Metalloider Egenskaper, egenskaper og bruksområder

den metalloid eller semimetaler er en gruppe kjemiske elementer med mellomliggende fysiske og kjemiske egenskaper mellom metaller og ikke-metaller. De fleste kjemiske forskere godtar følgende kjemiske elementer som metalloider: bor, silisium, arsen, germanium, antimon og tellur (grønn i bildet nedenfor).

En mindre gruppe forskere legger til polio, astatin (blå) og selen (rosa) til metalloidene..

Selv, basert på noen egenskaper, foreslår de at de kjemiske elementene karbon og aluminium (gul) også skal betraktes som metalloider..

index

• 1 Hovedkarakteristikk av metalloider
  • 1.1 Situasjon i periodisk tabell
  • 1.2 Former legeringer med metaller
  • 1.3 Elektriske halvledere
  • 1.4 Basen i den elektroniske industrien
  • 1.5 Allotrope tilstander
• 2 Fysiske og kjemiske egenskaper
  • 2.1 Fysiske egenskaper
  • 2.2 Kjemiske egenskaper
• 3 bruksområder
  • 3.1 Om levende vesener
  • 3.2 i briller og emaljer
  • 3.3 Ved produksjon av materialer av høyere kvalitet
  • 3.4 I elektronikk og databehandling
  • 3.5 Beskyttende virkning av metalloidene
  • 3.6 Andre
• 4 De 8 metalloidelementene
• 5 referanser

Hovedkarakteristikkene til metalloidene

Situasjon i periodisk tabell

Metalloidene er plassert i det periodiske bordet i en synkende diagonal mellom kolonnene 13, 14, 15, 16 og 17, som begynner med boret i øvre venstre hjørne og slutter med astatinen i nedre høyre hjørne.

Metallene er plassert til venstre for metalloider og ikke-metaller til høyre; Derfor representerer de grensen mellom begge typer saker.

De danner legeringer med metaller

Metalloider danner legeringer med metaller og reagerer med ikke-metaller, for eksempel med oksygen, svovel og halogener.

Elektriske halvledere

For det meste anses de som elektriske halvledere, deres konduktivitet er temperaturavhengig. Ved lave temperaturer er elektrisk ledningsevne lav, slik at de fungerer som elektriske isolatorer, men når de oppvarmer sin evne til å lede strøm øker.

Basen av den elektroniske industrien

Semiconductors er grunnlaget for utviklingen av den elektroniske industrien, så vel som den ene av beregning og datavitenskap. Også søknaden som er laget av silisium har vært veldig nyttig i dette feltet..

Allotropiske tilstander

Metalloidene har forskjellige allotrope tilstander (forskjellige krystallinske former); så for eksempel presenterer arsen svart, gul eller grå krystaller.

I naturen er de vanligvis ikke funnet som rene kjemiske elementer, men heller forbundet eller dannende aggregater i mineraler sammen med bly, svovel, jern, etc..

Fysiske og kjemiske egenskaper

Fysiske egenskaper

De virker som lyse faste stoffer. I dette aspektet ligner de metaller. De er sprø og uelastisk, så de kan ikke trekke ledning form, dvs. de er ikke veldig seigt. I tillegg er omformingen til arket vanskelig, slik at metalloidene er lett formbare.

De er i stand til å lede strøm og temperatur, men i mindre grad enn metaller. Innenfor metalloider er det kjemiske elementer som, basert på deres båndstrukturer, er klassifisert som halvledere.

Denne gruppen består av bor, silisium, germanium og antimon. Arsen og tellurium er klassifisert som semimetaler.

Fusjonspunkter

Boro 2,076º C; Silisium 1,414º C; Germanium 938.25 C; Arsen 817 C; Antimon 630,13 ° C; Tellurium 449.51º C og Polonium 254º C.

