METALLOIDER: EGENSKAPER, EGENSKAPER OG BRUKSOMRÅDER - KJEMI - 2026

De metalloider eller semimetals er en gruppe kjemiske elementer med fysikalske egenskaper og kjemiske mellomliggende mellom metaller og ikke-metaller. De fleste kjemiske forskere aksepterer følgende kjemiske elementer som metalloider: bor, silisium, arsen, germanium, antimon og tellur (grønt på bildet nedenfor).

Imidlertid tilfører en mindre gruppe forskere polonium, astat (blå farge) og selen (rosa farge) til metalloider.

Kilde: Av Sandbh, fra Wikimedia Commons

Selv basert på noen egenskaper, antyder de at de kjemiske elementene karbon og aluminium (gulfarget) også bør betraktes som metalloider.

Hovedtrekk ved metalloider

Situasjonen på periodiske tabeller

Metalloider er lokalisert på det periodiske bordet i en nedadgående diagonal mellom kolonnene 13, 14, 15, 16 og 17, og begynner med bor øverst til venstre og slutter med astatin nede til høyre.

Metaller er plassert til venstre for metalloider og ikke-metaller til høyre for dem; derfor representerer de grensen mellom begge typer saker.

De danner legeringer med metaller

Metalloider danner legeringer med metaller og reagerer med ikke-metaller, for eksempel oksygen, svovel og halogener.

Elektriske halvledere

For det meste regnes de som elektriske halvledere, og deres ledningsevne er temperaturavhengig. Ved lave temperaturer er den elektriske ledningen lav, slik at de fungerer som elektriske isolatorer, men når de varmer opp, øker deres evne til å lede strøm.

Elektronikkbransjebase

Halvledere er grunnlaget for utviklingen av elektronikkindustrien, så vel som for databehandling og informatikk. På samme måte har applikasjonen som er laget av silisium vært veldig nyttig på dette feltet.

Allotropiske tilstander

Metalloider har forskjellige allotropiske tilstander (forskjellige krystallinske former); således har for eksempel arsen svart, gul eller grå krystaller.

I naturen finnes de vanligvis ikke som rene kjemiske elementer, men snarere assosierte eller danner aggregater i mineraler sammen med bly, svovel, jern, etc.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Fysiske egenskaper

De fremstår som skinnende faste stoffer. I så måte ligner de metaller. De er sprø og ikke veldig elastiske, så de kan ikke strekkes til en ledning, det vil si at de ikke er veldig behagelig. I tillegg er transformasjonen til ark vanskelig, så metalloidene er ikke veldig formbare.

De er i stand til å lede strøm og temperatur, selv i mindre grad enn metaller. I metalloidene er det kjemiske elementer som, basert på båndstrukturer, er klassifisert som halvledere.

Denne gruppen består av bor, silisium, germanium og antimon. Arsen og tellur er klassifisert som halvmetaller.

Fusjonspoeng

Bor 2.076 ° C; Silisium 1.414 ° C; Germanium 938,25 ° C; Arsen 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Tellurium 449,51º C og Polonium 254º C.

Kokepunkter

Bor 3 927 ° C; Silisium 3,265 ° C; Germanium 2.833 ° C; Arsen 614 ° C; Antimon 1,587 ºC; Tellurium 988º C og Polonium 962º C.

tettheter

Bor 2,34 g / cm ³ : Silisium 2,33 g / cm ³ ; Germanium 5,323 g / cm ³ ; Arsen 5.727; Antimon 6,697 g / cm ³ ; Tellur 6,24 g / cm ³ og polonium 9,32 g / cm ³ .

Kjemiske egenskaper

De oppfører seg på lignende måte som ikke-metaller, de danner oksisyre som SiO _2, og de har amfotær oppførsel. Metalloider kan oppføre seg som en syre eller en base avhengig av pH i mediet.

applikasjoner

Om levende vesener

-Arsen brukes i landbruket som et insektmiddel og ugressmiddel. I tillegg brukes det til å plassere det som et pulver eller i flytende løsning på husdyr for å eliminere insekter og parasitter fra dyret. Kalsiumarsenat brukes til å drepe bomullsvollen.

-Arsen brukes som trebeskyttelsesmiddel på grunn av giftighet for insekter og sopp.

-Arsen brukes til behandling av akutt promyelocytisk leukemi, en type blodkreft. Den brukes til fremstilling av Fowlers løsning for bruk i behandling av psoriasis. En radioaktiv isotop av arsen ( ⁷⁴ As) brukes i lokaliseringen av kreftsvulster som er til stede i menneskekroppen.

-Arsen er en del av Melarsoprol, et medisin som brukes i behandlingen av human afrikansk trypanosomiasis. Parasittisk sykdom overført av tsetse-flua.

-Teluriumoksyd har blitt brukt i behandlingen av seboreisk dermatitt. På samme måte brukes andre tellurforbindelser som antimikrobielle midler.

-Boron, i form av borsyre, brukes som et mildt antiseptisk middel i øynene, nesen og halsen.

I briller og emaljer

-Tellurium brukes i produksjonen av blå, brune og røde briller. Metalloid kan deponeres elektrolytisk på sølv og gi en svartaktig finish.

-Antimonier brukes til å gi briller og emaljer en gul fargetone. Bor brukes i produksjon av glass og keramikk. Spesielt er borosilikatglass motstandsdyktig mot temperaturendringer, og det er derfor det brukes i laboratorier i kjemiske reaksjoner og destillasjoner.

-I hjemmet kan mat bakes ved hjelp av borosilikatglass, uten at redskapene som brukes til å knekke.

