**รูป 1:** อัลเฟรท แวร์เนอร์ (Alfred Werner) นักเคมีชาวสวิส ผู้ที่วางรากฐานวิชาเคมีโคออร์ดิเนชัน ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีจากการศึกษาสารประกอบโคออร์ดิเนชัน
**สารประกอบโคออร์ดิเนชัน** (อังกฤษ: Coordination Compounds) หรือ**สารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชัน** (coordination complexes) หมายถึง สารประกอบที่ประกอบด้วย **โคออร์ดิเนชันเอนทิตี** (coordination entity) หรือ **โคออร์ดิเนชันสเฟียร์** (coordination sphere) ซึ่ง โคออร์ดิเนชันเอนทิตี คือ ไอออนหรือโมเลกุลที่ประกอบด้วย **อะตอมกลาง** (central atom)(โดยปกติแล้วจะเป็นอะตอมของธาตุโลหะ) สร้างพันธะเชื่อมต่อกับอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมรอบๆ แต่ละอะตอมหรือกลุ่มอะตอมดังกล่าวที่สร้างพันธะกับอะตอมกลางเรียกว่า **ลิแกนด์** (ligand)

ประวัติ
-------

สารประกอบโคออร์ดิชันหลายชนิดเป็นที่รู้จักกันมาเป็นเวลานานแล้ว โดยเฉพาะสารที่มีสี เช่น คลอโรฟิลล์ (chlorophyll) ฮีโมโกลบิน (hemoglobin) วิตามินบี 12 เป็นต้น อย่างไรก็ตาม สมบัติทางเคมีและโครงสร้างของสารประกอบกลุ่มนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจมากนัก จนกระทั่ง อัลเฟรท แวร์เนอร์ นักเคมีชาวสวิส ได้สนใจศึกษาสารประกอบของโคบอลต์ โดยในปี ค.ศ. 1983 เขาได้เสนอว่า สารประกอบของโคบอลต์ (III) ที่มี 6 ลิแกนด์มีรูปร่างทางเรขาคณิตของโมเลกุล (molecular geometry) เป็นทรงแปดหน้า (octahedral)และได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับ **เวเลนซ์ปฐมภูมิ** (primary valence) และ **เวเลนซ์ทุติยภูมิ** (secondary valence) ของอะตอมโลหะขึ้นมา โดยต่อมาเรารู้จักกันในชื่อ สถานะออกซิเดชัน (oxidation state) หรือ เลขออกซิเดชัน (oxidation number) และ เลขโคออร์ดิเนชัน (coordination number) ตามลำดับ นอกจากนี้ เขายังได้ศึกษาสมบัติเชิงแสง (optical properties) และสมบัติการนำไฟฟ้าของสารละลายของสารประกอบโคออร์ดิเนชัน ทำให้ทราบว่ามีไอโซเมอร์ของสารประกอบโคออร์ดิเนชันหลายชนิด  และได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ในปี ค.ศ.1917 และเป็นนักเคมีสาขาเคมีอนินทรีย์คนแรกที่ได้รับรางวัลนี้ 

ปัจจุบัน วิชาเคมีที่ศึกษาเกี่ยวกับสารประกอบโคออร์ดิเนชัน เรียกว่า **เคมีโคออร์ดิเนชัน** (coordination chemistry) ซึ่งได้แตกแขนงออกเป็นสาขาวิชาย่อยมากมาย อาทิ เคมีของสารประกอบโลหอินทรีย์ (organometallic chemistry) เคมีซุปราโมเลกุลาร์ (supramolecular chemistry) และเป็นพื้นฐานของศาสตร์แขนงใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบโครงสร้างของของแข็งโดยเฉพาะสารประกอบที่เรียกว่า โคออร์ดิเนชันพอลิเมอร์ (coordination polymers) และ โครงข่ายโลหะ-สารอินทรีย์ (metal-organic frameworks) เป็นต้น

