Zagadnienie to należy rozpatrywać w związku z położeniem metalu w układzie okresowym, a tym samym z jego budową elektronową. Tablica 8 przedstawia układ okresowy pierwiastków z zaznaczonym podziałem metali na trzy zasadnicze grupy : metale grupy A. metale grupy B i metale przejściowe.
Do metali grupy A, których kationy mają konfigurację elektronową gazów szlachetnych (zewnętrzna warstwa 8-elektronowa), należą litowce (grupa la), berylowce (grupa Ha) i glin (z grupy IIIb). Metale te łatwiej koordynują cząsteczki wody niż amoniaku, nie tworzą kompleksów z jonami cyjankowymi, tworzą natomiast trwałe kompleksy z jonami fluorkowymi i hydroksylowymi. Wśród metali alkalicznych tylko jony metali z najmniejszym promieniem (lit, sód) tworzą poza hydratami słabe kompleksy z niektórymi ligandami o dużym ładunku, np. z anionem wersenianowym. Metale ziem alkalicznych wykazują większą zdolność do koordynacji niż litowce, z tym że trwałość powstających kompleksów maleje ze wzrostem promienia jonowego, rosnącego od berylu do baru. Glin tworzy trwałe kompleksy z winianami, z jonami fluorkowymi i hydroksylowymi. W kompleksach metali grupy A przeważają wiązania typu elektrostatycznego (jonowego).
Do grupy B należą metale, których kationy mają 18-elektronową warstwę zewnętrzną. Elektronowe podpowłoki dtych kationów są zapełnione. W skład grupy wchodzą: z okresu czwartego ?Cu, Zn, Ga, Ge, z okresu piątego ? Ag, Cd, In, Sn, Sb i z okresu szóstego ? Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po.
W kompleksach metali grupy B przeważają wiązania typu kowalencyjnego nad wiązaniami typu elektrostatycznego. Trwałość kompleksów metali grupy B jest tym większa, im metal jest szlachetniejszy, a atom ligandowy mniej elektroujemny. Moc wiązania koordynacyjnego wzrasta z obniżaniem się elektroujemności atomu ligandowego w następującym porządku: F, O, N, Cl, Br, J, S, C. Najbardziej typowymi metalami grupy B są: miedź(I), srebro(l) i złoto(I). Tworzą one trwałe kompleksy z cyjankami i z amoniakiem. Charakterystyczne dla typowych metali grupy B jest to, że trwałość tych kompleksów rośnie ze wzrostem rozmiarów atomu (szczególna trwałość kompleksów złota). Typowe dla metali grupy B właściwości słabną w szeregach poziomych wraz ze wzrostem ładunku kationów, np. w szeregach Cu+, Zn2+, Ga3+, Ge4+ oraz Ag+, Cd2+, In3+, Sn4+. W tych izoelektronowych szeregach kation ze wzrostem ładunku przybiera cechy metalu grupy A (wzrost oddziaływań natury elektrostatycznej pomiędzy kationem a atomem ligandowym). Kompleksy amminowe i cyjankowe stają się coraz mniej trwałe. Trój- i czterowartościowe kationy metali grupy B mają więcej wspólnego, w przypadku tworzenia kompleksów, z kationami grupy A niż z miedziowcami, typowymi metalami grupy B.
Metale przejściowe, zajmujące w układzie okresowym miejsce między metalami grupy A i metalami grupy B, mają niezapełnioną elektronową podpowłokę d. Do grupy tej należą też łantanowce i aktynowce, które mają również niezapełnioną podpowłokę . Możliwość zapełniania elektronami podpowłok d jest przyczyną tego, że metale przejściowe (szczególnie należące do grupy VIII) mają szczególną zdolność do tworzenia kompleksów. Przejawia się to najbardziej w przypadku azotu, siarki i węgla jako atomów ligan- dowych.
Metale przejściowe wykazują charakterystyczne cechy zarówno metali grupy A, jak i metali grupy B. Które z tych cech przeważają, zależy z jednej strony od ligandu, z drugiej zaś od wielkości ładunku i promienia danego kationu. Skandowce i tytanowce zbliżają się swym zachowaniem chemicznym do metali grupy A. W kompleksach ich przeważają wiązania o charakterze elektrostatycznym.
W wiązaniach o charakterze kowalencyjnym moc wiązania rośnie ze wzrostem elektroujemności metalu koordynującego i z obniżaniem się elektroujemności atomu ligandowego. Aby wiązanie było trwałe, różnica w elektroujemności między jonem metalu a atomem ligandowym powinna być możliwie mała. Trwałość wiązania kowalencyjnego rośnie odpowiednio do łatwości, z jaką jon metalu przyjmuje elektrony, i do łatwości, z jaką atom ligandowy oddaje elektrony. Wiązaniom kowalencyjnym metali przejściowych sprzyja na ogół mały ładunek i duży promień jonowy. Duży ładunek i mały promień jonowy (tzn. duży potencjał jonowy, który jest stosunkiem ładunku do promienia jonowego) sprzyja natomiast wiązaniu o charakterze elektrostatycznym, zwłaszcza z tlenem i fluorem jako atomami ligandowymi. Metale na niższym stopniu utlenienia tworzą trwałe kompleksy z cyjankami, z amoniakiem i z o-fenantroliną, natomiast metale na wyższych stopniach utlenienia tworzą trwałe kompleksy z ligandami tlenowymi (szczególnie w roztworach o wyższych wartościach pH). Dobrego przykładu dostarcza pod tym względem formaldo- ksym, tworzący trwałe kompleksy z manganem(lV), niklem(IV), cerem(IY) i z innymi metalami na wyższych stopniach utlenienia. Kompleksy z ligandami tlenowymi stabilizują wyższe stopnie utlenienia metali, natomiast ligandy azotowe stabilizują niższe stopnie utlenienia metali (np. o-fenantrolina z Fe” i kuproina z Cu1).
Wśród metali przejściowych dokładniej zbadano pod względem zdolności do tworzenia kompleksów grapę dwuwartości owych jonów sąsiadujących ze sobą metali z czwartego okresu: Mn2+, Fe2+, Co2 + , Ni2 + , Cu2+, Zn2 + . Jest to tzw. szereg Irvinga-Williamsa. W szeregu tym od manganu do miedzi promień jonowy maleje, a potencjał jonowy rośnie. Jon cynku ma natomiast większy promień jonowy i niższy potencjał jonowy niż jon miedzi. Trwałość kompleksów w szeregu Irvinga-Wilłiamsa rośnie osiągając maksimum w przypadku miedzi. Prawidłowość ta potwierdza się dla wielu ligandów azotowych, siarkowych i węglowych.

tagi: amoniak, berylowce, glin, Kompleksy aminowe, metale, układ okresowy