Le proprietà dei semimetalli o metalloidi

I metalloidi o semimetalli sono elementi con proprietà intermedie tra metalli e non metalli. Come gruppo, i metalloidi hanno almeno un allotropo lucido dall’aspetto metallico. I solidi sono fragili, con proprietà chimiche non metalliche. Sebbene i metalloidi non siano buoni conduttori elettrici o termici, sono ottimi semiconduttori e formano ossidi anfoteri .

Metalloidi nella tavola periodica

Ci sono 70 metalli o metalloidi, e sono tra i non metalli nella tavola periodica degli elementi. Gli elementi in questa categoria hanno proprietà intermedie tra non metalli e metalli. Gli elementi esatti che sono considerati metalloidi sono dibattuti, poiché diversi sistemi di classificazione considerano elementi diversi come metalloidi.

Tuttavia, i seguenti elementi sono generalmente considerati metalloidi o semimetalli: boro (5), silicio (14), germanio (32), arsenico (33), antimonio (51), tellurio (52) e astato (85).

struttura dei metalloidi

I metalloidi hanno una struttura cristallina che risulta da un legame covalente. Il silicio elementare, l’antimonio, l’arsenico, il germanio e il tellurio hanno un’elevata lucentezza, che li fa sembrare metalli. Quando cristallizzati, germanio e silicio hanno una struttura simile al diamante. Gli atomi nel cristallo hanno legami covalenti che li ancorano a quattro atomi vicini agli angoli di un tetraedro. I singoli cristalli di germanio e silicio sono costituiti da enormi molecole tridimensionali.

L’arsenico ha diversi allotropi diversi, il più stabile è quello con una struttura a strati di fogli di atomi di arsenico. Gli atomi di arsenico sono legati ad altri tre atomi che li circondano. Sia l’antimonio che l’arsenico hanno strutture simili alla grafite disposte in un reticolo. Il tellurio contiene cristalli con catene infinite di atomi di tellurio a forma di spirale.

Il boro forma un icosaedro con atomi di boro ad ogni angolo e la struttura cristallina è trasparente. La disposizione più comune degli atomi è quella in cui sono estremamente vicini tra loro, con legami boro-boro aventi una lunghezza di circa 176 µm. Esistono anche altre forme di icosaedri, che hanno una diversa disposizione degli atomi di boro.

Il metalloide di silicio forma prontamente composti con l’ossigeno, creando legami nel formato Si-O-Si. Questi legami sono estremamente importanti nella formazione dei minerali, proprio come i legami di carbonio che sono così importanti nella formazione dei composti organici nelle piante e negli animali.

Proprietà fisiche e chimiche dei metalloidi

Le proprietà fisiche sono caratteristiche che possono essere documentate o osservate senza alterare la sostanza dell’elemento, senza cambiare il gruppo di molecole nelle sostanze. D’altra parte, le proprietà fisiche includono aspetti come il punto di congelamento e la densità. Le proprietà fisiche dei metalloidi sono le seguenti:

• I metalloidi hanno uno stato solido della materia.
• In generale, i metalloidi hanno una lucentezza metallica.
• I metalloidi hanno poca elasticità, sono molto fragili.
• I pesi intermedi sono elementi semiconduttori e consentono una trasmissione del calore media.

Le proprietà chimiche sono quelle che definiscono come una sostanza interagisce o reagisce con altre sostanze o trasforma una sostanza in un’altra. Le reazioni chimiche sono l’unico momento in cui si possono quantificare le proprietà chimiche di un elemento. D’altra parte, le reazioni chimiche includono fenomeni come precipitazione, combustione, appannamento, esplosione, ecc. Le proprietà chimiche dei metalloidi sono le seguenti:

• I metalloidi formano prontamente gas quando ossidati.
• Per creare leghe, i metalloidi possono essere combinati con i metalli.
• I metalloidi hanno diversi allotropi metallici e non metallici .
• Quando i metalloidi si sciolgono, alcuni si contraggono.
• I metalloidi possono reagire con gli alogeni per formare composti.

Usi comuni dei metalloidi

I metalloidi sono più fragili e non hanno alcuna utilità strutturale nella loro forma pura. Questi composti possono essere usati come:

1. Leghe . All’inizio della storia dei composti intermetallici, il metallurgista britannico Cecil Desch ha osservato che alcuni elementi non metallici sono in grado di formare composti puramente metallici con metalli, quindi questi elementi specifici possono entrare nella composizione delle leghe.
2. Agenti biologici. In generale, i sei elementi sono riconosciuti come metalloidi con proprietà dietetiche, medicinali o tossiche. I composti di antimonio e arsenico sono particolarmente tossici; silicio, boro ed eventualmente arsenico sono i principali oligoelementi. Silicio, boro, antimonio e arsenico hanno applicazioni mediche. Allo stesso tempo, si ritiene che il tellurio e il germanio abbiano un potenziale.
3. Catalizzatori . Il tricloruro e il trifluoruro di boro possono essere utilizzati come catalizzatori nell’elettronica e nella sintesi organica; il tribromuro può essere utilizzato nella produzione di diborano. Inoltre, i ligandi di boro non tossici potrebbero sostituire i ligandi di fosforo tossici in alcuni catalizzatori di metalli di transizione.

Curiosità su alcuni metalloidi

• Il metalloide più abbondante nella crosta terrestre è il silicio, che è il secondo elemento più abbondante in assoluto (l’ossigeno è il primo).
• Il metalloide naturale meno abbondante è il tellurio.
• I metalloidi sono preziosi nell’industria elettronica, ad esempio il silicio viene utilizzato per produrre i chip che si trovano nei telefoni e nei computer.
• L’arsenico e il polonio sono metalloidi altamente tossici.
• L’antimonio e il tellurio sono utilizzati principalmente nelle leghe metalliche per aggiungere proprietà desiderabili.

Fontana

López, M. (2018). Metalloidi . Monografia.