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3.3: 分子模型
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Chemistry

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Molecular Models
 
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3.3: 分子模型

代表化合物分子结构的物理模型在理解化学过程中起着至关重要的作用。分子模型的使用使可视化原子和分子的结构和形状变得更加容易。

骨骼模型

使用骨架模型可以完成化合物的简单二维表示。该图仅显示分子框架或键,而未明确显示原子。在该表示中,许多碳原子和氢原子未明确示出。但是,原子的位置由键的连接点或末端暗示。该模型有助于表示更大和更复杂的化学结构。

球棒模型

球棒模型是三维模型,其中原子被描述为颜色编码的球或球形,特定于不同的元素。连接原子的化学键用杆表示,更易于观察。这样做,使球的尺寸相对较小,从而损害了与实际原子尺寸的比例相关性。然而,球棒模型定义了原子之间的角度,与其他分子模型相比,清楚地描述了简单到更复杂结构的分子几何。

空间填充模型

空间填充模型是最现实的,其中原子按比例放大以填充彼此之间的空间。此模型中原子的大小和位置取决于其键合特性和范德华半径或接触距离。范德华半径描述了当共价键不连接两个原子时,两个原子可以彼此接近的程度。该模型中的球体说明了化合物中每个原子所占据的相对空间,而原子之间的夹角并不清晰可见。

CPK着色约定首先由化学家罗伯特·科里(Robert Corey)和莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)设计,随后由沃尔特·科尔顿(Walter Koltun)改进,CPK着色约定为每个元素的原子指定特定的颜色。例如,根据CPK约定,所有氢原子都被涂成白色,碳原子是黑色,氮原子是蓝色,氧原子是红色,硫原子是深黄色,磷原子是紫色。碱土金属用深绿色表示,碱金属用紫色表示。

例如,可以用以下方式表示乙酸的不同分子模型 (CH3COOH):

Image1 Image2 Image3
骨骼模型 球棒模型 空间填充模型

 

本文改编自: Openstax,化学2e,第2.4节:化学式。


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