配位複合体

配位錯体は、中心原子またはイオン（通常は金属で配位中心と呼ばれる）と、その周囲に結合した 分子またはイオン（配位子または錯化剤と呼ばれる）の配列からなる化合物である。^{[1] [2] [3]} 多くの金属含有化合物、特に遷移金属（周期表のdブロックに属するチタンなどの元素）を含む化合物は、配位錯体である。 ^[4]

配位錯体は非常に普及しているため、その構造と反応はさまざまな方法で説明されており、時には混乱を招くこともあります。中心の金属原子またはイオンに結合している配位子内の原子は、ドナー原子と呼ばれます。一般的な錯体では、金属イオンは複数のドナー原子に結合しており、これらのドナー原子は同じでも異なっていてもかまいません。多座（多重結合）配位子は、配位子の複数の原子を介して中心原子に結合する分子またはイオンです。中心原子への結合が 2、3、4、または 6 個の配位子が一般的です。これらの錯体はキレート錯体と呼ばれ、このような錯体の形成はキレート化、錯形成、および配位と呼ばれます。

中心原子またはイオンは、すべての配位子とともに配位球を構成します。^{[5] [6]} 中心原子またはイオンとドナー原子は、最初の配位球を構成します。

配位とは、配位子と中心原子の間の「配位共有結合」（双極子結合）を指す。もともと錯体とは、分子、原子、またはイオンがこのような弱い化学結合を介して可逆的に会合することを意味していた。配位化学に適用されるにつれて、この意味は進化した。一部の金属錯体は事実上不可逆的に形成され、多くは非常に強い結合によって結合している。^{[7] [8]}

中心原子またはイオンに結合しているドナー原子の数は配位数と呼ばれます。最も一般的な配位数は 2、4、特に 6 です。水和イオンは錯イオン (または単に錯体) の一種であり、中心の金属イオンと、少なくとも 1 つの孤立電子対を含む 1 つ以上の周囲の配位子、分子、またはイオンとの間で形成される種です。

すべての配位子が単座配位子である場合、ドナー原子の数は配位子の数と等しくなります。たとえば、コバルト(II)六水和物イオンまたはヘキサアクアコバルト(II)イオン[Co(H ₂ O) ₆ ] ²⁺は、金属イオンCoに結合した6つの水分子からなる水和錯イオンです。酸化状態と配位数は、錯イオン内の金属イオンと配位子の間に形成される結合の数を反映しています。ただし、Pt( en )の配位数は²⁺
_{2 ...}合計 4 つのドナー原子を含む 2 つの二座配位子を持つため、2 ではなく 4 になります。

どのドナー原子も電子対を放出します。複数の電子対を放出できるドナー原子または基もあります。これらは二座配位子（2対の電子を放出）または多座配位子（3対以上の電子を放出）と呼ばれます。場合によっては、原子または基が、2つの類似または異なる中心金属原子またはアクセプターに電子対を分割して3中心2電子結合を形成することで、電子対を放出します。これらは架橋配位子と呼ばれます。

配位錯体は近代化学の始まりから知られていた。初期のよく知られた配位錯体にはプルシアンブルーなどの染料がある。その特性は1869年のクリスチャン・ヴィルヘルム・ブロムストランドの研究に続いて1800年代後半に初めてよく理解された。ブロムストランドは錯イオン鎖理論として知られる理論を開発した。金属アミン錯体について考察する中で、彼はアンモニア分子がイオンの電荷を補うために[(NH ₃ ) _X ] ^X+型の鎖を形成すると理論化した。ここでXは金属イオンの配位数である。彼は理論上のアンモニア鎖を(CH ₂ ) _X型の炭化水素と比較した。^[9]

この理論に従って、デンマークの科学者ソフス・マッズ・ヨルゲンセンが理論を改良しました。ヨルゲンセンは、彼の理論では、分子が溶液中で解離すると、イオンがブロムストランドが説明したアンモニア鎖を介して結合するか、イオンが金属に直接結合するかの 2 つの結果が考えられると主張しました。

