ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИЕ ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ,


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИЕ ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ,

селективные ионообменные смолы, образующие с катионами металлов устойчивые внутрикомплексные соед.- хелаты. ХЕЛАТЫ (от греч. chele - клешня) (клешневидные соед., хе-латные соед.), координационные соединения, в к-рых центр, атом (или ион) связан одновременно с двумя или более донор-ными атомами лиганда, в результате чего замыкается один или неск. гетероциклов. Лиганды, образующие хелатные циклы, наз. хелатирующими (хелатообразую-щим и) реагентам и, они должны быть по крайней мере бидентатными. Замыкание хелатного цикла такими лиганда-миназ. хелатированиемили хелатообразовани-ем.

Наиб. обширный и важный класс X.- хелатные комплексы металлов (металлохелаты). Способность координировать лиганды присуща металлам всех степеней окисления. Элементы осн. подгрупп в качестве центр. атомов-комплек-сообразователей обычно выступают лишь в высших степенях окисления.

Хелатирующие реагенты содержат два осн. типа электро-нодонорных центров: А - группы, содержащие подвижный протон, напр. — COOH, — ОН, — SO3H, при их координации к центр, иону возможно замещение протона; Б - нейтральные электронодонорные группы, напр. R2CO, R3PO, R3N.

X., в к-рых при замыкании хелатного цикла лиганд использует протон-содержащую и нейтральную электронодонорные группы и формально связан с центральным атомом ковален-тной и донорно-акцепторной связью, наз. внутрикомп-лексными соединениями (внутренние комплексные соли), напр, ацетилацетонаты ф-л I и II.

5044-40.jpg

Бидентатные лиганды занимают во внутр. сфере X. два координац. места, как, напр., в соед. I и II. Примеры др. бидентатных лигандов: этиленгликоль (ф-ла III; два центра типа A)1 диоксид метилендифосфина (IV; два центра типа Б), a-пиколиновая к-та (IV; центры типа А и Б).

5044-41.jpg

Тридентатный лиганд, напр. триаминопропан, может занимать во внутр. сфере как три (соед. VI), так и два (соед. VII) координационных места или даже координироваться моно-дентатно.

5044-42.jpg

Аналогично тетра-, пента- .и гексадентатные лиганды в зависимости от условий проявляют разную дентатность. Напр., гексадентатный лиганд ЭДТА (этилендиаминтетраук-сусная к-та) по отношению к иону Ca2+ является тетрадентатным, при этом м. б. выделена динатриевая соль VIII. К X. с полидентатными лигандами относятся комплексы краун-эфи-ров и криптандов.

5044-43.jpg

Стабильность X. обычно выше по сравнению с аналогами, образованными монодентатными лигандами (т. наз. хелатный эффект). В общем виде константа образования циклич. комплекса MAA (M - металл; AA - бидентатный лиганд) намного больше, чем константа образования MA2' (A' - монодентатный лиганд, близкий по характеру к лиганду AA). Хелатный эффект оценивают по разности между логарифмами констант устойчивости MAA и MA2'.

Наряду с общими факторами, определяющими устойчивость координац. соед., такими, как природа центр. иона и координированных донорных атомов лиганда, в случае X. важную роль играют число атомов в образующемся цикле и наличие кратных связей в мостике между донорными атомами хелатного лиганда.

X. чаще всего имеют тетраэдрич. и октаэдрич. конфигурации; в случае отсутствия кратных связей в мостике наиб, устойчивы 5- и 6-членные циклы (правило циклов Чугаева). Диоксид метил ендифосфина образует устойчивый 6-членный цикл ф-лы IX. С увеличением длины углеводородного мостика при переходе к диоксиду этилендифосфи-на последний выступает в роли мостиковой группы (ф-ла X) и хелатный цикл не образуется. Наличие кратной связи в диоксиде цис-винилендифосфина приводит к устойчивости семичленного цикла XI.

5044-44.jpg

4-членные циклы при тетраэдрич. и октаэдрич. координации центр, иона являются более напряженными и менее прочными. 3-членные хелатные циклы известны для перок-сид-аниона, когда последний занимает два координационных места в экваториальной плоскости пентагональной бипирамиды (ф-ла ХП).

5044-45.jpg

Выделение X. в самостоятельный тип координац. соед. связано с уникальностью их физ., хим. и биол. св-в, обусловленных наличием хелатного цикла. Ацетилацетонаты вследствие их летучести применяют для разделения и очистки металлов и нанесения металлич. покрытий (см. b-Дикетонаты металлов). Комплексы ЭДТА из-за их высокой р-римости используют для уменьшения жесткости воды, снятия накипи и очистки металлич. пов-стей. Яркость цвета, термостойкость, прочность окраски и устойчивость к действию оснований и к-т обусловливают использование фталоцианиновых комплексов в качестве красителей. Цветность ряда X. и зависимость интенсивности окраски р-ра от концентрации иона металла нашли применение в аналит. химии (см. Комплексо-нометрия, Комплексоны). Р-римость X. в орг. р-рителях используют для экстракционного разделения элементов.

X. играют важную роль в процессах жизнедеятельности, напр., гемоглобин, хлорофилл и витамин B12 являются хелатными комплексами Fe2+-, Mg2+-, Со2+-оснований порфирино-вого ряда. X. (напр., соед. VI) используют для вывода ядовитых и радиоактивных металлов из организма и растворения камней (напр., почечных), возникающих при нарушении обмена веществ.

Термин "хелат" ввел M. Дрю в 1920.


===
Исп. литература для статьи «ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИЕ ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ,»:
Гринберг А.А., Введение в химию комплексных соединений, 3 изд., M., 1966; БасолоФ., Джонсон Р., Химия координационных соединений, пер. с англ., M., 1966; Басоло Ф., Пирсон Р., Механизмы неорганических реакций, пер. с англ., M., 1971; Кукушкин Ю.H., Химия координационных соединений, M., 1985. E. Г. Ильин.

Страница «ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИЕ ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ,» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков