化学における配位子の基礎と分類

配位子（はいし、英: ligand）とは、無機化学や錯体化学において、中心金属原子またはイオンに配位結合を形成する化学種（分子やイオン）のことを指します。生化学や薬理学の分野における「リガンド」とは異なる文脈で用いられることがあります。

性質

配位子は一般的に孤立電子対を持つ原子や基を有しており、この電子対を金属に提供することで配位結合を形成し、錯体を構成します。配位に関与する主な原子としては、窒素、リン、酸素、硫黄などが挙げられます。アミノ基、ホスフィノ基、カルボキシル基、チオール基などが具体的な配位基として知られています。また、一酸化炭素やカルベンのように炭素原子を配位元素とするものも存在します。

一酸化炭素やエチレンなどのように、π軌道の反結合性軌道を持つ配位子に対しては、金属のd電子から配位子側へ電子が供与される「逆供与」と呼ばれる現象が起きることが特徴です。

配位子の種類

配位子は、金属に配位する部位（配位原子）の数によって分類されます。

• 単座配位子：配位部位を1か所のみ持つもの。水、アンモニア、ピリジン、ハロゲン化物イオン、一酸化炭素などが含まれます。
• 多座配位子：2か所以上で同時に配位する能力を持つもの。2か所の「二座配位子」（エチレンジアミンやビピリジンなど）や、3か所以上の「三座以上の多座配位子」（エチレンジアミン四酢酸など）に分けられます。

多座配位子が形成する錯体は、キレーションによるエントロピー効果によって単座配位子の錯体よりも熱力学的に安定になる傾向があります。この性質は均一系触媒や不斉合成の分野などで広く応用されています。

主な配位子の一覧

化学においてよく見られる代表的な配位子の例を以下に示します。