Egenskapene til halvmetaller eller metalloider

Metalloider eller halvmetaller er grunnstoffer med egenskaper mellom metaller og ikke-metaller. Som en gruppe har metalloidene minst en skinnende, metallisk utseende allotrop. Faste stoffer er sprø, med ikke-metalliske kjemiske egenskaper. Selv om metalloider ikke er gode elektriske eller termiske ledere, er de utmerkede halvledere og danner amfotere oksider .

Metalloider i det periodiske systemet

Det er 70 metaller eller metalloider, og de er blant ikke-metallene på grunnstoffenes periodiske system . Elementer i denne kategorien har egenskaper mellom ikke-metaller og metaller. De nøyaktige elementene som regnes som metalloider er gjenstand for debatt, ettersom forskjellige klassifiseringssystemer anser forskjellige elementer for å være metalloider.

Imidlertid anses følgende grunnstoffer generelt for å være metalloider eller halvmetaller: bor (5), silisium (14), germanium (32), arsen (33), antimon (51), tellur (52) og astatin (85).

strukturen til metalloider

Metalloider har en krystallinsk struktur som er et resultat av en kovalent binding. Elementært silisium, antimon, arsen, germanium og tellur har en høy glans, noe som gjør at de ser ut som metaller. Når de er krystallisert, har germanium og silisium en diamantlignende struktur. Atomene i krystallen har kovalente bindinger som forankrer dem til fire naboatomer i hjørnene av et tetraeder. Enkeltkrystaller av germanium og silisium er bygd opp av enorme tredimensjonale molekyler.

Arsen har flere forskjellige allotroper, den mest stabile er den med en lagdelt struktur av ark med arsenatomer. Arsen-atomene er bundet til tre andre atomer som omgir dem. Både antimon og arsen har grafittlignende strukturer arrangert i et gitter. Tellur inneholder krystaller med endeløse kjeder av spiralformede telluratomer.

Bor danner et ikosaeder med boratomer i hvert hjørne, og krystallstrukturen er gjennomsiktig. Det vanligste arrangementet av atomer er et der de er ekstremt nær hverandre, med bor-bor-bindinger som har en lengde på omtrent 176 µm. Det finnes også andre former for ikosaeder, som har et annet arrangement av boratomer.

Silisiummetalloidet danner lett forbindelser med oksygen, og skaper bindinger i Si-O-Si-formatet. Disse bindingene er ekstremt viktige i dannelsen av mineraler, akkurat som karbonbindingene som er så viktige i dannelsen av organiske forbindelser i planter og dyr.

Fysiske og kjemiske egenskaper til metalloider

Fysiske egenskaper er egenskaper som kan dokumenteres eller observeres uten å endre grunnstoffets substans, uten å endre gruppen av molekyler i substanser. På den annen side inkluderer fysiske egenskaper aspekter som frysepunkt og tetthet. De fysiske egenskapene til metalloider er som følger:

• Metalloider har en fast tilstand av materie.
• Generelt har metalloider en metallisk glans.
• Metalloider har liten elastisitet, de er veldig sprø.
• Mellomvektene er halvlederelementer og tillater middels varmeoverføring.

Kjemiske egenskaper er de som definerer hvordan et stoff interagerer eller reagerer med andre stoffer eller omdanner ett stoff til et annet. Kjemiske reaksjoner er det eneste øyeblikket hvor de kjemiske egenskapene til et grunnstoff kan kvantifiseres. På den annen side inkluderer kjemiske reaksjoner fenomener som nedbør, forbrenning, tåke, eksplosjon, etc. De kjemiske egenskapene til metalloider er som følger:

• Metalloider danner lett gasser når de oksideres.
• For å lage legeringer kan metalloider kombineres med metaller.
• Metalloider har forskjellige metalliske og ikke-metalliske allotroper .
• Når metalloider smelter, trekker noen seg sammen.
• Metalloider kan reagere med halogener og danne forbindelser.

Vanlige bruksområder for metalloider

Metalloider er mer sprø og har ingen strukturell nytte i sin rene form. Disse forbindelsene kan brukes som:

1. Legeringer . Tidlig i historien til intermetalliske forbindelser observerte den britiske metallurgen Cecil Desch at visse ikke-metalliske elementer er i stand til å danne rene metalliske forbindelser med metaller, slik at disse spesifikke elementene kan inngå i sammensetningen av legeringer.
2. Biologiske midler. Generelt er de seks elementene anerkjent som metalloider med diett, medisinske eller giftige egenskaper. Antimon- og arsenforbindelser er spesielt giftige; silisium, bor og muligens arsen er de viktigste sporstoffene. Silisium, bor, antimon og arsen har medisinske anvendelser. Samtidig antas tellur og germanium å ha potensial.
3. Katalysatorer . Bortriklorid og trifluorid kan brukes som katalysatorer i elektronikk og organisk syntese; tribromidet kan brukes til fremstilling av diboran. Videre kan ikke-toksiske borligander erstatte giftige fosforligander i noen overgangsmetallkatalysatorer.

Interessante fakta om noen metalloider

• Det mest tallrike metalloidet i jordskorpen er silisium, som er det nest mest tallrike elementet totalt sett (oksygen er først).
• Den minst rikelige naturlige metalloiden er tellur.
• Metalloider er verdifulle i elektronikkindustrien, for eksempel brukes silisium til å lage brikkene som finnes i telefoner og datamaskiner.
• Arsen og polonium er svært giftige metalloider.
• Antimon og tellur brukes først og fremst i metallegeringer for å legge til ønskelige egenskaper.

Fontene

Lopez, M. (2018). Metalloider . Monografi.