Modèle boule et bâton - Ball-and-stick model

Un modèle de proline en forme de boule et de bâton en plastique

En chimie , le modèle boule-et-bâton est un modèle moléculaire d'une substance chimique qui doit afficher à la fois la position tridimensionnelle des atomes et les liaisons entre eux. Les atomes sont typiquement représentés par des sphères , reliées par des tiges qui représentent les liaisons. Les liaisons doubles et triples sont généralement représentées par deux ou trois tiges incurvées, respectivement, ou alternativement par des bâtons correctement positionnés pour les liaisons sigma et pi . Dans un bon modèle, les angles entre les tiges doivent être les mêmes que les angles entre les liaisons , et les distances entre les centres des sphères doivent être proportionnelles aux distances entre les noyaux atomiques correspondants . L' élément chimique de chaque atome est souvent indiqué par la couleur de la sphère.

Dans un modèle à billes et à bâtons, le rayon des sphères est généralement beaucoup plus petit que la longueur des tiges, afin de fournir une vue plus claire des atomes et des liaisons dans tout le modèle. Par conséquent, le modèle ne donne pas une idée claire de l'espace occupé par le modèle. Dans cet aspect, les modèles à billes et à bâtons sont distincts des modèles à remplissage d' espace (calotte) , où les rayons des sphères sont proportionnels aux rayons atomiques de Van der Waals à la même échelle que les distances atomiques, et montrent donc l'espace occupé mais pas les obligations.

Modèle informatique à bille et bâton de cyclohexane .

Les modèles de boule et de bâton peuvent être des artefacts physiques ou des modèles informatiques virtuels . Les premiers sont généralement construits à partir de kits de modélisation moléculaire , composés d'un certain nombre de ressorts hélicoïdaux ou de bâtons en plastique ou en bois, et d'un certain nombre de billes en plastique avec des trous pré-percés. Les couleurs des sphères suivent généralement la coloration CPK . Certains cours universitaires de chimie exigent que les étudiants achètent de tels modèles comme matériel d'apprentissage.

Histoire

Modèle à bille et bâton de Hofmann de 1865 au méthane (CH 4 ). Des découvertes ultérieures ont réfuté cette géométrie.

En 1865, le chimiste allemand August Wilhelm von Hofmann a été le premier à créer des modèles moléculaires en forme de boule et de bâton. Il a utilisé de tels modèles en conférence à l' Institution royale de Grande-Bretagne .

Des entreprises spécialisées fabriquent des kits et des modèles sur commande. L'une des premières sociétés était Woosters à Bottisham , dans le Cambridgeshire , au Royaume-Uni. Outre les trous tétraédriques, trigonales et octaédriques, il y avait des balles tout usage avec 24 trous. Ces modèles permettaient une rotation autour des liaisons à tige unique, ce qui pouvait être à la fois un avantage (montrant la flexibilité moléculaire) et un inconvénient (les modèles sont souples). L'échelle approximative était de 5 cm par ångström (0,5 m/nm ou 500 000 000:1), mais n'était pas cohérente sur tous les éléments.

La société Beeverses Miniature Models à Édimbourg (aujourd'hui Miramodus ) a produit de petits modèles à partir de 1961 en utilisant des billes de PMMA et des tiges en acier inoxydable . Dans ces modèles, l'utilisation de billes percées individuellement avec des angles et des longueurs de liaison précis a permis de créer avec précision de grandes structures cristallines sous une forme légère et rigide.

Voir également

Les références