螯合效應英文解釋翻譯、螯合效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 chelate effect

分詞翻譯：

螯的英語翻譯：

chela; pincers

合的英語翻譯：

add up to; be equal to; close; combine; join; proper; shut; suit; whole
【醫】 con-; sym-; syn-

效應的英語翻譯：

effect
【醫】 effect

專業解析

螯合效應（Chelate Effect）是指多齒配體（螯合劑）與金屬離子形成環狀結構（螯合物）時，其穩定性顯著高于單齒配體類似物的現象。這種穩定性增強源于熵增原理：多齒配體一次性提供多個配位原子與金屬結合，減少了反應過程中分子無序度的損失（ΔS > 0），從而降低體系自由能（ΔG = ΔH - TΔS），使螯合物更穩定。

核心機制與特點：

螯合環的形成
螯合劑（如乙二胺、EDTA）通過兩個或多個配位原子與金屬離子形成五元或六元環結構。例如，乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）與Cu²⁺形成的雙齒配合物包含兩個五元環，其穩定性遠高于氨（NH₃）與Cu²⁺形成的單齒配合物。
熵驅動的穩定性
單齒配體需逐步置換金屬離子周圍的水分子（如[Cu(H₂O)₆]²⁺ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ + 4H₂O），每一步均伴隨熵減；而多齒螯合劑一步完成配位，釋放更多水分子，顯著增加體系混亂度（正熵變），推動反應自發進行。
環尺寸效應
五元環和六元環因鍵角匹配（接近金屬離子配位角109.5°）而最穩定。例如EDTA（六齒配體）與Ca²⁺形成含五個五元環的螯合物，穩定常數高達10¹⁰.⁶，廣泛用于硬水軟化。

應用實例：

生物化學：血紅蛋白中的血紅素（含卟啉環螯合Fe²⁺）實現氧運輸；
環境工程：EDTA螯合重金屬離子治理污染；
醫藥領域：檸檬酸鈉螯合血鈣抗凝血，二巯基丙醇螯合砷/汞解毒。

權威參考來源：

International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book").
Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G. (2012). Inorganic Chemistry (4th ed.). Pearson.
Atkins, P., & de Paula, J. (2010). Physical Chemistry (9th ed.). Oxford University Press.
Schwarzenbach, G. (1952). The Chelate Effect. Helvetica Chimica Acta.
National Center for Biotechnology Information (NCBI). PubChem Compound Summary.

網絡擴展解釋

螯合效應是配位化學中的重要概念，指多齒配體與金屬離子形成環狀螯合物時，其穩定性顯著高于單齒配體形成的普通配合物的現象。以下從原理、穩定性和應用三方面詳細解釋：

一、定義與原理

核心機制
多齒配體（如EDTA）通過多個配位原子與同一金屬離子形成配位鍵，構成環狀結構，類似螃蟹用雙螯夾住物體。例如，乙二胺（含兩個氮原子）與金屬離子形成五元環螯合物。
熱力學解釋
- 熵增效應：單齒配體需多個分子參與配位，而多齒配體僅需一個分子，釋放更多溶劑分子，系統熵值增加。
- 焓變優勢：螯合環的形成增強了配體與金屬離子的結合能力，降低體系能量。

二、穩定性的影響因素

環的大小
五元環和六元環因鍵角接近自然鍵角（如109.5°），環張力最小，穩定性最高。例如，EDTA與金屬離子通常形成五個五元環。
配體齒數
配體提供的配位原子越多（如EDTA含6個配位原子），形成的螯環數目越多，穩定性越強。

三、實際應用

分析化學
EDTA因強螯合能力廣泛用于金屬離子滴定，如測定水中鈣、鎂含量。
工業與環保
螯合劑用于掩蔽有害金屬離子（如廢水處理中去除重金屬）。
生物領域
血紅素中的卟啉環通過螯合效應穩定結合鐵離子，實現氧氣運輸。

公式表達

螯合物的穩定常數（$K{stab}$）可表示為： $$ K{stab} = frac{[ML]}{[M][L]} $$ 其中，$[ML]$為螯合物濃度，$[M]$和$[L]$分别為金屬離子和配體濃度。該值越大，螯合物越穩定。