DE1253942B

DE1253942B - Component for the production of stereochemical models of the molecular bonds of polyvalent atoms

Info

Publication number: DE1253942B
Application number: DED30071A
Authority: DE
Inventors: Dr Andre Dreiding
Original assignee: ANDRE DREIDING DR
Current assignee: ANDRE DREIDING DR
Priority date: 1958-03-03
Filing date: 1959-02-25
Publication date: 1967-11-09

Description

Baueleinent zur Herstellung stereochemischer Modelle der molekularen Bindungen mehrwertiger Atome Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Herstellung stereochemischer Modelle der molekularen Bindungen mehrwertiger Atome, bestehend aus in einem Punkt zusammenlaufenden und dort fest miteinander verbundenen Armen, deren Anzahl und räumliche Anordnung den Sigmabindungen des jeweils durch das Bauelement darzustellenden mehrwertigen Atoms entspricht, und Mitteln zur fluchtenden Verbindung von jeweils zwei Armen verschiedener Bauelemente unter Beibehaltung der gegenseitigen Drehbarkeit der verbundenen Bauelemente um die gemeinsame Achse der verbundenen Arme.Component for the production of stereochemical models of the molecular Bonds of Polyvalent Atoms The invention relates to a component for manufacture stereochemical models of the molecular bonds of polyvalent atoms, consisting of from arms converging at one point and firmly connected there, their number and spatial arrangement the sigma bonds of each through the component corresponds to the polyvalent atom to be represented, and means for the aligned connection of two arms of different components while maintaining the mutual Rotatability of the connected components around the common axis of the connected Poor.

Es ist ein derartiaes Bauelement bekanntgeworden, das aus Armen besteht, die in einem den Atomkern darstellenden Punkt zusammenlaufen und drehbare, jedoch axial unverschiebliche Manschetten tragen. Diese Bauelemente können miteinander durch aufschiebbare, auf Haftreibung sitzende Verbindungselemente kombiniert werden, wobei die Verbindungselemente aus starren oder biegsamen oder aus Kombinationen von starren und biegsamen Teilen bestehen. Sollen bei diesem bekannten Bauelement die gegenseitigen Entfernunoren der Atome getreu nachgebildet werden, müssen alle Wasserstoffatome separat eingesetzt werden.Such a component has become known, which consists of arms, which converge in a point representing the atomic nucleus and are rotatable, however Wear axially immovable cuffs. These components can with each other can be combined by sliding connection elements with static friction, the connecting elements made of rigid or flexible or of combinations consist of rigid and flexible parts. Should in this known component the mutual distance cells of the atoms must all be faithfully reproduced Hydrogen atoms are used separately.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Bauelement der anaeaebenen Art zu schaffen, das den Aufbau maßstabgerechter stereochemischer Modelle ohne die Verwendung besonderer Bauelemente für ein ausgewähltes g einwertiges Atom, vorzugsweise das Wasserstoffatom, ermöglicht.The invention has set itself the task of creating a component of the anaeaebenen Kind of creating that allows building to scale stereochemical models without the Use of special components for a selected g monovalent atom, preferably the hydrogen atom.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Bauelement der eingangs geschilderten Art so beschaffen ist, daß die Länge der in Richtung einfacher Bindungen verlaufenden Arme gleich den in einem vorgegebenen Maßstab vergrößerten Kernabständen eines bestimmten einwertigen Atoms, insbesondere eines Wasserstoffatoms, von dem durch das Bauelement dargestellten Atom ist, daß die diesen Armen zugeordneten Verbindungsmittel so ausgebildet sind, daß die fluchtend miteinander verbundenen Arme in Richtung ihrer gemeinsamen Achse mindestens teilweise übereinandergreifen, und daß Mittel vorgesehen sind, die bewirken, daß die Arme um eine Strecke übereinandergreifen, die gleich dem in dem vorgesehenen Maßstab vergrößerten doppelten Bindungsradius des die Armlängen mitbestimmenden einwertigen Atoms ist.This object is achieved in that a component of the initially described type is such that the length of the in the direction of simple ties extending arms equal to the core distances enlarged in a given scale of a particular monovalent atom, particularly a hydrogen atom, of which atom represented by the component is that the connecting means associated with these arms are designed so that the aligned arms connected to each other in the direction their common axis at least partially overlap, and that means are provided that cause the arms to overlap a distance, which are equal to twice the bond radius enlarged in the intended scale of the monovalent atom that helps determine arm lengths.

