Das Nutzen von Modellen ist konstitutiv für die Fachwissenschaft der Chemie und in der Folge auch für chemiebezogene Lehr-/Lernumgebungen. Um die Modellnutzung im schulischen Chemieunterricht erfolgreich zu integrieren, bedarf es daher der systematischen Aufbereitung des vielschichtigen Begriffs "Modell", der Verknüpfung mit kompetenzorientierten Bildungsstandards sowie der Prüfung der theoretischen Konzeptualisierung an empirischen Befunden. In der vorliegenden Arbeit wurde zu diesem Zweck ein chemiespezifischer Begriffsvorschlag gemacht, der erkenntnistheoretische und fachdidaktische Arbeiten in einem messbaren Strukturvorschlag für die hypothetisch-deduktive Modellnutzung synthetisiert. Die so erhaltene Beschreibung von Modellobjekten mit vier hierarchisch geschachtelten Modellkomponenten (kleinste Sinneinheiten, Relationen, Operationen, Regeln) wurde für problemorientierte Multiple-Choice-Leistungsaufgaben operationalisiert. Nach mehreren qualitativen und quantitativen Iterationen zur Qualitätssicherung des Testinstruments blieb diese Vierdimensionalität nach Item-Response-Theorie-Skalierungen empirisch plausibel und kann zukünftig zur Orientierung in einem sehr heterogenen Begriffsfeld dienen. Die Studie zeigt, dass die vorgeschlagene Strukturierung von Modellnutzung in der Chemie zielführend ist und trägt auf diese Weise zu einer übersichtlicheren Anwendung beim Lehren und Lernen von Chemie bei.