Egenskaperna hos halvmetaller eller metalloider

Metalloider eller halvmetaller är grundämnen med egenskaper mellan metaller och icke-metaller. Som grupp har metalloiderna minst en glänsande allotrop som ser metalliskt ut. Fasta ämnen är spröda, med icke-metalliska kemiska egenskaper. Även om metalloider inte är bra elektriska eller termiska ledare, är de utmärkta halvledare och bildar amfotära oxider .

Metalloider på det periodiska systemet

Det finns 70 metaller eller metalloider, och de är bland icke-metallerna i grundämnenas periodiska system . Grundämnen i denna kategori har egenskaper mellan icke-metaller och metaller. De exakta grundämnena som anses vara metalloider är föremål för debatt, eftersom olika klassificeringssystem anser att olika grundämnen är metalloider.

Följande grundämnen anses generellt vara metalloider eller halvmetaller: bor (5), kisel (14), germanium (32), arsenik (33), antimon (51), tellur (52) och astatin (85).

struktur av metalloider

Metalloider har en kristallin struktur som är resultatet av en kovalent bindning. Elementärt kisel, antimon, arsenik, germanium och tellur har en hög lyster, vilket gör att de ser ut som metaller. När de kristalliseras har germanium och kisel en diamantliknande struktur. Atomerna i kristallen har kovalenta bindningar som förankrar dem till fyra angränsande atomer i hörnen av en tetraeder. Enkristaller av germanium och kisel är uppbyggda av enorma tredimensionella molekyler.

Arsenik har flera olika allotroper, den mest stabila är den med en skiktad struktur av ark av arsenikatomer. Arsenikatomerna är bundna till tre andra atomer som omger dem. Både antimon och arsenik har grafitliknande strukturer arrangerade i ett galler. Tellur innehåller kristaller med ändlösa kedjor av spiralformade telluratomer.

Bor bildar en ikosaeder med boratomer i varje hörn, och kristallstrukturen är transparent. Det vanligaste arrangemanget av atomer är ett där de är extremt nära varandra, med bor-bor-bindningar som har en längd på cirka 176 µm. Det finns också andra former av ikosaeder, som har ett annat arrangemang av boratomer.

Kiselmetalloiden bildar lätt föreningar med syre, vilket skapar bindningar i Si-O-Si-formatet. Dessa bindningar är oerhört viktiga vid bildningen av mineraler, precis som de kolbindningar som är så viktiga för bildningen av organiska föreningar i växter och djur.

Fysikaliska och kemiska egenskaper hos metalloider

Fysikaliska egenskaper är egenskaper som kan dokumenteras eller observeras utan att ändra grundämnets substans, utan att ändra gruppen av molekyler i substanser. Å andra sidan inkluderar fysikaliska egenskaper aspekter som fryspunkt och densitet. De fysikaliska egenskaperna hos metalloider är följande:

• Metalloider har ett fast tillstånd av materia.
• I allmänhet har metalloider en metallisk lyster.
• Metalloider har liten elasticitet, de är mycket spröda.
• Mellanvikterna är halvledarelement och tillåter medelhög värmeöverföring.

Kemiska egenskaper är de som definierar hur ett ämne interagerar eller reagerar med andra ämnen eller omvandlar ett ämne till ett annat. Kemiska reaktioner är det enda ögonblick då de kemiska egenskaperna hos ett grundämne kan kvantifieras. Å andra sidan inkluderar kemiska reaktioner fenomen som nederbörd, förbränning, imma, explosion etc. De kemiska egenskaperna hos metalloider är följande:

• Metalloider bildar lätt gaser när de oxideras.
• För att skapa legeringar kan metalloider kombineras med metaller.
• Metalloider har olika metalliska och icke-metalliska allotroper .
• När metalloider smälter drar vissa ihop sig.
• Metalloider kan reagera med halogener och bilda föreningar.

Vanliga användningsområden för metalloider

Metalloider är mer spröda och har ingen strukturell nytta i sin rena form. Dessa föreningar kan användas som:

1. Legeringar . Tidigt i historien om intermetalliska föreningar observerade den brittiska metallurgen Cecil Desch att vissa icke-metalliska element kan bilda rena metalliska föreningar med metaller, så dessa specifika element kan ingå i sammansättningen av legeringar.
2. Biologiska medel. I allmänhet är de sex elementen igenkända som metalloider med dietära, medicinska eller toxiska egenskaper. Antimon- och arsenikföreningar är särskilt giftiga; kisel, bor och eventuellt arsenik är de viktigaste spårämnena. Kisel, bor, antimon och arsenik har medicinska tillämpningar. Samtidigt tros tellur och germanium ha potential.
3. Katalysatorer . Bortriklorid och trifluorid kan användas som katalysatorer i elektronik och organisk syntes; tribromiden kan användas vid tillverkning av diboran. Vidare kan icke-toxiska borligander ersätta toxiska fosforligander i vissa övergångsmetallkatalysatorer.

Intressanta fakta om vissa metalloider

• Den vanligaste metalloiden i jordskorpan är kisel, som är det näst vanligaste grundämnet totalt (syre är först).
• Den minst förekommande naturliga metalloiden är tellur.
• Metalloider är värdefulla inom elektronikindustrin, till exempel används kisel för att tillverka chips som finns i telefoner och datorer.
• Arsenik och polonium är mycket giftiga metalloider.
• Antimon och tellur används främst i metallegeringar för att tillföra önskvärda egenskaper.

Fontän

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