Metalloidide omadused, omadused ja kasutusalad



The metalloidid või poolmõõtmed on keemiliste elementide rühm, millel on metallide ja mittemetallide vahel vahepealsed füüsikalised ja keemilised omadused. Enamik keemiaeksperte aktsepteerivad järgmisi keemilisi elemente metalloididena: boor, räni, arseen, germanium, antimon ja telluur (allolevas pildis roheline).

Väiksem rühm teadlasi lisab metalloididele polio, astatiini (sinine) ja seleeni (roosa)..

Ka mõnede omaduste põhjal viitavad nad sellele, et keemilisi elemente süsinikku ja alumiiniumi (kollane) tuleks pidada metalloidideks..

Indeks

  • 1 Metalloidide põhiomadused
    • 1.1 Olukord perioodilises tabelis
    • 1.2 Moodustab metallide sulameid
    • 1.3 Elektrilised pooljuhid
    • 1.4 Elektroonikatööstuse baas
    • 1.5 Allotroopsed seisundid
  • 2 Füüsikalised ja keemilised omadused
    • 2.1 Füüsikalised omadused
    • 2.2 Keemilised omadused
  • 3 Kasutamine
    • 3.1 Elusolendite kohta
    • 3.2 Prillides ja emailides
    • 3.3 Kõrgema kvaliteediga materjalide tootmisel
    • 3.4 Elektroonikas ja andmetöötluses
    • 3.5 Metalloidide kaitsev toime
    • 3.6 Muu
  • 4 8 metalloidelementi
  • 5 Viited

Metalloidide põhiomadused

Olukord perioodilises tabelis

Metalloidid asuvad perioodilises tabelis kahanevate diagonaalidena veergude 13, 14, 15, 16 ja 17 vahel, alustades ülemisest vasakus nurgas olevast boorist ja lõppedes paremas alumises nurgas..

Metallid asuvad metalloidide ja nende parempoolsete mittemetallide vasakul poolel; seetõttu esindavad nad mõlemat tüüpi materjali piiri.

Nad moodustavad metallidega sulamid

Metalloidid moodustavad metallidega sulameid ja reageerivad mittemetallidega, näiteks hapniku, väävli ja halogeenidega.

Elektrilised pooljuhid

Enamasti peetakse neid elektrilisteks pooljuhideks, mille juhtivus sõltub temperatuurist. Madalatel temperatuuridel on elektrijuhtivus madal, nii et need toimivad elektriisolaatoritena, kuid kui nad soojendavad oma elektrienergia läbilaskevõimet.

Elektroonikatööstuse baas

Pooljuhid on elektroonilise tööstuse arengu aluseks, samuti arvutus- ja infotehnoloogia alused. Samuti on räni tehtud rakendus olnud selles valdkonnas väga kasulik..

Allotroopsed seisundid

Metalloididel on erinevad allotroopsed seisundid (erinevad kristallid); seega on arseenil näiteks mustad, kollased või hallid kristallid.

Looduses ei ole neid tavaliselt puhta keemilise elemendina, vaid pigem seostatakse või moodustatakse mineraalides koos plii, väävli, rauaga jne..

Füüsikalised ja keemilised omadused

Füüsikalised omadused

Need on heledad tahked ained. Selles mõttes sarnanevad nad metallidega. Nad on rabed ja ei ole väga elastsed, nii et neid ei saa traadi kujul venitada, st nad ei ole väga plastsed. Lisaks on selle ümberkujundamine lehtedeks raske, nii et metalloidid on kergelt vormitavad.

Nad on võimelised elektrit ja temperatuuri juhtima, kuigi vähemal määral kui metallid. Metalloidide sees on keemilisi elemente, mis nende ribakonstruktsioonide alusel liigitatakse pooljuhtidena.

See rühm koosneb boorist, ränist, germaniumist ja antimonist. Arseen ja telluur liigitatakse semimetriteks.

Fusion-punktid

Boro 2,076 ° C; Räni 1,414 ° C; Germanium 938,25 C; Arseen 817 ° C; Antimoon 630,13 ° C; Telluur 449,51 ° C ja poloonium 254 ° C.

Keemispunktid

Boor 3,927 ° C; Silicon 3,265 ° C; Germanium 2,833 ° C; Arseen 614 ° C; Antimon 1,587 ° C; Telurio 988 ° C ja Polonio 962º C.

