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Alle bisher genannten Liganden können nur eine Bindung mit dem Zentralatom eingehen.
Will man das hervorheben, so spricht man von einzähnigen Liganden.
Manche Liganden können aber mehr als eine Bindung zum Zentralatom ausbilden.
Diese Liganden werde zwei-, drei- oder einfach mehrzähnig genannt. Die mit diesen Liganden gebildete Komplexe nennt man Chelate (gr. chele = Krebsschere).
Beispiele für mehrzähnige Liganden:
Carbonation
Oxalation
Bevorzugt bilden sich dabei fünf- oder sechsgliedrige Ringe, was wieder auf die Elektronen-Abstoßungs-Theorie bzw. die bevorzugten Winkel zwischen den Atomen des Moleküls zurückzuführen ist.
Damit ist auch einsehbar, daß die Liganden entweder bereits vorgeformt sein müssen (z.B. Carbonation), oder kettenförmig und biegsam sein müssen.
Beispiel: Ethylendiaminmolekül
H2N-CH2-CH2-NH2
Freie Elektronenpaare an den Stickstoffatomen können mit z.B. Kupfer(II)-Ionen zwei Bindungen eingehen.
Es ist möglich, mehrzähnige Liganden herzustellen, die sich an 2, 3, 4, 5 oder 6 Positionen des Zentralatoms koordinieren können.
Kann von Vorteil sein, da Chelatkomplexe allgemein stabiler als Komplexe einzähniger Liganden sind.
So gibt es einen sechszähnigen Liganden, das Ethylendiamin-tetraacetat (EDTA), das einen sehr stabilen Komplex mit dem Calcium-Ion bildet. Calcium zeigt sonst eine sehr geringe Neigung zur Komplexbildung.
Die Chelate - und besonders das EDTA - finden Anwendung in der Komplexometrie, zur quantitativen Bestimmung von Metallionen.
Komplexometrie:
Die Komplexone (z.B. EDTA) bilden mit Metallionen stabile Chelate.
Die Erkennung des Äquivalenzpunktes erfolgt mit Hilfe von Indikatoren, die auf eine Änderung der Metallionkonzentration ansprechen.
Die Indikatoren bilden ebenfalls Komplexe mit den Metallionen, die anders gefärbt sind als freie Indikatoren. Am Äquivalenzpunkt erfolgt der Farbumschlag durch Zerfall des Metall-Indikator-Komplexes, wobei die freie Indikatorfarbe auftritt.
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