METALLOIDER: EGENSKAPER, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

De metalloider eller halvmetaller är en grupp av kemiska element med fysikaliska egenskaper och kemisk mellanprodukt mellan metaller och icke-metaller. De flesta kemiska forskare accepterar följande kemiska element som metalloider: bor, kisel, arsenik, germanium, antimon och tellur (grönt på bilden nedan).

Emellertid lägger en mindre grupp forskare till polonium, astat (blå färg) och selen (rosa färg) till metalloider.

Källa: Av Sandbh, från Wikimedia Commons

Även baserat på vissa egenskaper föreslår de att de kemiska elementen kol och aluminium (gul i färg) också bör betraktas som metalloider.

De viktigaste egenskaperna hos metalloider

Situationen på det periodiska systemet

Metalloider är belägna på det periodiska bordet på en nedåtgående diagonal mellan kolumnerna 13, 14, 15, 16 och 17, börjar med bor längst upp till vänster och slutar med astatin längst ner till höger.

Metaller är belägna till vänster om metalloider och icke-metaller till höger; därför representerar de gränsen mellan båda typerna av materia.

De bildar legeringar med metaller

Metalloider bildar legeringar med metaller och reagerar med icke-metaller, till exempel syre, svavel och halogener.

Elektriska halvledare

För det mesta betraktas de som elektriska halvledare, vars ledningsförmåga är temperaturberoende. Vid låga temperaturer är den elektriska ledningen låg, så de fungerar som elektriska isolatorer, men när de värms upp ökar deras förmåga att leda elektricitet.

Elektronikbranschbas

Halvledare är grunden för utvecklingen av elektronikindustrin, liksom den för datoranvändning och informatik. På samma sätt har applikationen som har gjorts av kisel varit mycket användbar inom detta område.

Allotropiska tillstånd

Metalloider har olika allotropiska tillstånd (olika kristallina former); således har exempelvis arsenik svarta, gula eller gråa kristaller.

I naturen finns de vanligtvis inte som rena kemiska element, utan snarare associerade eller bildar aggregat i mineraler tillsammans med bly, svavel, järn, etc.

Fysiska och kemiska egenskaper

Fysikaliska egenskaper

De framstår som glänsande fasta ämnen. I detta avseende liknar de metaller. De är spröda och inte särskilt elastiska, så de kan inte sträckas till en tråd, det vill säga att de inte är väldigt smidiga. Dessutom är dess omvandling till ark svår, så metalloiderna är inte särskilt formbara.

De kan leda elektricitet och temperatur, men i mindre grad än metaller. Inom metalloiderna finns kemiska element som baseras på deras bandstrukturer klassificeras som halvledare.

Denna grupp består av bor, kisel, germanium och antimon. Arsenik och tellur klassificeras som halvmetaller.

Fusion Points

Bor 2,076 ° C; Kisel 1.414 ° C; Germanium 938,25 ° C; Arsenik 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Tellurium 449,51 ° C och Polonium 254º C.

Kokpunkter

Bor 3 927 ° C; Kisel 3 265 ° C; Germanium 2 833 ° C; Arsenik 614 ° C; Antimon 1,587 ºC; Tellurium 988º C och Polonium 962º C.

tätheter

Bor 2,34 g / cm ^{^} : Kisel 2,33 g / cm ^{^} ; Germanium 5,323 g / cm ³ ; Arsenik 5,727; Antimon 6,697 g / cm ³ ; Tellurium 6,24 g / cm ³ och Polonium 9,32 g / cm ³ .

Kemiska egenskaper

De uppför sig på liknande sätt som icke-metaller, de bildar oxidsyror som SiO _2, och de har amfoteriskt beteende. Metalloider kan bete sig som en syra eller en bas beroende på mediets pH.

tillämpningar

Om levande varelser

-Arsenik används i jordbruket som insektsmedel och herbicid. Dessutom används det för att placera det som ett pulver eller i flytande lösning på boskapen för att eliminera insekter och parasiter från djuret. Kalciumarsenat används för att döda bomullsvågen.

-Arsenik används som träkonserveringsmedel på grund av dess toxicitet för insekter och svampar.

-Arsenik används vid behandling av akut promyelocytisk leukemi, en typ av blodcancer. Den används vid beredningen av Fowlers lösning för användning vid behandling av psoriasis. En radioaktiv isotop av arsenik ( ⁷⁴ As) används vid lokalisering av cancertumörer som finns i människokroppen.

-Arsenik är en del av Melarsoprol, ett läkemedel som används för behandling av humant afrikansk trypanosomiasis. Parasitisk sjukdom som överförs av tsetse-flugan.

-Teluriumoxid har använts vid behandling av seborrheisk dermatit. På liknande sätt används andra tellurföreningar som antimikrobiella medel.

-Boron, i form av borsyra, används som ett milt antiseptikum i ögon, näsa och hals.

I glas och emaljer

-Telurium används för produktion av blå, bruna och röda glasögon. Metalloid kan avsättas elektrolytiskt på silver, vilket ger en svartaktig finish.

-Vernförsäljning används för att ge glasögon och emaljer en gul nyans. Bor används för produktion av glas och keramik. I synnerhet är borosilikatglas resistent mot temperaturförändringar, varför det används i laboratorier vid kemiska reaktioner och destillationer.

-I hemmet kan mat bakas med borosilikatglas utan att orsaka redskapen som används.

