四配位體螯合物英文解釋翻譯、四配位體螯合物的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 quadridentate chelate
分詞翻譯:
四配位體的英語翻譯:
【機】 quadridentate ligand
螯合物的英語翻譯:
【化】 chelate; chelate complex; inner complex
【醫】 chelate
專業解析
四配位體螯合物是指由含有四個配位原子的單個有機分子(稱為四齒配體)與一個中心金屬離子通過配位鍵結合,形成具有環狀結構的穩定配合物。在配位化學中,“螯合”一詞形象地描述了配體像螃蟹的螯鉗一樣,同時用多個“齒”(配位原子)抓住金屬離子,形成包含金屬離子的環狀結構。
其核心特征與含義包括:
- 四齒配體:這類配體的分子結構中包含四個能提供孤對電子的原子(常見的配位原子有N, O, S等),這些原子在空間排列上允許它們同時與同一個金屬離子配位。例如,乙二胺四乙酸(EDTA)就是一個經典的四齒配體(實際應用中常表現為六齒),其四個羧基氧原子和兩個胺基氮原子均可參與配位。
- 螯合效應:這是四配位體螯合物穩定性的關鍵。與使用多個單齒配體相比,一個多齒配體(如四齒配體)與金屬離子形成的螯合物具有顯著更高的穩定性。這種穩定性源于螯合環的形成導緻熵的增加(釋放出更多遊離的水分子或配體)以及環狀結構本身的内在穩定性。
- 配位幾何構型:中心金屬離子的配位數決定了其幾何構型。對于配位數為4的金屬離子(如Cu²⁺, Zn²⁺, Co²⁺等),四齒配體可以形成四面體或平面四邊形構型的螯合物。配體的空間結構和配位原子的排布對最終構型有重要影響。
- 穩定性與應用:四配位體螯合物因其高穩定性,在分析化學(如EDTA滴定金屬離子)、生物無機化學(如模拟金屬酶活性中心)、醫藥(如某些金屬螯合劑用作解毒劑或藥物)、工業催化(均相催化劑)和環境科學(金屬離子的螯合去除)等領域有廣泛應用。螯合環的大小(通常是五元環或六元環)和數量直接影響螯合物的穩定性。
參考資料來源:
- 《無機化學》(高等教育出版社,相關章節讨論配位化合物結構與穩定性)。
- IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book) - 定義配位數、螯合物等術語。
- 《配位化學》(北京大學出版社,詳細闡述螯合效應及多齒配體配合物)。
網絡擴展解釋
“四配位體螯合物”是螯合物的一種特殊類型,其核心特征在于中心金屬離子通過四個配位鍵與配體結合,形成穩定的環狀結構。以下是詳細解釋:
1.基本概念
四配位體螯合物由中心金屬離子和多齒配體共同作用形成。配體需提供四個配位原子(如N、O、S等),通過配位鍵與金屬離子結合,形成閉合的環狀結構。例如,乙二胺(雙齒配體)的兩個氨基氮原子可分别與金屬離子配位,若使用兩個乙二胺分子,則總配位數為四,形成兩個五元環結構。
2.形成條件
- 配體要求:配體需具備兩個或以上的配位原子,且這些原子之間間隔2-3個其他原子,以形成穩定的五元環或六元環(如氨基乙酸根離子中的N和O原子)。
- 中心離子:需具有合適的電荷和配位數,例如Cu²⁺(配位數為4)常與雙齒配體結合形成四配位螯合物。
3.結構特點
- 環狀結構:通過多個配位鍵形成閉合環,如五元環或六元環,這種結構顯著提高螯合物的穩定性。
- 配位方式:可能由兩個雙齒配體(如乙二胺)或一個四齒配體(如某些有機分子)提供四個配位原子。
4.性質與應用
- 高穩定性:由于環狀結構的“螯合效應”,其熱力學和化學穩定性遠高于普通配合物。
- 溶解性:中性螯合物易溶于有機溶劑,帶電絡離子則易溶于水,常用于金屬離子的分離和分析(如EDTA的應用)。
5.示例
以乙二胺四乙酸(EDTA)為例,其作為六齒配體通常與金屬離子形成多個配位鍵,但若僅利用其中四個配位原子(如兩個羧基O和兩個氨基N),也可形成四配位的螯合物,用于穩定金屬離子并應用于工業催化或醫藥領域。
總結來看,四配位體螯合物通過多齒配體與金屬離子的協同作用,形成高穩定性的環狀結構,廣泛應用于化學合成、分析化學及材料科學等領域。
分類
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