2015-08-01 06:35:45

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又称螯合配体(chelating ligand),螯合基团(chelating group)或多齿配体(mutidentate ligand)。配体中有两个或两个以上配位原子,且同时与一个中心原子(或离子)形成螯合环

基本信息

  • 中文名

    螯合剂

  • 外文名

    Chelating agent

  • 螯合配体

    chelating ligand

  • 螯合基团

    chelating group

折叠 编辑本段 简介

金属原子或离子与含有两个或连两个以上配位原子的配位体作用,生成具有环状结构的络合物,该络合物叫做螯合物。能生成螯合物的这种配体物质叫螯合剂,也成为络合剂。又称螯合配体(chelating ligand),螯合基团(chelating group)或多齿配体(mutidentate ligand)。

配体中有两个或两个以上配位原子,且同时与一个中心原子(或离子)形成螯合环。由于螯合剂的成环作用使螯合物比组成和结构相近的非螯合配位化合物的稳定性高。

螯合剂大多数是有机配体。目前已发现的螯合剂最多的达十四齿。螯合剂中的配位原子以氧和氮为最常见,其次是硫,还有磷、砷等。

用"螯"描述这类化合物,就是因为分子结构很像"蟹"的两个大"钳"夹住金属原子或离子。

折叠 编辑本段 化学性质

由一个正离子(称为中心离子)和几个中性分子或离子(称为配位体)结合而成的复杂离子叫配离子(又称络离子),含有配离子的化合物叫配位化合物。这种具有环状结构的配位化合物。其稳定性高于组成和结构相近的非螯合物。

在配合物中中心离子与配位体通过配位键结合。配位键是一种特殊的共价键,通常的共价键是由两个成键原子各出一个电子形成共同电子对的,而在配位键中是由一个原子提供电子对,另一原子提供空轨道形成的。为了区别把共价键用"一"表示,如H·+·H=H:H(H-H),配位键用"←"表示,箭头指向提供空轨道的原子,如Cu+NH3=CuNH3(Cu←NH3)。

如果配位体中只有一个配位原子,则中心离子与配位体之间只能形成一个配位键。而有些配位体分子中含有两个以上的配位原子而且这两个原子间相隔着两至三个其他非配位原子时,这个配体就可以与中心离子(或原子)同时形成两个以上的配位键。直接与中心离子配位的原子数目叫做配位数,通常配位数多为4或6,也有2和8的。配位数的多少取决于中心粒子的电子结构与空间因素。

最常见的配位原子有氧、硫、氮。磷、砷、硒也可生成螯合物。在螯合剂分子中,配位原子是通过其他原子(主要是碳原子)连接成适宜的结构。根据螯合剂分子中所含可以参加配位的配位原子数目,分为二啮、三啮、四啮、六啮螯合剂。

螯合剂包括无机有机两类。大多数是有机类化合物。常用的螯合剂有多磷酸盐、氨基羧酸、1,3-二酮,羟基羧酸、多胺等。

螯合剂的结构式多样的,有直链的也有带支链的结构。也有环状螯合剂如卟啉类衍生物和冠醚类衍生物等。

折叠 编辑本段 螯合效应

同一金属离子与一种螯合剂形成的螯合物,比具有相同配位原子的单啮配体形成的络合物要稳定,这种特殊的稳定性是由于成环产生的,因此把这种由于螯合环的形成所产生的稳定性增高称之为螯合效应。

螯合物的稳定性是以螯合物的稳定常数来衡量的,稳定常数越大,螯合物的稳定性就越高。假设螯合剂与金属离子生成的螯合物为ML(最简单的情况)。严格的说螯合物的稳定常数应该表示为:

式中 α-型体的活度;

KML:在一定温度下为一个常数,成为活度常数或者热力学常数。

折叠 编辑本段 用途

螯合作用在化学研究和工业生产中有着广泛的应用。

在化学工业和工业生产过程中,加入螯合剂使金属离子生成性质完全不同的螯合物,是降低和控制金属离子浓度的主要方法。

螯合物在矿物浮选过程、湿法冶金、金属元素的提取与分离、物质的催化合成、水的软化、电镀工艺、医药工业、染色过程等中都有广泛的应用。

螯合物广泛应用于过氧化氢及次氯酸类作漂白剂的化学、机械和脱墨纸浆的漂白。部分螯合剂在医学上可用于铅及汞等中毒的治疗等。具体用途如下:

1、能有效抑制金属离子对过氧化氢及次氯酸类漂白剂引起的催化分解,提高漂白效率,节约漂液,降低漂白成本。

2、对Fe离子有极强的捕捉能力和分散效果,避免Fe离子与纸浆中的酚基团反应形成深颜色的复合物,保护纤维,提高纸浆白度,减少纸浆返黄。

3、能有效阻止钙、镁等金属离子在纸浆漂白过程中发生化学反应形成沉淀物,从而防止系统设备、管道结垢,并能逐步去除漂洗系统原有的结垢。

4、具有一定的分散能力,可提高硅酸钠的分散性。

5、保护纸浆纤维,防止NaOH剥皮反应对纤维的破坏。

6、与传统的DTPA相比,具有良好性价比。

7、用于金属元素的分离和提纯、织物的染色以及制造有机颜料等。

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