ในวิชาเคมีแบบจำลองที่เติมเต็มพื้นที่หรือที่รู้จักกันในชื่อแบบจำลองคาล็อตต์เป็นแบบจำลองโมเลกุลสามมิติ (3D) ประเภทหนึ่ง ที่อะตอมถูกแทนด้วยทรงกลมที่มีรัศมีเป็นสัดส่วนกับรัศมีของอะตอมและระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของทรงกลมเป็นสัดส่วนกับระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของอะตอม โดยทั้งหมดอยู่ในมาตราส่วนเดียวกัน อะตอมของ ธาตุเคมีต่างชนิดกันมักจะถูกแทนด้วยทรงกลมที่มีสีต่างกัน

แบบจำลองคาลอตต์ที่เติมเต็มพื้นที่ยังถูกเรียกว่าแบบจำลอง CPKตามชื่อของนักเคมีRobert Corey , Linus PaulingและWalter Koltunซึ่งได้พัฒนาแนวคิดการสร้างแบบจำลองนี้ให้เป็นรูปแบบที่มีประโยชน์ในช่วงเวลาหนึ่ง^{[ 1 ]}แบบจำลองเหล่านี้แตกต่างจากแบบจำลอง 3 มิติอื่นๆ เช่น แบบจำลอง ลูกบอลและแท่งและ แบบจำลอง โครงกระดูกโดยการใช้ทรงกลมที่เติมเต็มพื้นที่ขนาด "เต็ม" สำหรับอะตอม แบบจำลองเหล่านี้สามารถสัมผัสได้และหมุนได้ด้วยมือ มีประโยชน์สำหรับการแสดงภาพรูปร่างที่มีประสิทธิภาพและมิติสัมพัทธ์ของโมเลกุล และ (เนื่องจากการหมุนได้) รูปร่างของพื้นผิวของคอนฟอร์เมอร์ ต่างๆ ในทางกลับกัน แบบจำลองเหล่านี้จะบดบังพันธะเคมีระหว่างอะตอม และทำให้ยากต่อการมองเห็นโครงสร้างของโมเลกุลที่ถูกบดบังด้วยอะตอมที่อยู่ใกล้ผู้ดูมากที่สุดในท่าทางเฉพาะ ด้วยเหตุนี้ โมเดลดังกล่าวจึงมีประโยชน์มากขึ้นหากสามารถใช้งานได้แบบไดนามิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้กับโมเลกุลที่ซับซ้อน (ตัวอย่างเช่น ดูความเข้าใจที่ดียิ่งขึ้นเกี่ยวกับรูปร่างของโมเลกุลเมื่อคลิกที่โมเดล THC เพื่อหมุน)

แบบจำลองที่แสดงพื้นที่เต็มพื้นที่เกิดขึ้นจากความต้องการที่จะแสดงโมเลกุลในรูปแบบที่สะท้อนถึงพื้นผิวอิเล็กตรอนที่โมเลกุลมีอยู่ ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าโมเลกุลเหล่านั้นมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร (หรือกับพื้นผิว หรือโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น เอนไซม์ เป็นต้น) ข้อมูลทางผลึกศาสตร์เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการทำความเข้าใจโครงสร้างโมเลกุลแบบคงที่ และข้อมูลเหล่านี้มีข้อมูลที่จำเป็นอย่างเข้มงวดสำหรับการสร้างแบบจำลองที่แสดงพื้นที่เต็มพื้นที่ (เช่น ดูแบบจำลองทางผลึกศาสตร์เหล่านี้ ) อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งที่นักผลึกศาสตร์นำเสนอตำแหน่งของอะตอมที่ได้มาจากผลึกศาสตร์ผ่าน " ทรงรีความร้อน " ซึ่งพารามิเตอร์การตัดขอบถูกตั้งค่าเพื่อความสะดวกทั้งในการแสดงตำแหน่งของอะตอม (พร้อมความไม่สมมาตร ) และเพื่อให้สามารถแสดงพันธะโควาเลนต์หรือปฏิสัมพันธ์อื่นๆ ระหว่างอะตอมเป็นเส้นได้ กล่าวโดยสรุป ด้วยเหตุผลด้านประโยชน์ใช้สอย ข้อมูลทางผลึกศาสตร์ในอดีตจึงปรากฏในรูปแบบที่ใกล้เคียงกับแบบจำลองลูกบอลและแท่งมากกว่า ดังนั้น ในขณะที่ข้อมูลทางผลึกศาสตร์มีข้อมูลที่จำเป็นในการสร้างแบบจำลองที่เติมเต็มพื้นที่ แต่ยังคงเป็นหน้าที่ของบุคคลที่สนใจในการสร้างแบบจำลองรูปร่างคงที่ที่มีประสิทธิภาพของโมเลกุล พื้นที่ที่โมเลกุลนั้นครอบครอง และวิธีการที่โมเลกุลนั้นอาจแสดงพื้นผิวต่อโมเลกุลอื่น ในการพัฒนารูปแบบที่แสดงไว้ข้างต้น

ในปี พ.ศ. 2495 โรเบิร์ต คอรีย์ และไลนัส พอลลิง ได้อธิบายแบบจำลองขนาดที่แม่นยำของโมเลกุลที่พวกเขาสร้างขึ้นที่แคลเทค [ ^{1 ] ใน} แบบจำลองของพวกเขา พวกเขาจินตนาการว่าพื้นผิวของโมเลกุลถูกกำหนดโดยรัศมีแวนเดอร์วาลส์ของอะตอมแต่ละตัวในโมเลกุล และสร้างอะตอมเป็น ทรงกลม ไม้เนื้อแข็งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นสัดส่วนกับรัศมีแวนเดอร์วาลส์ของอะตอมแต่ละตัว ในมาตราส่วน 1 นิ้ว = 1 Åเพื่อให้สามารถเกิดพันธะระหว่างอะตอมได้ ส่วนหนึ่งของทรงกลมแต่ละลูกถูกตัดออกเพื่อสร้างพื้นผิวเรียบที่เข้าคู่กัน โดยขนาดของการตัดนั้นทำให้ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของทรงกลมเป็นสัดส่วนกับความยาวของพันธะเคมีมาตรฐาน^{[ 1 ]} ตัวเชื่อมต่อได้รับการออกแบบ— บูชโลหะที่ขันเข้าไปในทรงกลมแต่ละลูกที่จุดศูนย์กลางของพื้นผิวเรียบแต่ละด้าน จากนั้นทรงกลมทั้งสองจะถูกยึดเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาด้วยแท่งโลหะที่เสียบเข้าไปในบูชคู่ตรงข้าม (โดยยึดด้วยสกรู) แบบจำลองยังมีคุณสมบัติพิเศษที่ช่วยให้สามารถแสดงพันธะไฮโดรเจนได้^{[ 1 ] [ 2 ]}

ในปี พ.ศ. 2508 Walter L. Koltunได้ออกแบบและจดสิทธิบัตรระบบที่เรียบง่ายกว่า โดยใช้พลาสติกขึ้นรูปเป็นอะตอมที่มีสี ต่างๆ กัน ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยตัวเชื่อมต่อแบบสแนปที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ระบบที่เรียบง่ายกว่านี้สามารถบรรลุเป้าหมายเดียวกันกับระบบ Corey-Pauling ได้^{[ 4 ] [ 5 ]}และช่วยให้สามารถพัฒนารูปแบบดังกล่าวให้เป็นวิธีการทำงานกับโมเลกุลที่เป็นที่นิยมในสภาพแวดล้อมการฝึกอบรมและการวิจัย ปัจจุบันแบบจำลองที่ใช้รหัสสี กำหนดความยาวพันธะ และเติมเต็มพื้นที่แบบแวนเดอร์วาลส์ดังกล่าว เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อแบบจำลอง CPK ตามชื่อของผู้พัฒนาแนวคิดเฉพาะนี้ทั้งสามคน

ในการวิจัยสมัยใหม่ ความสนใจได้หันกลับมาที่การใช้แบบจำลองผลึกศาสตร์ที่มีข้อมูลมากมายร่วมกับวิธีการคำนวณแบบดั้งเดิมและแบบใหม่ เพื่อสร้างแบบจำลองโมเลกุลแบบเต็มพื้นที่ ทั้งแบบง่ายและซับซ้อน โดยมีการเพิ่มข้อมูล เช่น ส่วนใดของพื้นผิวโมเลกุลที่ตัวทำละลายสามารถเข้าถึงได้ ง่าย หรือลักษณะทางไฟฟ้าสถิตของการแสดงผลแบบเต็มพื้นที่—ซึ่งในกรณีของ CPK นั้นแทบจะปล่อยให้จินตนาการเอาเองทั้งหมด—ลงในแบบจำลองภาพที่สร้างขึ้น ภาพสองภาพสุดท้ายแสดงตัวอย่างของการคำนวณและการแสดงผลประเภทหลัง และประโยชน์ของมัน

• แบบจำลองลูกบอลและแท่ง  – การแสดงพันธะและโครงสร้างสามมิติของโมเลกุล
• พื้นผิว Van der Waals  – แบบจำลองปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุล
• ระบบการระบายสี CPK  – ข้อกำหนดสีสำหรับการจำแนกอะตอม
• กราฟิกโมเลกุล  – กราฟิกคอมพิวเตอร์
• ซอฟต์แวร์สำหรับการสร้างแบบจำลองโมเลกุล
• ซอฟต์แวร์ออกแบบโมเลกุล
• สูตรโครงสร้าง  – การแสดงโครงสร้างโมเลกุลในรูปแบบกราฟิก

• ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบจำลองโมเลกุล พร้อมตัวอย่างบางส่วนจากวิชาเคมีและชีววิทยา (บทความเป็นภาษาเยอรมัน)