Metalloidok jellemzői, tulajdonságai és felhasználásai



az félfém- vagy semimetálok a fémek és nemfémek közti fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező kémiai elemek csoportja. A legtöbb kémiai kutató elfogadja a következő vegyi elemeket, mint a fémek: bór, szilícium, arzén, germánium, antimon és tellurium (az alábbi képen zöld).

Ugyanakkor egy kisebb csoport kutatók hozzáadják a polioidot, astatint (kék) és szelént (rózsaszín) a metalloidokhoz..

Még néhány tulajdonság alapján is arra utalnak, hogy a kémiai elemeket a szén és az alumínium (sárga) szintén metalloidoknak kell tekinteni..

index

  • 1 A metalloidok főbb jellemzői
    • 1.1 Az időszakos táblázat helyzete
    • 1.2. Fémötvözeteket képez
    • 1.3 Elektromos félvezetők
    • 1.4 Az elektronikus iparág alapja
    • 1.5 Allotrop állapotok
  • 2 Fizikai és kémiai tulajdonságok
    • 2.1 Fizikai tulajdonságok
    • 2.2 Kémiai tulajdonságok
  • 3 Használat
    • 3.1 Az élő lényekről
    • 3.2 Szemüveg és zománc
    • 3.3 A magasabb minőségű anyagok előállítása
    • 3.4 Elektronika és számítástechnika
    • 3.5 A metalloidok védőhatása
    • 3.6 Egyéb
  • 4 A 8 metalloid elem
  • 5 Referenciák

A metalloidok főbb jellemzői

A periódusos táblázat helyzete

A metalloidok a 13, 14, 15, 16 és 17 oszlopok között csökkenő átlóban helyezkednek el a periódusos táblázatban, a bal felső sarokban lévő borral kezdődve és a jobb alsó sarokban lévő astatinnal zárva..

A fémek a fémoidoktól balra és a nem fémek jobb oldalán helyezkednek el; ezért a két anyagtípus közötti határvonalat képviselik.

Fémekből ötvözeteket képeznek

A fémoidok fémekből ötvözeteket képeznek, és nem-fémekkel, például oxigénnel, kénnel és halogénekkel reagálnak.

Elektromos félvezetők

Ezek nagyrészt elektromos félvezetőknek tekintendők, vezetőképességük hőmérsékletfüggő. Alacsony hőmérsékleten az elektromos vezetőképesség alacsony, ezért elektromos szigetelőként szolgálnak, de a villamosenergia-kapacitás növelése érdekében.

Az elektronikus iparág alapja

A félvezetők az elektronikai ipar fejlesztésének alapját, valamint a számítástechnika és a számítástechnika alapját képezik. A szilíciumból készült alkalmazás is nagyon hasznos volt ezen a területen..

Allotróp állapotok

A metalloidok különböző allotrop állapotokkal rendelkeznek (különböző kristályformák); így például az arzén fekete, sárga vagy szürke kristályokat mutat.

A természetben általában nem pusztán kémiai elemek, hanem ásványi anyagokban lévő ólom, kén, vas stb..

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Fizikai tulajdonságok

Fényes szilárd anyagként jelennek meg. Ebben a vonatkozásban a fémekre hasonlítanak. Ezek törékenyek és nem túl rugalmasak, így nem lehetnek huzalformák, vagyis nem nagyon hajlékonyak. Ezen túlmenően a lemezekbe történő átalakítása nehéz, így a metalloidok kissé formázhatók.

A villamos energiát és a hőmérsékletet kisebb mértékben, mint a fémek képesek vezetni. A metalloidokon belül vannak olyan kémiai elemek, amelyek sávstruktúrájuk alapján félvezetőknek minősülnek.

Ez a csoport bór, szilícium, germánium és antimon. Az arzén és a tellurium félautométerek.

Fúziós pontok

Boro 2,076 ° C; Szilícium 1,414 ° C; Germanium 938,25 C; Arzén 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Tellurium 449,51 ° C és polónium 254 ° C.

Forráspontok

Bór 3,927 ° C; Szilícium 3 265 ° C; Germanium 2,833 ° C; Arzén 614 ° C; Antimon 1,587 ° C; Telurio 988 ° C és Polonio 962ºC.

sűrűség

Bór 2,34 g / cm3: Szilícium 2,33 g / cm3; Germanium 5,323 g / cm3; Arzén 5,727; Antimon 6,669 g / cm3; Tellurium 6,24 g / cm3 és a polonium 9,32 g / cm3.

