Τα ημιμεταλλικά ή τα μεταλλοειδή είναι χημικά στοιχεία που έχουν ιδιότητες τόσο των μετάλλων όσο και των μη μεταλλικών στοιχείων. Τα μεταλλοειδή είναι σημαντικοί ημιαγωγοί, που χρησιμοποιούνται συχνά σε υπολογιστές και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.
- Βόριο (ΣΙ): Ατομικός αριθμός 5
- Πυρίτιο (Σι): Ατομικός αριθμός 14
- Γερμάνιο (Ge): Ατομικός αριθμός 32
- Αρσενικό (Οπως και): Ατομικός αριθμός 33
- Αντιμόνιο (Sb): Ατομικός αριθμός 51
- Τελλούριο (Te): Ατομικός αριθμός 52
- Πολώνιο (Ταχυδρομείο): Ατομικός αριθμός 84
- Tennessine (Ts): Ατομικός αριθμός 117
Αν και το oganesson (ατομικός αριθμός 118) βρίσκεται στην τελευταία περιοδική στήλη στοιχείων, οι επιστήμονες δεν πιστεύουν ότι πρόκειται για ευγενές αέριο. Το στοιχείο 118 θα είναι πιθανότατα αναγνωρισμένο ως μεταλλοειδές όταν επιβεβαιωθούν οι ιδιότητές του.
Λέξεις κλειδιά: Semimetals ή Metalloids
- Τα μεταλλοειδή είναι χημικά στοιχεία που εμφανίζουν ιδιότητες τόσο των μετάλλων όσο και των μη μεταλλικών στοιχείων.
- Στον περιοδικό πίνακα, τα μεταλλοειδή βρίσκονται κατά μήκος μιας γραμμής ζιγκ-ζαγκ μεταξύ βορίου και αλουμινίου μέχρι το πόλονιο και το αστατίνη.
- Συνήθως, τα ημιμετάλλα ή τα μεταλλοειδή αναφέρονται ως βόριο, πυρίτιο, γερμάνιο, αρσενικό, αντιμόνιο, τελλούριο και πόλωνιο. Μερικοί επιστήμονες θεωρούν επίσης ότι η tennessine και η oganesson είναι μεταλλοειδή.
- Τα μεταλλοειδή χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ημιαγωγών, κεραμικών, πολυμερών και μπαταριών.
- Τα μεταλλοειδή έχουν την τάση να είναι λαμπερά, εύθραυστα στερεά που λειτουργούν ως μονωτές σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά σαν αγωγοί όταν θερμαίνονται ή συνδυάζονται με άλλα στοιχεία.
Ημιμεταλλικές ή μεταλλοειδείς ιδιότητες
Τα ημιμεταλικά ή τα μεταλλοειδή βρίσκονται σε μια ζιγκ-ζαγκ γραμμή στον περιοδικό πίνακα, διαχωρίζοντας τα βασικά μέταλλα από τα μη μεταλλικά. Ωστόσο, το καθοριστικό χαρακτηριστικό των μεταλλοειδών δεν είναι τόσο η θέση τους στην περιοδική όπως η εξαιρετικά μικρή επικάλυψη μεταξύ του πυθμένα της ταινίας αγωγιμότητας και της κορυφής του σθένος ζώνη. Ένα διάκενο ζώνης διαχωρίζει μια γεμισμένη ζώνη σθένους από μια κενή ζώνη αγωγιμότητας. Τα ημιμεταβλητά δεν έχουν κενό ζώνης.
Γενικά, τα μεταλλοειδή έχουν τις φυσικές ιδιότητες των μετάλλων, αλλά οι χημικές τους ιδιότητες είναι πιο κοντά σε εκείνες των μη μεταλλικών:
- Τα ημιμεταλικά τείνουν να παράγουν εξαιρετικούς ημιαγωγούς, αν και τα περισσότερα από τα στοιχεία δεν είναι τεχνικά ημιαγωγικά. Εξαιρέσεις είναι το πυρίτιο και το γερμάνιο, τα οποία είναι αληθινά ημιαγωγοί, καθώς μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια υπό τις κατάλληλες συνθήκες.
- Αυτά τα στοιχεία έχουν μικρότερο ηλεκτρικό και θερμική αγωγιμότητα από τα μέταλλα.
