螯合物
外觀
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螯合物(英語:Chelation)是錯合物的一種,在螯合物的結構中,一定有一個或多個多齒配位基提供多對電子與中心體形成配位鍵。「螯」指螃蟹的大鉗,此名稱比喻多齒配位基像螃蟹一樣用兩隻大鉗緊緊夾住中心體。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/09/Metal-EDTA.svg/220px-Metal-EDTA.svg.png)
螯合物通常比一般錯合物要穩定,其結構中經常具有的五或六元環結構更增強了穩定性。正因為這樣,螯合物的穩定常數都非常高,許多螯合反應都是定量進行的,可以用來滴定。使用螯合物還可以掩蔽金屬離子。
可形成螯合物的配位基叫螯合劑。常見的螯合劑如下:
- 乙二胺(en),二齒
- 2,2'-聯吡啶(bipy),二齒
- 1,10-鄰二氮雜菲(phen),二齒
- 草酸根(ox),二齒
- 乙二胺四乙酸(EDTA),六齒
- 1,2-雙(二甲基胂)苯(diars),二齒
值得一提的是EDTA。它能提供2個氮原子和4個羧基氧原子與金屬配合,可以用1個分子把需要6配位的鈣離子緊緊包裹起來,生成極穩定的產物。其化學結構表示如下:
- (HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2
螯合物在工業中用來除去金屬雜質,如水的軟化、去除有毒的重金屬離子等。一些生命必須的物質是螯合物,如血紅蛋白和葉綠素中卟啉環上的4個氮原子把金屬原子(血紅蛋白含Fe2+,葉綠素含Mg2+)固定在環中心。
螯合效應
[編輯]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5a/M-en1.svg/220px-M-en1.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/38/Cu_chelate.svg/220px-Cu_chelate.svg.png)
- Cu2+ + en ⇌ [Cu(en)]2+ (1)
- Cu2+ + 2 MeNH2 ⇌ [Cu(MeNH2)2]2+ (2)
- [Cu(en] =β11[Cu][en]
- [Cu(MeNH2)2]= β12[Cu][MeNH2]2
- ΔG
= −RT ln K = ΔH
− TΔS
反應平衡式 log β ΔG ΔH /kJ mol−1
−TΔS /kJ mol−1
Cd2+ + 4 MeNH2 Cd(MeNH2)42+ 6.55 -37.4 -57.3 19.9 Cd2+ + 2 en Cd(en)22+ 10.62 -60.67 -56.48 -4.19
參考文獻
[編輯]- (英文) Nomenclature of Inorganic Chemistry (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), IUPAC Recommendations 2005 ("Red Book"), Tabelle VII, Ligand abbreviations, S. 267. (PDF-Datei; 4,14 MB)
- (法文) Descripton et utilisation de trisodium calcium diethylenetriaminepentaacetate dans l'élimination des produits transuraniques par chélation [1]. Radiation Emergency Assistance Center/Training Site
- (法文) Traitement d'ouvriers contaminés par des produits radiologiques avec des infusions de Ca-DPTA. Radioprotection 2004, Vol. 39, n° 3, pages 383 à 387 [2]
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