DE3249651C2 - Raummodell einer molek}lstruktur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Raummodell einer Molekül­ struktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartig bekanntes Raummodell einer Molekülstruktur aus Kunststoffmodulen für jeweils ein Atom der darzustellenden Molekülstruktur (vgl. z. B. den Prospekt der Firma The Ealing Corporation, South Natick, Massachusetts, "CPK Precision Molecular Models", 1980, S. 27, 30) ermöglicht nur die Model­ lierung von zyklischen ebenen Verbindungen. Dabei liegen die Mittelpunkte der Modulen in einer Ebene, die als Zyklusebene bezeichnet wird, wobei die sich durch die einander berühren­ den Polyederflächen gebildete Winkelsumme gleich oder kleiner als 360° ist. Ein Herausfüllen eines oder mehrerer Atome aus der Zyklusebene ist nicht möglich.

Aus der GB-PS 6 90 938 ist ein Raummodell einer Molekülstruk­ tur bekannt, das jedoch ebenfalls ein Herausführen eines Moduls aus der Ebene der übrigen Modulen nicht ermöglicht, so daß nur ebene Molekülstrukturen herstellbar sind. Weiter beschreibt die DE-OS 19 48 288 ein Raummodell einer Molekül­ struktur, das jedoch ebenfalls nur zur Darstellung von ebenen Molekülstrukturen geeignet ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Raum­ modell eines Molekülstruktur der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein Heraus­ führen eines oder mehrerer Module aus der Zyklusebene möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil eines Raummodells einer Mo­ lekülstruktur,

Fig. 2 dasselbe Raummodell mit zwei um ihre Befestigungsachse verdrehten Moduln,

Fig. 3 einen Modul eines Raummodells,

Fig. 4 ein Raummodell einer Molekülstruktur mit aplanarer zyklischer Verbindung von Atomen,

Fig. 5a, b Diagramme von Winkeln in einem Mole­ kül der (Desoxy)-Ribose,

Fig. 6a, b Diagramme von Winkeln in einem aus den Moduln aufgebauten Raummodell eines Moleküls der (Desoxy)-Ribose.

Das Raummodell einer Molekülstruktur enthält mit­ einander verbundene Kunststoffmoduln 1, 2 (Fig. 1, 2), von denen jeder Modul ein Atom der zu modellierenden Molekülstruktur nachbildet. Die Moduln 1 sind annähernd als Tetraeder ausgebildet, deren Flächen 3 und 4 Löcher 5 zur Verbindung der Moduln beim Zusammenbau des Raummodells haben. Die Moduln 2 haben die Form einer Hemisphäre mit abgeschnittenen Oberflächen, die Seitenflächen zur Berührung mit den benachbarten Mo­ duln 1 bilden.

In Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines Raummodells dargestellt, welches aus fünf einander berührenden Moduln besteht, von denen vier Moduln einen ungefähr gleichen Spitzenwinkel α haben, wobei die Spitze 6 für alle Moduln gemeinsam ist. Zur Bildung des Modells einer aplanaren zyklischen Verbindung aus fünf Moduln, in dem die Mittelpunkte der Moduln nicht in einer Ebene liegen, werden zwei Moduln 1 relativ zu der Achse ihrer Verbindung mit den benachbarten Moduln in Richtung der Pfeile A soweit verdreht, bis der Winkel β zwischen ihren Seitenflächen 7, 8 das Einsetzen des fünften Moduls 9 (Fig. 3) ermöglicht, welcher eben­ falls die Form eines unregelmäßigen Polyeders hat, bei dem der Winkel zwischen seinen Flächen nicht gleich dem Winkel β ist. Ein auf diese Weise zusammen­ gebautes Raummodell einer Molekülstruktur mit der aplanaren zyklischen Atombindung ist in Fig. 4 dar­ gestellt.

In Fig. 5 und 6 ist ein Beispiel zur Bestimmung von Valenzwinkeln für das Molekül der (Desoxy)-Ribose gezeigt. Auf Grund von Daten der Röntgenstrukturanalyse wurde festgestellt, daß die inneren Valenzwinkel gleich 101,3°, 102,4°, 104,4°-106,1°, 109,2°-110,0°, 105,6°-107,3° sind und ihre Summe 525° beträgt, während die durch die Ebenen 10 um den Mittelpunkt des Moleküls gebildeten Winkel entsprechend gleich 78,7°, 77,6°, 75,6°-73,9°, 70,8°-70,0°, 74,4°- 72,7° sind und ihre Summe 375° beträgt. Das gebaute Modell dieser Molekülstruktur hat die inneren Valenzwin­ kel von 104° und 110° und ihre Summe beträgt 526°, während die Summe der Zentralwinkel des Moleküls gleich 374° ist und diese Winkel 76° bzw. 70° betragen.

Der Zusammenbau eines Raummodells einer Molekülstruktur mit der aplanaren zyklischen Verbindung wird folgen­ derweise durchgeführt.

Vier Moduln 1 und 2 werden miteinander verbunden, worauf zwei von diesen Moduln relativ zu ihrer Ver­ bindungsachse in gleicher Richtung verdreht werden. In den entstandenen Raum 11 (Fig. 2) wird der fünfte Mo­ dul 9 eingesetzt, der in bezug auf die übrigen Moduln herausgeschoben bleibt.

Die Erfindung kann für wissenschaftliche For­ schungs- und Lehrzwecke zur Veranschaulichung der räumlichen Vorstellung von Molekülstrukturen der Stoffe und ihrer Umwandlung benutzt werden. Man verwendet die Erfindung zur Auswertung und Deutung der anfängli­ chen Daten, die man bei kristallografischen Untersuchun­ gen von chemischen Verbindungen erhält, sowie zur Er­ mittlung von wahrscheinlichsten Strukturzuständen dieser Verbindungen.

Claims (1)

1. Raummodell einer Molekülstruktur aus miteinander verbundenen Kunststoffmodulen (1, 2) für jeweils ein Atom der darzustel­ lenden Molekülstruktur zyklischer Verbindungen, wobei die Kunststoffmodulen (1, 2) als Polyeder ausgebildet sind, von denen sich benachbarte Polyeder mit ihren Seitenflächen be­ rühren und eine gemeinsame Spitze (6) haben, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffmodulen (1, 2) zur Darstellung eines Modells einer unebenen zyklischen Verbindung aus bis zu fünf Atomen als unregelmäßige Polyeder ausgebildet sind, wobei der Mittelpunkt von wenigstens einem der Polyeder in einer anderen Ebene als der Ebene der Mittelpunkte der übri­ gen Polyeder liegt, und die Summe der Winkel, die von den sich einander berührenden Polyederflächen der Kunststoff­ modulen (1, 2) gebildet werden, größer als 360° ist.