільну електронну пару. Рисочками сполучають ті атоми, які утворюють між собою хімічний зв'язок. Наприклад, структурна формула молекули сульфатної кислоти (H2SO4) має такий вигляд:
Як видно з цього прикладу, структурна формула показує не тільки кількості атомів кожного елементу, що входять до складу молекули, але і як вони сполучені один з одним. З наведеної структурної формули видно, що сірка в молекулі Н2SO4 шестивалентна, кисень — двовалентний, а водень — одновалентний. Формула показує також, що атом сірки всіма своїми валентними зв'язками сполучений з атомами кисню. Атоми кисню, так само, як і атоми водню, самі між собою не зв'язані. Два атоми кисню обома своїми зв'язками зв'язані з атомом сірки, а два останніх — одним зв'язком з сіркою, а другим — із воднем. Атоми водню зв'язані з сіркою через атоми кисню.
Структурні формули більш наочні і дають значно повніше уявлення про молекули, ніж звичайні формули. В багатьох випадках вони дають можливість пояснення тих чи інших властивостей речовини, оскільки властивості речовин обумовлюються не тільки атомним складом їх молекул, а й будовою молекул.
Відкриття теорії будови органічних сполук О.М. Бутлерова і початок використання структурних формул замість молекулярних дали міцний повтовх для нового розуміння поняття "валентність", особливо для органічних сполук.Також структурна формула пояснює різноманітність органічних сполук і дає можливість Є.Й.Берцеліусу ввести нове поняття - "ізомерія"
Особливо велике значення структурні формули мають в органічній хімії.
Часто використовуються структурні формули, де зв'язки з атомами водню НЕ позначаються валентними рисками . В іншому типі структурних формул (скелетних), застосовуваних для великих молекул в органічній хімії, не вказуються атоми водню пов'язані з вуглецевими атомами і не позначаються атоми вуглецю.
Однак при цьому слід пам'ятати, що структурні формули, хоч і показують порядок або послідовність сполучення атомів у молекулі, не відображають їх розташування у просторі. Отже, і структурна формула не відображає справжньої будови молекули.
Інколи структурні формули поширюють і на іонні сполуки. При цьому одною рисочкою позначають дві одиниці валентності: одну — позитивну і одну — негативну. Але при цьому слід мати на увазі, що структурні формули в таких випадках мають дуже умовний характер і по суті не відображають дійсності, оскільки іонні сполуки в твердому стані при звичайних умовах складаються не з молекул, а з іонів (див., наприклад, будову NaCl, рис. 14) і лише в пароподібному стані вони складаються з молекул.
