配位化学

配位化学は、錯体や配位化合物について研究する学問です。金属錯体は中心となる金属（配位中心）、中心原子を取り囲む中性あるいは電荷を有する基、リガンドを含む分子もしくはイオンから構成されます。

配位化学は、錯体や配位化合物について研究する学問です。金属錯体は、配位中心と呼ばれる金属イオン、中心原子を取り囲む中性あるいは電荷を有する基、リガンドなどを含む分子もしくはイオンから構成されます。リガンドが組み合わさって、配位球体を形成します。リガンドは１つ以上のドナー原子を有し、中心原子と結合を形成します。結合を形成するドナー原子の数をリガンドのdenticityと呼びます。単結合を形成するリガンドの例として、ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）のリガンド、酸素原子をドナー原子とするリガンド（水、水酸化物、アルコール、エーテル、カルボンイオン、オキソアニオン）、硫黄原子をドナー原子とするリガンド（スルフィド、チオシアネート、チオール、チオエーテル、thioacids）、窒素原子をドナー原子とするリガンド（硝酸イオン、アジド化合物、窒化物、イミド、アミド、アミン）、リン、ヒ素、炭素、ケイ素など他のリガンドがあります。１つ以上のドナー原子を同一の配位中心に結合させるリガンドは、キレートリガンドあるいはキレート剤として働きます。キレートリガンドは３員環から６員環のキレート環を形成します。５員環のキレート環は特に安定で、EDTA、DTPA、DOTA、TETAなどのpolyamino-polycarboxylate型のキレート剤により形成されます。中心原子の電子配置（高スピン／低スピン）、酸化度、配位数などは錯体中心の重要な性質です。錯体の配位あるいは立体化学により、中心となる金属イオンの周りのリガンドの空間的な配置を知ることができます。例えば、４個のリガンドは、四面体あるいは平面四角形の配置により中心原子に配位できます。錯体の熱力学的な安定性は、結合定数または解離定数により決定されます。これらの定数は金属イオンに結合した水分子がリガンドに置換される反応の平衡定数として表されます。結合定数が大きいほど、錯体の熱力学的な安定性は増すことになります。