半金属または半金属の特性

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メタロイドまたは半金属は、金属と非金属の中間の特性を持つ元素です。グループとして、メタロイドには、少なくとも 1 つの光沢のある金属のような同素体があります。固体は脆く、非金属の化学的性質を持っています。メタロイドは優れた電気伝導体または熱伝導体ではありませんが、優れた半導体であり、両性酸化物を形成します。

周期表上の半金属

70 の金属または半金属があり、それらは元素周期表の非金属の 1 つです。このカテゴリの元素は、非金属と金属の中間の特性を持っています。さまざまな分類システムがさまざまな要素をメタロイドと見なしているため、メタロイドと見なされる正確な要素は議論の対象です.

ただし、次の元素は一般にメタロイドまたは半金属と見なされます: ホウ素 (5)、シリコン (14)、ゲルマニウム (32)、ヒ素 (33)、アンチモン (51)、テルル (52)、およびアスタチン (85)。

半金属の構造

半金属は、共有結合から生じる結晶構造を持っています。元素シリコン、アンチモン、ヒ素、ゲルマニウム、テルルは光沢が高く、金属のように見えます。結晶化すると、ゲルマニウムとシリコンはダイヤモンドのような構造になります。結晶内の原子には共有結合があり、四面体の角にある 4 つの隣接する原子に固定されています。ゲルマニウムとシリコンの単結晶は、巨大な三次元分子でできています。

ヒ素にはいくつかの異なる同素体があり、最も安定しているのは、ヒ素原子のシートの層状構造を持つものです。ヒ素原子は、それらを取り囲む他の 3 つの原子に結合しています。アンチモンもヒ素も、グラファイトのような構造を格子状に並べています。テルルには、らせん状のテルル原子の無限の鎖を持つ結晶が含まれています。

ホウ素は、ホウ素原子がそれぞれの角にある正二十面体を形成し、結晶構造は透明です。最も一般的な原子の配置は、互いに非常に接近した配置であり、ホウ素-ホウ素結合の長さは約 176 µm です。ホウ素原子の配置が異なる正二十面体もある。

シリコンメタロイドは酸素と容易に化合物を形成し、Si-O-Si 形式の結合を形成します。これらの結合は、植物や動物の有機化合物の形成に非常に重要な炭素結合と同様に、鉱物の形成に非常に重要です。

半金属の物理的および化学的性質

物理的特性は、要素の物質を変更することなく、物質内の分子のグループを変更することなく、文書化または観察できる特性です。一方、物性には凝固点や密度などの側面があります。半金属の物理的性質は次のとおりです。

半金属は物質の固体状態を持っています。
一般に、半金属は金属光沢を持っています。
半金属は弾力性がほとんどなく、非常に脆いです。
中間ウェイトは半導体素子であり、中程度の熱伝達を可能にします。

化学的性質とは、物質が他の物質とどのように相互作用または反応するか、またはある物質を別の物質に変換する方法を定義するものです。化学反応は、元素の化学的性質を定量化できる唯一の瞬間です。一方、化学反応には、沈殿、燃焼、霧化、爆発などの現象が含まれます。メタロイドの化学的性質は次のとおりです。

半金属は、酸化されると容易にガスを生成します。
合金を作成するには、半金属を金属と組み合わせることができます。
メタロイドには、異なる金属同素体と非金属同素体があります。
半金属が溶けると、一部が収縮します。
メタロイドはハロゲンと反応して化合物を形成することができます。

半金属の一般的な用途

メタロイドはよりもろく、純粋な形では構造的な有用性がありません。これらの化合物は、次のように使用できます。

合金。金属間化合物の歴史の初期に、英国の冶金学者セシル・デッシュは、特定の非金属元素が金属と純粋な金属化合物を形成することができるため、これらの特定の元素が合金の組成に入る可能性があることを観察しました.
生物剤。一般に、6 つの要素は、食事、薬用、または毒性のあるメタロイドとして認識されています。アンチモンとヒ素化合物は特に有毒です。シリコン、ホウ素、およびおそらくヒ素が主な微量元素です。シリコン、ホウ素、アンチモン、ヒ素には医療用途があります。同時に、テルルとゲルマニウムには可能性があると考えられています。
触媒。三塩化ホウ素および三フッ化ホウ素は、エレクトロニクスおよび有機合成の触媒として使用できます。三臭化物は、ジボランの製造に使用できます。さらに、非毒性のホウ素配位子は、いくつかの遷移金属触媒で有毒なリン配位子を置き換えることができます。

いくつかの半金属に関する興味深い事実

地球の地殻で最も豊富なメタロイドはシリコンで、全体で 2 番目に豊富な元素です (酸素が 1 位)。
最も少ない天然メタロイドはテルルです。
半金属は電子産業で価値があります。たとえば、シリコンは電話やコンピューターのチップの製造に使用されます。
ヒ素とポロニウムは毒性の強い半金属です。
アンチモンとテルルは、望ましい特性を追加するために主に金属合金に使用されます。

噴水

ロペス、M. (2018)。半金属。モノグラフ。

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