Im Periodensystem der Elemente (PSE) werden alle Stoffe mit Kürzeln, mit Symbolen angegeben, z. B. Natrium = Na, Kohlenstoff = C (von lat. Carboneum), Sauerstoff = O (von lat. oxygenium) usw. ... Die Symbole leiten sich entweder von den alten lateinischen oder griechischen Namen der Elemente ab oder bei den neueren Elementen von den englischen Namen ab.
Diese Symbole werden auch benutzt um Verbindungen von Atomen auszudrücken, z. B. 4 H2O = 4 Wassermoleküle = 8 Wasserstoffatome und 4 Sauerstoffatome (denn die 4 bezieht sich auf die ganze Verbindung). Die Reihenfolge der Atomsymbole in Verbindungen richtet sich nach der Stellung im PSE: Das Atomsymbol, das weiter links steht, ist das Erstgenannte, sobald Atomsymbole untereinander stehen, wird das untere zuerst genannt. Das Element, das hinten steht, wird oft mit der Endung -id angeben. Ausnahmen gibt es beim Wasserstoff, wenn er sich mit Stickstoff oder Kohlenstoff verbindet. Die systematische Benennung von Verbindungen ergibt sich aus den Namen der beteiligten Elementen, unter Verwendung von Zahlwörter. Sie heißen der Reihe nach: Mono-, Di-, Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta-, Okta-, Nona-, Deka-, etc. So heißt As2O5 beispielsweise in Worten Diarsenpentaoxid.
Symbole werden auch benutzt um Reaktionsgleichungen aufzustellen. Reaktionsgleichungen beschreiben chemische Vorgänge, die man beispielsweise in der Natur beobachtet oder absichtlich im Labor herbeiführt. Im folgenden Beispiel wird die Verbrennung von Alkohol (Ethanol) mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser beschrieben:
Statt der Wortgleichung ...
Ethanol + Sauerstoff -> Kohlendioxid + Wasser
schreibt man in Symbolschreibweise ...
C2H5OH + O2 -> CO2 + H2O
Allerdings liefert eine Reaktionsgleichung nicht nur qualitative (was?) Informationen über die Reaktion. Auch quantitative (wieviel?) Informationen sind enthalten. Da das Gesetz der Erhaltung der Masse gilt, muss die Masse der Ausgangsstoffe gleich der Masse der Endprodukte ist. Diese Gleichheit ist hier noch nicht vorhanden, was man daran erkennnt, dass die Anzahl der Atome jedes beteiligten Elementes auf beiden Seiten der Reaktionsgleichung nicht übereinstimmen. Nach Ausgleichen der Reaktionsgleichung lautet sie dann:
C2H5OH + 3 O2 -> 2 CO2 + 3 H2O
Die Zahlen, die in den Formeln ( z.B. H2O) tiefgestellt vorkommen, nennt man Indexzahlen. Ist die Formel eines Stoffes bekannt oder aufgestellt worden, so darf man diese Zahlen nicht mehr ändern, denn andere Zahlen würden neue Stoffe angeben.
Die Zahlen, die im Formelschema vor den chemischen Formeln vorkommen, nennt man Koeffizienten.
Neben den Formeln von wichtigen Verbindungen (wie Wasser) muss man auch folgendes wissen: Viele Gase (außer den Edelgasen) bestehen nicht aus einzelnen Atomen, sondern aus Molekülen mit zwei Atomen vor, wie z. B. O2, N2,Cl2, F2.