Kokepunkt

Bor 3,927º C; Silisium 3,265 ° C; Germanium 2,833º C; Arsenisk 614 C; Antimon 1,587 ° C; Telurio 988º C og Polonio 962º C.

tettheter

Bor 2,34 g / cm³: Silisium 2,33 g / cm³; Germanium 5.323 g / cm³; Arsenisk 5,727; Antimon 6,697 g / cm³; Tellurium 6,24 g / cm³ og polonium 9,32 g / cm³.

Kjemiske egenskaper

De oppfører seg på samme måte som ikke-metaller, danner oksysyrer som SiO₂ og de har en amfoterisk oppførsel. Metalloidene kan oppføre sig som en syre eller en base avhengig av mediumets pH.

søknader

Om levende vesener

-Arsen brukes i landbruket som insektmiddel og herbicid. I tillegg brukes den til å plassere den som en pulver eller væskeoppløsning på storfe for å eliminere insekter og parasitter fra dyret. Kalsiumarsenat brukes til å eliminere væsken fra bomulls kapsel.

-Arsen er brukt som trebeskyttelsesmiddel på grunn av dets toksisitet mot insekter og sopp.

-Arsen brukes til behandling av akutt promyelocytisk leukemi, en type blodkreft. Den brukes i utviklingen av Fowler-løsningen til bruk ved behandling av psoriasis. En radioaktiv isotop av arsen (⁷⁴As) brukes i lokalisering av kreftformede tumorer tilstede i menneskekroppen.

-Arsen er en del av Melarsoprol, et legemiddel som brukes til behandling av human afrikansk trypanosomiasis. Parasittisk sykdom overført av tsetse fly.

-Telluriumoksid har blitt brukt til behandling av seborrheisk dermatitt. På samme måte brukes andre tellurforbindelser som antimikrobielle midler.

-Bor, i form av borsyre, brukes som et mildt antiseptisk middel i øynene, nesen og halsen.

I briller og emaljer

-Tellurium brukes til produksjon av blå, brune og røde briller. Metalloidet kan avsettes elektrolytisk på sølv og gir en svartaktig overflate.

-Antimon brukes til å gi brillene og glasurene en gul fargetone. Bor brukes til fremstilling av briller og keramikk. Spesielt er borosilikatglasset bestandig mot temperaturendringer, og det er derfor det brukes i laboratorier for kjemiske reaksjoner og destillasjoner.

-Hjemme kan du bake mat ved hjelp av borosilikatglass uten å bryte de brukte redskapene.

-Silisium er hovedbasen av glassindustrien, og går i produksjon av nesten alle glassobjekter.

-Germanium oksid brukes til fremstilling av linser av kameraer og linser av mikroskoper. I tillegg er det brukt i utviklingen av kjernen av optiske fibre av mange anvendelser.

I produksjon av materialer av høyere kvalitet

-Arsenisk danner legeringer med bly som gir en nedgang i smeltepunktet til det samme. Dette medfører større hardhet i legeringen som brukes i produksjon av skudd

-Tilsetningen av en tellurmengde mellom 0,1% og 0,6% av en blylegering øker motstanden mot korrosjon og trekkraft med økt fleksibilitet. Tellurium blir vanligvis lagt til støpejernet for å produsere en herding av overflate laget av de herdede delene.

-Antimon brukes i legeringer for å produsere lager, akkumulatorplater og trykkmateriale.

-Silisium brukes i produksjon av legeringer med større motstand mot syrer. Slik er tilfellet av Durirón, som inneholder 14% silisium.

Legering av silisium, jern og aluminium brukes til fremstilling av deler av stor hardhet, som brukes i bilindustrien.

-Arsenisk danner legeringer med platina og kobber for å øke motstanden mot korrosjon. På samme måte blir arsen tilsatt i alfa-messing for å øke sinkresistansen. Denne typen messing brukes i produksjon av tilbehørsmaterialer for rørleggerarbeid.

I elektronikk og databehandling

-Metalloider brukes som halvledere i elektronikk og dataindustrien. I denne forstand er silisium ledende innen halvlederhandel som danner grunnlag for moderne elektronikk og databehandling. Silisium og dets derivater brukes i datamaskiner, transdusere, solceller og LCD-skjermer.

