Metalloidit, ominaisuudet ja käyttötavat



metalloidi tai puolimetallit ovat joukko kemiallisia elementtejä, joiden metallien ja ei-metallien väliset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat välitön. Useimmat kemian tutkijat hyväksyvät seuraavat kemialliset elementit metalloidina: boori, pii, arseeni, germanium, antimoni ja telluuri (alla oleva kuva vihreänä).

Pienempi joukko tutkijoita lisää kuitenkin metalloideihin polion, astatiinin (sininen) ja seleeni (vaaleanpunainen)..

Joidenkin ominaisuuksien perusteella ne viittaavat myös siihen, että kemialliset elementit hiili ja alumiini (keltainen) on myös katsottava metalloideiksi..

indeksi

  • 1 Metalloidien pääominaisuudet
    • 1.1 Tilastollisen taulukon tilanne
    • 1.2 Muodostaa metalliseoksia
    • 1.3 Sähköiset puolijohteet
    • 1.4 Elektroniikkateollisuuden pohja
    • 1.5 Allotrooppiset tilat
  • 2 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
    • 2.1 Fyysiset ominaisuudet
    • 2.2 Kemialliset ominaisuudet
  • 3 Käyttö
    • 3.1 Elävät olennot
    • 3.2 Lasit ja emalit
    • 3.3 Laadukkaampien materiaalien valmistuksessa
    • 3.4 Elektroniikassa ja tietojenkäsittelyssä
    • 3.5 Metalloidien suojaava toiminta
    • 3.6 Muu
  • 4 8 metalloidielementtiä
  • 5 Viitteet

Metalloidien pääominaisuudet

Tilanne jaksollisessa taulukossa

Metalloidit sijaitsevat jaksollisessa taulukossa laskevassa diagonaalissa sarakkeiden 13, 14, 15, 16 ja 17 välillä, alkaen vasemman yläkulman boorista ja päättyvät oikeassa alakulmassa olevaan tilaan..

Metallit sijaitsevat metalloidien ja niiden oikealla olevien ei-metallien vasemmalla puolella; siksi ne edustavat rajaa molempien aineiden välillä.

Ne muodostavat metalliseoksia

Metalloidit muodostavat metalliseoksia ja reagoivat muiden kuin metallien kanssa esimerkiksi hapen, rikin ja halogeenien kanssa.

Sähköiset puolijohteet

Niitä pidetään suurimmaksi osaksi sähköisiksi puolijohteiksi, joiden johtavuus on riippuvainen lämpötilasta. Matalissa lämpötiloissa sähkönjohtavuus on alhainen, joten ne toimivat sähköeristeinä, mutta kun ne lämmittävät sähkönjohtokykyään.

Elektroniikkateollisuuden pohja

Puolijohteet ovat perustana elektroniikkateollisuuden kehitykselle sekä laskennalle ja tietojenkäsittelytieteelle. Myös piistä valmistettu sovellus on ollut erittäin hyödyllinen tällä alalla..

Allotrooppiset tilat

Metalloideilla on erilaiset allotrooppiset tilat (erilaiset kiteiset muodot); esimerkiksi arseenilla on mustia, keltaisia ​​tai harmaita kiteitä.

Luonteeltaan niitä ei yleensä löydetä puhtaina kemiallisina elementteinä, vaan niihin liittyy tai muodostetaan kivennäisaineita mineraaleissa sekä lyijyä, rikkiä, rautaa jne..

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Fyysiset ominaisuudet

Ne näkyvät kirkkaina kiintoaineina. Tässä suhteessa ne muistuttavat metalleja. Ne ovat hauraita eivätkä kovin joustavia, joten niitä ei voi venyttää langan muodossa, eli ne eivät ole kovin sitkeitä. Lisäksi sen muuntaminen levyiksi on vaikeaa, niin että metalloidit ovat hieman muokattavissa.

Ne pystyvät johtamaan sähköä ja lämpötilaa, vaikkakin vähemmän kuin metalleja. Metalloidien sisällä on kemiallisia elementtejä, jotka niiden kaistarakenteiden perusteella luokitellaan puolijohteiksi.

Tähän ryhmään kuuluvat boori, pii, germanium ja antimoni. Arseeni ja telluuri luokitellaan semimetreiksi.

Fuusiopisteet

Boro 2,076 ° C; Pii 1,414 ° C; Germanium 938,25 C; Arseeni 817 ° C; Antimoni 630,13 ° C; Telluuri 449,51 ° C ja polonium 254 ° C.

