Показан ротоксан: комплекс из линейной и кольцевой молекулы

Слайд 16. Что такое межмолекулярное взаимодействие? Это то взаимодействие, между атомами или молекулами, которое не приводит к образованию химических связей, но оно есть, это обуславливает силы притяжения или отталкивания между молекулами или атомами.

Различают типы физического взатимодействия: перечислены на слайде.

Слайд 17. Силы Ван-дер-Ваальса, в основе лежит диполь-дипольное взаимодействие., т.е. взаимодействие между диполями. Молекула, где присутствуют полярные связи, т.е. соединены атомы с разной электроотрицательностью существует в виде диполя, т.е. имеется область с избытком электронной плотности и с недостатком электронной плотности. Впервые о том, что между молекулами существует физическое взаимодействие писал в своих работах голландский физик Ван-дер-Ваальс.

Слайд 18. Сегодня в химии различают три типа диполь-дипольного взаимодействия: ориентационное, которое действует между постоянно действующими диполями, когда взаимодействуют полярные молекулы.

Индукционное, которое возникает между полярной и неполярной молекулой, полярная индуцирует в неполярной неравномерное распределение электронной плотности.

Дисперсионное, которое существует, возникает между неполярными молекулами в результате флуктуации электронной плотности при движении электронов вокруг положительно заряженных ядер атомов.

Слайд 19. На слайде показаны еще различные типы взаимодействия, необходиом внимательно посмотреть и идентифицировать с названием взаимодействия каждую картинку.

Слайд 20. Условия образования комплексов, супрамолекул – хим и геометр соответствие компонентов. Это условия так называемого молекулярного распознования при образовании комплекса. Впервые эти условия описаны Фишером и схематически обозначены как соответствие «ключ к замку». Как ключ к замку подходит идеально по размеру и форме, так и компонетны в супрамолекулярном комплексе подходят доуг к другу.

Слайд 21. Молекулу гостя еще называют субстратом (ключом), а молекулу хозяина – рецептором (замком). Комплексы гость-хозяин играют чрезвычайно важную роль в биохимических процессах, в основе жизнедеятельности всех живых существ. Все ферментативные реакции в организме протекают через стадию образования комплекса гость-хозяин.

Ферменты – это биокатализаторы, обладают высокой специфичностью, ускоряют только один тип химических реакций. Ферменты например, работают в пищеварительном тракте человека, обеспечивают процесс усвоения пищи, т.е. расщепления на маленькие части, которые всасываются через стенку кишечника в кровь и поступают в клетки.

Слайд 22. Показан пищеварительный тракт, отдельные отделы, в каждом из них усваиваются пищевые вещества белки, углеводы, жиры, для этого поджелудочная железа вырабатывает необходимые ферменты.

Амилаза – фермент, который ускоряет расщепление крахмала, углеводов. Это длинные молекулы из звеньев глюкозы, их надо расщепить на составляющие.

Пепсин, трипсин, химотрипсин – ферменты, которые ускорят гидролиз белков пищи до составляющих аминокислот. И т.д.

Слайд 23. На слайде показано схематически как протекает процесс расщепления белковой молекулы. Фермент имеет определенную конфигурацию, белковая молекула из пищевой массы имеет также определенную конфигурацию, занимает активный центр, после образования фермент-субстратный комплекс, + молекула воды, как химический реагент и … белковая молекула расщепилась на две части.

Слайд 24. Еще один пример образования супрамолекулярных комплексов – комплексы включения краун-эфиров и катионов щелочных металлов.

Что такое краун-эфиры? Это циклические молекулы (замкнутая цепочка атомов), которые содержат простую эфирную связь, кислородный мостик. Цепочка состоит из атомов углерода и кислорода. Вместо атомов кислорода могут выступать атомы азота, серы.

Атомы кислорода, азота, серы содержат неподеленные пару электронов на внешнем энергетическом уровне, это избыточная электронная плотность. Активные центры, во внутренней полости могут удерживаться катионы металлов, которые подходят по размеру к объему внутренней полости.

Обозначения краун эфиров 12-краун-4: 12 – общее количество атомов в молекуле, 4 – количество атомов кислорода.

Слайд 25. Схема образования комплекса включения

Слайд 26. Название краун-эфира.

Слайд 27. Открыл краун-эфиры Чарльз Петерсен, получил, изучил их свойства. За работы в этой области знаний получил Нобелевскую премию. Химик-экспериментатор, мог работать с минимальными количествами вещества, устанавливая его свойства. Первый сделал предположение, что растворимость щелочных металлов в растворах краун-эфиров связана с образованием комплекса включения.

Слайд 28.

Таблица соответствия размеров катионов и внутренних полостей краун-эфиров.

Слайд 29. Еще один пример комплексов на основе циклических олигосахаридов - циклодекстринов. Циклы образуют условно стенки ведерка, дно и верх ведерка - гидроксильные группы. Внешняя поверхность ведерка – гидрофильная, внутренняя – гидрофобная. Во внутренней гидрофобной полости могут прятаться гидрофобные молекулы.

Слайд 30. Сравнение циклодекстринов.

Слайд 31. Под буквой В показана структура комплекса гость-хозяин. Являются базовыми элементами при создании Смарт-материалов.