螯合作用 | 蔬菜好營養
![螯合作用](https://i.imgur.com/4LfH9YV.jpg)
螯合作用(chelation),具有兩個或兩個以上配位原子的多齒配體與同一個金屬離子形成螯合環的化學反應。具有多齒配體的化合物稱為螯合劑,產物稱為金屬螯合物(或螯合 ...
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螯合作用(chelation),具有兩個或兩個以上配位原子的多齒配體[1]與同一個金屬離子[2]形成螯合環的化學反應。具有多齒配體的化合物[3]稱為螯合劑[4],產物稱為金屬螯合物(或螯合物)。例如,乙二胺[5]H2NCH2CH2NH2是一個雙齒螯合劑,它的兩個氮原子配位到同一金屬離子上形成五原子螯合環的金屬螯合物(圖 1a)。
二亞乙基[6]三胺H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2是一個三齒螯合劑,它的三個氮原子可以同時配位到一個金屬離子上(圖1b)。螯合劑中配位原子的數目除了二齒、三齒外,還有四齒、五齒、六齒等。金屬離子和螯合配體生成的螯合物,比它和單齒配體生成的類似配合物有較高的穩定性。 反應機理 配體和金屬離子之間的配位鍵通常有兩種類型:①配體上酸的基團離解去H+,然後與金屬離子配位;②配體上含有孤電子對的中性基團與金屬離子配位。如果配體上同時有兩個基團與一個金屬離子配位,不論是兩個①型或者兩個②型,或者①和②型兼有之,都能形成螯合環。幾種螯合劑與金屬離子形成螯合物時,草酸以兩個①型(圖2a),乙二胺以兩個②型(圖2b),甘氨酸[7]以一個①型和一個②型(圖2c),乙二胺四乙酸以四個①型和兩個②型(圖2d)配位。
通常在配位原子上增強負電荷的定域化,就會增高它配位於金屬離子的能力。①型是金屬離子取代H+,與配體相配位。對於相類似的配體來說,增加配體的鹼強度能增加它與金屬的螯合能力。設 L-為螯合劑陰離子,Mn+為金屬離子,K為質子化常數(酸離解常數的倒數),KML為金屬螯合物的穩定常數,則
(1)
(2)
可見,K 是衡量L-親H+能力的尺度,KML是衡量L-親核(金屬離子)能力的尺度,兩者是統一的。實踐證明,這兩個常數有相當一致的平行關係。 金屬螯合物 螯合物最顯著的一種特性是其熱力學穩定性和熱穩定性。螯合環的穩定性與芳香環相似。例...
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