3.3
Die Zusammensetzung und molekulare Architektur eines chemischen Stoffes kann effektiv visualisiert und besser verstanden werden, wenn dreidimensionale molekulare Modelle verwendet werden. Das Kugel-Stab-Modell und das Kalottenmodell sind zwei Standardtypen der Molekülmodelle, die die geometrische Anordnung von Atomen in einer chemischen Verbindung zeigen. Diese Modelle werden entweder als physische Objekte aus Kunststoff oder Holz oder als virtuelle Computersimulationen gebaut.
Das Kugel-Stab-Modell verwendet Kugeln oder Bälle zur Darstellung von Atomen. Die Stäbchen oder Stäbe, die die Kugeln verbinden, stellen die chemischen Bindungen dar, und der Winkel zwischen den Stäbchen entspricht dem Bindungswinkel innerhalb der eigentlichen Verbindung. 2 oder 3 Stäbchen stellen typischerweise Doppel-bzw.
Dreifachbindungen dar. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der einzelnen Kugeln ist proportional zum genauen Abstand zwischen den entsprechenden Atomkernen. Die Kugeln sind typischerweise farbkodiert, um Atome verschiedener Elemente zu unterscheiden.
Die Farben werden so zugeordnet, dass sie der CPK-Farbkonvention entsprechen, die von den Chemikern Robert Corey, Linus Pauling und Walter Koltun eingeführt wurde. Beispielsweise stellen weiße, schwarze und rote Kugeln Wasserstoff-Kohlenstoff-bzw. Sauerstoffatome dar.
Das Kalottenmodell ist realistischer und verwendet Kugeln in voller Größe, um die Atome darzustellen. Die Kugeln maskieren jedoch die chemischen Bindungen und die Bindungswinkel, die zwischen den Atomen vorhanden sind. Die Kugeln sind proportional zu den relativen Größen der Atome und geben einen klaren Einblick in das tatsächliche Aussehen und den von jedem Atom eingenommenen Raum, wenn sie auf sichtbare Größe skaliert werden.
Die in dem Kalottenmodell verwendete Farbkodierung folgt ebenfalls der CPK-Farbkonvention.
Physikalische Modelle, die molekulare Architekturen chemischer Verbindungen darstellen, spielen eine wesentliche Rolle beim Verständnis der Chemie. De…
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