螯合物

螯合物（英語：Chelation）是配合物的一种，在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。

金属EDTA螯合物

螯合物通常比一般配合物要稳定，其结构中经常具有的五或六元环结构更增强了稳定性。正因为这样，螯合物的稳定常数都非常高，许多螯合反应都是定量进行的，可以用来滴定。使用螯合物还可以掩蔽金属离子。

可形成螯合物的配体叫螯合剂。常见的螯合剂如下：

• 乙二胺（en），二齿
• 2,2'-联吡啶（bipy），二齿
• 1,10-鄰二氮雜菲（phen），二齿
• 草酸根（ox），二齿
• 乙二胺四乙酸（EDTA），六齿
• 1,2-二(二甲基胂)苯（英语：1,2-Bis(dimethylarsino)benzene）（diars），二齿

值得一提的是EDTA。它能提供2个氮原子和4个羧基氧原子与金属配合，可以用1个分子把需要6配位的钙离子紧紧包裹起来，生成极稳定的产物。其化學結構表示如下：

(HOOCCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂COOH)₂

螯合物在工业中用来除去金属杂质，如水的软化、去除有毒的重金属离子等。一些生命必须的物质是螯合物，如血红蛋白和叶绿素中卟啉环上的4个氮原子把金属原子（血红蛋白含Fe²⁺，叶绿素含Mg²⁺）固定在环中心。

螯合效应

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乙二胺配體，以二鍵結合一個中央金屬離子

 

Cu²⁺配合物以甲胺(左邊)及乙二胺(右邊)表示

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
Cd^2+ + 4 MeNH2 ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  Cd(MeNH2)4^2+	6.55	-37.4	-57.3	19.9
Cd^2+ + 2 en ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  Cd(en)2^2+	10.62	-60.67	-56.48	-4.19

參考文獻

• （英文） Nomenclature of Inorganic Chemistry （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 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 . 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