CN1519791A

CN1519791A - 分子模型

Info

Publication number: CN1519791A
Application number: CNA2004100035134A
Authority: CN
Inventors: 佐藤和久
Original assignee: HIYUKIMOTO SYNTHETIC RESIN Manufacturing Co Ltd
Current assignee: HIYUKIMOTO SYNTHETIC RESIN Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2024-02-02
Also published as: JP2004233900A; CN1249646C

Abstract

一种分子模型，易于理解球－棍模型及空间填充模型的对应关系。备有以立方体的8个角为中心切去、此时形成的三角形在棱线的中央部相交的14面体，将该14面体的各面向上时在中央的6根棱线上形成平坦面的20面体，以棱线的中央部为中心呈直角地形成12个切去面的26面体，以5角12面体的20个面为中心呈直角地切去做成三角形的面、在棱线的中央部相交而成的32面体，在中心有连接孔的球体，以及两端插入在14面体、20面体、26面体及32面体的各面的中央部上沿法线方向设置的连接孔和上述球体具有的连接孔中的表现原子间距离的原子间杆，将14面体、20面体、26面体、32面体的任一个和表现原子间距离的原子间杆连接而立体地表现化合物的分子构造。

Description

分子模型

技术领域

本发明涉及为了作为化学教材等用的分子模型。

背景技术

正如一直以来所知道的那样，分子模型有很多种，其中一种是球-棍状的分子模型。它是这样的构造：在大小合适的多个球上，空出与原子价角相配合的连接孔，以球中心的距离和原子间距离相对应的方式将棍的两端插入上述连接孔，连接各球。

除此之外还有一种是被称作空间填充模型和斯杜特模型的模型。它是将与构成分子的原子的范德瓦耳斯半径相当的部件以键半径及原子价角相一致的方式结合的。

例如乙烯(CH₂＝CH₂)是平面状分子，用球-棍模型表示如图39，用空间填充模型表示如图40。在以往的空间填充模型中，将表示氢原子的半球状部件11B及表示含有双键的碳原子的三棱柱状或带有圆角的三棱柱状部件13B用各种不同颜色的不透明的塑料或木材制作，把它们用适当的结合方法(例如连接杆、磁力结合方法或弹簧结合方法等)拆装方便地结合。

因此，化学学习者用图39的球-棍模型可以学习原子间距、原子价角、原子的空间构型状态，通过图40的空间填充模型可以学习分子的形状、原子的空间填充(packing)状态、位阻等(例如参照非专利文献1)。

非专利文献1

英国ナフイ-ルド财团编《ナフイ-ルド化学》

日语版、第IV卷、讲坛社(昭和49年3月20日第二次印刷发行)第199页～第228页。

但是，对于上述以往的分子模型，若是忠实于分子构造则增加原子价角和原子间距离的种类，因复杂而使用不便。还有，为了学习分子构造则至少必须上述2种球-棍模型和空间填充模型，且对于像构成生物体的分子那样的比较复杂的分子，上述2种模型的对应关系对于初学者多少有点难于理解。而且，各模型的组装也有些不便。

本发明是为了解决上述那样以往的问题而提出的，其目的在于提供这样一种分子模型：通过将切去立方体的正多面体的角的14面体、20面体、26面体、32面体、球等多面体作为原子表现体，从而使用立足于原子和分子轨道概念的标准的原子价角，使其容易理解并且简洁，且通过使用对称性高的多面体，从而看到分子具有的对称性而容易理解，还可以容易地理解球-棍模型和空间填充模型这2种(模型)的对应关系，能够一次学习关于分子构造的各个方面。

发明内容

为了达到上述目的，本发明的技术方案1的分子模型备有切去立方体的8个顶角从而形成三角面、该三角面在该立方体的棱线的中央部相交的14面体，将该14面体的各面向上时切去中央的6根棱线从而形成平坦面的20面体，切去形成上述14个面的14面体的角部从而形成12个平坦面的26面体和，5角12面体的20个面为中心呈直角地切去做成三角形的面、在棱线的中央部相交而成的32面体，在中心穿设有连接孔的球体和，以及两端插入在上述14面体、20面体、26面体及32面体的各面的中央部上沿法线方向设置的连接孔和在上述球体上穿设的连接孔中的表现原子间距离的原子间杆，其特征在于，将上述14面体、上述20面体、上述26面体、上述32面体及上述球体任意组合，其间用上述原子间杆连接，立体地表现化合物的分子构造。

