La forme d’une molécule contribue à sa fonction et à ses interactions avec d’autres molécules. Au fil des ans, de nombreux modèles différents ont été conçus pour la représentation visuelle des molécules.
Les structures de Lewis ont été mises au point par Gilbert Newton Lewis, qui a publié ces structures pour la première fois dans son article “ L’atome et la molécule ” en 1916. Les structures de Lewis utilisent les symboles chimiques pour les éléments. Les lignes reliant les éléments représentent les liaisons covalentes, et les paires de points représentent les doublets d’électrons qui ne participent pas à une liaison.
La structure des lignes de liaison est un moyen plus simple de visualiser les molécules organiques (à base de carbone) que la structure de Lewis. Dans les structures avec des lignes de liaison, il est entendu que les atomes de carbone et d’hydrogène existent partout où une ligne se termine ou se plie à un angle, plutôt que d’être explicitement représentés. Les structures des lignes de liaison sont particulièrement utiles pour modéliser de plus grandes molécules qui contiennent de grandes quantités de carbone et d’hydrogène ou de très longues chaînes d’hydrocarbures, comme celles qu’on rencontre couramment en chimie organique et en biochimie.
Les modèles en 2D sont utiles pour comprendre les structures moléculaires de base. Cependant, pour prévoir comment les molécules interagissent les unes avec les autres et avec d’autres substances, il est important de comprendre comment les molécules existent dans l’espace tridimensionnel. Les modèles boules-bâtonnets montrent les relations en 3D entre les atomes au sein d’une molécule.
Les modèles compacts vont plus loin que le concept des modèles boules-bâtonnets, fournissant une vue en 3D plus précise des molécules en représentant des atomes d’une manière qui maintient le rapport des rayons atomiques. Plutôt que d’utiliser des lignes entre les atomes pour représenter les liaisons, la proximité des sphères les unes par rapport aux autres indique la force des liaisons. Les atomes avec des liaisons plus fortes, telles que les liaisons doubles, sont représentés par des sphères qui se chevauchent plus que les sphères représentant des atomes plus faiblement liés. L’étiquetage des atomes avec leurs symboles chimiques n’est généralement pas nécessaire, parce que les modèles compacts et les modèles de boules-bâtonnets utilisent des couleurs aux normes pour représenter les atomes de différents éléments. Le rouge représente l’oxygène, le noir c’est le carbone, et le blanc c’est l’hydrogène. D’autres éléments qui forment généralement des composés covalents, y compris l’azote, le soufre, le phosphore, le chlore, le fluor et le brome, sont également indiqués par des couleurs spécifiques.
