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分子を組み立てる

概要:分子ビルダーです。原子価チェック付きで模型キットのように原子をつなぎ、分子式・名前・SMILES・3Dモデルをリアルタイムで確認でき、20問の組み立てチャレンジにも挑戦できます。無料でWebブラウザ上で動作し、インストールは不要です。

仮想の分子模型キットです。タップして原子を追加し、単結合・二重結合・三重結合でつなぐと、組み立てに合わせて分子式が更新されます。原子価の規則により、ありえない構造は作れません。完成した分子には名前とSMILES文字列が付き、3Dで表示できます。チャレンジモードで腕試しもできます。

要点:炭素は4本、窒素は3本、酸素は2本、水素は1本の結合をつくります。水はH–O–H、メタンはCに4つのH、CO₂はO=C=Oとして組み立てます。オレンジ色のバッジがすべて消えれば分子は完成です。

分子式
結合
名前—
SMILES

チャレンジモード

分子の組み立て方

  1. キット(C、H、O、N、ハロゲン、S、P、B)から原子を選び、ボードをタップして配置します。
  2. 原子を選択した状態(破線の輪)で、ボードをタップするか同じ原子をもう一度タップすると、結合した原子が追加されます。先に単結合・二重結合・三重結合を選んでください。
  3. 1つの原子を選択してもう1つをタップすると、2つの原子がつながります。結合をタップすると、単結合 → 二重結合 → 三重結合と切り替わります。
  4. オレンジ色のバッジは、その原子にあと何本の結合が必要かを示します。+H補完を使うと水素で埋められます。
  5. すべての原子が満たされると、分子式、名前、SMILESが表示され、分子を3Dで見ることができます。

使用している原子価の規則(中性原子)

原子H、F、Cl、Br、IONBCSP
結合123342、4、または63 or 5

二重結合は2本、三重結合は3本として数えます。NH₄⁺のような荷電種は中性のキットには含まれません。

チャレンジ:組み立てる20の分子

水、メタン、アンモニアから始めて、二重結合・三重結合(CO₂、N₂、エチン)、さらに異性体へ進みます。エタノールとジメチルエーテルはどちらもC₂H₆Oで、分子式は正しいが結合のしかたが違う場合はチェッカーが教えてくれます。最後は環状化合物(シクロプロパン)です。

分子を組み立てたら、VSEPR計算ツールで形を調べたり、3D分子模型ビューアで回転させたりしてみましょう。

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よくある質問

オンラインで分子を組み立てるには?

キットから原子を選び、タップして配置してから、結合した原子を追加するか原子どうしをつなぎます。ビルダーは各原子の原子価をチェックし、作業中も分子式を表示し、分子が完成すると名前を検索します。

PhETの「分子を作ろう(Build a Molecule)」シミュレーションと似ていますか?

原子を分子模型キットのように組み合わせるという考え方は同じです。スマートフォンやタブレットを含むあらゆるブラウザで動作し、二重結合・三重結合、SMILES出力、名前の検索、3D表示も加わっています。

原子にそれ以上結合を追加できないのはなぜですか?

中性の原子の結合数は決まっています:H 1、O 2、N 3、C 4。原子の原子価が満たされると、ビルダーは余分な結合を追加できないようにするため、実在しうる分子だけを組み立てられます。

オレンジ色の数字は何を意味しますか?

その原子の原子価を満たすのにあと何本の結合が必要かを示します。他の原子をつなぐ、二重結合を加える、または「+H補完」を押して水素を追加して埋めてください。

チャレンジモードはどのように動作しますか?

目標の分子を選びます。すべての原子の結合がそろうと、ビルダーがあなたの構造を目標と比較します。分子式は正しいが結合のしかたが異なる異性体も見分けます。

作った分子を3Dで見られますか?

はい。分子が完成してPubChemに登録されていれば、「3Dで表示」を押すと球棒モデルが表示されます。完全版の3D分子模型ビューアで開くこともできます。

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