כלציה

בכימיה, כלָציה (מהמילה היוונית χηλή, כלה, שפירושה "טופר"; בעברית "תַּצְבִּית", מלשון "צבת") היא תהליך של קישור הפיך של ליגנד - הכלאטור (מכונה גם כלאנט, גורם כלציה, גורם קומפלקסציה), ליון מתכתי, ובכך יוצר קומפלקס מתכתי, הכלאט. המושג משמש בדרך כלל לקומפלקסים בהם יון המתכת קשור לשני אטומים או יותר של הכלאטור, למרות שהקשרים יכולים להיות כל שילוב שהוא של קשרי קואורדינציה וקשרים יוניים.

היסטוריה
הראשונים שהשתמשו במושג "כלאט" היו גילברט מורגן וה. ד. ל. דרו, בשנת 1920: "תואר השם כלאט, המופק מהצבת הגדול או כלה (יוונית) של הלובסטר או סרטנים אחרים, מוצע בעבור קבוצות דמויות מד-קוטר, המתפקדות כשתי יחידות קושרות ונאחזות באטום המרכזי, ליצירת טבעות הטרוציקליות."

כללי
היציבות המוגברת של קומפלקסי הכלאט, לעומת קומפלקסים מימיים, מכונה "אפקט הכלציה". גורם כלציה הוא ליגנד פולידנטטי, המתקשר ליותר מאתר קואורדינציה אחד על אטום המתכת. כיוון שיש לשבור את כל הקשרים לאטום המרכזי כדי לנתק ליגנד, נדרשת יותר אנרגיה על מנת להגדיל את מספר המולקולות הנפרדות. אם הקלאטור היה מוחלף על ידי מספר ליגנדים מונודנטטים (כמו מים או אמוניה), מספר המולקולות הכללי היה פוחת, לעומת העלייה במספר המולוקולות החופשיות כאשר כלאטור מחליף כמה ליגנדים מונודנטטיים. על כן, האפקט הוא אנטרופי, בכך שיותר אתרי קישור נתפסים על ידי פחות מולקולות. עלייה כללית במספר המולקולות החופשיות בתמיסה מובילה לגידול באנטרופיה.

דוגמאות
רוב קומפלקסי המתכת בטבע כוללים צורה כלשהי של טבעת קלאט, כמו טבעת היומית, או חלבון. על כן, קלאטי מתכת רלוונטיים לניוד של מתכות בקרקע, וספיגה והצטברות של מתכות בצמחים ובמיקרו-אורגניזמים. כלציה סלקטיבית של מתכות כבדות רלוונטית לביו-רמדיאציה, כמו סילוק צזיום-137 מפסולת רדיואקטיבית.

התרופות האנטיביוטיות ממשפחת הטטראציקלין הן כלטורים של יוני סידן 2+ ומגנזיום 2+.

שימושים
קלאטורים משמשים באנליזה כימית, ריכוך מים, חומרים משמרים, ורפואה (תרפיית כלציה), בה הם משמשים לקישור עם מתכות רעילות בגוף (כמו כספית, ארסן, ועופרת), על מנת ליצבם ולאפשר לגוף להפרישם בצורה בטוחה. בין הקלאטורים הטבעיים מצויות טבעות הפורפרין בהמוגלובין וכלורופיל, והסידרופורים המופרשים על ידי מיקרו-אורגניזמים, המבצעים כלציה ליוני ברזל +3. כלאטור סינתטי נפוץ הוא EDTA.

מתקיים מחקר לגבי השימוש בקלאטורים לסילוק אטומים של אקטינידים רדיואקטיביים מתוך הגוף, עקב מקרה יחיד בו טיפול זה הצליח בנפגע בודד שספג מנת קרינה עצומה. תוצאות טובות הושגו בניסויים על חיות מעבדה, אך עדיין לא התקיימו ניסויים בבני אדם.

קישורים חיצוניים

 הגדרה של כלציה מאת IUPAC

הערות שוליים 

ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
תגובות כימיות
קשרים כימיים