Kemijske lastnosti kelatnih sredstev

Kompleksni ion, sestavljen iz pozitivnega iona (imenovanega centralni ion) in več nevtralnih molekul ali ionov (imenovanega ligand), se imenuje kompleksen ion (imenovan tudi kompleksni ion), spojina, ki vsebuje kompleksen ion, pa se imenuje koordinacijska spojina . Ta koordinacijska spojina ima ciklično strukturo. Njegova stabilnost je višja od nekeliranih spojin s podobno sestavo in strukturo.
V kompleksu sta centralni ion in ligand združena preko koordinacijskih vezi. Koordinacijska vez je posebna vrsta kovalentne vezi. Skupno kovalentno vez tvorita dva vezna atoma, od katerih vsak zagotavlja elektron za tvorbo skupnega elektronskega para. V koordinacijski vezi en atom zagotavlja elektronski par, drugi atomi pa prazne orbitale. Za razlikovanje je kovalentna vez predstavljena z "ena", kot je H·+·H=H:H (HH), koordinacijska vez je predstavljena z "←", puščica pa kaže na atom, ki zagotavlja prazno orbitalo, kot je Cu+NH3= CuNH3 (Cu←NH3).
Če je v ligandu samo en koordinacijski atom, lahko med osrednjim ionom in ligandom nastane samo ena koordinacijska vez. Kadar nekatere molekule liganda vsebujejo več kot dva koordinirana atoma in so med obema atomoma dva do trije drugi nekoordinirani atomi, lahko ligand tvori dva liganda s centralnim ionom (ali atomom) hkrati. Zgornji koordinacijski ključi. Število atomov, ki neposredno koordinirajo s centralnim ionom, se imenuje koordinacijsko število. Običajno je koordinacijsko število 4 ali 6, obstajata pa tudi 2 in 8. Koordinacijsko število je odvisno od elektronske strukture in steričnih faktorjev osrednjega delca.
Najpogostejši koordinacijski atomi so kisik, žveplo in dušik. Fosfor, arzen in selen lahko tvorijo tudi kelate. V molekuli kelatnega sredstva so koordinacijski atomi povezani preko drugih atomov (predvsem atomov ogljika) v ustrezno strukturo. Glede na število koordinacijskih atomov v molekuli kelatnega sredstva, ki lahko sodelujejo pri koordinaciji, ga delimo na dvo-, tri-, štiri- in šestterminalne kelate.
Kelatna sredstva vključujejo anorganske in organske vrste. Večina je organskih spojin. Običajno uporabljena kelatna sredstva vključujejo polifosfate, aminokarboksilne kisline, 1,3-diketone, hidroksikarboksilne kisline, poliamine itd.
Kelatna sredstva imajo različne strukturne formule, vključno z ravnoverižnimi in razvejanimi strukturami. Obstajajo tudi ciklični kelatni agensi, kot so derivati ​​porfirina in derivati ​​kronskega etra.