第十八章 超分子结构化学.ppt

超分子结构化学
超分子结构化学
超分子是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起,组成复杂的、有组织的聚集体,保持一定的完整性,使它具有明确的微观结构和宏观特性。
由分子到超分子和分子间相互作用的关系,正如由原子到分子和共价键的关系。
分子间相互作用非共价键
1987年诺贝尔化学奖授予
C. Pedersen 发现冠醚化合物
J-M. Lehn 发现穴醚化合物并提出
超分子概念
D. Cram 主客体化学先驱者
此后十多年, 超分子化学获得很大发展
超分子和超分子化学通常包括两个领域
受体和底物在分子识别原则基础上, 分子间缔合成分立的低聚分子物种
数量多而不确定的组分缔合成超分子聚集体
组成和结合形式不断变动的薄膜、囊泡、胶束、介晶相等
组成确定,具有点阵结构-晶体研究这种超分子:晶体工程
一、超分子稳定形成的因素
G = H - TS

能量因素熵因素
能量因素:降低能量在于分子间键的形成。
(a)静电作用
盐键正负离子
R-COO-···· +H3N-R 正负基团
离子-偶极子作用
偶极子-偶极子作用
1. 能量因素
+
-
+
- +
- +
- +
(b)氢键
常规氢键 X-H····Y
X, Y = F, O, N, C, Cl
非常规氢键 X-H····
X-H····M
X-H····H-Y
(c)M-L配位键
金属原子和配位体间形成的共价配键为主
(e)····堆叠作用
面对面边对面
(f)诱导偶极子-诱导偶极子的作用
即色散力:范德华力
(d) 疏水效应:溶液中疏水基团或油滴互相聚集,增加水分子间氢键的数量。
2. 熵增加因素
(a)螯合效应:由螯合配位体形成的配合物比相同配位数和相同配位原子的单啮配位体形成的配合物稳定的效应。
Co(NH3)62+ Co(en)32+
logK
Ni(NH3)62+ Ni(en)32+
logK
(b)大环效应:和螯合效应有关,在能量因素和熵因素上增进体系稳定性。
LogK
-H/kJ·mol-1
 S/J·k-1·mol-1