Интеграция химических формул и реакций в LaTeX, пакет chemfig

Зачем нужен chemfig и как его подключить

Набор химических структур в научных статьях, дипломах и отчетах по лабораторным работам часто вызывает сложности. Пакет chemfig — это мощный инструмент на базе графического движка TikZ, позволяющий создавать векторные структурные формулы органических и неорганических веществ прямо в коде документа.

Используя редактор химических формул latex онлайн в Labkeeper, вам не нужно вручную экспортировать растровые изображения из внешних программ вроде ChemDraw — векторная графика собирается вместе с документом и сохраняет качество при печати.

Для подключения пакета добавьте в преамбулу:

\usepackage{chemfig}
% atom sep — расстояние между атомами, bond offset — зазор до линии.
% Толщину линии задаёт bond style.
\setchemfig{atom sep=2em, bond offset=1pt}

Базовый синтаксис связей и углов

Формула создается командой \chemfig{...}. Связи между атомами обозначаются специальными символами:

Направление связи задается абсолютным или относительным углом с помощью двоеточия [:угол] (в градусах от 0 до 360 против часовой стрелки):

% Молекула воды H2O с углом связей:
\chemfig{H-[:30]O-[:-30]H}

% Молекула этанола CH3-CH2-OH:
\chemfig{H_3C-CH_2-OH}

Разветвленные цепи и функциональные группы

Для создания ответвлений используются круглые скобки (...). Внутри скобок описывается боковая цепочка с указанием направления связи:

% Изобутан с боковой метильной группой:
\chemfig{H_3C-CH(-[:90]CH_3)-CH_3}

% Аминокислота аланин:
\chemfig{H_2N-CH(-[:90]CH_3)-C(=[:45]O)-[:-45]OH}

Циклические молекулы и бензольное кольцо

Для циклов используется синтаксис *N(...), где N — число вершин многоугольника. Для бензола применяется встроенная конструкция *6(=-=-=-) или кольцо внутри шестиугольника:

% Бензол с чередующимися двойными связями:
\chemfig{*6(=-=-=-)}

% Толуол (метилбензол):
\chemfig{*6(=-=-(-CH_3)=-)}

% Аспирин (ацетилсалициловая кислота):
\chemfig{*6(-=-(-C(=[1]O)-[7]OH)=(-O-[1]C(=[3]O)-[7]CH_3)-=)}

Схемы химических реакций и стрелки

В пакете chemfig схемы реакций составляются с помощью макроса \schemestart ... \schemestop и стрелок \arrow{->[над][под]}:

\schemestart
\chemfig{CH_4} \+ \chemfig{2 O_2}
\arrow{->[$\Delta t$][катализатор]}
\chemfig{CO_2} \+ \chemfig{2 H_2O}
\schemestop

Поддерживаются различные виды стрелок: равновесные \arrow{<=>}, обратимые с разной скоростью \arrow{<->>}, а также вертикальные и разветвленные переходы. Для описания кинетики и термодинамических уравнений реакций используйте выравнивание формул в amsmath, а для набора молярных концентраций и температурных условий — пакет размерностей siunitx.

Электронные пары и механизмы реакций

Для органической химии критически важно отображение неподеленных электронных пар и перемещения электронов. Команда \charge и модуль \chemmove позволяют рисовать электронные пары и изогнутые стрелки атаки нуклеофила. Узлы, к которым ведёт стрелка, получают имена через @{имя}:

% Неподелённая пара у азота, узлы N и H получают имена:
\chemfig{@{N}\charge{90=\:}{N}(-[:210]@{H}H)(-[:330]H)-H}

% Смещение электронной плотности от N к H:
\chemmove{\draw[->,red,shorten <=2pt,shorten >=2pt] (N) to[bend left=30] (H);}

Практические советы и пакет chemfig онлайн примеры