一、超分子的定义

超分子是由两种或多种分子通过‌非共价键相互作用‌(如氢键、静电作用、疏水作用、范德华力等)形成的分子聚集体。例如冠醚、DNa双螺旋结构、杯酚等都属于超分子‌。

冠醚，是分子中含有多个－氧－亚甲基－结构单元的大环多醚。常见的冠醚有15－冠－5、18－冠－6，冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂。冠醚有一定的毒性，必须避免吸入其蒸气或与皮肤接触。

DNA双螺旋(外文名DNA Double Helix)指的是一种核酸的构象，在该构象中，两条反向平行的多核苷酸链相互缠绕形成一个右手的双螺旋结构。

再如：

二、超分子的性质

‌1、分子识别‌

主体分子对客体分子有‌选择性结合‌的能力，如冠醚通过空穴尺寸匹配特定金属离子(如K⁺)，形成超分子‌；杯酚通过分子间作用力分离C₆₀和C₇₀‌。

DNA的碱基互补配对通过氢键实现分子识别‌。

2‌、自组装‌

表面活性剂在水中形成胶束(疏水基团向内，亲水基团向外)，用于去污‌。

细胞膜的双层磷脂结构(极性头部向外，非极性尾部向内)‌。

‌3、弱相互作用的协同效应‌

单个弱作用力(如氢键)较弱，但多种作用力协同可形成稳定的超分子结构‌。

三、高中化学对超分子的考查方式

‌1、基础概念判断‌

直接考查定义，例如：“超分子通过共价键/非共价键形成？”(正确答案为非共价键)‌。

‌典型超分子实例分析‌

‌冠醚‌：常结合有机反应考查其作用(如增加高锰酸钾在苯中的溶解度)，并辨析是否涉及配位键(冠醚与金属离子为弱相互作用，非配位键)‌。

‌杯酚‌：分离富勒烯(C₆₀和C₇₀)的原理(分子识别)‌。

‌DNA双螺旋‌：通过氢键形成超分子结构‌。

2‌、实际应用与现象解释‌

洗涤剂去污原理(胶束包裹油渍)‌。

冠醚作为相转移催化剂的作用(如提高高锰酸钾氧化烯烃的效率)‌。

3、‌辨析超分子与配合物‌

超分子依赖弱相互作用，而配合物通过配位键结合(如冠醚与K⁺属于超分子，而[Fe(SCN)]ⁿ⁺属于配合物)‌。

四、备考建议

掌握教材中冠醚、杯酚、DNA等‌核心案例‌，理解其作用原理‌。

区分超分子与配合物的‌作用力类型‌(非共价键 vs 配位键)‌。

结合实验或生活现象(如洗涤剂去污、细胞膜结构)理解超分子的自组装特性‌。

五、超分子与配合物的区分要点

1. ‌作用力类型不同‌

‌超分子‌：通过‌非共价键‌(如氢键、范德华力、静电作用、疏水作用等)形成，作用力较弱且可逆‌。

例：冠醚与金属离子通过空穴尺寸匹配结合，依赖静电作用而非配位键‌。

‌配合物‌：通过‌配位键‌(一方提供孤电子对，另一方提供空轨道)结合，属于较强且稳定的化学键‌。

例：[Cu(NH₃)₄]^2＋中，NH₃的N原子提供孤电子对，Cu^2＋提供空轨道形成配位键‌。

2. ‌结构特征差异‌

‌超分子‌：

结构灵活，依赖分子识别与自组装形成动态聚集体(如胶束、DNA双螺旋)‌。

无明确的内外界划分，通常由多种弱相互作用协同稳定‌。

‌配合物‌：

具有明确的内外界结构，中心原子与配体通过配位键结合，外界为抗衡离子‌。

例：[Cu(NH₃)₄]SO₄中，[Cu(NH₃)₄]^2＋为内界，SO₄^2－为外界‌。

3. ‌稳定性与可逆性‌

‌超分子‌：

稳定性低，易受温度、溶剂等外界条件影响而解离(如胶束在高浓度下才稳定)‌。

结合过程可逆，适合动态功能(如分子运输、识别)‌。

‌配合物‌：

配位键稳定性较高，解离需要较高能量(如破坏Fe(SCN)₃需强酸或强配位剂)‌。

结构固定，常用于催化、金属离子检测等需要稳定性的场景‌。

4. ‌典型应用场景‌

‌超分子‌：

分子识别‌：杯酚分离C₆₀和C₇₀‌。

‌自组装‌：表面活性剂形成胶束去污，细胞膜双层磷脂结构‌。

‌配合物‌：

检测与分离‌：硫氰化铁(Fe(SCN)₃)用于Fe^3＋的显色反应‌。

催化与生物功能‌：血红素(Fe^2＋配合物)参与氧气运输‌。

5、快速区分方法

‌看作用力‌：非共价键→超分子；配位键→配合物‌。

‌看结构‌：动态聚集体→超分子；明确内外界→配合物‌。

‌看稳定性‌：易解离→超分子；难解离→配合物‌。

例如：冠醚与K⁺通过静电作用结合(超分子)，而[Cu(NH₃)₄]^2＋通过配位键形成(配合物)‌。