coordinatiechemie

Coördinatiechemie is het deel van de chemie dat de structuur, binding en reactiviteit van coördinatiecomplexen bestudeert. Deze complexen bestaan uit een metaalcentrum, meestal een overgangsmetaal, waaraan liganden via coördinatieve bindingen binden. Liganden leveren donerende elektronen aan het metaal en bepalen zo geometrie, stabiliteit en kleur van het complex. Het coördinatie-nummer geeft aan hoeveel donoratomen rechtstreeks aan het metaal binden; denticiteit verwijst naar het aantal donorpunten per ligand. Typische geometrieën zijn octaëdrisch, tetraëdrisch en vierkantplanaire.

Belangrijke concepten zijn het chelaat- of chelaat-effect, monodentate versus polydentate liganden, en isomerie (bijv. cis- en trans-isomeren bij bepaalde geometrieën). Werner's theorie uit de vroege 20e eeuw legde de basis voor het begrip van coördinatiecomplexen door een centraal metaal te koppelen aan verschillende liganden.

Theoretische beschouwingen: kristalveldtheorie en ligandveldtheorie verklaren kleuren, magnetisme en binding. Spectroscopie biedt praktische informatie over ligandveld en elektronovergangen. Kinetische en thermodynamische parameters, zoals stabiliteits- (formation) constanten, bepalen welke liganden een complex vormen en hoe stabiel het is.

Voorbeelden: [Co(NH3)6]3+ is octaëdrisch; [PtCl4]2- is vierkantplanair. Polydentate liganden zoals EDTA of bipyridine geven chelaatcomplexen die doorgaans stabieler zijn (chelaat-effect).

Toepassingen: katalyse in organische synthese, metalloenzymen en bioinorganische chemie (bijv. heem- en ijzercentra), medische toepassingen zoals gadolinium-chelaten voor MRI, en anticanceragentia zoals cisplatin.

Geschiedenis: het concept werd in de jaren 1910 ontwikkeld door Alfred Werner, wat leidde tot de moderne coördinatiechemie.