En química , el modelo de bola y palo es un modelo molecular de una sustancia química que muestra tanto la posición tridimensional de los átomos como los enlaces entre ellos. [1] Los átomos suelen estar representados por esferas , conectadas por varillas que representan los enlaces. Los enlaces dobles y triples suelen estar representados por dos o tres varillas curvas, respectivamente, o alternativamente por varillas correctamente colocadas para los enlaces sigma y pi . En un buen modelo, los ángulos entre las varillas deberían ser los mismos que los ángulos entre los enlaces , y las distancias entre los centros de las esferas deberían ser proporcionales a las distancias entre los núcleos atómicos correspondientes . El elemento químico de cada átomo suele estar indicado por el color de la esfera. [2]
En un modelo de bolas y palos, el radio de las esferas suele ser mucho más pequeño que las longitudes de las varillas, para proporcionar una visión más clara de los átomos y enlaces en todo el modelo. Como consecuencia, el modelo no proporciona una idea clara del espacio ocupado por el modelo. En este aspecto, los modelos de bolas y palos se diferencian de los modelos de llenado de espacio (calotte) , donde los radios de las esferas son proporcionales a los radios atómicos de Van der Waals en la misma escala que las distancias de los átomos y, por lo tanto, muestran el espacio ocupado pero no los bonos.
Los modelos de bolas y palos pueden ser artefactos físicos o modelos informáticos virtuales . Los primeros suelen construirse a partir de kits de modelado molecular, que constan de varios resortes helicoidales o palos de plástico o madera, y varias bolas de plástico con agujeros previamente perforados. Los colores de las esferas suelen seguir la coloración CPK . Algunos cursos universitarios de química exigen que los estudiantes compren estos modelos como material de aprendizaje.
En 1865, el químico alemán August Wilhelm von Hofmann fue el primero en crear modelos moleculares de bolas y palos. Usó tales modelos en una conferencia en la Royal Institution de Gran Bretaña .
Empresas especializadas fabrican kits y modelos bajo pedido. Una de las primeras empresas fue Woosters en Bottisham , Cambridgeshire , Reino Unido. Además de los agujeros tetraédricos, trigonales y octaédricos, había bolas multiusos con 24 agujeros. Estos modelos permitían la rotación alrededor de los enlaces de varilla única, lo que podría ser tanto una ventaja (que muestra flexibilidad molecular) como una desventaja (los modelos son flexibles). La escala aproximada fue de 5 cm por ångström (0,5 m/nm o 500.000.000:1), pero no fue consistente en todos los elementos.
La empresa Beeverses Miniature Models de Edimburgo (que ahora opera como Miramodus) produjo modelos pequeños a partir de 1961 [3] utilizando bolas de PMMA y varillas de acero inoxidable . En estos modelos, el uso de bolas perforadas individualmente con ángulos de unión y longitudes de unión precisos permitió crear con precisión grandes estructuras cristalinas en una forma ligera y rígida.
