METALLOIDIT: OMINAISUUDET, OMINAISUUDET JA KÄYTTÖTAVAT - KEMIA - 2026

Epämetalleja tai puolimetallien ovat ryhmä alkuaineita, joilla fysikaaliset ominaisuudet ja kemialliset välissä metallien ja epämetallien. Useimmat kemian tutkijat hyväksyvät seuraavat kemialliset elementit metalloideiksi: boori, pii, arseeni, germanium, antimoni ja telluuri (alla olevassa kuvassa vihreä).

Pienempi tutkijaryhmä kuitenkin lisää metalloideihin poloniumia, astaattia (väriltään sininen) ja seleeniä (vaaleanpunainen).

Lähde: Sandbh, Wikimedia Commonsista

Joidenkin ominaisuuksien perusteella ne ehdottavat, että kemiallisia alkuaineita hiiltä ja alumiinia (väriltään keltaisia) tulisi myös pitää metalloideina.

Metalloidien pääominaisuudet

Tilanne jaksollisessa taulukossa

Metalloidit sijaitsevat jaksollisessa taulukossa alaspäin diagonaalilla sarakkeiden 13, 14, 15, 16 ja 17 välissä, alkaen boorista vasemmassa yläreunassa ja päättyen astatiiniin oikeassa alakulmassa.

Metallit sijaitsevat metalloidien vasemmalla puolella ja ei-metallien oikealla puolella; siksi ne edustavat rajaa molempien asiatyyppien välillä.

Ne muodostavat seoksia metallien kanssa

Metalloidit muodostavat metalliseoksia metallien kanssa ja reagoivat ei-metallien, esimerkiksi hapen, rikin ja halogeenien, kanssa.

Sähköiset puolijohteet

Suurimmaksi osaksi niitä pidetään sähköisinä puolijohteina, niiden johtavuus riippuu lämpötilasta. Matalassa lämpötilassa sähkönjohtavuus on alhainen, joten ne toimivat sähköeristeinä, mutta kuumentuessaan niiden kyky sähkönjohtamiseen kasvaa.

Elektroniikkateollisuuden perusta

Puolijohteet ovat perusta elektroniikkateollisuuden, samoin kuin laskennan ja tietotekniikan kehitykselle. Samoin piistä tehty sovellus on ollut erittäin hyödyllinen tällä alalla.

Allotrooppiset valtiot

Metalloideilla on erilaisia ​​allotrooppisia tiloja (erilaiset kiteiset muodot); siten esimerkiksi arseenilla on mustia, keltaisia ​​tai harmaita kiteitä.

Luonnossa niitä ei yleensä löydy puhtaista kemiallisista elementeistä, vaan pikemminkin assosioituneina tai muodostavina mineraaleina mineraaleissa yhdessä lyijyn, rikin, raudan jne. Kanssa.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Fyysiset ominaisuudet

Ne näkyvät kiiltävinä kiintoaineina. Tässä suhteessa ne muistuttavat metalleja. Ne ovat hauraita eivätkä ole kovin elastisia, joten niitä ei voi venyttää lankaksi, ts. Ne eivät ole kovin taipuisia. Lisäksi sen muuntaminen levyiksi on vaikeaa, joten metalloidit eivät ole kovin muovattavia.

Ne kykenevät johtamaan sähköä ja lämpötilaa, vaikkakin vähemmän kuin metallit. Metalloideissa on kemiallisia elementtejä, jotka kaistarakenteensa perusteella luokitellaan puolijohteiksi.

Tämä ryhmä koostuu boorista, piistä, germaniumista ja antimonista. Arseeni ja telluuri luokitellaan puolimetalliksi.

Fuusiopisteet

Boori 2 076 ° C; Pii 1,414 ° C; Germaanium 938,25 ° C; Arseeni 817 ° C; Antimoni 630,13 ° C; Telluuri 449,51º C ja polonium 254ºC.

Kiehumispisteet

Boori 3,927 ° C; Piitä 3 265 ° C; Germaanium 2833 ° C; Arseeni 614 ° C; Antimoni 1 577 ° C; Telluuri 988ºC ja polonium 962ºC.

tiheydet

Booria 2,34 g / cm ³: Silicon 2,33 g / cm ³; Germanium 5,323 g / cm ³; Arseeni 5,727; Antimoni 6,697 g / cm ³; Telluuria 6,24 g / cm ³ ja poloniumneutraloijalla 9,32 g / cm ³.