据此，能够以化学初学者也可以理解的方式表现包含分子外形和化学键的三维的分子构造。而且，可以是立足于量子力学所说的s轨道、p轨道、sp轨道、sp²、sp³、dsp³、d²sp³等轨道概念的原子表现体。通过在14面体、26面体中将14面体的各面向上时将一个面从中央的6根棱线错开60°，从而可以表现6方晶系的晶体构造。

本发明的技术方案的分子模型备有球、1/2球、1/4球及1/8球，以及收纳上述各球中的1个或多个、可按各种晶体的原子排列配置这些各种的球的立方体或长方体的透明容器，其特征在于，将该透明容器作为单位格子从而表现该单位格子内的原子排列状态。

据此，能够形成简单的多种结晶模型，能够透过外部看到原子模型，变得很容易把握单位格子及4配位、6配位、8配位、12配位等。

本发明的技术方案3的分子模型备有外壳部是由透明材料或半透明材料制成的空间填充模型，以及和该空间填充模型一起形成原子表示部件地配置在上述外壳内部的球-棍模型，其特征在于，在上述原子表示部件上，将上述球-棍模型作为化学键连接有至少形状或尺寸与其不同的其它的原子表示部。

据此，此球-棍模型形成立足于由上述多面体的构造产生的表现s轨道、p轨道、sp轨道、sp²、sp³、dsp³、d²sp³等轨道的标准的角度的模型，有利于理解分子的对称性。

如上所述，根据本发明，备有切去立方体的8个顶角、此时形成的三角形在该立方体的棱线的中央部相交的14面体，将该14面体的各面向上时切去中央的6根棱线从而形成平坦面的20面体，切去形成上述14个面的14面体的角部从而形成12个平坦面的26面体，以5角12面体的20个面为中心呈直角地切去做成三角形的面、在棱线的中央部相交而成的32面体，在中心穿设有连接孔的球体，以及两端插入在上述14面体、20面体、26面体及32面体的各面的中央部上沿法线方向设置的连接孔和在上述球体上穿设的连接孔中的表现原子间距离的原子间杆，由于将上述14面体、上述20面体、上述26面体、上述32面体的任一个和表现原子间距离的原子间杆连接，立体地表现化合物的分子构造，故能够以化学初学者也可以理解的方式表现包含分子外形和化学键的三维的分子构造，而且，可以是立足于量子力学所说的s轨道、p轨道、sp轨道、sp²、sp³、dsp³、d²sp³等轨道概念的原子表现体。通过在14面体、26面体中将14面体的各面向上时将一个面从中央的6根棱线错开60°，从而可以表现6方晶系的晶体构造。

根据本发明技术方案2的分子模型，设有球、1/2球、1/4球及1/8球，以及通过收纳上述各球中的1个或多个，并按各种晶体的原子排列配置这些各种的球的立方体或长方体的透明容器，由于将该透明容器作为单位格子从而表现单位格子内的原子排列状态，故可以组装与分子构造的变化相对应的模型，能够容易理解地表现键角及原子间距离。

根据本发明，设外壳部是由透明材料或半透明材料制成的空间填充模型，以及和该空间填充模型一起形成原子表示部件地配置在上述外壳内的球-棍模型，由于在上述原子表示部件上，将上述球-棍模型作为化学键连接有至少形状或尺寸与其不同的其它的原子表示部，故能够简单地形成多种结晶模型，能够透过外部看到原子模型，取得很容易把握单位格子及4配位、6配位等的效果。而且，可以成为立足于由上述多面体产生的表现s轨道、p轨道、sp轨道、sp²、sp³、dsp³、d²sp³等轨道角度的模型。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的乙烯的分子模型的平面图。

