В химии шаростержневая модель представляет собой молекулярную модель химического вещества , которая отображает как трехмерное положение атомов , так и связи между ними. [1] Атомы обычно представляют собой сферы , соединенные стержнями, которые представляют собой связи. Двойные и тройные связи обычно представляются двумя или тремя изогнутыми стержнями соответственно или поочередно правильно расположенными палочками для сигма- и пи-связей . В хорошей модели углы между стержнями должны быть такими же, как углы между связями , а расстояния между центрами сфер должны быть пропорциональны расстояниям между соответствующими атомными ядрами . Химический элемент каждого атома часто обозначается цветом сферы. [2]
В шаростержневой модели радиус сфер обычно намного меньше длины стержней, чтобы обеспечить более четкое представление об атомах и связях во всей модели. Как следствие, модель не дает четкого представления о пространстве, занимаемом моделью. В этом аспекте шаростержневые модели отличаются от моделей заполнения пространства (калотта) , где радиусы сферы пропорциональны атомным радиусам Ван-дер-Ваальса в том же масштабе, что и расстояния между атомами, и, следовательно, показывают занятое пространство, но а не облигации.
Шариковые модели могут быть физическими артефактами или моделями виртуальных компьютеров . Первые обычно изготавливаются из наборов для молекулярного моделирования, состоящих из нескольких винтовых пружин , пластиковых или деревянных палочек, а также нескольких пластиковых шариков с предварительно просверленными отверстиями. Цвета сферы обычно соответствуют расцветке CPK . Некоторые университетские курсы по химии требуют от студентов покупать такие модели в качестве учебного материала.
В 1865 году немецкий химик Август Вильгельм фон Хофманн первым создал шаростержневые молекулярные модели. Такие модели он использовал на лекциях в Королевском институте Великобритании .
Специализированные компании изготавливают комплекты и модели на заказ. Одной из первых компаний была Woosters в Боттишеме , Кембриджшир , Великобритания. Помимо тетраэдрических, тригональных и октаэдрических отверстий, существовали универсальные шары с 24 отверстиями. Эти модели допускали вращение вокруг одинарных связей стержня, что могло быть как преимуществом (демонстрация молекулярной гибкости), так и недостатком (модели гибкие). Приблизительный масштаб составлял 5 см на ангстрем (0,5 м/нм или 500 000 000:1), но не был одинаковым для всех элементов.
Компания Beeverses Miniature Models в Эдинбурге (ныне действующая как Miramodus) начиная с 1961 года производила небольшие модели [3] с использованием шариков из ПММА и стержней из нержавеющей стали . В этих моделях использование индивидуально просверленных шариков с точными углами и длинами связей позволило точно создать крупные кристаллические структуры в легкой и жесткой форме.
