4.2 超分子 课件- 2024-2025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 第四节 配合物与超分子 超分子 第2课时 1 1987年诺贝尔化学奖被联合授予让-马里·莱恩(Jean-Marie Lehn)、唐纳德·詹姆斯·克拉姆(Donald J. Cram)和查尔斯·佩德森(Charles J. Pedersen)，“来表彰他们开发和使用具有高选择性结构特定相互作用的分子”。这就确立了超分子化学作为一门被广泛接受的化学学科的地位。 发现穴醚化合物并提出超分子化学概念 发现冠醚化合物 主客体化学先驱者 诺奖得主、“超分子化学之父”莱恩：不要担心被模仿，有人对你的研究感兴趣是大好事。 图片 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。 主要是静电作用、范德华力和氢键等 1.概念 一、超分子 2.微粒间作用力 Supramolecular Chemistry 莱恩：超越分子层次的化学，不是指分子量大的分子 ——非共价键 查超分子中是否含有离子健 3 有的是无限伸展的 3. 大小 有的是有限的 ——分子识别 a. 分离 C60 和 C70 b. 冠醚识别碱金属离子 4. 重要特征及其应用 一、超分子 分离 C60 和 C70 分子识别 C60 C70 一、超分子 ——分子识别 4. 重要特征及其应用 15-冠-5 12-冠-4 冠醚识别碱金属离子 一、超分子 思考：尝试画出18-冠-6的键线式 含有多个氧的大环醚，因其结构很像王冠，成为冠醚（crown ether）。 冠醚的命名可用“X-冠-Y”表示，其中X代表组成环的总原子数，Y代表环上的氧原子数。 ——分子识别 4. 重要特征及其应用 ——分子识别 4. 重要特征及其应用 一、超分子 思考：冠醚靠什么原子吸引阳离子？ C 原子是环的骨架，稳定了整个冠醚， O 原子吸引阳离子。 一、超分子 思考：碱金属离子或大或小，猜想冠醚是如何识别它们的？ 冠醚环的大小与金属离子匹配，才能识别。 ——分子识别 4. 重要特征及其应用 冠醚识别碱金属离子的应用 冠醚能与阳离子尤其是碱金属阳离子作用，并且随环的大小不同而与不同的金属离子作用，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（相转移催化剂）。 一、超分子 ——分子识别 4. 重要特征及其应用 ——分子识别 一、超分子 “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。 4. 重要特征及其应用 细胞和细胞器的双分子膜 一、超分子 自组可装成球形、棒状、层状、块状胶束 ——自组装 4. 重要特征及其应用 视野拓展 分子汽车 总结归纳 超分子 概念 微粒间作用力 重要特征及其应用 分子识别 自组装 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。 主要是静电作用、范德华力和氢键等 ——非共价键 细胞和细胞器的双分子膜 a. 分离 C60 和 C70 b. 冠醚识别碱金属离子 应用体验 A．等物质的量的 [Co(H2O)6]2+ 和 [CoCl4]2－ 中 σ 键数之比为3:2 B．由实验①可推知 ΔH < 0 C．实验②是由于 c(H2O) 增大，导致平衡逆向移动 D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－ > [CoCl4]2－ 降温，逆移，正反应吸热 Q > K 9:2 生成更稳定的 [ZnCl4]2－，c(Cl－)降低，平衡逆移 D （2020天津卷）已知 [Co(H2O)6]2+ 呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－ 为无色。 [Co(H2O)6]2+ + 4 Cl－ [CoCl4]2－ + 6 H2O ΔH 以下结论和解释正确的是（ ） 应用体验 [2021·全国卷Ⅱ，35]过渡金属元素铬 是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题： （1）对于基态 原子，下列叙述正确的是______（填标号）。 A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为 [Ar]3d54s1 B．4s 电子能量较高，总是在比 3s电子离核更远的地方运动 C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大 （2）三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中提供电子对形成配位键的原子是 ，中心离子的配位数为__________。 AC N、O、 Cl 6 $$