金属螯合物jinshu aohewu

多齿配体与同一金属离子所形成的螯合环状的配合物，简称金属螯合物。在乙二胺H₂NCH₂·CH₂NH₂ (略写为en)，草酸根离子C₂O^2-₄(略写为ox) 等配位体中，含有两个或两个以上的配位原子，且两个配位原子间相隔2到3个其他原子。当它们配位在一个金属离子上时，常常形成包含金属离子的环状结构，这些配位体叫做螯合配位体，它们是多齿 （或多基） 配位体。已发现的多齿配体最多的达14齿，多齿配体中的配位原子以氧和氮最常见，其次是硫，此外还有磷、砷等。螯合物为中性分子时，称为分子内络盐，也简称内络盐，较早被人们注意，甘氨酸离子H₂NCH₂CO^-₂(略写为 gly) 是其代表，能生成[Cu^Ⅱ(gly)₂],[Co^Ⅲ(gly)₂]等分子内络盐。分子内络盐这一名称，近来已不太使用，其原意是指含有配位键的分子。多齿螯合配位体取代水合配离子中的水分子时，每个螯合配位体可取代出两个或多个水分子，取代后总质点数增加，体系的混乱度增加，熵值增大。由关系式可知，配位体改变时对的影响不大，故螯合后越大，越小，K_稳就越大，螯合物就越稳定。金属螯合物中必定含有包括金属的环状结构，这种环叫做螯合环。一般来说n价配位体跟一个金属离子配位，至少生成(n-1)个螯合环。螯合物中形成螯合环数目越多，稳定性越高，而且一般来说，五圆环、六圆环较其他圆环更稳定。这种由于螯环的形成而使螯合物具有特殊稳定性的作用，叫螯合效应。研究螯合物的结构是配位立体化学中的重要课题之一。有机试剂生成的金属螯合物，有的具有特殊颜色和水不溶性，有的却易溶于有机溶剂。因此常用的金属离子的沉淀剂、萃取剂等有机试剂，大多是螯合配位体，而且生成的螯合物绝大多数相当于分子内络盐。例如，由8-羟基喹啉C₉H₇NO生成的无水Cu (Ⅱ) 配合物，是平面型的配合分子。由丁二酮肟生成的红色的Ni(Ⅱ) 配合物[Ni (C₄H₇N₂O₂)₂]也是平面型配合分子，乙酰丙酮CH₃COCH₂COCH₃生成的深红色的Fe (Ⅲ) 配合物[Fe(C₅H₈O₂)₃]是六配位八面体型配合分子。20世纪60年代人们发现大环多元醚 （冠醚和穴醚） 是一类新型的螯合配体。由于大环多元醚的结构特殊，因此具有一些不同于常见螯合剂的特性，如高选择性和所形成的某些螯合物有更大的稳定性（大环效应或超螯合效应）。大环多元醚在元素分离、分析和有机合成以及仿生化学等领域得到应用，并日益受到重视。此外，在维生素B₁₂、叶绿素等天然存在的金属螯合物中，有很多组成复杂的化合物，它们在生物化学上起着重要的作用，而影响这些配合物性质的主要是配位体，跟简单的无机配合物有明显的区别。包括金属离子参与的生化反应等天然螯合物化学也是配位化学的最新发展领域。总之，金属螯合物广泛地应用于金属离子的沉淀、溶剂萃取、离子交换、比色定量等分析分离工作上，以及水的软化、织物的染色等方面。一些特殊的金属螯合物也有一些特殊的应用。