Chelátový efekt

Chelátový efekt vyznačuje zvýšenou stabilitu koordinačně-kovalentních sloučenin obsahujících jeden či více chelátových kruhů. Takové komplexy jsou tvořeny zejména bidentálními ligandy. Pro srovnání uvažujme např. následující nikl-aminové komplexy.

Tvorba chelátových kruhů má tudíž značný stabilizační vliv, který vzrůstá s počtem kruhů. V uvedeném příkladě je však navíc doprovázen tvorbou silnějších vazeb Ni-N alifatickým aminem.

Rovněž bylo zjištěno, že nejvyšší stabiliační efekt vykazují pětičlenné chelátové kruhy. Šestičlenné jsou o poznání méně stabilní a sedmi- a vícečlenné se již takřka nevyskytují.

K objasnění chelátového efektu je třeba uvědomit si, že se velikost konstanty stability odvíjí od velikosti volné energie reakce. Pro její výpočet platí vztah ΔF0 = ΔH0 - TΔS0.

Zvýšení rovnovážné konstanty lze tedy dosáhnout buď dosažením zápornější změny entalpie nebo kladnější hodnoty změny entropie, neboť platí zároveň vztah ΔF0 = -RT lnK, tedy čím zápornější je změna volné energie (čím více energie se uvolní), tím větší je konstanta stability. Změna entalpie (ΔH) se při tvorbě chelátových komplexů nijak neliší od nechelátových. +more Naopak změna entropie (ΔS) stoupá s počtem volných molekul uvolněných při reakci. Uvážíme-li, že kovové ionty se ve vodných roztocích nachází ve formě aquakomplexů, pak nově příchozí ligandy z těchto komplexů vytěsňují molekuly H2O. Pro všechny monodentální ligandy platí, že jedna molekula ligandu vytěsní právě jednu molekulu H2O. Jedna molekula bidentálního ligandu pak vytěsní molekuly dvě. V případě sedmi- a vícečlenných kruhů pak lze s velkou pravděpodobností očekávat, že se druhý konec ligandu (jeho druhý donorový atom) dostane do velké vzdálenosti vzhledem ke kovovému iontu, takže se bude vázat na jiný kovový iont a chelátový kruh tak vůbec nebude vytvořen.

Kategorie:Koordinační chemie