**รูป 2:** โครงสร้างของวิตามินบี 12 ซึ่งเป็นสารประกอบโคออร์ดิเนชันของโคบอลต์

คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
--------------------

สารประกอบโคออร์ดิเนชันประกอบด้วย **อะตอมกลาง** (central atom) และ **ลิแกนด์** (ligand) ที่สร้าง **พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์** (coordinate covalent bond) ผ่านอะตอมที่เป็นส่วนหนึ่งของลิแกนด์โดยเรียกอะตอมที่สร้างพันธะกับอะตอมกลางว่า **อะตอมผู้ให้** (donor atom) จำนวนอะตอมผู้ให้ที่สร้าง **พันธะซิกมา** (sigma bond) กับอะตอมกลางเรียกว่า **เลขโคออร์ดิเนชัน** (coordination number) 

การเรียกชื่อกลุ่มของลิแกนด์จำแนกตามลักษณะการสร้างพันธะกับอะตอมกลางเป็น ดังนี้

* ลิแกนด์ที่มีจำนวนอะตอมผู้ให้ 1 อะตอม เรียกว่า **ยูนิเดนเทต** (unidentate) ลิแกนด์ หรือ **มอนอเดนเทต** (monodentate) ลิแกนด์
* ลิแกนด์ที่มีจำนวนอะตอมผู้ให้ 2 อะตอม เรียกว่า **ไบเดนเทต** (bidentate) ลิแกนด์ หรือ **ไดเดนเทต** (didentate) ลิแกนด์
* ลิแกนด์ที่มีจำนวนอะตอมผู้ให้ 3 อะตอม เรียกว่า **ไตรเดนเทต** (tridentate) ลิแกนด์
* ลิแกนด์ที่มีจำนวนอะตอมผู้ให้ 4 อะตอม เรียกว่า **ควอดิเดนเทต** (quadidentate) ลิแกนด์ หรือ **เตตระเดนเทต** (tetradentate) ลิแกนด์
* ลิแกนด์ที่มีจำนวนอะตอมผู้ให้ 5 อะตอม เรียกว่า **เพนตะเดนเทต** (pentadentate) ลิแกนด์
* ลิแกนด์ที่มีจำนวนอะตอมผู้ให้หลายอะตอม เรียกโดยรวมว่า **มัลติเดนเทต** (multidentate) ลิแกนด์ หรือ **พอลิเดนเทต** (polydentate) ลิแกนด์
* พอลิเดนเทตลิแกนด์ที่สร้างพันธะกับโลหะแล้วทำให้เกิด **วงแหวน** (ring)ลักษณะดังรูป 3 หรือลิแกนด์มีการสร้างพันธะครอบอะตอมกลางคล้ายก้ามปู จะเรียกลิแกนด์นั้นว่าเป็น **คีเลติง** (chelating) ลิแกนด์
* มอนอเดนเทตลิแกนด์ที่มีอะตอมผู้ให้มากกว่า 1 ชนิดโดยสามารถใช้อะตอมใดอะตอมหนึ่งสร้างพันธะกับอะตอมกลางได้ เรียกว่า **แอมบิเดนเทต** (ambidentate) ลิแกนด์ เช่น NSC- ใน M-NCS ซึ่งแตกต่างจาก NCS-M

อะตอมกลางและลิแกนด์ เรียกรวมกันว่า **โคออร์ดิเนชันสเฟียร์** (coordination sphere) หรือ **โคออร์ดิเนชันเอนทิตี** (coordination entity) หากโคออร์ดิเนชันเอนทิตีมีประจุ จะเรียกว่า **ไอออนเชิงซ้อน** (complex ion) และสารประกอบซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าหากประกอบด้วยไอออนเชิงซ้อนหรือโคออร์ดิเนชันเอนทิตีที่เป็นกลางทางไฟฟ้าแล้ว จะเรียกว่า **สารเชิงซ้อน** (complex) หรือ **สารประกอบโคออร์ดิเนชัน**

สารประกอบโคออร์ดิเนชันที่มีอะตอมผู้ให้เป็นคาร์บอน หรือมีพันธะโลหะ–คาร์บอน (M–C bond) จะเรียกว่า **สารประกอบโลหอินทรีย์** (organometallics compounds)

