螯合物

化学物质

螯合物是具有环状结构的配合物，是通过两个或多个配位体与同一金属离子形成螯合环的螯合作用而得到。

简介

具有环状结构的配合物，由具有两个或多个配位体与同一金属离子形成螯合环的化学反应——螯合作用而得到。配体和金属离子间的配位键通常有两种类型：

（1）配体上酸的基团离解去H+，然后与金属离子配位；

（2）配体上含有孤电子对的中性基团与金属离子配位.

螯合物最显著的一种特性是其热力学稳定性和热稳定性。螯合环的稳定性与芳香环相似。螯合物可为不带电荷的中性分子，也可为带电的络离子，前者易溶于有机溶液中，后者可溶于水中，此性质可用于分离和分析金属离子。金属离子与配体形成螯合物的一般原则是软硬酸碱理论，就是：硬亲硬，软亲软。

金属离子与多齿配体生成的螯合物，比它与单齿配体生成的类似配合物有较高的稳定性。这是由于要同时断开螯合剂配位于金属上的两个键是困难的。由螯合作用得到的某些金属螯合剂用途很广，例如EDTA为六齿螯合剂，可用于水软化，食物保存等方面；环状配体冠醚类对碱金属和碱土金属的分离和分析特别适用。

配合物

螯合物是（旧称内络盐）是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物。螯合物是配合物的一种，在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。

螯合物通常比一般配合物要稳定。从配合物的研究可知，具有五元环或六元环的螯合物很稳定，而且所形成的环越多，螯合物越稳定。

螯合反应

又称螯合作用或螯合效应。螯合配位体 (含两个或两个以上具有孤对电子原子的配位体) 与中心离子同时形成两个或更多的配位键而生成环状结构的配位化合物，即螯合 [物] 的反应。例如，乙二胺四乙酸[EDTA，(—OOCCH2)2NCH2CH2N (CH2COO—)2]能与许多金属离子如Fe、Th、Hg、Cu、Ni、Pb等通过四个 (有时为三个) 羧酸基和二个氮原子键合而形成五个五元螯合环，生成比络合物具有更高稳定性的金属——EDTA螯合物。天然水体和废水中的金属发生螯合作用对重金属元素在环境中的迁移、归宿或毒性有很大影响。对微量金属离子有明显的反应，灵敏度很高。

常见的螯合剂

具有多基配位体能与金属离子起螯合作用，生成螯合物的试剂。在用水废水化学中，常用的有有机螯合剂，如氨羧络合剂 (包括氨基三乙酸即NTA、乙二胺四乙酸即EDTA等)、双硫腙、8-羟基喹啉、邻菲咯啉(C12H8N2)、酒石酸钾钠、柠檬酸铵及无机螯合剂多磷酸盐等。螯合剂对各种金属离子具有较高的选择性和灵敏度，所生成的金属螯合物比同类的络合物具有更好的稳定性。在环境污染化学及化工工业中，常作为络合滴定剂、金属指示剂、金属分离剂、抗氧化剂、掩蔽剂、去锅垢剂、除藻剂、浮选剂、杀菌剂等。特别在水质分析中，测定水的硬度、金属离子的浓度等已有广泛应用。

可形成螯合物的配体叫螯合剂。常见的螯合剂如下：

乙二胺（en），二齿

2,2'-联吡啶（bipy），二齿

1,10-二氮菲（phen），二齿

草酸根（ox），二齿

乙二胺四乙酸（EDTA），六齿

值得一提的是EDTA （ethylenediaminetetracetic acid），它能提供2个氮原子和4个羧基氧原子与金属配合，可以用1个分子把需要6配位的钙离子紧紧包裹起来，生成极稳定的产物。其化学结构表示如下：

(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2