Značilnosti, lastnosti in uporaba metaloidov



The metaloidi ali semimetali so skupina kemičnih elementov z vmesnimi fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi med kovinami in nekovinami. Večina kemičnih raziskovalcev sprejema naslednje kemične elemente kot metaloidi: bor, silicij, arzen, germanij, antimon in telur (zelena na sliki spodaj)..

Vendar pa manjša skupina raziskovalcev metaloidom doda polio, astatin (modro) in selen (roza)..

Tudi, na podlagi nekaterih lastnosti, kažejo, da je treba kemijske elemente ogljik in aluminij (rumeno) obravnavati tudi kot metaloide..

Indeks

  • 1 Glavne značilnosti metaloidov
    • 1.1 Stanje v periodnem sistemu
    • 1.2 Oblikuje zlitine s kovinami
    • 1.3 Električni polprevodniki
    • 1.4 Osnova elektronske industrije
    • 1.5 Alotropna stanja
  • 2 Fizikalne in kemijske lastnosti
    • 2.1 Fizikalne lastnosti
    • 2.2 Kemijske lastnosti
  • 3 Uporabe
    • 3.1 O živih bitijih
    • 3.2 V kozarcih in emajlih
    • 3.3 Pri izdelavi materialov višje kakovosti
    • 3.4 V elektroniki in računalništvu
    • 3.5 Zaščitno delovanje kovloidov
    • 3.6 Drugo
  • 4 8 metaloidnih elementov
  • 5 Reference

Glavne značilnosti metaloidov

Stanje v periodnem sistemu

Metaloidi se nahajajo v periodnem sistemu v padajoči diagonali med stebri 13, 14, 15, 16 in 17, začenši z borom v zgornjem levem kotu in konča s astatinom v spodnjem desnem kotu.

Kovine se nahajajo levo od kovloidov in nekovin na njihovi desni; zato predstavljajo mejo med obema vrstama snovi.

S kovinami tvorijo zlitine

Metaloidi tvorijo zlitine s kovinami in reagirajo z nekovinami, na primer s kisikom, žveplom in halogeni.

Električni polprevodniki

Večinoma se obravnavajo kot električni polprevodniki, njihova prevodnost pa je odvisna od temperature. Pri nizkih temperaturah je električna prevodnost majhna, tako da služijo kot električni izolatorji, vendar se zaradi povečanja zmogljivosti za povečanje električne energije povečujejo..

Osnova elektronske industrije

Polprevodniki so osnova za razvoj elektronske industrije, pa tudi za računanje in računalništvo. Tudi uporaba silicija je bila na tem področju zelo uporabna..

Allotropna stanja

Metaloidi imajo različna alotropna stanja (različne kristalne oblike); tako na primer arzen predstavlja črne, rumene ali sive kristale.

V naravi jih običajno ne najdemo kot čiste kemijske elemente, temveč bolj povezane ali tvorijo agregate v mineralih skupaj s svincem, žveplom, železom itd..

Fizikalne in kemijske lastnosti

Fizične lastnosti

Pojavijo se kot svetle trdne snovi. V tem pogledu so podobne kovinam. So krhki in niso zelo elastični, zato jih ni mogoče raztegniti v obliki žice, kar pomeni, da niso zelo raztegljivi. Poleg tega je preoblikovanje v liste težko, tako da so metaloidi rahlo temačni.

Sposobni so izvajati elektriko in temperaturo, čeprav v manjši meri kot kovine. V okviru metaloidov obstajajo kemijski elementi, ki so na podlagi pasnih struktur razvrščeni kot polprevodniki.

To skupino sestavljajo bor, silicij, germanij in antimon. Arzen in telur sta razvrščena kot polobdelna.

Fusion Points

Boro 2,076 ° C; Silicij 1.414 ° C; Germanij 938,25 C; Arzen 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Telur 449,51 ° C in polonij 254 ° C.

Vrelišča

Bor 3,927 ° C; Silicij 3,265 ° C; Germanij 2,833 ° C; Arsen 614 ° C; Antimon 1,587 ° C; Telurio 988 ° C in Polonio 962 ° C.

