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分子式是用元素符号表示纯净物（单质、化合物）分子的组成及相对分子质量的化学组成式。有些物质确实由分子构成，在分子内原子间以共价键联结，而分子间以范德华力或氢键联结，这些物质就具有分子式。
如氧分子用O₂表示，氯化氢分子用HCl表示。分子式不仅表示了物质的组成，更重要的，它能表示物质的一个分子及其成分、组成（分子中各元素原子的数目、分子量和各成分元素的重量比）。所以分子式比最简式的含义广。
分子式是化学式的一种，把元素符号组合起来，用以表示分子组成的式子。比如H2、CO2、CH4等都是分子式，也是化学式。NaCl不是分子式，因为NaCl不是分子。化学式是用元素符号表示物质组成的式子。化学式是实验式、分子式、结构式、示性式的统称。化学式包含分子式。