Metalloïdenkenmerken, eigenschappen en gebruik



de metalloïde of halfmetalen zijn een groep van chemische elementen met tussenliggende fysische en chemische eigenschappen tussen metalen en niet-metalen. De meeste onderzoekers het erover eens als chemisch metalloïden bij de chemische elementen: boor, silicium, arseen, germanium, antimoon en tellurium te (groen in de bodem).

Een kleinere groep onderzoekers voegt echter polio, astatine (blauw) en selenium (roze) toe aan de metalloïden..

Zelfs op basis van sommige eigenschappen suggereren ze dat de chemische elementen koolstof en aluminium (geel) ook als metalloïden moeten worden beschouwd..

index

  • 1 Belangrijkste kenmerken van metalloïden
    • 1.1 Situatie in het periodiek systeem
    • 1.2 Vormt legeringen met metalen
    • 1.3 Elektrische halfgeleiders
    • 1.4 Basis van de elektronische industrie
    • 1.5 Allotrope toestanden
  • 2 Fysische en chemische eigenschappen
    • 2.1 Fysieke eigenschappen
    • 2.2 Chemische eigenschappen
  • 3 Gebruik
    • 3.1 Over levende wezens
    • 3.2 In glazen en emails
    • 3.3 Bij de productie van materialen van betere kwaliteit
    • 3.4 In elektronica en informatica
    • 3.5 Beschermende werking van metalloïden
    • 3.6 Andere
  • 4 De 8 metalloïde elementen
  • 5 Referenties

Hoofdkenmerken van de metalloïden

Situatie in het periodiek systeem

Metalloïden liggen in het periodiek systeem in een neerwaartse diagonaal tussen de kolommen 13, 14, 15, 16 en 17, te beginnen met de boor van de linker en eindigend met astatine rechtsonder.

De metalen bevinden zich links van de metalloïden en de niet-metalen rechts van hen; daarom vertegenwoordigen ze de grens tussen beide soorten materie.

Ze vormen legeringen met metalen

Metalloïden vormen legeringen met metalen en reageren met niet-metalen, bijvoorbeeld met zuurstof, zwavel en halogenen.

Elektrische halfgeleiders

Over het algemeen worden ze beschouwd als elektrische halfgeleiders, omdat hun geleiding temperatuurafhankelijk is. Bij lage temperaturen is de elektrische geleiding laag, dus dienen ze als elektrische isolatoren, maar naarmate ze warmer worden, verhoogt hun vermogen om elektriciteit te geleiden.

Basis van de elektronische industrie

De halfgeleiders vormen de basis van de ontwikkeling van de elektronische industrie, evenals die van de computerverwerking en de informatica. Ook de toepassing die is gemaakt van silicium is erg nuttig geweest op dit gebied..

Allotrope toestanden

De metalloïden hebben verschillende allotrope toestanden (verschillende kristallijne vormen); zo presenteert arseen bijvoorbeeld zwarte, gele of grijze kristallen.

In de natuur worden ze meestal niet gevonden als pure chemische elementen, maar eerder geassocieerd of vormen aggregaten in mineralen samen met lood, zwavel, ijzer, etc..

Fysische en chemische eigenschappen

Fysieke eigenschappen

Ze verschijnen als heldere vaste stoffen. In dit opzicht lijken ze op metalen. Ze zijn broos en niet erg elastisch, zodat ze niet kunnen worden uitgerekt in draadvorm, dat wil zeggen dat ze niet erg taai zijn. Bovendien is de transformatie ervan tot vellen moeilijk, zodat de metalloïden enigszins kneedbaar zijn.

Ze zijn in staat om elektriciteit en temperatuur te geleiden, hoewel in mindere mate dan metalen. Binnen de metalloïden zijn er chemische elementen die, op basis van hun bandstructuren, worden geclassificeerd als halfgeleiders.

Deze groep bestaat uit boor, silicium, germanium en antimoon. Arseen en tellurium worden als semimetalen geclassificeerd.

Fusion Points

Boro 2.076 ºC; Silicium 1.414 ºC; Germanium 938,25 C; Arseen 817º C; Antimoon 630,13 ° C; Tellurium 449,51º C en Polonium 254º C.

Kookpunten

Borium 3,927 ° C; Silicium 3,265 ° C; Germanium 2.833º C; Arseen 614 ° C; Antimoon 1.587 ° C; Telurio 988º C en Polonio 962º C.

dichtheden

Borium 2,34 g / cm3: Silicium 2,33 g / cm3; Germanium 5,323 g / cm3; Arsenic 5,727; Antimoon 6,669 g / cm3; Tellurium 6,24 g / cm3 en Polonium 9,32 g / cm3.

