螯合物与螯合肥

螯合物与螯合肥HGY一、络合物•1、络合物概念•配位化合物的旧称，一般是由一个金属离子或原子和围绕在它周围的一个或者几个阴离子或极性分子所组成的。络合物结构•金属离子叫中心离子，按一定空间位置排列在中心离子周围的其它离子或极性分子叫配体；•中心离子+若干个配体=络合单元；•在化学式上，[络合单元]表示络合物的内界；•络合单元可以是电中性的，也可以是带电荷的，带电荷者叫络离子，络离子同带相反电荷的离子组成中性的盐时也叫络合物。例如：络合物结构•络合单元络合物中心离子络合单元（內界）外界硫酸镁MgSO4MgSO4氯化四氨合铜[Cu（NH3）4]Cl3Cu[Cu（NH3）4]Cl33、络合物种类•依据中心离子与配体的两种化学键连接方式，分为两种：•⑴电价络合物•中心离子与配体之间的化学键是电价键（静电引力）；中心离子的电子层结构不受配体的影响，仍然保持自由离子的样子，电子的自旋程度（高自旋态）。3、络合物种类•⑵共价络合物•配体的孤对电子占据中心离子的空轨道而形成共价σ配键。4、配体种类•单齿（单基）配体：以一个配位原子与中心离子（原子）结合的配体，如F-、-OH、CN-、-SCN-、-NO2、-NH4等。•中心离子配体Na+OH-配位原子4、配体种类•二齿配体：一个配体上有两个配位原子同时与中心离子结合的配体，如C2O4-、H2N-CH2-CH2-NH2、H2N-CH2-COO-等等。•4、配体种类•多齿配体：配位原子有两个或两个以上的配体。•螯合物：多齿配体是有机化合物，含有两个以上配位原子并且能与中心离子（原子）进行多点结合形成的环状的络合物。•螯合物是络合物（又称为配合物）的一种特殊形式。二、螯合物•1、螯合物概念•螯合物是一种特殊的有机络合物，它是由一个大分子配位体与一个中心金属原子连接所形成的环状结构。•如乙二胺螯合物示意图：M代表金属离子，两个配位原子和中心离子结合形成五元环。Lewis酸碱理论简介•凡给出电子对用以形成化学键的物质称为碱，接受电子对用以形成化学键的物质称为酸：•H++OH-→H2O•2KOH+H2SO4→K2SO4+2H2O•按Lewis的看法：•金属离子是一大类酸，配体是一大类碱。2、螯合剂•概念：•能与金属离子起螯合作用的物质称为螯合剂(配体);•螯合剂绝大多数是有机化合物，特别是具有氨基N和羧基O的一类氨羧螯合剂。螯合剂的吞吐能力•螯合剂能有选择地捕捉某些金属离子，又能在必要时适量释放出这种金属离子；•螯合剂具有对金属离子的“擒”(吞或捕捉)“纵”(吐或释放)的能力，让作物吸收营养更容易，更加充分合理；•螯合剂在植物体内承担着指挥部的作用，平衡根、茎、叶、花、果实之间的营养供给，使植物茁壮生长。•这就是功能肥的内在机制。三、螯合肥•1、螯合肥概念•以有机营养物质作为螯合剂，与中心金属原子结合而生产的肥料称为有机螯合肥。•有机螯合剂：海藻酸、氨基酸、黄腐酸、动物源油脂和蛋白分解产物等（含有羧基COOH-1）。OHCO螯合肥微肥•用螯合剂与植物必需的微量元素（硼和钼除外）制成的肥料，如：•螯合锌、螯合铁、螯合锰、螯合铜等。螯合肥稳定性•螯和物的生成后，稳定性大大增加，螯合物比普通络合物要稳定得多；•五元环或六元环的螯合物最为稳定，四元环、七元环和八元环的螯合物比较少见，形成螯环的数目越多，稳定性也越大；•金属螯合物不仅有较高的稳定性，还常常是难溶于水的或带有特征颜色的化合物。螯合肥的缓释性•螯合物稳定性受到PH影响，原因是PH值影响原子或者离子的接收或者释放，因此，螯合肥也可以加工称为速效肥。•土壤中直接施加磷肥，P会和Fe+3，Al+3等金属离子形成难溶解的AlPO4，FePO4不能被作物吸收。•在施加有机肥，其中的羟基酸，如柠檬酸、酒石酸等与Fe+3，Al+3等金属离子形成易溶解的螯合物，可提高可溶性P的肥效。3、EDTA螯合肥•EDTA概念•氨羧螯合剂中最重要的是乙二氨四乙酸（EDTA）及其二钠盐（EDTA-2Na），统称为EDTA。EDTA结构特点•乙二胺四乙酸的分子或离子中含有2个氨基氮和4个羧基，有6个配位原子（配位数为6），可与金属离子（Ca、Mg等）配合，生成具有5个五元环的稳定性很高的螯合物：碱金属•钠（Na）、钾（K）、锂（Li）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）六种，前五种存在于自然界，钫只能由核反应产生。