Complexiteit evenwichten: overzicht

Complexatie reacties vinden plaats wanneer datieve of gecoördineerde covalente bindingen ontstaan ​​tussen metaalionen en liganden. De verbindingen die bij deze reacties worden gevormd, worden coördinatieverbindingen genoemd. Het aantal bindingen gevormd tussen het metaalion en de liganden wordt het coördinatiegetal genoemd. Over het algemeen worden de meeste metaalionen in een waterige oplossing opgelost door watermoleculen en bestaan ​​ze dus als aquacomplexen.

De evenwichtsconstante van de complexatiereactie wordt weergegeven als de vormingsconstante Kf, ook bekend als de stabiliteitsconstante Ks. Omgekeerd is de dissociatie van het complex het omgekeerde van de complexvorming, en de dissociatie-evenwichtsconstante wordt de dissociatieconstante Kd of instabiliteitsconstante Ki genoemd, die gelijk is aan het omgekeerde van de formatieconstante Kf.

Complexatie vindt doorgaans stapsgewijs plaats, waarbij een metaalion aanvankelijk complexeert met één ligand, gevolgd door de tweede ligand, totdat het aan zijn coördinatiegetal voldoet. De evenwichtsconstanten voor elke reactiestap zijn de stapsgewijze vormingsconstanten weergegeven als Kf1, Kf2, ...., Kfn. De totale formatie of cumulatieve constante β is het product van de stapsgewijze formatieconstanten, of eenvoudigweg Kf.

De stapsgewijze vormingsconstante waarden nemen gestaag af als gevolg van statistische, coulombische en sterische factoren. Statistische factoren spelen een rol nadat het eerste ligand zich aan het metaalion heeft gehecht, waardoor het aantal beschikbare plaatsen voor het volgende ligand afneemt en daardoor de waarschijnlijkheid van binding van het volgende ligand afneemt. Coulombische factoren spelen ook een rol wanneer het metaalion een complex vormt met het eerste ligand, omdat de positieve lading op het metaalion afneemt, waardoor de coulombische aantrekkingskracht voor het volgende ligand afneemt. Sterische factoren hebben het meeste effect wanneer een ligand omvangrijk is, omdat de sterische afstoting die door dit ligand wordt gecreëerd, het gemak beïnvloedt waarmee de daaropvolgende liganden een interactie aangaan met het metaalion.