molekylmodell

Molekylmodell är en representation av hur atomer binds samman i en molekyl och hur molekylen förhåller sig i rymden. Modeller används för att förklara och förutsäga molekylers geometri, elektronfördelning och kemiska egenskaper samt för att kommunicera komplex information inom kemi och biologi.

Det finns olika typer av molekylmodeller. Strukturmodeller som boll-och-pinne ger en tredimensionell uppfattning om molekylens geometri, medan space-filling eller CPK-modeller visar hur molekylen fyller utrymmet. För tvådimensionella förståelser används Lewis-strukturer och bindestreck-teckningar. VSEPR-teorin används för att förutsäga molekylens form baserat på antalet elektronpar runt kärnan.

Ur ett teoretiskt perspektiv används kvantkemiska modeller som valensbindningsteori och molekylorbitalteori för att beskriva elektronernas fördelning. Beräkningsmodeller inkluderar ab initio-beräkningar, semi-empiriska metoder och densitetsfunktionalteori (DFT). För dynamiska processer används molekylär dynamik (MD) och ofta QM/MM-sätt där en del av systemet behandlas kvantmekaniskt.

Användning omfattar prediktion av geometrin, reaktionsvägar och konformationer, förståelse av interaktioner i biomolekyler och läkemedelsdesign samt visualisering i undervisning och forskning. Kombinationen av modeller och experimentella data från röntgendiffraktion, NMR och IR-spektroskopi ger oftast bäst förståelse.

Begränsningar finns eftersom modeller är förenklingar och beror på valda parametrar och metoder. De ger ofta endast approximativa energier och geometrin, särskilt vid hög temperatur eller i komplexa miljöer. Därför används modeller i nära samspel med experimentella data och kontinuerlig metodutveckling.