Klatrat, bir türe ait moleküllerin (konuklar) başka türdeki
moleküllerin (konaklar) oluşturduğu oyukların (kavite) içine alındığı bir
bileşiktir.
Klatratlar, konakçı bileşiğin özelliklerine bağlı olarak iki
geniş sınıfa ayrılır. Moleküler klatratlar moleküliçi oyuklarla konaklar
tarafından oluşturulur (Şekil a); bu tür klatratlar hem bir çözeltide hem de
kristal halinde olabilir. Eğer "konakçı" sadece moleküllerarası veya
kristal boşluklar oluşturabilirse, sadece sadece katı halde kararlı olan latis
(örgü, kafes) klatratları üretebilir (Şekil b).
Tüm klatratlarda konaklar ve konuklar arasında zayıf moleküllerarası bağlar (van der Waals veya
hidrojen) oluşur. Klatratlar stoikometrik olmayan bileşiklerdir, bunlarda konuk
ve konak moleküllerinin sayıları arasındaki oran bir tam sayı olmak zorunda
değildir, örneğin Cl2.5.75 H2O gibi.
Bir latis klatrata önemli bir örnek, metan hidrattır; metan
molekülleri,.buzun kristal latisi oyuklarında fiziksel olarak tutulmuştur
(kapanlanmıştır). Bu bileşik doğada yaygın olarak bulunur; okyanus tabandaki
benzer metan rezervleri, bu gazın serbest haldeki rezervlerinden önemli
derecede yüksektir.
Klatratların oluşumu, kromatografide, çok toksik maddelerin
ve gazların depolanmasında, deniz suyu tuzunun arıtılmasında ve benzer
özelliklere sahip fakat molekül geometrileri farklı olan bileşiklerin ayrılmasında
(ör. cis-trans hidrokarbonlar) kullanılır. Günümüzde hidrojen biriktirme ve
depolama için su bazlı klatratlar ve metal framelerin uygulanma olanakları
üzerinde yoğunlaşan çalışmalar vardır.
Şekil: (a) Siklodekstrin rotaksan bileşiği (bir moleküler
klatrat), (b) metanhidrat (bir latis klatrat)
