Layer8 Blog

学生時代、化学の授業で組成式や化学式を必死で覚えた記憶があります。組成式や分子式はおぼていなくても、分子の立体構造を見るとなんとなくわくわくしないでしょうか。現在は3Dモデルがインターネット上で多く配布され、分子がどのような形をしているかの理解の手助けになります。今回は配布されている分子構造を閲覧するためのソフト「Jmol 12.0.34」をご紹介します。

zipファイルを公式サイトからダウンロードして解凍します。ソフトウェアのインストールは不要ですが、起動するためにはJava Platform SEが必要です。

画像に示しているように、jmol.jarが実行ファイルです。ダブルクリックして起動しましょう。

起動すると、最初は真っ黒な背景が出ます。ここに分子データのファイルをドラッグ＆ドロップするか、File→Openからファイルを選択して開きましょう。

記事冒頭で読み込んだファイルの分子はアセチルサリチル酸で、アスピリンとしても知られています。身近なところではバファリンなどの頭痛鎮静薬として利用されるものです。

さらに、Jmolは分子モデルの作成まで出来ます！メニューからをさがしてクリックしてみましょう。

すると画面中央に何かができます。これは何かというと、中央が炭素原子でその周りに4個接続しているのが水素原子です。つまりこれはエタンを表しています。

これを基本にして、なにか作ってみましょう。アクションゲームなどですっかりお馴染み(？)となったトリニトロトルエンの分子モデルを目標にします。

トリニトロトルエンは一般的に2, 4, 6-トリニトロトルエンのことを指しますが、トルエンの数字の位置の水素原子3個をニトロ基に置き換えればいいわけですね。

まずはトルエンから作りましょう。そのためにはベンゼン環が必要なので、ベンゼンを作るところから考えます。まずは図のように炭素原子を選択しましょう。

その状態で最初に現れたエタンの右下にある水素原子を左クリックしましょう。すると水素原子が炭素+水素3個に置き換わって、メタンが出来上がります。

これを繰り返してヘキサンを作りましょう。ヘキサンになるようなら、どの水素原子を選んでも構いません。

ヘキサンまでを作成しました。ベンゼンは環構造なので、左端の炭素と右端の炭素をくっつけることを考えます。

左上のメニューから、今度は枝状の絵の描いてある項目のうち、singleを選択します。

そして左端の炭素原子から右端の炭素原子に向かってドラッグ＆ドロップします。こうすることでヘキサンは環構造のシクロヘキサンにすることができました。

仕上げにベンゼン環を作ります。ベンゼン環はシクロヘキサンのそれぞれの炭素原子から水素を1個ずつとればいいので、delete atomで水素原子を選択して消してしまいましょう。

これで形の上ではベンゼン環ができました。しかしながら歪んだ形になっていると思います。そういう時はdrag atom (and minimize)を用いて、原子を引っ張って放してみましょう。

原子が安定となるような配置に自動的に補正されるので、カメラを回転しながら原子の位置を調整すると、自然なベンゼン環が出来上がります。

以上の過程でできたベンゼン環です。あとはベンゼン環の水素原子1個をメチル基に置き換えればトルエンができますね。

水素原子を置き換えるのも、メタンからヘキサンを作ったのと同様に炭素原子を選択した状態で、水素原子をクリックしましょう。該当の部分がメチル基に置き換わります。

最後に2, 4, 6をニトロ基に置きかえてトリニトロトルエンの完成です。今度は窒素原子を選びます。

窒素原子で置き換えたら、上の図のようになったでしょうか？多分ならないはずです。NO₂ではなくNH₂で置き換わっていると思います。HをOに置き換えれば完成です！

操作が簡単で、初心者でも簡単に扱えると感じました。

またJmolはwebページ上でも分子構造の表示に使えることから広く普及しているため、Jmolを使うためのマニュアルや参考サイトも充実しています。

3D分子モデルの表示のみならず、作成もできるあたりが面白かったと思います。

化学の学習の手助けにもなるかもしれません。

3D分子モデルを閲覧できる「Jmol 12.0.34」

ダウンロード：Jmol 12.0.34

対応OS： Windows 7/Vista/XP/ME/2000/NT/98/95