화학 화합물의 분자 아키텍처를 나타내는 물리적 모델은 화학을 이해하는 데 필수적인 역할을합니다. 분자 모델을 사용하면 원자와 분자의 구조와 모양을 쉽게 시각화할 수 있습니다.

골격 모델

화학 화합물의 간단한 2 차원 표현은 골격 모델을 사용하여 수행됩니다. 이 그림은 원자를 명시적으로 표시하지 않고 분자 프레임워크 또는 결합만 보여 주습니다. 이 표현에서, 탄소 원자와 수소 원자의 대부분은 명시적으로 표시되지 않습니다. 그러나 원자의 위치는 채권의 접합부 또는 끝에 의해 암시됩니다. 이 모델은 더 크고 복잡한 화학 구조를 나타내는 데 도움이됩니다.

볼 앤 스틱 모델

볼 앤 스틱 모델은 원자가 다른 요소에 따라 색상으로 구분된 공이나 구체로 묘사되는 3차원 모델입니다. 원자를 연결하는 화학 결합은 막대로 표현되며 시각화하기가 더 쉽습니다. 이렇게 하면 공의 크기가 상대적으로 작아 실제 원자 크기와 비례 상관관계가 저하됩니다. 그러나 볼 앤 스틱 모델은 원자 사이의 각도를 정의하여 다른 분자 모델에 비해 더 복잡한 구조에 대한 분자 형상을 명확하게 묘사합니다.

공간 충전 모델

공간 충전 모델은 원자가 크기로 확장되어 서로 사이의 공간을 채우는 가장 사실적입니다. 이 모델의 원자의 크기와 위치는 본딩 특성및 반 데르 발스 반경 또는 접합 거리에 의해 결정됩니다. 반 데르 발스 반경은 공유 결합이 연결되지 않을 때 두 원자가 서로 얼마나 밀접하게 접근할 수 있는지 설명합니다. 이 모델의 구는 화합물 내에서 각 원자가 차지하는 상대 공간을 보여 주며 원자 사이의 각도는 명확하게 표시되지 않습니다.

먼저 화학자 로버트 코리와 리누스 폴링에 의해 설계, 나중에 월터 콜툰에 의해 개선, CPK 색칠 규칙은 각 요소의 원자에 특정 색상을 지정합니다. 예를 들어, CPK 협약에 따르면, 모든 수소 원자는 흰색으로 칠하고, 탄소 원자는 검은 색이고, 질소 원자는 파란색이고, 산소 원자는 빨간색이고, 황 원자는 짙은 노란색이며 인 원자는 보라색입니다. 알칼리성 흙금속은 짙은 녹색으로 표현되며, 알칼리 금속은 보라색으로 표시됩니다.

예를 들어, 아세트산(CH3 COOH)의 상이한 분자 모델은 다음과 같은 방법으로 나타낼 수 있다.

골격 모델	볼 앤 스틱 모델	공간 충전 모델

 

이 텍스트는 다음과 같은 내용으로, Openstax, 화학 2e, 섹션 2.4: 화학 수식입니다.