この理論の今日最も広く受け入れられているバージョンがアルフレッド・ヴェルナーによって発表されたのは、1893年のことであった。ヴェルナーの研究には、ブロムストランドの理論に対する2つの重要な変更が含まれていた。1つ目は、ヴェルナーが2つの可能性を配位球内の位置の観点から説明したことである。彼は、イオンが鎖を形成する場合、これは配位球の外で起こり、金属に直接結合するイオンは配位球内でそうすると主張した。^[10]しかし、ヴェルナーは彼の最も重要な発見の一つで、鎖理論の大部分を反証した。ヴェルナーは、複雑な六配位コバルトの形成に関与する配位子の空間配置を発見した。彼の理論により、化合物内の配位配位子と電荷バランスイオン（例えば、コバルトアミン塩化物中の塩化物イオン）の違いを理解し、以前は説明できなかった多くの異性体を説明することができる。

1911年、ヴェルナーは初めて配位錯体ヘキソールを光学異性体に分解し、炭素化合物のみがキラリティーを持つことができるという理論を覆した。^[11]

中心原子を取り囲むイオンまたは分子は配位子と呼ばれます。配位子は、配位子と中心原子間の結合に提供する電子の数に応じて、L または X （またはそれらの組み合わせ）に分類されます。L 配位子は孤立電子対から 2 つの電子を提供し、配位共有結合を形成します。X 配位子は 1 つの電子を提供し、中心原子がもう 1 つの電子を提供することで、通常の共有結合を形成します。配位子は原子に配位していると言われます。アルケンの場合、π 結合は金属原子に配位することができます。一例として、錯体[PtCl ₃ (C ₂ H ₄ )] ⁻ (ツァイゼ塩) のエチレンがあります。

配位化学では、構造はまず配位数、つまり金属に結合している配位子の数（より具体的には、ドナー原子の数）によって説明されます。通常、結合している配位子は数えられますが、数え方があいまいになることもあります。配位数は通常 2 から 9 の間ですが、ランタノイドやアクチノイドでは配位子の数が多くなることは珍しくありません。結合の数は、金属イオンと配位子の サイズ、電荷、電子配置によって異なります。金属イオンは複数の配位数を持つ場合があります。

典型的には、遷移金属錯体の化学は、配位子中のドナー原子のs および p分子軌道と金属イオンの d 軌道との相互作用によって支配される。金属の s、p、および d 軌道には、18 個の電子を収容できる ( 18 電子則を参照)。したがって、特定の金属の最大配位数は、金属イオンの電子配置 (より具体的には、空の軌道の数) および配位子と金属イオンのサイズの比に関係している。大きな金属と小さな配位子は、高い配位数をもたらす (例: [Mo(CN) ₈ ] ⁴⁻ )。小さな金属と大きな配位子は、低い配位数をもたらす (例: Pt[P(CMe ₃ )] ₂ )。ランタノイド、アクチノイド、および初期遷移金属は、サイズが大きいため、配位数が高くなる傾向がある。

ほとんどの構造は、球面上の点のパターン（または、中心原子が多面体の中央にあり、その形状の角が配位子の位置であるかのような形状）に従っており、軌道の重なり（配位子と金属軌道の間）と配位子-配位子反発により、特定の規則的な形状になる傾向があります。最もよく観察される形状を以下に挙げますが、さまざまなタイプの配位子の使用（その結果、不規則な結合長が生じ、配位原子は球面上の点のパターンに従わない）、配位子のサイズ、または電子効果（例えば、ヤーン・テラー歪みを参照）などの理由で、規則的な形状から逸脱するケースも多数あります。

• 2座標の線形
• 3配位の三角平面
• 4配位の場合は四面体または平面正方形
• 5配位の三角両錐体
• 六配位の八面体
• 7配位の五角両錐体
• 8座標の正方形逆柱状
• 9つの座標に対応する三角錐の三角柱

