IX. EL GRAFITO INTERCALADO

Y CUANDO LLEG� LA OCTAVA NOCHE

QUIERO que sepas, �oh Rey de los siglos y del tiempo!, lo que le sucedi� a Anuar; que una de estas noches estaba convidado a una comida a la cual asistieron multitud de sabios versados en el conocimiento del libro de la nobleza.

La mesa estaba sobriamente presentada con suculentos manjares y los manteles m�s ricos la cubr�an. La perspectiva de un excelente banquete era de esperarse, lo cual, en efecto, se cumpli�. Pero, lo m�s interesante, fue la discusi�n que se desarroll� entre el sabio Al Raschid y su joven asistente llamado Al Amin, ya que Al Raschid explic� algunas de las propiedades que presenta el grafito al combinarse con otras sustancias. Eso suscit� la curiosidad de Al Amin que se dedic� a preguntar y acaparar, como si fuese una princesa adolescente, la atenci�n de los comensales. Al Raschid dijo: —He encontrado en un libro cient�fico de Occidente que el grafito tratado con �cido n�trico caliente en presencia de clorato de potasio produce un �cido amarillento, que se conoce con el nombre de �cido graf�tico, de composici�n CnHnO₆ y cuya estructura se podr�a explicar aceptando que los �tomos de ox�geno se intercalan entre los �tomos de carbono.

Al Amin pregunt�: — Y qu� sucede si el grafito se sumerge en el potasio l�quido?,

—En ese caso, los �tomos de potasio se insertan entre los �tomos de carbono de la estructura de grafito, form�ndose as� las estructuras de los compuestos C₈K o C₁₆K (Figura 17)

Al Amin se qued� pensativo un buen rato pero en seguida volvi� a atacar al sabio Al Raschid, que estaba entusiasmado con el inter�s de su interlocutor.

—�Y si se mezclan �cido sulf�rico y grafito, se forma alg�n compuesto?

—El poder energ�tico del H₂SO₄ concentrado hace que los grupos HSO^-4₄ se intercalen en los cristales de grafito y que se obtenga un sulfato de grafito llamado grafito azul

La discusi�n atrajo la atenci�n de varios j�venes. El sabio Al Raschid estaba veredaderamente contento. Fue as� como Haddar, joven asistente a la reuni�n, se atrevi� a interrogar al sabio.

—Permite que te pregunte para que as� satisfaga mis dudas. Dime �qu� pasar� si se hace reaccionar grafito con el violento y reactivo �cido fluorh�drico?

Al Raschid, sonriendo, contest�: —Me alegra que hagas esta pregunta ya que efectivamente el �cido fluorh�drico reacciona con el grafito formando monofluoruro de grafito, y como esta reacci�n se efect�a con la inserci�n del fl�or entre las capas de �tomos de carbono, se observa un aumento considerable de volumen en el cristal.

A causa de la tanda de preguntas el tiempo pas� muy r�pido y cuando se dieron cuenta era hora de retirarse, sin embargo, el sabio Al Raschid mencion� que al d�a siguiente dar�a una conferencia sobre otros compuestos del grafito que presentan una propiedad muy interesante: la superconductividad.

Y al d�a siguiente, en una sala a reventar de j�venes ansiosos por enterarse de las propiedades de los materiales intercalados y sobre todo de la superconductividad mencionada el d�a anterior en la comida en la que hubo tantas preguntas, empez�:

—Como lo mencion� ayer, el poder que tiene el grafito de intercalar ciertos elementos en su estructura ha dado lugar a que se hayan efectuado experimentos con elementos como Rb, K, Hg o Tl. Estos elementos se han intercalado en la estructura del grafito y se han publicado los siguientes compuestos y sus temperaturas de transici�n (Tc) al estado superconductor.

	Tc (K)
C8 K	0.14
C8 Rb	0.26
C4 H Hg	0.80
C4 Rb Hg	0.99
C8 K Hg	1.92
C8 Rb Hg	1.44

Estos compuestos presentan el fen�meno de la superconductividad, el Tc est� dado en grados Kelvin. Esta propiedad se explica —dijo el conferencista— porque al intercalar estos elementos en la estructura del grafito se produce un cambio en la dimensi�n de las capas dando lugar a una transferencia de carga entre el elemento intercalado y el material receptor. Se puede aclarar este fen�meno con lo que aparece en la figura 18 que corresponde al compuesto C₈ K Hg.

Figura 18. Estructura de los compuestos C₁₆ k.

Una vez que mostr� la ilustraci�n, sigui�: —Se ha probado que los nuevos materiales superconductores y estos compuestos de grafito intercalados con metales tienen propiedades en com�n, aunque todav�a no existe una explicaci�n clara de la inserci�n del potasio. Existe, es cierto, una serie de hip�tesis para proponer un mecanismo que explique la inserci�n del potasio en la estructura del grafito, ya que �sta provoca una distribuci�n de estados de energ�a diferente. Se han podido efectuar mediciones de resistencia en estos compuestos, observ�ndose que la resistencia a lo largo del eje a disminuye unas 10 veces y a lo largo del eje c el factor es de 100. Estos compuestos, adem�s, presentan el fen�meno del paramagnetismo, lo contrario del grafito que es diamagn�tico. Pueden llegar a presentar, un comportamiento verdaderamente met�lico, es decir, que la resistividad aumenta con la temperatura. Los datos obtenidos son los siguientes:

	Resistividad (Ohm cm)
Compuesto	Temperatura: 90.0K	Temperatura: 28.5K
Grafito	37.700	28.40
C8K	0.768	1.02
C12K	0.932	1.50

Estudiada la tabla, continu� encarrerado: —Los valores sugieren que las uniones pueden deberse a una transferencia de electrones del �tomo alcalino a la banda de conducci�n del grafito. Los grafitos intercalados con metales alcalinos son extremadamente reactivos en contacto con el aire, y en presencia del agua pueden explotar. En general, la reactividad disminuye con la facilidad de ionizaci�n del metal en la secuencia: Li, Na, K, Rb, Cs.

En ese momento de su relato Scherezada vio aparecer el Sol por la ventana.

GLOSARIO

diamagnetismo. Propiedad de las sustancias cuya susceptibilidad magn�tica es negativa. Todos los cuerpos conocidos son magn�ticos o diamagn�ticos y entre los �ltimos figuran el bismuto, el antimonio, el oro, el alcohol y el agua, entre otros. Cuando estas sustancias son imantadas por influencia, sus polos quedan invertidos y, en vez de ser atra�das por los imanes, como el hierro, son repelidas por ellos.

distribuci�n de estados de energ�a. La distribuci�n de los electrones en los elementos se efect�a seg�n diferentes niveles de energ�a.

facilidad de ionizaci�n. Grado al que un material i�nico tiende a descomponerse en sus iones.

ferromagn�tico. Son las sustancias que, como el hierro, tienen la propiedad de imantarse en un campo magn�tico y de conservar una imantaci�n remanente fuera de dicho campo.

paramagn�tico. Sustancia que, sin ser ferromagn�tica, es atra�da por los imanes.

resistividad. Medida que se efect�a en los materiales conductores para medir la resistencia que presenta dicho material al paso de la corriente.