שיווי משקל מורכבים: סקירה כללית

תגובות המורכבות מתרחשות כאשר נוצרים קשרים קוולנטיים של יחסיות מקובלת או קואורדינטה בין יוני מתכת וליגנים. התרכובות הנוצרות בתגובות אלו נקראות תרכובות קואורדינציה. מספר הקשרים הנוצרים בין יון המתכת והליגנדים נקרא מספר הקואורדינציה שלו. בדרך כלל, רוב יוני המתכת בתמיסה מימית מומסים על ידי מולקולות מים ולכן קיימים כמתחמי אקווה.

קבוע שיווי המשקל של תגובת המורכבות מיוצג כקבוע היווצרות Kf, הידוע גם כקבוע היציבות Ks. לעומת זאת, הדיסוציאציה של הקומפלקס היא הפוך מהיווצרות המכלול, וקבוע שיווי המשקל של הדיסוציאציה נקרא קבוע הדיסוציאציה Kd או קבוע אי היציבות Ki, השווה להדדיות של קבוע ההיווצרות Kf.

קומפלקס מתרחש בדרך כלל בשלבים, כאשר יון מתכת מתחבר בהתחלה עם ליגנד אחד, ואחריו הליגנד השני, עד שהוא עומד במספר הקואורדינציה שלו. קבועי שיווי המשקל עבור כל שלב תגובה הם קבועי היווצרות הדרגתיים המיוצגים כ-Kf1, Kf2, …., Kfn. היווצרות הכוללת או הקבוע המצטבר β הוא מכפלה של קבועי היווצרות הדרגתיים, או פשוט Kf.

ערכי קבועי היווצרות הדרגתיים יורדים בהתמדה עקב גורמים סטטיסטיים, קולוניים וסטריים. גורמים סטטיסטיים נכנסים לפעולה לאחר שהליגנד הראשון נצמד ליון המתכת, מה שמקטין את מספר האתרים הזמינים עבור הליגנד הבא ולכן מקטין את ההסתברות לקישור הליגנד הבא. גורמים קולוניים נכנסים לתמונה גם כאשר יון המתכת מתחבר עם הליגנד הראשון, מכיוון שהמטען החיובי על יון המתכת פוחת, ובכך מוריד את המשיכה הקולונית לליגנד הבא. לגורמים סטריים יש את ההשפעה הגדולה ביותר כאשר ליגנד מגושם, שכן הדחייה הסטרית שנוצרת על ידי ליגנד זה משפיעות על הקלות שבה הליגנדים הבאים מתקשרים עם יון המתכת.