Преподаватель химии Екатерина Ефремова объясняет теорию координации Альфреда Вернера, которая делит химические соединения на простые и сложные (координационные) типы. Простые соединения подчиняются традиционным правилам валентности, в то время как в сложных центральный атом связан с большим количеством соседних атомов, чем можно было бы предположить по его валентности. В основе этих структур лежит сложный ион, состоящий из образующего комплекс центрального атома, окруженного лигандами. Вместе центральный атом и его лиганды образуют внутреннюю сферу, обычно обозначаемую квадратными скобками в химических обозначениях.
Внутренняя сфера координационного соединения может нести положительный, отрицательный или нейтральный заряд в зависимости от суммарных зарядов его компонентов. Если внутренняя сфера заряжена, она соединяется с внешней сферой с равным, но противоположным зарядом для поддержания электрической нейтральности. В растворе координационные соединения ведут себя как сильные электролиты, необратимо распадаясь на ионы внутренней и внешней сфер. Физическое расстояние между центральным атомом и ионами внешней сферы заметно больше, чем расстояние между центральным атомом и его координированными лигандами.
Связь между центральным атомом и лигандами во внутренней сфере устанавливается посредством донорно-акцепторного ковалентного механизма. Важнейшим показателем для этих соединений является координационное число, представляющее общее количество химических связей, образующихся между центральным атомом и его лигандами. Это число варьируется в зависимости от таких факторов, как степень окисления, природа лиганда и условия окружающей среды, такие как концентрация растворителя или температура. Лиганды также классифицируются по их плотности, которая определяется количеством атомов-доноров, которые они используют для связывания с центром.
Название координационных соединений в значительной степени зависит от природы и заряда используемых лигандов. Анионные лиганды обычно оканчиваются на суффикс "-о", например, "хлор" или "нитрозо", а некоторые радикалы используют суффикс "-ил". Нейтральные лиганды часто сохраняют свои стандартные названия, хотя некоторые из них имеют традиционные названия, специфичные для координации, такие как "aqua" для воды или "ammine" для аммиака. Амбидентатные лиганды, которые могут связываться через разные атомы, требуют специального обозначения, указывающего, какой атом-донор используется, в то время как сложные органические лиганды часто для краткости обозначаются стандартизированными аббревиатурами.
Формулы записываются, начиная с центрального атома, за которым следуют лиганды, перечисленные в порядке убывания их заряда. Названия составляются путем перечисления лигандов с греческими числовыми префиксами, за которыми следует название центрального атома в соответствующем грамматическом падеже. Для положительно заряженных комплексов сначала используется слово "катион", а центральный атом называется по-русски, тогда как отрицательно заряженные комплексы используют латинский корень для обозначения центрального атома с суффиксом "-ate" и заканчиваются словом "ион". Если комплекс содержит мостиковые лиганды, связывающие несколько центральных атомов, то перед названием мостикового лиганда ставится греческая буква mu.