網(wǎng)科學(xué)第四節(jié)配合物與超分子第二課時(shí)

超分子第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)DNA堿基配對(duì)雙螺旋DNA的兩條分子鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)什么結(jié)合的？二、超分子常見的DNA堿基配對(duì)結(jié)構(gòu)ATGCDNA堿基對(duì)是通過(guò)氫鍵相互識(shí)別并結(jié)合的DNA堿基配對(duì)二、超分子氫鍵DNA堿基配對(duì)二、超分子氫鍵是最強(qiáng)的分子間相互作用，很多分子可以通過(guò)氫鍵相互結(jié)合，形成具有固定組成的一個(gè)分子簇，這就是所謂的超分子。1.概

念:由兩種或兩種以上的分子(包括離子)通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體。2.微粒間作用力主要是靜電作用、范德華力、氫鍵、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。二、超分子注意：超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。神奇的超分子，借分子間作用力形成復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)——非共價(jià)鍵分子聚集體有的是有限的，有的是無(wú)限伸展的。二、超分子3.分子聚集體大?。?/p>

有的是有限的有的是無(wú)限伸展的4.重要特征及其應(yīng)用二、超分子——①分子識(shí)別：

a.“杯酚”分離C60和C70P984.重要特征及其應(yīng)用

a.“杯酚”分離C60和C70

C60

C70這個(gè)例子反映出來(lái)的超分子的特性被稱為“分子識(shí)別”。二、超分子——①分子識(shí)別：杯酚與C60通過(guò)范德華力相結(jié)合，通過(guò)尺寸匹配實(shí)現(xiàn)分子識(shí)別

b.“冠醚”識(shí)別堿金屬離子二、超分子4.重要特征及其應(yīng)用——①分子識(shí)別：P98

b.“冠醚”識(shí)別堿金屬離子4.重要特征及其應(yīng)用——①分子識(shí)別：二、超分子冠醚，是分子中含有多個(gè)-氧-亞甲基(CH2)-結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)多醚。15-冠-5猜想這些名稱的含義12-冠-4C原子：8O原子：4環(huán)上總原子數(shù)：8+4=12C原子：10O原子：5環(huán)上總原子數(shù)：10+5=15冠醚是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，能與正離子，尤其是堿金屬離子絡(luò)合

b.“冠醚”識(shí)別堿金屬離子4.重要特征及其應(yīng)用——①分子識(shí)別：二、超分子思考：冠醚靠什么原子吸引陽(yáng)離子？C原子是環(huán)的骨架，穩(wěn)定了整個(gè)冠醚，O原子吸引陽(yáng)離子。冠醚與金屬陽(yáng)離子通過(guò)配位作用相結(jié)合形成超分子冠醚冠醚空腔直徑/pm適合的粒子(直徑/pm)12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7120~150170~220260~320340~430Li＋（152）Na＋（204）K＋（276）Rb＋（304）Cs＋（334）

P99

表3-6冠醚識(shí)別鉀離子

b.“冠醚”識(shí)別堿金屬離子4.重要特征及其應(yīng)用——①分子識(shí)別：二、超分子不同冠醚的空腔尺寸不同，與不同的陽(yáng)離子相匹配，從而實(shí)現(xiàn)選擇性結(jié)合。Li+Na+K+超分子的實(shí)例應(yīng)用舉例：相轉(zhuǎn)移催化劑問(wèn)題背景：高錳酸鉀溶液可以氧化甲苯，從而褪色。冠醚識(shí)別堿金屬離子的應(yīng)用但是高錳酸鉀易溶于水，難溶于甲苯，難以和甲苯充分接觸。甲苯K+MnO4甲苯中冠醚的濃度褪色時(shí)間30g/L5