Kemiallisia ominaisuuksia

He käyttäytyvät samalla tavalla kuin ei-metallit, ne muodostavat happoja, kuten SiO _2, ja heillä on amfoteerinen käyttäytyminen. Metalloidit voivat käyttäytyä kuin happo tai emäs väliaineen pH: sta riippuen.

Sovellukset

Tietoja elävistä olennoista

- Arseeniä käytetään maataloudessa hyönteisten ja rikkakasvien torjunta-aineena. Lisäksi sitä käytetään jauheena tai nestemäisessä liuoksessa karjaan hyönteisten ja loisten poistamiseksi eläimestä. Kalsiumiarsenaattia käytetään tappamaan puuvillan hylsy.

-Arseeniä käytetään puunsuoja-aineena sen myrkyllisyyden vuoksi hyönteisiin ja sieniin.

-Arseenia käytetään akuutin promyelosyyttisen leukemian, erään tyyppisen verisyövän, hoidossa. Sitä käytetään Fowler-liuoksen valmistuksessa käytettäväksi psoriaasin hoidossa. Arseenin (⁷⁴ As) radioaktiivista isotooppia käytetään ihmiskehossa olevien syöpäkasvaimien paikallistamiseen.

-Arseeni on osa Melarsoprolia, lääkettä, jota käytetään ihmisen afrikkalaisen trypanosomiasin hoidossa. Tsetse-kärpäsen välittämä parasiittinen sairaus.

-Telluriumoksidia on käytetty seborreaisen ihottuman hoitoon. Samoin muita telluuriyhdisteitä käytetään mikrobilääkkeinä.

-Boorihappoa muodossa olevaa booria käytetään miedona antiseptisenä aineena silmissä, nenässä ja kurkussa.

Lasissa ja emaloissa

-Telluriumia käytetään sinisten, ruskeiden ja punaisten lasien valmistuksessa. Metalloidi voidaan kerrostaa elektrolyyttisesti hopealle, jolloin saadaan mustanpintainen pinta.

-Antimonia käytetään lasien ja emalien antamiseen keltaiseksi. Booria käytetään lasin ja keramiikan tuotannossa. Erityisesti borosilikaattilasi kestää lämpötilan muutoksia, minkä vuoksi sitä käytetään laboratorioissa kemiallisissa reaktioissa ja tislauksissa.

-Kodissa ruoka voidaan leipoa borosilikaattilasilla, ilman että välineet rikkoutuvat.

-Piili on lasiteollisuuden päätukikohta, joka harjoittaa melkein kaikkien lasiesineiden valmistusta.

-Germaniumoksidia käytetään valokuvauskameralinssien ja mikroskooppilinssien valmistuksessa. Lisäksi sitä käytetään optisten kuitujen ytimen valmistuksessa moniin sovelluksiin.

Laadukkaampien materiaalien tuotannossa

-Arseeni muodostaa seoksia lyijyn kanssa, mikä vähentää sen sulamispistettä. Tämä aiheuttaa suuremman kovuuden seoksessa, jota käytetään ampumisen valmistukseen.

-Jos telluurimäärän lisääminen välillä 0,1% - 0,6% lyijylejeerinkiä, lisää sen korroosionkestävyyttä ja pitoa lisäämällä joustavuutta. Telluuria lisätään usein valurautaan karkaistujen osien pintakerroksen kovettamiseksi.

-Antimonia käytetään seoksissa laakereiden, varalevyjen ja painotuotteiden valmistukseen.

-Piiä käytetään sellaisten seosten valmistuksessa, joilla on parempi happojen kestävyys. Näin on Durironin tapauksessa, joka sisältää 14% piitä.

Pii-, rauta- ja alumiiniseosta käytetään autoteollisuudessa erittäin kovien osien valmistukseen.

- Arseeni muodostaa seoksia platinan ja kuparin kanssa korroosionkestävyyden lisäämiseksi. Myös arseenia lisätään alfa-messinkiin sinkin kestävyyden lisäämiseksi. Tämän tyyppistä messinkiä käytetään putkiston lisäaineiden valmistuksessa.

Elektroniikassa ja tietojenkäsittelyssä

-Metalloideja käytetään puolijohteina elektroniikka- ja tietotekniikkateollisuudessa. Tässä mielessä pii on johtava puolijohdekaupassa, joka muodostaa perustan nykyaikaiselle elektroniikalle ja tietojenkäsittelylle. Piiä ja sen johdannaisia ​​käytetään tietokoneissa, transistereissa, aurinkokennoissa ja LCD-näytöissä.

-Tellurium on puolijohde, jolla on sovelluksia elektro-optiikkaan ja elektroniikkaan.