- Τα ημιμεταλικά / μεταλλοειδή έχουν υψηλές διηλεκτρικές σταθερές πλέγματος και υψηλές διαμαγνητικές ευαισθησίες.
- Τα ημιμετάλλα είναι συνήθως εύκαμπτα και ελατός. Μια εξαίρεση είναι το πυρίτιο, το οποίο είναι εύθραυστο.
- Τα μεταλλοειδή μπορούν είτε να κερδίσουν είτε να χάσουν ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων. Οι αριθμοί οξείδωσης των στοιχείων αυτής της ομάδας κυμαίνονται από +3 έως -2.
- Όσον αφορά τις εμφανίσεις, τα μεταλλοειδή κυμαίνονται από θαμπό έως λαμπερό.
- Τα μεταλλοειδή είναι εξαιρετικά σημαντικά στην ηλεκτρονική ως ημιαγωγοί, αν και χρησιμοποιούνται επίσης σε οπτικές ίνες, κράματα, γυαλί και σμάλτα. Ορισμένα βρίσκονται σε φάρμακα, καθαριστικά και φυτοφάρμακα. Τα βαρύτερα στοιχεία τείνουν να είναι τοξικά. Το πολόνιο, για παράδειγμα, είναι επικίνδυνο λόγω της τοξικότητας και της ραδιενέργειας.
Διάκριση μεταξύ Semimetals και Metalloids
Ορισμένα κείμενα χρησιμοποιούν τους όρους semimetals και metalloids εναλλακτικά, αλλά πιο πρόσφατα, ο προτιμώμενος όρος για την ομάδα στοιχείων είναι "μεταλλοειδή", έτσι ώστε να μπορούν να εφαρμοστούν "ημιμετάλες" σε χημικές ενώσεις καθώς και στοιχεία που εμφανίζουν ιδιότητες τόσο των μετάλλων όσο και αμέταλλα. Ένα παράδειγμα μιας ημιμεταλλικής ένωσης είναι το τελλουρίδιο του υδραργύρου (HgTe). Ορισμένα αγώγιμα πολυμερή μπορούν επίσης να θεωρηθούν ως ημιμεταλλικά.
Άλλοι επιστήμονες θεωρούν αρσενικό, το αντιμόνιο, το βισμούθιο, το αλότο αλλοτρόπιο του κασσίτερου (α-κασσίτερου) και το αλλοτρόπιο γραφίτη του άνθρακα να είναι ημιμεταλλικά. Αυτά τα στοιχεία είναι επίσης γνωστά ως "κλασικά ημιμεταλικά".
Άλλα στοιχεία συμπεριφέρονται επίσης όπως μεταλλοειδή, οπότε η συνηθισμένη ομαδοποίηση στοιχείων δεν είναι ένας σκληρός και γρήγορος κανόνας. Για παράδειγμα, ο άνθρακας, ο φώσφορος και το σελήνιο εμφανίζουν τόσο μεταλλικό όσο και μη μεταλλικό χαρακτήρα. Σε κάποιο βαθμό, αυτό εξαρτάται από τη μορφή ή το allotrope του στοιχείου. Ένα επιχείρημα θα μπορούσε ακόμη να γίνει για να καλέσετε το υδρογόνο ένα μεταλλοειδές. κανονικά ενεργεί ως μη μεταλλικό αέριο αλλά μπορεί να σχηματίσει ένα μέταλλο υπό ορισμένες συνθήκες.
Πηγές
- Addison, C.C, και D.B Sowerby. "Κύρια Στοιχεία Ομάδας - Ομάδες v και Vi." Butterworths, 1972.
- Edwards, Peter P., και Μ. J. Σιένκο. "Σχετικά με την εμφάνιση μεταλλικού χαρακτήρα στον περιοδικό πίνακα των στοιχείων." Εφημερίδα της Χημικής Εκπαίδευσης, τομ. 60, όχι. 9, 1983, σελ. 691.
- Vernon, René E. "Ποια στοιχεία είναι μεταλλοειδή;" Εφημερίδα της Χημικής Εκπαίδευσης, τομ. 90, όχι. 12, 2013, σελ. 1703–1707.