石墨层间化合物

石墨层间化合物（Graphite intercalation compound,缩写GIC）又称石墨插层化合物、石墨插层复合物，是由带正电或负电的离子插入被氧化或还原的石墨层间后形成的具有二维层状结构的化合物，通式为MCx·δS。式中M表示插入石墨层间的带电荷离子、S为可能存在的与离子共插层的电中性溶剂分子。

结构
表征石墨层间化合物的结构，主要是指表征其层堆叠方向（c轴方向）的参数。其基本结构是由n层石墨烯与一层插层物交替堆叠，称为n阶石墨层间化合物（stage-n GIC，n一般为正整数），其中1阶为可能形成的最低阶产物。

与其他所有二维层状物质不同，石墨在插层或脱插层过程中可以连续相变并形成n≥2动力学或热力学稳定的插层化合物，这一特殊现象被称做成阶（staging）。导致成阶现象的原因是石墨烯特有的高度柔性，对应目前最为广泛接受的Daumas-Hérold模型。

组分
所有碱金属及部分碱土金属、稀土金属可以通过固相反应与石墨形成二元1阶插层化合物，如钾、铷、铯的金属通常为MC8，对于金属如锂、锶、钙、钡、铕、镱，则通式常为XC6。或是在真空双泡管中以加热扩散的金属钾蒸气还原石墨粉制得，还可以通过电化学法在含钾离子的电解液中还原石墨电极制备。钾离子进入石墨层间，颜色由黑色逐渐变蓝，最终变为金色的KC8。从结构上来说，相邻钾离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。

参考
延伸阅读
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外部链接

• [https://web.archive.org/web/20060716054551/http://www.cci.ethz.ch/experiments/K-Graph_darst/en/stat.html Preparation of Potassium Graphite]

• [https://web.archive.org/web/20090329095816/http://cst-www.nrl.navy.mil/lattice/struk/CaC6.html structure of CaC6]

另见
*石墨