Model z piłką i kijem
W chemii model kulki i kija to model molekularny substancji chemicznej , który przedstawia zarówno trójwymiarowe położenie atomów , jak i wiązania między nimi . Atomy są zwykle reprezentowane przez kule połączone prętami, które reprezentują wiązania. Wiązania podwójne i potrójne są zwykle reprezentowane odpowiednio przez dwa lub trzy zakrzywione pręty lub na przemian przez odpowiednio ustawione drążki dla wiązań sigma i pi . W dobrym modelu kąty między prętami powinny być takie same, jak kąty między wiązaniami , a odległości między środkami kul powinny być proporcjonalne do odległości między odpowiednimi jądrami atomowymi . Pierwiastek chemiczny każdego atomu jest często oznaczony kolorem kuli.
W modelu kulki i drążka promień sfer jest zwykle znacznie mniejszy niż długość pręta, aby zapewnić wyraźniejszy widok atomów i wiązań w całym modelu. W konsekwencji model nie daje jasnego wglądu w zajmowaną przez model przestrzeń. Pod tym względem modele typu kula i kij różnią się od modeli wypełniających przestrzeń (kaloty) , w których promienie sfer są proporcjonalne do promieni atomowych Van der Waalsa w tej samej skali co odległości atomów, a zatem pokazują zajętą przestrzeń, ale nie obligacje.
Modele typu „piłka i kij” mogą być fizycznymi artefaktami lub wirtualnymi modelami komputerowymi . Te pierwsze są zwykle zbudowane z zestawów do modelowania molekularnego, składających się z pewnej liczby sprężyn śrubowych lub plastikowych lub drewnianych patyczków oraz pewnej liczby plastikowych kulek z wstępnie wywierconymi otworami. Kolory sfer zwykle są zgodne z kolorystyką CPK . Niektóre kursy uniwersyteckie z chemii wymagają od studentów zakupu takich modeli jako materiałów do nauki.
Historia
W 1865 roku niemiecki chemik August Wilhelm von Hofmann jako pierwszy stworzył modele molekularne typu „piłka i kij”. Używał takich modeli na wykładzie w Royal Institution of Great Britain .
Wyspecjalizowane firmy produkują zestawy i modele na zamówienie. Jedną z wcześniejszych firm był Woosters w Bottisham , Cambridgeshire , Wielka Brytania. Oprócz otworów czworościennych, trygonalnych i ośmiościennych istniały piłki uniwersalne z 24 otworami. Modele te umożliwiały obracanie się wokół wiązań pojedynczych pręcików, co może być zarówno zaletą (pokazuje elastyczność molekularną), jak i wadą (modele są dyskietki). Przybliżona skala wynosiła 5 cm na ångström (0,5 m/nm lub 500 000 000:1), ale nie była spójna dla wszystkich elementów.
Firma Beeverses Miniature Models w Edynburgu (obecnie działająca jako Miramodus) od 1961 roku produkowała małe modele przy użyciu kulek PMMA i prętów ze stali nierdzewnej . W tych modelach zastosowanie indywidualnie wywierconych kulek o precyzyjnych kątach i długościach wiązań umożliwiło precyzyjne tworzenie dużych struktur krystalicznych w lekkiej i sztywnej formie.