5、7、8、9配位の理想的な記述は、わずかに異なるLML（配位子-金属-配位子）角度を持つ代替構造と幾何学的に区別がつかないことがよくあります。例えば、四角錐構造と三角双錐構造の違いなどです。^[12]

• 5座標の四角錐^[13]
• 7配位のキャップド八面体またはキャップド三角柱状体^[14]
• 8配位の十二面体または二頭三角柱^[15]
• 9 座標用のキャップ付き正方形逆柱状

5配位錯体の代替配位を区別するために、アディソンらはτ幾何指数を考案した。 ^{[16]この指数は配位中心の角度に依存し、四角錐の場合は0、三角双錐の場合は1の間で変化し、その間のケースを分類することができる。このシステムは後にハウザーら[17]}とオクニエフスキーら^[18]によって4配位錯体に拡張された。

d電子数が少ない系では、（二次）ヤーン・テラー安定化などの特殊な電子効果により、^[19]特定の形状（配位原子が球面上の点のパターンに従わない形状）が他の可能性に比べて安定化される。例えば、いくつかの化合物では、三角柱形状は、6配位の八面体構造に比べて安定化される。

• 2つの協調性を好む
• 3配位の三角錐
• 6配位の三角柱

配位子の配置は特定の錯体に対して固定されていますが、場合によっては反応によって変化し、別の安定した異性体が形成されることがあります。

他の多くの化合物と同様に、配位錯体にも 多くの種類の異性が存在します。

立体異性は、異なる方向にある同じ結合で起こる。立体異性はさらに以下のように分類できる。^[20]

シス-トランス異性体は、八面体および平面四角形の錯体（四面体ではない）で発生します。2 つの配位子が隣接している場合はcis、向かい合っている場合はtransと呼ばれます。3 つの同一の配位子が八面体の 1 つの面を占めている場合、異性体は faces またはfacと呼ばれます。fac異性体では、任意の 2 つの同一の配位子が互いに隣接またはcisです。これらの 3 つの配位子と金属イオンが 1 つの平面にある場合、異性体は meridional またはmerと呼ばれます。mer異性体は、同一の配位子の trans と cis の両方のペアを含むため、 transとcisの組み合わせと考えることができます。

光学異性体は、錯体がその鏡像と重ね合わせられない場合に生じる。2 つの異性体がそれぞれ光学的に活性であるため、つまり偏光面を反対方向に回転させることから、このように呼ばれる。最初の分子では、記号 Λ (ラムダ) は、3 つの二座配位子によって形成される左巻きのプロペラねじれを表す接頭辞として使用されている。2 番目の分子は最初の分子の鏡像であり、記号 Δ (デルタ) は右巻きのプロペラねじれを表す接頭辞として使用されている。3 番目と 4 番目の分子は、この場合は 2 つの二座配位子と 2 つの同一の一座配位子を持つ、類似の Λ 異性体と Δ 異性体のペアである。^[21]

