Modelo de bola y varilla

En química , el modelo de esferas y varillas es un modelo molecular de una sustancia química que muestra tanto la posición tridimensional de los átomos como los enlaces entre ellos. ^{[ 1 ]} Los átomos se representan típicamente mediante esferas , conectadas por varillas que representan los enlaces. Los enlaces dobles y triples se representan generalmente mediante dos o tres varillas curvas, respectivamente, o bien mediante varillas correctamente posicionadas para los enlaces sigma y pi . En un buen modelo, los ángulos entre las varillas deben ser iguales a los ángulos entre los enlaces , y las distancias entre los centros de las esferas deben ser proporcionales a las distancias entre los núcleos atómicos correspondientes . El elemento químico de cada átomo suele indicarse mediante el color de la esfera. ^{[ 2 ]}

En un modelo de esferas y varillas, el radio de las esferas suele ser mucho menor que la longitud de las varillas, para ofrecer una visión más clara de los átomos y los enlaces en todo el modelo. En consecuencia, el modelo no proporciona una visión clara del espacio que ocupa. En este sentido, los modelos de esferas y varillas se diferencian de los modelos de relleno espacial (calotte) , donde los radios de las esferas son proporcionales a los radios atómicos de Van der Waals en la misma escala que las distancias entre átomos, y por lo tanto muestran el espacio ocupado pero no los enlaces.

Los modelos de varillas y esferas pueden ser objetos físicos o modelos informáticos / gráficos moleculares . Los primeros suelen construirse a partir de kits de modelado molecular, que constan de varios muelles helicoidales o varillas de plástico o madera, y varias esferas de plástico con agujeros perforados. Los colores de las esferas suelen corresponder a la paleta de colores CPK . Algunos cursos universitarios de química exigen a los estudiantes la compra de estos kits.

En 1865, el químico alemán August Wilhelm von Hofmann fue el primero en crear modelos moleculares de bolas y varillas. Utilizó dichos modelos en la Real Institución de Gran Bretaña .

Las empresas especializadas fabrican kits y modelos por encargo. Una de las primeras empresas fue Woosters en Bottisham , Cambridgeshire , Reino Unido. Además de los orificios tetraédricos, trigonales y octaédricos, existían esferas multiusos con 24 orificios. Estos modelos permitían la rotación alrededor de los enlaces de varilla simple, lo que podía ser tanto una ventaja (mostrando flexibilidad molecular) como una desventaja (los modelos eran poco flexibles). La escala aproximada era de 5  cm por angstrom (0,5  m/nm o 500 000 000:1), pero no era uniforme para todos los elementos.

La empresa Beeverses Miniature Models de Edimburgo (ahora conocida como Miramodus) fabricaba maquetas a partir de 1961 ^{[ 3 ]} utilizando bolas de PMMA de colores y varillas de acero inoxidable . En estas maquetas, el uso de bolas perforadas individualmente con ángulos y longitudes de enlace precisos permitía crear estructuras cristalinas de gran tamaño con exactitud, de forma ligera y rígida.

• fórmula estructural – Representación gráfica de una estructura molecular