🧊3D 分子模型在线生成 - 输入 SMILES 看分子立体结构、测键长键角

如何使用3D 分子模型

1. 1输入 SMILES，或点一个示例分子（水、甲烷、苯、环己烷、葡萄糖、咖啡因、阿司匹林等）
2. 2拖动旋转、滚轮缩放，切换球棍 / 空间填充 / 棍状 / 线框，选择是否显示氢原子和原子标签
3. 3依次点击 2～4 个原子测距离、键角或二面角，需要时导出 PNG、SVG、XYZ 或 MOL 文件

常见问题

三维坐标是怎么算出来的？准确吗？

工具先解析 SMILES 并补全氢原子，按每个原子的 σ 键数与孤对电子数判断 sp、sp²、sp³ 杂化，取标准键长和理想键角，再用一个简化的分子力场（键伸缩、键角、平面性、交叉式扭转、非键排斥、手性与顺反约束）从多个随机起点做能量最小化，取能量最低的结果。键长通常与实验值相差约 0.02 Å 以内，键角约 2° 以内，适合教学和看立体形状；它不是量子化学优化结构，也不保证找到全局最低能构象，精确计算请用 Gaussian、ORCA、xtb 等软件。

手性和顺反异构能正确显示吗？

能。SMILES 中方括号原子上的 @ 和 @@ 表示四面体手性，工具会让生成结构的手性与之一致，例如 L-丙氨酸 N[C@@H](C)C(=O)O 得到 S 构型；双键两侧的 / 和 \ 表示顺反，C/C=C/C 是反-2-丁烯（二面角 180°），C/C=C\C 是顺-2-丁烯（二面角 0°）。如果 SMILES 没写这些标记，对应的立体中心或双键构型是任意的。

为什么环己烷是椅式而不是平面六边形？

饱和碳是 sp³ 杂化，理想键角约 109.5°～111°，而平面正六边形的内角是 120°，会产生很大的角张力；同时平面结构中相邻 C–H 键全部重叠，扭转张力也大。椅式构象让每个键角接近四面体角、相邻键全部交叉，是能量最低的构象，环内 C–C–C–C 二面角约 ±55°。工具对饱和六元环会引导成椅式，可以点 4 个环碳测二面角验证。

导出的 XYZ 和 MOL 文件有什么用？

XYZ 是最简单的坐标格式，每行“元素 x y z”（单位 Å），可以直接作为 Gaussian、ORCA、xtb 等量子化学软件的初始结构；MOL（V2000）文件除坐标外还包含键和电荷信息，Avogadro、PyMOL、ChemDraw、Jmol 等都能打开。由于这里的几何是近似的，做精确计算前建议在这些软件里再优化一次。