Ball-and-stick modell
Inom kemi är boll -och-stick-modellen en molekylär modell av ett kemiskt ämne som visar både den tredimensionella positionen för atomerna och bindningarna mellan dem. Atomerna representeras vanligtvis av sfärer , förbundna med stavar som representerar bindningarna. Dubbel- och trippelbindningar representeras vanligtvis av två eller tre böjda stavar, respektive, eller växelvis av korrekt placerade pinnar för sigma- och pi-bindningarna . I en bra modell bör vinklarna mellan stavarna vara desamma som vinklarna mellan bindningarna , och avstånden mellan sfärernas mittpunkter bör vara proportionella mot avstånden mellan motsvarande atomkärnor . Det kemiska elementet i varje atom indikeras ofta av sfärens färg.
I en boll-och-stick-modell är sfärernas radie vanligtvis mycket mindre än stavlängderna, för att ge en tydligare bild av atomerna och bindningarna i hela modellen. Som en konsekvens ger modellen ingen tydlig insikt om det utrymme som modellen upptar. I denna aspekt skiljer sig boll-och-stick-modeller från rymdfyllande (kalotte) modeller , där sfärens radier är proportionella mot Van der Waals atomradier i samma skala som atomavstånden, och därför visar det upptagna utrymmet men inte obligationerna.
Ball-and-stick-modeller kan vara fysiska artefakter eller virtuella datormodeller . De förra är vanligtvis byggda av molekylära modelleringssatser, bestående av ett antal spiralfjädrar eller plast- eller träpinnar, och ett antal plastkulor med förborrade hål. Sfärfärgerna följer vanligtvis CPK-färgen . Vissa universitetskurser i kemi kräver att studenter köper sådana modeller som läromedel.
Historia
1865 var den tyske kemisten August Wilhelm von Hofmann den förste som gjorde molekylära modeller med boll och stick. Han använde sådana modeller i föreläsningar vid Royal Institution of Great Britain .
Specialiserade företag tillverkar byggsatser och modeller på beställning. Ett av de tidigare företagen var Woosters i Bottisham , Cambridgeshire , Storbritannien. Förutom tetraedriska, trigonala och oktaedriska hål fanns det allroundbollar med 24 hål. Dessa modeller tillät rotation kring enkelstavsbindningarna, vilket kan vara både en fördel (visar molekylär flexibilitet) och en nackdel (modeller är diskettiga). Den ungefärliga skalan var 5 cm per ångström (0,5 m/nm eller 500 000 000:1), men var inte konsekvent över alla element.
Företaget Beeverses Miniature Models i Edinburgh (nu fungerar som Miramodus) tillverkade små modeller från 1961 med PMMA- kulor och stavar av rostfritt stål . I dessa modeller har användningen av individuellt borrade kulor med exakta bindningsvinklar och bindningslängder gjort det möjligt att skapa stora kristallstrukturer exakt i en lätt och styv form.