Gostote

Bor 2,34 g / cm3: Silicij 2.33 g / cm3; Germanij 5,323 g / cm3; Arzen 5,727; Antimon 6.697 g / cm3; Telur 6,24 g / cm3 in polonij 9,32 g / cm3.

Kemijske lastnosti

Obnašajo se podobno kot nekovine, tvorijo oksacide, kot je SiO2 in imajo amfoterično vedenje. Metaloidi se lahko obnašajo kot kislina ali baza, odvisno od pH medija.

Uporabe

O živih bitjih

-Arzen se v kmetijstvu uporablja kot insekticid in herbicid. Poleg tega se uporablja kot prašek ali tekoča raztopina na govedu, da se iz živali odstranijo žuželke in paraziti. Kalcijev arzenat se uporablja za odstranjevanje tekocine iz bombažne kapsule.

-Arzen se uporablja kot sredstvo za zaščito lesa zaradi njegove toksičnosti za žuželke in glive.

-Arzen se uporablja pri zdravljenju akutne promielocitne levkemije, vrste krvnega raka. Uporablja se pri razvoju Fowlerjeve raztopine za uporabo pri zdravljenju psoriaze. Radioaktivni izotop arzena (74As) se uporablja pri lokalizaciji rakastih tumorjev, ki so prisotni v človeškem telesu.

-Arzen je del zdravila Melarsoprol, zdravila, ki se uporablja pri zdravljenju človeškega afriškega tripanosomijaze. Parazitska bolezen, ki jo prenaša muha tsetse.

-Telurjev oksid se uporablja za zdravljenje seboroičnega dermatitisa. Prav tako se kot antimikrobna sredstva uporabljajo druge telurjeve spojine.

-Bor v obliki borove kisline se uporablja kot blag antiseptik v očeh, nosu in grlu.

V kozarcih in emajlih

-Telur se uporablja v proizvodnji modrih, rjavih in rdečih očal. Metaloid lahko elektrolitsko nanesemo na srebro, da dobimo črno površino.

-Antimon se uporablja za dajanje očal in glaziranje rumenega odtenka. Bor se uporablja v proizvodnji kozarcev in keramike. Zlasti borosilikatno steklo je odporno na spremembe temperature, zato se uporablja v laboratorijih za kemijske reakcije in destilacije..

-Doma lahko pečemo hrano z borosilikatnim steklom, ne da bi poškodovali uporabljeno opremo.

-Silicij je glavna baza steklarske industrije, ki posega v proizvodnjo skoraj vseh steklenih predmetov.

-Germanijev oksid se uporablja pri izdelavi leč kamer in mikroskopskih leč. Poleg tega se uporablja pri razvoju jedra optičnih vlaken številnih aplikacij.

Pri izdelavi materialov višje kakovosti

-Arzen tvori zlitine s svincem, ki povzročajo zmanjšanje tališča iste. To povzroča večjo trdoto v zlitini, ki se uporablja pri proizvodnji strel

-Dodatek količine telurja med 0,1% in 0,6% svinčeve zlitine poveča njegovo odpornost proti koroziji in vleki z večjo fleksibilnostjo. Teliur se običajno doda v lito železo, da se doseže utrjevanje površinske plasti utrjenih delov.

-Antimon se uporablja v zlitinah za izdelavo ležajev, akumulatorskih plošč in tiskarskih materialov.

-Silicij se uporablja pri proizvodnji zlitin z večjo odpornostjo na kisline. Tak je primer Durirón, ki vsebuje 14% silicija.

Zlitina silicija, železa in aluminija se uporablja za izdelavo delov velike trdote, ki se uporabljajo v avtomobilski industriji.

-Arzen tvori zlitine s platino in bakrom za povečanje odpornosti proti koroziji. Tudi alfa-medenina dodaja arzen za povečanje odpornosti cinka. Ta vrsta medenine se uporablja pri izdelavi dodatnega materiala za vodovodne instalacije.

V elektroniki in računalništvu

-Metaloidi se uporabljajo kot polprevodniki v elektroniki in računalniški industriji. V tem smislu je silicij vodilna v trgovini s polprevodniki, ki je osnova sodobne elektronike in računalništva. Silicij in njegovi derivati ​​se uporabljajo v računalnikih, pretvornikih, sončnih celicah in LCD zaslonih.

-Telurij je polprevodnik, ki se uporablja v elektrooptiki in elektroniki.