Kémiai tulajdonságok

Hasonlóan viselkednek, mint a nemfémek, oxacidokat képeznek, mint például a SiO2 és amfoterikus viselkedésük van. A metalloidok savként vagy bázisként viselkedhetnek a közeg pH-jától függően.

alkalmazások

Az élő lényekről

-Az arzént a mezőgazdaságban rovarirtó szerként és herbicidként használják. Ezenkívül arra használják, hogy a szarvasmarhákon por vagy folyékony oldat formájában helyezzék el az állatból származó rovarokat és parazitákat. A kalcium-arsenátot a pamut kapszulából történő kócsag eltávolítására használják.

-Az arzént faanyagvédő szerként használják rovarokra és gombákra gyakorolt ​​toxicitása miatt.

-Az arzént az Akut Promyelocytic Leukemia, a vérrák egyfajta kezelésére használják. A psoriasis kezelésére használt Fowler-oldat kifejlesztésére használják. Az arzén radioaktív izotópja (74As) az emberi szervezetben jelenlévő rákos daganatok lokalizációjában használatos.

-Az arzén a Melarsoprol része, az emberi afrikai trippanoszomiasis kezelésére használt gyógyszer. A tsetse-repülés által továbbított parazita betegség.

-A tellorium-oxidot a seborrheás dermatitis kezelésére alkalmazták. Hasonlóképpen, antimikrobiális szerként más tellúrvegyületeket is alkalmazunk.

-A bórsav, bórsav formájában, enyhe antiszeptikumként használatos a szemben, az orrban és a torokban..

Szemüvegben és zománcban

-A tellúrot kék, barna és piros szemüveg előállítására használják. A fémoidot elektrolitikusan el lehet helyezni az ezüstre, amely fekete feketét eredményez.

-Az antimont használják a szemüveg és a mázolás sárga színárnyalatra. A bór a szemüveg és a kerámia gyártásához használatos. A boroszilikát üveg különösen ellenáll a hőmérsékleti változásoknak, ezért a laboratóriumokban kémiai reakciókat és desztillációkat használnak..

-Otthon süthet ételeket boroszilikát üveg használatával, anélkül, hogy megtörné a használt edényeket.

-A szilícium az üvegipar fő bázisa, szinte minden üvegtárgy gyártásában beavatkozik.

-A germánium-oxidot a kamerák lencséinek és a mikroszkóp lencséinek gyártására használják. Ezenkívül számos alkalmazású optikai szálak magjainak fejlesztésére használják.

A magasabb minőségű anyagok előállításában

-Az arzén ólmokat képez, amelyek ólompontja csökken, ami ugyanaz. Ez nagyobb keménységet okoz az ötvözetben, amelyet a lövés előállításához használnak

-Az ólomötvözet 0,1% és 0,6% közötti tellúr mennyiségének növelése növeli a korrózióállóságot és a vonóerőt a rugalmasság növelésével. A keményítőt általában a keményítő alkotórészek felületi rétegének kikeményedése céljából adagoljuk.

-Az antimont ötvözetekben használják csapágyak, akkumulátorlemezek és nyomdai anyagok előállítására.

-A szilíciumot a savakkal szemben ellenállóbb ötvözetek előállítására használják. Ilyen például a Durirón, amely 14% szilíciumot tartalmaz.

A szilícium, a vas és az alumínium ötvözetét az autóiparban használt nagy keménységű alkatrészek gyártására használják..

-Az arzén platinával és rézzel ötvözeteket képez, hogy növelje korrózióállóságát. Hasonlóképpen, az arzén hozzáadódik az alfa-sárgarézhez, hogy növelje a cinkrezisztenciát. Ezt a típusú sárgarézet a vízvezetékhez szükséges kiegészítő anyagok gyártására használják.

Elektronika és számítástechnika

-A fémoidokat félvezetőként használják az elektronikai és a számítógépiparban. Ebben az értelemben a szilícium vezető szerepet tölt be a modern elektronika és számítástechnika alapját képező félvezető kereskedelemben. A szilíciumot és származékait számítógépekben, átalakítókban, napelemekben és LCD kijelzőkben használják.

