El efecto quelato es un efecto termodinámico causado por el cambio de entropía al unirse un ligando bidentado.
Descripción general del efecto de los quelatos :
Consideremos un complejo de coordinación, [M]L 2 donde L = un ligando monodentado estándar. Si ahora añadimos un ligando bidentado, se liberan dos ligandos monodentados.
Por lo tanto, la reacción de sustitución del ligando en la dirección de avance es generalmente favorable: ∆S, el término de entropía es positivo debido a que dos moléculas reaccionan para convertirse en tres, teniendo este término de entropía favorable el efecto de tender a hacer que ∆G sea negativo (∆G negativo es favorable, es decir, la reacción tiene probabilidades de proceder). [*]
Una vez que se une un ligando bidentado, entonces se vuelve menos favorable ir en la otra dirección (el término de entropía sería negativo debido a la disminución de la entropía en el sistema, lo que a su vez tendería a hacer que ∆G sea positivo, y por lo tanto la reacción desfavorable).
Ejemplo y datos termodinámicos :
Para dar un ejemplo más concreto que demuestre la importancia del término de entropía, considere la siguiente reacción y los datos termodinámicos asociados (tomados de Química física inorgánica S. F. A. Kettle, 1996):
Claramente, el término de entropía domina, causando que ∆G sea negativo en ambos casos (por lo tanto, causando que la reacción hacia adelante sea favorecida en ambos casos).
[*]: La advertencia aquí es que estamos asumiendo que la entalpía realmente no contribuye mucho, esto es claramente una gran simplificación, y hay casos en los que la entalpía se vuelve importante (es decir, cuando el complejo es significativamente más estable que los materiales de partida). También estamos ignorando el hecho de que el acto de unir un ligando bidentado tiene cierta entropía desfavorable, ya que estamos conteniendo el ligando y eliminando cierta flexibilidad conformacional
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