Металоиди: Характеристики, Свойства и Употреби

Металоидите или полуметалите са група от химични елементи с междинни физични и химични свойства между метали и неметали. Повечето химически изследователи приемат следните химични елементи като металоиди: бор, силиций, арсен, германий, антимон и телур (зелено на изображението по-долу).

Въпреки това, по-малка група изследователи добавя полоний, астатин (синьо) и селен (розово) към металоидите.

Дори, въз основа на някои свойства, те предполагат, че химичните елементи въглерод и алуминий (жълто) също трябва да се разглеждат като металоиди.

Основни характеристики на металоидите

Положението в периодичната таблица

Металоидите са разположени в периодичната таблица в низходящ диагонал между колони 13, 14, 15, 16 и 17, като се започва с бор в горния ляв ъгъл и завършва с астатина в долния десен ъгъл.

Металите са разположени вляво от металоидите и неметалите отдясно; следователно те представляват границата между двата вида материя.

Те образуват сплави с метали

Металоидите образуват сплави с метали и реагират с неметали, например с кислород, сяра и халогени.

Електрически полупроводници

В по-голямата си част те се разглеждат като електрически полупроводници, чиято проводимост зависи от температурата. При ниски температури електрическата проводимост е ниска, така че те служат като електрически изолатори, но тъй като нагряват тяхната способност за провеждане на електричество се увеличава.

Основа на електронната индустрия

Полупроводниците са в основата на развитието на електронната индустрия, както и на изчисленията и компютърните науки. Също така, приложението, което е направено от силиций, е много полезно в тази област.

Алотропни състояния

Металоидите имат различни алотропни състояния (различни кристални форми); Например, арсенът има черни, жълти или сиви кристали.

В природата те обикновено не се срещат като чисти химически елементи, а по-скоро са свързани или образуват агрегати в минерали заедно с олово, сяра, желязо и др.

Физични и химични свойства

Физични свойства

Те се появяват като ярки твърди тела. В този аспект те приличат на метали. Те са чупливи и не са много еластични, така че не могат да бъдат разтеглени в тел, т.е. те не са много пластични. Освен това, неговата трансформация в листове е трудна, така че металоидите не са много податливи.

Те са способни да провеждат електричество и температура, макар и в по-малка степен, отколкото металите. В рамките на металоидите има химични елементи, които, на базата на техните лентови структури, се класифицират като полупроводници.

Тази група се състои от бор, силиций, германий и антимон. Арсенът и телурът се класифицират като полуметали.

Fusion Points

Боро 2.076 ° С; Силикон 1.414 ° С; Германий 938.25 С; Арсен 817 ° С; Антимон 630.13 ° С; Телур 449.51 ° С и полоний 254 ° С.

Точки на кипене

Бор 3.927 ° С; Силикон 3, 265 ° С; Германий 2, 833 ° С; Арсен 614 ° С; Антимон 1, 587 ° С; Telurio 988º C и Polonio 962º C.

плътности

Бор 2, 34 g / cm3: силиций 2, 33 g / cm3; Германий 5, 323 g / cm3; Арсен 5, 727; Антимон 6.697 g / cm3; Телурий 6.24 g / cm3 и полоний 9.32 g / cm3.

Химични свойства

Те се държат подобно на неметалите, образуват оксациди като SiO ₂ и имат амфотерно поведение. Металоидите могат да се държат като киселина или основа в зависимост от рН на средата.

приложения

За живите същества

- Арсенът се използва в селското стопанство като инсектицид и хербицид. Освен това, той се използва за поставяне на прах или течен разтвор върху едър рогат добитък, за да се елиминират насекоми и паразити от животното. Калциев арсенат се използва за елиминиране на хоботник от памучната капсула.

- Арсенът се използва като консервант за дърво поради неговата токсичност за насекоми и гъби.

-Арсен се използва при лечението на остра промиелоцитна левкемия, вид рак на кръвта. Той се използва при разработването на разтвора Fowler за използване при лечението на псориазис. Радиоактивен изотоп на арсен (74As) се използва за локализиране на ракови тумори в човешкото тяло.

-Arsenic е част от Melarsoprol, лекарство, използвано за лечение на човешки африкански трипанозомиаза. Паразитни болести, предавани от мухата на цецето.

- Телурният оксид се използва при лечението на себореен дерматит. По същия начин като антимикробни агенти се използват други телурови съединения.

Бор под формата на борна киселина се използва като лек антисептик в очите, носа и гърлото.

В чаши и емайли

- Телурът се използва при производството на сини, кафяви и червени очила. Металоидът може да се отлага електролитно върху среброто, което води до черно покритие.

Антимон се използва за даване на чаши и емайлиране на жълт оттенък. Борът се използва в производството на чаши и керамика. По-специално, боросиликатно стъкло е устойчиво на промени в температурата, поради което се използва в лаборатории за химични реакции и дестилации.

