분자의 모양은 분자의 기능 및 다른 분자와의 상호작용에 기여합니다. 수년에 걸쳐, 분자의 시각적 표현을 위해 다양한 모형들이 개발되었습니다.
루이스 구조(Lewis structure)는 길버트 뉴턴 루이스(Gilbert Newton Lewis)가 개발했으며, 루이스는 이 구조를 1916년 자신의 논문 “원자와 분자”에 처음 실었습니다. 루이스 구조는 원소기호를 사용합니다. 원소를 연결하는 선은 공유결합을 나타내고 쌍으로 이루어진 점은 결합에 참여하지 않는 전자 쌍을 나타냅니다.
결합선 구조(bond line structure)는 유기(탄소 기반)분자를 루이스 구조보다 간단히 시각화하는 방법입니다. 결합선 구조에선 탄소원자와 수소원자를 표시하는게 생략되고 대신 선이 끝나는 지점이나 선이 구부러지는 곳엔 항상 탄소원자와 수소원자가 있다고 간주됩니다. 결합선 구조는 유기화학과 생화학에서 흔히 접하는 탄소와 수소를 많이 포함한 분자(예: 매우 긴 탄화수소 사슬)를 표현하는데 특히 유용합니다.
2차원 모형은 기본적인 분자 구조를 이해하는 데 유용합니다. 그러나 분자가 다른 분자 혹은 다른 물질과 어떻게 상호작용할지 예측하려면 분자가 3차원 공간에서 어떻게 존재하는지 이해하는 것이 중요합니다. 공-막대 모형(ball and stick model)은 분자 내의 원자들 사이의 3차원 관계를 보여줍니다.
공간채움 모형(space-filling model)은 공-막대 모형의 개념을 발전시켜 원자 반지름의 비율을 유지하는 방식으로 원자를 묘사하여 보다 정확한 분자의 3차원 뷰를 제공합니다. 이 모형은 결합을 나타내기위해 원자 사이에 선을 사용하는 대신 구체의 근접한 것을 통해 결합의 강도를 나타냅니다. 이중 결합과 같이 강한 결합을 가진 원자는 더 약한 결합을 가진 원자를 표현하는 구체보다 더 많이 겹치는 구체로 표현됩니다. 공간채움 모형과 공-막대 모형은 표준화된 서로 다른 원소의 원자를 표현하기 위해 표준화된 색상을 사용하기 때문에 일반적으로 원자에 원소기호를 붙일 필요가 없습니다.빨간색은 산소를, 검은색은 탄소, 흰색은 수소를 나타냅니다. 질소, 황, 인, 염소, 불소, 브롬을 포함한 일반적으로 공생 화합물을 형성하는 다른 요소들도 특정한 색상으로 표시된다 색상을 사용하여 다양한 원소의 원자를 표현하기 때문에 원소기호로 원자를 라벨링하는 것은 일반적으로 필요하지 않습니다. 빨간색은 산소를 나타내고, 검은 색은 탄소이고, 흰색은 수소입니다. 일반적으로 공유결합 화합물(covalent compound)을 형성하는 원소들(예: 질소, 황, 인, 염소, 불소 및 브로민)도 각기 지정된 색상으로 표시됩니다.