Entscheidend für das Eintreten der erfindungsgemäßen Wirkung sind dabei die Mittel, die bewirken, daß die Arme um eine Strecke übereinandergreifen, die gleich dem in dem vorgesehenen Maßstab vergrößerten doppelten Bindungsradius des die Armlängen mitbestimmenden einwertigen Atoms ist. Bauelemente, die diese Mittel nicht enthalten, sind nicht Geigenstand des Patents.Are decisive for the occurrence of the effect according to the invention the means that cause the arms to overlap a distance, which are equal to twice the bond radius enlarged in the intended scale of the monovalent atom that helps determine arm lengths. Components that support this Means not included, are not fiddle of the patent.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Bauelement geben die freien Enden der in Richtung einwertiger Bindungen verlaufenden Anne die Lage und den Abstand des Kerns eines dort gebundenen einwertigen Atoms der vorbestimmten Art (Wasserstoff) von dem Kern des durch das Bauelement verkörperten Atoms maßstabgerecht wieder. Andererseits stellt sich bei der modellmäßigen Nachbildung einer Einfachbindung zweier beliebiger Atome durch fluchtende Verbindung eines Armes des einen mit einem Arm des anderen Bauelementes als Folge des maßlich genau festgelegten übereinandergreifens der Arme zwangläufig der richtige Abstand der beiden Atomkerne ein. Es bedarf also weder des Hinzufügens noch des Wegnehmens der den Atomradius des bestimmten einwertigen Atoms (Wasserstoff) verkörpernden Längen der in Richtung der Sigmabindungen verlaufenden Arme. Folglich werden auch keine besonderen Bauelemente zur Darstellung dieses Atoms benöti ' gt.In the component designed according to the invention, the free ends of the arms running in the direction of monovalent bonds represent the position and distance of the core of a monovalent atom of the predetermined type (hydrogen) bound there from the core of the atom embodied by the component to scale. On the other hand, in the model-like simulation of a single bond between two arbitrary atoms, the correct distance between the two atomic nuclei is inevitably established by the aligned connection of one arm of one with an arm of the other component as a result of the dimensionally precisely defined overlapping of the arms. So there is no need to add or subtract the lengths of the arms running in the direction of the sigma bonds that embody the atomic radius of the particular monovalent atom (hydrogen). Consequently, no special components are gt for representing this atom benöti '.

Das erfindungsgemäße Bauelement eignet sich vorzüglich zum Zusammensetzen von Molekülmodellen der Kohlenstoffverbindungen. Es kann ein einzelnes Atom mit seinen Valenzen darstellen, aber es können auch nicht rotierbare Atomgruppierungen, wie z. B. eine C-C- oder C-0-Doppelbindung, ein drei- oder viergliedriger Ring, ein Allen oder eine C-C-Tripelbindung als Ganzes konstruiert werden, wobei die Valenzen durch Röhrchen und Stifte möglichst in 21eicher Anzahl darge3tellt sind.The component according to the invention is particularly suitable for assembly of molecular models of carbon compounds. It can have a single atom represent its valences, but it can not rotatable either Atomic groupings, such as B. a C-C or C-0 double bond, a three- or four-membered Ring, an allene or a C-C triple bond can be constructed as a whole, whereby the valences are represented by tubes and pens in as many numbers as possible are.

Im folaenden wird die Erfindun- an Hand der in C el der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. In the following, the invention is explained on the basis of the exemplary embodiments shown in C el of the drawing.