Chemische eigenschappen

Ze gedragen zich op dezelfde manier als niet-metalen, vormen oxaciden zoals SiO2 en ze hebben een amfoteer gedrag. De metalloïden kunnen zich gedragen als een zuur of een base afhankelijk van de pH van het medium.

toepassingen

Over levende wezens

-Arseen wordt in de landbouw gebruikt als insecticide en herbicide. Bovendien wordt het gebruikt om het als poeder of vloeibare oplossing op vee te plaatsen om insecten en parasieten van het dier te verwijderen. Calciumarsenaat wordt gebruikt om de graanklander uit de katoencapsule te verwijderen.

-Arseen wordt gebruikt als een houtverduurzamingsmiddel vanwege de toxiciteit voor insecten en schimmels.

-Arseen wordt gebruikt bij de behandeling van acute promyelocytische leukemie, een type bloedkanker. Het wordt gebruikt bij de ontwikkeling van de Fowler-oplossing voor gebruik bij de behandeling van psoriasis. Een radioactieve isotoop van arseen (74As) wordt gebruikt bij de lokalisatie van kankertumoren die in het menselijk lichaam aanwezig zijn.

-Arsenic is onderdeel van Melarsoprol, een geneesmiddel dat wordt gebruikt bij de behandeling van humane Afrikaanse trypanosomiasis. Parasitaire ziekte overgedragen door de tseetseevlieg.

-Telluriumoxide is gebruikt bij de behandeling van seborrheic dermatitis. Evenzo worden andere telluriumverbindingen als antimicrobiële middelen gebruikt.

-Boor, in de vorm van boorzuur, wordt gebruikt als een mild antisepticum in de ogen, neus en keel.

In glazen en emails

-Tellurium wordt gebruikt bij de productie van blauwe, bruine en rode glazen. Het metalloïde kan elektrolytisch op het zilver worden afgezet en produceert een zwartachtige afwerking.

-Antimoon wordt gebruikt om de glazen en glazuren een gele tint te geven. Borium wordt gebruikt bij de productie van brillen en keramiek. Met name borosilicaatglas is bestand tegen temperatuurveranderingen en daarom wordt het gebruikt in laboratoria voor chemische reacties en destillaties..

-Thuis kunt u voedsel bakken met borosilicaatglas, zonder het gebruikte keukengerei te breken.

-Silicium is de belangrijkste basis van de glasindustrie en grijpt in bij de productie van bijna alle glazen voorwerpen.

-Germaniumoxide wordt gebruikt bij de vervaardiging van de lenzen van camera's en lenzen van microscopen. Bovendien wordt het gebruikt bij de ontwikkeling van de kern van optische vezels van talrijke toepassingen.

Bij de productie van materialen van betere kwaliteit

-Arsenicum vormt legeringen met lood, wat een afname van het smeltpunt van hetzelfde oplevert. Dit veroorzaakt een grotere hardheid in de legering die wordt gebruikt bij de productie van een opname

-De toevoeging van een hoeveelheid telluur tussen 0,1% en 0,6% lood legering verhoogt de corrosieweerstand en treksterkte bij verhoogde flexibiliteit. Tellurium wordt meestal toegevoegd aan het gietijzer om een ​​verharding van de oppervlaktelaag van de verharde delen te produceren.

-Antimoon wordt gebruikt in legeringen om lagers, accumulatorplaten en drukmateriaal te produceren.

-Silicium wordt gebruikt bij de productie van legeringen met een hogere weerstand tegen zuren. Dat is het geval van Durirón, dat 14% silicium bevat.

De legering van silicium, ijzer en aluminium wordt gebruikt voor de vervaardiging van onderdelen van grote hardheid, die worden gebruikt in de auto-industrie.

-Arsenicum vormt legeringen met platina en koper om de weerstand tegen corrosie te verhogen. Evenzo wordt arseen toegevoegd aan alfa-messing om de zinkresistentie te verhogen. Dit type messing wordt gebruikt bij de vervaardiging van hulpmaterialen voor sanitair.

In elektronica en informatica

-Metalloïden worden gebruikt als halfgeleiders in de elektronica- en computerindustrie. In die zin is silicium de leider in de halfgeleiderhandel die de basis vormt voor moderne elektronica en computergebruik. Silicium en zijn derivaten worden gebruikt in computers, transducers, zonnecellen en LCD-schermen.

