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3 Stoffumwandlungen
3.4.1 Koordinationszahl
Allein dieser Begriff tauchte
schon in fast jedem Physikum
auf. Grund genug, seine Definition auswendig zu wissen:
Merke!
Merke!
Die Koordinationszahl gibt die Anzahl der Bindungen zwischen Zentralion und Ligand(-en) an.
EDTA ist ein sechszähniger Ligand.
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Beispiele
–– In Abb. 15 hat Cu2+ die Koordi­nations­
zahl 4 (vier koordinative Bindungen mit
den zwei Liganden).
–– Im mit Sauerstoff beladenen Hämoglobin
(s. Abb. 17, S. 33 hat Eisen die Koordinationszahl 6 (vier koordinative Bindungen zum Porphyrinring, eine zum Histidinrest des Globins und noch eine für O2
oder CO, was aber weniger gesund ist).
–– In den Komplexen [Ca(H2O)6]2+ und
[Ca(EDTA)]2− hat Kalzium beide Male
die Koordinationszahl 6 (und die Ladung 2+). Grund: EDTA ist ein Ligand,
der sechs koordinative Bindungen zum
Zentralion ausbildet und selbst vierfach
negativ geladen ist (s. Abb. 9, S. 16).
Bitte nicht verwirren lassen: Die Koordinationszahl lässt sich NICHT aus der Gesamtladung eines Komplexes ablesen und hat auch NICHTS
mit der Ladung des Zentralions zu tun. Sie ist
einfach nur die Zahl der koordinativen Bindungen innerhalb eines Komplexes.
3.4.2 Chelatkomplexe
Die Chelatkomplexe sind eine Untergruppe
der Komplexverbindungen. Man versteht darunter diejenigen Komplexe, bei denen EIN Ligand MEHRERE koordinative Bindungen zum
Zentralion hat (s. Abb. 9, 15, 16, 17, 18). Solch
ein Ligand wird mehrzähnig genannt, wobei
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die Anzahl seiner Bindungen an das Zentralion
die Zähnigkeit angibt. Der prominenteste und
mit Abstand am häufigsten gefragte Vertreter
dieser Chelatoren (Ligand im Chelatkomplex)
ist das EDTA mit sechs Zähnen und vier negativen Ladungen pro Molekül (s. Abb. 9, S. 16).
Analog zu den einfachen Komplexen sind auch
Chelatkomplexe meist Metallkomplexe. Im
Vergleich zu den Metallkomplexen mit einzähnigen Liganden sind Chelatkomplexe jedoch
stabiler. Dies ist einer der Gründe dafür, warum man sie zur Behandlung von Schwermetallvergiftungen einsetzt. Ein Beispiel für einen
solchen C
­ helator ist der zweizähnige Ligand
­Dithioglycerin (Dimercaprol), der Schwermetallionen wie Quecksilber bindet (s. Abb. 16, S.
33). Chelatkomplexe bilden sich mit Ionen
von Übergangsmetallen wie Eisen (Fe) oder
Kobalt (Co), aber auch mit anderen Metallionen wie Magnesium (Mg). Eisen findet sich
z. B. in den Chelatkomplexen Hämoglobin und
Myoglobin, Kobalt im Vitamin B12 (daher auch
sein zweiter Name (Cyano-)Cobalamin) und
Magnesium ist das Zentralion im Blattfarbstoff Chlorophyll.
Und zum Abschluss noch ein Schmankerl
(s. Abb. 17, S. 33 und Abb. 18, S. 34):
–– Im Cyanocobalamin ist an das Zentralion
Kobalt NICHT der Imidazolrest eines Histidins gebunden (das ist im Hämoglobin so),
sondern ein Benzimidazolrest. Das Kobalt
besitzt sechs Koordinationsstellen (genau
wie das Eisen im sauerstoffbeladenen Hämoglobin) und ist mit vieren davon an ein
Corrin-Ringsystem gebunden.
–– Beim Hämoglobin heißt das Ringsystem
Porphyrinring und ist ein Tetrapyrrol-System. Es bindet an vier Stellen das Zentral­
ion Eisen, ist daher ein vierzähniger Chelator und wird zusammen mit dem Eisen als
Häm(-gruppe) bezeichnet.