3-4-2配合物与超分子 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 益阳市一中高二化学备课组 二O二二年下期 第四节 配合物与超分子 （第2课时） 1   氢键是最强的分子间相互作用，很多分子可以通过氢键相互结合，形成具有固定组成的一个分子簇，这就是所谓的超分子。 核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的 生命体中超分子体系：叶绿体中的光系统I蛋白 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM 1. 概念 由两种或两种以上的分子（包括离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 2. 微粒间作用力—非共价键 主要是静电作用、范德华力、氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。 二、超分子 氢键 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM 3. 大小 有的是有限的 有的是无限伸展的 4. 特征及应用 （1）分子识别 （2）自组装 a. 分离 C60 和 C70 b. 冠醚识别碱金属离子 细胞和细胞器的双分子膜 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM a. 分离 C60 和 C70 C60 C70 杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别 （1）分子识别 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM 12-冠-4 C原子：2×5=10 O原子：5 10+5=15 b. 冠醚(环多醚)识别碱金属离子 15-冠-5 例如：冠醚识别钾离子 冠醚 冠醚空腔直径/pm 适合的粒子 （直径/pm） 12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 21-冠-7 120~150 170~220 260~320 340~430 Li＋（152） Na＋（204） K＋（276） Rb＋（304） Cs＋（334） 冠醚环的大小与金属离子匹配，才能识别。 C原子是环的骨架，稳定了整个冠醚，O原子吸引阳离子。 冠醚与金属阳离子通过配位作用相结合子。 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM “杯酚”与冠醚形成的超分子，虽然识别的分子、离子不同，但环状结构异曲同工，且尺寸可控。1987 年，诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作，这是人类在操控分子方面迈出的重要一步。 冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM KMnO4水溶液对烯烃氧化效果差，在烯烃中加入冠醚时，冠醚通过与K+结合而将高锰酸根也带入烯烃中；而冠醚不与高锰酸根结合，使游离的高锰酸根反应活性很高，从而快速发生反应。 【实例分析】：高锰酸钾氧化烯烃 2020年，我国博士后王振元， 潜心创新，成功开发出超分子生物 催化技术，打破了国外巨头在化妆 品高端原料市场的垄断地位。 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM 超分子组装的过程称为分子自组装（Molecular self-assembly)，自组装过程（Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。 细胞外部 磷脂分子 双分子层 细胞质 疏水端 亲水端 亲水端 （2）自组装 细胞和细胞器的双分子膜 细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM 超分子 应用 研究领域 概念剖析 分子识别、 分子自组装 配位 化合物 形成条件 实验室 制取 应用 概念剖析 与 生命科学 生产生活 课堂小结 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM 1.某物质的结构如图所示： 下列有关该物质的分析中正确的是( ) A.该物质分子中不存在σ键 B.该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力 C.该物质是一种配合物，其中Ni为中心原子 D.该物质的分子中C、N、O均存在孤电子对 C 课堂练习 第二课时 超分子 WWW.YOURWEB.COM 2、向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中，正确的是（ ） A. 反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后 Cu2+ 浓度不变 B. 沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+ C. 在 [Cu(NH3)4]2+ 中，Cu2+ 给出孤对电子，NH3 提供空轨道