ในเคมีเชิงโคออร์ ดิเน ชัน ลิแกนด์^{[ a ]}คือไอออนหรือโมเลกุลที่มีหมู่ฟังก์ชันที่ยึดติดกับอะตอมโลหะตรงกลางเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชัน การยึดเหนี่ยวกับโลหะโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการบริจาคอิเล็กตรอนคู่หนึ่งหรือมากกว่าของลิแกนด์ซึ่งมักจะผ่านเบสของลูอิส [ ^{1 ] ลักษณะ}ของพันธะระหว่างโลหะกับลิแกนด์อาจมีตั้งแต่พันธะโควาเลนต์ไปจนถึงพันธะไอออนิก นอกจากนี้ อันดับพันธะ ระหว่าง โลหะกับลิแกนด์อาจมีตั้งแต่หนึ่งถึงสาม ลิแกนด์ถูกมองว่าเป็นเบสของลูอิส แม้ว่าจะมีกรณีที่หายากที่ทราบกันว่าเกี่ยวข้องกับ"ลิแกนด์" ที่เป็นกรดของลูอิส^{[ 2 ] [ 3 ]}

โลหะและโลหะกึ่งโลหะจะจับกับลิแกนด์ในเกือบทุกกรณี แม้ว่าไอออนโลหะ "เปลือย" ในสถานะก๊าซสามารถเกิดขึ้นได้ในสุญญากาศสูง ลิแกนด์ในสารประกอบเชิงซ้อนจะเป็นตัวกำหนดปฏิกิริยาของอะตอมกลาง รวมถึงอัตราการแทนที่ลิแกนด์ ปฏิกิริยาของลิแกนด์เอง และปฏิกิริยาออกซิเดชัน -รีดักชัน การเลือกใช้ลิแกนด์ต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบในหลายสาขาปฏิบัติ เช่นเคมีอนินทรีย์ชีวภาพและเคมีทางการแพทย์ตัวเร่งปฏิกิริยาเอกพันธ์และเคมี สิ่งแวดล้อม

ลิแกนด์ถูกจำแนกประเภทได้หลายวิธี รวมถึง: ประจุ ขนาด (มวล) ชนิดของอะตอมที่ประสานงาน และจำนวนอิเล็กตรอนที่บริจาคให้กับโลหะ ( เดนติซิตี้หรือแฮปติซิตี้ ) ขนาดของลิแกนด์ระบุได้จากมุมกรวย ของ มัน

องค์ประกอบของสารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชันเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 เช่นพรัสเซียนบลูและคอปเปอร์วิทริออลความก้าวหน้าครั้งสำคัญเกิดขึ้นเมื่ออัลเฟรด เวอร์เนอร์ได้ประสานสูตรและไอโซเมอร์เข้าด้วยกัน เขาแสดงให้เห็นว่าสูตรของสารประกอบโคบอลต์(III) และโครเมียม(III) หลายชนิดสามารถเข้าใจได้หากโลหะมีลิแกนด์หกตัวในรูปทรงเรขาคณิตแบบทรงแปดเหลี่ยมอัลเฟรด เวอร์เนอร์ และคาร์ล โซมีสกี เป็นคนแรกที่ใช้คำว่า "ลิแกนด์" ในความสัมพันธ์กับเคมีของซิลิคอน ทฤษฎีนี้ช่วยให้เข้าใจความแตกต่างระหว่างคลอไรด์ที่ประสานงานและคลอไรด์ไอออนิกในโคบอลต์แอมมีนคลอไรด์ และอธิบายไอโซเมอร์หลายอย่างที่ไม่สามารถอธิบายได้ก่อนหน้านี้ เขาแยกสารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชันตัวแรกที่เรียกว่าเฮกซอลออกเป็นไอโซเมอร์เชิงแสง โดยล้มล้างทฤษฎีที่ว่าไครัลลิตี้จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับสารประกอบคาร์บอน^{[ 4 ] [ 5 ]}

โดยทั่วไป ลิแกนด์ถือเป็นผู้ให้อิเล็กตรอน และโลหะถือเป็นผู้รับอิเล็กตรอน กล่าวคือเบสของลูอิสและกรดของลูอิส ตามลำดับ คำอธิบายนี้ได้รับการกำหนดปริมาณแบบกึ่งเชิงปริมาณในหลายวิธี เช่นแบบจำลอง ECWพันธะมักถูกอธิบายโดยใช้รูปแบบของทฤษฎีออร์บิทัลโมเลกุล^{[ 6 ] [ 7 ]}

