- Główne cechy metaloidów
- Sytuacja w układzie okresowym
- Tworzą stopy z metalami
- Półprzewodniki elektryczne
- Baza przemysłu elektronicznego
- Stany alotropowe
- Fizyczne i chemiczne właściwości
- Właściwości fizyczne
- Punkty fuzji
- Punkty wrzenia
- Gęstości
- Właściwości chemiczne
- Aplikacje
- O żywych istotach
- W okularach i emaliach
- W produkcji materiałów o wyższej jakości
- W elektronice i informatyce
- Ochronne działanie metaloidów
- Inni
- 8 elementów metaloidalnych
- Bibliografia
W niemetali lub półmetale są grupy pierwiastków z fizycznych i chemicznych właściwości pośrednie pomiędzy metali i niemetali. Większość badaczy chemicznych przyjmuje jako metaloidy następujące pierwiastki chemiczne: bor, krzem, arsen, german, antymon i tellur (zielony na poniższym obrazku).
Jednak mniejsza grupa badaczy dodaje do metaloidów polon, astat (kolor niebieski) i selen (kolor różowy).
Źródło: Sandbh, z Wikimedia Commons
Nawet opierając się na niektórych właściwościach, sugerują, że pierwiastki chemiczne węgiel i aluminium (w kolorze żółtym) również należy uznać za metaloidy.
Główne cechy metaloidów
Sytuacja w układzie okresowym
Metaloidy znajdują się w układzie okresowym na przekątnej w dół między kolumnami 13, 14, 15, 16 i 17, zaczynając od boru w lewym górnym rogu i kończąc na astat w prawym dolnym rogu.
Metale znajdują się po lewej stronie metaloidów, a niemetale po ich prawej stronie; dlatego reprezentują granicę między oboma rodzajami materii.
Tworzą stopy z metalami
Metaloidy tworzą stopy z metalami i reagują z niemetalami, na przykład tlenem, siarką i halogenami.
Półprzewodniki elektryczne
W większości uważa się je za półprzewodniki elektryczne, a ich przewodnictwo zależy od temperatury. W niskich temperaturach przewodnictwo elektryczne jest niskie, więc działają one jak izolatory elektryczne, ale gdy się nagrzewają, ich zdolność do przewodzenia prądu wzrasta.
Baza przemysłu elektronicznego
Półprzewodniki są podstawą rozwoju przemysłu elektronicznego, komputerowego i informatycznego. Podobnie, aplikacja wykonana z krzemu okazała się bardzo przydatna w tej dziedzinie.
Stany alotropowe
Metaloidy mają różne stany alotropowe (różne formy krystaliczne); na przykład arsen ma czarne, żółte lub szare kryształy.
W naturze zwykle nie występują jako czyste pierwiastki chemiczne, ale raczej powiązane lub tworzące agregaty w minerałach razem z ołowiem, siarką, żelazem itp.
Fizyczne i chemiczne właściwości
Właściwości fizyczne
Pojawiają się jako błyszczące ciała stałe. Pod tym względem przypominają metale. Są kruche i mało elastyczne, więc nie można ich rozciągnąć w drut, to znaczy nie są bardzo plastyczne. Ponadto jego przekształcenie w arkusze jest trudne, więc metaloidy nie są bardzo plastyczne.
Są zdolne do przewodzenia prądu i temperatury, chociaż w mniejszym stopniu niż metale. W metaloidach znajdują się pierwiastki chemiczne, które na podstawie ich struktury pasmowej zaliczane są do półprzewodników.
Ta grupa składa się z boru, krzemu, germanu i antymonu. Arsen i tellur są klasyfikowane jako półmetale.
Punkty fuzji
Bor 2076 ° C; Krzem 1414 ° C; German 938,25 ° C; Arsen 817 ° C; Antymon 630,13 ° C; Tellur 449,51 ° C i polon 254 ° C
Punkty wrzenia
Bor 3927 ° C; Krzem 3265 ° C; German 2833 ° C; Arsen 614 ° C; Antymon 1587 ° C; Tellur 988 ° C i polon 962 ° C.
Gęstości
Boru 2,34 g / cm 3 : krzem 2,33 g / cm 3 ; German 5,323 g / cm 3 ; Arsen 5,727; Antymonu 6,697 g / cm 3 ; Tellur 6,24 g / cm 3 i polon 9,32 g / cm 3 .
