METALLOIDI: KARAKTERISTIKE, SVOJSTVA I UPOTREBE - KEMIJA - 2025

U nemetala ili polumetali se skupina kemijskih elemenata s fizikalna svojstva i kemijski prijelaz između metala i nemetala. Većina kemijskih istraživača prihvaća sljedeće kemijske elemente kao metaloide: bor, silicij, arsen, germanij, antimon i telur (zeleno na slici ispod).

Ipak, manja skupina istraživača metaloidima dodaje polonij, astatu (plavu boju) i selen (ružičastu boju).

Izvor: Autor Sandbh, iz Wikimedia Commons

Čak i na temelju nekih svojstava, oni predlažu da se kemijski elementi ugljik i aluminij (žute boje) također trebaju smatrati metaloidima.

Glavne karakteristike metaloida

Stanje na periodičnoj tablici

Metalloidi su smješteni na periodičnoj tablici na dijagonali prema dolje između stupaca 13, 14, 15, 16 i 17, počevši od bora u gornjem lijevom kraju i završavajući s astatinom u donjem desnom.

Metali su smješteni slijeva od metaloida i nemetala s njihove desne strane; prema tome, oni predstavljaju granicu između obje vrste materije.

Oni tvore legure s metalima

Metalloidi tvore legure s metalima i reagiraju s nemetalima, na primjer kisikom, sumporom i halogenima.

Električni poluvodiči

Uglavnom se smatraju električnim poluvodičima, čija provodljivost ovisi o temperaturi. Pri niskim temperaturama električna vodljivost je mala, pa djeluju kao električni izolatori, ali kako se zagrijavaju, povećava se i njihova sposobnost provođenja električne energije.

Baza elektroničke industrije

Poluvodiči su osnova razvoja elektroničke industrije, računalstva i informatike. Isto tako, aplikacija od silikona bila je vrlo korisna na ovom polju.

Alotropna stanja

Metalloidi imaju različita alotropna stanja (različiti kristalni oblici); tako, na primjer, arsen ima crne, žute ili sive kristale.

U prirodi se obično ne nalaze kao čisti kemijski elementi, već se povezuju ili stvaraju agregate u mineralima zajedno s olovom, sumporom, željezom itd.

Fizička i kemijska svojstva

Fizička svojstva

Pojavljuju se kao sjajne krute tvari. U tom pogledu nalikuju metalima. Krhke su i ne baš elastične, pa ih nije moguće razvući u žicu, to jest, nisu baš plastične. Osim toga, njezina je transformacija u listove teška, pa metaloidi nisu baš popravljivi.

Sposobni su provoditi električnu energiju i temperaturu, iako u manjoj mjeri od metala. Unutar metaloida nalaze se kemijski elementi koji su na osnovi svojih bendovastih struktura klasificirani kao poluvodiči.

Ovu skupinu čine bor, silicij, germanij i antimon. Arsen i telur klasificirani su kao polu-metali.

Fusion Points

Bor 2.076 ° C; Silicij 1.414 ° C; Germanij 938,25 ° C; Arsen 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Tellurium 449,51º C i Polonium 254º C.

Točke ključanja

Bor 3,927 ° C; Silicij 3.265 ° C; Germanij 2.833 ° C; Arsen 614 ° C; Antimon 1,587º C; Tellurium 988º C i polonij 962º C.

gustoće

Bor 2,34 g / cm ³: Silicij 2,33 g / cm ³; Germanij 5.323 g / cm ³; Arsen 5,727; Antimon 6.697 g / ³; Telurij 6.24 g / cm ³ i Polonij 9,32 g / cm ³.

Kemijska svojstva

Ponašaju se na sličan način kao i nemetali, formiraju oksacide kao SiO ₂ i imaju amfoterno ponašanje. Metalloidi se mogu ponašati poput kiseline ili baze, ovisno o pH sredstva.