-В дома можете да печете храната с боросиликатно стъкло, без да счупвате използваните прибори.

- Силиконът е основната база на стъкларската промишленост, като се намесва в производството на почти всички стъклени предмети.

- Германиевият оксид се използва при производството на лещи от камери и обективи от микроскопи. В допълнение, той се използва при разработването на ядрото на оптичните влакна от много приложения.

В производството на по-качествени материали

- Арсенът образува сплави с олово, което води до намаляване на точката на топене на същия. Това води до по-голяма твърдост в сплавта, която се използва при производството на изстрел

- Добавянето на количество на телур между 0.1% и 0.6% оловна сплав повишава неговата устойчивост на корозия и сцепление с увеличаване на гъвкавостта. Към чугуна обикновено се добавя телур, за да се получи втвърдяване на повърхностния слой на втвърдените части.

- Антимон се използва в сплави за производство на лагери, акумулаторни плочи и печатни материали.

-Силиконът се използва при производството на сплави с по-голяма устойчивост на киселини. Такъв е случаят с Durirón, който съдържа 14% силиций.

Сплавта от силиций, желязо и алуминий се използва за производството на части с голяма твърдост, които се използват в автомобилната индустрия.

- Арсенът образува сплави с платина и мед за повишаване на устойчивостта му към корозия. По същия начин арсенът се добавя към алфа-месинг за увеличаване на устойчивостта на цинка. Този вид месинг се използва при производството на аксесоари за водопровод.

В електрониката и компютрите

-Металоидите се използват като полупроводници в електрониката и компютърната индустрия. В този смисъл силицийът е лидер в търговията с полупроводници, който е в основата на съвременната електроника и изчислителна техника. Силиконът и неговите производни се използват в компютри, преобразуватели, слънчеви клетки и LCD екрани.

Телурът е полупроводник, който има приложения в електрооптиката и електрониката.

- Германий е полупроводников металоид, който се използва заедно със силиций в високоскоростни интегрални схеми за подобряване на неговите характеристики. Въпреки че германий е изместил силиция до известна степен в своята полупроводникова функция, неговото използване е подобрено в производството на миниатюрни чипове.

- Германий се използва в разработването на слънчеви панели. Дори скаутските роботи на планетата Марс съдържат германий в техните слънчеви клетки. В допълнение, германий се използва в производството на радари.

Защитно действие на металоидите

Борът и свързаните с него съединения осигуряват голяма устойчивост на материалите, от които той е част. Това позволява използването му в създаването на пространствени структури. Освен това, те се използват при изработването на голф клубове и въдици.

Защитното действие на борния карбид се използва като контролни бариери в ядрените реактори, ограничавайки изтичането на радиоактивен материал. В допълнение, борният карбид се използва в бронирани жилетки и в бронирането на бойни танкове.

Силициевият диоксид и силициевият диоксид под формата на глина или пясък са важни компоненти на тухли, бетон и цимент, използвани в различни форми на строителство.

други

- Антимоновият сулфид се използва в фойерверки и флаш-лампи от камери.

- Борът е част от неодимовите магнити.

-Силиконът, полимер, получен от силиций, се използва при приготвянето на масла и восъци, гръдни импланти, контактни лещи, експлозиви и пиротехника.

- Германий се използва при разработването на флуоресцентни лампи и някои LED диоди. В допълнение, германий се използва в електрически китари, за да се получи характерен тон на изкривяване.

- Германий се използва при прилагането на термични изображения за военна употреба и борба с огъня.

-Антимонът се използва при производството на кибритени и трасиращи гранати и локатори, както и на патронни грундове.

- Натриевият борат се използва като забавител на горенето в пластмаси и каучуци.

8 металоидни елемента

Тази група химически елементи се състои от бор, силиций, антимон, телур, германий, арсен, полоний и астатин. Въпреки това, най-голям брой изследователи в областта на химията изключват полоний и астатус като металоиди.

Затова най-често приеманата група от металоиди са бор, силиций, антимон, телур, германий и арсен.

Беше посочено, че полоний е ясно метален, тъй като двете му алотропни форми са метални проводници. От друга страна, astatine е класифициран през 2013 г. като метал, въпреки че по-рано през 1950 г. е определен като халоген, нереактивен метал.

Границата между групите елементи, считани за метали, металоиди или неметали, е объркваща. Поради тази причина, някои изследователи, въз основа на някои свойства, предполагат, че този или онзи елемент трябва да се разглежда като металоид. Беше посочено, например, че въглерод, алуминий или селен трябва да се класифицират като металоиди.

Опита се да се установят критерии за подбор, които позволяват да се класифицира химичен елемент като метал, металоиди или неметални. Сред другите критерии за подбор са йонизационната енергия, електроотрицателността и ефикасността на опаковане на различните химически елементи.