Metalloider Egenskaber, Egenskaber og anvendelser

den metalloid eller semimetaler er en gruppe af kemiske elementer med mellemliggende fysiske og kemiske egenskaber mellem metaller og ikke-metaller. De fleste kemiske forskere accepterer følgende kemiske elementer som metalloider: bor, silicium, arsen, germanium, antimon og tellur (grøn i billedet nedenfor).

En mindre gruppe forskere tilføjer polio, astatin (blå) og selen (rosa) til metalloiderne..

Selv på grundlag af nogle egenskaber foreslår de, at de kemiske elementer carbon og aluminium (gul) også skal betragtes som metalloider..

indeks

• 1 Hovedkarakteristika ved metalloider
  • 1.1 Situation i periodisk tabel
  • 1.2 Former legeringer med metaller
  • 1.3 Elektriske halvledere
  • 1.4 Basen i den elektroniske industri
  • 1.5 Allotrope tilstande
• 2 Fysiske og kemiske egenskaber
  • 2.1 Fysiske egenskaber
  • 2.2 Kemiske egenskaber
• 3 anvendelser
  • 3.1 Om levende væsener
  • 3.2 I briller og emaljer
  • 3.3 Ved produktion af materialer af højere kvalitet
  • 3.4 I elektronik og databehandling
  • 3.5 Beskyttende virkning af metalloiderne
  • 3.6 Andre
• 4 De 8 metalloidelementer
• 5 referencer

Hovedkarakteristika for metalloiderne

Situationen i det periodiske bord

Metalloiderne er placeret i det periodiske bord i en nedadgående diagonal mellem søjlerne 13, 14, 15, 16 og 17, der begynder med boret i øverste venstre hjørne og slutter med astatinen i nederste højre hjørne.

Metallerne er placeret til venstre for metalloiderne og de ikke-metaller til deres højre side; Derfor repræsenterer de grænsen mellem begge typer materia- ler.

De danner legeringer med metaller

Metalloider danner legeringer med metaller og reagerer med ikke-metaller, for eksempel med oxygen, svovl og halogener.

Elektriske halvledere

For det meste betragtes de som elektriske halvledere, idet deres konduktans er temperaturafhængig. Ved lave temperaturer er den elektriske ledningsevne lav, så de tjener som elektriske isolatorer, men som de opvarmer deres evne til at føre strømforøgelser.

Base af den elektroniske industri

Halvledere er grundlaget for udviklingen af ​​den elektroniske industri, såvel som den ene af beregning og datalogi. Også ansøgningen, der er lavet af silicium, har været meget nyttig på dette område..

Allotrope tilstande

Metalloiderne har forskellige allotrope tilstande (forskellige krystallinske former); så arsen indeholder for eksempel sorte, gule eller grå krystaller.

I naturen findes de normalt ikke som rene kemiske elementer, men snarere forbundet eller dannende aggregater i mineraler sammen med bly, svovl, jern osv..

Fysiske og kemiske egenskaber

Fysiske egenskaber

De fremstår som lyse faste stoffer. I dette aspekt ligner de metaller. De er skøre og ikke meget elastiske, så de kan ikke strækkes i trådform, det vil sige, at de ikke er meget duktile. Desuden er dens omdannelse til plader vanskelig, således at metalloiderne er let formbar.

De er i stand til at føre elektricitet og temperatur, selvom i mindre grad end metaller. Inden for metalloiderne er der kemiske elementer, der, baseret på deres båndstrukturer, klassificeres som halvledere.

Denne gruppe består af bor, silicium, germanium og antimon. Arsen og tellurium klassificeres som semimetaler.

Fusion Points

Boro 2,076º C; Silicon 1.414º C; Germanium 938.25 C; Arsen 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Tellurium 449.51º C og Polonium 254º C.

Kogende punkter

Bor 3,927º C; Silicium 3,265 ° C; Germanium 2,833º C; Arsen 614 ° C; Antimon 1.587 ° C; Telurio 988º C og Polonio 962º C.

tætheder

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

Kemiske egenskaber

De opfører sig på samme måde som ikke-metaller, danner oxacider, såsom SiO₂ og de har en amfoterisk adfærd. Metalloiderne kan opføre sig som en syre eller en base afhængig af mediumets pH.

applikationer

Om levende væsener

-Arsen anvendes i landbruget som insekticid og herbicid. Derudover bruges det til at placere det som en pulver eller væskeopløsning på kvæg for at eliminere insekter og parasitter fra dyret. Calcium arsenat bruges til at fjerne væven fra bomulds kapslen.

-Arsen anvendes som træbeskyttelsesmiddel på grund af dets toksicitet over for insekter og svampe.

-Arsen anvendes til behandling af akut promyelocytisk leukæmi, en type blodkræft. Det anvendes til udvikling af Fowler-opløsningen til brug ved behandling af psoriasis. En radioaktiv isotop af arsen (⁷⁴As) anvendes til lokalisering af kræft tumorer til stede i den menneskelige krop.

-Arsen er en del af Melarsoprol, et lægemiddel, der anvendes til behandling af human afrikansk trypanosomiasis. Parasitisk sygdom transmitteret af tsetse flyve.

-Telluriumoxid er blevet brugt til behandling af seborisk dermatitis. Ligeledes anvendes andre tellurforbindelser som antimikrobielle midler.

-Bor, i form af borsyre, anvendes som et mildt antiseptisk middel i øjnene, næse og hals.

I glas og emaljer

-Tellurium bruges til fremstilling af blå, brune og røde briller. Metalloidet kan aflejres elektrolytisk på sølv, hvilket giver en sort finish.