โครงสร้าง
---------

### พันธะเคมี

พันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมกลางและอะตอมผู้ให้เป็นพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์ หรือพันธะเดทีฟ (Dative bond) ที่เกิดจากอะตอมผู้ให้มีการใช้อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (lone pair) หรือคู่อิเล็กตรอน (electron pair) ในการสร้างพันธะ โดยให้ (donate)คู่อิเล็กตรอนแก่อะตอมกลาง หรือเรียกว่า อะตอมผู้ให้ **โคออร์ดิเนต** (coordinate)กับอะตอมกลาง กรณีที่คีเลติงลิแกนด์สร้างพันธะกับอะตอมกลาง เราอาจะเรียกได้ว่า อะตอมกลางถูก **คีเลต** (chelate) โดยลิแกนด์

 **รูป 3:** โมเลกุลเอทิลีนไดเอมีน ให้อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของไนโตรเจนแก่อะตอมของโลหะ พันธะที่เกิดขึ้นเป็นพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์ แสดงด้วยลูกศร
อย่างไรก็ตาม การอธิบายพันธะเคมีของสารประกอบโคออร์ดิเนชันให้สอดคล้องกับสมบัติทางกายภาพ เช่น สมบัติเชิงแสง สีของสารประกอบ สมบัติแม่เหล็ก ได้มีการเสนอแนวคิดและทฤษฎีขึ้นหลายทฤษฎี อาทิ

* ทฤษฎีสนามผลึก (crystal field theory)
* ทฤษฏีพันธะเวเลนซ์ (valence bond theory)
* ทฤษฎีออร์บิทัลเชิงโมเลกุล (molecular orbital theory)
* ทฤษฏีสนามลิแกนด์ (ligand field theory)

### กรด−เบสลิวอิส

เนื่องจากการเกิดพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์เกี่ยวข้องการให้−รับคู่อิเล็กตรอน โดยลิแกนด์เป็นตัวให้คู่อิเล็กตรอนแก่อะตอมกลางจึงจัดเป็นเบสตามนิยามของลิวอิสหรือ **เบสลิวอิส** (Lewis base) ส่วนอะตอมกลางซึ่งรับอิเล็กตรอนมาจากลิแกนด์จึงเป็นกรดตามนิยามของลิวอิส หรือ **กรดลิวอิส** (Lewis acid)โดยสารประกอบที่เกิดขึ้นเรียกว่า **แอดดักต์** (adduct) ตัวอย่างต่อไปนี้เป็นสารประกอบโคออร์ดิเนชันหรือแอดดักต์ที่เกิดจากแอมโมเนียให้อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (เบสลิวอิส)แก่อะตอมโบรอนในโมเลกุลโบรอนไตรฟลูออไรด์ (กรดลิวอิส)เกิดเป็นแอดดักต์ H3N—BF3

### รูปทรงเรขาคณิต

การแสดงโครงสร้างของโมเลกุลสารประกอบโคออร์ดิเนชันสามารถแสดงได้ด้วยรูปทรงเรขาคณิต โดยเป็นการแสดงสิ่งแวดล้อมรอบๆอะตอมกลาง โดยรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลจะถูกกำหนดโดยสมบัติทางเคมีโคออร์ดิเนชันของอะตอมกลาง เช่น โคบอลต์มักจะมีเลขโคออร์ดิเนชันเท่ากับ 4 และ 6 โดยมีรูปทรงเรขาคณิตเป็นทรงสี่หน้าและทรงแปดหน้าตามลำดับ ในขณะที่นิกเกิลที่มีเลขโคออร์ดิเนชันเท่ากับ 4 จะมีรูปทรงเรขาคณิตเป็นระนาบจัตุรัส 

  

