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."[1]
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 קלאטור 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 קלאטורים 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. ניתן למצוא אותם בעשבים כמו כוסברה (בלעז קוריאנדר או סילאנטרו), המשמש שנים רבות לטיפול בהרעלה ממתכות כבדות. קלאטור סינתטי נפוץ הוא EDTA.
מתקיים מחקר לגבי השימוש בקלאטורים לסילוק אטומים של אקטינידים רדיואקטיביים מתוך הגוף. תוצאות טובות הושגו בניסויים על חיות מעבדה, אך עדיין לא התקיימו ניסויים בבני אדם[2].
קישורים חיצוניים
| מיזמי קרן ויקימדיה |
|---|
 ערך מילוני בוויקימילון: כלציה |
| ערך מילוני בוויקימילון: תצבית |
- הגדרה של כלציה מאת IUPAC
הערות שוליים
- ^ Morgan, Gilbert T.; Drew, Harry D. K. (1920). "CLXII.—Researches on residual affinity and co-ordination. Part II. Acetylacetones of selenium and tellurium". J. Chem. Soc., Trans. 117: 1456. doi:10.1039/CT9201701456.
{{cite journal}}: תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link) - ^ This pill may be a cure for radiation poisoning, ideas.ted.com (באנגלית אמריקאית)
| קשרים כימיים | ||
|---|---|---|
| קשרים תוך מולקולרים (חזקים) | קשר מתכתי • קשר יוני • קשר קוולנטי (קשר סיגמא • קשר פאי • קשר דלתא • קשר כפול • קשר משולש) | 
|
| קשרים בתרכובות אורגניות | קשר אתרי • קשר אסטרי • קשר פפטידי • קשר גליקוזידי • קשר פוספודיאסטרי • קשר דו גופריתי • קשר אנהידרידי | |
| קשרים בין מולקולרים (חלשים) | קשר מימן • קשרי ואן דר ואלס • קשר קואורדינטיבי • אינטראקציות ארומטיות | |