Als Chelatkomplex (oder kurz Chelat) bezeichnet man Verbindungen, bei denen ein mehrzähniger Ligand (der mehr als ein freies Elektronenpaar besitzt) mindestens zwei Bindungsstellen des Zentralatoms einnimmt. Der Ligand heißt in diesem Fall Chelator. Beim Zentralatom handelt es sich meist um ein zweifach positiv geladenes Metallion (z.B. Fe2+, Cu2+). Liganden und Zentralatom sind über koordinative Bindungen verknüpft (d.h. das bindende Elektronenpaar wird allein vom Liganden bereitgestellt).
Chelatkomplexe sind stabiler als gleiche Komplexe mit einzähnigen, nicht untereinander verknüpften Liganden. Dieser „Chelat-Effekt“ hat zwei Ursachen: Zum einen ist die Entropieabnahme bei der Komplexbildung geringer, was einen thermodynamischen Stabilisierungseffekt zur Folge hat. Zum anderen kann sich ein Chelatligand erst nach Auflösung aller Bindungen vom Zentralatom entfernen (das bedeutet, dass der Chelator viel schlechter vom Metallion dissoziiert). Daher sind Chelatkomplexe stabiler als solche mit einzähnigem Liganden. Infolgedessen steigt die Wahrscheinlichkeit der sofortigen Rekombination nach der Spaltung. Beispiele aus der Natur sind das Häm, das Chlorophyll und Vitamin B12. In der Medizin ist u.a. das Ethylendiamintetraacetat (EDTA) von Bedeutung, das bei der Chelattherapie zum Einsatz kommt und auch in der analytischen Chemie bei Titrationen Anwendung findet (Chelatometrie).
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