ИНТЕРКАЛАТЫ
(интеркаляты) (от лат. intercalatus - вставленный, добавленный), соед. включения (клатраты
), образующиеся в результате обратимой р-ции внедрения (интеркалации) к.-л. реагентов в межслоевое пространство кристаллич. в-в со слоистым типом структуры. В-вом - "хозяином" в И. служат графит, дихалькогениды переходных металлов (напр., TiS2, MoS2), BN, МоО2, прир. глины и др., "гостем" - атомы металла (щелочного, Сu, Ag) или нейтральные молекулы, образующие дискретные двухмерные слои, разделенные элементами структуры хозяина. В ходе интеркалации сохраняется целостность кристаллич. структуры хозяина, наблюдается лишь нек-рое увеличение межслоевого расстояния и параметров решетки.
Формально И. можно рассматривать как мол. комплексы с частичным переносом заряда или перераспределением электронной плотности между гостем и хозяином, напр. Cnd-Md+, Lid+TiS2d-, C8d+(Al2Cl6)nd-. Как правило, энтальпии интеркалации невелики, во всяком случае, меньше DH0обр хозяина и гостя. Тем не менее интеркалация всегда сопровождается существ. изменением хим. св-в, электронной структуры, электрич., магн. и спектральных характеристик. Так, И. могут иметь окраску, отличную от окраски хозяина, и большую, чем у него, электрич. проводимость.
И. все чаще рассматривают как идеальные объекты для изучения физики и химии двухмерного состояния. И. - перспективные электропроводящие в-ва, сверхпроводники при низких т-рах, катализаторы, твердые электролиты, анодные и катодные материалы в первичных и вторичных источниках тока, твердые смазки, селективные сорбенты при разделении и очистке в-в, аккумуляторы Н2. Так, И. типа MTiS2, где M - Li или Сu, - твердые электролиты, И. состава СnМ, где М - Li или К, обладают комплексом пиротехн. и каталитич. св-в, напр., катализируют орто-пара-конверсию Н2. Существует принципиальная возможность применения т. наз. синтетических металлов - И. состава СnМСlx, где М - Аl, Сu, Fe, Mo, W, - обладающих металлич. проводимостью вдоль слоя (r ~ 10-4 Ом.см) и плотностью в 2-3 раза меньшей, чем плотность Си или ее сплавов. И., образовавшиеся путем внедрения Н2 в кристаллич. решетки интерметаллидов, напр. TiFe, LaNi5, Mg2Ni, содержат слабосвязанные с металлич. матрицей атомы Н. Расчетная плотность Н2 в таких соед. в 1,5-2 раза превышает плотность жидкого или кристаллич. Н2, в связи с чем гидриды интерметаллидов (см. Гидриды
) начинают находить применение в хим. технологии и энергетике, в качестве катализаторов гидрирования, аккумуляторов Н2, для трансформации разл. видов энергии (атомной, солнечной) в тепловую.
Лит.: Intercalated layered materials, ed. by F. Levy, Dordrecht - L., 1979.
К. Н. Семененко.
|