图2是表示本发明的氢原子的半球状部件的轴测图。

图3是图2表示的半球状部件的剖面图。

图4是表示本发明的苯型部件的轴测图。

图5是图4表示的苯型部件的水平剖面图。

图6是表示本发明的苯的分子模型的平面图。

图7是表示本发明的二甲酰肼的分子模型的平面图。

图8是表示本发明的四面体型部件的轴测图。

图9是表示分发明的甘氨酸的分子模型的说明图。

图10是表示本发明的折叠原子表示部件的轴测图。

图11是表示图10中的原子表示部件的放大剖面图。

图12是表示本发明的甲醇的分子模型的说明图。

图13是表示本发明的直线型部件的轴测图。

图14是表示本发明的乙炔的分子模型的平面图。

图15是表示本发明的球-棍模型的正面图。

图16是表示本发明的球-棍模型的其它例的正面图。

图17是表示本发明的球-棍模型的其它例的正面图。

图18是表示本发明的球-棍模型的其它例的正面图。

图19是表示本发明的球-棍模型的其它例的正面图。

图20是表示本发明的原子表现体的正面图。

图21是图20表示的原子表现体的剖面图。

图22是表示本发明的表现原子间距离的原子间杆的正面图。

图23是表示本发明的乙醇的分子模型的轴测图。

图24是表示本发明的苯酚的分子模型的轴测图。

图25是表示本发明的乙烯的分子模型的轴测图。

图26是表示本发明的乙炔的分子模型的轴测图。

图27是表示本发明的14面体的连接孔位置的说明图。

图28是表示本发明的20面体的连接孔位置的说明图。

图29是表示本发明的多面体的正面图。

图30是表示由图29表示的多个多面体构成的分子模型的轴测图。

图31是表示将本发明的透明容器破开一部分的正面图。

图32是表示本发明的原子模型的轴测图。

图33是表示本发明的原子模型的其它例的轴测图。

图34是表示本发明的原子模型的其它例的轴测图。

图35是表示本发明的原子模型的其它例的轴测图。

图36是表示本发明的原子模型的其它例的轴测图。

图37是表示本发明的氯化铯的结晶模型的单位格子的平面图。

图38是图1表示的结晶模型的单位格子的剖面图。

图39是表示以往的球-棍模型的平面图。

图40是表示以往的空间填充模型的平面图。

具体实施方式

下面，就图说明本发明的实施方式。本发明是用透明或半透明材料构成空间填充模型的非末端原子表示部件的外壳部，在上述非末端原子表示部件的内部配置球-棍模型的分子模型。在这里，“非末端原子”表示不是分子中链的末端而是存在于链中的原子，例如化学式(1)所表示的化合物(即丙烯酸)中，带*标记的原子是“末端原子”，带**标记的原子是“非末端原子”。

【化学式1】

图1是乙烯(CH₂＝CH₂)的分子模型的平面图。由于此分子模型的原子表示用部件的外形和以往的空间填充模型的外形相同，故省略外形的详细说明。表示氢原子的部件11如图2即图3所示是半球形，像这样的末端原子表示部件的外壳部41由透明或半透明的塑料材料构成，或者也可以和以往的情况相同地用不透明材料构成。而且，即使是不透明的情况也不会对分子构造的学习造成大的障碍。在上述外壳部41是透明的情况下，在其中的规定的位置上，放入球-棍模型的小球15，其上固定有结合管43，此结合管43固定于外壳部41上。为了和其它的原子表示部件连接的连接杆33的一端部在固定状态下插入结合管43，但也可以没有这个。

还有，在图1中，三棱柱状的部件13是非末端原子表示部件的1种，表示乙烯中以双键结合的碳原子(＞C＝)。由于其也用于表示苯中的碳原子，故在模型制造业领域中被称作苯型部件。

上述部件13如图4及图5所示那样，具有三棱柱和带圆角的三棱柱的外形，其外壳部22用透明或半透明的塑料材料制作。表示其外壳部22中的化学键方式的部件，即球-棍模型的各部件被平面地配置。