-Tellurium er en halvleder som har applikasjoner i elektrooptikk og elektronikk.

-Germanium er en halvleder metalloid som brukes sammen med silisium i høyhastighets integrerte kretser for å forbedre ytelsen. Mens germanium har flyttet seg til en viss grad i sin funksjon silisium halvleder har den forbedret sin anvendelse ved utvikling av miniatyriserte chips.

-Germanium brukes til produksjon av solcellepaneler. Selv planetens speideroboter inneholder germanium i sine solceller. I tillegg er germanium brukt til produksjon av radar.

Beskyttende virkning av metalloidene

Bor og dets beslektede forbindelser gir stor motstand mot materialene som det er en del av. Dette tillater bruken av dette i etableringen av romlige strukturer. I tillegg brukes de til utarbeidelse av golfklubber og fiskestenger.

Den beskyttende virkningen av borkarbid brukes som kontrollbarrierer i kjernereaktorer, og begrenser lekkasje av radioaktivt materiale. I tillegg benyttes borkarbid i kuldefaste vester og i rustning av krigstanker.

Silisiumdioksyd og silika, i form av leire eller sand, er viktige komponenter av murstein, betong og sement, brukt i forskjellige former for konstruksjon.

andre

-Antimon sulfid brukes i fyrverkeri og flash-type lamper av kameraer.

-Bor er en del av neodymmagneter.

-Silikon, en polymer avledet av silisium, brukes til fremstilling av oljer og voks, brystimplantater, kontaktlinser, sprengstoff og i pyroteknikk.

-Germanium brukes til produksjon av fluorescerende lamper og noen LED-dioder. I tillegg er germanium brukt i elektriske gitarer for å produsere en karakteristisk forvrengningstone.

-Germanium brukes i bruk av termisk bildebehandling for militær bruk og brannslukking.

-Antimon brukes i produksjon av matcher og sporingsgranater og lokatorer, samt patronprimere.

-Natriumborat brukes som forbrenningsmiddel i plast og gummi.

De 8 metalloidelementene

Denne gruppen av kjemiske elementer består av bor, silisium, antimon, tellur, germanium, arsen, polonium og astatin. Det største antallet forskere innen kjemi utelukker imidlertid polonium og astatus som metalloider.

Derfor vil gruppen av metalloider som mest aksepteres, bli dannet av bor, silisium, antimon, tellur, germanium og arsen.

Det er påpekt at polonium er tydelig metallisk, da de to allotropiske formene er metallledere. På den annen side ble astatinen klassifisert i 2013 som et metall, men tidligere i 1950 ble det betegnet som et halogen, et ikke-reaktivt metall.

Grensen mellom gruppene av elementer betraktet som metaller, metalloider eller ikke-metaller er forvirrende. Av denne grunn foreslår enkelte forskere, basert på noen egenskaper, at dette eller det elementet bør betraktes som en metalloid. Det har for eksempel vært påpekt at karbon, aluminium eller selen skal klassifiseres som metalloider.

Det har blitt forsøkt å etablere utvalgskriterier som tillater å klassifisere et kjemisk element som metall, metalloider eller ikke-metall. Blant annet utvalgskriterier er ioniseringsenergien, elektronegativiteten og pakningseffektiviteten til de forskjellige kjemiske elementene.

referanser

1. Eden Francis. (2002). Klassifisering av elementene. Tatt fra: dl.clackamas.edu
2. Metaller, Metalloider og Nonmetals. Tatt fra: angelo.edu
3. Elementer. Metalloid. Tatt fra: elementos.org.es
4. Ejemplode. (2013). Metalloid. Tatt fra: ejemplode.com
5. Wikipedia. (2018). Metalloid. Hentet fra: en.wikipedia.org
6. Kjemi Quick Fasts. (2011). Metalloider (Semimetaler). Tatt fra: chemistry.patent-invent.com
7. Editors of Encyclopaedia Britannica. (18. oktober 2016). Metalloid. Hentet fra: britannica.com