-Antimon bruges til at give brillerne og glasurerne en gul nuance. Bor anvendes til fremstilling af glas og keramik. Især er borosilicatglas resistent over for temperaturændringer, og det er derfor, det anvendes i laboratorier til kemiske reaktioner og destillationer.

-I hjemmet kan du bage mad ved hjælp af borosilicatglas uden at bryde de anvendte redskaber.

-Silicium er glasindustriens hovedbase, der går ind i fremstillingen af ​​næsten alle glasobjekter.

-Germaniumoxid anvendes til fremstilling af linser af kameraer og linser af mikroskoper. Derudover anvendes den i udviklingen af ​​kernen i optiske fibre af mange anvendelser.

Ved produktion af materialer af højere kvalitet

-Arseniske forbindelser danner legeringer med bly, hvilket giver et fald i smeltepunktet for det samme. Dette medfører større hårdhed i legeringen, der anvendes til fremstilling af skud

-Tilsætningen af ​​en tellurmængde mellem 0,1% og 0,6% af en blylegering øger dens modstandsdygtighed mod korrosion og trækkraft med en forøget fleksibilitet. Tellurium tilsættes normalt til støbejern for at frembringe en hærdning af overfladelaget af de hærde dele.

-Antimon anvendes i legeringer til fremstilling af lejer, akkumulatorplader og trykmateriale.

-Silicium anvendes til fremstilling af legeringer med større modstandsdygtighed over for syrer. Sådan er tilfældet med Durirón, som indeholder 14% silicium.

Legering af silicium, jern og aluminium anvendes til fremstilling af dele af stor hårdhed, som anvendes i bilindustrien.

-Arsenisk danner legeringer med platin og kobber for at øge dets modstandsdygtighed mod korrosion. På samme måde tilsættes arsen til alfa-messing for at øge zinkresistensen. Denne type messing anvendes til fremstilling af tilbehørsmaterialer til VVS.

I elektronik og computing

-Metalloider anvendes som halvledere i elektronik og computerindustrien. I denne forstand er silicium førende inden for halvlederhandel, der danner basis for moderne elektronik og computing. Silicium og dets derivater anvendes i computere, transducere, solceller og LCD-skærme.

-Tellurium er en halvleder, der har applikationer inden for elektrooptik og elektronik.

-Germanium er en halvleder metalloid, der bruges sammen med silicium i højhastighedskredsløb for at forbedre dens ydeevne. Skønt germanium har forskudt silicium i en vis grad i sin halvlederfunktion, er dets anvendelse blevet forbedret i produktionen af ​​miniaturerede chips.

-Germanium bruges til produktion af solpaneler. Selv planetens spejderobotter indeholder germanium i deres solceller. Derudover er germanium brugt til fremstilling af radarer.

Beskyttende virkning af metalloiderne

Bor og dets beslægtede forbindelser giver stor modstand over for de materialer, som det er en del af. Dette tillader dets anvendelse i skabelsen af ​​rumlige strukturer. Derudover bruges de til udarbejdelse af golfklubber og fiskestænger.

Den beskyttende virkning af borkarbid anvendes som kontrolbarrierer i nukleare reaktorer, hvilket begrænser lækage af radioaktivt materiale. Derudover anvendes borkarbid i skudtætte veste og i rustning af krigstanker.

Silikondioxid og silica i form af ler eller sand er vigtige komponenter i mursten, beton og cement, der anvendes i forskellige former for konstruktion.

andre

-Antimonsulfid anvendes i fyrværkeri og flash-type lamper af kameraer.

-Bor er en del af neodymmagneterne.

-Silikone, en polymer afledt af silicium, anvendes til fremstilling af olier og voks, brystimplantater, kontaktlinser, sprængstoffer og pyroteknik.

-Germanium bruges til fremstilling af lysstofrør og nogle LED-dioder. Derudover anvendes germanium i elektriske guitarer til at frembringe en karakteristisk forvrængningstone.

-Germanium anvendes til anvendelse af termisk billeddannelse til militær brug og brandslukning.

-Antimon anvendes til fremstilling af matches og sporingsgranater og lokatorer samt patronprimere.

-Natriumborat anvendes som forbrændingshæmmer i plast og gummi.

De 8 metalloidelementer

Denne gruppe af kemiske elementer består af bor, silicium, antimon, tellur, germanium, arsen, polonium og astatin. Men det største antal forskere inden for kemi udelukker polonium og astatus som metalloider.

Derfor vil den gruppe af metalloider, der hovedsagelig accepteres, være dannet af bor, silicium, antimon, tellur, germanium og arsen.

Det er blevet påpeget, at polonium er tydeligt metallisk, da dets to allotrope former er metalliske ledere. På den anden side blev astatinen klassificeret i 2013 som et metal, selv om det tidligere blev anvendt i 1950 som et halogen, et ikke-reaktivt metal.

Grænsen mellem grupperne af elementer betragtes som metaller, metalloider eller ikke-metaller er forvirrende. Af denne grund foreslår nogle forskere, baseret på nogle egenskaber, at dette eller det pågældende element skal betragtes som en metalloid. Det har for eksempel været påpeget, at kulstof, aluminium eller selen skal klassificeres som metalloider.

Det er blevet forsøgt at fastlægge udvælgelseskriterier, der tillader at klassificere et kemisk element som metal, metalloider eller ikke-metal. Blandt andet udvælgelseskriterium er ioniseringsenergien, elektronegativiteten og pakningseffektiviteten af ​​de forskellige kemiske elementer.

referencer

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