構造異性は、結合自体が異なる場合に発生します。構造異性には、イオン化異性、溶媒和異性または水和異性、結合異性、配位異性の 4 つのタイプが認められています。

1. イオン化異性体– 異性体は、同じ組成であっても、溶液中では異なるイオンを生じます。このタイプの異性体は、錯体の対イオンが潜在的な配位子でもある場合に発生します。たとえば、ペンタアンミン臭化コバルト(III)硫酸塩[Co(NH ₃ ) ₅ Br]SO ₄は赤紫色で、溶液中では塩化バリウムで沈殿を生じ、硫酸イオンの存在を確認します。一方、ペンタアンミン硫酸コバルト(III)臭化物[Co(NH ₃ ) ₅ SO ₄ ]Brは赤色で、溶液中では硫酸イオンは陰性ですが、代わりに硝酸銀で AgBr の沈殿を生じます。^[22]
2. 溶媒和異性体または水和異性体– 異性体は組成は同じですが、リガンドとして機能する溶媒分子の数と結晶内の位置を単に占める溶媒分子の数が異なります。例: [Cr(H ₂ O) ₆ ]Cl ₃は紫色、[CrCl(H ₂ O) ₅ ]Cl ₂ ·H ₂ Oは青緑色、[CrCl ₂ (H ₂ O) ₄ ]Cl·2H ₂ Oは濃い緑色です。結晶水を参照してください。^[22]
3. 結合異性体は、2つ以上のドナー原子を持つ配位子で発生し、両座配位子として知られている。 ^[23]例えば、亜硝酸塩はOまたはNを介して配位することができる^{。 [24]}亜硝酸塩結合異性体の1組は、 (NH ₃ ) ₅ CoNOの構造を持つ。2歳以上2（ニトロ異性体）および（NH ₃）₅ CoONO ²⁺（ニトリト異性体）。^[23]
4. 配位異性体は、塩の陽イオンと陰イオンの両方が錯イオンであり、2つの異性体が陽イオンと陰イオン間の配位子の分布において異なる場合に発生します。たとえば、 [Co(NH ₃ ) ₆ ][Cr(CN) ₆ ]と[Cr(NH ₃ ) ₆ ][Co(CN) ₆ ]です。 ^[22]

遷移金属錯体の多くの特性は、その電子構造によって決まります。電子構造は、金属と配位子に形式電荷を付与する比較的イオン的なモデルで説明できます。このアプローチは、結晶場理論(CFT) の本質です。1929年にハンス ベーテによって提唱された結晶場理論は、錯体を理解するための量子力学に基づく試みです。しかし、結晶場理論は、錯体内のすべての相互作用をイオン性として扱い、配位子を負の点電荷で近似できると仮定します。

より洗練されたモデルは共有結合性を取り入れており、このアプローチは配位子場理論(LFT) と分子軌道理論(MO) によって説明されます。1935 年に導入され、分子軌道理論から構築された配位子場理論は、より広範囲の錯体を処理でき、相互作用が共有結合である錯体を説明できます。群論の化学的応用は、形式方程式に対する単純で対称性に基づいた解を可能にすることで、結晶または配位子場理論の理解に役立ちます。

化学者は、関心のある特性を予測するために必要な最も単純なモデルを使用する傾向があります。このため、可能な場合は CFT が議論に好まれてきました。MO 理論と LF 理論はより複雑ですが、より現実的な視点を提供します。

錯体の電子配置により、いくつかの重要な特性が与えられます。

遷移金属錯体は、光の吸収による電子遷移によって生じる見事な色を呈することが多い。このため、顔料としてよく用いられる。有色金属錯体に関連する遷移のほとんどは、d-d 遷移または電荷移動バンドのいずれかである。d-d 遷移では、金属上の ad 軌道の電子が光子によってより高いエネルギーの別の d 軌道に励起されるため、d-d 遷移は部分的に満たされた d 軌道錯体 (d ^1-9 ) でのみ発生する。d ⁰または d ¹⁰構成の錯体の場合、d-d 遷移は不可能であっても電荷移動は可能である。電荷移動バンドでは、金属ベースの軌道から空の配位子ベースの軌道への電子の昇格が伴う (金属から配位子への電荷移動、または MLCT)。逆もまた起こり、配位子ベースの軌道の電子が空の金属ベースの軌道に励起される (配位子から金属への電荷移動、または LMCT)。これらの現象は、 UV-Visとしても知られる電子分光法の助けを借りて観察することができます。^{[25]対称性が高い単純な化合物の場合、d-d遷移は}田辺-菅野図を使用して割り当てることができます。これらの割り当ては、計算化学によってますますサポートされつつあります。

