SOLUTION ÉQUILIBRES EN

Complexes. Couple donneur-accepteur d'une particule

Un complexe est une entité formée de l'association de deux ou plusieurs espèces chimiques, ions ou molécules polaires. Les complexes métalliques, qui réunissent un cation métallique et une ou plusieurs espèces « complexantes » avec échange de liaisons de coordination, sont les plus importants en pratique (cf. complexes [chimie]).

Par exemple, l'ion FeSCN²⁺ est un complexe formé entre les ions Fe³⁺ et SCN^-, Cu(NH₃)₄²⁺ est un complexe formé entre l'ion Cu²⁺ et quatre molécules d'ammoniac (molécule polaire), FeY^- un complexe formé entre le cation Fe³⁺ et l'ion Y^4-, Y^4- symbolisant l'anion éthylènediaminetétracétate (E.D.T.A.), réactif chélatant des cations métalliques d'usage courant.

Chaque complexe peut donc être défini comme un donneur de particule, celle-ci pouvant être un ion ou une molécule polaire. L'autre espèce joue alors le rôle d'accepteur conjugué dans le couple :

Par exemple, le complexe FeSCN²⁺ peut être considéré comme un donneur de thiocyanate (SCN^- est la particule, Fe³⁺ est l'accepteur) ou comme un donneur de Fe³⁺ (Fe³⁺ est la particule, SCN^- est l'accepteur). De même, d'après la définition précédente, Cu(NH₃)₄²⁺ apparaît comme un polydonneur de la particule NH₃.

Les acides, qui sont des donneurs de la particule H⁺ dans le modèle de Brönsted introduit précédemment, peuvent être considérés comme des complexes. L'étude des réactions de formation de complexes concerne l'ensemble des particules autres que H⁺ et l'électron. L'introduction des couples donneur-accepteur d'une particule quelconque correspond à une généralisation des concepts d'acido-basicité. Celle-ci apparaît clairement dans la définition des acides et des bases proposée par Lewis, selon laquelle un acide, électrophile, est porteur d'une lacune électronique (orbitales vacantes facilement accessibles du point de vue énergétique), et une base, nucléophile, est un donneur de doublet électronique. L'établissement d'une liaison entre ces deux entités, appelée réaction acide-base dans ce nouveau modèle, correspond de fait à ce que nous appelons ici la formation d'un complexe.

Réactions d'échange d'ions ou de molécules polaires

En règle générale, les particules n'existent pas à l'état libre en solution (elles n'y existent qu'à l'état solvaté), de telle sorte que pour qu'un donneur (donn₁) cède une particule p, il faut qu'il se trouve en présence d'un accepteur (acc₂) de la même particule. Entre les deux couples :

Celle-ci montre que, là encore, on ne peut envisager que des réactions de transfert entre le donneur d'un système et l'accepteur d'un autre système. La nécessité pour les deux couples de mettre en jeu la même particule permet de lever l'ambiguïté précédente quant au choix de son identité. Ainsi, la réaction entre FeSCN²⁺ et F^- se traite en termes d'échange de la particule Fe³⁺ :

De nouveau, à l'écriture de ces réactions de transfert, apparaît l'intérêt d'établir un classement des donneurs (ou des accepteurs) d'une même particule, pour permettre de prévoir simplement le sens prédominant de telles réactions.

Pouvoir accepteur du solvant. Constante de stabilité

La dissolution dans un solvant résulte de la solvatation des espèces par celui-ci. Le solvant peut donc jouer le rôle d'accepteur de toute particule :

D'où l'idée d'établir le classement des donneurs d'une même particule d'après l'intensité de leur réaction sur le solvant qui joue le rôle[...]