Struktur kompleks dan kelat serupa dalam beberapa hal dan akan disajikan sesuai dengan teori orbital atom.
Dalam molekul atau ion kompleks, terdapat atom logam pusat yang disebut atom atau ion pusat dan sejumlah tertentu gugus terkoordinasi yang dihubungkan dengan atom pusat yang disebut penghubung dan terletak dalam suatu daerah yang biasa disebut “bola koordinasi”..”
Banyaknya pengelompokan donor yang dapat ditampung oleh atom, telah menjadi konvensi untuk menyebutnya sebagai “bilangan koordinasi” atau “indeks koordinasi” atom logam pusat.
Dapat diakui bahwa bilangan koordinasi sesuai dengan jumlah orbital hibrid yang tersedia untuk ikatan yang dimiliki atom pusat. Sesuai dengan karakteristik struktur atom ekstra-nuklir, berbagai jenis hibridisasi dapat terjadi, menghasilkan sejumlah variabel orbital yang tersedia dan oleh karena itu nilai yang berbeda untuk “bilangan koordinasi”.
Tabel di bawah ini menunjukkan nilai paling umum dari bilangan koordinasi, jenis konfigurasi dan orbital hibrida yang merupakan bagian dari ikatan, untuk berbagai atom.
Ikatan antara pengikat dan atom pusat dalam ion kompleks sebagian besar terkoordinasi, tidak seperti ikatan kovalen, karena kation logam sudah kekurangan elektron, yaitu, mereka memiliki karakter elektropositif.
Untuk alasan ini, sebagian besar kation logam cenderung menarik molekul polar dan ion bermuatan negatif yang mengandung pasangan elektron yang terisolasi. Daya tariknya begitu kuat sehingga kecuali kation-kation tersebut berasal dari unsur IA dan IIA dari klasifikasi periodik, semua kation lainnya ada dalam larutan, dalam pembentukan kation kompleks. Ini berarti bahwa alih-alih kation umum, ion kompleks yang terbentuk dari kation logam dan molekul pelarut muncul. Contohnya adalah kation:
Antara lain, dalam hal pelarut, itu adalah air. Dengan pelarut lain, seperti amonia cair, asam asetat glasial, eter, aseton, dll., kation akan mengalami solvasi, mirip dengan apa yang terjadi dengan air (hidrasi).
Gugus koordinat atau ikatan, yang dapat mengisi bidang koordinasi ion logam, dapat terdiri dari beberapa jenis. Yang paling umum disajikan dalam tabel di bawah ini, yang merupakan tipe monodentat, yaitu pembentuk kompleks yang khas:
Untuk memperjelas struktur ion kompleks menurut teori orbital atom, disajikan contoh kompleks kobalt dengan amonia.
Atom kobalt (Co = 27) memiliki konfigurasi elektron 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 3d 7 , 4s 2 . Berubah menjadi ion trivalen, kobalt kehilangan dua elektron dari orbital 4s dan satu elektron dari salah satu orbital 3d, memperoleh konfigurasi lain. Ketika ion kobalt akan bergabung dengan enam molekul amonia, ada kecenderungan elektron di orbital 3d.
Jadi, ada pasangan elektron dari orbital 3d, untuk membiarkan dua orbital bebas untuk proses hibridisasi. Jadi, 6 orbital hibrida yang diwakili oleh d2sp3 berasal, karena mereka berasal dari kombinasi dua orbital d, satu s, dan tiga p.
Klarifikasi yang disajikan untuk menjelaskan pengikatan pengikat ke atom pusat atau ion didasarkan pada konsep orbital atom. Namun, teori lain seperti orbital molekul, tarikan elektrostatik dan medan kristal, telah dikembangkan untuk menunjukkan struktur kompleks.