Chelátový efekt

Chelátový efekt vyznačuje zvýšenou stabilitu koordinačně-kovalentních sloučenin obsahujících jeden či více chelátových kruhů. Takové komplexy jsou tvořeny zejména bidentálními ligandy. Pro srovnání uvažujme např. následující nikl-aminové komplexy.

Tvorba chelátových kruhů má tudíž značný stabilizační vliv, který vzrůstá s počtem kruhů. V uvedeném příkladě je však navíc doprovázen tvorbou silnějších vazeb Ni-N alifatickým aminem.
Rovněž bylo zjištěno, že nejvyšší stabiliační efekt vykazují pětičlenné chelátové kruhy. Šestičlenné jsou o poznání méně stabilní a sedmi- a vícečlenné se již takřka nevyskytují.
K objasnění chelátového efektu je třeba uvědomit si, že se velikost konstanty stability odvíjí od velikosti volné energie reakce. Pro její výpočet platí vztah ΔF⁰ = ΔH⁰ - TΔS⁰.
Zvýšení rovnovážné konstanty lze tedy dosáhnout buď dosažením zápornější změny entalpie nebo kladnější hodnoty změny entropie, neboť platí zároveň vztah ΔF⁰ = -RT lnK, tedy čím zápornější je změna volné energie (čím více energie se uvolní), tím větší je konstanta stability. Změna entalpie (ΔH) se při tvorbě chelátových komplexů nijak neliší od nechelátových. Naopak změna entropie (ΔS) stoupá s počtem volných molekul uvolněných při reakci. Uvážíme-li, že kovové ionty se ve vodných roztocích nachází ve formě aquakomplexů, pak nově příchozí ligandy z těchto komplexů vytěsňují molekuly H₂O. Pro všechny monodentální ligandy platí, že jedna molekula ligandu vytěsní právě jednu molekulu H₂O. Jedna molekula bidentálního ligandu pak vytěsní molekuly dvě. V případě sedmi- a vícečlenných kruhů pak lze s velkou pravděpodobností očekávat, že se druhý konec ligandu (jeho druhý donorový atom) dostane do velké vzdálenosti vzhledem ke kovovému iontu, takže se bude vázat na jiný kovový iont a chelátový kruh tak vůbec nebude vytvořen.