Хімічні властивості хелатуючих агентів

Комплексний іон, що складається з позитивного іона (так званий центральний іон) і кількох нейтральних молекул або іонів (так званий ліганд), називається комплексним іоном (також званим комплексним іоном), а сполука, що містить комплексний іон, називається координаційною сполукою . Ця координаційна сполука має циклічну будову. Його стабільність вища, ніж нехелатні сполуки з аналогічним складом і структурою.
У комплексі центральний іон і ліганд об'єднані координаційними зв'язками. Координаційний зв'язок - особливий вид ковалентного зв'язку. Загальний ковалентний зв’язок утворюється двома сполучними атомами, кожен з яких забезпечує електрон для утворення спільної електронної пари. У координаційному зв’язку один атом забезпечує електронну пару, а інші атоми утворюють порожні орбіталі. Щоб розрізнити, ковалентний зв’язок представлено «один», наприклад H·+·H=H:H (HH), координаційний зв’язок представлено «←», а стрілка вказує на атом, що забезпечує порожню орбіталь, наприклад Cu+NH3= CuNH3 (Cu←NH3).
Якщо в ліганді є лише один координаційний атом, між центральним іоном і лігандом може утворитися лише один координаційний зв’язок. Коли деякі молекули ліганду містять більше двох координованих атомів і між двома атомами є два-три інші некоординовані атоми, ліганд може утворювати два ліганди з центральним іоном (або атомом) одночасно. Наведені вище координаційні ключі. Кількість атомів, які безпосередньо координуються з центральним іоном, називається координаційним числом. Зазвичай координаційне число дорівнює 4 або 6, але бувають також 2 і 8. Координаційне число залежить від електронної структури та стеричних факторів центральної частинки.
Найпоширенішими координуючими атомами є кисень, сірка та азот. Фосфор, миш'як і селен також можуть утворювати хелати. У молекулі хелатного агента координаційні атоми з’єднані через інші атоми (переважно атоми вуглецю) у відповідну структуру. За кількістю координаційних атомів, що містяться в молекулі хелатоутворювача, які можуть брати участь в координації, її поділяють на дво-, три-, чотири- і шестикінцеві хелатоутворювачі.
Хелатні агенти включають неорганічні та органічні типи. Більшість є органічними сполуками. Зазвичай використовувані хелатні агенти включають поліфосфати, амінокарбонові кислоти, 1,3-дикетони, гідроксикарбонові кислоти, поліаміни тощо.
Хелатоутворювачі мають різні структурні формули, включаючи структуру з прямим і розгалуженим ланцюгом. Існують також циклічні хелатні агенти, такі як похідні порфірину та похідні краун-ефіру.