Definition, Bedeutung

Die Bezeichnung Chelatkomplexe – oder auch verkürzt als Chelate bezeichnet – steht für Komplexverbindungen, bei denen ein mehrzähniger Ligand (besitzt mehr als ein freies Elektronenpaar) mindestens zwei Koordinationsstellen (Bindungsstellen) des Zentralatoms einnimmt. Der Ligand heißt in diesem Fall Chelator (griech. chele für „Krebsschere“). Beim Zentralatom handelt es sich meistens um ein positiv geladenes Metallion (z. B. Fe2+, Cu2+). Liganden und Zentralatom sind über koordinative Bindungen verknüpft, das bedeutet das bindende Elektronenpaar wird allein vom Liganden bereitgestellt.

Chelatkomplexe sind stabiler als analoge Komplexe mit einzähnigen, nicht untereinander verbundenen Liganden. Dieser "Chelat-Effekt" hat zwei Hauptursachen. Zum einen ist die Entropieabnahme bei der Komplexbildung geringer, im obigen Beispiele bilden sich aus 2 Teilchen ein Komplex. Im Falle eines nichtchelatisierenden Liganden, würden sich sieben Teilchen zu einem Komplex vereinigen. Zum anderen kann ein Chelatligand sich erst nach Ablösung aller "Ärmchen" vom Zentralatom entfernen, so dass die Wahrscheinlichkeit der sofortigen Rekoordination nach der Spaltung steigt.

Als Beispiele dafür finden sich in der Natur z. B. das Hämoglobin, das Chlorophyll oder Vitamin B12. Wichtig in der Medizin im Rahmen einer Chelat-Therapie z. B. das EDTA (Ethylendiamintetraacetat).