Молекулярные модели

Физические модели, представляющие молекулярную архитектуру химических соединений, играют важную роль в понимании химии. Использование молекулярных моделей облегчает визуализацию структур и форм атомов и молекул.

Скелетная модель

Более простые двухмерные представления химических соединений выполняются с помощью скелетных моделей. На рисунке показана только молекулярная структура или связи, без явного отображения атомов. В этом представлении многие атомы углерода и атомы водорода не показаны явно. Однако позиции атомов подразумеваются соединениями или концами связей. Эта модель помогает представлять более крупные и сложные химические структуры.

Шаростержневая модель

Шаростержневые модели представляют собой трехмерные модели, в которых атомы изображаются как шарики или сферы с цветовой кодировкой, характерной для различных элементов. Химические связи, соединяющие атомы, представлены стержнями и легче визуализируются. При этом размеры шаров делаются относительно меньше, тем самым компрометируя пропорциональную корреляцию с фактическим размером атома. Тем не менее, шаростержневая модель определяет углы между атомами, четко изображая молекулярную геометрию простых и более сложных структур по сравнению с другими молекулярными моделями.

Модель заполнения пространства

Модели заполнения пространства наиболее реалистичны, где атомы масштабируются по размеру, чтобы заполнить пространство между собой. Размер и положение атома в этой модели определяются свойствами его связей и радиусом ван дер Ваальса, или расстоянием контакта. Радиус ван дер Ваальса описывает, как близко два атома могут приблизиться друг к другу, когда ковалентная связь их не связывает. Сферы в этой модели иллюстрируют относительное пространство, занимаемое каждым атомом в пределах соединения, в то время как углы между атомами не видны четко  

Разработанная химиками Робертом Кори и Линусом Полингом, и позже усовершенствованная Уолтером Колтуном, цветовая схема CPK обозначает цвета атомов каждого элемента. Например, согласно конвенции CPK, все атомы водорода окрашены в белый цвет, атомы углерода черные, атомы азота синие, атомы кислорода красные, атомы серы тёмно-желтые, а атомы фосфора фиолетовые. Щелочноземельные металлы представлены темно-зелеными, а щелочные металлы — фиолетовыми.

Например, различные молекулярные модели уксусной кислоты (CH₃COOH) могут быть представлены следующими способами:

Скелетная модель	Шаростержневая модель	Модель заполнения пространства

Этот текст адаптрован из: Openstax, Химия2e, раздел 2.4: Химические формулы.