-Silikon är huvudbasen i glasindustrin, involverad i tillverkningen av nästan alla glasföremål.

-Germaniumoxid används vid tillverkning av fotografiska kameralinser och mikroskoplinser. Dessutom används den vid tillverkning av kärnan av optiska fibrer för många tillämpningar.

Vid produktion av material av högre kvalitet

-Arsen bildar legeringar med bly, vilket ger en minskning av smältpunkten. Detta orsakar en högre hårdhet i legeringen som används vid produktion av skott.

-Tillsatsen av en mängd tellur mellan 0,1% och 0,6% av en legering med bly, ökar dess motståndskraft mot korrosion och dragkraft med ökad flexibilitet. Tellurium tillsätts ofta till gjutjärn för att härda ytlagret av härdade delar.

-Antimon används i legeringar för att producera lager, ackumulatorplattor och tryckmaterial.

-Silikon används för produktion av legeringar med större resistens mot syror. Så är fallet med Duriron, som innehåller 14% kisel.

Legeringen av kisel, järn och aluminium används för produktion av mycket hårda delar, som används i fordonsindustrin.

-Arsen bildar legeringar med platina och koppar för att öka dess motståndskraft mot korrosion. Dessutom tillsätts arsenik till alfa-mässing för att öka zinkmotståndet. Denna typ av mässing används för tillverkning av tillbehörsmaterial för VVS.

Inom elektronik och datoranvändning

-Metalloider används som halvledare inom elektronik- och datorindustrin. I detta avseende är kisel ledande inom halvledarhandeln som utgör grunden för modern elektronik och datoranvändning. Kisel och dess derivat används i datorer, transitorer, solceller och LCD-skärmar.

-Telurium är en halvledare som har applikationer inom elektrooptik och elektronik.

-Germanium är en halvledarmetalloid som används tillsammans med kisel i höghastighetsintegrerade kretsar för att förbättra prestandan. Även om germanium har något förskjutit kisel i sin roll som halvledare, har dess användning i miniatyriserade chips förbättrats.

-Germanium används för produktion av solpaneler. Till och med att utforska robotar på planeten Mars innehåller germanium i sina solceller. Dessutom används germanium vid tillverkning av radar.

Skyddande åtgärder av metalloider

Bor och dess relaterade föreningar ger stor motståndskraft mot de material som det är en del av. Detta tillåter dess användning vid skapandet av rumsliga strukturer. Dessutom används de för produktion av golfklubbar och fiskespön.

Den skyddande verkan av borkarbid används som kontrollhinder i kärnreaktorer, vilket begränsar läckaget av radioaktivt material. Vidare används borkarbid i skottbeständiga västar och i rustning av krigstankar.

Kiseldioxid och kiseldioxid, i form av lera eller sand, är viktiga komponenter i tegel, betong och cement, som används i olika konstruktionsformer.

Övriga

-Antimon sulfid används i fyrverkerier och blixtlampor i kameror.

-Boron är en del av neodymidiummagneter.

-Silikon, en polymer härrörande från kisel, används för produktion av oljor och växer, bröstimplantat, kontaktlinser, sprängämnen och i pyroteknik.

-Germanium används för tillverkning av lysrör och vissa LED-dioder. Dessutom används germanium i elektriska gitarrer för att producera en karakteristisk distorsionston.

-Germanium används i applikationer för termisk avbildning för militär användning och brandbekämpning.

-Antimon används för tillverkning av tändstickor och spår- och lokaliseringsgranater, såväl som i primrar för patroner.

-Sodiumborat används som förbränningsskyddsmedel i plast och gummi.

De 8 metalloidelementen

Denna grupp av kemiska element består av bor, kisel, antimon, tellur, germanium, arsen, polonium och astat. Det största antalet forskare inom kemi utesluter emellertid polonium och astat som metalloider.

Därför skulle den mest accepterade gruppen av metalloider utgöras av bor, kisel, antimon, tellur, germanium och arsenik.

Polonium har noterats vara distinkt metalliskt, eftersom dess två allotropa former är metallledare. Å andra sidan klassificerades astatin 2013 som en metall, även om det tidigare betecknades 1950 som en halogen, en reaktiv nonmetal.

Gränsen mellan de grupper av element som betraktas som metaller, metalloider eller icke-metaller är oklar. Av denna anledning föreslår vissa forskare, baserat på någon egenskap, att detta eller det elementet bör betraktas som metalloid. Det har till exempel påpekats att kol, aluminium eller selen bör klassificeras som metalloider.

Ett försök har gjorts att fastställa urvalskriterier som gör det möjligt att klassificera ett kemiskt element som metall, metalloider eller icke-metall. Andra urvalskriterier inkluderar joniseringsenergi, elektronegativitet och packningseffektivitet för de olika kemiska elementen.

referenser

1. Eden Francis. (2002). Klassificering av elementen. Hämtad från: dl.clackamas.edu
2. Metaller, metalloider och icke-metaller. Hämtad från: angelo.edu
3. Elements. Metaller. Hämtad från: element.org.es
4. Exempel av. (2013). Metaller. Hämtad från: eksempellede.com
5. Wikipedia. (2018). Metalloid. Hämtad från: en.wikipedia.org
6. Kemi snabbt snabbt. (2011). Metalloider (semimetaler). Hämtad från: chemistry.patent-invent.com
7. Redaktörerna för Encyclopaedia Britannica. (2016, 18 oktober). Metalloid. Hämtad från: britannica.com