螯合物

分子結合是離子和分子與金屬離子結合的一種類型。 它涉及在多齒（多重鍵合）配體和單個中心金屬原子之間形成或存在兩個或多個獨立的配位鍵。 這些配體稱為螯合劑、螯合劑、螯合劑或多價螯合劑。 它們通常是有機化合物，但這不是必需的，例如鋅及其作為維持療法以防止威爾遜氏病患者吸收銅的情況。

髓合劑可用于提供營養補充劑、去除體內有毒金屬的螯合療法、MRI 掃描中的造影劑、使用均相催化劑進行制造、化學水處理以幫助去除金屬等應用，以及 在肥料中。

螯合效應是螯合配體對金屬離子的親和力大于類似的非螯合（單齒）配體對相同金屬的親和力。

銅 (II) 對乙二胺 (en) 與甲胺的親和力對比說明了支持螯合效應的熱力學原理。

在（1）中，乙二胺與銅離子形成螯合物。 融合物導致形成五元 CuC2N2 環。 在 (2) 中，雙齒配體被兩個供體功率大致相同的單齒甲胺配體取代，表明兩個反應中的 Cu-N 鍵大致相同。

描述螯合效應的熱力學方法考慮了反應的平衡常數：平衡常數越大，絡合物的濃度越高。

為簡化符號，已省略電荷。 方括號表示濃度，穩定常數 β 的下標表示復合物的化學計量。 當甲胺的分析濃度是乙二胺的兩倍且兩個反應中銅的濃度相同時，濃度[Cu(en)]遠高于濃度[Cu(MeNH2)2]，因為β11 ? β12。

其中 R 是氣體常數，T 是以開爾文為單位的溫度。 Δ H ?

是反應的標準焓變，而 Δ S ? 是標準熵變。

由于兩個反應的焓應大致相同，因此兩個穩定常數之間的差異是由于熵的影響。 在等式（1）中，左邊有兩個粒子，右邊有一個粒子，而在等式（2）中，左邊有三個粒子，右邊有一個粒子。 這種差異意味著當與雙齒配體形成螯合物時，與與單齒配體形成復合物時相比，無序熵損失更少。 這是造成熵差的因素之一。 其他因素包括溶劑化變化和成環。 說明效果的一些實驗數據如下表所示。

這些數據證實，兩個反應的焓變大致相等，并且螯合物穩定性更高的主要原因是熵項，這不太不利。 一般來說，很難根據分子水平的溶液變化來精確解釋熱力學值，但很明顯螯合效應主要是熵效應。

許多生物分子表現出溶解某些金屬陽離子的能力。 因此，蛋白質、多糖和多核酸是許多金屬離子的優良多齒配體。 氨基酸谷氨酸和組氨酸等有機化合物、蘋果酸等有機二酸和植物螯合肽等多肽也是典型的螯合劑。

除了這些不定的螯合劑外，還專門生產了幾種生物分子來結合某些金屬。

幾乎所有的金屬酶都具有螯合的金屬，通常螯合到肽或輔因子和輔基上。 這種螯合劑包括血紅蛋白和葉綠素中的卟啉環。 許多微生物物種會產生用作螯合劑的水溶性色素，稱為鐵載體。 例如，已知假單胞菌屬會分泌與鐵結合的綠膿螯素和吡咯菌素。 由大腸桿菌產生的腸桿菌素是已知xxx的螯合劑。 海洋貽貝特別使用金屬螯合。