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Zur biochemischen Bedeutung siehe Ligand (Biochemie)
EIN Ligand ist ein Molekül oder ein Ion das a freies Elektronenpaar die verwendet werden kann, um eine Bindung mit einem Metall oder einem Metallion zu bilden. Die Metall-Ligand-Bindung kann als Wechselwirkung zwischen a Lewis-Basis und ein Lewis-Säure. Ligand leitet sich vom lateinischen „ligare“ ab, was „binden“ bedeutet.
Bei Liganden wird unterschieden zwischen:
- monodentaler Ligand, einzähnig namens. Der Ligand kann mit dem Metall (Ion) nur eine Bindung eingehen. Beispiele für diese Ligandengruppe sind: Fluorid, Chlorid, Bromid, Jodid, Zyanid, Thiocyanat, Ammoniak und Wasser. Letzteres hat zwar zwei freie Elektronenpaare auf Sauerstoff, diese sind jedoch räumlich so orientiert, dass sie nicht an dasselbe Atom koppeln können.
- zweizähniger Ligand, zweizähnig. Der Ligand hat zwei Atome mit einsamen Elektronenpaaren. Außerdem liegen diese beiden Atome im Molekül so weit auseinander, dass bei Bindung an dasselbe Atom oder Ion ein viergliedriger, fünfgliedriger oder sechsgliedriger Ring entsteht. Beispiele für diese Ligandengruppe sind Dithiocarbamat (vier Ringe), 1,2-Diaminoethan und Glykol (fünf Ringe), Acetylacetonat (sechs Ringe).
- dreizähniger Ligand, dreizähnig. Dreizähnige sind zweizähnig ähnlich, haben aber 3 Atome mit einsamen Elektronenpaaren. PMDTA ist ein Beispiel für diese Ligandengruppe.
- polydentaler Ligand, mehrzähnig. Diese Ligandengruppe hat mehr als 2 Atome mit einsamen Elektronenpaaren. Bei Bindung mit dem gleichen Atom entstehen 4, 5 und 6 Ringe.
Die nebenstehende Abbildung zeigt den strukturellen Kern des vierzähnigen Liganden, der in Verbindungen wie Hämoglobin und Blattgrün. Die freien Elektronenpaare an den zentralen Stickstoffatomen (evtl. nach Freisetzung der Wasserstoffatome) sind die Elektronen, die für die Komplexbildung sorgen. Das Paradebeispiel für diese Gruppe von Verbindungen ist Ethylendiamintetraessigsäure was am besten unter der Abkürzung bekannt ist EDTA.
Liganden kommen als Teil komplexer Ionen oder Moleküle in Lösungen vor, können aber auch in Festkörper eingebaut werden. Ebenfalls Wasser fungiert oft als Ligand. In einer Kristallstruktur spricht man von Kristallwasser.