Senyawa Kompleks atau Senyawa Koordinasi

Secara umum senyawa kompleks atau senyawa koordinasi terbentuk dari ion logam (ion pusat) yang dikelilingi oleh sejumlah ligan. Pada umumnya ion pusat berasal dari ion-ion logam transisi karena ion logam transisi mempunyai orbital-orbital kosong yang dapat berperan sebagai penerima elektron. Ion pusat dalam senyawa kompleks berfungsi sebagai penerima (akseptor) pasangan elektron. Sedangkan ligan dapat berasal dari anion atau molekul netral yang mempunyai pasangan elektron bebas untuk didonorkan pada ion pusat. Ikatan antara ion pusat dan ligan terjadi karena adanya donor elektron dari ligan kepada ion pusat sebagai akseptor pasangan elektron. Ikatan tersebut disebut ikatan kovalen koordinasi.

         
Ion logam transisi merupakan ion logam yang paling mudah membentuk senyawa kompleks karena ion ini mempunyai orbital-orbital d yang belum penuh. Pada contoh [Fe(CN)₆]^4-, ion Fe²⁺ menyediakan 6 orbital kosong yang dapat digunakan oleh 6 pasangan elektron dari ion CN^-. Oleh sebab itu, ion pusat juga disebut asam Lewis. Pada beberapa senyawa kompleks khususnya senyawa organologam, kompleks yang terbentuk tidak bermuatan seperti [Mn(CO)₆]. Oleh sebab itu, Mn dalam kompleks ini disebut sebagai atom pusat karena ligan CO terikat pada atom Mn dan bukan pada ion Mn²⁺. Pada contoh senyawa kompleks [Ag(NH₃)₂]Cl dan  [Fe(CN)₆]^4- ion pusatnya berturut-turut adalah Ag⁺ dan Fe²⁺. Sedangkan ligannya adalah NH₃ dan CN^-.

          

Senyawa [Ag(NH₃)₂]Cl terdiri dari kation kompleks [Ag(NH₃)₂]⁺ dan anion pengimbang Cl^-. Dalam hal ini Cl^- bukan sebagai ligan tetapi sebagi ion untuk menetralkan muatan kompleks (+1). Bagian ion kompleks dituliskan dalam kurung siku-siku, [   ], untuk membedakan dengan garam biasa yang bukan kompleks seperti AgCl. Pada ion kompleks [Ag(NH₃)₂]⁺_,  banyaknya ligan (dalam hal ini molekul NH₃) yang terikat pada ion pusat disebut bilangan koordinasi (BK). Sedangkan muatan +1 yang terletak di luar kurung siku disebut muatan ion kompleks.
Muatan ion kompleks ditentukan dari jumlah antara muatan ion pusat dan muatan ligannya. Dalam hal ini, ligan-ligan seperti NH₃, H₂O tidak mempunyai muatan sehingga disebut ligan netral. Sedangkan ligan CN^- bermuatan -1 sehingga disebut ligan anion. Jumlah muatan ion pusat ditambah dengan jumlah semua muatan ligan harus sama dengan jumlah muatan ion kompleks. Pada kompleks [Ag(NH₃)₂]⁺, muatan ion kompleks adalah +1. Muatan itu sama dengan muatan Ag⁺ ditambah 2 kali muatan NH₃ (muatan NH₃ = 0). Karena NH₃ adalah ligan netral maka banyaknya ligan tidak mempengaruhi muatan ion kompleks. Secara umum hubungan antara muatan ion pusat, muatan ligan, dan muatan ion kompleks berlaku hubungan:

 (Muatan ion pusat) + (BK x muatan ligan} = (muatan ion kompleks)

Contoh:1
Tentukan muatan ion pusat dari ion kompleks [Cu(H₂O)₆]²⁺ dan [Fe(CN)₆]^3-

Jawab:

Untuk senyawa [Cu(H₂O)₆]²⁺, muatan ion kompleks = +2 dan muatan ligan adalah 0

Muatan ion pusat (Cu) + (6 x 0) = +2.

jadi muatan ion pusat adalah +2 atau Cu²⁺.

Sedangkan pada senyawa [Fe(CN)₆]^3-, muatan ion kompleks adalah -3, muatan ligan CN adalah -1 (berasal dari garam KCN).

(Muatan ion pusat Fe) + (6 x -1) = -3

Muatan ion pusat Fe = -3 + 6 = +3. jadi ion pusat kompleks [Fe(CN)₆]^3- adalah Fe³⁺.

Senyawa kompleks dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu senyawa kompleks netral dan ion. Senyawa kompleks netral tidak mempunyai muatan karena jumlah total muatan ion pusat dan ligannya sama besar. Misalnya ion pusat Cr³⁺ mengikat tiga ligan asetat (CH₃COO^-) maka akan terbentuk senyawa kompleks netral [Cr(CH₃COO)₃]. Struktur senyawa ini dapat digambarkan seperti gambar 1.