-Silisium er hovedbasen i glassindustrien, involvert i produksjon av nesten alle glassobjekter.

-Termiumoksyd brukes til fremstilling av fotografiske kameralinser og mikroskoplinser. I tillegg brukes den til fremstilling av kjernen av optiske fibre til mange bruksområder.

I produksjon av materialer av høyere kvalitet

-Arsen danner legeringer med bly, og gir en reduksjon i smeltepunktet. Dette medfører en høyere hardhet i legeringen som brukes i produksjonen av skudd.

-Tilsetningen av en mengde tellur mellom 0,1% og 0,6% av en legering med bly øker sin motstand mot korrosjon og trekkraft med en økning i fleksibilitet. Tellurium blir ofte tilsatt støpejern for å herde overflatelaget av herdede deler.

-Antimon brukes i legeringer for å produsere lagre, akkumulatorplater og trykksaker.

-Silisium brukes i produksjonen av legeringer med større motstand mot syrer. Slik er Duriron, som inneholder 14% silisium.

Legeringen av silisium, jern og aluminium brukes til produksjon av svært harde deler, som brukes i bilindustrien.

-Arsen danner legeringer med platina og kobber for å øke motstanden mot korrosjon. Dessuten tilsettes arsen til alfa-messing for å øke sinkens motstand. Denne typen messing brukes i produksjonen av tilbehørsmaterialer til avløp.

Innen elektronikk og databehandling

-Metalloider brukes som halvledere i elektronikk- og databehandlingsindustrien. I denne forstand er silisium ledende innen halvlederhandelen som danner grunnlaget for moderne elektronikk og databehandling. Silisium og dets derivater brukes i datamaskiner, transitorer, solceller og LCD-skjermer.

-Tellurium er en halvleder som har applikasjoner innen elektrooptikk og elektronikk.

-Germanium er en halvledermetalloid som brukes sammen med silisium i høyhastighetsintegrerte kretsløp for å forbedre ytelsen. Selv om germanium har noe fortrengt silisium i sin rolle som halvleder, har bruken i miniatyriserte chips blitt forbedret.

-Germanium brukes i produksjon av solcellepaneler. Til og med å utforske roboter på planeten Mars inneholder germanium i solcellene sine. Videre brukes germanium til fremstilling av radarer.

Beskyttende handling av metalloider

Bor og relaterte forbindelser gir stor motstand mot materialene det er en del av. Dette gjør det mulig å bruke romlige strukturer. I tillegg brukes de i produksjon av golfklubber og fiskestenger.

Den beskyttende virkningen av borkarbid brukes som kontrollbarrierer i atomreaktorer, og begrenser lekkasjen av radioaktivt materiale. Videre brukes borkarbid i skuddsikre vester og i rustning av krigstanker.

Silisiumdioksid og silika, i form av leire eller sand, er viktige komponenter i murstein, betong og sement, brukt i forskjellige konstruksjonsformer.

andre

-Antimon sulfide brukes i fyrverkeri og flash lamper i kameraer.

-Boron er en del av neodymidium-magneter.

-Silikon, en polymer som er avledet av silisium, brukes til produksjon av oljer og voks, brystimplantater, kontaktlinser, eksplosiver og i pyroteknikk.

-Germanium brukes til fremstilling av lysrør og noen LED-dioder. I tillegg brukes germanium i elektriske gitarer for å produsere en karakteristisk forvrengningstone.

-Germanium brukes i applikasjoner med termisk avbildning for militær bruk og brannslukking.

-Antimon brukes til fremstilling av fyrstikker og sporings- og lokaliseringsgranater, så vel som i grunning for patroner.

-Sodiumborat brukes som forbrenningshemmer i plast og gummi.

De 8 metalloidelementene

Denne gruppen av kjemiske elementer består av bor, silisium, antimon, tellur, germanium, arsen, polonium og astate. Imidlertid utelukker det største antallet forskere innen kjemi polonium og astat som metalloider.

Derfor vil den mest aksepterte gruppen av metalloider bestå av bor, silisium, antimon, tellur, germanium og arsen.

Polonium har blitt notert for å være utpreget metallisk, siden dets to allotropiske former er metalliske ledere. På den annen side ble astatine i 2013 klassifisert som et metall, selv om det tidligere i 1950 ble betegnet som et halogen, et reaktivt ikke-metallisk.

Grensen mellom gruppene av elementer ansett som metaller, metalloider eller ikke-metaller er uklar. Av denne grunn antyder noen forskere, basert på noen eiendom, at dette eller det elementet bør betraktes som metalloid. Det er for eksempel påpekt at karbon, aluminium eller selen skal klassifiseres som metalloider.

Det er gjort et forsøk på å etablere utvalgskriterier som gjør det mulig å klassifisere et kjemisk element som metall, metalloider eller ikke-metall. Andre utvalgskriterier inkluderer ioniseringsenergi, elektronegativitet og pakningseffektivitet for de forskjellige kjemiske elementene.

referanser

1. Eden Francis. (2002). Klassifisering av elementene. Hentet fra: dl.clackamas.edu
2. Metaller, metalloider og ikke-metaller. Hentet fra: angelo.edu
3. Elementer. Metalloider. Hentet fra: elementer.org.es
4. Eksempel av. (2013). Metalloider. Hentet fra: eksempellede.com
5. Wikipedia. (2018). Metalloid. Hentet fra: en.wikipedia.org
6. Kjemi rasker raskt. (2011). Metalloider (Semimetaler). Hentet fra: chemistry.patent-invent.com
7. Redaktørene av Encyclopaedia Britannica. (2016, 18. oktober). Metalloid. Hentet fra: britannica.com