Элементы III группы периодической системы — бор, алюминий, галлий, индий и таллий — характеризуются наличием трёх валентных электронов на внешнем уровне (ns²np¹). Их комплексообразующая способность определяется как электронной конфигурацией, так и радиусами катионов, степенью их гидратации и устойчивостью к окислению. Наиболее типичное состояние окисления для алюминия, галлия и индия — +3, для таллия — +1 и +3, причём состояние +1 становится более устойчивым по мере увеличения порядкового номера вследствие проявления эффекта инертной пары.
Комплексные соединения этих элементов отличаются значительным разнообразием: от простых аквакомплексов до сложных хелатных систем и координационных полимеров.
Бор является неметаллом, однако в химии комплексов занимает особое место. Для него характерны соединения с электронной недостаточностью, что приводит к образованию аддуктов Льюисовых кислот. Наиболее известные комплексы бора — это соединения с аммиаком, аминами, фосфинами, а также кислородсодержащими лигандами.
Особую роль играют борфторидные комплексы. Анион [BF₄]⁻, получаемый взаимодействием BF₃ с фторидом, представляет собой типичный тетраэдрический комплекс. Аналогично образуются [BCl₄]⁻ и [BrF₄]⁻.
Бор способен образовывать хелатные комплексы с β-дикетонами, диолами и другими бис- и полифункциональными лигандами. Такие соединения находят применение в органическом синтезе, аналитической химии и материаловедении.
Алюминий — типичный представитель элементов III группы, обладающий выраженной склонностью к гидролизу. В водных растворах его соль, например AlCl₃, существует преимущественно в виде аквакомплекса [Al(H₂O)₆]³⁺.
Координационное число алюминия обычно равно 6, что соответствует октаэдрической геометрии, однако известны и тетраэдрические комплексы, например [AlCl₄]⁻.
Особый интерес представляют гидроксокомплексы алюминия. В растворах постепенно протекает реакция гидролиза, приводящая к образованию многоядерных и полиядерных комплексов, например [Al₂(OH)₂(H₂O)₈]⁴⁺, [Al₆(OH)₁₂(H₂O)₁₂]⁶⁺. Эти соединения играют важную роль в процессах коагуляции и очистки воды.
Алюминий образует устойчивые комплексы с органическими лигандами, особенно с хелатирующими агентами (ацетилацетон, этилендиаминтетрауксусная кислота). Такие соединения используются для экстракции, разделения металлов, а также в катализе.
Галлий по химическим свойствам близок к алюминию, но благодаря большему атомному радиусу и более выраженной поляризующей способности катиона Ga³⁺ образует более устойчивые и разнообразные комплексы.
Для галлия характерно образование аквакомплексов [Ga(H₂O)₆]³⁺, а также комплексов с фторидом [GaF₆]³⁻. С органическими лигандами, такими как β-дикетоны и аминокислоты, галлий образует хелатные соединения, применяемые в медицинской диагностике (радиофармацевтические препараты на основе изотопа Ga-67).
Значительную роль играют галлийорганические комплексы, в частности алкил- и арилгаллии, которые применяются в технологии полупроводников и в синтезе гетероорганических материалов.
Индий образует соединения в степенях окисления +3 и +1, причём комплексы In³⁺ более характерны. В водных растворах индий присутствует преимущественно в виде [In(H₂O)₆]³⁺.
Комплексы индия с галогенидами часто имеют тетраэдрическое или октаэдрическое строение: [InCl₄]⁻, [InF₆]³⁻.
С органическими лигандами индий образует устойчивые хелаты, например с ацетилацетоном, что используется в аналитической химии. Комплексы индия с фосфорорганическими соединениями играют важную роль в катализе органических реакций.
В биохимии интерес вызывают комплексы индия с белками и аминокислотами, применяемые для мечение клеток и тканей радиоактивным изотопом In-111.
Таллий отличается от алюминия, галлия и индия тем, что наиболее устойчивым для него является состояние +1, в то время как комплексы Tl³⁺ менее стабильны и склонны к восстановлению.
Катион Tl⁺ по своим размерам близок к иону K⁺, поэтому он образует комплексы, подобные калиевым. В водных растворах таллий(I) существует в виде слабогидратированных ионов, часто образует комплексы с макроциклическими лигандами — краун-эфирами и криптандами.
Комплексы таллия(III) характерны в сильных окислительных условиях. Среди них известны галогенидные комплексы [TlCl₆]³⁻, [TlF₆]³⁻, однако они легко разлагаются.
В аналитической химии и токсикологии важное значение имеют устойчивые комплексы таллия(I) с органическими лигандами, поскольку они позволяют идентифицировать ион в биологических средах.
Комплексы элементов III группы занимают важное место в неорганической и биоорганической химии, находят применение в катализе, медицине, аналитических методах и материалах для электроники.