لیگاند، کمپلکس و شیمی معدنی
لیگاندها نقش مهمی در کمپلکس‌های معدنی بازی می‌کنند و به عنوان مولکول‌های مرکزی عمل می‌کنند که با یون‌های فلزی برای تشکیل ساختارهای پایدار هماهنگ می‌شوند. این کمپلکس ها به طور گسترده در زمینه های مختلف از جمله کاتالیز، علم مواد و بیوشیمی معدنی مورد مطالعه و استفاده قرار می گیرند. درک خواص و رفتار لیگاندها برای طراحی و بهینه سازی عملکرد کمپلکس های معدنی ضروری است.
در زمینه شیمی معدنی، لیگاند را می توان به عنوان مولکول یا یونی تعریف کرد که از طریق یک یا چند محل کئوردیناسیون به یون فلزی متصل می شود. مکان‌های کئوردیناسیون معمولاً نواحی غنی از الکترون هستند، مانند جفت‌های تک الکترون‌ها یا پیوندهای پای که با اوربیتال‌های خالی یون فلزی برهمکنش می‌کنند. این پیوند کئوردیناسیونی بین لیگاند و یون فلز اغلب با یک پیوند کووالانسی مختصات مشخص می شود، جایی که هر دو الکترون توسط لیگاند اهدا می شوند.
لیگاندها می توانند به طور قابل توجهی از نظر ماهیت شیمیایی و حالت های کئوردیناسیون متفاوت باشند. لیگاندهای رایج شامل مولکول های کوچک مانند آب (H2O)، آمونیاک (NH3)، مونوکسید کربن (CO) و هالیدها (Cl-، Br-، I-، )و همچنین مولکول های آلی بزرگتر مانند اتیلن دی امین (en) و 2،2 '-. بی پیریدین (bipy)هستند. انتخاب لیگاند می تواند بر خواص کمپلکس معدنی حاصل مانند پایداری، واکنش پذیری و خواص طیف سنجی تأثیر بگذارد.
یکی از جنبه های مهم لیگاندها توانایی آنها در تعدیل ساختار الکترونیکی یون فلزی است. خواص الکترونیکی لیگاند، مانند ماهیت الکترون دهنده یا الکترون گیر آن، می تواند بر وضعیت اکسیداسیون، حالت اسپین و ژئومتری کوردیناسیون یون فلز تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، لیگاندهای میدان قوی تمایل به ایجاد شکاف بزرگتر از اوربیتال های d یون فلزی دارند که منجر به کمپلکس های اسپین پایین با تعداد کمتری از الکترون های جفت نشده می شود. در مقابل، لیگاندهای میدان ضعیف منجر به کمپلکس‌های اسپین بالا با الکترون‌های جفت نشده بیشتر می‌شوند.
انتخاب لیگاند نیز بر پایداری کمپلکس معدنی تأثیر می گذارد. لیگاندهایی با فعل و انفعالات پیوند قوی می توانند کمپلکس های بسیار پایداری را تشکیل دهند که در برابر تجزیه یا تجزیه مقاومت می کنند. این پایداری اغلب برای کاربردهایی که کمپلکس نیاز به حفظ ساختار و عملکرد خود در طول زمان دارد، مطلوب است. از سوی دیگر، لیگاندهای ضعیف‌تر ممکن است منجر به کمپلکس‌های حساس‌تر شوند که به آسانی تحت واکنش‌های تبادل لیگاند قرار می‌گیرند.
