Los cientificos han reconocido desde hace mucho tiempo, que varias de las propiedades magnéticas y el color de los complejos de metales de transición, guardan relación con la presencia de electrones d en los orbitales del metal.
La capacidad de un metal de atraer hacia si ligandos como el agua es una interacción ácido-base de Lewis. La base, esto es, el ligando, dona un par de electrones a un orbital vacío idóneo del metal.
Gran parte de la atracción entre el ion metálico y los ligandos que lo rodean se debe, sin embargo, a las fuerzas electrostáticas entre la carga positiva del metal y las cargas negativas de los ligandos. Si el ligando es iónico, como en el caso del anión cloro, la interacción electroestática tiene lugar entre la carga positiva del centro metálico y la carga negativa del ligando. Cuando el ligando es neutro, como en el caso del agua o del amoniaco, el extremo negativo de estas moléculas es del tipo ion-dipolo.
En ambos casos el resultado es el mismo: Los ligandos son atraídos fuertemente hacia el centro metálico. Debido a la atracción electrostática entre el ion metálico positivo y los electrones de los ligandos, el conjunto de ion metálico y los ligandos tiene menos energía que las cargas totalmente separadas.
Aunque el ion metálico positivo es atrído hacia los electrones en los ligandos, los electrones d del ion metálico experimentan una repulsión por efecto de los ligandos (las cargas negativas se repelen). Examinemos este efecto con más detenimiento, en particular con respecto al caso en el que los ligandos forman un octaedro en torno al ion metálico. Para fines del modelo del campo cristalino, consideraremos los ligandos como puntos de carga negativa que repelen los electrones de los orbitales d.