例如，3根结合管27、29、31的各一端以规定的角度(例如120度)安装在小球25上，另一方面，在构成部件13的外壳部22的塑料材料的规定位置(即此三棱柱的侧面的中心)上开连接孔，上述结合管27、29、31的另一端固定于此连接孔中。为了和其它的原子表示用部件连接的连接杆33可以拆装方便地安装在这些结合管27、29、31中的1根或2根上。

像这样的和双键碳原子表示用的部件(所谓的苯型部件)13同样的三棱柱型的部件为了表示酰胺基的氮(-NH-)而使用，碳和氮分别用不同颜色的部件表示很方便。例如，像碳为黑色、氮为蓝色、氢为白色、氧为红色、卤素为绿色这样用颜色区分原子的种类很方便。

上述部件13像其通用名“苯型部件”那样明确地作为苯环表示用部件使用。图6是表示苯(C₆H₆)的模型的平面图，它是由三棱柱状的碳原子表示用部件13和半球状的氢原子表示用部件11构成的。如此图6上特别明了地表示的那样，空间填充模型的外形和球-棍模型的形态可以同时表示，两者的对应关系也是一目了然。

图7是如化学式(2)所示的二甲酰肼的分子模型的平面图。

【化学式2】

此化合物的分子是平面状分子，除氢原子外骨架链呈S形弯曲。由于此分子中的2个碳原子均有双键，故在分子模型中使用三棱柱状的碳原子表示用部件(所谓苯型部件)13。由于上述二甲酰肼分子中的2个氮原子都是酰胺基型，故用三棱柱状的酰胺型部件15表示。氢原子用半球状的部件11表示。由于上述化合物中的氧原子是末端原子，所以它也用半球状的部件14表示，但其尺寸显然比氢原子表示部件11的尺寸大得多。在上述二甲酰肼分子中存在平面的S形的O-C-N-N-C-O链，但和本发明的分子“外形”的对应关系也清晰明了。

甲烷(CH₄)等的分子中的碳原子如化学式(3)所示，它在空间填充模型中，用正四面体和带圆角的正四面体形状的部件表示。

【化学式3】

因此，如图8所示，正四面体的外壳部52由透明或半透明的塑料材料制作，在其中配置碳原子的球-棍模型。此球-棍模型是立足于表现由多面体模型产生的s轨道、p轨道、sp轨道、sp²、sp³、dsp³d²sp³等轨道概念的角度的模型。即，4根化学键表示用结合管55、57、59、61的各一端按规定的方向连接在小球(或类似于球的多面体)53上。而且，这些结合管各自的另一端固定于正四面体型的外壳部52的各面(正三角形)的中心部。还有，将连接杆33事先安装在管55、57、59、61中的1～3根上是方便的。将像这样的被组装的部件称作正四面体的部件。

图9表示如化学式(4)所示那样的蛋白质中的甘氨酸的分子模型。

【化学式4】

它是在三棱柱状的酰胺型氮原子表示部件15上连接正四面体型碳原子表示部件51及三棱柱状的碳原子表示部件13，同时连接表示氢原子(或氢离子)的4个半球状部件11，且连接表示末端原子的氧原子(或-COO^-中的离子状的氧)的2个大形球状部件14。

由于此分子不是平面状分子故在图面上难于理解构造，但是若实际地组装模型的话，分子形状、化学键链的状态及它们的对应关系就很容易理解。

图11及图12是表示像醇羟基(-OH)中的氧原子那样的原子(主要存在于链中的2价原子)的部件70的轴测图。

图11是其扩大的剖面图。这种类型的部件一般被称为折叠原子表示部件。它具有将球在直径方向切去规定的角度(例如70° 32′)那样的形状。在具有这样的外形的透明的外壳部71、72、74中固定由小球73和结合管79及80连接而成的球-棍模型，根据需要可以安装连接杆33。

作为使用上述折叠原子表示部件的分子模型的一个例子，有如图12所示的甲醇(CH₃OH)的分子模型。此分子模型中的如化学式(3)所示的碳原子用正四面体型部件表示，在它上面连接3个氢原子表示用半球状部件11，而且，连接表示羟基中的氧的折叠原子表示部件70，连接表示羟基中氢原子的半球状部件11。

