La càrrega elèctrica del complex és la suma algèbrica de les càrregues de l’ió central i dels lligands, i hi ha complexos neutres, catiònics o aniònics. La teoria de la coordinació d’Alfred Werner (1893) donà la primera interpretació de la natura d’aquests composts i postulà per als elements metàl·lics una valència primària (avui designada com a “estat d’oxidació”) i unes valències secundàries (avui, “índex de coordinació”), dirigides cap a posicions definides en l’espai, les quals valències, segons Sidgwick, són capaces de compartir parelles d’electrons aportats pels lligands i formar, amb aquests, enllaços covalents datius o coordinats. Amb la teoria dels enllaços de valència de Linus Pauling (1940), primerament, i amb les del camp cristal·lí i del camp dels lligands (1951), després, hom aconseguí d’explicar bé la natura d’aquestes valències secundàries en funció dels orbitals buits disponibles de l’ió metàl·lic central, i les propietats estereoquímiques, magnètiques i òptiques dels complexos. El modern tractament per orbitals moleculars permet d’afinar els últims detalls de la interpretació. Segons que el lligand s’uneixi a l’ió central per un sol dels seus àtoms o per uns quants, és qualificat de monodentat, bidentat
, etc, i, en general, de polidentat
, que saturen més d’una posició de coordinació del metall i formen estructures cícliques que hom anomena de quelat. Segons el nombre d’ions centrals presents, el complex és mononuclear, dinuclear
, etc, o polinuclear
(són polinuclears, per exemple, els isopoliàcids i els heteropoliàcids i llurs sals). En alguns casos, els lligands contenen sistemes d’electrons pi
més o menys deslocalitzats, que es poden unir amb metalls formant els complexos pi
(com els de tipus sandvitx, com el ferrocè). També hi ha complexos dits de transferència de càrrega
, que són d’enllaç dèbil, correntment moleculars, caracteritzats per passar, per absorció de llum visible, a un estat excitat amb una transferència de càrrega, que dóna lloc a un augment de la participació de la forma amb covalència dativa en l’híbrid de ressonància. Segons que l’equilibri de la reacció de formació d’un complex a partir dels seus constituents estigui més o menys desplaçat cap al complex, hom diu que aquest és més o menys estable
; segons que les reaccions de substitució dels lligands siguin més o menys lentes, hom diu que el complex és inert
o làbil
. Els complexos tenen formes geomètriques definides segons el nombre i el tipus dels orbitals de l’ió metàl·lic que participen en l’enllaç. Les més corrents són la quadrada (hibridació
dsp 2
) i la tetraèdrica (hibridació
sp 3
), per als metalls d’índex de coordinació 4, i l’octaèdrica (hibridació
d 2
sp 3
) per als d’índex 6. Aquestes estructures permeten, en molts casos, l’existència d’isòmers geomètrics i d’isòmers òptics. Les propietats químiques dels complexos no són les de constituents separats, sinó unes altres de pròpies de la nova unitat. Si els complexos són estables i inerts, tals propietats desapareixen del tot; el procés és l’emmascarament
, d’utilitat en la indústria i en l’anàlisi química per a evitar els efectes nocius de determinats metalls. La formació de complexos modifica les propietats acidobàsiques dels constituents, en general exaltant la força àcida dels lligands; també modifica els potencials normals de reducció, de manera que molts estats d’oxidació anormals dels metalls són estabilitzats. Aquesta propietat confereix a alguns complexos una gran activitat catalítica, manifestada particularment en reaccions d’oxidoreducció, algunes d’elles d’interès biològic ( hemoglobina). Molts complexos intervenen com a catalitzadors en fase homogènia, o com a intermedis en molts altres tipus de reaccions (per exemple, els catalitzadors de Ziegler i Natta per a la polimerització de l’etilè són complexos d’alumini i titani). L’interès bioquímic dels complexos és molt gran, car molts enzims són actius només en presència de traces d’ions metàl·lics, i una posició de coordinació al metall és el centre actiu d’aquells. Els reactius orgànics més importants de la química analítica són lligands formadors de complexos, generalment quelats; els caracteritza llur selectivitat o especificitat i llur sensibilitat, llur solubilitat en solvents orgànics que en fa possible l’extracció, o llur coloració intensa que permet la determinació absorciomètrica de molts metalls.
complex
m
Química
lligands
), donadors d’electrons, el qual grup tendeix a conservar la seva identitat fins i tot en solució, bé que és susceptible de dissociació parcial.