螯合反應

螯合反應

對同一種原子,若形成螯合物比單基配位體形成的絡合物(非螯合物)要更加穩定,這種反應稱作螯合反應。螯合物一般以五元環、六元環為最穩定,且一個絡合劑與中心離子所形成的螯環的數目越多就越穩定。

基本介紹

  • 中文名:螯合反應
  • 外文名:Chelate reaction
螯合反應就是生成螯合物的化學反應。螯合物是配合物的一種,在螯合物的結構中,一定有一個或多個多齒配體提供多對電子與中心體形成配位鍵。“螯”指螃蟹的大鉗,此名稱比喻多齒配體像螃蟹一樣用兩隻大鉗緊緊夾住中心體。 金屬EDTA螯合物螯合物通常比一般配合物要穩定,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。可形成螯合物的配體叫螯合劑。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 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。
螯合反應指出,生成螯合物的反應比生成普通非螯合配合物的反應在能量上更有利。它主要由兩個因素導致,一是熵增作用——螯合反應熵變高過普通配位反應,因需用配體分子數較少;另一則是焓作用——同一多齒配體減少了多個配位點原子間的相互排斥,有利於促進螯合物的生成。

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