表面的には、ランタニド錯体は遷移金属の錯体と似ており、一部は有色です。しかし、一般的な Ln ³⁺イオン (Ln = ランタニド) の色はすべて淡く、配位子の性質による影響はほとんどありません。色は 4f 電子遷移によるものです。ランタニドの 4f 軌道はキセノン コアに「埋め込まれ」ており、5s および 5p 軌道によって配位子から遮蔽されているため、配位子による影響はそれほど大きくなく、遷移金属よりも結晶場の分裂がはるかに小さくなります。Ln ³⁺イオンの吸収スペクトルは、電子状態がスピン軌道結合によって記述される自由イオンの吸収スペクトルに近似します。これは、基底状態が結晶場によって分裂する遷移金属とは対照的です。 Ln ^{3+の吸収は電気双極子遷移がパリティ禁制（}ラポルト禁制）であるため弱いが、低対称性配位子場の効果やより高い電子状態（例えばd軌道）との混合により強度が増す可能性がある。ff吸収帯は非常に鋭く、一般的に広い吸収帯を持つ遷移金属で観察される吸収帯とは対照的である。^{[26] [27]}これにより、異なる形式の照明下での著しい色の変化など、非常に珍しい効果が生じる可能性がある。

不対電子を持つ金属錯体は常磁性である。これは、全体の電子数が奇数であるか、または電子対の不安定化による可能性がある。したがって、単量体 Ti(III) 種は 1 つの「d 電子」を持ち、配位子の形状や性質に関係なく、 （常）磁性でなければならない。2 つの d 電子を持つ Ti(II) は、2 つの不対電子を持つ錯体と、不対電子を持たない錯体を形成する。この効果は、化合物 TiX ₂ [(CH ₃ ) ₂ PCH ₂ CH ₂ P(CH ₃ ) ₂ ] _{2で示される。X =} Clの場合 、錯体は常磁性（高スピン構成）であるのに対し、X =  CH ₃の場合、錯体は反磁性（低スピン構成）である。配位子は、基底状態の特性を調整する重要な手段を提供する。

個々の中心が奇数の電子を持つか、高スピンである二元および多金属錯体では、状況はより複雑です。2つ（またはそれ以上）の金属中心間に相互作用（直接または配位子を介して）がある場合、電子は結合（反強磁性結合、反磁性化合物をもたらす）するか、または互いに強め合う（強磁性結合）可能性があります。相互作用がない場合、2つ（またはそれ以上）の個々の金属中心は、あたかも2つの別々の分子であるかのように動作します。

錯体は様々な反応性を示す：^[28]

• 電子移動

  金属イオン間の電子移動(ET) は、内圏電子移動と外圏電子移動という2 つの異なるメカニズムによって発生します。内圏反応では、架橋配位子がET の導管として機能します。

• （縮退）配位子交換

  反応性の重要な指標の 1 つは、配位子の縮退交換速度です。たとえば、[M(H ₂ O) ₆ ] ^{n +}錯体における配位水の交換速度は、20 桁以上変化します。配位子が急速に放出され、反発する錯体は不安定と分類されます。このような不安定な錯体は、熱力学的に非常に安定している可能性があります。一般的な不安定な金属錯体は、電荷が低い (Na ⁺ )、配位子に対して反結合性の d 軌道に電子がある (Zn ²⁺ )、または共有結合性がない (Ln ³⁺、ここで Ln は任意のランタニド) かのいずれかです。金属錯体の不安定性は、可能な場合、高スピン構成と低スピン構成によっても異なります。したがって、高スピン Fe(II) と Co(III) は不安定な錯体を形成しますが、低スピン類似体は不活性です。 Cr(III) は低スピン状態 (四重項) でのみ存在でき、その高い形式酸化状態、M-L 反結合軌道に電子が存在しない、および d ³構成に関連する「配位子場の安定化」により不活性です。

