螯合物

分子结合是离子和分子与金属离子结合的一种类型。 它涉及在多齿（多重键合）配体和单个中心金属原子之间形成或存在两个或多个独立的配位键。 这些配体称为螯合剂、螯合剂、螯合剂或多价螯合剂。 它们通常是有机化合物，但这不是必需的，例如锌及其作为维持疗法以防止威尔逊氏病患者吸收铜的情况。

髓合剂可用于提供营养补充剂、去除体内有毒金属的螯合疗法、MRI 扫描中的造影剂、使用均相催化剂进行制造、化学水处理以帮助去除金属等应用，以及 在肥料中。

螯合效应是螯合配体对金属离子的亲和力大于类似的非螯合（单齿）配体对相同金属的亲和力。

铜 (II) 对乙二胺 (en) 与甲胺的亲和力对比说明了支持螯合效应的热力学原理。

在（1）中，乙二胺与铜离子形成螯合物。 融合物导致形成五元 CuC2N2 环。 在 (2) 中，双齿配体被两个供体功率大致相同的单齿甲胺配体取代，表明两个反应中的 Cu-N 键大致相同。

描述螯合效应的热力学方法考虑了反应的平衡常数：平衡常数越大，络合物的浓度越高。

为简化符号，已省略电荷。 方括号表示浓度，稳定常数 β 的下标表示复合物的化学计量。 当甲胺的分析浓度是乙二胺的两倍且两个反应中铜的浓度相同时，浓度[Cu(en)]远高于浓度[Cu(MeNH2)2]，因为β11 ⇒ β12。

其中 R 是气体常数，T 是以开尔文为单位的温度。 Δ H ⊖

是反应的标准焓变，而 Δ S ⊖ 是标准熵变。

由于两个反应的焓应大致相同，因此两个稳定常数之间的差异是由于熵的影响。 在等式（1）中，左边有两个粒子，右边有一个粒子，而在等式（2）中，左边有三个粒子，右边有一个粒子。 这种差异意味着当与双齿配体形成螯合物时，与与单齿配体形成复合物时相比，无序熵损失更少。 这是造成熵差的因素之一。 其他因素包括溶剂化变化和成环。 说明效果的一些实验数据如下表所示。

这些数据证实，两个反应的焓变大致相等，并且螯合物稳定性更高的主要原因是熵项，这不太不利。 一般来说，很难根据分子水平的溶液变化来精确解释热力学值，但很明显螯合效应主要是熵效应。

许多生物分子表现出溶解某些金属阳离子的能力。 因此，蛋白质、多糖和多核酸是许多金属离子的优良多齿配体。 氨基酸谷氨酸和组氨酸等有机化合物、苹果酸等有机二酸和植物螯合肽等多肽也是典型的螯合剂。

除了这些不定的螯合剂外，还专门生产了几种生物分子来结合某些金属。

几乎所有的金属酶都具有螯合的金属，通常螯合到肽或辅因子和辅基上。 这种螯合剂包括血红蛋白和叶绿素中的卟啉环。 许多微生物物种会产生用作螯合剂的水溶性色素，称为铁载体。 例如，已知假单胞菌属会分泌与铁结合的绿脓螯素和吡咯菌素。 由大肠杆菌产生的肠杆菌素是已知xxx的螯合剂。 海洋贻贝特别使用金属螯合。