-Tellurium is een halfgeleider die toepassingen heeft in de elektro-optica en elektronica.

-Germanium is een halfgeleidende metalloïde die samen met silicium wordt gebruikt in high-speed geïntegreerde schakelingen om de prestaties te verbeteren. Hoewel germanium zijn halfgeleiderfunctie tot op zekere hoogte heeft verdrongen, is het gebruik ervan in de productie van geminiaturiseerde chips verbeterd..

-Germanium wordt gebruikt bij de productie van zonnepanelen. Zelfs de scoutingrobots van de planeet Mars bevatten germanium in hun zonnecellen. Bovendien wordt germanium gebruikt bij de vervaardiging van radars.

Beschermende werking van metalloïden

Boor en de verwante verbindingen ervan geven een grote weerstand tegen de materialen waarvan het deel uitmaakt. Dit maakt het gebruik ervan bij het creëren van ruimtelijke structuren mogelijk. Bovendien worden ze gebruikt bij de uitwerking van golfclubs en hengels.

De beschermende werking van boorcarbide wordt gebruikt als beheersbarrières in kernreactoren, waardoor de lekkage van radioactief materiaal wordt beperkt. Bovendien wordt boorcarbide gebruikt in kogelvrije vesten en in de bewapening van oorlogstanks.

Siliciumdioxide en siliciumdioxide klei of zand, zijn belangrijke onderdelen van baksteen, beton en cement gebruikt in verschillende constructievormen.

anderen

-Antimoonsulfide wordt gebruikt in vuurwerk en flitslampen van camera's.

-Borium maakt deel uit van de neodymiummagneten.

-Siliconen, een polymeer afgeleid van silicium, wordt gebruikt bij de vervaardiging van oliën en wassen, borstimplantaten, contactlenzen, explosieven en pyrotechniek.

-Germanium wordt gebruikt bij de vervaardiging van fluorescentielampen en sommige LED-dioden. Bovendien wordt germanium gebruikt in elektrische gitaren om een ​​karakteristieke vervormingstoon te produceren.

-Germanium wordt gebruikt bij de toepassing van thermische beeldvorming voor militair gebruik en brandbestrijding.

-Antimoon wordt gebruikt bij het maken van lucifers en tracergranaten en locators, evenals patroonprimers.

-Natriumboraat wordt gebruikt als een brandvertrager in kunststoffen en rubbers.

De 8 metalloïde elementen

Deze groep chemische elementen bestaat uit boor, silicium, antimoon, telluur, germanium, arsenicum, polonium en astatine. Het grootste aantal onderzoekers op het gebied van chemie sluit polonium en astatus echter uit als metalloïden.

Daarom zou de groep metalloïden die meestal wordt geaccepteerd, worden gevormd door borium, silicium, antimoon, telluur, germanium en arseen.

Er is op gewezen dat polonium duidelijk metaalachtig is, omdat de twee allotrope vormen metallische geleiders zijn. Aan de andere kant werd de astatine in 2013 geclassificeerd als een metaal, hoewel eerder in 1950 het werd aangeduid als een halogeen, een niet-reactief metaal.

De grens tussen de groepen elementen die als metalen, metalloïden of niet-metalen worden beschouwd, is verwarrend. Om deze reden suggereren sommige onderzoekers, gebaseerd op een eigenschap, dat dit of dat element moet worden beschouwd als een metalloïde. Er is bijvoorbeeld opgemerkt dat koolstof, aluminium of selenium als metalloïden moeten worden geclassificeerd.

Er is geprobeerd om selectiecriteria vast te stellen die toelaten een chemisch element te classificeren als metaal, metalloïden of niet-metaal. Onder andere selectiecriteria zijn de ionisatie-energie, de elektronegativiteit en de pakkingefficiëntie van de verschillende chemische elementen.

referenties

  1. Eden Francis. (2002). Classificatie van de elementen. Genomen uit: dl.clackamas.edu
  2. Metalen, metalloïden en niet-metalen. Genomen uit: angelo.edu
  3. Elementen. Metalloid. Genomen uit: elementos.org.es
  4. Ejemplode. (2013). Metalloid. Genomen uit: ejemplode.com
  5. Wikipedia. (2018). Metalloid. Genomen uit: en.wikipedia.org
  6. Chemie snel vast. (2011). Metalloids (Semimetals). Genomen uit: chemistry.patent-invent.com
  7. De redacteuren van Encyclopaedia Britannica. (18 oktober 2016). Metalloid. Genomen uit: britannica.com