Kalottenmodell

Das Kalottenmodell gehört – wie das Stäbchenmodell und das Bändermodell – zu den räumlichen Molekülmodellen, die zur dreidimensionalen Veranschaulichung der Struktur von Molekülen dienen.

Das 1934 vom Schweizer Physiker Herbert Arthur Stuart entwickelte Kalottenmodell ist eine Weiterentwicklung des Stäbchenmodells, mit welchem der Aufbau von Molekülen plastisch dargestellt werden kann.^[1] Die englische Fachsprache bezeichnet diese Darstellung anschaulich als „Space-filling model“ (deutsch „raumfüllendes Modell“). Dabei werden die Atome der einzelnen Elemente durch verschiedenfarbige Kugelausschnitte (Kalotten) repräsentiert. Die Relationen der Atomgrößen, Bindungswinkel und Bindungslängen entsprechen den tatsächlichen Verhältnissen. Erstere werden durch die Van-der-Waals-Radien der einzelnen Atome bestimmt. Es entsteht so ein anschauliches und (je nach Bausatz und Ausführung) bewegliches Modell des Moleküls. Die Kalottenmodelle werden bis heute von der Firma Leybold hergestellt und vertrieben.

In den USA entwickelte J. Hirschfelder 1937 ein preisgünstigeres Kalottenmodell als jenes, das von Fisher Scientific vermarktet wurde. Anfang der 1950er Jahre entwickelten L. Pauling und R. B. Corey ein eigenes Kalottenmodell,^[2] das von W. Koltun verbessert und als CPK-Modell bekannt wurde (Corey-Pauling-Koltun).^[3]

Die Moleküldarstellung als Kalottenmodell wird auch von vielen 3D-Strukturprogrammen unterstützt.

Die Farbgebung der Atome erfolgt nach dem CPK-Modell.^[4]

Farbgebung

Atom	Farbe
Wasserstoff	weiß
Kohlenstoff	schwarz
Stickstoff	blau
Sauerstoff	rot
Phosphor	violett
Schwefel	gelb
Chlor	grün

• Egbert Keller: Kalottenmodelle In: Chemie in unserer Zeit, 14. Jahrg. 1980, Nr. 2, S. 56–60, ISSN 0009-2851
• Eric Francoeur (1997): The Forgotten Tool: The Design and Use of Molecular Models. In: Social Studies of Science. Bd. 27, Nr. 1, S. 7–40. doi:10.1177/030631297027001002

• Explore Whipple Collections: Space-filling models (Memento vom 5. April 2015 im Internet Archive)
• Chemie des Alltags – Ein Blick hinter die Kulissen (Memento vom 3. März 2016 im Internet Archive)
• History of Visualization of Biological Macromolecules - On-line Museum: 1966 Molecular Model Catalogue

1. ↑ Herbert Arthur Stuart (1934): Über neue Molekülmodelle. In: Zeitschrift für Physikalische Chemie (B). Bd. 27, S. 350–358.
2. ↑ Robert B. Corey & Linus Pauling (1953): Molecular Models of Amino Acids, Peptides, and Proteins. In: Review of Scientific Instruments. Bd. 24, Nr. 8, S. 621–627. PDF
3. ↑ Walter L. Koltun (1965): Precision space-filling atomic models. In: Biopolymers. Bd. 3, Nr. 6, S. 665–679. PMID 4158989 doi:10.1002/bip.360030606
4. ↑ Todd Helmenstine: CPK Colors. In: sciencenotes.org. 28. August 2019, abgerufen am 7. Juli 2025 (englisch).