【教學(xué)課件】第4節(jié) 配合物與超分子 第2課時(shí) 示范課件

第2課時(shí)配合物與超分子第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第四節(jié)配合物與超分子溫故知新我們學(xué)習(xí)過的微粒間相互作用都包括哪些類型？這些不同的作用力對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)又有怎樣的影響？陰陽(yáng)離子之間的靜電相互作用——離子鍵；金屬陽(yáng)離子和自由電子的相互作用——金屬鍵；原子之間電子云重疊——共價(jià)鍵；分子之間的相互作用——范德華力、氫鍵。前三種屬于化學(xué)鍵，強(qiáng)度較大，分子間作用力不屬于化學(xué)鍵，強(qiáng)度小。作用力種類、強(qiáng)度的不同影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)，硬度、導(dǎo)電性、溶解度等。你能想象出分子間通過非共價(jià)鍵作用聚集在一起而表現(xiàn)出的特殊性質(zhì)嗎？二、超分子若兩個(gè)或多個(gè)分子相互“組合”在一起形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的聚集體，能表現(xiàn)出不同于單個(gè)分子的性質(zhì)，可以把這種聚集體看成分子層次之上的分子，稱為超分子。分子以什么樣的作用形成超分子？說(shuō)法很紛繁，有人將其概括為非共價(jià)鍵，有人則將其限于分子間作用力。超分子這種分子聚集體，有的是有限的，有的是無(wú)限伸展的。1.超分子的概念二、超分子非共價(jià)鍵作用力，包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。例如，DNA中兩條分子鏈之間通過氫鍵的作用而組合在一起，細(xì)胞膜中的磷脂分子通過疏水端相互作用形成雙層膜結(jié)構(gòu)。2.超分子的實(shí)例二、超分子下面我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下“杯酚”。杯酚一般是由亞甲基橋聯(lián)苯酚單元所構(gòu)成的大環(huán)化合物，因其結(jié)構(gòu)像一個(gè)酒杯而被稱為杯芳烴或杯酚。杯酚具有大小可調(diào)節(jié)的空腔，可盛裝不同尺寸的分子或離子。1942年，奧利地人金克在研究酚醛樹脂的過程中，由對(duì)叔丁基苯酚與甲醛溶液的反應(yīng)，意外合成了杯酚。二、超分子如何分離C60和C70？，從組成的碳原子數(shù)來(lái)可知，C70要比C60大一些。將C60和C70的混合物加入一種空腔大小適配C60的杯酚中，杯酚像個(gè)碗似的把C60裝起來(lái)而不能裝下C70；加入甲苯溶劑，甲苯將未裝入碗里的C70溶解了，過濾后分離C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解杯酚而將不溶解的C60釋放出來(lái)并沉淀。二、超分子上面的分離過程是借助分子間力形成超分子的例子，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、超分子下面我們來(lái)認(rèn)識(shí)另一種超分子——冠醚。觀察12-冠-4（左）和15-冠-5（右）兩種冠醚的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和球棍模型，并思考，冠醚的分子形狀有何特點(diǎn)？名稱中的數(shù)字含義是怎樣的？二、超分子冠醚的形狀酷似皇冠。冠醚的名稱中，前面的數(shù)字代表組成環(huán)的總原子數(shù)，冠后面的數(shù)字代表環(huán)上的氧原子的個(gè)數(shù)。因此下面兩種冠醚分別叫18-冠-6和21-冠-7。二、超分子通過上面的4種冠醚的例子可以看出，不同的冠醚擁有不同大小的空穴，而這些空穴恰好可以適配不同大小的堿金屬離子。二、超分子（1）冠醚靠什么吸引陽(yáng)離子？【思考討論】氧原子有兩對(duì)孤對(duì)電子，有較高的負(fù)電密度，它能與陽(yáng)離子強(qiáng)烈吸引；碳原子是環(huán)的骨架，穩(wěn)定了整個(gè)冠醚。二、超分子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?！氨印迸c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。以上例子描述的超分子的重要特征——分子識(shí)別，超分子的另一重要特征是自組裝。二、超分子超分子自組裝示意圖簡(jiǎn)介二、超分子超分子自組裝示意圖簡(jiǎn)介二、超分子1.超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。2.超分子有兩個(gè)重要特征：分子識(shí)別和自組裝。分子識(shí)別可以用于高選擇性的混合物的分離、可用于催化反應(yīng)等。自組裝可以得到空間結(jié)構(gòu)奇妙特殊的超分子，可用于醫(yī)學(xué)組織替代，構(gòu)建生物體內(nèi)電路等?！菊n堂小結(jié)】課堂練習(xí)1.已知圖1所示為冠醚18-冠-6。氯化鉀可以較好的溶解在其中，得到的物質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。根據(jù)以上信息，下列說(shuō)法不正確的是（

）A．陽(yáng)離子被冠醚固定在空穴中依靠的主要是靜電相互作用B．如果要溶解NaCl，用圖4所示的冠醚比圖3所示的冠醚效果更好C．圖中所示的幾種冠醚互為同系物D．冠醚的化學(xué)式通式為(CH2CH2O)n

BC課堂練習(xí)解析

B項(xiàng)，Na+的半徑比K+半徑小，因此與Na+作用形成超分子的冠醚應(yīng)比與K+作用形成超分子的冠醚小，由題干知鉀離子可以與冠醚18-冠-6形成超分子，因此用圖3所示的較小的冠醚才能更好的溶解氯化鈉；C項(xiàng)，同系物之間彼此只相差n個(gè)CH2，而不同的大小的冠醚還相差了若干個(gè)O原子，不符合同系物的定義。課堂練習(xí)2.烯烴難溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果較差。若烯烴中溶入冠醚Z，氧化效果明顯提升。已知：冠醚Z與KMnO4可發(fā)生如圖所示的變化。加入冠醚Z后，烯烴的氧化效果明顯提升的原因是什么？解析

最初高錳酸鉀溶解在水中，烯烴難溶