配位体交换是指在配位键中能作为电子供体的原子、离子或分子称为配位体。固相表面配合物中配位体被溶液中其他配位体交换的反应称为配位体交换。在土壤化学中,配位体交换常指含氧酸如竣酸等阴离子和氟离子与氧化物表面的配位羟基和配位水合基进行交换,并与矿物表面的铁、铝等金属原子生成内圈表面配合物的反应。这是土壤中阴离子专性吸附的主要机理。与静电吸附不同,这种吸附既可发生在带正电荷的表面,也可发生在带负电荷甚至电荷为零的表面。
可见表面羟基质子化有利于配位体交换反应,因此pH低有利于反应的进行。对于弱酸,在体系pH等于其离解常数即pH=pK时,可发生配位体交换的阴离子的浓度和可中和配位体交换所释放的羟基的质子供体(未离解的弱酸)的浓度最高,此时阴离子的吸附量最大。由于氟离子可参与配位体交换.而且其离子半径与羟基半径相近,因此它可被一些土壤矿物强烈吸附,其吸附能力超过大多数其他阴离子,常被用作其他吸附性阴离子的解吸剂。配位体交换反应对胶体表面和被吸附离子的化学性质都有影响。例如,从上述表示胡敏酸羧基与水合氧化物表面反应的两个方程式可以看出,配位体交换是胡敏酸竣基溶解水合矿物的第一步,由此生成的R—COOM容易从矿物表面转移至土壤溶液。因此这种配位体交换可加速矿物的风化。