Liganden

Liganden, in der Komplex- bzw. Koordinationschemie die Bezeichnung für Moleküle oder Ionen, die sich räumlich in regelmäßiger Anordnung um ein geladenes bzw. ungeladenes Zentralatom gruppieren und mit diesem eine Komplexverbindung bilden – die Begriffe „Komplex” (Umarmung) oder „Koordination” (Zuordnung) werden in diesem Zusammenhang häufig synonym verwendet.

Ist das Zentralatom nur von gleichartigen Liganden umgeben, spricht man von einem homoleptischen Komplex, sind sie verschieden, liegt ein heteroleptischer Komplex vor. Die Anzahl der Liganden richtet sich nach der so genannten Koordinationszahl des Zentralatoms (meist zwei bis zwölf). Die Koordinationszahl hängt von der Atomsorte, der Oxidationsstufe und von der Elektronenkonfiguration des betreffenden Koordinationszentrums ab; häufig handelt es sich um ein Übergangsmetall.

Es gibt eine außerordentliche Vielzahl von Liganden, die in der Lage sind, Komplexe zu bilden. Allgemein unterteilt man Liganden nach ihrer Zähnigkeit, d. h. nach der Anzahl der komplexbildenden Donoratome, und nach der Art, wie sie mit dem Zentralatom koordinieren. Bestimmte Liganden sind auch in der Lage, mehrere Metallatome zu verbrücken (so genannte zwei- bzw. mehrkernige Komplexe).

Bei einzähnigen Liganden beteiligt sich nur ein Atom (so genanntes Donoratom) an der Komplexbildung. Zu diesen zählt man neben einatomigen Ionen (z. B. H^-, Cl^-) und mehratomigen Ionen (z. B. SCN^-, CN^-) auch ungeladene Moleküle (z. B. H₂O, NH₃ und Dimethylsulfoxid O9S(CH₃)₂).

Im Gegensatz zu den einzähnigen Liganden beteiligen sich bei den mehrzähnigen gleich mehrere Donoratome an der Komplexbildung. Eine besondere Gruppe stellen hierbei die Chelatliganden dar. Sie lagern sich praktisch an das Zentralatom unter Bildung eines Ringes an. Bei zweizähnigen Chelatliganden handelt es sich je nach Art meist um Fünf- oder Sechsringe. Die so entstandenen Koordinationsverbindungen bezeichnet man auch als Chelatkomplexe (abgeleitet von griechisch chele: Krebsschere). Beispiele für Chelatliganden sind Ethylendiamin (en), Bipyridin (bipy) und Acetylacetonat (acac). Beispiele für höherzähnige Liganden sind u. a. Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Porphin (por), Triethylentetramin (trien) und Kronenether – von den zuletzt genannten gibt es verschiedene Formen.

Siehe auch Koordinationslehre; Ligandenfeldtheorie; Alfred Werner