-Germanij je polprevodniški metaloid, ki se uporablja skupaj s silicijem v integriranih vezjih za visoke hitrosti za izboljšanje njegove učinkovitosti. Čeprav je germanij v polprevodniški funkciji do neke mere izrinil silicij, se je njegova uporaba povečala pri proizvodnji miniaturnih čipov..

-Germanij se uporablja pri proizvodnji sončnih kolektorjev. Tudi izvidniški roboti planeta Mars vsebujejo germanij v svojih sončnih celicah. Poleg tega se germanij uporablja pri izdelavi radarjev.

Zaščitno delovanje kovloidov

Bor in njegove sorodne spojine zagotavljajo veliko odpornost na materiale, katerih del je. To omogoča njeno uporabo pri ustvarjanju prostorskih struktur. Poleg tega se uporabljajo pri izdelavi palic za golf in ribiških palic.

Zaščitno delovanje borovega karbida se uporablja kot kontrolne ovire v jedrskih reaktorjih, kar omejuje uhajanje radioaktivnih snovi. Poleg tega se borov karbid uporablja v neprebojnih jopičih in pri oklepanju vojaških tankov.

Silicijev dioksid in silicijev dioksid v obliki gline ali peska sta pomembni sestavini opeke, betona in cementa, ki se uporabljata v različnih oblikah gradnje..

Drugi

-Antimonijev sulfid se uporablja v ognjemetih in bliskovnih svetilkah kamer.

-Bor je del neodimovih magnetov.

-Silikon, polimer, pridobljen iz silicija, se uporablja pri proizvodnji olj in voskov, prsnih vsadkov, kontaktnih leč, eksplozivov in pirotehnike..

-Germanium se uporablja pri proizvodnji fluorescenčnih sijalk in nekaterih LED diod. Poleg tega se germanij uporablja v električnih kitah za ustvarjanje značilnega popačenja.

-Germanij se uporablja pri toplotnem slikanju za vojaško uporabo in gašenje požarov.

-Antimon se uporablja pri izdelavi šibic in sledilnih granat ter lokatorjev, kot tudi za vložke.

-Natrijev borat se uporablja kot zaviralec gorenja v plastiki in gumi.

8 metaloidnih elementov

To skupino kemičnih elementov sestavljajo bor, silicij, antimon, telur, germanij, arzen, polonij in astatin. Vendar pa največje število raziskovalcev na področju kemije izključuje polonij in astatus kot metaloide.

Skupino metaloidov, ki so večinoma sprejeti, bi zato tvorili bor, silicij, antimon, telur, germanij in arzen..

Poudarjeno je bilo, da je polonij izrazito kovinski, saj sta njegovi alotropni obliki kovinski vodniki. Po drugi strani pa je bil astat leta 2013 klasificiran kot kovina, čeprav je bil leta 1950 označen kot halogen, nereaktivni kovinski.

Meja med skupinami elementov, ki se štejejo za kovine, metaloide ali nekovine, je zmedena. Zato nekateri raziskovalci na podlagi nekega premoženja kažejo, da je treba ta ali tisti element obravnavati kot metaloid. Poudarjeno je bilo na primer, da bi morali ogljik, aluminij ali selen razvrstiti kot metaloide.

Poskušali smo določiti merila za izbor, ki omogočajo razvrstitev kemičnega elementa kot kovine, metaloide ali nekovine. Med drugimi merili za izbor so energija ionizacije, elektronegativnost in učinkovitost pakiranja različnih kemijskih elementov.

Reference

  1. Eden Francis. (2002). Klasifikacija elementov. Vzeto iz: dl.clackamas.edu
  2. Kovine, metaloidi in nekovine. Vzeto iz: angelo.edu
  3. Elementi Metaloidi Vzeto iz: elementos.org.es
  4. Primer. (2013). Metaloidi Vzeto iz: ejemplode.com
  5. Wikipedija. (2018). Metaloid. Vzeto iz: en.wikipedia.org
  6. Kemija Hitri posti. (2011). Metaloidi (polimetali). Vzeto iz: chemistry.patent-invent.com
  7. Uredniki enciklopedije Britannica. (18. oktober 2016). Metaloid. Vzeto iz: britannica.com