Właściwości chemiczne
Zachowują się podobnie jak niemetale, tworzą tlenokwasy, takie jak SiO 2, i mają właściwości amfoteryczne. Metaloidy mogą zachowywać się jak kwas lub zasada w zależności od pH medium.
Aplikacje
O żywych istotach
-Arsen jest stosowany w rolnictwie jako środek owadobójczy i herbicyd. Ponadto służy do umieszczania go w postaci proszku lub w płynnym roztworze na zwierzętach hodowlanych w celu wyeliminowania owadów i pasożytów zwierzęcia. Arsenian wapnia jest używany do zabijania wołka bawełny.
-Arsen jest stosowany jako środek konserwujący drewno ze względu na jego toksyczność dla owadów i grzybów.
-Arsen jest stosowany w leczeniu ostrej białaczki promielocytowej, rodzaju raka krwi. Służy do przygotowania roztworu Fowlera do stosowania w leczeniu łuszczycy. Radioaktywny izotop arsenu ( 74 As) służy do lokalizacji guzów nowotworowych występujących w organizmie człowieka.
-Arsen jest częścią Melarsoprol, leku stosowanego w leczeniu ludzkiej trypanosomatozy afrykańskiej. Choroba pasożytnicza przenoszona przez muchę tse-tse.
-Tlenek teluru był stosowany w leczeniu łojotokowego zapalenia skóry. Podobnie inne związki telluru są stosowane jako środki przeciwbakteryjne.
-Bor w postaci kwasu borowego stosowany jest jako łagodny środek odkażający do oczu, nosa i gardła.
W okularach i emaliach
-Tellurium jest używane do produkcji okularów niebieskich, brązowych i czerwonych. Metaloid może być osadzany elektrolitycznie na srebrze, dając czarniawy efekt.
-Antymon służy do nadania szkłach i emalii żółtego odcienia. Bor jest używany do produkcji szkła i ceramiki. W szczególności szkło borokrzemianowe jest odporne na zmiany temperatury, dlatego jest wykorzystywane w laboratoriach przy reakcjach chemicznych i destylacjach.
- W domu żywność można piec przy użyciu szkła borokrzemianowego, nie powodując pękania używanych naczyń.
-Silikon jest główną bazą przemysłu szklarskiego, zajmującą się produkcją prawie wszystkich przedmiotów szklanych.
-Tlenek Niemiec jest używany do produkcji soczewek do aparatów fotograficznych i soczewek mikroskopów. Ponadto znajduje zastosowanie w produkcji rdzenia światłowodów o wielu zastosowaniach.
W produkcji materiałów o wyższej jakości
-Arsen tworzy stopy z ołowiem, powodując obniżenie jego temperatury topnienia. Powoduje to większą twardość stopu używanego do produkcji śrutu.
-Dodatek telluru w ilości od 0,1% do 0,6% stopu z ołowiem zwiększa jego odporność na korozję i przyczepność wraz ze wzrostem elastyczności. Tellur jest często dodawany do żeliwa w celu utwardzenia powierzchniowej warstwy hartowanych części.
-Antymon jest stosowany w stopach do produkcji łożysk, płyt akumulatorowych i materiałów drukarskich.
-Silikon jest używany do produkcji stopów o większej odporności na kwasy. Tak jest w przypadku Duriron, który zawiera 14% krzemu.
Stop krzemu, żelaza i aluminium służy do produkcji bardzo twardych części, które znajdują zastosowanie w przemyśle samochodowym.
-Arsen tworzy stopy z platyną i miedzią w celu zwiększenia jej odporności na korozję. Ponadto do mosiądzu alfa dodaje się arsen w celu zwiększenia odporności cynku. Ten rodzaj mosiądzu jest używany do produkcji akcesoriów do hydrauliki.
W elektronice i informatyce
-Metaloidy są używane jako półprzewodniki w przemyśle elektronicznym i komputerowym. W tym sensie krzem jest liderem w handlu półprzewodnikami, który stanowi podstawę nowoczesnej elektroniki i informatyki. Krzem i jego pochodne są stosowane w komputerach, tranzystorach, ogniwach słonecznych i ekranach LCD.
-Tellur jest półprzewodnikiem, który znajduje zastosowanie w elektrooptyce i elektronice.