Prijave

O živim bićima

-Arsen se koristi u poljoprivredi kao insekticid i herbicid. Osim toga, koristi se kao prah ili u tekućoj otopini na stoci za uklanjanje insekata i parazita iz životinje. Kalcijev arsenat koristi se za ubijanje pamučne ćevape.

-Arsen se koristi kao konzervans za drvo zbog toksičnosti za insekte i gljivice.

-Arsen se koristi u liječenju akutne Promyelocytic Leukemia, vrste raka krvi. Koristi se u pripremi Fowlerove otopine za uporabu u liječenju psorijaze. Radioaktivni izotop arsena (⁷⁴ As) koristi se za lokalizaciju karcinoma tumora prisutnih u ljudskom tijelu.

-Arsen je dio Melarsoprola, lijeka koji se koristi u liječenju humane afričke Trypanosomiasis. Parazitska bolest koju prenosi muha tsetse.

-Tellurium oksid korišten je u liječenju seboroičnog dermatitisa. Isto tako se kao antimikrobna sredstva koriste i drugi spojevi telarija.

-Boron, u obliku borne kiseline, koristi se kao blagi antiseptik u očima, nosu i grlu.

U naočalama i emajlima

-Tellurium se koristi u proizvodnji plavih, smeđih i crvenih naočala. Metalloid se može elektrolitički taložiti na srebro, čime se dobiva crnkast sjaj.

-Antizam se koristi da se naočalama i emajlima dobije žuta boja. Bor se koristi u proizvodnji stakla i keramike. Borosilikatno staklo posebno je otporno na temperaturne promjene, zbog čega se koristi u laboratorijima u kemijskim reakcijama i destilacijama.

-U kući se hrana može peći pomoću borosilikatnog stakla, a da se pri tome ne pokvari pribor koji se koristi.

-Silicij je glavna baza staklarske industrije koja sudjeluje u proizvodnji gotovo svih staklenih predmeta.

-Germanijev oksid koristi se u proizvodnji sočiva za foto-aparate i mikroskopa. Pored toga koristi se u proizvodnji jezgara optičkih vlakana za mnoge primjene.

U proizvodnji kvalitetnijih materijala

-Arsen formira legure s olovom, smanjujući njegovu talište. To uzrokuje veću tvrdoću u leguru koja se koristi za proizvodnju sačmarice.

- Dodavanje količine telurusa između 0,1% i 0,6% legure sa olovom povećava njegovu otpornost na koroziju i vuču s povećanjem fleksibilnosti. Teliur se često dodaje u lijevano željezo za stvrdnjavanje površinskog sloja kaljenih dijelova.

-Antikacija se koristi u legurama za proizvodnju ležajeva, akumulatorskih ploča i tiskarskog materijala.

-Silicij se koristi u proizvodnji legura s većom otpornošću na kiseline. Takav je slučaj Durirona, koji sadrži 14% silicija.

Legura silicija, željeza i aluminija koristi se za proizvodnju vrlo tvrdih dijelova, koji se koriste u automobilskoj industriji.

-Arsen formira legure s platinom i bakrom kako bi povećao svoju otpornost na koroziju. Također, arsen se dodaje alfa-mjedi kako bi se povećala otpornost cinka. Ova vrsta mjedi koristi se u proizvodnji pomoćnih materijala za vodovod.

U elektronici i računarstvu

-Metalloidi se koriste kao poluvodiči u industriji elektronike i računarstva. U tom smislu, silicij je lider u trgovini poluvodiča koji čini osnovu moderne elektronike i računarstva. Silicij i njegovi derivati ​​koriste se u računalima, tranzitorima, solarnim ćelijama i LCD ekranima.

-Tellurium je poluvodič koji ima primjenu u elektro-optici i elektronici.

-Germanij je poluvodički metaloid koji se koristi u kombinaciji sa silicijom u integriranim krugovima velike brzine za poboljšanje performansi. Iako je germanij pomalo istisnuo silicij u svojoj ulozi poluvodiča, povećana je njegova upotreba u minijaturiziranim čipovima.