•碱金属是金属性很强的元素，其单质也是典型的金属，导电、导热性强。•碱金属的单质反应活性高，在自然状态下只以盐类存在。•钾、钠是海洋中的常量元素，在生物体中也有重要作用。其余的则属于轻稀有金属元素，在地壳中含量十分稀少。EDTA与金属离子的配合的特点•A.与金属离子形成的螯合物大多带有电荷，因此易溶于水。•B.除碱金属（钾、钠）以外，能与几乎所有的金属离子形成稳定的螯合物。EDTA螯合肥举例•乙二胺四乙酸钙钠(EDTA-Ca)分子式：EDTACaNa22H2O；•特性：白色结晶粉末，易溶于水，钙元素以螯合态存在；用于防治农业、园艺和观赏植物的微量元素缺乏症。为水培溶液、液体肥料好无土栽培提供有效的微量元素。碱金属•钠（Na）、钾（K）、锂（Li）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）六种，前五种存在于自然界，钫只能由核反应产生。•碱金属是金属性很强的元素，其单质也是典型的金属，表现出较强的导电、导热性。碱金属的单质反应活性高，在自然状态下只以盐类存在。•钾、钠是海洋中的常量元素，在生物体中也有重要作用。其余的则属于轻稀有金属元素，在地壳中的含量十分稀少。EDTA螯合肥举例•乙二胺四乙酸钙钠(EDTA-Ca)分子式：EDTACaNa22H2O；•白色结晶粉末，易溶于水，钙元素以螯合态存在；用于防治农业、园艺和观赏植物的微量元素缺乏症。•为水培溶液、液体肥料好无土栽培提供有效的微量元素。4、有机螯合肥的特点•⑴养分全面，组配均衡•含有作物生长发育所需的大量、中量、微量营养元素；加了多种能改善植物根系微生态环境，增强土壤微生物生命活力的高活性增效物质，对氮肥具有缓释、控释作用，对磷、钾元素具有活化功能，并能提高土壤中钙、镁、锌、锰等中、微量元素的有效性。4、有机螯合肥的特点•⑵缓释控释，供肥匀适•螯合肥按照作物的需肥规律，吸附氮素和钾素，减少养分流失；•逐渐释放养分，满足作物不同生育期的养分需求；避免造成元素拮抗和养分流失，提高肥料利用率，减少环境污染；•肥效期较普通肥料增加一倍以上。4、有机螯合肥的特点•⑶活化养分，提高肥效•抑制土壤对磷的固定，溶蚀含钾矿物，提高土壤中有效磷有效钾的含量，刺激作物根系生长，加速对养分的吸收；腐植酸与土壤中的微量元素发生螯合反应，使微量元素转化成溶解度高、易被植物吸收的离子态，预防作物因缺乏微量元素引发的各种病症。•螯合肥储肥供肥能力强，性质稳定，可与其他肥料混用。•氮、磷、钾综合利用率提高20%--35%。4、有机螯合肥的特点•⑷活化土壤，提高地力•促进植物根际微生态平衡，抑制或减少病原微生物的繁殖机会；•激发土壤有益微生物活性（如固氮菌、磷细菌、钾细菌的活性）；•微生物产生大量生长激素，促进根系吸收营养，刺激、调节作物生长；•活化菌所溢出的孢外多糖是土壤团粒结构的粘合剂，能够疏松土壤，增强土壤团粒结构，提高保水保肥能力。调节PH，改良土壤，促进土壤团粒结构形成。4、有机螯合肥的特点•⑸抗御重茬，减轻病害•促进作物根际有益微生物的增殖，改善作物根际生态环境，降低土传病害的侵染，降低重茬作物的病情指数，缓解连作障碍。4、有机螯合肥的特点•⑹协调功能，调理生理•平衡植物体营养状况；•强化生理生化代谢；•促进植物体内各种组织、器官功能协调。4、有机螯合肥的特点•⑺提高光合，促进生长•促进光合作用；•促进种子萌发和根系生长，根系活动力增强，加速植株生长；•提高植物对各种养分的吸收能力；•健壮秸秆，促进分蘖。4、有机螯合肥的特点•⑻改善免疫，提高抗性•增强作物对干旱、高温、低温、盐碱的抗逆能力和抗倒伏能力；•增强植物体内多种酶的活性，分解和清除病原菌，提高作物抗病虫害能力，明显降低发病率，减少农药使用量。4、有机螯合肥的特点•⑼保花膨果，提早成熟•螯合肥中的次生代谢物促进营养生长向生殖生长转化，促进光合产物合成、运输和储存，促进生理成熟。4、有机螯合肥的特点•⑽提高产量，改善品质•使粮食作物中的淀粉、蛋白质的含量增加，使果菜类作物的糖度、着色度和保鲜耐贮性得到提高；•在同等养分含量施肥条件下，可使大田作物增产15%---20%，经济作物增产15%--30%。