-A tellurium egy félvezető, amely alkalmazásokat kínál az elektrooptika és az elektronika területén.

-A Germanium egy félvezető metalloid, amelyet a nagy sebességű integrált áramkörökben szilíciummal együtt használnak teljesítményének javítása érdekében. Bár a germánium a szilíciumot bizonyos mértékig elmozdította a félvezető funkciójában, annak használatát a miniatürizált chipek gyártásában fokozták..

-A napelemek előállításában a németiumot használják. Még a Mars bolygó felderítő robotjai napelemeikben germániumot tartalmaznak. Ráadásul a germaniumot is használják radarok gyártásához.

A metalloidok védőhatása

A bór és az ahhoz kapcsolódó vegyületek nagy ellenállást adnak az anyagnak, amelynek része. Ez lehetővé teszi annak használatát térbeli struktúrák létrehozásában. Ezenkívül golfpályák és horgászbotok készítéséhez használják őket.

A bórkarbid védőhatását a nukleáris reaktorok ellenőrző korlátjaként használják, korlátozva a radioaktív anyagok szivárgását. Emellett a bórkarbidot golyóálló mellényekben és a háborús tartályok páncélozásában is használják.

A szilícium-dioxid és a szilícium-dioxid, agyag vagy homok formájában, a tégla, a beton és a cement fontos alkotórészei, amelyeket különböző építési formákban használnak..

mások

-Antimon-szulfidot használnak a tűzijátékokban és a vaku típusú lámpákban.

-A bór a neodímium mágnesek része.

-A szilíciumot, szilíciumból származó polimert használják olajok és viaszok, emlőimplantátumok, kontaktlencsék, robbanóanyagok és pirotechnikai termékek gyártásához..

-A németiumot fluoreszkáló lámpák és néhány LED dióda gyártására használják. Ezenkívül a germániumot elektromos gitárban használják, hogy jellegzetes torzítási hangot adjanak.

-A germániumot termikus képalkotás alkalmazására használják katonai felhasználásra és tűzoltásra.

-Az antimont a mérkőzések és nyomjelző gránátok és lokátorok, valamint patron primerek gyártására használják.

-Nátrium-borátot használnak égésgátló anyagként a műanyagokban és a gumikban.

A 8 fémoid elem

Ez a kémiai elemek csoportja bór, szilícium, antimon, tellurium, germánium, arzén, polonium és astatin. A legtöbb kémiai kutató azonban kizárja a polóniumot és az astatusot metalloidként.

Ezért a leggyakrabban elfogadott metalloidok csoportját bór, szilícium, antimon, tellurium, germánium és arzén képezi..

Rámutattak arra, hogy a polonium kifejezetten fémes, mivel két allotróp formája fémvezető. Másrészt, az astatint 2013-ban fémként osztályozták, bár korábban 1950-ben halogénnek, nem reaktív fémnek nevezték..

A fémek, metalloidok vagy nemfémek közé sorolt ​​elemcsoportok közötti határ zavaró. Emiatt egyes kutatók bizonyos tulajdonságok alapján arra utalnak, hogy ezt vagy ezt az elemet metalloidnak kell tekinteni. Rámutattunk például arra, hogy a szén, alumínium vagy szelén fémoidokként kell besorolni.

Olyan kiválasztási kritériumokat próbáltunk megalkotni, amelyek lehetővé teszik egy kémiai elemnek fémként, metalloidként vagy nem fémként történő besorolását. Az egyéb kiválasztási kritériumok között szerepel az ionizációs energia, az elektronegativitás és a különböző kémiai elemek csomagolási hatékonysága.

referenciák

  1. Eden Francis. (2002). Az elemek osztályozása. Készült: dl.clackamas.edu
  2. Fémek, fémoidok és nemfémek. Készült: angelo.edu
  3. Elements. Metalloidmagot. Készült: elementos.org.es
  4. Ejemplode. (2013). Metalloidmagot. Szedve: ejemplode.com
  5. Wikipedia. (2018). Metalloidmagot. Készült: en.wikipedia.org
  6. Kémia Gyors gyorsítások. (2011). Metalloidok (félméter). Készült: chemistry.patent-invent.com
  7. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2016. október 18.). Metalloidmagot. Készült: britannica.com