Tihedused

Boor 2,34 g / cm3: Räni 2,33 g / cm3; Germanium 5,323 g / cm3; Arseen 5,727; Antimon 6,669 g / cm3; Telluurium 6,24 g / cm3 ja poloonium 9,32 g / cm3.

Keemilised omadused

Nad käituvad sarnaselt mittemetallidele, moodustavad happeid nagu SiO2 neil on amfoteerne käitumine. Metalloidid võivad käituda happena või alusena sõltuvalt söötme pH-st.

Kasutamine

Elusolendite kohta

-Arseeni kasutatakse põllumajanduses insektitsiidina ja herbitsiidina. Lisaks sellele kasutatakse seda veiste pulbrilise või vedeliku lahusena, et kõrvaldada loomalt putukad ja parasiidid. Kaltsium-arsenaati kasutatakse puuvillakapslilt eemaldamiseks.

-Arseeni kasutatakse puidukaitsevahendina selle toksilisuse tõttu putukatele ja seentele.

-Arseeni kasutatakse ägeda promüelotsüütilise leukeemia raviks, mis on vere vähi tüüp. Seda kasutatakse Fowleri lahuse väljatöötamiseks psoriaasi raviks. Arseeni radioaktiivne isotoob (\ t74As) kasutatakse inimese kehas esinevate vähkkasvajate lokaliseerimiseks.

-Arseen on osa Melarsoprol'ist, ravimist, mida kasutatakse inimese Aafrika trüpanosoomia raviks. Parasiithaigus, mida edastab tsetse lend.

-Souroreemia dermatiidi raviks on kasutatud teluuroksiidi. Samamoodi kasutatakse antimikroobse toimeainena ka teisi telluuri ühendeid.

-Boorhappe vormis kasutatavat boori kasutatakse kerge antiseptikuna silmades, nina ja kurgus.

Prillides ja emailides

-Telluuri kasutatakse sinise, pruuni ja punase klaasi tootmiseks. Metalloidi saab ladestada elektrolüütiliselt hõbedale, mis annab musta värvi.

-Antimoni kasutatakse klaaside ja glasuuride andmiseks kollaseks tooniks. Boori kasutatakse klaaside ja keraamika tootmisel. Eelkõige on borosilikaatklaas vastupidavad temperatuurimuutustele, mistõttu seda kasutatakse keemiliste reaktsioonide ja destilleerimise laborites..

-Kodus saab küpsetada toitu borosilikaatklaasist, ilma et kasutatavaid riideid purustaks.

-Räni on klaasitööstuse peamine alus, mis sekkub peaaegu kõikide klaasist esemete valmistamisse.

-Germaniumoksiidi kasutatakse mikroskoopide kaamerate ja läätsede läätsede valmistamiseks. Lisaks kasutatakse seda paljude rakenduste optiliste kiudude südamiku arendamisel.

Kõrgema kvaliteediga materjalide tootmisel

-Arseen moodustab plii sulamid, mis vähendavad sulamistemperatuuri. See põhjustab sulami tootmisel suuremat kõvadust

-Telluuri koguse lisamine 0,1 kuni 0,6% pliisulamist suurendab selle vastupidavust korrosioonile ja veojõule paindlikkuse suurenemise tõttu. Tellurium lisatakse tavaliselt malmist, et tekitada karastatud osade pinnakihi kõvenemist.

-Antimoni kasutatakse sulamites laagrite, akumulaatorplaatide ja trükimaterjali tootmiseks.

-Räni kasutatakse hapete suhtes suurema vastupidavusega sulamite tootmiseks. Nii on see Durirón, mis sisaldab 14% räni.

Räni, raua ja alumiiniumi sulamit kasutatakse autotööstuses kasutatavate suure kõvadusega osade valmistamiseks..

-Arseen moodustab plaatina ja vase sulamid, et suurendada selle vastupidavust korrosioonile. Samuti lisatakse alfa-messingile arseeni, et suurendada tsingi resistentsust. Seda tüüpi messingit kasutatakse torustike tarvikute valmistamiseks.

Elektroonikas ja andmetöötluses

-Metalloide kasutatakse elektroonika- ja arvutitööstuses pooljuhtidena. Selles mõttes on räni pooljuhtide kaubanduse liider, mis moodustab kaasaegse elektroonika ja arvuti aluse. Räni ja selle derivaate kasutatakse arvutites, muundurites, päikesepatareides ja LCD-ekraanides.

