supercząsteczka
 
Encyklopedia PWN
supercząsteczka, supermolekuła,
termin wprowadzony w połowie lat 30. XX w., służący do opisu zespołu 2 lub większej liczby cząsteczek chem., które są związane za pomocą oddziaływań międzycząsteczkowych.
Supercząsteczki mają charakter związków inkluzyjnych lub połączeń addycyjnych; nie ulegają transformacji chem., zachowując w zespole swoje indywidualne właściwości. Indywidua chem. tworzące supercząsteczkę często nazywa się receptorem molekularnym (tzw. gospodarz) i substratem (tzw. gość). S. wykazuje nowe właściwości z jednoczesnym zachowaniem indywidualnych właściwości tworzących ją cząsteczek; tworzenie s. jest procesem selektywnym, receptor z mieszaniny potencjalnych substratów wybiera ten — rozpoznanie supramolekularne — którego kształt (geometria) oraz rozłożenie ładunków elektr. i miejsc wiążących (energia) odpowiadają geometrii i energii receptora — tzw. zasada podwójnej komplementarności; podstawowymi funkcjami s., oprócz rozpoznania supramolekularnego, są transformacja supramolekularna i transport supramolekularny. Transformacja supramolekularna jest procesem katalitycznym polegającym na związaniu substratu przez receptor, ewentualnej aktywacji substratu, chem. przekształceniu substratu (reakcja chem.) i uwolnieniu nowego produktu. Transport supramolekularny dotyczy gł. transportu przez błony półprzepuszczalne (membrany) i może zachodzić w dwojaki sposób: albo cząsteczka receptora umieszczona w membranie pobiera (wiąże) substrat znajdujący się z jednej strony membrany, a utworzony kompleks supramolekularny wędruje w membranie i substrat zostaje uwolniony po drugiej stronie membrany, albo receptor supramolekularny tworzy w membranie kanał, przez który cząsteczka substratu może migrować na jej drugą stronę — w obu wypadkach transport jest selektywny, tzn. są transportowane tylko cząsteczki o odpowiedniej wielkości, kształcie i charakterystyce energ., dla których receptor został zaprojektowany. Funkcje s. są często wykorzystywane w syntezie org., analizie chem., w procesach rozdzielania (jonów, cząsteczek). Badania s. przyczyniają się do wyjaśnienia mechanizmów wielu reakcji zachodzących w organizmach żywych. Dziedzina chemii, która zajmuje się syntezą s. oraz badaniem ich struktury i właściwości nazywa się chemią supramolekularną. S. mogą ulegać dalszej agregacji w wielocząsteczkowe zespoły supramolekularne (samoorganizacja cząsteczek).
Dynamiczny rozwój badań nad supercząsteczkami zapoczątkowały w końcu lat 60. XX w. prace C.J. Pedersena (związki koronowe) oraz D.J. Crama i J.-M. Lehna (sferandy i kryptandy).
Bibliografia
J.-M. LEHN Chemia supramolekularna, Warszawa 1993.
Ilustracje
Supercząsteczka, schemat supramolekularnego rozpoznawania substratu przez receptorrys. K. Suwińska/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Supercząsteczka, schemat supramolekularnego transportu przez membranęrys. K. Suwińska/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Supercząsteczka; w kompleksie gość–gospodarz gospodarzem jest pochodna eteru koronowego, gościem — jon sodu Na+; ten sam kompleks w ciele stałym (krysztale) staje się zbiorowym gospodarzem dla cząsteczek wody inkludowanych w kanałach, które tworzą się podczas krystalizacji rys. K. Suwińska/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Supercząsteczka. Przykłady receptorów molekularnych, pochodnych eterów koronowych rys. K. Suwińska/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Supercząsteczka. Schemat katalizy supramolekularnej rys. K. Suwińska/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia