Aufbau und Eigenschaften

Komplexverbindungen werden oft auch als Koordinationsverbindungen bezeichnet.

Ein Komplex besteht aus einem Koordinationszentrum und der Ligandenhülle. Zum Zentrum können ein oder mehrere Zentralatome oder Zentralionen gehören. Die Liganden sind Ionen oder Moleküle bzw. Molekülionen.

Koordinations-	Ligand	Komplex	KZ
zentrum
Al$^{3+}$	F	[AlF$_6$]$^{3-}$	6
Cr$^{3+}$	NH$_3$	[Cr(NH$_3$)$_6$]$^{3+}$	6
Fe$^{3+}$	H$_2$O	[Fe(H$_2$O)$_6$]$^{3+}$	6
Ni	CO	Ni(CO)$_4$	4
Ag$^+$	CN	[Ag(CN)$_2$]	2

Die Zahl der an das Zentrum gebundenen Liganden heisst Koordinationszahl (Abkürzung: KZ bzw. CN). Komplexionen werden in [ ] gesetzt. Die Gesamtladung ist die Summe aller Einzelladungen im Komplex. Komplexe können oft an ihren typischen Eigenschaften erkannt werden:

• Komplexionen zeigen häufig charakteristische Farben.
  $$\begin{array}{crcl} Cu^{2+}_{aq} + SO_4^{ 2-} & + 4NH_3 \longrig... ...e(CN)_6]^{4-} & \\ \mathrm{schwachgelb} & & \mathrm{gelb} & \\ \end{array}$$

• Lösungen von Komplexen haben charakteristische elektrolytische Eigenschaften. Die gemessene Leitfähigkeit kann nicht nach der folgenden Gleichung
  $$K_4[Fe(CN)_6] \longrightarrow 4K^+ + Fe^{2+} + 6CN^-$$

  sondern nur nach

  $$K_4[Fe(CN)_6] \longrightarrow 4K^+ + [Fe(CN)_6]^{4-}$$

  erklärt werden (vgl. auch Kap. 5.11 Doppelsalze).

• Die für die freien Ionen typischen Ionenreaktionen werden häufig nicht beobachtet, weil viele Komplexe in wässriger Lösung in nur geringem Masse dissoziieren. Solche Komplexe sind also recht stabil bzw. robust, und ihre Zentralionen sind maskiert:
  $$Ag^+ + Cl^- \longrightarrow AgCl_{fest} \qquad L_{AgCl}=10^{-10}$$

  $$[Ag(NH_3)_2]^+ + Cl^- \longleftarrow AgCl_{fest,weiss} + 2NH_3$$ (33)

  
  

  
  

  aber

  $$[Ag(NH_3)_2]^+ + I^- \longrightarrow AgI_{fest,gelblich} + 2NH_3 \qquad L_{AgI}=10^{-16}$$
  $$Fe^{2+} + S^{2-} \longrightarrow FeS_{fest, schwarz}$$

  $$[Fe(CN)_6]^{4-} + S^{2-} \longleftarrow FeS_{fest, schwarz} + 6CN^-$$ (34)

  
  

  In den Gln. 33 und 34 sind die Silber- bzw. die Eisenionen maskiert.

Der Komplex $[Fe(CN)_6]^{4-}$ reagiert aber in typischer Weise mit $Fe^{3+}-$Ionen zu Berliner Blau bzw. Turnbulls Blau.

$$\begin{array}{rc} [Fe(CN)_6]^{4-} + Fe^{3+} \longleftarrow & Fe_4[Fe(CN)_6]_{3, fest} \\ & \mathrm{tiefblau} \\ \end{array}$$

Bei Ligandenaustauschreaktionen bildet sich immer der stabilere Komplex.
Beispiele:

$$\begin{array}{ccccc} [Cu(H_2O)_4]^{2+} & + 4 NH_3 & \longr... ... & \longrightarrow & [Ag(CN)_2]^- & + 2 NH_3 \\ \end{array}$$