-Telluur on pooljuht, millel on rakendused elektro-optikas ja elektroonikas.

-Germanium on pooljuhtmetalloid, mida kasutatakse koos räni abil kiirete integraallülitustega, et parandada selle jõudlust. Kuigi germanium on oma pooljuhtfunktsiooni mingil määral nihutanud, on selle kasutamine miniatuursete kiipide tootmisel suurenenud.

-Germaniumit kasutatakse päikesepaneelide tootmisel. Isegi Marsi planeerimisrobotid sisaldavad oma päikesepatareides germaniumit. Lisaks kasutatakse radarite valmistamiseks germaniumit.

Metalloidide kaitsev toime

Boor ja sellega seotud ühendid annavad suure vastupidavuse materjalidele, mille osa see on. See võimaldab selle kasutamist ruumiliste struktuuride loomisel. Lisaks kasutatakse neid golfikepid ja -vardad.

Boorkarbiidi kaitsvat toimet kasutatakse tuumareaktorite kontrollitõkkedena, piirates radioaktiivse materjali lekkimist. Lisaks kasutatakse boorkarbiidi kuulikindlates vestides ja sõjatankide soomustamiseks.

Savi või liiva kujul olev ränidioksiid ja ränidioksiid on telliste, betooni ja tsemendi olulised koostisosad, mida kasutatakse eri ehitusvormides..

Teised

-Antimonsulfiidi kasutatakse ilutulestikes ja kaamerate välklambi tüüpi lampides.

-Boor on osa neodüümi magnetitest.

-Silikooni, silikoonist saadud polümeeri, kasutatakse õlide ja vahade, rinnaimplantaatide, kontaktläätsede, lõhkeainete ja pürotehnika valmistamiseks..

-Germaniumit kasutatakse luminofoorlampide ja mõnede LED-dioodide tootmiseks. Lisaks kasutatakse germaniumit elektrikitarrites, et tekitada iseloomulik moonutus.

-Germaniumit kasutatakse soojusliku pildistamise rakendamiseks sõjaliseks otstarbeks ja tuletõrjeks.

-Antimoni kasutatakse mänguasjade ja märgistusgranaatide ning lokaatorite, samuti kassettpraimerite tootmiseks.

-Naatriumboraati kasutatakse põletust aeglustava ainena plastides ja kummides.

8 metalloidelementi

See keemiliste elementide rühm koosneb boorist, ränist, antimonist, telluurist, germaniumist, arseenist, polooniumist ja astatiinist. Kuid suurim arv keemiainstituute välistavad polüoniumi ja astatuid metalloididena.

Seetõttu moodustaks metalloidide grupp enamasti boori, räni, antimoni, telluuri, germeeni ja arseeni..

On märgitud, et poloonium on selgelt metallist, kuna selle kaks allotroopset vormi on metalljuhtmed. Teisest küljest klassifitseeriti astatiin 2013. aastal metallina, kuigi varem nimetati see 1950. aastal halogeeniks, mitte-reaktiivseks metalliks.

Metallide, metalloidide või mittemetallidena käsitatavate elementide rühmade vaheline piir on segane. Sel põhjusel näitavad mõned teadlased, et mõnede omaduste põhjal tuleks seda või seda elementi pidada metalloidiks. Näiteks on märgitud, et süsinik, alumiinium või seleen tuleb klassifitseerida metalloidideks.

On püütud kehtestada valikukriteeriumid, mis võimaldavad klassifitseerida keemilist elementi metallina, metalloididena või mitte-metallina. Muude valikukriteeriumide hulka kuuluvad erinevate keemiliste elementide ionisatsioonienergia, elektronegatiivsus ja pakendamise tõhusus.

Viited

  1. Eden Francis. (2002). Elementide klassifikatsioon. Välja võetud: dl.clackamas.edu
  2. Metallid, metalloidid ja mittemetallid. Võetud: angelo.edu
  3. Elemendid Metalloidid Võetud: elementos.org.es
  4. Näide. (2013). Metalloidid Välja võetud: ejemplode.com
  5. Wikipedia. (2018). Metalloid. Vastu võetud: en.wikipedia.org
  6. Keemia Quick Fasts. (2011). Metalloidid (poolmõõtmed). Toodud: chemistry.patent-invent.com
  7. Encyclopaedia Britannica toimetajad. (18. oktoober 2016). Metalloid. Välja võetud: britannica.com