Bonjour,

C’est une question complexe qui dépasse l’objectif de ce site.
Si vous êtes motivé, voici deux articles (l’un de Paul Gevaudan et l’autre de Fayssal Tayalati ) qui traitent de ce sujet.

On peut commencer par différencier et catégoriser les différents COI, compléments objets indirects. C’est arbitrairement qu’on a regroupé de nombreux compléments (y compris des compléments non obligatoires ne méritant absolument pas d’être qualifiés de compléments objets) sous cette appellation de COI.

Ils tirent probablement, pour la plupart, leur sens, leur spécificité, de leur origine latine avec un cas correspondant à une fonction, et une déclinaison. La notion très floue de COI, créée pour l’enseignement, a été bien trop vite pensée. Il est normal de ne pas pouvoir en tirer des règles générales de construction.

Par exemple, les compléments d’attribution se pronominalisent en pronom datif.
— Je donne un livre à Paul, je lui donne un livre.
— Je parle à Paul, je lui parle.
En anglais, si vous avez des notions, on dit « I speak to him », et « I give him » = « I give to him ».
C’est uniquement par exception, et pour une mise en relief qu’on peut utiliser le pronom tonique : Je le lui ai donné à lui, c’est à lui que je l’ai donné.

Il y a aussi le à qui signifie au sujet de.
— Je pense à cette personne. Je pense à lui. Jamais en effet on ne dit : je lui pense.
En anglais « I think of, I think about… »
Il est très clair qu’il n’y a pas là de complément d’attribution, pas de datif.
C’est normal de construire autrement, ou plutôt, il n’y a aucune raison de construire identiquement.

Vous voyez que ce ne sont pas des différences de construction pour une même préposition, ce sont simplement des mots différents pour des concepts différents. Vous avez le le tort de raisonner sur le mot à, quand il faudrait raisonner sur chaque fonction possible de ce « mot ». Plus vous remonterez vers le sens et l’origine, plus vous verrez que des mots (par exemple à, par exemple lui) qui nous paraissent actuellement identiques ont gardé des sens distincts, différents entre eux, des constructions distinctes, et que c’est la classification de pseudo-pédagogues modernes qui a écrasé ces catégories grammaticales dans un immonde gloubi-boulga nommé COI. Mais on trouve encore çà et là des profs qui distinguent les différentes fonctions des compléments introduits par « à ».

Il est sans doute difficile pour des personnes qui apprennent le français de s’y retrouver..

Le pronom atone se place avant le verbe, le pronom tonique, après lui.

Les pronoms toniques en français – Parlez-vous French 
Extrait :
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On utilise les pronoms toniques avec :

• Tous les verbes pronominaux qui se construisent avec la préposition à + personne : s’adresser à, se fier à, s’identifier à, s’intéresser à, s’opposer à, etc.
• Certains verbes : avoir affaire à, être à (dans le sens d’appartenir), faire appel à, faire référence à, faire attention à, penser à, prendre garde à, recourir à, renoncer à, rêver à, songer à, tenir à.

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C’est pourquoi, sans qu’il y ait une différence de sens on dit : je lui écris – je te parle – nous leur donnons qqc – … et : nous avons affaire à eux – je pense à toi –  vous rêvez à moi- …
>>> Je lui écris – je pense à lui
Remarque : je pense  que le sens du verbe  détermine le choix entre tonique et atone . Il y a une notion affective dans cette liste de verbes qui demandent le pronom tonique

Bonjour,
L’usage de la forme dite « atone » du pronom  correspond à des intentions datives, lorsque la personne dont il est question est attributaire, qu’elle reçoit quelque chose, que cette chose soit matérielle, symbolique ou virtuelle. La comparaison avec d’autres langues européennes est intéressante car elle montre que cette différence de sens est partagée, et même qu’elle peut être encore plus nuancée quant à la nature du lien apporté par le verbe entre le sujet et la personne « objet ». On constate qu’avec le rêve, toutes les langues s’accordent à l’exclure d’une relation d’attribution (j’aime beaucoup la sonorité de la préposition polonaise o pour caractériser ce rapport avec l’objet d’une pensée). La fonction dative pure (traduisant l’acte de donner quelque chose, le plus souvent matériel) est la plus directe et la plus incontestable dans les quatre langues. Lorsque la transmission est d’une nature plus complexe, l’allemand et le polonais insistent plutôt sur le caractère partenarial de la parole (mit, z = avec), l’anglais et le polonais sur la destination de l’écrit (to, do = vers)

Je lui parle. / I am talking to him. / Ich rede/spreche mit ihm. /Rozmawiam z nim.
Je lui écris. / I write to him. / Ich schreibe ihm. / Piszę do niego.
Je lui donne. / I give him. / Ich gebe ihm. / Daję mu.  
Je rêve à lui. /I dream of him. / Ich träume von ihm. / Marzę o nim.