Kalitkák

Sok olyan képzõdményt ismerünk, amelynek egyik komponense "kalitkába zár" egy atomot, molekulát vagy iont. H. M. Powell 1948-ban vette észre, hogy a kristályosodás során egyes anyagok rekeszeket alakítanak ki, és a kisebb molekulákat csapdába ejthetik. A latin clatratus (rácsos) szóból kiindulva klatrátoknak nevezte el õket.
Kalitkába zárt metán modellje

A jégben is megtalálható ez a "rácsos" szerkezet. A gázok, például a klór vagy a metán molekulái beszorulhatnak a hidrogénkötéssel kapcsolódó vízmolekulák kalitkáiba. Amikor a jég megolvad, a gáz felszabadul. Rendkívül sok metánt zár magába az örök hó birodalma. A globális felmelegedés egyik lehetséges következménye éppen ennek az óriási mennyiségû metánnak a felszabadulása, ami még tovább fokozná az üvegházhatást.

A klatrátok a zárványvegyületek családjába tartoznak. Ezekben a szerkezetekben a "gazda" (a jég) és a "vendég" (a metán) között nem alakul ki kémiai kötés. A klórklatrátot elõször Humphry Davy írta le 1811-ben. Davy kimutatta, hogy ez a szilárd klórképzõdmény vizet tartalmaz. Michael Faraday – tévesen – úgy vélte, hogy Cl2·10 H2O az összetétele. A mai elképzelés szerint hét–nyolc mól víz jut egy mól klórra.

Ugyancsak kalitkát alkotnak a kelátvegyületek, például a fémionok és az EDTE komplexei. Az EDTE (etilén-diamin-tetraecetsav) nagy ligandum, amely a fémion köré "csavarodva" erõsen kötött komplexet képez. A kelát szó a görög kele (rákolló) szóból ered. Minél több ponton, minél több "foggal" ragadja meg az olló a fémet, annál stabilabb a komplex. Az EDTE hatfogú ligandum.

De még nem fogytunk ki a kalitkákból. A kalixarének és a koronaéterek is üreges vegyületek. A kalixaréneket 1978-ban nevezték el az alakjukra utaló latin calix (kehely) szó alapján.
 
 

Kalix[4]arén
18-Korona-6

Az elsõ koronaétert Charles Pedersen fedezte fel 1967-ben. Húsz évvel késõbb Pedersen, Jean-Marie Lehn és Donald J. Cram a koronaéterek elõállításáért Nobel-díjat kapott. Ezek a molekulák fémionokat zárnak az üregeikbe, és elõsegítik, hogy az ionos vegyületek feloldódjanak a szerves oldószerekben vagy áthatoljanak a hidrofób membránokon.

A kalitkaszerû vegyületek elnevezésére sok más ötlet is született, hívhatnánk õket például szepulkrátoknak [a latin sepulcrum (sír) szóból kiindulva] vagy katapinátoknak [a görög katapinosz (elnyel) szó alapján]. A szerves kémikusok ugyanolyan leleményesen készítenek új molekulákat, mint új neveket. Errõl tanúskodik Alex Nickon és Ernest Silversmith könyve is, a "Névjáték", The name game (Pergamon, 1967).
 
 

A 18-korona-6 modellje "üresen" és káliumionnal
Forrás: http://www.wellesley.edu/Chemistry/Flick/molecules/newlist.html
(A molekulamodell a Chime segéprogammal nézhetõ meg.)



Education in Chemistry
Chemlingo
Peter Childs sorozata
A szerzõ e-mail címe: Peter.Childs@ul.ie
honlapja: http://www.ul.ie/~childsp/

Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/