• 連想プロセス

  満たされていない、または半分満たされた軌道を持つ錯体は、多くの場合、基質と反応することができます。ほとんどの基質は一重項基底状態を持っています。つまり、それらは孤立電子対を持っています (例: 水、アミン、エーテル)。そのため、これらの基質は金属中心と反応するために空の軌道を必要とします。一部の基質 (例: 分子状酸素) は三重項基底状態を持っています。その結果、半分満たされた軌道を持つ金属はそのような基質と反応する傾向があります (二酸素分子も孤立電子対を持っているため、「通常の」ルイス塩基として反応することもできると言わざるを得ません)。

金属の周囲の配位子を慎重に選択すると、金属は分子の（化学量論的または触媒的）変換を助けたり、センサーとして使用したりできます。

金属錯体は配位化合物としても知られ、事実上すべての金属化合物が含まれます。^[29] 「配位化学」の研究は、すべてのアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、ランタノイド、アクチノイド、および半金属の「無機化学」の研究です。したがって、配位化学は周期表の大部分の化学です。金属と金属イオンは、少なくとも凝縮相では、配位子に囲まれてのみ存在します。

錯体化学の分野は、大まかに言えば、配位子の性質に応じて分類することができます。

• 古典的（または「ウェルナー錯体」）：古典的配位化学における配位子は、配位子の主族原子に存在する孤立電子対を介して金属に結合します。典型的な配位子は、H ₂ O、NH ₃、Cl ⁻、CN ⁻、enです。このような錯体の最も単純なメンバーのいくつかは、金属アクア錯体、金属アミン錯体、

例: [Co( EDTA )] ⁻、[Co(NH ₃ ) ₆ ] ³⁺、[Fe(C ₂ O ₄ ) ₃ ] ^3-

• 有機金属化学: 配位子は有機物 (アルケン、アルキン、アルキル) だけでなく、ホスフィン、水素化物、CO などの「有機のような」配位子もあります。

例: (C ₅ H ₅ )Fe(CO) ₂ CH ₃

• 生物無機化学：配位子は自然界で提供されるもので、特にアミノ酸の側鎖や、ポルフィリンなどの多くの補因子が含まれます。

例:ヘモグロビンには鉄のポルフィリン錯体であるヘムが含まれています

例:クロロフィルにはマグネシウムのポルフィリン錯体が含まれています

多くの天然配位子は、特に水を含めて「古典的」です。

• クラスター化学: 配位子には上記のすべてに加え、他の金属イオンや原子も含まれます。

例 Ru ₃ (CO) ₁₂

• 場合によっては、異なるフィールドが組み合わされることがあります。

例: [Fe ₄ S ₄ (Scysteinyl) ₄ ] ²⁻、クラスターが生物学的に活性な種に埋め込まれています。

鉱物学、材料科学、および固体化学 （金属イオンに適用される）は、金属が配位子に囲まれているという意味で、錯体化学のサブセットです。多くの場合、これらの配位子は酸化物または硫化物ですが、それでも金属は配位されており、以下で説明する原則とガイドラインが適用されます。水和物では、配位子の少なくとも一部は水分子です。鉱物学、材料科学、および固体化学の焦点は、錯体化学や無機化学の通常の焦点とは異なることは事実です。前者は主にポリマー構造、つまり多くの高度に相互接続された金属の集合的効果から生じる特性に関係しています。対照的に、錯体化学は、個々の金属原子または金属原子の小さな集団を含む錯体の反応性と特性に焦点を当てています。