Kiehumispisteet

Boori 3,927 ° C; Pii 3 265 ° C; Germanium 2,833 ° C; Arseeni 614 ° C; Antimoni 1,587 ° C; Telurio 988º C ja Polonio 962º C.

tiheydet

Boori 2,34 g / cm3: Silikonia 2,33 g / cm3; Germanium 5,323 g / cm3; Arseeni 5,727; Antimoni 6,669 g / cm3; Telluuri 6,24 g / cm3 ja polonium 9,32 g / cm3.

Kemialliset ominaisuudet

Ne käyttäytyvät samoin kuin ei-metallit, muodostavat happohappoja, kuten SiO2 ja heillä on amfoteerinen käyttäytyminen. Metalloidit voivat käyttäytyä happona tai emäksenä riippuen väliaineen pH: sta.

sovellukset

Tietoja elävistä olennoista

-Arseeniä käytetään maataloudessa hyönteismyrkynä ja rikkakasvien torjunta-aineena. Lisäksi sitä käytetään sen sijoittamiseksi jauheeksi tai nestemäiseksi liuokseksi karjaa varten hyönteisten ja loisten poistamiseksi eläimestä. Kalsium-arsenaattia käytetään puuvillakapselin poistamiseksi.

-Arseenia käytetään puunsuoja-aineena sen myrkyllisyyden vuoksi hyönteisille ja sienille.

-Arseenia käytetään akuutin promyelosyyttisen leukemian, erääntyyppisen veren syövän hoitoon. Sitä käytetään Fowler-liuoksen kehittämiseen psoriaasin hoitoon. Arseenin radioaktiivinen isotooppi (74As) käytetään ihmiskehossa esiintyvien syöpäkasvainten lokalisoinnissa.

-Arseeni on osa Melarsoprolia, jota käytetään ihmisen afrikkalaisen trypanosomiasiksen hoitoon. Tsetse-lennon välittämä parasiittitauti.

-Sourorreaisen ihottuman hoidossa on käytetty telluuriumoksidia. Samoin mikrobilääkkeinä käytetään muita telluuriyhdisteitä.

-Boorihapon muodossa olevaa booria käytetään lievänä antiseptisenä silmissä, nenässä ja kurkussa..

Lasit ja emalit

-Telluria käytetään sinisen, ruskean ja punaisen lasin valmistukseen. Metalloidi voidaan sijoittaa elektrolyyttisesti hopeaan, joka tuottaa mustan pinnan.

-Antimonia käytetään antamaan lasit ja lasit keltaiselle sävylle. Booria käytetään lasien ja keramiikan tuotannossa. Erityisesti boorisilikaattilasi kestää lämpötilan muutoksia, minkä vuoksi sitä käytetään laboratorioissa kemiallisia reaktioita ja tislauksia varten..

-Kotona voit leipoa ruokaa boorisilikaattilasilla, rikkomatta käytettyjä astioita.

-Silicon on lasiteollisuuden pääkanta, joka puuttuu lähes kaikkien lasiesineiden valmistukseen.

-Germanium-oksidia käytetään kamera- ja mikroskooppilinssien valmistuksessa. Lisäksi sitä käytetään useiden sovellusten optisten kuitujen ytimen kehittämiseen.

Laadukkaampien materiaalien valmistuksessa

-Arseeni muodostaa metalliseoksia, joiden lyijy aiheuttaa saman sulamispisteen vähenemisen. Tämä aiheuttaa suurempaa kovuutta seoksessa, jota käytetään laukauksen valmistuksessa

-Telluurin määrän lisääminen välillä 0,1% - 0,6% lyijyseoksesta lisää sen korroosionkestävyyttä ja vetoa joustavuuden lisääntyessä. Tellurium lisätään yleensä valurautaan kovettuneiden osien pintakerroksen kovettumisen aikaansaamiseksi.

-Antimonia käytetään seoksissa laakereiden, akkujen ja painomateriaalien valmistukseen.

-Piitä käytetään sellaisten seosten valmistuksessa, joilla on suurempi haponkestävyys. Näin on Durirónissa, joka sisältää 14 prosenttia piitä.

Piin, raudan ja alumiinin seosta käytetään suurten kovuusosien valmistukseen, joita käytetään autoteollisuudessa.

-Arseeni muodostaa metalliseoksia platinalla ja kuparilla korroosionkestävyyden lisäämiseksi. Samoin arseenia lisätään alfa-messinkiin sinkin kestävyyden lisäämiseksi. Tällaista messinkiä käytetään LVI-laitteiden valmistuksessa.

Elektroniikassa ja tietojenkäsittelyssä

-Metallideja käytetään puolijohteina elektroniikka- ja tietokoneteollisuudessa. Tässä mielessä pii on johtava puolijohdekaupassa, joka muodostaa perustan modernille elektroniikalle ja tietojenkäsittelylle. Piitä ja sen johdannaisia ​​käytetään tietokoneissa, muuntimissa, aurinkokennoissa ja LCD-näytöissä.

