في الكيمياء، هناك ما يعرف بمجمعات التنسيق، حيث يعد استقرار مجمع التنسيق عاملاً مهمًا جدا، حيث يعمل على تحديد استقرار وتفاعل المجمع المعدني، حيث يخضع استقرار المركب المعدني إلى جانبين مختلفين مثل الثبات الديناميكي الحراري والثبات الحركي. كما تم وصف العلاقة بين الاستقرار والتفاعلية لمركبات التنسيق، حيث أنه هناك عدة من العوامل التي تؤثر على استقرار المجمعات المعدنية مثل طبيعة أيونات المعادن، نوع الروابط، والترابط بين أيونات المعادن ويجند.
استقرار المعقدات المعدنية
يعني استقرار المركب المعدني عمومًا أنه موجود في ظل ظروف مواتية دون الخضوع لعملية التحلل وتكون له فترة صلاحية كبيرة، لا يمكن أن نقوم بتعميم مصطلح ثبات المركب المعدني (metal complex)؛ وذلك لأن المركب قد يكون مستقرًا على (كاشف / حالة واحدة) وقد يتحلل في وجود (كاشف / حالة أخرى).
يمكن أن يتم تفسير استقرار المجمعات المعدنية بمساعدة جانبين مختلفين، وهما الاستقرار الديناميكي الحراري والاستقرار الحركي، ومع ذلك، يقال إن المركب المعدني يكون مستقرًا إذا لم يتفاعل مع الماء، مما قد يؤدي إلى انخفاض في الطاقة الحرة للنظام، أي الاستقرار الديناميكي الحراري.
من ناحية أخرى، يقال أن المركب يمتلك ثباتًا حركيًا إذا تفاعل مع الماء لتشكيل منتج مستقر وهناك آلية معروفة يمكن من خلالها متابعة عملية التفاعل، على سبيل المثال، قد لا يتوفر للنظام طاقة كافية لكسر رابطة قوية ما، على الرغم من أنه بمجرد كسر الرابطة الحالية يمكن أن يتم استبدالها برابطة جديدة أقوى من الرابطة القديمة.
يتم تعيين استقرار المركب المعقد ليكون وجوده في محلول مائي فيما يتعلق بطاقة تفكك الرابطة، وطاقة غيبس الحرة، جهد القطب القياسي، ودرجة الحموضة للمحلول (pH)، وثابت معدل سرعة التفاعل (rate constant) أو طاقة التنشيط لتفاعلات الاستبدال (activation energy for substitution reactions).
العوامل التي يعتمد عليها استقرار المجمعات المعدنية:
يعتمد استقرار المجمعات المعدنية الانتقالية على عدد من العوامل ولكنها محكومة إلى حد كبير حسب الطبيعة والبيئة التنسيقية للروابط المرتبطة وطبيعة أيون المعدن المركزي أو الذرة نفسها.
طبيعة الأيون المعدني:
تؤثر الخصائص التالية لذرة أو أيون المعدن المركزي على ثبات المعدن الانتقالي المجمعات إلى حد كبير جدا:
- حجم أيون المعدن المركزي: حيث يتناقص استقرار المعقدات المعدنية مع زيادة حجم الأيون المعدني المركزي ذو التكافؤ ويجند نفسها، وبالتالي، فإن استقرار المجمعات المتساوية، حيث تنقص مع الذهاب إلى أسفل المجموعة في الجدول الدوري وتزيد على طول الفترة حيث يختلف الحجم بالترتيب العكسي.
- الشحنة على أيون المعدن المركزي: حيث أن استقرار المجمعات المعدنية الانتقالية بنفس يجند وبيئة تنسيقية مماثلة تزداد مع زيادة الشحنة على ذرة المعدن المركزية أو أيون.
- نسبة الشحنة إلى حجم أيون المعدن: على الرغم من أننا درسنا بالفعل تأثير كلا من الحجم والشحنة من مركز المعدن على الاستقرار العام للمركب، فإن العامل الأكثر دقة للقيام بذلك هي نسبة الاثنين معا.
- فئة أيون الفلز: لقد لوحظ أن معادن الفئة A على سبيل المثال أيونات الفلزات القلوية، الفلزات القلوية الأرضية، حيث تظهر الأيونات والمعادن من سلسلة الانتقال الأولى لتشكيل مجمعات مستقرة مع يجند تمتلك عنصر النيتروجين N أو عنصر الأكسجين O أو عنصر الفلور F كموقع مانح.
من ناحية أخرى، فإن معادن الفئة B على سبيل المثال يتم عرض المعادن من سلسلة الانتقال الثانية والثالثة، لتشكيل مجمعات يجند ثابتة لها ذرات مانحة مثل الفسفور P أو الكبريت S أو الكلور Cl، ومع ذلك، لا تظهر المعادن الحدودية سلوك فريد تجاه التكوين المعقد بقدر ما يتعلق الأمر بالاستقرار.
يمكن تفسير هذا الاتجاه من خلال مبدأ القاعدة الحمضية الصلبة اللينة التي تنص على أن الحمض الصلب (hard acid) يفضل بشدة القاعدة بينما يفضل الحمض اللين والقاعدة الناعمة (hard-soft acid-base) للربط لإنتاج أنظمة مستقرة. المعادن مثل أيون الليثيوم Li +1 و Ba +2 وأيون المغنيسيوم Mg +2 و Al +3، والتي لديها إمكانية اختزال سلبي كبيرة، حيث لديها ميل أقل لجذب الإلكترونات، وبالتالي تتشكل المجمعات المستقرة ذات المجموعات الكهربية العالية مثل عنصر النيتروجين N أو عنصر الفلور F أو عنصر الأكسجين O بحيث تصبح غير قادرة على رسم كثافة الإلكترون غير المرغوب فيها بسبب الاستقطاب.
ومع ذلك، فإن المعادن مثل عنصر البلاديوم Pd +2 أو البلاتينيوم Pt +2 التي لها موجبة كبيرة تميل إمكانات الاختزال بشكل أكبر لقبول الإلكترون وبالتالي تكوين مجمعات مستقرة مع أقل المجموعات الكهربية مثل P بحيث يمكنها بسهولة الحصول على كثافة الإلكترون عن طريق استقطاب المناطق المحيطة بها.
