东京大学
熟悉的元素周期表，每种原子都显示为彩球
CPK模型(上图)中每个原子的大小都比Z相关模型(下图)中的大，因为它是基于原子周围的电子分布，而不是基于原子核本身的大小
这在电子云不可见的电子显微镜中很重要
鸣谢:2021中村，原野等人
有多种方法可以创建原子和分子的二维和三维模型
随着能够在原子尺度上对样本成像的尖端设备的出现，科学家们发现传统的分子模型并不适合他们看到的图像
研究人员设计了一种更好的方法来可视化基于这些传统方法构建的分子
他们的模型与他们获得的成像数据吻合得很好，他们希望这些模型能够帮助化学家凭直觉解释分子图像
任何阅读这篇文章的人都可能熟悉原子和分子的传统球棒模型，其中不同大小和颜色的球代表各种原子核，棒代表原子之间的键的属性
虽然这些是有用的教育工具，但它们远比它们反映的现实简单
化学家倾向于使用Corey–Pauling–kol tun(CPK)模型，该模型类似于球棒模型，但球膨胀后会重叠
CPK模型比球杆模型能更好地告诉化学家分子中各组分的相互作用方式
近年来，由于原子分辨率透射电子显微镜(AR-TEM)等技术的发展，人们不仅可以捕捉分子的结构，甚至可以在视频中记录它们的运动和相互作用
这有时被称为“电影分子科学”
“然而，正是随着我们视觉化不可见事物能力的飞跃，球杆或CPK模型成了障碍而不是帮助
当东京大学化学系的研究人员试图用他们看到的图像来拟合这些模型时，他们遇到了一些问题
研究人员的Z相关分子模型与球杆和CPK模型进行了比较
鸣谢:2021中村，原野等人
“球杆模型过于简单，无法准确描述我们图像中的真实情况，”原野浩二教授说
CPK模型从技术上展示了电子云在原子核周围的扩散，但它过于密集，无法分辨一些细节
原因是这两个模型都没有展示出原子的真实尺寸，而这正是来自AR-TEM的图像所显示的
" 在AR-TEM图像中，每个原子的大小与该原子的原子量直接相关，简称为Z
因此，中村荣一教授和他的团队选择修改球杆模型以适应他们的图像，其中模型中的每个原子核都根据它所代表的原子核的Z数来确定大小，并将其命名为Z相关(ZC)分子模型
他们保留了CPK模型中使用的相同颜色系统，该模型最初是由美国化学家罗伯特·科里和莱纳斯·鲍林在1952年提出的
中村说:“一张照片胜过千言万语，你可以将透射电镜图像与有史以来第一张黑洞照片相比较。”
“它们都展示了前所未见的现实，而且都远不如人们想象的那样清晰
这就是为什么模型对于弥合想象和现实之间的差距如此重要
我们希望Z-关联分子模型将帮助化学家基于直觉分析电子显微镜图像，甚至不需要任何理论计算，并开辟一个“电影分子科学”的新世界
" 这项研究发表在《国家科学院院刊》上
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