-Nermani se koristi u proizvodnji solarnih panela. Čak i istraživanje robota na planeti Mars sadrži germanij u svojim solarnim ćelijama. Nadalje, germanij se koristi u proizvodnji radara.

Zaštitno djelovanje metaloida

Bor i njemu povezani spojevi pružaju veliku otpornost na materijale od kojih je sastavni dio. To omogućava njegovu upotrebu u stvaranju prostornih struktura. Uz to se koriste u proizvodnji golf klubova i štapova za ribolov.

Zaštitno djelovanje borovog karbida koristi se kao kontrolna barijera u nuklearnim reaktorima, ograničavajući istjecanje radioaktivnog materijala. Nadalje, bor karbid koristi se u neprobojnim prslucima i u oklopu ratnih tenkova.

Silicijum dioksid i silicijev dioksid u obliku gline ili pijeska važni su dijelovi opeke, betona i cementa koji se koriste u različitim oblicima gradnje.

Drugi

-Antimonov sulfid koristi se u vatrometu i bljeskalicama u kamerama.

-Boron je dio neodimidium magneta.

-Silikon, polimer dobiven iz silicija, koristi se u proizvodnji ulja i voskova, implantata za dojke, kontaktnih leća, eksploziva i u pirotehnici.

- Germanij se koristi u proizvodnji fluorescentnih svjetiljki i nekih LED dioda. Osim toga, germanij se koristi u električnim gitarama za proizvodnju karakterističnog tona izobličenja.

-Nermanij se koristi u termičkim slikama za vojne potrebe i gašenje vatre.

-Antikacija se koristi u proizvodnji šibica i tragačkih i lokatorskih granata, kao i u spremnicima za patrone.

-Natrijev borat koristi se kao sredstvo za usporavanje izgaranja u plastici i gumama.

8 metaloidnih elemenata

Ovu skupinu kemijskih elemenata čine bor, silicij, antimon, telur, germanij, arsen, polonij i astata. Međutim, najveći broj istraživača iz područja kemije isključuje polonij i astatu kao metaloide.

Stoga bi se najprihvaćenija skupina metaloida sastojala od bora, silicija, antimona, telura, germanija i arsena.

Za polonij je primijećeno da je karakteristično metalni, jer su njegova dva alotropska oblika metalni vodiči. S druge strane, astatin je 2013. godine klasificiran kao metal, iako je prethodno 1950. označen kao halogen, reaktivni nemetal.

Granica između skupina elemenata koji se smatraju metalima, metalloidima ili nemetalima je nejasna. Iz tog razloga, neki istraživači, na temelju nekog svojstva, predlažu da se ovaj ili onaj element smatra metaloidom. Navedeno je, na primjer, da se ugljik, aluminij ili selen trebaju klasificirati kao metaloidi.

Pokušaj je uspostaviti kriterije za odabir koji omogućuju klasificiranje kemijskih elemenata kao metala, metaloida ili nemetala. Ostali kriteriji odabira uključuju energiju ionizacije, elektronegativnost i učinkovitost pakiranja različitih kemijskih elemenata.

Reference

1. Eden Francis. (2002). Klasifikacija elemenata. Preuzeto sa: dl.clackamas.edu
2. Metali, metalloidi i nemetali. Preuzeto sa: angelo.edu
3. Elementi. Metaloidi. Preuzeto sa: elements.org.es
4. Primjer. (2013). Metaloidi. Preuzeto sa: examplede.com
5. Wikipedia. (2018.). Metaloid. Preuzeto sa: en.wikipedia.org
6. Brzi poslovi kemije. (2011). Metalloidi (semimetali). Preuzeto sa: chemistry.patent-invent.com
7. Urednici Encyclopaedia Britannica. (2016., 18. listopada). Metaloid. Preuzeto sa: britannica.com