图13是表示直线状键(形成180度键角的原子，例如三键碳原子)的部件、即直线型部件81的轴测图。它是在具有扁圆筒状或圆板状形体的透明的外壳部84的中间，在轴方向上配置直线状态的球-棍模型。即，2根结合管88和90直线状地被连接于小球83上，结合管88、90的另一端被安装在外壳部85的规定位置86和87上。作为直线型部件的使用例有如图14所示的表示乙炔(CH≡CH)的分子模型。乙炔为直线状分子，其模型由表示三键碳原子的2个直线型部件81和其两端的部件11构成。

本发明的分子模型用塑料等制作一般来说是很方便的。球-棍模型的部分最好用非常耐磨损的聚缩醛树脂制作，空间填充模型的部分最好用染色方便的ABS树脂、透明度高的丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂制作。

此分子模型中的各原子表示用的各部件可以事先保持稍微有些间隙和余量地用连接杆33相互连接。连接杆33最好用稍微有些弹性的材料制作。通过像这样形成各部件及连接杆33，复杂的有机分子的组装和拆卸都变得容易。而且，环己烷(C₆H₁₂)的模型可以将椅形分子变换成船形分子。进一步说，可以用上述的苯型部件(三棱柱状部件)制作5元环。

作为上述球-棍模型，除在图5表示的外，还有这样的设计：如图15所示，可以使连接杆33相对小球连接的1根管27A和连接了连接杆33的2根模拟化学键27B、27C呈120°的角度一体地设计，如图16所示，将可以连接到连接杆33上的2根管27D、27E和连接了连接杆33的1根模拟化学键27F呈120°的角度一体地设计，如图17所示，将一根管27G和一根模拟化学键27H在直线方向上一体地设计，根据需要加以应用。

作为上述球-棍模型，除在图10表示的外，还有如图18所示那样，将可以使连接杆33相对小球53连接的1根管27I和连接了连接杆33的3根模拟化学键27J、27K、27L一体地设计，根据需要加以应用。还有，作为上述球-棍模型，除在图10表示的外，还有如图19所示那样，将可以使连接杆33相对小球73连接的1根管27M和连接了连接杆33的一根模拟化学键27N按规定的角度一体地设计，根据需要加以应用。

下面说明本发明的其它实施方式。根据此实施方式，可以立体地表现有机化合物的分子构造，可以正确地表现其键角及原子间距离。还可以高效地制作便于原子符号的记载的分子模型。此分子模型如图20所示由塑料制的多角面原子表现体101构成。此多角面原子表现体101如图20及图21所示，由多面体形成。即，根据各模型的用途使用切去立方体的8个顶角形成三角面并且该三角形在该立方体的棱线的中央部相交的14面体，将此14面体的各面向上时切去中央的6根棱线部而形成平坦面的20面体，切掉形成上述14个面的14面体的棱线部而形成12个平坦面的26面体和，以及以5角12面体的20个面为中心切去一个直角而形成的三角形的面并在棱角线的中央部相交而成的32面体。在这些多角面原子表现体101上，穿设能够与不同原子的键角相对应地与角面形成直角的连接孔102。

而且，如图22所示，上述分子模型使用了前端部103a、103a嵌入连接在上述连接孔102中的表现原子间的距离的原子间杆103。和上述多角面原子表现体101组合构成模型。多角面原子表现体101被着色，根据颜色及记号可以识别。还有，对于像氢那样的一价原子，如图23至图26所示，使用在前端有球104的原子间杆105。图23、图24、图25、图26分别表示乙醇、苯酚、乙烯、乙炔的各分子构造的模型。

在这种分子模型中，是在图27(a)、(b)及图28(a)、(b)分别表示的14面体F1及20面体F2的原子表现体中，在角面上设计如表1那样的各种原子的键角，用原子间杆103将此连接，则可得到分子模型。

