水モデル
剛直なモデルは非結合相互作用に依存する最も単純な水モデルとして知られる。これらのモデルにおいて、結合性相互作用はホロノミック拘束によって陰に扱われる。静電相互作用はクーロンの法則を用いてモデル化され、分散力および斥力はレナード-ジョーンズ・ポテンシャルを用いてモデル化される。TIP3PおよびTIP4Pといったモデルに対するポテンシャルは
E a b = ∑ i on a ∑ j on b k C q i q j r i j + A r OO 12 − B r OO 6 {\displaystyle E_{ab}=\sum _{i}^{{\text{on }}a}\sum _{j}^{{\text{on }}b}{\frac {k_{C}q_{i}q_{j}}{r_{ij}}}+{\frac {A}{{r_{\text{OO}}}^{12}}}-{\frac {B}{{r_{\text{OO}}}^{6}}}}
によって表わされる。ここで、静電定数kCは、分子モデリングにおいて一般的に使用される単位で332.1 Å·kcal/mol の値を持つ。qi は電子の電荷に対する部分電荷、rijは2つの原子または電荷サイトの距離、AおよびBはレナード=ジョーンズパラメータである。荷電サイトは原子あるいは(孤立電子対といった)ダミーサイト上にある。ほとんどの水モデルにおいて、レナード=ジョーンズ項は酸素原子間の相互作用にのみ適用される。
下図は3から6サイト水モデルの一般的形状を示している。正確な幾何パラメータ(OHの距離とHOHの角度)はモデルによって異なる。