Характеристики, властивості та застосування металоїдів

The металоїди або напівметали є групою хімічних елементів з проміжними фізико-хімічними властивостями між металами і неметалами. Більшість хімічних дослідників приймають такі хімічні елементи, як металоїди: бор, кремній, миш'як, германій, сурма і телур (зелений на зображенні нижче).

Проте менша група дослідників до металоїдів додають поліомієліт, астат (синій) і селен (рожевий)..

Навіть, виходячи з деяких властивостей, вони припускають, що хімічні елементи вуглець і алюміній (жовтий) також слід розглядати як металоїди..

Індекс

• 1 Основні характеристики металоїдів
  • 1.1 Ситуація в періодичній таблиці
  • 1.2 Формує сплави з металами
  • 1.3 Електричні напівпровідники
  • 1.4 База електронної промисловості
  • 1.5 Алотропні стани
• 2 Фізико-хімічні властивості
  • 2.1 Фізичні властивості
  • 2.2 Хімічні властивості
• 3 Використання
  • 3.1 Про живих істот
  • 3.2 В окулярах і емалях
  • 3.3 У виробництві матеріалів вищої якості
  • 3.4 У галузі електроніки та обчислювальної техніки
  • 3.5 Захисна дія металоїдів
  • 3.6 Інше
• 4 8 металоїдних елементів
• 5 Посилання

Основні характеристики металоїдів

Ситуація в таблиці Менделєєва

Металоїди знаходяться в періодичній таблиці по низхідній діагоналі між стовпцями 13, 14, 15, 16 і 17, починаючи з бору у верхньому лівому куті і закінчуючи астатином у нижньому правому куті..

Метали розташовані ліворуч від металоїдів і неметалів, що стоять праворуч; отже, вони являють собою кордон між обома типами матерії.

Вони утворюють сплави з металами

Металоїди утворюють сплави з металами і реагують з неметалами, наприклад, з киснем, сіркою і галогенами.

Електричні напівпровідники

Здебільшого вони розглядаються як електричні напівпровідники, їх провідність залежить від температури. При низьких температурах електрична провідність низька, тому вони служать електричними ізоляторами, але, оскільки вони нагрівають свою здатність до збільшення електрики.

База електронної промисловості

Напівпровідники є основою розвитку електронної промисловості, а також розрахунку та обчислювальної техніки. Крім того, застосування, яке було зроблено з кремнію, було дуже корисним у цій галузі..

Алотропні стани

Металоїди мають різні аллотропні стани (різні кристалічні форми); так, наприклад, миш'як представляє чорний, жовтий або сірий кристали.

У природі вони зазвичай не зустрічаються як чисті хімічні елементи, а скоріше пов'язані або утворюють агрегати в мінералах разом з свинцем, сіркою, залізом і т.д..

Фізико-хімічні властивості

Фізичні властивості

Вони з'являються як яскраві тверді тіла. У цьому аспекті вони нагадують метали. Вони крихкі і не дуже еластичні, тому їх не можна розтягувати у вигляді дроту, тобто вони не дуже пластичні. Крім того, його перетворення в листи є важким, так що металоїди є трохи пластичними.

Вони здатні проводити електрику і температуру, хоча в меншій мірі, ніж метали. У складі металоїдів існують хімічні елементи, які на основі їх зонних структур класифікуються як напівпровідники.

Ця група складається з бору, кремнію, германію і сурми. Миш'як і телур класифікуються як напівметали.

Точки Fusion

Boro 2.076º C; Кремній 1,414º С; Германій 938,25 С; Арсен 817º С; Сурма 630,13 ° С; Телур 449,51 ° С і полоній 254 ° С.

Точки кипіння

Бор 3,927º С; Кремній 3,265 ° C; Германій 2,833º С; Миш'як 614º С; Сурма 1,587 ° С; Telurio 988º C та Polonio 962º C.

Щільності

Бор 2,34 г / см³: Кремній 2,33 г / см³; Германій 5,323 г / см³; Арсен 5,727; Сурма 6.697 г / см³; Телур 6.24 г / см³ і полоній 9,32 г / см³.

Хімічні властивості

Вони ведуть себе подібно до неметалів, утворюють оксокислоти, такі як SiO₂ і вони мають амфотерну поведінку. Металоїди можуть вести себе як кислота або підстава в залежності від рН середовища.

Використання

Про живих істот

-Миш'як використовується в сільському господарстві як інсектицид і гербіцид. Крім того, він використовується для розміщення його у вигляді порошку або рідкого розчину на великої рогатої худоби для усунення комах і паразитів у тварини. Арсенат кальцію використовується для усунення довгоносика з бавовняної капсули.

-Миш'як використовується як консервант деревини завдяки його токсичності для комах і грибів.

-Миш'як застосовують при лікуванні гострого проміелоцитарного лейкемії, типу раку крові. Він використовується при розробці розчину Фаулера для використання при лікуванні псоріазу. Радіоактивний ізотоп миш'яку (⁷⁴Як) використовується при локалізації ракових пухлин, присутніх в організмі людини.

-Миш'як входить до складу препарату Меларсопрол, який використовується для лікування африканського трипаносомозу людини. Паразитарні захворювання передаються мухою цеце.

-Оксид телуру використовується для лікування себорейного дерматиту. Крім того, в якості антимікробних агентів використовуються інші сполуки телуру.

-Бор, у вигляді борної кислоти, використовується як м'який антисептик в очах, носі і горлі.

В окулярах і емалях

-Телур використовується у виробництві блакитних, коричневих і червоних окулярів. Металоїд може бути електролітично нанесений на срібло, що призводить до чорнуватим покриттям.

