分子モデル
板倉聖宣は「小学校1年生に原子や分子を教えるのは押しつけ、ムチャクチャではないか」という批判に対して、
明治以後,「大地は球だ」ということは地球儀の普及で常識になった。今、「そんなことは難しくて役立たないから教えるな」と言う人がいるだろうか。あえて「原子論を」と言わなくてもいい。分子模型を地球儀のように身近なものにすべきだ。
と答えている。
また、伊藤恵は小学校1~2年生で「もしも原子がみえたなら」を分子模型を使って授業し、子どもたちが生き生きと分子の世界に遊ぶようになる大きな成果を上げた。同様な事例は他にも報告されている。
このような分子模型の授業の広がりと歓迎について板倉聖宣は、
原子や分子を学んだ子どもたちは「分子模型の知識がこの世の多くの問題を解くのにとても役立つ」ということを知ってしまう。小学生や高校生でもいろんな分子模型を組み立てて、原子分子のことを想像するのが楽しんでいる。カードゲームの「モルQ」はそうした原子の教育から生まれ、子どもたちに大歓迎されている。
と述べている。
さらに21世紀に入ると「初等教育での本格的な分子模型の授業」は世代を超えて受け継がれるようになってきた。たとえば、小学校時代に「もしも原子が見えたなら」で分子模型を楽しんだ子どもの中から、教師になって再び分子模型の授業を行う者が現れた。
板倉はこのことについて「ちょうど1億倍が覚えやすいから、わざわざこの大きさにした」と述べている。絵本をもとに1975年に作られた仮説実験授業の授業書「もしも原子が見えたなら」では、1億という大きな倍率を説明するのに、逆に地球の例をあげて「地球を1億分の1にすると直径13cmほどになる」という例を使っている。
後にこの絵本や授業書を元に分子模型を作るときにも、原子の寸法は1オングストローム(Å)が「1億分の1cm」であるため、オングストローム単位の原子の数値をそのまま1億倍すれば簡単にcmに換算することができるというメリットもあった。
しかし、既存のメーカーは1億倍の模型には興味をしめさなかったため、仮説実験授業研究会会員の由良文隆が父の金型工場で1億倍実体積分子模型の金型を製造してもらい、プラスチック製模型として量産し、「YYSブロック」として1993年に販売した。その後、仮説実験授業研究会では、1億倍という区切りの良い数字を分子模型で使ったことによって、科学入門教育上「最も基礎的な科学的概念」としての原子のイメージが、子どもたちに覚えやすく印象に残ることになった。
ドルトンの後、1800年代後半ごろから、科学者たちは炭素を含む物質に目を付けて分子の構造について研究し、様々な仮説が発表されるようになった。そしてその仮説を発表するときに分子模型が作られるようになった。1865年にドイツのホフマン(Augst Wilhelm von Hofmann : 1818-1892年)が、はじめて「球棒型分子模型」を作った。
この模型では黒い玉が炭素で白文字でCと書かれ、その他の白い玉にはH、CL、Oなどと書かれている。この玉はクロッケーボールで作られ、直径92mm、重さ450gの木製であり、かなり大きなものである。これは大英王認研修所(ロイヤル・インスティチューション)で1865年に一般向けの科学講演をする際に聴衆に見せるために作られた。
オランダのファントホッフ(Van't Hoff : 1852-1911年)は、1874年にホフマンの平面的分子模型とは違う正四面体や三角錐でできている分子模型を作った。これはメタンCH4は正四面体の中央の炭素原子に対して4つの角に水素原子が立体的に位置するという考えを模型にしたものだった。ファントホッフは構造式を立体的に考えた初めての人だった。