螯合物（具有环状结构的配合物）

简介

螯合物

配合物

螯合物是（旧称内络盐）是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物。螯合物是配合物的一种，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。

螯合物通常比一般配合物要稳定。从配合物的研究可知，具有五元环或六元环的螯合物很稳定，而且所形成的环越多，螯合物越稳定。

应用

在水污染化学、分析化学、有机和生化等方面的应用十分广泛，如水中金属离子的分离分析、水的软化、分级沉淀、纤维染色、清洗金属、浮选、杀菌、蛋白质的水解与合成以及稳定维生素等。

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。比如重金属生产和使用的工厂使用重金属捕捉剂来沉淀重金属离子，达到净化废水的效果。

金属螯合反应对于辅酶、辅因子和酶的结合来说意义重大。

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Fe，叶绿素含Mg)固定在环中心。

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。

化学包复：在无机粉体表面的吸附或化学反应对颗粒表面螯合有机分子中的官能团进行包复使颗粒表面改性。

螯合程度检测

如果配体和银离子结合后，紫外可见区有变化，可以用紫外光谱测定反应进行的程度；如果没有光信号变化，也可以使用电化学手段，用银-氯化银电极测定体系游离银离子浓度；如果是固体的话，只能用溶剂洗涤固体，将游离银离子洗脱，然后用原子吸收或其他手段检测银离子含量。

又称螯合作用或螯合效应。螯合配位体 (含两个或两个以上具有孤对电子原子的配位体) 与中心离子同时形成两个或更多的配位键而生成环状结构的配位化合物，即螯合 [物] 的反应。例如，乙二胺四乙酸[EDTA，(—OOCCH2)2NCH2CH2N (CH2COO—)2]能与许多金属离子如Fe、Th、Hg、Cu、Ni、Pb等通过四个 (有时为三个) 羧酸基和二个氮原子键合而形成五个五元螯合环，生成比络合物具有更高稳定性的金属——EDTA螯合物。天然水体和废水中的金属发生螯合作用对重金属元素在环境中的迁移、归宿或毒性有很大影响。对微量金属离子有明显的反应，灵敏度很高。

具有多基配位体能与金属离子起螯合作用，生成螯合物的试剂。在用水废水化学中，常用的有有机螯合剂，如氨羧络合剂 (包括氨基三乙酸即NTA、乙二胺四乙酸即EDTA等)、双硫腙、8-羟基喹啉、邻菲咯啉(C12H8N2)、酒石酸钾钠、柠檬酸铵及无机螯合剂多磷酸盐等。螯合剂对各种金属离子具有较高的选择性和灵敏度，所生成的金属螯合物比同类的络合物具有更好的稳定性。在环境污染化学及化工工业中，常作为络合滴定剂、金属指示剂、金属分离剂、抗氧化剂、掩蔽剂、去锅垢剂、除藻剂、浮选剂、杀菌剂等。特别在水质分析中，测定水的硬度、金属离子的浓度等已有广泛应用。

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

1,10-二氮菲（phen），二齿

草酸根（ox），二齿

乙二胺四乙酸（EDTA），六齿

值得一提的是EDTA (ethylenediaminetetracetic acid），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。其化学结构表示如下：

(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2