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螯合物
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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。
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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
主條目:螯合效應
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- 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
More information
...
反應平衡式 | log β | ΔG![]() |
ΔH![]() |
−TΔS![]() |
---|---|---|---|---|
Cd2+ + 4 MeNH2 |
6.55 | -37.4 | -57.3 | 19.9 |
Cd2+ + 2 en |
10.62 | -60.67 | -56.48 | -4.19 |
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參考文獻
- (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]