Las estructuras de Lewis fueron desarrolladas por Gilbert Newton Lewis, quien las publicó por primera vez en su artículo “El átomo y la molécula” en 1916. Las estructuras Lewis utilizan los símbolos químicos para los elementos. Las líneas que enlazan elementos representan enlaces covalentes, y los pares de puntos representan pares de electrones que no participan en un enlace.
La estructura de la línea de unión es una forma más sencilla de visualizar moléculas orgánicas (basadas en el carbono) que la estructura de Lewis. En las estructuras de líneas de unión, se entiende que los átomos de carbono e hidrógeno existen en cualquier lugar en el que una línea termine o se doble en un ángulo, en lugar de dibujarse explícitamente. Las estructuras de líneas de unión son especialmente útiles para modelar moléculas más grandes que contienen grandes cantidades de carbono e hidrógeno o cadenas de hidrocarburos muy largas, como las que se encuentran comúnmente en química orgánica y bioquímica.
Los modelos 2D son útiles para comprender las estructuras moleculares básicas. Sin embargo, para predecir cómo las moléculas interactuarán entre sí y con otras sustancias, es importante entender cómo existen las moléculas en el espacio tridimensional. Los modelos de bolas y palos muestran relaciones 3D entre átomos dentro de una molécula.
Los modelos moleculares de espacio lleno llevan el concepto de modelos de barras y esferas más allá, proporcionando una visión 3D más precisa de las moléculas mediante la representación de átomos de una manera que mantiene la relación de radios atómicos. En lugar de utilizar líneas entre átomos para representar enlaces, la proximidad de las esferas entre sí indica la fuerza de unión. Los átomos con enlaces más fuertes, como los enlaces dobles, están representados por esferas que se superponen más que las esferas que representan átomos más débilmente unidos.El etiquetado de átomos con sus símbolos químicos generalmente no es necesario, ya que los modelos de espacio lleno y barras y esferas utilizan colores estandarizados para representar átomos de diferentes elementos. El rojo representa el oxígeno, el negro es carbono y el blanco es hidrógeno. Otros elementos que comúnmente forman compuestos covalentes, incluyendo nitrógeno, azufre, fósforo, cloro, flúor y bromo, también están indicados por colores específicos.
