Kalottenmodell

Das Kalottenmodell gehört – wie das Stäbchenmodell und das Bändermodell – zu den räumlichen Molekülmodellen, die zur dreidimensionalen Veranschaulichung der Struktur von Molekülen dienen.

Kalottenmodell der Ameisensäure.
Kalottenmodell des Octans.
Kalottenmodell des Peptid-Hormons Angiotensin I aus experimentell ermittelten NMR-Strukturdaten. PDB 1N9U.

Beschreibung

Das 1934 vom Schweizer Physiker Herbert Arthur Stuart entwickelte Kalottenmodell ist eine Weiterentwicklung des Stäbchenmodells, mit welchem der Aufbau von Molekülen plastisch dargestellt werden kann.[1] Dabei werden die Atome der einzelnen Elemente durch verschiedenfarbige Kugelausschnitte (Kalotten) repräsentiert. Die Relationen der Atomgrößen, Bindungswinkel und Bindungslängen entsprechen den tatsächlichen Verhältnissen. Erstere werden durch die Van-der-Waals-Radien der einzelnen Atome bestimmt. Es entsteht so ein anschauliches und (je nach Bausatz und Ausführung) bewegliches Modell des Moleküls. Die Kalottenmodelle werden bis heute von der Firma Leybold hergestellt und vertrieben.

In den USA entwickelte J. Hirschfelder 1937 ein preisgünstigeres Kalottenmodell als jenes, das von Fisher Scientific vermarktet wurde. Anfang der 1950er Jahre entwickelten L. Pauling und R. B. Corey ein eigenes Kalottenmodell[2], das von W. Koltun verbessert und als CPK-Modell bekannt wurde (Corey-Pauling-Koltun).[3]

Die Moleküldarstellung als Kalottenmodell wird auch von vielen 3D-Strukturprogrammen unterstützt.

Farbgebung

Die Farbgebung der Atome erfolgt nach dem CPK-Modell.

Farbgebung
Atom Farbe
Wasserstoff weiß
Kohlenstoff schwarz oder grau
Stickstoff blau
Sauerstoff rot
Phosphor orange
Schwefel gelb
Chlor grün

Quellen
  1. Herbert Arthur Stuart (1934): Über neue Molekülmodelle. In: Zeitschrift für Physikalische Chemie (B). Bd. 27, S. 350–358.
  2. Robert B. Corey & Linus Pauling (1953): Molecular Models of Amino Acids, Peptides, and Proteins. In: Review of Scientific Instruments. Bd. 24, Nr. 8, S. 621–627. PDF
  3. Walter L. Koltun (1965): Precision space-filling atomic models. In: Biopolymers. Bd. 3, Nr. 6, S. 665–679. PMID 4158989 doi:10.1002/bip.360030606

Literatur
  • Egbert Keller: Kalottenmodelle In: Chemie in unserer Zeit, 14. Jahrg. 1980, Nr. 2, S. 56–60, ISSN 0009-2851
  • Eric Francoeur (1997): The Forgotten Tool: The Design and Use of Molecular Models. In: Social Studies of Science. Bd. 27, Nr. 1, S. 7–40. doi:10.1177/030631297027001002
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