-Niemiecki to metaloid półprzewodnikowy, który jest używany w połączeniu z krzemem w szybkich układach scalonych w celu poprawy wydajności. Chociaż german w pewnym stopniu wyparł krzem w swojej roli półprzewodnika, jego zastosowanie w zminiaturyzowanych chipach zostało ulepszone.
-Niemiecki jest używany do produkcji paneli słonecznych. Nawet roboty badające planetę Mars zawierają german w swoich ogniwach słonecznych. Ponadto german jest używany do produkcji radarów.
Ochronne działanie metaloidów
Bor i jego związki pokrewne nadają dużą odporność materiałom, których jest częścią. Pozwala to na jego wykorzystanie w tworzeniu struktur przestrzennych. Dodatkowo wykorzystywane są do produkcji kijów golfowych i wędek.
Ochronne działanie węglika boru jest wykorzystywane jako bariera kontrolna w reaktorach jądrowych, ograniczając wyciek materiału radioaktywnego. Ponadto węglik boru jest stosowany w kamizelkach kuloodpornych i w opancerzeniu czołgów wojennych.
Dwutlenek krzemu i krzemionka w postaci gliny lub piasku to ważne składniki cegieł, betonu i cementu, stosowane w różnych formach budownictwa.
Inni
-Siarczek antymonu jest stosowany w fajerwerkach i lampach błyskowych w aparatach.
-Boron jest częścią magnesów neodymidium.
-Silikon, polimer pochodzący z krzemu, jest stosowany do produkcji olejów i wosków, implantów piersi, soczewek kontaktowych, materiałów wybuchowych oraz w pirotechnice.
-Niemiecki jest używany do produkcji lamp fluorescencyjnych i niektórych diod LED. Dodatkowo german jest używany w gitarach elektrycznych, aby uzyskać charakterystyczny dźwięk przesterowany.
-Niemiecki jest używany w zastosowaniach termowizyjnych do celów wojskowych i przeciwpożarowych.
-Antymon jest używany do produkcji zapałek i granatów smugowych i lokalizacyjnych, a także w spłonkach do nabojów.
-Boran sodu jest stosowany jako opóźniacz spalania w tworzywach sztucznych i gumach.
8 elementów metaloidalnych
Ta grupa pierwiastków chemicznych składa się z boru, krzemu, antymonu, telluru, germanu, arsenu, polonu i astanu. Jednak największa liczba badaczy w dziedzinie chemii wyklucza polon i astat jako metaloidy.
Dlatego najpowszechniej akceptowaną grupą metaloidów byłyby bor, krzem, antymon, tellur, german i arsen.
Zauważono, że polon jest wyraźnie metaliczny, ponieważ jego dwie formy alotropowe są przewodnikami metalicznymi. Z drugiej strony astat został sklasyfikowany w 2013 roku jako metal, choć wcześniej w 1950 roku był określany jako halogen, reaktywny niemetal.
Granica między grupami pierwiastków uważanych za metale, metaloidy lub niemetale jest niejasna. Z tego powodu niektórzy badacze, opierając się na pewnej właściwości, sugerują, że ten lub inny element należy uznać za metaloid. Zwracano na przykład uwagę, że węgiel, aluminium czy selen należy klasyfikować jako metaloidy.
Podjęto próbę ustalenia kryteriów selekcji, które pozwolą zaklasyfikować pierwiastek chemiczny jako metal, metaloidy lub niemetal. Inne kryteria wyboru obejmują energię jonizacji, elektroujemność i wydajność upakowania różnych pierwiastków chemicznych.
Bibliografia
- Eden Francis. (2002). Klasyfikacja elementów. Zaczerpnięte z: dl.clackamas.edu
- Metale, metaloidy i niemetale. Zaczerpnięte z: angelo.edu
- Elementy. Metaloidy. Zaczerpnięte z: elements.org.es
- Przykład. (2013). Metaloidy. Zaczerpnięte z: examplede.com
- Wikipedia. (2018). Półmetal. Zaczerpnięte z: en.wikipedia.org
- Chemia Szybkie posty. (2011). Metaloidy (półmetale). Zaczerpnięte z: chemistry.patent-invent.com
- Redaktorzy Encyclopaedia Britannica. (18 października 2016). Półmetal. Zaczerpnięte z: britannica.com