ligandencomplexen

Ligandencomplexen, ook wel coordinatiecomplexen genoemd, zijn chemische systemen waarin een centraal metaalion of metalenatoom gebonden is aan één of meerdere liganden via donoratomen. De donoratomen leveren elektronenparen die een covalente binding met het metaal vormen. Vaak gaat het om overgangsmetalen, maar ook hoofdgroepmetalen komen voor. Het centrale metaal en de liganden bepalen samen het coördinatiegetal, meestal tussen 4 en 6, en daarmee de geometrie van het complex (bijv. octaëdrisch, tetraëdrisch of vierkantvlak).

Liganden kunnen monodentaat zijn (bijv. NH3, H2O, Cl−), bidentaat (bijv. ethyleendiamine) of multidentaat (bijv. edta). Multidentate liganden die aan meerdere posities binden, worden cheletten genoemd en vertonen het chelate-effect, wat over het algemeen de stabiliteit van het complex verhoogt.

Nomenclatuur gaat uit van het oplopende alfabet van de liganden, gevolgd door de naam van het metaal en de oxidatie-toestand, met eventuele lading van het complex aangegeven. Werner’s concept van coördinatiecomplexen legde de basis voor begrip van binding, stabiliteit en reactiviteit van deze species.

Eigenschappen en theorie omvatten stabiliteitsconstanten, die aangeven hoe stevig een complex in oplossing is, en ligandveld-/crystal field-theorie die kleuren, magnetisme en elektronische structuur verklaren. De spectrochemische reeks ordent liganden naar de sterkte waarmee zij het velddoorlaten, wat invloed heeft op de elektronische overgangen en spectra van het complex.

Toepassingen van ligandencomplexen zijn breed: katalyse in organische en anorganische reacties, biologische systemen zoals heem- en chlorofylachtige verbindingen, en medische toepassingen zoals cisplatine. Voorbeelden zijn [Fe(CN)6]3−/4−, [Co(NH3)6]3+, [Cu(NH3)4]2+, en in medicijnen Pt(NH3)2Cl2 (cisplatine).