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简单3D分子查看器 - 球棍模型

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H₂O · 水分子
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原子图例 (CPK颜色)

球棍模型是化学中常用的一种三维分子结构表示方法。在这个模型中,原子用球体表示,不同元素使用不同颜色区分(CPK颜色标准);化学键用棍子(圆柱体)表示,连接相邻的原子。球棍模型能直观展示分子的三维几何构型、键角和相对位置,广泛应用于化学教学和科研可视化。单键用一根棍子表示,双键用两根平行棍子,三键用三根平行棍子。

CPK颜色标准由化学家Corey、Pauling和Koltun提出,用于在分子模型中统一标识不同元素。常见元素颜色:氢(H)白色碳(C)深灰色氮(N)蓝色氧(O)红色硫(S)黄色磷(P)橙色氯(Cl)绿色。这个标准使得化学家能够快速识别分子中的元素组成,被广泛应用于分子可视化软件和教材中。

旋转:鼠标左键拖拽或单指滑动(触屏)可旋转分子视角。
缩放:使用鼠标滚轮或双指捏合(触屏)可放大缩小分子。
平移:鼠标右键拖拽或双指同时滑动可平移视图。
重置:点击"重置视角"按钮恢复到默认视角。
自动旋转:开启后分子将自动缓慢旋转,便于全方位观察。

当前查看器内置了多种代表性分子:水(H₂O)展示弯曲构型、二氧化碳(CO₂)展示线性结构、甲烷(CH₄)展示正四面体、氨(NH₃)展示三角锥、乙醇(C₂H₅OH)展示有机分子骨架、苯(C₆H₆)展示芳香环结构、咖啡因(C₈H₁₀N₄O₂)展示复杂杂环体系。这些分子涵盖了无机和有机化学中的典型结构类型。

在球棍模型中,单键由一根圆柱体连接两个原子;双键(如C=O)由两根平行的细棍表示,它们垂直于键轴并对称分布在两侧;三键(如N≡N)由三根平行的细棍表示。这种表示法直观地反映了键级信息。例如在苯分子中,碳环上的键交替显示为单键和双键(Kekulé结构),尽管实际上苯中的键是等价的离域键。