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第三章 晶体结构与性质
第四节 配合物与超分子(第二课时）
《物质结构与性质》
1.超分子——①DNA碱基配对
双螺旋DNA的两条分子链是通过什么结合的？
《物质结构与性质》
A
T
G
C
《物质结构与性质》
DNA碱基对是通过氢键相互识别并结合的
常见的DNA碱基配对结构
A T
G C
1.超分子——①DNA碱基配对
《物质结构与性质》
神奇的超分子，借分子间作用力形成复杂的组织结构
核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的
《物质结构与性质》
《物质结构与性质》
超分子是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。超分子定义中分子是广义的，包括离子。
氢键
1.超分子——①DNA碱基配对
超分子的特性
①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。
②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。
超分子是组成复杂的、有组织的分子聚集体，并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特征。
1.超分子——②杯酚与C60
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
《物质结构与性质》
1.超分子——③冠醚与阳离子
18-冠醚-6
冠醚与金属阳离子通过配位作用相结合
《物质结构与性质》
18-冠-6
吸引阳离子
C 原子是环的骨架，稳定了整个冠醚
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）
不同冠醚的空腔尺寸不同，与不同的阳离子相匹配，从而实现选择性结合。
1.超分子——③冠醚与阳离子
超分子的特征之一：分子识别
《物质结构与性质》
2.超分子有序体
表面活性剂：从分子结构上说，也可以叫“两亲分子”，
一端为亲水基团，另一端为疏水基团。
硬脂酸根（传统肥皂的有效成分之一）
十二烷基苯磺酸根
（合成洗涤剂中常用的表面活性剂）
《物质结构与性质》
低浓度时，优先在溶液表面形成单分子层，降低表面张力。
高浓度时，剩余的表面活性剂在溶液中形成胶束。
2.超分子有序体
《物质结构与性质》
相似相溶： 亲水端倾向于与水相接触
疏水端倾向于不与水接触，彼此聚集
2.超分子有序体
《物质结构与性质》
超分子的特征之二：自组装
纯水 洗涤灵 胶束
2.超分子有序体
《物质结构与性质》
《物质结构与性质》
细胞外部
磷脂分子
双分子层
细胞质
疏水端
亲水端
亲水端
2.超分子有序体
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。
含义：研究超分子的化学叫超分子化学，是一门处于近代化学、材料化学和生命科学交汇点的新兴学科。
应用：在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应 用前景。
研究领域：环状配体组成的主客体体系；有序的分子聚集体；由两个或两个以上基团用柔性链或刚性链连接而成的超分子化合物。
《物质结构与性质》
【课堂小结】
《物质结构与性质》
《物质结构与性质》
【例】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：
(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。
(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
(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　　　　　　。
p-甲酸丁酯吡啶配体
4d55s1
6
AB
C
sp2和sp3
1、超分子的两个重要的特征是 和 。
分子识别
自组装
《物质结构与性质》
2.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？
3.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？
　
共价键。
阴离子，离子晶体。
课堂巩固
4.下列关于超分子的说法不正确的是
A.超分子是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
B.超分子都是无限伸展的
C.冠醚是一种超分子，可以识别碱金属离子
D.细胞和细胞器的双分子膜具有自组装特征
课堂巩固
√
《物质结构与性质》
5.我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图所示。下列叙述正确的是
A.SiO2与干冰的晶体结构相似
B.SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应
C.该SiO2超分子纳米管具有分子识别和自组装特征
D.光纤的主要成分是SiO2，具有导电性
√
《物质结构与性质》
课堂巩固
本课学习已结束， 请完成相应作业！
《物质结构与性质》

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