Intercalación (química) - Intercalation (chemistry)
En química , la intercalación es la inclusión o inserción reversible de una molécula (o ión) en materiales en capas con estructuras en capas. Se encuentran ejemplos en dicalcogenuros de grafito y metales de transición .
Ejemplos de
Grafito
Un host de intercalación famoso es el grafito , que intercala potasio como invitado. La intercalación expande el espacio de van der Waals entre las hojas, lo que requiere energía . Por lo general, esta energía se suministra mediante transferencia de carga entre el huésped y el sólido del host, es decir, redox . Dos compuestos de grafito de potasio son KC 8 y KC 24 . Los fluoruros de carbono (por ejemplo, (CF) xy (C 4 F)) se preparan mediante la reacción de flúor con carbono grafítico. El color es grisáceo, blanco o amarillo. El enlace entre los átomos de carbono y flúor es covalente, por lo que el flúor no está intercalado. Dichos materiales se han considerado cátodos en varias baterías de litio .
El tratamiento del grafito con ácidos fuertes en presencia de agentes oxidantes provoca la oxidación del grafito. El bisulfato de grafito, [C 24 ] + [HSO 4 ] - , se prepara mediante este enfoque utilizando ácido sulfúrico y un poco de ácido nítrico o ácido crómico . El perclorato de grafito análogo se puede preparar de manera similar por reacción con ácido perclórico .
Dicalcogenuros metálicos
Otra familia bien conocida de huéspedes de intercalación son los dicalcogenuros metálicos en capas , como el disulfuro de titanio . De manera característica, la intercalación se analiza por difracción de rayos X, ya que aumenta el espaciado entre láminas, y por conductividad eléctrica, ya que la transferencia de carga altera el número de portadores de carga.
Una especie estructuralmente relacionada es el oxicloruro de hierro .
Exfoliación
Un caso extremo de intercalación es la separación completa de las capas del material. Este proceso se llama exfoliación. Por lo general, se requieren condiciones agresivas que involucran solventes altamente polares y reactivos agresivos.
Materiales relacionados
En bioquímica , la intercalación es la inserción de moléculas entre las bases del ADN. Este proceso se utiliza como método para analizar el ADN y también es la base de ciertos tipos de intoxicación.
Los clatratos son sustancias químicas que consisten en una red que atrapa o contiene moléculas. Por lo general, los compuestos de clatrato son poliméricos y envuelven completamente la molécula huésped. Los compuestos de inclusión son a menudo moléculas, mientras que los clatratos son típicamente poliméricos. Los compuestos de intercalación no son tridimensionales, a diferencia de los compuestos de clatrato. Según la IUPAC , los clatratos son "compuestos de inclusión en los que la molécula huésped está en una jaula formada por la molécula huésped o por una red de moléculas huésped".
Ver también
- Compuesto de clatrato : donde se incluye una molécula en una red.
- Compuesto de intercalación de grafito
- Intercalación (bioquímica)
- Apilamiento (química)