複合体に名前を付ける基本的な手順は次のとおりです。

1. 錯イオンに名前を付ける場合、金属イオンの前に配位子の名前が付けられます。
2. リガンドの名前はアルファベット順に示されています。数字の接頭辞は順序に影響しません。
   • 複数存在する単座配位子には、出現回数に応じて、ジ-、トリ-、テトラ-、ペンタ-、またはヘキサ-という接頭辞が付けられます。
   • 複数存在する多座配位子（例：エチレンジアミン、シュウ酸）は、ビス-、トリス-、テトラキス-などを受け取ります。
   • 陰イオンはoで終わります。これは、陰イオンが「-ide」、「-ate」または「-ite」で終わる場合に最後の「e」を置き換えます。たとえば、 chlorideはchloridoになり、sulfatoはsulfatoになります。以前は、「-ide」は「-o」に変更されていました（例：chloroおよびcyano）が、このルールは2005年のIUPAC勧告で修正され、これらの配位子の正しい形は現在、chloridoおよびcyanidoです。^[30]
   • 中性配位子には、いくつかの例外を除いて、通常の名前が付けられます。NH _{3 は}アミンになり、H ₂ O はアクアまたはアクアになり、CO はカルボニルになり、NO はニトロシルになります。
3. 中心原子/イオンの名前を書きます。錯体が陰イオンの場合、中心原子の名前は-ateで終わり、ラテン語名がある場合はそれを使用します (水銀を除く)。
4. 中心原子の酸化状態は指定され（複数の可能な状態のうちの 1 つ、または 0）、括弧で囲まれたローマ数字（または 0）として記述されます。
5. 陽イオンの名前の前に陰イオンの名前を付ける必要がある。（最後の例のように該当する場合）

例:

[Cd(CN) ₂ (en) ₂ ] → ジシアン化ビス(エチレンジアミン)カドミウム(II)

[CoCl(NH ₃ ) ₅ ]SO ₄ → ペンタアンミン塩化コバルト(III)硫酸塩

[Cu(H ₂ O) ₆ ] ²⁺ → ヘキサアクア銅(II)イオン

[CuCl ₅ NH ₃ ] ³⁻ → アンミンペンタクロリド銅(II)イオン

K ₄ [Fe(CN) ₆ ] → ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム

[NiCl ₄ ] ²⁻ → テトラクロロニッケル酸(II)イオン（IUPAC命名規則からクロロの使用が削除されました）^[30]

複数の金属に結合した配位子（架橋配位子）の配位数は、配位子名の前に置かれたギリシャ文字μの下付き文字で示されます。したがって、三塩化アルミニウムの二量体は、 Al ₂ Cl ₄ (μ ₂ -Cl) ₂と表されます。

あらゆるアニオン基は、あらゆるカチオンによって電子的に安定化できます。アニオン錯体は水素カチオンによって安定化され、解離してカチオン水素を放出できる酸性錯体になります。この種の錯化合物の名前には、中心金属の後に「ic」が付けられます。たとえば、H ₂ [Pt(CN) ₄ ] はテトラシアノ白金酸 (II) と呼ばれます。

金属イオンの配位子に対する親和性は、安定度定数（形成定数とも呼ばれる）によって表され、記号 K _fで表されます。これは、構成金属と配位子から構成される平衡定数であり、次の簡単な例のように計算できます。

xM _(水) + yL _(水) ⇌ zZ _(水)

${\displaystyle K_{f}={\frac {[{\text{Z}}]^{z}}{[{\text{M}}]^{x}[{\text{L}}]^{y}}}}$

ここで、x、y、zはそれぞれの化学種の化学量論係数である。Mは金属/金属イオン、Lはルイス塩基、Zは錯イオンを表す。生成定数は大きく変化する。大きな値は、系が平衡状態にある場合、金属が配位子に対して高い親和性を持っていることを示す。^[31]

安定度定数は不安定定数と呼ばれる別の形をとることもあります。この定数は生成定数の逆数として表され、K _d = 1/K _fと表されます。^{[32]この定数は錯イオンが個々の金属と配位子成分に分解される逆反応を表します。K} _dの値を比較すると、値が大きいほど錯イオンは不安定になります。

溶液中で形成されるこれらの錯イオンは、他の化合物の溶解度にも重要な役割を果たすことがあります。錯イオンが形成されると、溶液中の成分の濃度が変化することがあります。例:

農業⁺
_(水)+ 2  NH ₃ ⇌ Ag(NH ₃ )⁺
₂

AgCl _(s) + H ₂ O _(l) ⇌ Ag⁺
_(水)+ クリア⁻
_（水）

これらの反応が両方とも同じ反応容器内で起こった場合、ジアミン銀(I)錯体の形成により溶液中の遊離銀イオンの大部分が消費されるため、 NH _{4 OH の存在によって塩化銀の溶解度が増加する。}ルシャトリエの原理により、銀イオンを生成物とする塩化銀の溶解の平衡反応が右にシフトする。

この新しい溶解度は、元の反応のK _fと K _spの値から計算できます。溶解度は、基本的に 2 つの別々の平衡を 1 つの結合平衡反応に組み合わせることによって求められ、この結合反応が新しい溶解度を決定します。したがって、新しい溶解度定数 K _{c は}次のように表されます。

${\displaystyle K_{c}=K_{sp}K_{f}}$

金属は溶液中では錯体としてのみ存在するため、このクラスの化合物はさまざまな用途に有用であると言えます。

生物無機化学および生物有機金属化学では、錯体は構造的機能または触媒機能のいずれかを果たします。タンパク質の約 30% に金属イオンが含まれています。例としては、濃い色のビタミン B ₁₂、ヘモグロビンのヘム基、シトクロム、クロロフィルのクロリン基、消化に重要な加水分解酵素であるカルボキシペプチダーゼなどがあります。別の錯イオン酵素はカタラーゼで、細胞の老廃物である過酸化水素を分解します。合成配位化合物は、タンパク質、特に核酸 (例: 抗がん剤シスプラチン) に結合するためにも使用されます。

均一系触媒は、有機物質の製造における配位化合物の主な用途です。プロセスには、水素化、ヒドロホルミル化、酸化が含まれます。一例では、三塩化チタンとトリエチルアルミニウムの組み合わせからチーグラー・ナッタ触媒が生成され、エチレンとプロピレンの重合に使用され、繊維、フィルム、プラスチックなど商業的に非常に重要なポリマーが生成されます。

ニッケル、コバルト、銅は、錯イオンを伴う湿式冶金プロセスを使用して抽出できます。これらは鉱石からアミン錯体として抽出されます。金属は、錯イオンの選択沈殿と溶解性を使用して分離することもできます。シアン化物は、主に鉱石から金と銀を抽出するために使用されます。

フタロシアニン錯体は顔料の重要なクラスです。

かつては、サンプル内の金属の存在を識別するために配位化合物が使用されていました。定性的な無機分析は、原子吸光分光法(AAS)、誘導結合プラズマ発光分光法(ICP-AES)、誘導結合プラズマ質量分析法 (ICP-MS)などの機器分析法に大きく取って代わられました。

ウィキメディア・コモンズには、配位化合物に関連するメディアがあります。

• 活性化複合体
• 無機化学のIUPAC命名法
• 調整ケージ
• 座標幾何学
• 配位異性
• 配位錯体が繰り返し単位となっている配位ポリマー。
• 包接化合物
• 有機金属化学は、有機フラグメントが少なくとも 1 つの C 原子を介して金属に結合している特別なクラスの配位化合物を扱います。

• De Vito, D.; Weber, J.; Merbach, AE「t _2g ⁶ロジウム(III)およびイリジウム(III)ヘキサアクアイオンの水交換の計算された体積およびエネルギープロファイル：I _aメカニズムの決定的な証拠」無機化学、2004年、第43巻、858〜863ページ。doi :10.1021/ ic035096n
• ズムダール、スティーブン S. 化学原理、第 5 版。ニューヨーク: ホートン ミフリン、2005 年。943–946、957。OCLC  77760970
• ハリス、D.、ベルトルッチ、M.、対称性と分光法。1989年ニューヨーク、ドーバー出版

Wikibook Aレベル化学/OCR (Salters)には、錯体に関するページがあります。

• 配位化合物の命名
• 遷移金属錯体色