【高中化学】配合物与超分子（2） 高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修2）.pptx

第四节配合物与超分子第2课时第三章晶体结构与性质21本节重点本节难点超分子的概念超分子的结构特点基因组中，遗传信息存储在DNA序列中，该遗传信息的传递由互补的含氮碱基序列的存在得到保证。细胞可以通过称为DNA复制的过程简单地复制遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。那么，双螺旋DNA的两条分子链是通过什么结合的？l超分子常见的DNA碱基配对结构ATGCp碱基配对：A与T配对，G与C配对pA与T配对：pG与C配对：通过2个氢键配对通过3个氢键配对DNA的双螺旋结构碱基对是通过氢键相互识别并结合的l超分子AT氢键由两种或两种以上的分子(或离子)通过分子间相互作用形成的分子聚集体超分子n概念p分子间相互作用：通过非共价键结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。n特性p分子聚集体大小：分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的。l超分子重要特征及其应用分子识别p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C60C70C60C70C70C60C60超分子循环使用溶于氯仿甲苯，过滤不溶于氯仿超分子不溶于甲苯溶于甲苯氯仿“杯酚”l超分子重要特征及其应用分子识别p冠醚识别碱金属离子(如K)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-512-冠-418-冠-6同学们猜想这些冠醚的名称含义是什么？l超分子18-冠-615-冠-512-冠-4C原子：24=8O原子：48+4=12C原子：25=10O原子：510+5=15C原子：26=12O原子：612+6=18常见的冠醚l超分子重要特征及其应用分子识别p冠醚识别碱金属离子(如K)冠醚，是分子中含有多个-氧-亚甲基-结构单元的大环多醚。冠醚的空穴结构对离子有选择作用，不同冠醚的空腔尺寸不同，与不同的阳离子相匹配(配位作用)，从而实现选择性结合(识别不同大小的碱金属离子)，在有机反应中可作催化剂。冠醚冠醚空腔直径/pm合适的粒子（直径/pm）12-冠-4120150Li+（152）15-冠-5170220Na+（204）18-冠-6260320K+（276）Rb+（304）21-冠-7340430Cs+（334）请同学们回顾所学内容，讨论并回答下列问题问题1冠醚靠什么原子吸引阳离子？pC原子是环的骨架，稳定了整个冠醚；pO原子吸引阳离子。冠醚与碱金属离子之间的配位键属于离子键、共价键、氢键还是分子间作用力？l共价键冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有什么粒子，这类晶体是离子晶体、共价晶体还是分子晶体？l阴离子，离子晶体请同学们回顾所学内容，讨论并回答下列问题问题2问题3l超分子重要特征及其应用相转移催化剂高锰酸钾溶液可以氧化甲苯，从而褪色。但是高锰酸钾溶解在水中，难溶于甲苯，难以和甲苯充分接触，实验时需要不断振荡，二者才能充分反应，溶液褪色。n示例实验：甲苯与高锰酸钾溶液的反应l超分子重要特征及其应用相转移催化剂n实验数据：溶有18-冠-6的甲苯与高锰酸钾水溶液反应甲苯中冠醚的浓度褪色时间30g/L5min不褪色60g/L5min明显褪色120g/L4.5min明显褪色n实验改进：做上述实验时，加入冠醚(18-冠-6)n实验数据：冠醚可以催化这个反应l超分子重要特征及其应用相转移催化剂n实验分析：未加入冠醚K+MnO4-甲苯高锰酸钾溶液加入冠醚很长时间才能反应甲苯高锰酸钾溶液反应加快K+MnO4-从分子结构上说，也可以叫“两亲分子”，分子的一端有极性，称为亲水基团，分子的另一端没有或者几乎没有极性，称为疏水基团。l超分子有序体n表面活性剂l超分子有序体n表面活性剂表面活性剂在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束。由于油渍等污垢是疏水的，会被包裹在胶束内腔，这就是肥皂和洗涤剂的去污原理。l超分子有序体n表面活性剂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。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p亲水端倾向于与水相接触p疏水端倾向于不与水接触，彼此聚集l超分子有序体n相似相溶l超分子重要特征及其应用自组装超分子组装的过程称为分子自组装(Molecularself-assembly)，自组装过程(Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。纯水胶束洗洁精丁达尔效应自发过程n小结l超分子有序体p定义：超分子是由的分子通过形成的分子聚集体。两种或两种以上分子间相互作用分子识别自组装p特征:_，_。超分子定义中的分子是广义的，包括离子超分子有的是有限的，有的是无限伸展超分子的概念和起源尽管已有近两个世纪的历史，但分子识别、自组装等基本概念的引入则是20世纪70年代的事。从这时起，超分子化学才作为一个化学分支出现。它在最近20多年迅速发展，被认为是21世纪新概念和新技术的重要源头之一。1987年，诺贝尔化学奖授予C.Pedersen、J-M.Lehn和D.Cram,以表彰他们在超分子领域的奠基工作。超分子材料1.下列物质中，不能作为配合物的配体的是()A.NH3B.NH4+C.H2OD.SCN-B2.能区别Co(NH3)4Cl2Cl和Co(NH3)4Cl2NO3两种溶液的试剂是()A.AgNO3溶液B.NaOH溶液C.CCl4D.浓氨水A3.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配位体、配位数和配位原子。(1)K3Fe(CN)6(2)(NH4)2PtCl6(3)Cd(NH3)4(OH)2(1)K3Fe(CN)6=3K+Fe(CN)63-配离子：Fe(CN)63-配位体：CN-配位原子：C中心离子：Fe3+配位数：6(2)(NH4)2PtCl6=2NH4+PtCl62-配离子：PtCl62-配位体：Cl-配位原子：Cl中心离子：Pt4+配位数：63.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配位体、配位数和配位原子。(1)K3Fe(CN)6(2)(NH4)2PtCl6(3)Cd(NH3)4(OH)23.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配位体、配位数和配位原子。(1)K3Fe(CN)6(2)(NH4)2PtCl6(3)Cd(NH3)4(OH)2(3)Cd(NH3)4(OH)2=Cd(NH3)42+2OH-配离子：Cd(NH3)42+配位体：NH3配位原子：N中心离子：Cd2+配位数：44.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B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。4d55s164.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(2)该超分子中存在的化学键类型有。A.键B.键C.离子键 D.氢键AB4.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(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。Csp2和sp3超分子概念特征应用第四节配合物与超分子第2课时