* เส้นตรง (linear)เช่น [CuCl2]–, [Ag(NH3)2]+เส้นตรง (linear)เช่น [CuCl2]–, [Ag(NH3)2]+
* สามเหลี่ยมแบนราบ (trigonal planar)เช่น [HgI3]−สามเหลี่ยมแบนราบ (trigonal planar)เช่น [HgI3]−
* ระนาบจัตุรัส (square planar)เช่น [AuCl4]–, [PtCl4]2–ระนาบจัตุรัส (square planar)เช่น [AuCl4]–, [PtCl4]2–
* Fe(CO)5]Fe(CO)5]
* พีระมิดฐานจัตุรัส (square pyramidal) เช่น [NbCl4(O)]–, [V(acac)2(O)]พีระมิดฐานจัตุรัส (square pyramidal) เช่น [NbCl4(O)]–, [V(acac)2(O)]
* รูปทรงแปดหน้า (octahedral)เช่น [Cr(H2O)6]3+, [Fe(CN)6]3–รูปทรงแปดหน้า (octahedral)เช่น [Cr(H2O)6]3+, [Fe(CN)6]3–
* ปริซึมสามเหลี่ยม (prismic trigonal) เช่น Mo(SCHCHS)3ปริซึมสามเหลี่ยม (prismic trigonal) เช่น Mo(SCHCHS)3
* พีระมิดคู่ฐานห้าเหลี่ยม (pentagonal bipyramidal)เช่น [Nb(O)(ox)3]3–พีระมิดคู่ฐานห้าเหลี่ยม (pentagonal bipyramidal)เช่น [Nb(O)(ox)3]3–
* แอนติปริซึมจัตุรัส (square antiprism) เช่น [Mo(CN)8]4–, [ReF8]2–แอนติปริซึมจัตุรัส (square antiprism) เช่น [Mo(CN)8]4–, [ReF8]2–

การอ่านชื่อตามระบบ IUPAC
------------------------

การอ่านชื่อสารประกอบโคออร์ดิเนชันตามระบบ IUPAC ได้ถูกกำหนดใว้ใน **NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY (IUPAC Recommendations 2005)**  โดยสรุปได้ ดังนี้

* ให้อ่านชื่อลิแกนด์ก่อนชื่อของอะตอมกลาง
* ไม่มีช่องว่างระหว่างแต่ละส่วนภายในเอกลักษณ์โคออร์ดิเนชันเดียวกัน
* ให้ชื่อของลิแกนด์เรียงตามลำดับอักษร (คำนำหน้า (prefix) ที่ใช้ระบุจำนวนลิแกนด์จะไม่นำมาพิจารณาลำดับอักษรด้วย)
* IUPAC ไม่เห็นด้วยในการใช้อักษรย่อในชื่อ
* ชื่อลิแกนด์ที่มีประจุลบให้เปลี่ยนชื่อลงท้ายเป็นโดยให้ตัด -e แล้วเปลี่ยนเป็นเสียง -o  เช่น sulphate เปลี่ยนเป็น *sulphato*, cyanide เปลี่ยนเป็น *cyanido*, chloride เปลี่ยนเป็น *chlorido* หรือ iodide เปลี่ยนเป็น *iodido* เป็นต้น
* ลิแกนด์บางชนิดมีชื่อเฉพาะ เช่น แอมโมเนีย (ammonia) NH3 เมื่อเป็นลิแกนด์จะเรียกว่า *แอมมีน* (ammine) น้ำ H2O เมื่อเป็นลิแกนด์จะเรียกว่า *อะควา* (aqua)เป็นต้น
* ให้ใช้เลขฮินดูอารบิกในการบอกประจุของไอออนเชิงซ้อน

อย่างไรก็ตาม ข้อเสนอใหม่ของ IUPAC ยังไม่เป็นที่นิยมมากนัก นักเคมีจึงนิยมอ่านชื่อตามข้อกำหนดเดิม เช่น ชื่อลิแกนด์ยังคงเปลี่ยนชื่อท้ายเป็นเสียง -o โดยตัด -ide เป็น -o เช่น cyanide เปลี่ยนเป็น *cyano*, chloride เปลี่ยนเป็น *chloro* หรือ iodide เปลี่ยนเป็น *iodo* เป็นต้น และมีการระบุสถานะออกซิเดชันของอะตอมกลางด้วยตัวเลขโรมัน

 รูป 5: ไอออนเชิงซ้อนนี้มีชื่อตามระบบของ IUPAC ว่า pentaamminenitrocobalt (II) ion
ตัวอย่าง:

* **[CoCl(NH3)5]Cl2**

IUPAC อ่านชื่อว่า pentaamminechloridocobalt(2+) chloride

ข้อกำหนดเดิม อ่านชื่อว่า pentaamminechlorocobalt(III) chloride

* **[AuF4]-**

IUPAC อ่านชื่อว่า tetrafluoridoaurate(1-)

ข้อกำหนดเดิม อ่านชื่อว่า tetrafluoroaurate(III) 

* **K4[Fe(CN)6]**

IUPAC อ่านชื่อว่า potassium hexacyanidoferrate(II) 

หรือ potassium hexacyanidoferrate(4-)

หรือ tetrapotassium hexacyanidoferrate

ข้อกำหนดเดิม อ่านชื่อว่า potassium hexacyanoferrate(II)

  

อนึ่ง สารประกอบโลหะอินทรีย์จะมีวิธีการอ่านชื่อที่แตกต่างออกไป

ประโยชน์
--------

สารประกอบโคออร์ดิเนชันมีประโยชน์มากมาย เช่น 

### การสกัดแร่ทองคำ

* การสกัดทองคำจากแร่ โดยใช้ปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบโคออร์ดิเนชันกับไซยาไนด์ หรือปฏิกิริยาไซยานิเดชัน (cyanidation reaction) ดังนี้

4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O → 4 Na[Au(CN)2] + 4 NaOH 
### ตัวเร่งปฏิกิริยา

* สารประกอบโคออร์ดิเนชันหลายชนิดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) เช่น สารประกอบโคออร์ดิเนชันของโรเดียม HRh(CO)(PPh3)2 และ Rh(acac)(CO)2 ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรฟอมิเลชันของ 2-ออกทีน

### ยารักษาโรค

* สารประกอบโคออร์ดิเนชันหลายชนิดมีฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์ได้ เช่น ออกซาลิพลาติน (oxaliplatin) ใช้ในเคมีบำบัด (chemotherapy) ในการรักษาโรคมะเร็ง  เป็นต้น

ดูเพิ่ม
-------

* พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์
* เคมีอนินทรีย์
* โครงข่ายโลหะ−สารอินทรีย์
* โครงสร้างแบบเคกกิน
* พอลิออกโซเมทัลเลต
* เคมีโลหอินทรีย์

อ้างอิง
-------

1. ↑  "*Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005)*" (2005) p. 145 – IR-9.1.2.2 Coordination compounds and the coordination entity .
2. ↑  "*Stereogenic metal centres – from Werner to supramolecular chemistry*", Edwin C. Constable, Chem. Soc. Rev. 2013, Advance Article, DOI: 10.1039/C2CS35270B,
3. ↑   "*Coordination chemistry beyond Werner: interplay between hydrogen bonding and coordination*",Jan Reedijk
, Chem. Soc. Rev. 2013, Advance Article, DOI: 10.1039/C2CS35239G, 
Received 03 Jul 2012, First published on the web 17 Aug 2012
4. ↑   "*IUPAC. Compendium of Chemical Terminology*", 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook. Last update: 2012-08-19; version: 2.3.2. DOI of this term: doi:10.1351/goldbook.C01331.
5. ↑   "*Essential of Inorganic Chemistry 1*", D. Mingos, Oxford University Press, 1995, ISBN 978-019855848-4.
6. ↑   "*IUPAC. Compendium of Chemical Terminology*", 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook. Last update: 2012-08-19; version: 2.3.2. DOI of this term: doi:10.1351/goldbook.C01331.
7. ↑  "*Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005)*" (2005) p. 142-199 – IR-9 Coordination Compounds .
8. ↑  "*Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005)*" (2005) p. 150 – IR-9.2.2.1 Sequences of ligands and central atoms within names .
9. ↑  "*Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005)*", (2005), p.151 IR-9.2.2.3 Representing ligands in names, .
10. ↑  "*Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005)*", (2005), p.152 IR-9.2.2.4 Charge numbers, oxidation numbers and ionic proportions, .
11. ↑  Technical Bulletin,  เก็บถาวร 2009-10-23 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
12. ↑   The status of platinum anticancer drugs in the clinic and in clinical trials Dalton Transactions, 2010, 39, 8113-8127