Trwałość termodynamiczną związków kompleksowych określa się za pomocą stałych trwałości kompleksu. Stała trwałości danego kompleksu to stała równowagi reakcji tworzenia kompleksu z jonu metalu i wolnych ligandów, opisanej równaniem (1). Wyrażenie na stałą równowagi opisano równaniem (2)
\(M+ nL \Leftrightarrow ML _{n} \) (1)
\(K=\frac{[ML_{n} ] }{[M] \cdot [L] ^{ n} } \) (2)
Równania 1 i 2 opisują skumulowaną stałą trwałości kompleksu \(ML _{n} \). Dla kompleksu zawierającego n ligandów można zapisać n „pośrednich” stałych trwałości, opisujących przyłączanie/utratę kolejnych ligandów. Duża wartość stałej trwałości oznacza kompleks trwały termodynamicznie, natomiast wartość mała – kompleks nietrwały.
Ogólne prawidłowości
Trwałość kompleksów ligandów chelatowych jest większa niż trwałość kompleksów zawierających odpowiadającą liczbę ligandów z pojedynczym atomem donorowym tego samego typu. Na przykład kompleks miedzi z etylenodiaminą jest trwalszy niż kompleks z amoniakiem. Trwałość kompleksów chelatowych rośnie wraz ze wzrostem liczby atomów donorowych w cząsteczce liganda. Dlatego bardzo trwałe kompleksy tworzy EDTA – kwas etylenodiaminotetraoctowy (kwas wersenowy).
Trwałość kinetyczna
Trwałość kinetyczna kompleksów związana jest z szybkością wymiany ligandów w kompleksie. Pod względem trwałości kinetycznej można wyróżnić kompleksy bierne i labilne. W kompleksach labilnych wymiana ligandów zachodzi szybko, natomiast w biernych – wolno. Kompleks nietrwały termodynamicznie ( o niskiej stałej trwałości) i labilny będzie rozkładał się natychmiast, antomiast kompleks nietrwały termodynamicznie i bierny może istnieć w roztworze przez dłuższy czas, rozkładając się np. dopiero po ogrzaniu.