-Сурма використовується, щоб дати окуляри і глазурі жовтим відтінком. Бор використовується у виробництві склянок і кераміки. Зокрема, боросилікатне скло стійке до змін температури, тому його використовують у лабораторіях для хімічних реакцій і дистиляцій.

-В домашніх умовах ви можете випікати їжу за допомогою боросилікатного скла, не порушуючи використовуваного посуду.

-Кремній є основною базою скляної промисловості, втручаючись у виробництво майже всіх скляних предметів.

-Оксид германію використовується при виготовленні лінз камер і лінз мікроскопів. Крім того, він використовується при розробці ядра оптичних волокон численних застосувань.

У виробництві матеріалів вищої якості

-Миш'як утворює сплави з свинцем, що призводить до зниження температури плавлення. Це викликає більшу твердість в сплаві, який використовується при виробництві пострілу

-Додавання кількості телуру між 0,1% і 0,6% свинцевого сплаву підвищує його стійкість до корозії та зчеплення з підвищенням гнучкості. Теллур зазвичай додають до чавуну для отримання затвердіння поверхневого шару затверділих деталей.

-Сурма використовується в сплавах для виготовлення підшипників, акумуляторних пластин і друкованого матеріалу.

-Кремній використовується у виробництві сплавів з більшою стійкістю до кислот. Такий випадок є Durirón, який містить 14% кремнію.

Сплав кремнію, заліза і алюмінію використовується для виготовлення деталей великої твердості, які використовуються в автомобільній промисловості.

-Миш'як утворює сплави з платиною і міддю для підвищення його стійкості до корозії. Крім того, до альфа-латуні додають миш'як для підвищення стійкості цинку. Цей тип латуні використовується у виробництві допоміжних матеріалів для сантехніки.

У галузі електроніки та обчислювальної техніки

-Металоїди використовуються як напівпровідники в електроніці та комп'ютерній індустрії. У цьому сенсі кремній є лідером у сфері торгівлі напівпровідниками, що є основою сучасної електроніки та обчислювальної техніки. Кремній і його похідні використовуються в комп'ютерах, перетворювачах, сонячних елементах і РК-екранах.

-Телур - напівпровідник, який має застосування в електрооптиці та електроніці.

-Германій - це напівпровідниковий металоїд, що використовується разом з кремнієм у високошвидкісних інтегральних схемах для підвищення його продуктивності. Хоча германій певною мірою змістив кремній у своїй напівпровідниковій функції, його використання було збільшено у виробництві мініатюрних чіпів.

-Германій використовується у виробництві сонячних панелей. Навіть скаутські роботи планети Марс містять германій в своїх сонячних елементах. Крім того, германій використовується при виготовленні радарів.

Захисна дія металоїдів

Бор та його споріднені сполуки надають велику стійкість до матеріалів, з яких він є частиною. Це дозволяє використовувати його при створенні просторових структур. Крім того, вони використовуються при розробці гольф-клубів і вудок.

Захисна дія карбіду бору використовується в якості контрольних бар'єрів в ядерних реакторах, що обмежує витік радіоактивного матеріалу. Крім того, карбід бору використовується в бронежилетах і в бронюванні військових танків.

Діоксид кремнію і кремнезем, у вигляді глини або піску, є важливими компонентами цегли, бетону та цементу, що використовуються в різних формах будівництва.

Інші

-Сульфід сурми використовують у феєрверках і лампах флеш-камер.

-Бор входить до складу неодимових магнітів.

-Силікон, полімер, отриманий з кремнію, застосовується у виробництві масел і воску, імплантатів для грудей, контактних лінз, вибухових речовин і в піротехніці.

-Германій використовується при виготовленні люмінесцентних ламп і деяких світлодіодних діодів. Крім того, германій використовується в електричних гітарах для отримання характерного спотворення тону.

-Германій використовується при застосуванні теплових зображень для військового використання і пожежогасіння.

-Сурма використовується у виробництві сірників і індикаторних гранат і локаторів, а також в картриджних грунтовках.

-Борат натрію використовується в якості пластифікатора і каучуку в якості сповільнювача горіння.

8 металоїдних елементів

Ця група хімічних елементів складається з бору, кремнію, сурми, телуру, германію, миш'яку, полонію і астатину. Проте найбільша кількість дослідників у галузі хімії виключає полоній і астатус як металоїди.

Тому групу металоїдів, які в основному приймаються, утворюють бор, кремній, сурма, телур, германій і миш'як.

Вказано, що полоній чітко металічний, оскільки його алотропні форми є металевими провідниками. З іншого боку, у 2013 р. Астат був класифікований як метал, хоча раніше в 1950 р. Він був позначений як галоген, нереактивний метал.

Границя між групами елементів, що розглядаються як метали, металоїди або неметали, є заплутаною. З цієї причини деякі дослідники, спираючись на деяку властивість, припускають, що той чи інший елемент слід розглядати як металоїд. Було зазначено, наприклад, що вуглець, алюміній або селен слід класифікувати як металоїди.

Розглянуто критерії відбору, які дозволяють класифікувати хімічний елемент як метал, металоїди або неметал. Серед інших критеріїв відбору є енергія іонізації, електронегативність і ефективність упаковки різних хімічних елементів.

Список літератури

1. Іден Франциск. (2002). Класифікація елементів. Взяті з: dl.clackamas.edu
2. Метали, металоїди та неметали. Взяті з: angelo.edu
3. Елементи Металоїди Взяті з: elementos.org.es
4. Приклад. (2013). Металоїди Взяті з: ejemplode.com
5. Вікіпедія. (2018). Металоїд. Взяті з сайту: en.wikipedia.org
6. Хімія Швидкий пост. (2011). Металоїди (напівметали). Взяті з: chemistry.patent-invent.com
7. Редактори Британської енциклопедії. (18 жовтня 2016 року). Металоїд. Взяті з: britannica.com