-Tellurium on puolijohde, jossa on sovelluksia sähköoptiikassa ja elektroniikassa.

-Germanium on puolijohde-metalloidi, jota käytetään yhdessä piikiekon kanssa suurten nopeuksien integroitujen piirien suorituskyvyn parantamiseksi. Vaikka germanium on siirtänyt piitä jonkin verran puolijohdetoiminnassaan, sen käyttöä on lisätty miniatyyrisirujen tuotannossa.

-Saksia käytetään aurinkopaneelien valmistuksessa. Jopa Mars-planeetan partiointirobotit sisältävät aurinkokennoissaan germaniumia. Lisäksi germaniumia käytetään tutkien valmistukseen.

Metalloidien suojaava toiminta

Boori ja siihen liittyvät yhdisteet antavat suurta vastustusta materiaaleille, joista se on osa. Tämä mahdollistaa sen käytön tilarakenteiden luomisessa. Lisäksi niitä käytetään golfmailojen ja kalastusvarsien valmisteluun.

Boorikarbidin suojaavaa vaikutusta käytetään ydinreaktoreiden säätelyesteinä, mikä rajoittaa radioaktiivisen aineen vuotamista. Lisäksi boorikarbidia käytetään luodinkestävissä liiveissä ja sotatankkien armeerauksessa.

Savea tai hiekkaa sisältävä piidioksidi ja piidioksidi ovat tärkeitä osia tiilistä, betonista ja sementistä, joita käytetään erilaisissa rakenteissa.

toiset

-Antimonisulfidia käytetään ilotulitus- ja salamalaitteissa.

-Boori on osa neodyymimagneetteja.

-Silikonia, piistä valmistettua polymeeriä, käytetään öljyjen ja vahojen, rintaimplanttien, piilolinssien, räjähteiden ja pyrotekniikan valmistuksessa..

-Germaniumia käytetään loistelamppujen ja joidenkin LED-diodien valmistukseen. Lisäksi germaniumia käytetään sähkökitaroissa, jotta saadaan aikaan ominaista vääristymää.

-Germaniumia käytetään lämpökuvauksen käyttöön sotilaskäyttöön ja palontorjuntaan.

-Antimonia käytetään vastaavien ja merkkikranaattien sekä paikannuslaitteiden sekä patruunapohjamaalien valmistukseen.

-Natriumboraattia käytetään palamista hidastavana aineena muovissa ja kumissa.

8 metalloidielementtiä

Tämä kemiallisten elementtien ryhmä koostuu boorista, piistä, antimonista, telluurista, germaniumista, arseenista, poloniumista ja astatiinista. Kuitenkin suurin osa kemian alan tutkijoista sulkee pois poloniumia ja astatusa metalloideiksi.

Siksi metalloidien ryhmä, joka hyväksyttiin enimmäkseen, muodostuu boorista, piistä, antimonista, telluurista, germaniumista ja arseenista..

On todettu, että polonium on selvästi metallinen, koska sen kaksi allotrooppista muotoa ovat metallisia johtimia. Toisaalta astatiini luokiteltiin vuonna 2013 metalliksi, vaikka sitä aiemmin nimettiin vuonna 1950 halogeeniksi, ei-reaktiiviseksi metalliksi..

Metalleiksi, metalloideiksi tai ei-metalleiksi katsottujen elementtien ryhmien välinen raja on sekava. Tästä syystä jotkut tutkijat viittaavat johonkin omaisuuteen perustuen, että tätä tai tätä elementtiä olisi pidettävä metalloidina. Esimerkiksi on todettu, että hiili, alumiini tai seleeni olisi luokiteltava metalloideiksi.

On pyritty luomaan valintaperusteet, jotka mahdollistavat kemiallisen elementin luokittelun metalliksi, metalloideiksi tai ei-metalliksi. Valintakriteereinä ovat muun muassa ionisaatioenergia, elektroniikkakyky ja erilaisten kemiallisten elementtien pakkaustehokkuus.

viittaukset

  1. Eden Francis. (2002). Elementtien luokittelu. Otettu: dl.clackamas.edu
  2. Metallit, metalloidit ja ei-metalliset. Otettu: angelo.edu
  3. Elementtejä. Metalloidi. Otettu: elementos.org.es
  4. Ejemplode. (2013). Metalloidi. Otettu: ejemplode.com
  5. Wikipedia. (2018). Metalloidi. Otettu: en.wikipedia.org
  6. Kemia Quick Fasts. (2011). Metalloidit (semimetrit). Otettu: chemistry.patent-invent.com
  7. Encyclopaedia Britannican toimittajat. (18. lokakuuta 2016). Metalloidi. Otettu: britannica.com