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Modèle moléculaire

Les modèles moléculaires ont inspiré les graphiques moléculaires, d`abord dans les manuels et les Articles de recherche et plus récemment sur les ordinateurs. Les graphismes moléculaires ont remplacé certaines fonctions des modèles moléculaires physiques, mais les kits physiques continuent d`être très populaires et sont vendus en grand nombre. Leurs atouts uniques sont les suivants: les modèles physiques des systèmes atomistiques ont joué un rôle important dans la compréhension de la chimie et des hypothèses de génération et de test. Le plus souvent, il y a une représentation explicite des atomes, bien que d`autres approches telles que les films de savon et d`autres médias continus ont été utiles. Il existe plusieurs motivations pour créer des modèles physiques: plus récemment, des modèles plastiques peu coûteux (comme Orbit) utilisent un principe similaire. Une petite sphère en plastique a des protubérances sur lesquelles des tubes en plastique peuvent être montés. La souplesse du plastique permet de faire des géométries déformées. André Drerespectueuses a introduit un kit de modélisation moléculaire à la fin des années 1950 qui a distribué avec les connecteurs. Un atome donné aurait des pointes de Valence solides et creuses. Les tiges pleines ont cliqué dans les tubes formant une liaison, généralement avec la rotation libre. Ceux-ci étaient et sont très largement utilisés dans les départements de chimie organique et ont été faits si précisément que les mesures interatomiques pourraient être faites par la règle. De nombreux solides inorganiques sont constitués d`atomes entourés d`une sphère de coordination d`atomes électronégatifs (p.

ex. tétraèdres de TiO6, octaèdre). Les structures peuvent être modélisées en collant ensemble des polyèdres en papier ou en plastique. La figure 3 représente un modèle boule-bâton de proline. Les boules ont des couleurs: le noir représente le carbone (C); rouge, oxygène (O); bleu, azote (N); et blanc, hydrogène (H). Chaque boule est percée avec autant de trous que sa Valence conventionnelle (C: 4; N: 3; O: 2; H: 1) dirigée vers les sommets d`un tétraèdre. Les liaisons simples sont représentées par des tiges grises (assez) rigides. Les liaisons doubles et triples utilisent deux liaisons flexibles plus longues qui limitent la rotation et supportent la stéréochimie cis/trans conventionnelle. Il est également récemment devenu possible de créer des modèles moléculaires précis à l`intérieur des blocs de verre en utilisant une technique connue sous le nom de gravure laser sous-surface. L`image à droite (Fig.

7) montre la structure 3D d`une protéine E. coli (ADN polymérase bêta-sous-unité, code PDB 1MMI) gravée à l`intérieur d`un bloc de verre par la société britannique Luminorum Ltd. Arnold Beevers à Édimbourg a créé de petits modèles à l`aide de boules PMMA et d`acier inoxydable Tiges. En utilisant des boules percées individuellement avec des angles de liaison précis et des longueurs de liaison dans ces modèles, de grandes structures cristallines à créer avec précision, mais avec une forme légère et rigide. La figure 4 montre une cellule unitaire de rubis dans ce style. Les modèles englobent un large éventail de degrés de précision et d`ingénierie: certains modèles tels que l`eau de J.D. Bernal sont conceptuels, tandis que les macromodelles de Pauling et de Crick et de Watson ont été créées avec beaucoup plus de précision. Le modèle ADN de Crick et Watson et les kits de construction protéique de Kendrew ont été parmi les premiers modèles squelettiques. Celles-ci étaient basées sur des composants atomiques où les valences étaient représentées par des tiges; les atomes étaient des points aux intersections. Les liaisons ont été créées en liant des composants avec des connecteurs tubulaires avec des vis de blocage. Les composés binaires chlorure de sodium (NaCl) et le chlorure de césium (CsCl) ont des structures cubiques, mais ont des groupes spatiaux différents. Cela peut être rationalisé en termes d`emballage étroit de sphères de tailles différentes.

Par exemple, le NaCl peut être décrit comme des ions chlorure rapprochés (dans un treillis cubique centré sur le visage) avec des ions sodium dans les trous octaédriques. Après le développement de la cristallographie à rayons X comme outil de détermination des structures cristallines, de nombreux laboratoires ont construit des modèles basés sur des sphères.

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