Fig. 1 stellt das Bauelement des tetragonalen Kohlenwasserstoffes dar, das aus zwei Röhrchen a und zwei Stiften b von 1,09 e Länge besteht, wobei e eine beliebige Längeneinheit ist. Die Röhrchen und Stifte sind miteinander so verbunden und bilden solche Winkel, daß ihre Verbindungsstelle sich im Mittelpunkt eines gleichseitigen Tetraeders befindet, dessen Ecken durch die Enden der Röhrchen a bzw. der Stifte b gebildet werden. Die aus den Stiften und Röhrchen bestehenden Arme bilden daher miteinander Winkel von 1091 28'. Die zwei Röhrchen a besitzen in einer Entfernung von 0,45 e von der Befestigungsstelle durch Einengung oder Ausfüllung einen Anschlag, so daß ein Stift eines anderen Bauelementes nur über eine Länge von 0,64 e in diese Röhrchen eingeschoben werden kann. Die Länge 1,09 e der Röhrchen und Stifte stellt den Abstand eines Wasserstoffatoms vom zentralen Kohlenstoffatom dar. Das Bauelement des vierwertigen Kohlenstoffatoms ist also ohne jeden weiteren Zusatz ein Modell für ein Methanmolekül.Fig. 1 shows the component of the tetragonal hydrocarbon, which consists of two tubes a and two pins b 1.09 e in length, where e is any unit of length. The tubes and pins are connected to one another and form such angles that their connection point is in the center of an equilateral tetrahedron, the corners of which are formed by the ends of the tubes a and the pins b. The arms consisting of the pins and tubes therefore form angles of 1091 28 'with one another. The two tubes a have a stop at a distance of 0.45 e from the fastening point by constriction or filling, so that a pin of another component can only be pushed into these tubes over a length of 0.64 e. The length 1.09 e of the tubes and pins represents the distance of a hydrogen atom from the central carbon atom. The component of the tetravalent carbon atom is therefore a model for a methane molecule without any further addition.

F i g 2 zeigt das Bauelement der isolierten Kohlenstoffdoppelbindung. Es besteht aus einem zentralen, als Abstandsglied dienenden Arm c von 1,33 e Länge, der die Doppelbindung modellmäßig darstellt. An seinen Enden sind nach entgegengesetzten Richtungen je ein Stift b und ein Röhrchen a von 1,08 e Länole in der gleichen Ebene angeordnet, die gegen den zentralen Stab und gegeneinander um 120' geneigt sind. Der Anschlag in den Röhrchen ist auch hier 0.64 e von ihren freien Enden entfernt. Dieses Bauelernent stellt ohne jeden weiteren Zusatz das Modell eines Äthylenmoleküls dar. Fig. 2 shows the component of the isolated carbon double bond. It consists of a central arm c, 1.33 e in length, which serves as a spacer and represents the double bond as a model. At its ends are in opposite directions depending on a pin b and a tube arranged a 1.08 e Länole in the same plane, which are inclined against the central rod and against each other by 120 '. Here, too, the stop in the tube is 0.64 e away from its free ends. This structural element represents the model of an ethylene molecule without any further addition.

Fig. 3 zeigt das Bauelement einer Carbonyl-Crruppe. Das Bauelement besteht aus einem in Richtung der Doppelbindung verlaufenden Arm c von 1,24 e Länge, an dessen einem Ende ein Röhrchen a und ein Stift b von 1,08 e Länge befestigt sind, die um 120' gegeneinander geneigt sind. Das Röhrchen a besitzt in einer Entfernung von 0,64 e von seinem Ende einen Anschlag. Das freie Ende des Armes c, das keine Verbindun2smittel zum Anfügen anderer Bauelemente besitzt, stellt das Sauerstoffatom dar. 3 shows the component of a carbonyl group. The component consists of an arm c extending in the direction of the double bond, 1.24 e in length, at one end of which a tube a and a pin b with 1.08 e length are attached, which are inclined at 120 'to one another. The tube a has a stop at a distance of 0.64 e from its end. The free end of arm c, which has no connecting means for attaching other components, represents the oxygen atom.

In F i g. 4 ist das Bauelement eines Stickstoffes in Ammoniak oder einem Amin dargestellt. Das Bauelement besteht aus zwei Stiften b und einem Röhrchen a von 0,99 e Länge, die zentral zueinander um Winkel von jeweils 1091 geneigt sind und eine flache Pyramide bilden.In Fig. 4 shows the component of a nitrogen in ammonia or an amine. The component consists of two pins b and a tube a 0.99 e in length, which are centrally inclined to each other at angles of 1091 each and form a flat pyramid.

