Les modèles en modélisation moléculaire

Les premiers modèles moléculaires que tout chimiste a eu en mains sont les modèles matérialisés qui permettent une bonne perception de la structure tridimensionnelle des molécules.

Ce type de modèle simple (dit en boule et bâton) matérialise la nature et le type des atomes et des liaisons et met l'accent sur la structure tridimensionnelle de la molécule. Les longueurs et les angles de liaisons sont des valeurs moyennes. Les volumes d'impénétrabilité des atomes ne sont pas matérialisés.

Les modèles en tiges apportent une simplification en ne matérialisant pas les atomes par des boules.

Les modèles métalliques de la marque Drieding sont usinés pour avoir des valeurs précises des longueurs de liaison et des angles de valences.

Une réglette et un rapporteur permettent de mesurer sur le modèle les longueurs et les angles de torsion.

Des éléments en plastique transparent peuvent être ajoutés au modèle Drieding pour matérialiser les sphères de van der Waals des atomes d'hydrogène.

Les modèles dits "compacts" ou CPK matérialisent les sphères d'impénétrabilité des atomes. Les longueurs et les angles de liaisons sont respectés par les plans sécants de ces sphères. Ces modèles permettent de bien appréhender les encombrements stériques.

Bien que supplanté dans les laboratoires par des représentations informatiques, ces modèles matériels restent très utiles dans l'enseignement car la perception tridimensionnelle reste grandement facilitée par la manipulation réelle d'un l'objet matériel.

Du point de vue historique, citons que c'est en construisant un modèle en fil de fer que James Watson et Francis Crick ont pu affiner leur modèle de la structure en double hélice de l'ADN qui leur a valu le prix nobel en 1962.