min不褪色60g/L5

min明顯褪色120g/L4.5

min明顯褪色溶有18-冠-6的甲苯與高錳酸鉀水溶液反應(yīng)資料卡片MnO4-K+冠醚能與陽(yáng)離子尤其是堿金屬陽(yáng)離子作用，將陽(yáng)離子以及對(duì)應(yīng)的陰離子都帶入有機(jī)溶劑，因而成為有機(jī)反應(yīng)中很好的催化劑。甲苯K+MnO4“杯酚”與冠醚形成的超分子，雖然識(shí)別的分子、離子不同，但環(huán)狀結(jié)構(gòu)異曲同工，且尺寸可控。1987年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位化學(xué)家，以表彰他們?cè)诔肿踊瘜W(xué)理論方面的開創(chuàng)性工作，這是人類在操控分子方面邁出的重要一步。——超分子自組裝超分子組裝的過(guò)程稱為分子自組裝，自組裝過(guò)程是使超分子產(chǎn)生高度有序的過(guò)程。4.重要特征及其應(yīng)用二、超分子K+K+超分子的自組裝參與形成超分子的主客體分子，能夠自發(fā)地形成有序結(jié)構(gòu)，這一特性被稱為“自組裝”。超分子的自組裝純水

洗滌靈膠束——超分子自組裝4.重要特征及其應(yīng)用二、超分子表面活性劑第二章第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)P53從分子結(jié)構(gòu)上說(shuō)，也可以叫“兩親分子”，硬脂酸根（傳統(tǒng)肥皂的有效成分之一）十二烷基苯磺酸根（合成洗滌劑中常用的表面活性劑）一端為親水基團(tuán)，另一端為疏水基團(tuán)。表面活性劑：親水基團(tuán)疏水基團(tuán)親水基團(tuán)低濃度時(shí)，優(yōu)先在溶液表面形成單分子層，降低表面張力。高濃度時(shí)，剩余的表面活性劑在溶液中形成膠束。相似相溶親水端傾向于與水相接觸疏水端傾向于不與水接觸，彼此聚集P54第二章第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)細(xì)胞外部磷脂分子雙分子層細(xì)胞質(zhì)疏水端親水端親水端含義：研究超分子的化學(xué)叫超分子化學(xué)，是一門處于近代化學(xué)、材料化學(xué)和生命科學(xué)交匯點(diǎn)的新興學(xué)科。應(yīng)用：在分子識(shí)別與人工酶、酶的功能、短肽和環(huán)核酸的組裝體及其功能等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。研究領(lǐng)域：環(huán)狀配體組成的主客體體系；有序的分子聚集體；由兩個(gè)或兩個(gè)以上基團(tuán)用柔性鏈或剛性鏈連接而成的超分子化合物?！境肿踊瘜W(xué)】課堂小結(jié)超分子的特征之一：分子識(shí)別超分子的特征之二：自組裝超分子是由兩種或兩種以上的分子（或離子）通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體深度思考1.冠醚與堿金屬離子之間的配位鍵屬于離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵還是分子間作用力？提示共價(jià)鍵。2.冠醚與堿金屬離子形成配合物得到的晶體里還有什么粒子，這類晶體是離子晶體、共價(jià)晶體還是分子晶體？提示陰離子，離子晶體。判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)超分子的性質(zhì)與組成超分子的單個(gè)分子的性質(zhì)相同。()(2)超分子是相對(duì)分子質(zhì)量很大的有機(jī)化合物。(

)(3)超分子內(nèi)部分子可以通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合。(

)√

××(4)超分子都是無(wú)限伸展的。(

)(5)形成超分子的微粒都是分子。(

)(6)超分子具有分子識(shí)別和自組裝的特征。(

)√

××1.下列有關(guān)超分子的說(shuō)法正確的是 (

)A.超分子是如蛋白質(zhì)一樣的大分子B.超分子是由小分子通過(guò)聚合得到的高分子C.超分子是由高分子通過(guò)非化學(xué)鍵作用形成的分子聚集體D.超分子是由兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體D

解析：超分子不同于蛋白質(zhì)、淀粉等大分子，也不同于高分子，超分子是由兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體，故選D。2.冠醚(皇冠狀分子)因具有分子識(shí)別能力,成為超分子化學(xué)中重要一員。18-冠-6是其中的一種,結(jié)構(gòu)如圖。下列說(shuō)法正確的是(