Die F i 5 zeigt das Modell eines Benzolringes, zusammengesetzt aus Bauelementen von drei aromatischen Doppelbindungen. Diese Bauelemente unterscheiden sich bei sonst gleicher Form lediglich in den Länoen ihrer Arme von den im vorstehenden beschriebenen Bauelementen der isolierten Kohlenstoffdoppelbindung nach F i g. 2. Bei der aromatischen Doppelbindung haben die als zentrale Ab- standsglieder dienenden Arme c eine Länge von 1.39 e und die abzweigenden Stifte b bzw. Röhrchen a eine Länge von 1,02 e. Die Röhrchen a besitzen ebenso wie bei allen anderen Bauelementen in einer Entfernuno, von 0,64 e von ihrem Ende einen Anschlag.F i 5 shows the model of a benzene ring, composed of components of three aromatic double bonds. With an otherwise identical shape, these components differ only in the lengths of their arms from the above-described components of the isolated carbon double bond according to FIG . 2. In the case of the aromatic double bond, the stand members as a central exhaust serving arms have a length c 1.39 e and the branching tube pins b and a length of 1.02 s. As with all other components, the tubes a have a stop at a distance of 0.64 e from their end.

Die Durchmesser der Röhrchen und Stifte sind mit Vorteilso bemessen, daß jeder Stift satt und drehbar in jedes Röhrchen paßt. Durch den satten Sitz der Stifte in den Röhrchen werden Flucht und Valenzwinkel im zusammengesetzten Modell genau eingehalten. The diameters of the tubes and pins are advantageously dimensioned so that each pin fits snugly and rotatably into each tube. Due to the snug fit of the pins in the tubes, the alignment and valence angle are precisely adhered to in the assembled model.

Die Wandung der Röhrchen wird zweckmäßigerweise sehr dünn gehalten, um zu erreichen, daß sich Röhrchen und Stifte in ihrer Gesamtdicke möglichst wenig unterscheiden, da sie in ihrer Bedeutung gleichwertig sind. Andererseits sollen die Arme eine gewisse Elastizität besitzen, um die Verhältnisse im Molekül möglichst genau nachzuahmen.The wall of the tube is expediently kept very thin, in order to achieve that tubes and pens are as little as possible in their overall thickness differ, as they are equivalent in their meaning. On the other hand should the arms have a certain elasticity to match the proportions in the molecule as much as possible to imitate exactly.

Als Mittel zur axialen Fixierung der in die Röhrchen a eingesteckten Stifte b in der Anschlagstellung können elastische Mittel wie Gummiband oder eine sich um Röhrchen und Stifte windende und die zentralen Punkte zweier Bauelemente verbindende Spiralfeder vorgesehen sein.The means for axially fixing the pins b inserted into the tubes a in the stop position can be elastic means such as a rubber band or a spiral spring that winds around tubes and pins and connects the central points of two components.

Claims

Claims: 1. Component for the production of stereochemical models of the molecular bonds of polyvalent atoms, consisting of arms converging at one point and firmly connected there, the number and spatial arrangement of which corresponds to the sigma bonds of the polyvalent atom to be represented by the component, and means for aligning connection of two arms of different components while maintaining the mutual rotatability of the connected components around the common axis of the connected arms, characterized in that the length of the arms (a, b) extending in the direction of simple bonds is equal to the core spacings of a certain, enlarged in a given scale monovalent atom, in particular a hydrogen atom, of the atom represented by the component is that the connecting means associated with these arms are designed so that the arms connected in alignment with one another in the direction of their common Axis at least partially overlap one another, and that means are provided which cause the arms to overlap one another by a distance which is equal to the double bond radius of the monovalent atom, which is enlarged in the intended D C scale, of the monovalent atom which also determines the arm lengths.

2. Component according to claim 1, with an arm extending in the direction of multiple bonds, characterized in that the length of this arm (s) is equal to the core spacing of another atom, enlarged in the given scale, with sufficient bonding possibilities from the atom represented by the component and If the other atom has further bonding possibilities, further arms (a, b) designed according to claim 1 are rigidly attached to the free end of the arm (c). 3. Component according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the arms of each component is designed as a cylindrical tube (a) and at least one other of the arms as a fitting and rotatable cylindrical pin (b) in the tube (a) and the insertion depth of each pin (b) in each tube (a) is limited by stops on the pins or on the tubes to the specified dimension for the overlapping of the connected arms. 4. The component according to claim 1 to 3, characterized by means for fixing the pins (b) inserted into the tube (a) in the stop position while maintaining the axial rotatability. Documents considered: German utility model No. 1 740 214; Austrian Patent Nos. 136 357, 175 078; British Patent No. 428 082; U.S. Patent No. 1851159.