כלציה

בכימיה, כֶֿלָציה (מהמילה היוונית χηλή, כֶֿלָה, שפירושה "טופר"; בעברית "תַּצְבִּית", מלשון "צבת") היא תהליך של קישור הפיך של ליגנד - הכֶֿלָאטור (מכונה גם כֶֿלָאנט, 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 הכלאטור 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 כלאט, כמו טבעת היומית, או חלבון. על כן, כלאטי 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 הטטרציקלין הן כלאטורים של יוני סידן 2+ ומגנזיום 2+.

שימושים
כלאטורים 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 הכלאטורים 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 בכלאטורים 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 

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:תגובות כימיות
קטגוריה:קשרים כימיים