Molekülmodelle

Molekülmodelle sind in der Chemie ein nicht wegzudenkendes Hilfsmittel für die Lehre sowie auch bei sterisch komplexeren wissenschaftlichen Diskussionen.

Über die Aspekte der verallgemeinerten Geometrie, die mit Hilfe von typischen Molekülbaukästen abgebildet wird, hinaus gehen 3D-gedruckte Molekülmodelle. Diese repräsentieren eine exakte maßstabsgetreue Abbildung der Realität. Die Atomkoordinaten werden dabei entweder aus röntgenkristallographischen Strukturbestimmungen oder aus quantenchemischen Berechnungen heran gezogen.

Nach einer Skalierung, typischerweise um den Faktor 1 : 1.8·10⁸, und einer Umwandlung der Koordinatendateien in 3-dimensionale Formen erfolgt der 3D-Druck der dann ca. 20 cm großen Strukturen. Mit einem Lineal bzw. Geodreieck können die exakten geometrischen Verhältnisse nachgemessen bzw. untersucht werden.

Dies eröffnet innovative Lehrmethoden in fortgeschrittenen Vorlesungen/Übungen der organischen Chemie (Stereochemie) z.B. im Hindblick auf die Bestimmung des Doppelbindungscharakters, der Aromatizität und zahlreicher weiterer Eigenschaften. Darüber hinaus erlauben die Modelle eine anschauliche Diskussion komplexer Problemstellungen aus der Forschung.

Chem. Teach. Int. 2020, 2, 20190006: Organic chemistry lecture course and exercises based on true scale models