【表1】

原子序号原子符号杂化类型键角 F₁、F₂的钻孔面

5 B SP² 120° F₂ 1、3、5面 120°

苯环用C SP² 120° F₂ 1、3、5面 120°

6 C SP³ 109°28′ F₁ 7、8、9、13面 109°28′

7 N SP³ 108° F₁ 7、8、9面 109°28′

8 O SP³ 108° F₁ 7、8面 109°28′

14 Si SP³ 109° F₁ 7、8、9、13面 109°28′

15 P SP³，d²SP³ 93° F₁ 1、2、3面 90°

16 S SP³，d²SP³ 92° F₁ 1、2面 90°

上述14面体或20面体的各面所表现的角度近似于有机化学中标准的键角。因此，可以组装对应于表1示例的多种分子构造的变化的模型，表示键角及原子间距离。而且，在台上载置像上述那样被组装的原子表现体101的角面时，其原子表现体101被稳定地定置，不会滚动。还有，由于角面为平面，故原子符号的记载容易。各原子表现体101和表现原子间距离的原子间杆103由塑料形成，因此，可以通过模具大量生产，可实现低价化。

在图20及图21中，表示在多角面体的原子表现体101的几个角面上设置连接原子间杆103的连接孔的情况，可以例如如图29所示那样在所有的角面上设置连接孔102。像这样将通过将原子间杆103的两端插入这些连接孔102从而将多个原子表现体101互相连接，可以容易地得到如图30所示那样的分子模型。

此分子模型基本上备有以立方体的8个顶角为中心切除，此时得到的三角形在棱线的中央部相交的14面体，将其14面体的各面向上时在中央的6根棱线上形成平面的20面体，以棱线的中央部为中心呈直角地形成12个切去面的26面体，以5角12面体的20个面为中心呈直角地切去做成三角形的面、在棱线的中央部相交而成的32面体，在中心穿设有连接孔的球体和，在上述14面体、20面体、26面体及32面体的各面的中央部上沿法线方向设置的连接孔，以及两端插入上述球体具有的连接孔中的表现原子间距离的原子间杆。将上述14面体、20面体、26面体及32面体的任一个和表现原子间距离的原子间杆连接从而立体地表现化合物的分子构造，由此，可以表现立足于量子力学所说的s轨道、p轨道、sp轨道、sp²、sp³、d²sp³等轨道概念的原子表现体，以初学者也可以理解的方式表现化学键的轨道、分子或晶体的对称性。在14面体、26面体中，通过将14面体的各面向上时将一个面从中央的6根棱线错开60°，就可以表现6方晶系的晶体结构。

像这样，本发明的分子模型是能够同时表现众所周知的空间填充模型的外形和众所周知的球-棍模型的形态的便利的模型，上述2种众所周知的模型的对应关系也是一目了然。因此，对于初学者也可以非常容易地学习包含分子的“外形”和“化学键”的三维的分子构造，且对于化学研究者，在研究复杂分子时也是非常有用的。

说明本发明的其余的实施方式。图31表示外形为立方体状或长方体状的透明的丙烯酸树脂制的容器111，在上部有开口部111a。作为容器1的形态，除上述之外还可以考虑八角筒状、圆筒状的。图32至图36是表示原子模型，图32表示8分之1球112，图33表示小球113，图34表示大球114，图35表示2分之1球115，图36表示4分之1球116。和实际的单位格子有关，即合计共有8个单位格子。因此，一个单位格子只有原子的8分之1。为此在制作一个单位格子的模型时候，为了表示八隅的原子，使用8分之1的球112。考虑到共有关系，为表示存在于一个单位的棱的原子使用4分之1球116，还有，为表示存在于该改格子表面的原子使用2分之1球115。

在制作表示单位格子的原子排列状态的模型时，按照结晶学、物理学、化学、金属学、矿物学等教科书、参考书上记载的各种晶体的单位格子的说明图，将透明容器111看作单位格子，在其中放入规定数目的规定大小的上述球113、114、8分之1球、4分之1球112和116或2分之1球115，配置于规定位置。对应于原子的种类及大小改变这些球的颜色和大小时很方便。作为单位格子的一例，图37、图38中使用透明容器111和原子模型，表示氯化铯的单位格子。