สามารถจัดลำดับลิแกนด์และไอออนโลหะได้หลายวิธี ระบบการจัดอันดับหนึ่งเน้นที่ 'ความแข็ง' ของลิแกนด์ (ดูเพิ่มเติมที่ทฤษฎีกรด/เบสแข็ง/อ่อน ) ไอออนโลหะจะจับกับลิแกนด์บางชนิดได้ดีกว่า โดยทั่วไป ไอออนโลหะ 'แข็ง' จะชอบลิแกนด์สนามอ่อน ในขณะที่ไอออนโลหะ 'อ่อน' จะชอบลิแกนด์สนามแรง ตามทฤษฎีออร์บิทัลโมเลกุล HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) ของลิแกนด์ควรมีพลังงานที่ทับซ้อนกับ LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) ของโลหะ ไอออนโลหะที่จับกับลิแกนด์สนามแรงจะปฏิบัติตามหลักการ Aufbauในขณะที่สารประกอบเชิงซ้อนที่จับกับลิแกนด์สนามอ่อนจะปฏิบัติตามกฎของ Hund

การจับตัวกันของโลหะกับลิแกนด์ส่งผลให้เกิดชุดของออร์บิทัลโมเลกุล โดยที่โลหะสามารถระบุได้ด้วย HOMO และ LUMO ใหม่ (ออร์บิทัลที่กำหนดคุณสมบัติและปฏิกิริยาของสารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดขึ้น) และลำดับที่แน่นอนของออร์บิทัล d ทั้ง 5 (ซึ่งอาจเต็มหรือบรรจุอิเล็กตรอนเพียงบางส่วน) ใน สภาพแวดล้อม แบบทรงแปดเหลี่ยมออร์บิทัล d ทั้ง 5 ที่ปกติแล้วมีพลังงานเท่ากันจะแยกออกเป็นชุดของ 3 และ 2 ออร์บิทัล (สำหรับคำอธิบายที่ละเอียดมากขึ้น โปรดดูทฤษฎีสนามผลึก )

• ออร์บิทัลพลังงานต่ำ 3 ออร์บิทัล ได้แก่ d _xy , d _xzและ d _yzและ
• ออร์บิ ทัลพลังงานสูง 2 ออร์บิทัล: d _{z ²}และ d _{x ² − y ²}

ความแตกต่างของพลังงานระหว่างออร์บิทัล d สองชุดนี้เรียกว่าพารามิเตอร์การแยก Δo _ขนาดของ Δo _ถูกกำหนดโดยความแรงของสนามของลิแกนด์: ลิแกนด์ที่มีสนามแรงตามนิยามจะทำให้ Δo เพิ่มขึ้น_{มากกว่า}ลิแกนด์ที่มีสนามอ่อน ตอนนี้เราสามารถจัดเรียงลิแกนด์ตามขนาดของ Δo ได้แล้ว₍ดูตารางด้านล่าง ) ลำดับของลิแกนด์นี้แทบจะไม่เปลี่ยนแปลงสำหรับไอออนโลหะทั้งหมดและเรียกว่าอนุกรมสเปกโทรเคมี

สำหรับสารประกอบเชิงซ้อนที่มีโครงสร้างทรงสี่หน้าล้อมรอบ ออร์บิทัล d จะแยกออกเป็นสองชุดอีกครั้ง แต่คราวนี้ในลำดับที่กลับกัน:

• ออร์บิทัลพลังงานต่ำ 2 ออร์บิทัล: d _{z ²}และ d _{x ² − y ²}และ
• ออร์บิทัลพลังงานสูง 3 ออร์บิทัล ได้แก่ d _xy , d _xzและd _yz

ความแตกต่างของพลังงานระหว่างออร์บิทัล d สองชุดนี้เรียกว่า Δt _ขนาดของ Δt _มีค่าน้อยกว่า Δo _{เนื่องจาก}ในเชิงซ้อนแบบทรงสี่หน้าจะมีลิแกนด์เพียง 4 ตัวที่ส่งผลต่อออร์บิทัล d ในขณะที่ในเชิงซ้อนแบบทรงแปดหน้า ออร์บิทัล d จะได้รับอิทธิพลจากลิแกนด์ 6 ตัว เมื่อจำนวนการประสานงานไม่ใช่ทั้งทรงแปดหน้าหรือทรงสี่หน้า การแยกพลังงานก็จะซับซ้อนมากขึ้นตามไปด้วย อย่างไรก็ตาม สำหรับวัตถุประสงค์ในการจัดอันดับลิแกนด์ คุณสมบัติของเชิงซ้อนแบบทรงแปดหน้าและค่า Δo ที่ได้นั้น_เป็นสิ่งที่น่าสนใจเป็นหลัก

