В статье рассмотрены методические возможности использования технологий 3D-моделирования в процессе обучения органической химии. Особое внимание уделено использованию программы Chem3D для развития информационно-методической компетентности будущих учителей химии. Проанализированы возможности представления с помощью трехмерных моделей молекулярных орбиталей, распределения электронной плотности, пространственного строения молекул и резонансных явлений, которые могут вызывать определенные трудности при изучении органической химии. Рассмотрены также отдельные технические и методические ограничения использования программы в образовательном процессе, включая вопросы лицензирования, требований к компьютерным ресурсам и языка интерфейса. Для снижения влияния указанных ограничений предложено использовать готовые визуальные материалы, видеозаписи, анимации и альтернативные средства, адаптированные для мобильных устройств.