氯化铯的分子式写作CsCl，Cs和C以1比1的比例结合。但实际的晶体构造很类似于体心立方构造，是Cl原子从八个方向包围着Cs原子的周围的构造。图37、图38用8分之1球112和小球113表示分子式CsCl的立体构造。在此，八个角部的8分之1球112表示Cl，中心的小球113表示Cs。且组合8分之1球112的Cl模型则形成1个球，与在中心的小球113Cs的原子模型构成1∶1的关系。食盐(NaCl)、金刚石(C)等的晶体构造也可以用此结晶模型立体地表示。

在实际的结晶中，通常认为是原子A被N个原子B包围的构造。这个被称作N配位。代表的是4配位、6配位、8配位、12配位，此配位状态与原子A和原子B的半径比密切地相关，根据此结晶模型可以非常容易理解。即，在此透明容器111中放入满足表2记载的半径比例的条件的2种球并进行排列，就可以准确地把握这些配位的概念。

【表2】

配位原子排列半径比的界限

4配位 4面体 0.41-0.22

6配位 8面体 0.73-0.41

8配位立方体的隅 1-0.73

12配位最密结构 1

金属晶体构造很多情况下是6方密填充结构、立方最密结构、体心立方结构3种中的一种。这些结构可以用此结晶模型立体地表现。

(I)6方最密填充结构--在透明容器111内将红色及蓝色的球按红、蓝、红、蓝的顺序以做成6方格子的层的形式摆放。从上面看红色的层通常在相同的位置，蓝色的层在和红色错开的位置以同样的配置方式摆放。

(II)立方最密填充结构--是和6方最密填充结构相同的要领，此时使用红、蓝、白三种球。以从上面看不同颜色的球摆放在不同的位置，相同颜色的球摆放在同一位置的方式排列。

(III)体心立方结构--在透明容器111中制作红色(或白色)的球的正方格子，使白色(或红色)的球重合在和其余的4个球相接的位置。此时，若是相同数量的球的构造，此体心立方结构比上述各最密填充结构的体积还大，根据此结晶模型即可理解。

像这样，在一方开口的透明容器111内以只配置原子模型的方式形成结晶模型，不仅使用非常方便，而且可以自由地改变其配置的方法。因此，可以表现各种结晶模型，透过透明容器从而可以立体地透视内部的原子模型。因此，可以提供一种对于单位格子的说明、4配位、6配位、8配位、12配位等的说明、原子直径(半径)比和晶体构造或配位数的关系的说明、立方最密填充结构、6方最密填充结构、体心立方结构等的说明非常方便的晶体构造。

Claims

1.一种分子模型，备有：切去立方体的8个顶角从而形成三角面、该三角面在该立方体的棱线的中央部相交的14面体，将该14面体的三角面向上时切去中央的6根棱线从面形成平坦面的20面体，切去形成上述14个面的14面体的角部从而形成12个平坦面的26面体，以5角12面体的20个面为中心呈直角地切去做成三角形的面、在棱线的中央部相交而成的32面体，在中心穿设有连接孔的球体，以及两端插入在上述14面体、20面体、26面体及32面体的各面的中央部上沿法线方向设置的连接孔和在上述球体上穿设的连接孔中的表现原子间距离的原子间杆，其特征在于，

将上述14面体、上述20面体、上述26面体、上述32面体及上述球体任意组合，其间用上述原子间杆连接，立体地表现化合物的分子构造。

2.一种分子模型，备有：球、1/2球、1/4球及1/8球，以及

收纳上述各球中的1个或多个、可按各种晶体的原子排列配置这些各种的球的立方体或长方体的透明容器，其特征在于，

将该透明容器作为单位格子从而表现该单位格子内的原子排列状态。

3.一种分子模型，备有：外壳部是由透明材料或半透明材料制成的空间填充模型，以及和该空间填充模型一起形成原子表示部件地配置在上述外壳部内的球-棍模型，其特征在于，

在上述原子表示部件上，将上述球-棍模型作为化学键连接有至少形状或尺寸与其不同的其它的原子表示部。