การจัดเรียงของออร์บิทัล d บนอะตอมกลาง (ซึ่งกำหนดโดย 'ความแข็งแรง' ของลิแกนด์) มีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติเกือบทั้งหมดของสารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ความแตกต่างของพลังงานในออร์บิทัล d มีผลอย่างมากต่อสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของสารประกอบเชิงซ้อนโลหะ ปรากฏว่าอิเล็กตรอนวาเลนซ์ที่อยู่ในออร์บิทัลที่มีลักษณะ 3d-ออร์บิทัลอย่างมีนัยสำคัญจะดูดกลืนแสงในช่วง 400–800 นาโนเมตรของสเปกตรัม (ช่วงยูวี-วิสิเบิล) การดูดกลืนแสง (สิ่งที่เรามองเห็นเป็นสี ) โดยอิเล็กตรอนเหล่านี้ (นั่นคือ การกระตุ้นอิเล็กตรอนจากออร์บิทัลหนึ่งไปยังอีกออร์บิทัลหนึ่งภายใต้อิทธิพลของแสง) สามารถเชื่อมโยงกับสถานะพื้นฐานของสารประกอบเชิงซ้อนโลหะ ซึ่งสะท้อนถึงคุณสมบัติการยึดเหนี่ยวของลิแกนด์ การเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของพลังงาน (สัมพัทธ์) ของออร์บิทัล d เมื่อเทียบกับความแรงของสนามของลิแกนด์นั้น อธิบายได้ด้วยแผนภาพ Tanabe– Sugano

ในกรณีที่ลิแกนด์มี LUMO ที่มีพลังงานต่ำ ออร์บิทัลเหล่านั้นก็จะมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะด้วย พันธะระหว่างโลหะกับลิแกนด์สามารถมีความเสถียรมากขึ้นได้ด้วยการถ่ายเทความหนาแน่นของอิเล็กตรอนกลับไปยังลิแกนด์ในกระบวนการที่เรียกว่า การเกิดพันธะย้อนกลับ ( back-bonding )ในกรณีนี้ ออร์บิทัลที่เต็มแล้วซึ่งอยู่บนอะตอมกลางจะถ่ายเทความหนาแน่นไปยัง LUMO ของลิแกนด์ (ที่ถูกประสาน) คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของลิแกนด์ที่สร้างพันธะกับโลหะผ่านการเกิดพันธะย้อนกลับ ในทางกลับกัน ลิแกนด์ที่มีออร์บิทัลที่เต็มแล้วและมีพลังงานต่ำซึ่งมีสมมาตรแบบไพ (pi-symmetry) สามารถทำหน้าที่เป็นผู้ให้ไพ (pi-donor) ได้

ลิแกนด์ถูกจัดประเภทตามจำนวนอิเล็กตรอนที่ "บริจาค" ให้กับโลหะ ลิแกนด์ L คือ_เบสของลูอิสลิแกนด์ L ได้แก่เอมีนฟอสฟีน CO N2 และแอลคีนตัวอย่างของลิแกนด์ L ยังรวมถึงไดไฮโดรเจนและไฮโดรคาร์บอนที่ทำปฏิกิริยาโดยปฏิกิริยาอะโกสติกลิแกนด์ X คือเฮไลด์และซูโดเฮไลด์ ลิแกนด์ X โดยทั่วไปได้มาจากสารตั้งต้นแอนไอออน เช่น คลอไรด์ แต่รวมถึงลิแกนด์ที่ไม่มีเกลือของแอนไอออนอยู่จริง เช่น ไฮไดรด์และแอลคิล^{[ 8 ] [ 9 ]}

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาเคมีออร์กาโนเมทัลลิกลิแกนด์จะถูกจัดประเภทตาม "วิธี CBC" สำหรับการจัดประเภทพันธะโคเวเลนต์ ตามที่MLH Green นิยมใช้ และ "มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่ามีลิแกนด์พื้นฐานสามประเภท... ซึ่งแทนด้วยสัญลักษณ์ L, X และ Z ซึ่งสอดคล้องกับลิแกนด์ที่เป็นกลางที่มีอิเล็กตรอน 2 ตัว อิเล็กตรอน 1 ตัว และอิเล็กตรอน 0 ตัว ตามลำดับ" ^{[ 10 ] [ 11 ]}

