Внутрикомплексные соединения (хелаты)

Полидентатные лиганды, занимая в координационной сфере два и более места, образуют циклические комплексы, которые называют также хелатными; это очень важный в биологическом отношении класс комплексных соединений. К ним относится гемоглобин, хлорофилл, витамин В ₁₂ и многие металлоферменты. Образование циклического комплекса можно рассмотреть на простейшем примере глицината меди. Известно, что осадок Си (ОН)₂ легко растворяется в аминоуксусной кислоте — глицине. При этом каждая из двух молекул глицина, участвуя в этом процессе, использует обе функциональные группировки, а именно, аминогруппа связывается с атомом меди по донорно-акцепторному механизму, а карбоксильная — через кислород обычной ковалентной связью. Центральный атом оказывается, как бы втянутым внутрь лиганда и охвачен связями наподобие клешней рака. Отсюда и происходит название — хелатные (от сНе 1а 1е — клешня). Высокая прочность хелатных комплексов обусловила широкое применение полидентатных лигандов (или комплексонов) в аналитической химии, токсикологии, гигиене и т. д. Строение и устойчивость хелатных комплексов зависят от величины и характера цикла. Циклы, содержащие чередующиеся простые и двойные связи (сопряженные), обычно плоские, а несопряженные связи дают неплоские структуры. Наиболее стабильны пятии шестичленные циклы (правило Чугаева). Основную роль в хелатообразовании играют стереохимические особенности лиганда, а не центрального атома. Разные типы гибридизации комплексообразователя сравнительно мало отличаются по энергии. Поэтому может наблюдаться невыгодный способ гибридизации, 'если при этом возрастает устойчивость комплекса за счет увеличения числа связей между центральным атомом и лигандом. Так, например, в хлорофилле комплекс Мg²⁺ имеет не тетраэдрит ческую, а плоскоквадратную конфигурацию, обусловленную планарным строением порфиринового кольца.