kompleksoituminen

Kompleksoituminen on kemiallinen prosessi, jossa ligandi sitoo keskiaineen muodostaen koordinointikompleksin. Keskiaineena käytetään usein siirtymämetalleja, kuten Fe, Cu ja Ni, mutta myös muut ionit voivat muodostaa komplekseja. Ligandit voivat olla yksittäisiä molekyylejä (monodentaattiligandi) tai useammalla donorialustalla varustettuja (multidentaattiligandi). Näin syntyy koordinointikokonaisuus, jossa keskiaine on sidottu ligandin donorioneihin, ja muodostuu usein stabiili, reversiibeli kompleksi.

Kompleksit voivat olla erilaisia geometrialtaan ja koordinaatiokooltaan. Tavallisimpia ovat tetraedriset, oktaedriset ja ruutukoordinoidut rakenteet; koordinaatiokoko sekä donoriytimien määrä määrittävät lopullisen muodon. Multidentaattiligandit voivat muodostaa kelatoituja kompleksia, jolloin sama ligandti kattaa useita sitoutumispaikkoja. Esimerkkejä ovat [Fe(CN)6]4-, [Cu(NH3)4]2+ sekä EDTA-kelaatit, jotka voivat sitoa metallia useasta paikasta.

Termodynamiikassa kompleksien muodostumista kuvaavat muodostumiskonstantit (Kf). Suuremmat Kf-arvot vastaavat suurempaa stabiilisuutta. Reaktiot ovat usein reversiibileitä ja niihin vaikuttavat sekä entalpiamuutokset että entropian muutokset, yleisesti veden vapautumisen kautta. Kineettisesti kompleksit voivat olla labileja tai inertiksi, mikä määrittää, kuinka nopeasti ligandit sitoutuvat tai vaihtuvat keskiaineen ympärillä.

Käyttöalueet ja tutkimusmenetelmät: kompleksoitumista hyödynnetään analyyttisessä kemiassa, erotusmenetelmissä, ympäristökemiiassa ja lääketieteessä (kelaatit metallimyrkytysten torjunnassa, kuten EDTA). Katalyysi- ja materiaalitieteessä kompleksit vaikuttavat reaktioihin ja ominaisuuksiin. Tutkimuksessa komplekseja tarkastellaan usein UV-Vis-spektroskopialla, NMR- ja EPR-spektroskopialla sekä potentio-metrian avulla; rakenteita voidaan arvioida sekä kokeellisesti että teoreettisesti.