ลิแกนด์หลายชนิดสามารถจับกับไอออนโลหะได้หลายตำแหน่ง โดยปกติแล้วเป็นเพราะลิแกนด์มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวบนอะตอมมากกว่าหนึ่งอะตอม ลิแกนด์ดังกล่าวเรียกว่าโพลีเดนเทต^{[ 12 ]}ลิแกนด์ที่จับผ่านอะตอมมากกว่าหนึ่งอะตอมมักเรียกว่า คี เลตลิแกนด์ที่จับผ่านสองตำแหน่งจัดเป็นไบเดนเทตและสามตำแหน่งจัดเป็นไตรเดนเทต " มุมกัด " หมายถึงมุมระหว่างพันธะสองพันธะของคีเลตไบเดนเทต ลิแกนด์คีเลตมักเกิดจากการเชื่อมต่อกลุ่มผู้ให้ผ่านตัวเชื่อมอินทรีย์ ลิแกนด์ไบเดนเทตแบบคลาสสิกคือเอทิลีนไดอะมีนซึ่งได้มาจากการเชื่อมต่อกลุ่มแอมโมเนียสองกลุ่มด้วยตัวเชื่อมเอทิลีน (−CH ₂ CH ₂ −) ตัวอย่างคลาสสิกของลิแกนด์โพลีเดนเทตคือเอดิตคีเลต เฮกซา เดนเทตEDTAซึ่งสามารถจับผ่านหกตำแหน่ง ล้อมรอบโลหะบางชนิดได้อย่างสมบูรณ์ จำนวนครั้งที่ลิแกนด์แบบหลายตำแหน่งจับกับศูนย์กลางโลหะจะใช้สัญลักษณ์ " κn ^"โดยที่nแสดงถึงจำนวนตำแหน่งที่ลิแกนด์จับกับโลหะ EDTA⁴⁻ ^{เมื่อ}เป็นแบบหกตำแหน่ง จะจับเป็น ลิแกนด์ ^แบบκ⁶โดยที่อะตอมออกซิเจนของหมู่เอมีนและหมู่คาร์บอกซิเลตไม่ได้อยู่ติดกัน ในทางปฏิบัติ ค่า n ของลิแกนด์มักไม่ได้ระบุไว้อย่างชัดเจน แต่จะใช้การสันนิษฐานเอาเอง ความสามารถในการจับของระบบคีเลตขึ้นอยู่กับมุมคีเลตหรือมุมกัด

เดนติซิตี้ (แทนด้วยκ ) เป็นศัพท์เฉพาะที่ใช้อธิบายจำนวนอะตอมที่ไม่ต่อเนื่องกันของลิแกนด์ที่เชื่อมต่อกับโลหะ โดยทั่วไปมักละเว้นคำอธิบายนี้เนื่องจากเดนติซิตี้ของลิแกนด์มักจะชัดเจน สารประกอบเชิงซ้อนไตรส์(เอทิลีนไดอะมีน)โคบอลต์(III)สามารถอธิบายได้เป็น [Co(κ ² -en ) ₃ ] ³⁺

สารประกอบเชิงซ้อนของลิแกนด์หลายตำแหน่งเรียกว่า สารประกอบ เชิงซ้อนคีเลต โดยทั่วไปแล้วสารประกอบ เชิงซ้อนคีเลตจะมีเสถียรภาพมากกว่าสารประกอบเชิงซ้อนที่ได้จากลิแกนด์ตำแหน่งเดียว เสถียรภาพที่เพิ่มขึ้นนี้เรียกว่าปรากฏการณ์คีเลตซึ่งมักเกิดจากผลของเอนโทรปีที่ทำให้ลิแกนด์หลายตำแหน่งถูกแทนที่ด้วยลิแกนด์หลายตำแหน่งเพียงตัวเดียวได้ง่ายขึ้น

ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับคีเลตคือปรากฏการณ์มาโครไซคลิกลิแกนด์มาโครไซคลิกคือลิแกนด์ขนาดใหญ่ใดๆ ที่ล้อมรอบอะตอมกลางอย่างน้อยบางส่วนและสร้างพันธะกับอะตอมกลาง ทำให้อะตอมกลางอยู่ตรงกลางของวงแหวนขนาดใหญ่ ยิ่งมีความแข็งแกร่งและมีพันธะมากเท่าใด คอมเพล็กซ์มาโครไซคลิกก็จะยิ่งเฉื่อยมากขึ้นเท่านั้นฮีมเป็นตัวอย่างหนึ่ง ซึ่ง อะตอม เหล็กอยู่ตรงกลางของมาโครไซคลิกพอ ร์ ไฟรินโดยเชื่อมต่อกับอะตอมไนโตรเจนสี่อะตอมของมาโครไซคลิกเตตระไพโรล คอมเพล็กซ์ไดเมทิลไกลออกซิเมตของนิกเกลที่ มีความเสถียรสูงมาก เป็นมาโครไซคลิกสังเคราะห์ที่ได้มาจากไดเมทิลไกลออกซิเม

แฮปติซิตี้ (แทนด้วยอักษรกรีกη ) หมายถึงจำนวน อะตอม ที่อยู่ติดกันซึ่งประกอบเป็นไซต์ผู้ให้และยึดติดกับศูนย์กลางโลหะสัญลักษณ์ ηใช้เมื่อมีอะตอมหลายอะตอมที่ประสานงานกัน ตัวอย่างเช่นη ²คือลิแกนด์ที่ประสานงานผ่านอะตอมที่อยู่ติดกันสองอะตอมบิวทาไดอีนสร้างคอมเพล็กซ์ทั้งη ²และη ⁴ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมคาร์บอนที่เชื่อมต่อกับโลหะ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

ในเคมีเชิงการประสานงาน ลิแกนด์แบบทรานส์สแปนนิงคือลิแกนด์แบบไบเดนเทตที่สามารถเชื่อมต่อตำแหน่งการประสานงานที่อยู่ด้านตรงข้ามของคอมเพล็กซ์เชิงการประสานงานได้ ซึ่งหมายความว่าจุดยึดสองจุดของลิแกนด์จะอยู่ด้านตรงข้ามของศูนย์กลางโลหะ ทำให้เกิดการจัดเรียงแบบเส้นตรงหรือเกือบเส้นตรง ลิแกนด์แบบทรานส์สแปนนิงจะเชื่อมต่อตำแหน่งการประสานงานทั้งสอง ทำให้คอมเพล็กซ์มีความเสถียร^{[ 16 ]}

ตรงกันข้ามกับลิแกนด์แบบหลายตำแหน่ง ลิแกนด์แบบสองตำแหน่งสามารถยึดติดกับอะตอมกลางได้ในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งจากสองตำแหน่ง (หรือมากกว่า) แต่ไม่ใช่ทั้งสองตำแหน่ง ตัวอย่างเช่น^ไทโอไซยาเนต SCN⁻ ซึ่งสามารถยึดติดได้ทั้งที่อะตอมซัลเฟอร์หรืออะตอมไนโตรเจน สารประกอบดังกล่าวทำให้เกิด ไอโซเม ริ ซึมของพันธะ

ดังนั้น ลิแกนด์แบบโพลีเดนเทตและแอมบิเดนเทตจึงเป็นลิแกนด์แบบหลายฟังก์ชัน (ลิแกนด์ที่มี หมู่ฟังก์ชันมากกว่าหนึ่งหมู่) สองประเภทที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถจับกับศูนย์กลางโลหะผ่านอะตอมของลิแกนด์ที่แตกต่างกันเพื่อสร้างไอโซเมอร์ต่างๆ ลิแกนด์แบบโพลีเดนเทตสามารถจับผ่านอะตอมหนึ่งและอีกอะตอมหนึ่ง (หรือหลายอะตอม) ในเวลาเดียวกัน ในขณะที่ลิแกนด์แบบแอมบิเดนเทตจะจับผ่านอะตอมหนึ่งหรืออีกอะตอมหนึ่งเท่านั้น โปรตีนเป็นตัวอย่างที่ซับซ้อนของลิแกนด์แบบหลายฟังก์ชัน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นลิแกนด์แบบโพลีเดนเทต

