石墨层间化合物
物理化学40 阅读
石墨层间化合物 （GIC）是通式为XCy的化合物，它是由金属原子插入在石墨层间形成的。 这种化合物导电性通常比石墨要强。若插入原子与石墨形成共价键，则导电性降低，这是由于共轭sp2系统破坏造成的。石墨层间化合物通常具有超导性能。
结构
在石墨层间化合物中，每层不必都被其他原子占据。所谓“第一阶段化合物”中，石墨层与插入原子层相互交错；在“第二阶段化合物”中，两层石墨层间不必都要有其他原子。实际的组成可能多变或更复杂。
第一阶段化合物中，二元石墨-金属层间化合物对于如钾、铷、铯的金属通常为XC8 ，对于金属如锂、锶、钡、铕、镱或钙，则通式常为XC6。
石墨层间化合物CaC6
CaC6可由石墨与锂钙合金在350 °C加热10天得到。层间距由石墨的3.35Å扩大到4.524 Å，碳碳键长也从石墨的1.42Å扩大到1.444 Å。在超导石墨层间化合物中，CaC6的临界转变温度最高，达到11.5K。加压后转变温度还可进一步提高(15.1 K 在 8 GPa时)。
石墨层间化合物KC8
KC8是已知最强的还原剂之一。在惰性气体氛围的保护下，将熔融态的金属钾与石墨粉反应得到。钾被吸收进了石墨层间，颜色由黑色逐渐变为青铜色。从结构上来说，钾原子与钾原子的距离是碳骨架六边形距离的两倍。碳与钾之间形成了离子键，使得此化合物为良导体。 KC8 也是超导体，其超导转变温度为0.14K。