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课件网) 3.4.2超分子 新人教版 选择性必修2 物质结构与性质 学习目标 2.了解超分子的结构特点与性质。 1.认识超分子的概念。 1. 定义 是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。 特别提醒：(1)定义中的分子是广义的，包括离子； (2)超分子有的是有限的，有的是无限伸展的。 2. 重要特征 分子识别和自组装 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 3.实例 (1)“杯酚”分离C60和C70： C70 C60 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 3.实例 (2)冠醚识别碱金属离子： 冠醚环的大小与金属离子匹配，才能识别 冠醚识别 K+ 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 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。 18-冠-6 15-冠-5 12-冠-4 C 原子：8 O 原子：4 C 原子：10 O 原子：5 C 原子：12 O 原子：6 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 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-4 120～150 Li+(152) 15-冠-5 170～220 Na+(204) 18-冠-6 260～320 K+(276)Rb+(304) 21-冠-7 340～430 Cs+(334) 冠醚中，C原子是环的骨架，稳定了整个冠醚，O原子吸引阳离子，冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键，冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里存在着阴离子，这类晶体属于离子晶体。 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 3.实例 (3)细胞和细胞器的双分子膜的自组装 极性基团(亲水) 非极性基团(疏水) 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 表面活性剂从分子结构上说，也叫两亲分子———亲水性和亲脂性，分子的一端有极性，称为亲水基团，另一端没有或几乎没有极性，称为疏水基团。 这些分子之所以被称为表面活性剂，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。 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 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而得到保证。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。 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 DNA双螺旋的两条分子链是通过什么作用力结合的？ A与T通过2个氢键配对，G与C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。 超分子：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。 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。 课堂探究 新知讲解 二、 超分子 4、应用 ①作有机反应中的催化剂：由于冠醚与金属阳离子的作用，可以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。 ②引发化学家进一步关注分子之间通过空间结构和作用力的协同所产生的某种选择性，从而实现分子识别、分子组装，促进了超分子化学研究的发展。 ③通过对超分子化学的研究，人们可以模拟生物系统，在分子水平上进行分子设计，有序组装甚至复制出一些新型的分子材料，如具有分子识别能力的高效专业的新型催化剂，有效的新型药物，集成度高、体积小、功能强的分子器件(分子导线、分子开关、分子信息存储元件等)，生物传感器以及很多具有光、电、磁、声、热等特性的功能材料等。 课堂探究 新知讲解 ... ...
