Back to chapter

3.3:

Moleküler Modeller

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Molecular Models

Languages

Share

Bir kimyasal maddenin bileşimi ve moleküler mimarisi, üç boyutlu moleküler modeller kullanılarak etkili bir şekilde görselleştirilebilir ve böylece daha iyi anlaşılabilir. Top-çubuk modeli ve boşluk doldurma modeli, kimyasal bir bileşikteki atomların geometrik düzenini gösteren iki standart moleküler model türüdür. Bu modeller, plastik veya ahşaptan yapılmış fiziksel nesneler veya sanal bilgisayar simülasyonları şeklinde oluşturulmuştur.Top-çubuk modeli, atomları tasvir etmek için küre veya toplar kullanır. Küreleri birbirine bağlayan çubuklar kimyasal bağları temsil eder ve çubuklar arasındaki açı, gerçek bileşik içindeki bağ açısıyla eşleşir. İki veya üç çubuk tipik olarak sırasıyla çift ve üçlü bağları temsil eder.Her bir topun merkezleri arasındaki mesafe, karşılık gelen atom çekirdeği arasındaki tam mesafe ile orantılıdır. Toplar, farklı elementlerin atomlarını ayırt etmek için tipik olarak renk kodludur. Renkler, kimyagerler Robert Corey, Linus Pauling ve Walter Koltun tarafından tanıtılan CPK renklendirme şemasına uyacak şekilde atanmıştır.Örneğin, beyaz, siyah ve kırmızı toplar sırasıyla hidrojen, karbon ve oksijen atomlarını temsil eder. Boşluk doldurma modeli daha gerçekçidir ve atomları temsil etmek için tam boyutlu küreler kullanır. Ancak küreler, atomlar arasındaki kimyasal bağları ve bağ açılarını maskeler.Küreler, atomların göreceli boyutlarıyla orantılı hale getirilir ve görünür boyuta ölçeklenirse, her bir atomun kapladığı gerçek görünüm ve alan hakkında net bir fikir sağlar. Boşluk doldurma modelinde kullanılan renk kodları ayrıca CPK renklendirme kuralını da izler.

3.3:

Moleküler Modeller

Kimyasal bileşiklerin moleküler mimarilerini temsil eden fiziksel modeller, kimyayı anlamada önemli rol oynamaktadır. Moleküler modellerin kullanımı, atomların ve moleküllerin yapılarını ve şekillerini görselleştirmeyi kolaylaştırır.

İskelet Modeli

Kimyasal bileşiklerin basit iki boyutlu temsilleri iskelet modelleri kullanılarak görselleştirilir. Burada şekil, atomları açıkça göstermeden sadece moleküler çerçeveyi veya bağları gösterir. Bu gösterimde, birçok karbon atomu ve hidrojen atomu açıkça gösterilmemiştir. Bununla birlikte, atomların konumları, bağların birleşim noktaları veya uçları ile temsil edilir. Bu model büyük ve karmaşık kimyasal yapıları temsil etmeye yardımcı olur.

Top ve Çubuk modeli

Top ve çubuk modeli, atomların her elemente spesifik renkli toplar şeklinde temsil edildiği üç boyutlu modellerdir. Atomları birbirine bağlayan kimyasal bağlar çubuklarla temsil edilir ve görselleştirilmesi daha kolaydır. Bunu yaparken, topların boyutları nispeten daha küçük hale getirilir, böylece gerçek atom büyüklüğü ile orantılı korelasyondan ödün verilir. Bununla birlikte, top ve çubuk modeli atomlar arasındaki açıları da göstererek, diğer moleküler modellere kıyasla basit ve daha karmaşık yapıların moleküler geometrisini açıkça tanımlar.

Boşluk Doldurma Modeli

Boşluk doldurma modelleri, atomların birbirleri arasındaki boşluğu doldurmak için boyut olarak ölçeklendirildiği en gerçekçi modeldir. Bu modeldeki bir atomun boyutu ve konumu, bağlanma özellikleri ve van der Waals yarıçapı veya temas mesafesi ile belirlenir. Van der Waals yarıçapı, bir kovalent bağ tarafından bağlanmadıklarında iki atomun birbirine ne kadar yaklaşabileceğini açıklar. Bu modeldeki küreler, bir bileşik içindeki her atom tarafından işgal edilen göreceli alanı gösterirken, atomlar arasındaki açılar açıkça görülmez.

İlk olarak kimyagerler Robert Corey ve Linus Pauling tarafından tasarlanan ve daha sonra Walter Koltun tarafından geliştirilen CPK renklendirme yaklaşımı, her bir elementin atomlarına belirli renkler atar. Örneğin, CPK yaklaşımına göre, tüm hidrojen atomları beyaz, karbon atomları siyah, azot atomları mavi, oksijen atomları kırmızı, kükürt atomları koyu sarı ve fosfor atomları mor renktedir. Alkali toprak metalleri koyu yeşil ile temsil edilir ve alkali metaller menekşe ile gösterilir.

Örnek olarak, asetik asidin farklı moleküler modelleri (CH3COOH) aşağıdaki şekillerde temsil edilebilir:

İskelet modeli Top ve çubuk modeli Boşluk doldurma modeli

 

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 2.4: Chemical Formulas.

Suggested Reading

  1. Berg, Jeremy M. “Appendix: Depicting Molecular Structures.” Biochemistry. 5th edition. U.S. National Library of Medicine, January 1, 1970.