Intercalación (química)

Para a intercalación de moléculas no ADN ver Intercalación (bioquímica).
En química, a intercalación é a inclusión ou inserción reversible dunha molécula (ou ión) nos compostos ou materiais con estruturas formadas por capas. Son exemplos os compostos de intercalación do grafito.

miniatura|Modelo de intercalación do potasio no grafito.
Moitos sólidos formados por capas levan intercaladas moléculas hóspedes. Un exemplo famoso é a intercalación de ións potasio no grafito.Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. p. 794 ISBN 0-12-352651-5. a Intercalación expande o espazo de van der Waals que hai entre as láminas, o cal require enerxía. Xeralmente esta enerxía é subministrada por transferencia de carga entre o hóspede e o sólido hospedador, é dicir, un proceso redox. Dous compostos de grafito de potasio son  KC8 e KC24. Outros compostos distintos son os fluoruros de carbono (por exemplo, (CF)x e (C4F)), que se preparan por reacción do flúor con carbono grafítico. A cor é cincenta, branca ou amarela. O enlace entre os átomos de carbono e de flúor é covalente; este flúor non está intercalado. Estes materiais foron considerados como cátodos en varias baterías de litio.

miniatura|820px|Intercalación do Li nun cátodo de disulfuro de titanio. O proceso implica o inchamento nun eixe do cristal e a transferencia de carga desde o Li ao Ti.

Tratar o grafito con ácidos fortes en presenza de axentes oxidantes, causa a oxidación do grafito. O bisulfato de grafito, [C24]+[HSO4]−, prepárase seguindo esa estratexia usando ácido sulfúrico e algo de ácido nítrico ou ácido crómico. O análogo perclorato de grafito pode obterse de xeito similar por reacción con ácido perclórico.

Ademais do grafito, outros hospedadores ben coñecidos para a intercalación son os dicalcoxénidos de metais en capas como o disulfuro de tántalo e o oxicloruro de ferro.S. Kikkawa, F. Kanamaru, M. Koizumi "Layered Intercalation Compounds" Inorganic Syntheses, 1983, Volume 22, 86. 

De maneira característica, a intercalación é analizada por difracción de raios X, xa que o espazado entre as capas se incrementa, e tamén por condutividade eléctrica, xa que a transferencia de carga altera o número dos portadores de carga.

 Exfoliación 
Un caso extremo de intercalación é a separación completa de capas dun material. Este proceso denomínase exfoliación. Xeralmente requírense condicións agresivas que implican solventes polares e reactivos agresivos.V. Nicolosi, M. Chhowalla, M. G. Kanatzidis, M. S. Strano ,  J. N. Coleman,  "Liquid Exfoliation of Layered Materials" Science 2013, Vol. 340 no. 6139. http://www.sciencemag.org/content/340/6139/1226419.abstract

 Materiais relacionados 
En bioquímica, a intercalación é a inserción de moléculas entre as bases do ADN. Este proceso utilízase como un método para analizar o ADN e tamén para explicar certos tipos de envelenamentos.

Os clatratos son substancias químicas que constan dun retículo que atrapa ou contén moléculas. Xeralmente os compostos clatratos son poliméricos e envolven completamente a molécula incorporada. Os compostos de intercalación non son tridimensionais, a diferenza dos compostos clatratos.J. L. Atwood "Inclusion Compounds"  in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012, Wiley-VCH, Weinheim.  Segundo a IUPAC, os clatratos son "compostos de inclusión nos que a molécula hóspede está nunha gaiola formada pola molécula hospedadora ou polo retículo de moléculas hospedadoras."http://goldbook.iupac.org/C01097.html

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Clatrato: nos que unha molécula queda incluída dentro dun retículo
 Stacking (química)
 Composto de intercalación do grafito

Categoría:Química