Катионные хелаты. 
Химия координационных соединений

Наиболее распространенными хелатами этой группы являются комплексы полиаминов с ионами металлов. Рассмотрим простейший из них — этилендиамин (en). С ионами меди (II) он образует комплекс следующего состава:

Поскольку лиганды в этом случае являются нейтральными частицами, то общий заряд комплексной частицы определяется зарядом иона металла (центрального иона).

Анионные хелаты

Типичными анионными хелатами являются комплексы ионов металлов с этилендиаминотетрауксусной кислотой (ЭДТА). В водных растворах ЭДТА существует в виде двойного цвиттер-иона (бетаиновая структура):

Для простоты обсуждения некоторых вопросов анион ЭДТА обозначают Y⁴. В зависимости от кислотности среды степень его протонирования может быть разной. Если при pH 8−10 реагент присутствует в растворе в форме иона H₂Y^2_, то реакцию образования комплекса с двухзарядным ионом металла можно записать следующим образом:

Из этого уравнения ясен анионный характер образующегося комплекса.

Нейтральные хелаты (внутрикомплексные свединения)

Понятие «внутрикомплексная соль» введено В. Леем в 1904 г. В современной трактовке оно означает, что при образовании хелата положительный заряд центрального атома нейтрализуется присоединением равного числа отрицательно заряженных лигандов с образованием «внутренней соли». В качестве примера можно привести описанный Леем гликолят меди:

При образовании этого комплекса положительный заряд меди нейтрализуется ацетатными группами хелатообразующего реагента, в то время как незаряженные аминогруппы координационно связаны с медью. В целом частица координационного соединения электронейтральна.

Все бидентатные хелатные лиганды с одной незаряженной и одной заряженной донорными группами образуют внутрикомплексные соединения, если координационное число металла равно его удвоенному положительному заряду. Если же положительный заряд катиона металла меньше, то внутрикомплексное соединение образуется, когда свободные координационные места занимают нейтральные лиганды, как, например, при образовании бмс-(8-оксихинолинато)диаквамагния [Mg0x₂(H₂0)₂]:

Внутрикомплексные соединения обычно плохо растворимы в воде, но хорошо растворяются в малополярных органических растворителях. Это предопределяет их использование в экстракции, гравиметрии, экстракционной хроматографии.