metaalcomplexen

Metaalcomplexen zijn chemische verbindingen waarin een centraal metaalatoom of -ion wordt omringd door liganden die via coördinatiebindingen aan het metaal zijn gebonden. De liganden leveren elektronenparen en oefenen samen met het metaal invloed uit op de geometry, polariteit en reactiviteit van de verbinding. Het totale systeem wordt gezien als een coordinatiecomplex, met het metaal als Lewis-zuur en de liganden als Lewis-basen.

Het aantal donoratomen dat aan het metaal bindt, heet het coördinatiegetal. Veel voorkomende getallen zijn vier en zes, wat respectievelijk tot tetraëdrische, vierkante planaire of octaëdrische geometrieën kan leiden. Liganden worden ingedeeld naar denticiteit: monodentate (één binding), bidentate, of polydentate (chelaten). Chelating liganden vormen meerdere bindingen en kunnen de stabiliteit van het complex verhogen.

Isomerie is een belangrijk verschijnsel bij meta alcomplexen: octaëdrische complexen kunnen cis- of trans-geometrie vertonen; sommige liganden veroorzaken optische isomerie, waardoor het complex chiraal kan zijn. Theoretische beschrijving gebeurt met kristallveldtheorie (KFT) en ligandveldtheorie (LFT), en ook met een moleculaire-orbitalenbenadering, die kleur, magnetisme en reactiviteit verklaart. De ligandveldsterkte van liganden bepaalt vaak de karakteristieke spectra en eigenschappen.

Toepassingen van meta alcomplexen zijn divers: katalyse in chemische omzettingen, bioinorganische systemen zoals heem- en chlorofylcomplexen, kleurstoffen en pigmenten, MRI-contrastmiddelen (gadoliniumcomplexen) en materiaalwetenschappen. Synthese gebeurt meestal door reactie van een metaalzout met één of meer liganden, gevolgd door karakterisering met technieken zoals UV-Vis-spectroscopie, IR, NMR (waar mogelijk), EPR en X-ray kristallografie.