)。A.該分子是CH3OCH3的同系物B.該分子中所有原子可能共平面C.該分子含有σ鍵、極性鍵、非極性鍵D.該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式與甲醛的分子式相同C3.利用分子間作用力形成超分子進(jìn)行“分子識(shí)別”，實(shí)現(xiàn)分子分離，是超分子化學(xué)的重要研究和應(yīng)用領(lǐng)域。如圖表示用“杯酚”對(duì)C60和C70進(jìn)行分離的過(guò)程，下列對(duì)該過(guò)程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)AA．C70能溶于甲苯，C60不溶于甲苯B．C60能與“杯酚”形成超分子C．C70不能與“杯酚”形成超分子D．“杯酚”能夠循環(huán)使用4.如圖為B12單元形成的“巨分子”的部分結(jié)構(gòu)。有關(guān)說(shuō)法不正確的是()BA．B12難溶于水B．B12為正二十四面體C．該物質(zhì)為B的一種同素異形體D．該晶體熔點(diǎn)高、硬度大解析：B12的空間結(jié)構(gòu)與水分子相似性較小，難溶于水，故A正確；在幾何學(xué)方面，正二十四面體是不存在的，故B錯(cuò)誤；同素異形體是同種元素構(gòu)成的不同種單質(zhì)，故B12是B的一種同素異形體，故C正確；B12是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)較高，硬度較大，故D正確。5.下列過(guò)程與超分子的分子識(shí)別無(wú)關(guān)的是（）A．兩種特定類型的DNA分子才會(huì)結(jié)合B．淀粉與碘結(jié)合變藍(lán)C．用12-冠-4分離Na+

中的Li+

D．杯酚和C60

形成的超分子在氯仿中解體D6.下列不能看作超分子的是（）A．兩個(gè)DNA分子鏈通過(guò)氫鍵結(jié)合在一起B(yǎng)．細(xì)胞膜中的磷脂分子的雙層膜結(jié)構(gòu)C．冠醚與金屬離子的聚集體D．所有以氫鍵結(jié)合在一起的分子D7.冠醚能與陽(yáng)離子,尤其是與堿金屬離子作用,并且隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子作用。12-冠-4與鋰離子作用而不與鈉離子、鉀離子作用;18-冠-6與鉀離子作用(如圖),還可與重氮鹽作用,但不與鋰離子或鈉離子作用。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.18-冠-6中C和O的雜化軌道類型相同B.18-冠-6與鉀離子作用,不與鋰離子或鈉離子作用,這反映了超分子的“分子識(shí)別”的特征C.18-冠-6與鉀離子作用反映了超分子的自組裝的特征D.冠醚與堿金屬離子作用的原理與其可作相轉(zhuǎn)移催化劑的原理有關(guān)C8．超分子化學(xué)已逐漸擴(kuò)展到化學(xué)的各個(gè)分支，還擴(kuò)展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個(gè)C60分子、2個(gè)p--甲酸丁酯吡啶及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示：(1)Mo處于第五周期第ⅥB族，價(jià)電子排布與Cr相似，它的基態(tài)價(jià)電子排布式是

；核外未成對(duì)電子數(shù)是

個(gè)。

(2)該超分子中存在的化學(xué)鍵類型有

(填字母)。

A．σ鍵

B．π鍵C．離子鍵

D．氫鍵4d55s16ABp-甲酸丁酯吡啶配體(3)該超分子中配體CO提供孤電子對(duì)的原子是

(填元素符號(hào))，p--甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方式有

。

8．超分子化學(xué)已逐漸擴(kuò)展到化學(xué)的各個(gè)分支，還擴(kuò)展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個(gè)C60分子、2個(gè)p--甲酸丁酯吡啶及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示：p-甲酸丁酯吡啶配體sp2和sp3C8．超分子化學(xué)已逐漸擴(kuò)展到化學(xué)的各個(gè)分支，還擴(kuò)展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個(gè)C60分子、2個(gè)p--甲酸丁酯吡啶及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示：p-甲酸丁酯吡啶配體(4)從電負(fù)性角度解釋CF3COOH的酸性強(qiáng)于CH3COOH的原因是