ลิแกนด์เชื่อมต่อทำหน้าที่เชื่อมศูนย์กลางโลหะสองหรือมากกว่านั้น แทบทุกสารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตรโครงสร้างอย่างง่ายล้วนเป็นพอลิเมอร์เชิงการประสานงานซึ่งประกอบด้วยศูนย์กลางไอออนโลหะที่เชื่อมต่อกันด้วยลิแกนด์เชื่อมต่อ กลุ่มวัสดุนี้รวมถึงเฮไลด์และซูโดเฮไลด์ของไอออนโลหะแบบไบนารีที่ปราศจากน้ำทั้งหมด ลิแกนด์เชื่อมต่อยังสามารถคงอยู่ในสารละลายได้ ลิแกนด์หลายอะตอม เช่นคาร์บอเนตเป็นลิแกนด์แบบแอมบิเดนเตต ดังนั้นจึงมักพบว่าสามารถจับกับโลหะสองหรือสามชนิดพร้อมกันได้ บางครั้งอะตอมที่เชื่อมต่อโลหะจะถูกระบุด้วยคำนำหน้า " μ " สารประกอบอนินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นพอลิเมอร์เนื่องจากการมีลิแกนด์เชื่อมต่อหลายตัว ลิแกนด์เชื่อมต่อซึ่งสามารถประสานงานกับไอออนโลหะหลายตัวได้นั้น ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากศักยภาพในการใช้เป็นหน่วยโครงสร้างสำหรับการสร้างโครงสร้างโลหะหลายชนิดที่มีฟังก์ชันการทำงาน^{[ 17 ]}ลิแกนด์ เช่น เฮไลด์ ซึ่งอาจไม่ได้เป็นตัวเชื่อมในสารละลาย แต่สามารถกลายเป็นตัวเชื่อมในสถานะของแข็งได้เนื่องจากความเหมาะสมทางพลังงานของการเติมเต็มทรงกลมการประสานงานแรกของโลหะในสถานะของแข็ง ในขณะที่ในสารละลาย ตำแหน่งการประสานงานที่เปิดอยู่ในทรงกลมการประสานงานของสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะมักจะถูกเติมเต็มด้วยโมเลกุลของตัวทำละลายที่ประสานงาน เช่น น้ำ อะซีโตไนไตรล์ หรือเตตระไฮโดรฟิวแรน

ลิแกนด์แบบไบนิวเคลียสจะจับกับไอออนโลหะสองไอออน^{[ 18 ]}โดยปกติลิแกนด์แบบไบนิวเคลียสจะมีลิแกนด์เชื่อมต่อ เช่น ฟีนอกไซด์ ไพราโซเลต หรือไพราซีน รวมถึงกลุ่มผู้ให้ชนิดอื่น ๆ ที่จับกับไอออนโลหะเพียงไอออนเดียวจากสองไอออน

ลิแกนด์บางชนิดสามารถสร้างพันธะกับอะตอมโลหะได้ผ่านอะตอมเดียวกัน แต่มีจำนวนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว ที่แตกต่างกัน ลำดับพันธะของพันธะโลหะ-ลิแกนด์สามารถแยกแยะได้บางส่วนจากมุมพันธะ โลหะ-ลิแกนด์ (M−X−R) มุมพันธะนี้มักถูกกล่าวถึงว่าเป็นแบบเส้นตรงหรือแบบโค้งงอ โดยมีการอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับระดับความโค้งงอของมุม ตัวอย่างเช่น ลิแกนด์อิมิโดในรูปไอออนิกมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวสามคู่ คู่หนึ่งใช้เป็นตัวให้ซิกมา X อีกสองคู่สามารถใช้เป็นตัวให้ไพแบบ L ได้ หากอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวทั้งสองคู่ถูกใช้ในพันธะไพ มุม M−N−R จะเป็นแบบเส้นตรง อย่างไรก็ตาม หากอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวหนึ่งหรือทั้งสองคู่ไม่เกิดพันธะ มุมพันธะ M−N−R จะโค้งงอ และระดับความโค้งงอจะบ่งบอกถึงปริมาณพันธะไพที่มีอยู่η ¹ -ไนตริกออกไซด์สามารถสร้างพันธะกับอะตอมโลหะได้ทั้งแบบเส้นตรงและแบบโค้งงอ

ลิแกนด์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา (spectator ligand) คือลิแกนด์หลายตำแหน่งที่จับกับโลหะอย่างแน่นหนา แต่ไม่เข้าร่วมในปฏิกิริยาเคมี แต่จะกำจัดตำแหน่งที่ออกฤทธิ์บนโลหะออกไป ลิแกนด์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาจะส่งผลต่อปฏิกิริยาของศูนย์กลางโลหะที่มันจับอยู่