-Germanium on puolijohdemetallidi, jota käytetään yhdessä piin kanssa nopeissa integroiduissa piireissä suorituskyvyn parantamiseksi. Vaikka germanium on jonkin verran syrjäyttänyt piin roolissaan puolijohteena, sen käyttöä pienikokoisissa siruissa on parannettu.

-Germaniumia käytetään aurinkopaneelien tuotannossa. Jopa tutkimalla robotteja Marsilla, on germaniumia aurinkokennoissaan. Lisäksi germaniumia käytetään tutkalojen valmistukseen.

Metalloidien suojaava toiminta

Boori ja siihen liittyvät yhdisteet antavat suuren vastustuksen materiaaleille, joihin se kuuluu. Tämä sallii sen käytön alueellisten rakenteiden luomisessa. Lisäksi niitä käytetään golfmailojen ja vauvojen valmistuksessa.

Boorikarbidin suojaavaa vaikutusta käytetään ydinreaktoreiden ohjausesteinä rajoittaen radioaktiivisen materiaalin vuotamista. Lisäksi boorikarbidia käytetään luodinkestävissä liiveissä ja sotatankien haarniskoissa.

Piidioksidi ja piidioksidi savi- tai hiekkamuodossa ovat tärkeitä tiilien, betonin ja sementin komponentteja, joita käytetään erilaisissa rakennusmuodoissa.

toiset

- Antimonisulfidia käytetään ilotulitteissa ja kameroiden salamalamppuissa.

-Boron on osa neodymidiummagneetteja.

-Silikonia, piistä johdettua polymeeriä, käytetään öljyjen ja vahojen, rintaimplanttien, piilolinssien, räjähteiden ja pyrotekniikan tuotannossa.

-Germaniumia käytetään loistelamppujen ja joidenkin LED-diodien valmistuksessa. Lisäksi germaniumia käytetään sähkökitaroissa luonteenomaisen vääristymisäänen tuottamiseksi.

-Germaniumia käytetään lämpökuvaussovelluksissa sotilaskäyttöön ja palontorjuntaan.

-Antimonia käytetään tulitikkujen, merkkiaine- ja paikannusgranaattien valmistuksessa sekä patruunoiden pohjusteissa.

-Natriumboraattia käytetään palamisen hidastajana muoveissa ja kumeissa.

8 metalloidia elementtiä

Tämä kemiallisten alkuaineiden ryhmä koostuu boorista, piistä, antimonista, telluurista, germaniumista, arseenista, poloniumista ja astaatista. Suurin osa kemian alan tutkijoista sulkee kuitenkin poloniumin ja astaatin metalloideina.

Siksi laajimmin hyväksytty ryhmä metalloideja koostuisi boorista, piistä, antimonista, telluurista, germaniumista ja arseenista.

Poloniumin on todettu olevan selvästi metallisia, koska sen kaksi allotrooppista muotoa ovat metallisia johtimia. Toisaalta astatiini luokiteltiin vuonna 2013 metalliksi, vaikka aiemmin vuonna 1950 se nimitettiin halogeeniksi, reaktiiviseksi ei-metalliksi.

Raja metalleiksi, metalloideiksi tai ei-metalleiksi katsottujen elementoryhmien välillä on epäselvä. Tästä syystä jotkut tutkijat, jotka perustuvat omaisuuteen, ehdottavat, että tätä tai toista elementtiä tulisi pitää metalloidina. On esimerkiksi korostettu, että hiili, alumiini tai seleeni olisi luokiteltava metalloideiksi.

Valintakriteerejä on yritetty perustaa, jotta kemikaalielementit voidaan luokitella metalleiksi, metalloideiksi tai ei-metalleiksi. Muita valintakriteerejä ovat ionisaatioenergia, elektronegatiivisuus ja erilaisten kemiallisten alkuaineiden pakkaustehokkuus.

Viitteet

1. Eden Francis. (2002). Elementtien luokittelu. Ostettu: dl.clackamas.edu
2. Metallit, metalloidit ja ei-metallit. Kuvannut: angelo.edu
3. Elementtejä. Metalloideista. Kuvannut: elements.org.es
4. Esimerkki. (2013). Metalloideista. Otettu: esimerkki.com
5. Wikipedia. (2018). Metalloidi. Kuvannut: en.wikipedia.org
6. Kemian pikaruoat. (2011). Metalloidit (puolimetallit). Otettu: chemistry.patent-invent.com
7. Encyclopaedia Britannican toimittajat. (2016, 18. lokakuuta). Metalloidi. Otettu: britannica.com