Interkalatsioon (keemia)

Interkalatsioon (ladina keeles intercalare – 'vahele paigutama') tähendab keemias molekulide, ioonide (harvemini aatomite) ladestamist keemilistes ühendites, ilma et ühendi struktuur seejuures märkimisväärselt muutuks.

Anorgaanilises keemias tähendab interkalatsioon aatomite, ioonide või väikeste molekulide sisestamist kihiliste kristallide kristallivõre tasapindade vahele, näiteks leelismetalli interkalatsiooni grafiiti (nagu näidatud pildil). Saadud ühendeid nimetatakse interkalatsioonikompleksideks.

Selleks, et kristallistruktuur saaks moodustada interkalatsiooniühendeid, peavad interaktsioonijõud kihtide sees olema suured ja külgnevate kihtide vahel väikesed. Kihtvõre ja sisestuskomponentide vahel peab olema võimalikult tugev interaktsioon. Interkalatsioonireaktsiooni soodustab kihtidevaheliste katioonide solvatatsioon. See sõltub sisestatava komponendi keemilistest omadustest ja ka kihtvõre keemilisest olemusest. Lisaks puhtale Van der Waalsi interaktsioonile avaldavad sageli mõju Lewise happe-aluse interaktsioonid.

Kihtvõre keemiline olemus võib olla väga erisugune, näiteks kvaasimetalli kihid grafiidis või siirdemetalli kihid sulfiidides NbS2 või TaS2, samuti pooljuhtsüsteemides TiS 2 ja SnS2 ning mittejuhtivates ühendites, nagu savimineraalid (nt kaoliniit).

Paljud kihtvõred kannavad looduslikku negatiivset kihtlaengut, näiteks vilgukivi-taolised kihtsilikaadid. Elektriliselt neutraalsed kihtvõred on üsna haruldased, näiteks on niisune ülalmainitud kaoliniit. Mõned "neutraalsed" kihtvõred on võimelised moodustama interkalatsioonikomplekse alles pärast tugevate redutseerivate ainete kasutamist. Mõnel juhul võib ladestumist võimaldada ka mittestöhhiomeetriliste preparaatide kasutamine. Mittestöhhiomeetria saavutatakse seejuures redutseerija abil või elektrokeemilise redutseerimisega, rakendades tsüklovoltamperomeetriat, elektrogravimeetriat ja galvanostaatikat.

Kirjeldatud tüüpi reaktsioonide praktiliste ja tehniliste rakenduste valdkondadeks on
 akud jt keemilised vooluallikad;
 geokeemia ja keskkonnakeemia (sh muldade resorbtsiooniomadused);
 ravimite, väetiste, taimekaitsevahendite tööstuslik tootmine ja pakendamine.

Kategooria:Keemilised reaktsioonid