ลิแกนด์ขนาดใหญ่ใช้เพื่อควบคุมคุณสมบัติทางสเตอริกของศูนย์กลางโลหะ มีการใช้ลิแกนด์ขนาดใหญ่ด้วยเหตุผลหลายประการ ทั้งในทางปฏิบัติและทางวิชาการ ในด้านการปฏิบัติ ลิแกนด์ขนาดใหญ่มีอิทธิพลต่อการเลือกใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ เช่น ในปฏิกิริยาไฮโดรฟอร์มิเลชัน ในด้านวิชาการ ลิแกนด์ขนาดใหญ่ช่วยทำให้ตำแหน่งการประสานงานที่ผิดปกติมีความเสถียร เช่น โคลิแกนด์ที่ไวต่อปฏิกิริยาหรือเลขการประสานงานต่ำ บ่อยครั้งที่ลิแกนด์ขนาดใหญ่ถูกนำมาใช้เพื่อจำลองการป้องกันทางสเตอริกที่โปรตีนมอบให้แก่ตำแหน่งออกฤทธิ์ที่มีโลหะเป็นองค์ประกอบ แน่นอนว่าขนาดทางสเตอริกที่มากเกินไปอาจขัดขวางการประสานงานของลิแกนด์บางชนิดได้

ลิแกนด์ไครัลมีประโยชน์ในการเหนี่ยวนำความไม่สมมาตรภายในทรงกลมการประสานงาน บ่อยครั้งที่ลิแกนด์ถูกใช้เป็นกลุ่มที่มีความบริสุทธิ์ทางแสง ในบางกรณี เช่น เอมีนรอง ความไม่สมมาตรเกิดขึ้นเมื่อมีการประสานงาน ลิแกนด์ไครัลถูกนำมาใช้ในการเร่งปฏิกิริยาแบบเอกพันธ์เช่นการ ไฮโดรจิเนชันแบบไม่สมมาตร

ลิแกนด์แบบเฮมิลาไบล์ประกอบด้วยกลุ่มประสานงานที่มีคุณสมบัติทางอิเล็กตรอนแตกต่างกันอย่างน้อยสองกลุ่ม และก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อนโดยที่กลุ่มหนึ่งสามารถหลุดออกจากศูนย์กลางโลหะได้ง่าย ในขณะที่อีกกลุ่มหนึ่งยังคงยึดติดแน่น ซึ่งพฤติกรรมนี้พบว่าช่วยเพิ่มปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ลิแกนด์แบบดั้งเดิมมากกว่า

ลิแกนด์ที่ไม่เป็นกลางจะสร้างพันธะกับโลหะในลักษณะที่การกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนระหว่างศูนย์กลางโลหะและลิแกนด์นั้นไม่ชัดเจน การอธิบายพันธะของลิแกนด์ที่ไม่เป็นกลางมักเกี่ยวข้องกับการเขียนรูปแบบเรโซแนนซ์หลายรูปแบบที่มีส่วนร่วมบางส่วนต่อสถานะโดยรวม

โมเลกุลและไอออนเกือบทุกชนิดสามารถทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ (หรือ "ประสานกับ") โลหะได้ ลิแกนด์แบบโมโนเดนเทต ได้แก่ แอนไอออนเกือบทั้งหมดและเบสของลูอิสอย่างง่ายทั้งหมด ดังนั้นเฮไลด์และซูโดเฮไลด์จึงเป็นลิแกนด์แอนไอออนที่สำคัญ ในขณะที่แอมโมเนียคาร์บอนมอนอกไซด์และน้ำ เป็นลิแกนด์ที่เป็นกลางทางประจุที่พบได้ทั่วไป สารประกอบอินทรีย์อย่างง่ายก็พบได้ทั่วไปเช่นกัน ไม่ว่าจะเป็นแอ ^นไอออน ( RO⁻และRCO₃⁻)⁻ ₂) หรือเป็นกลาง ( R ₂ O , R ₂ S , R _{3− x} NH _x , และR ₃ P ) คุณสมบัติเชิงสเตอริกของลิแกนด์บางชนิดได้รับการประเมินในแง่ของมุมกรวย

นอกเหนือจากเบสของลูอิสและแอนไอออนแบบคลาสสิกแล้ว โมเลกุลไม่อิ่มตัวทั้งหมดก็เป็นลิแกนด์ได้เช่นกัน โดยใช้อิเล็กตรอนไพในการสร้างพันธะโคออร์ดิเนต นอกจากนี้ โลหะยังสามารถจับกับพันธะ σ ได้ในสารต่างๆ เช่นไซเลนไฮโดรคาร์บอนและไดไฮโดรเจน (ดูเพิ่มเติม: ปฏิสัมพันธ์แบบอะโกสติก )

ในสารประกอบเชิงซ้อนของลิแกนด์ที่ไม่เป็นกลางลิแกนด์จะเชื่อมต่อกับโลหะผ่านพันธะทั่วไป แต่ลิแกนด์นั้นก็มีฤทธิ์ทางรีด็อกซ์ด้วย

