配合物与配体
配合物由中心金属离子与带有孤对电子的分子或离子(配体)结合而成。只有一个给体位点的配体为单齿配体(NH₃、H₂O),有多个位点的为多齿配体,它们形成的环状配合物称为螯合物,名称来自希腊语中的蟹钳(Morgan & Drew, 1920)。
螯合效应
[Ni(en)₃]²⁺的稳定常数远大于[Ni(NH₃)₆]²⁺。一个多齿配体取代多个水分子,使自由粒子数增加,从而使熵增大。五元环和六元环最稳定。
常见螯合剂及用途
- EDTA:六齿配体;用于Ca²⁺/Mg²⁺滴定(水的硬度)、铅中毒治疗和食品保存。
- 医学:二巯丙醇(BAL)用于砷和汞中毒,去铁胺用于铁过载。
- 环境:壳聚糖等富含胺基的高分子可结合重金属并将其从废水中去除(参见吸附和脱乙酰化)。
- 生物:血红蛋白中的血红素是螯合铁的卟啉;叶绿素螯合镁。
参考文献
- Morgan, G. T., & Drew, H. D. K. (1920). Researches on residual affinity and co-ordination. Part II. Journal of the Chemical Society, Transactions, 117, 1456-1465.
- Schwarzenbach, G. (1952). Der Chelateffekt. Helvetica Chimica Acta, 35(7), 2344-2359.
- Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G. (2018). Inorganic Chemistry (5th ed.). Pearson.
- Flora, S. J. S., & Pachauri, V. (2010). Chelation in metal intoxication. International Journal of Environmental Research and Public Health, 7(7), 2745-2788.