  Gambar 1.1 : Kompleks [Cr(CH₃COO)₃]

Contoh lain dari kompleks netral seperti kompleks [Co(NH₃)₃(NO₃)₃] dan[Cu(NH₃)₄Cl₂]. Pada senyawa ini  NO₃^- dan Cl^- berfungsi sebagai ligan karena kedua anion tersebut mempunyai pasangan elektron bebas yang dapat didonorkan. Ion NO₃^- dapat mendonorkan pasangan electron dari atom oksigen sedangkan ion Cl^- mendonorkan satu pasangan elektron dari empat pasang yang dimilikinya.

            
Salah satu kekhasan senyawa kompleks netral adalah sifatnya yang tetap berada dalam bentuk molekul bila dilarutkan. Bila senyawa kompleks [Cr(CH₃COO)₃] dilarutkan maka senyawa tersebut tidak akan mengion, walau mengalami sedikit penguraian. Berbeda halnya dengan kompleks [Ag(NH₃)₂]Cl, bila dalam larutan kompleks ini akan terurai menjadi kation [Ag(NH₃)₂]⁺ dan anion Cl^-. Hal ini menunjukan bahwa ion Cl^- pada senyawa ini bukan merupakan ligan.

            
Kompleks ion dibedakan menjadi kompleks kation dan kompleks anion. Kompleks kation adalah kompleks yang mempunyai muatan positif. Kompleks ini pada umumnya dibentuk dari ion pusat dengan ligan netral seperti [Ag(NH₃)₂]⁺, dan [Cu(H₂O)₆]²⁺. Pada kompleks ini muatan kation kompleks sama dengan muatan ion pusat. Kompleks kation dapat mengikat anion pengimbang untuk menetralkan muatannya. Misalnya kompleks [Ag(NH₃)₂]⁺ dapat mengikat satu anion Cl^- atau Br^- sehingga menjadi [Ag(NH₃)₂]Cl atau [Ag(NH₃)₂]Br. Ion pengimbang tidak selalu berupa anion atom atau gugusan atom (seperti CN^-, NO₃^-) tetapi juga dapat berupa kompleks anion.

             
Kompleks anion terbentuk dari ion pusat berbuatan positif dengan sejumlah ligan bermuatan negatif. Misalnya ion Fe³⁺ mengikat 6 ion CN^- maka akan terbentuk kompleks [Fe(CN)₆]^3-. Begitu pula bila ion Co²⁺ mengikat 4 ligan Cl^- akan membentuk kompleks anion [CoCl₄]^2-. Kompleks anion dapat mengikat sejumlah kation sebagi ion pengimbang untuk menghasilkan senyawa kompleks netral. Misalnya anion [Fe(CN)₆]^3- dapat mengikat 3 kation K⁺ sehingga menghasilkan senyawa kompleks K₃[Fe(CN)₆] yang netral.      

            
Seperti halnya kompleks netral, bila senyawa kompleks yang mengandung kompleks kation maupun kompleks anion dilarutkan dalam pelarut maka ion kompleks tersebut akan dipertahankan. Misalnya K₃[Fe(CN)₆] dilarutkan dalam air maka akan senyawa ini akan mengalami ionisasi dan menghasilkan kation K⁺ dan anion kompleks [Fe(CN)₆]^3-. Proses reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut:

K₃[Fe(CN)₆]     +     H₂O   →   3K⁺(aq)      +        [Fe(CN)₆]^3- (aq)

[Ag(NH₃)₂]Cl      +       H₂O   →   [Ag(NH₃)₂]⁺ (aq)     +      Cl^-(aq)

Bandingkan dengan pelaruran senyawa kompleks berikut:

[Cr(CH₃COO)₃] +     H₂O   →   [Cr(CH₃COO)₃] (aq)

Dengan demikian dapat diketahui bahwa ikatan antara ion pusat dan ligan akan tetap dipertahankan dalam larutan sejauh kompleks tersebut tidak mengalami penguraian.

Dari beberapa contoh senyawa kompleks yang diberikan, Anda harus memperhatikan bagian-bagian senyawa kompleks seperti ion pusat, ligan, bilangan koordinasi, dan tingkat oksidasi ion pusat. Perhatikanlah beberapa contoh pada tabel 1.

Perhatikan contoh berikut:

Tabel 1.1 Bagian-bagian Senyawa Koordinasi

Aspek	[Ag(NH3)2]Cl	[Cu(H2O)6]SO4	K3[Fe(CN)6]
Kation	[Ag(NH3)2]+	[Cu(H2O)6]2+	K+
Anion	Cl-	SO42-	[Fe(CN)6]3-
Ion kompleks	[Ag(NH3)2]+	[Cu(H2O)6]2+	[Fe(CN)6]3-
Ion pusat	Ag+	Cu2+	Fe3+
Ligan	NH3	H2O	CN-
Bilangan koordinasi (BK)	2	6	6
Tingkat oksidasi ion pusat	+1	+2	+3