3.4 配合物与超分子 第2课时 超分子(教学课件)-【生动课堂】2025-2026学年高二化学同步教学系列(人教版2019选择性必修2)
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精品
摘要:
该高中化学课件聚焦超分子的定义、大小及特征应用,通过1987年和2025年诺贝尔化学奖案例导入,以问题思考引导学生探究超分子形成,逐步讲解分子识别、冠醚作用及自组装等核心知识,构建从现象到本质的学习支架。
其亮点是结合前沿科研案例(如MOF材料、锂回收)和生活应用,通过问题驱动(如C60/C70分离、冠醚离子识别)培养科学思维与探究能力。采用实例分析与课堂练习结合的方法,助学生形成“结构决定性质”的化学观念,教师可借清晰脉络提升教学效率。
内容正文:
第四节
配合物与超分子
第2课时 超分子
新人教版 化学 选择性必修2
物质结构与性质
第三章 晶体结构与性质
01.超分子
知识导航
02.超分子重要特征及其应用
引·新课导入
你知道吗?
1987年诺贝尔化学奖授予了超分子化学研究方面的三位科学家。
引·新课导入
你知道吗?
2025 诺奖颁给金属有机框架 (MOF),
属于超分子范畴研究方面的三位科学家。
超分子
01
“
”
问题思考
请你思考!
超分子长什么样子?是如何形成的?
探·知识奥秘
1.超分子
一、超分子
超分子是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。
超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间力相互作用缔结而成的具有特定和功能的超分子体系的科学。
探·知识奥秘
2. 超分子的大小
一、超分子
①有的是有限的
②有的是无限伸展的
超分子重要特征及其应用
02
探·知识奥秘
1.分子识别
二、超分子重要特征及其应用
meiyangyang8602
⑴认识“杯酚”
“杯酚”像个碗似的
⑵“杯酚”分离 C60 和 C70
超分子
“
”
问题思考
请你思考!
如何分离 C60 和 C70?
C70
C60
超分子
C60
C70
C70
C60
甲苯
过滤
甲苯
超分子
C60
滤液
滤渣
氯仿
滤液
氯仿
滤渣
这个例子反映出来的超分子的特性被称为“分子识别”。
“
”
问题思考
请你思考!
如何分离C70和甲苯?如何分离杯酚和氯仿?
C70易溶于甲苯,杯酚不溶于甲苯
杯酚易溶于氯仿,C60不溶于氯仿
相似相溶
分离C70和甲苯,杯酚和氯仿
蒸馏
“
”
问题思考
你知道吗?
锂元素最新回收方法!
利用超分子相互作用从固体、液体中提取锂
探·知识奥秘
meiyangyang8602
2.冠醚识别碱金属离子(如K+)
二、超分子重要特征及其应用
meiyangyang8602
meiyangyang8602
⑴认识“冠醚”
冠醚是皇冠状的分子,有不同大小的空穴,能与正离子,尤其是碱金属离子络合,并随环的大小不同而与不同的金属离子络合,利用此性质可以识别碱金属离子。
15-冠-5
12-冠-4
18-冠-6
探·知识奥秘
2.冠醚识别碱金属离子(如K+)
二、超分子重要特征及其应用
⑵“冠醚”的命名
18-冠-6
15-冠-5
12-冠-4
C 原子:2×4 = 8
O 原子:4
8 + 4 = 12
C 原子:2×5 = 10
O 原子:5
10 + 5 = 15
C 原子:2×6 = 12
O 原子:6
12 + 6 = 18
把环上所含C、O原子的总数标注在“冠”字之前,把其中所含氧原子数标注在“冠”之后。
探·知识奥秘
2.冠醚识别碱金属离子(如K+)
二、超分子重要特征及其应用
⑶“冠醚”的空穴结构对离子有选择作用
冠醚是皇冠状的分子,有不同大小的空穴,能与正离子,尤其是碱金属离子络合,并随环的大小不同而与不同的金属离子络合,利用此性质可以识别碱金属离子。
探·知识奥秘
2.冠醚识别碱金属离子(如K+)
二、超分子重要特征及其应用
⑷“冠醚”识别碱金属离子(如K+)
冠醚环的大小与金属离子匹配,才能识别
“
”
问题思考
请你思考!
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。
探·知识奥秘
3.超分子的自组装
二、超分子重要特征及其应用
①人体细胞和细胞器的膜是双分子膜,双 分子膜是由大量两性分子(一端有极性,另 一端无极性)组装而成的,膜的简图如图 2-20所示。
超分子组装的过程称为分子自组装,自组装过程是使超分子产生高度有序的过程。
探·知识奥秘
3.超分子的自组装
②这些分子之所以称为表面活性剂,是由于它们会分散在水的液体表面形成一层疏水基团朝向空气的单分子层,又称单分子膜,从而大大降低水的表面张力。高浓度时,剩余的表面活性剂在溶液中形成胶束。
二、超分子重要特征及其应用
烷基磺酸根离子
胶束
表面活性剂在水的表面形成单分子层
探·知识奥秘
3.超分子的自组装
二、超分子重要特征及其应用
③2025 年诺贝尔化学奖授予了在金属有机框架(MOF)领域做出开创性贡献的三位科学家,并未颁发给自组装钼簇分子相关研究。
练·课堂练习
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二、超分子重要特征及其应用
1.冠醚能与阳离子作用,12⁃冠⁃4与Li+作用而不与K+作用;18⁃冠⁃6与K+作用,但不与Li+或Na+作用。下列说法错误的是 ( )
A.冠醚与阳离子作用跟环的大小有关
B.超分子中O原子与K+间存在离子键
C.12⁃冠⁃4中C和O的杂化方式相同
D.18⁃冠⁃6可将KCN带入溴乙烷中
B
理·核心要点
超分子
超分子
超分子重要特征及其应用
超分子
超分子的大小
分子识别
冠醚识别碱金属离子(如K+)
超分子的自组装
练·课堂练习
2.下列不能看作超分子的是( )
A.两个DNA分子链通过氢键结合在一起
B.细胞膜中的磷脂分子的双层膜结构
C.冠醚与金属离子的聚集体
D.所有以氢键结合在一起的分子
D
练·课堂练习
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3.利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:C<O
B.“杯酚”分子中存在大π键
C.“杯酚”分子与C60分子间形成氢键
D.C60与金刚石晶体类型不同
C
练·课堂练习
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4.超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支,还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示:
p-甲酸丁酯吡啶配体
(1)Mo处于第五周期第ⅥB族,价电子排布与Cr相似,它的基态价电子排布式是 ;核外未成对电子数是 个。
4d55s1
6
练·课堂练习
meiyangyang8602
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(2)该超分子中存在的化学键类型有 。
A. σ键 B. π键 C. 离子键 D. 氢键
AB
(3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是 (填元素符号),p-甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有 。
C
sp2和sp3
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物质结构与性质
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