Μεταλλοειδή ή ημιμεταλλικά: Ορισμός, Λίστα, Ιδιότητες

Μεταξύ των μετάλλων και των μη μεταλλικών είναι μια ομάδα στοιχείων που είναι γνωστά ως είτε semimetals ή το μεταλλοειδή, τα οποία είναι στοιχεία που έχουν ιδιότητες ενδιάμεσες μεταξύ εκείνων των μετάλλων και των μη-μετάλλων. Τα περισσότερα μεταλλοειδή έχουν λαμπερή, μεταλλική εμφάνιση, αλλά είναι εύθραυστα, μη ευαίσθητα ηλεκτρικά αγωγούς και εμφανίζουν μη μεταλλικές χημικές ιδιότητες. Τα μεταλλοειδή έχουν ιδιότητες ημιαγωγών και σχηματίζουν αμφοτερικά οξείδια.

Τα μεταλλοειδή ή ημιμεταλλικά βρίσκονται κατά μήκος της γραμμής ανάμεσα σε μέταλλα και αμέταλλα στο Περιοδικός Πίνακας. Επειδή αυτά τα στοιχεία έχουν ενδιάμεσες ιδιότητες, είναι ένα είδος κρίσης ως προς το αν ένα συγκεκριμένο στοιχείο είναι μεταλλοειδές ή θα πρέπει να ανατεθεί σε μία από τις άλλες ομάδες. Θα βρείτε ότι τα μεταλλοειδή ταξινομούνται διαφορετικά σε διαφορετικά συστήματα ταξινόμησης, ανάλογα με τον επιστήμονα ή τον συγγραφέα. Δεν υπάρχει ενιαίο "σωστό" τρόπο για να διαιρέσετε τα στοιχεία.

Τα μεταλλοειδή θεωρούνται γενικά ότι είναι:

• Βόριο
• Πυρίτιο
• Γερμάνιο
• Αρσενικό
• Αντιμόνιο
• Τελλούριο
• Πολώνιο (συνήθως αναγνωρίζεται, μερικές φορές θεωρείται μέταλλο)
• Η αστατίνη (μερικές φορές αναγνωρίζεται, διαφορετικά θεωρείται ως αλογόνο)

Το στοιχείο 117, tennessine, δεν έχει παραχθεί σε επαρκείς ποσότητες για να επαληθεύσει τις ιδιότητές του αλλά προβλέπεται να είναι μεταλλοειδές.

Μερικοί επιστήμονες θεωρούν γειτονικά στοιχεία στον περιοδικό πίνακα είτε να είναι μεταλλοειδή είτε να έχουν μεταλλοειδή χαρακτηριστικά. Ένα παράδειγμα είναι ο άνθρακας, ο οποίος μπορεί να θεωρηθεί είτε μη μεταλλικός είτε μεταλλοειδής, ανάλογα με το αλλοτρόπιο του. Η διαμάντι μορφή άνθρακα φαίνεται και συμπεριφέρεται ως μη μεταλλικό, ενώ το αλλοτρόπιο γραφίτη έχει μεταλλική λάμψη και ενεργεί ως ηλεκτρικό ημιαγωγό και έτσι είναι μεταλλοειδές.

Ο φωσφόρος και το οξυγόνο είναι άλλα στοιχεία που έχουν τόσο μη μεταλλικά όσο και μεταλλοειδή αλλοτρόπια. Το σελήνιο θεωρείται μεταλλοειδές στην περιβαλλοντική χημεία. Άλλα στοιχεία που μπορεί να συμπεριφέρονται ως μεταλλοειδή υπό ορισμένες συνθήκες είναι το υδρογόνο, το άζωτο, το θείο, ο κασσίτερος, το βισμούθιο, ο ψευδάργυρος, το γάλλιο, το ιώδιο, ο μόλυβδος και το ραδόνιο.

Οι ηλεκτροαρνησίες και ιονισμού των μεταλλοειδών είναι μεταξύ εκείνων των μετάλλων και των μη-μεταλλικών στοιχείων, επομένως τα μεταλλοειδή έχουν χαρακτηριστικά και των δύο κατηγοριών. Το πυρίτιο, για παράδειγμα, διαθέτει μεταλλική λάμψη, όμως είναι ένας ανεπαρκής αγωγός και είναι εύθραυστος.

Η αντιδραστικότητα των μεταλλοειδών εξαρτάται από το στοιχείο με το οποίο αντιδρούν. Για παράδειγμα, το βόριο δρα ως μη-μέταλλο όταν αντιδρά με νάτριο αλλά ως μέταλλο όταν αντιδρά με φθόριο. Τα σημεία βρασμού, τα σημεία τήξης και οι πυκνότητες των μεταλλοειδών κυμαίνονται ευρέως. Η ενδιάμεση αγωγιμότητα των μεταλλοειδών σημαίνει ότι τείνουν να παράγουν καλούς ημιαγωγούς.

Ακολουθεί μια λίστα με τις ιδιότητες που είναι κοινές μεταξύ των μεταλλοειδών:

• Ηλεκτροαρνηστικότητα μεταξύ εκείνων των μετάλλων και των μη μεταλλικών στοιχείων
• Ενέργειες ιονισμού μεταξύ εκείνων των μετάλλων και των μη-μεταλλικών
• Η κατοχή ορισμένων χαρακτηριστικών μετάλλων, μερικών μη μεταλλικών στοιχείων
• Δραστικότητα ανάλογα με τις ιδιότητες των άλλων στοιχείων της αντίδρασης
• Συχνά καλές ημιαγωγοί
• Συχνά έχουν μεταλλική λάμψη, αν και μπορεί να έχουν αλλοτροπίες που φαίνονται μη μεταλλικές
• Συνήθως συμπεριφέρονται ως μη μεταλλικά σε χημικές αντιδράσεις
• Ικανότητα σχηματισμού κραμάτων με μέταλλα
• Συνήθως εύθραυστη
• Συνήθως στερεά υπό κανονικές συνθήκες

Μερικά ενδιαφέροντα γεγονότα για διάφορα μεταλλοειδή:

• Το πιο άφθονο μεταλλοειδές στο φλοιός της γης είναι το πυρίτιο, το οποίο είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο συνολικά (το οξυγόνο είναι πιο άφθονο).
• Το λιγότερο άφθονο φυσικό μεταλλοειδές είναι το τελλούριο.
• Τα μεταλλοειδή είναι πολύτιμα στη βιομηχανία ηλεκτρονικών. Το πυρίτιο, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται για την κατασκευή των μαρκών που βρίσκονται στα τηλέφωνα και τους υπολογιστές.
• Το αρσενικό και το πολόνιο είναι εξαιρετικά τοξικά μεταλλοειδή.
• Το αντιμόνιο και το τελλούριο χρησιμοποιούνται κυρίως σε κράματα μετάλλων για την προσθήκη επιθυμητών ιδιοτήτων.