ตารางต่อไปนี้เรียงลำดับลิแกนด์ตามความแรงของสนาม (ลิแกนด์สนามอ่อนอยู่ลำดับแรก):

ข้อมูลในตารางเรียงลำดับตามความแรงของสนาม โดยพิจารณาจากการจับตัวผ่านอะตอมที่ระบุ (เช่น ในฐานะลิแกนด์ปลายทาง) 'ความแรง' ของลิแกนด์จะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อลิแกนด์จับตัวในรูปแบบการจับตัวแบบอื่น (เช่น เมื่อมันเชื่อมระหว่างโลหะ) หรือเมื่อโครงสร้างของลิแกนด์บิดเบี้ยว (เช่น ลิแกนด์เชิงเส้นที่ถูกบังคับให้จับตัวในลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นเนื่องจากปฏิกิริยาทางสเตอริก)

ในตารางนี้ได้แสดงรายการลิแกนด์ทั่วไปอื่นๆ เรียงตามลำดับตัวอักษร

การแลกเปลี่ยนลิแกนด์ ( หรือเรียกว่าการแทนที่ลิแกนด์ ) คือปฏิกิริยาเคมีที่ลิแกนด์ในสารประกอบหนึ่งถูกแทนที่ด้วยลิแกนด์อื่น โดยทั่วไปแล้วมีกลไกสองแบบ ได้แก่การแทนที่แบบเชื่อมโยงหรือ การ แทนที่ แบบแยกตัว

การแทนที่แบบเชื่อมโยงมีความคล้ายคลึงกับ กลไก S _N 2ในเคมีอินทรีย์ โดยทั่วไปลิแกนด์ที่มีขนาดเล็กกว่าสามารถยึดติดกับคอมเพล็กซ์ที่ไม่อิ่มตัวได้ ตามด้วยการสูญเสียลิแกนด์อีกตัว โดยทั่วไปอัตราการแทนที่จะเป็นอันดับหนึ่งเมื่อลิแกนด์ L เข้ามาและคอมเพล็กซ์ที่ไม่อิ่มตัว^{[ 19 ]}

การแทนที่แบบแยกตัวเป็นเรื่องปกติสำหรับคอมเพล็กซ์ทรงแปดเหลี่ยม เส้นทางนี้คล้ายคลึงกับ กลไก S _N 1ในเคมีอินทรีย์อย่างมาก เอกลักษณ์ของลิแกนด์ที่เข้ามาไม่มีผลต่ออัตรา^{[ 19 ]}

BioLiP ^{[ 20 ]}เป็นฐานข้อมูลปฏิสัมพันธ์ระหว่างลิแกนด์และโปรตีนที่ครอบคลุม โดยโครงสร้าง 3 มิติของปฏิสัมพันธ์ระหว่างลิแกนด์และโปรตีนนั้นได้มาจากProtein Data Bank MANORAA เป็นเว็บเซิร์ฟเวอร์สำหรับการวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระดับโมเลกุลที่อนุรักษ์ไว้และแตกต่างกันของลิแกนด์ในเชิงซ้อนกับโปรตีนที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกันจาก Protein Data Bank โดยให้ข้อมูลการเชื่อมโยงกับเป้าหมายโปรตีน เช่น ตำแหน่งในเส้นทางชีวเคมี SNP และการแสดงออกของโปรตีน/RNA พื้นฐานในอวัยวะเป้าหมาย^{[ 21 ]}

• คาร์บอนิลเชื่อมโยง
• ทฤษฎีสนามผลึก
• ลิแกนด์ที่จับกับดีเอ็นเอ
• เคมีอนินทรีย์
• ลิแกนด์ของโจซิฟอส
• วิถีที่ขึ้นอยู่กับลิแกนด์
• ทฤษฎีสนามลิแกนด์
• ไอโซเมอริซึมของลิแกนด์
• อนุกรมสเปกโตรเคมี

ค้นหาคำว่า "ligand"ใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับลิแกนด์

• ดูการสร้างแบบจำลองการจับกันระหว่างลิแกนด์-รีเซปเตอร์-ลิแกนด์ได้ใน Vu-Quoc, L., Configuration integral (statistical mechanics) , 2008 เว็บไซต์วิกิแห่งนี้ปิดตัวลงแล้ว โปรดดูบทความนี้ใน Internet Archive จากวันที่ 28 เมษายน 2012