Metaloidy metaloidů, vlastnosti a použití



metaloidy nebo semimetály jsou skupinou chemických prvků s mezilehlými fyzikálními a chemickými vlastnostmi mezi kovy a nekovy. Většina chemických výzkumníků přijímá následující chemické prvky jako metaloidy: bór, křemík, arsen, germanium, antimon a telur (zelená na obrázku níže).

Menší skupina výzkumníků však k metaloidům přidá polio, astatin (modrý) a selen (růžový)..

Dokonce, na základě některých vlastností, naznačují, že chemické prvky uhlík a hliník (žlutá) by měly být také považovány za metaloidy..

Index

  • 1 Hlavní charakteristiky metaloidů
    • 1.1 Situace v periodické tabulce
    • 1.2 Vytváří slitiny s kovy
    • 1.3 Elektrické polovodiče
    • 1.4 Základ elektronického průmyslu
    • 1.5 Allotropní stavy
  • 2 Fyzikální a chemické vlastnosti
    • 2.1 Fyzikální vlastnosti
    • 2.2 Chemické vlastnosti
  • 3 Použití
    • 3.1 O živých bytostech
    • 3.2 V brýlích a smaltech
    • 3.3 Při výrobě kvalitnějších materiálů
    • 3.4 V elektronice a výpočetní technice
    • 3.5 Ochranný účinek metaloidů
    • 3.6 Ostatní
  • 4 8 metaloidních prvků
  • 5 Odkazy

Hlavní charakteristiky metaloidů

Situace v periodické tabulce

Metaloidy jsou umístěny v periodické tabulce v sestupné úhlopříčce mezi sloupci 13, 14, 15, 16 a 17, počínaje bórem v levém horním rohu a končící astatinem v pravém dolním rohu.

Kovy jsou umístěny nalevo od metaloidů a nekovů vpravo; představují tedy hranici mezi oběma typy hmoty.

Vytvářejí slitiny s kovy

Metaloidy tvoří slitiny s kovy a reagují s nekovy, například s kyslíkem, sírou a halogeny.

Elektrické polovodiče

Většinou jsou považovány za elektrické polovodiče, jejichž vodivost je závislá na teplotě. Při nízkých teplotách je elektrická vodivost nízká, takže slouží jako elektrické izolátory, ale při zahřívání zvyšují kapacitu.

Základy elektronického průmyslu

Polovodiče jsou základem vývoje elektronického průmyslu, stejně jako výpočetní a počítačové vědy. Také aplikace, která byla vyrobena z křemíku, byla v této oblasti velmi užitečná..

Allotropní stavy

Metaloidy mají různé allotropní stavy (různé krystalické formy); tak například arsen představuje černé, žluté nebo šedé krystaly.

V přírodě se obvykle nepovažují za čisté chemické prvky, ale spíše za sdružené nebo tvořící agregáty v minerálech spolu s olovem, sírou, železem atd..

Fyzikální a chemické vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Vypadají jako jasné pevné látky. V tomto aspektu se podobají kovům. Jsou křehké a nejsou příliš elastické, takže nemohou být nataženy ve tvaru drátu, to znamená, že nejsou příliš tažné. Navíc je jeho přeměna na listy obtížná, takže metaloidy jsou mírně kujné.

Jsou schopny vést elektřinu a teplotu, i když v menší míře než kovy. Uvnitř metaloidů jsou chemické prvky, které jsou na základě svých pásmových struktur klasifikovány jako polovodiče.

Tato skupina se skládá z boru, křemíku, germania a antimonu. Arsen a telur jsou klasifikovány jako semimetály.

Fúzní body

Boro 2,076 ° C; Křemík 1,414 ° C; Germanium 938,25 C; Arsen 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Telur 449,51 ° C a polonium 254 ° C.

Body varu

Bór 3,927 ° C; Křemík 3 265 ° C; Germanium 2,833 ° C; Arsen 614 ° C; Antimon 1,587 ° C; Telurio 988 ° C a Polonio 962 ° C.

Hustoty

Bór 2,34 g / cm3: Křemík 2,33 g / cm3; Germanium 5,323 g / cm3; Arsenic 5,727; Antimon 6,6697 g / cm3; Telur 6,24 g / cm3 a Polonium 9,32 g / cm3.

Chemické vlastnosti

Chová se podobně jako nekovy, tvoří oxacidy, jako je SiO2 a mají amfoterní chování. Metaloidy se mohou chovat jako kyselina nebo báze v závislosti na pH média.

Použití

O živých bytostech

-Arsen se používá v zemědělství jako insekticid a herbicid. Kromě toho se používá pro umístění jako prášek nebo kapalný roztok na skotu, aby se odstranil hmyz a paraziti ze zvířete. Arsenát vápenatý se používá k odstranění weevilu z kapsle z bavlny.

-Arsen je používán jako prostředek na ochranu dřeva kvůli jeho toxicitě pro hmyz a houby.

-Přípravek Arsen se používá k léčbě akutní Promyelocytární leukémie, typu rakoviny krve. Používá se při vývoji Fowlerova roztoku pro použití při léčbě psoriázy. Radioaktivní izotop arsenu (74As) se používá při lokalizaci nádorových nádorů přítomných v lidském těle.

-Arsen je součástí přípravku Melarsoprol, léku používaného při léčbě lidské africké trypanosomózy. Parazitární onemocnění přenášené mouchou tsetse.

-Oxid siřičitý se používá při léčbě seboroické dermatitidy. Podobně se jako antimikrobiální činidla používají další sloučeniny teluru.

-Bor, ve formě kyseliny borité, se používá jako mírné antiseptikum v očích, nose a krku..

V brýlích a smaltech

-Telur se používá při výrobě modrých, hnědých a červených brýlí. Metaloid může být nanesen elektrolyticky na stříbro, čímž vzniká černě zbarvený povrch.

-Antimon je používán dát brýle a glazury žlutý odstín. Bor se používá při výrobě sklenic a keramiky. Zejména borosilikátové sklo je odolné vůči změnám teploty, proto se používá v laboratořích pro chemické reakce a destilace..

-Doma můžete péct jídlo pomocí borosilikátového skla, aniž by došlo k porušení použitého nádobí.

-Křemík je hlavní základnou sklářského průmyslu a zasahuje do výroby téměř všech skleněných předmětů.

-Oxid hlinitý se používá při výrobě čoček kamer a čoček mikroskopů. Kromě toho se používá při vývoji jádra optických vláken mnoha aplikací.

Při výrobě kvalitnějších materiálů

-Arsen tvoří slitiny s olovem, což vede ke snížení teploty tání. To způsobuje větší tvrdost ve slitině, která se používá při výrobě výstřelu

-Přidání množství teluru mezi 0,1% a 0,6% olověné slitiny zvyšuje jeho odolnost proti korozi a trakci se zvýšením flexibility. Do litiny se obvykle přidává telur, aby se dosáhlo vytvrzení povrchové vrstvy vytvrzených částí.

-Antimon se používá ve slitinách k výrobě ložisek, akumulátorových desek a tiskového materiálu.

-Křemík se používá při výrobě slitin s větší odolností vůči kyselinám. Takový je případ Durirón, který obsahuje 14% křemíku.

Slitina křemíku, železa a hliníku se používá pro výrobu dílů s vysokou tvrdostí, které se používají v automobilovém průmyslu.

-Arsen tvoří slitiny s platinou a mědí pro zvýšení odolnosti vůči korozi. Podobně se k alfa-mosazi přidává arsen, aby se zvýšila odolnost vůči zinku. Tento typ mosazi se používá při výrobě doplňkových materiálů pro instalatérské práce.

V elektronice a výpočetní technice

-Metaloidy se používají jako polovodiče v elektronickém a počítačovém průmyslu. V tomto smyslu je křemík lídrem v obchodu s polovodiči, který tvoří základ moderní elektroniky a výpočetní techniky. Křemík a jeho deriváty se používají v počítačích, převodnících, solárních článcích a LCD obrazovkách.

-Telur je polovodič, který má použití v elektro-optice a elektronice.

-Germanium je polovodičový metaloid, který se používá společně se silikonem ve vysokorychlostních integrovaných obvodech ke zlepšení jeho výkonu. Ačkoli germanium vytlačilo křemík do určité míry v jeho polovodičové funkci, jeho použití bylo zvýšeno ve výrobě miniaturizovaných čipů..

-Germanium se používá při výrobě solárních panelů. Dokonce i průzkumní roboti planety Mars obsahují ve svých solárních článcích germanium. Kromě toho se germanium používá při výrobě radarů.

Ochranný účinek metaloidů

Bór a jeho příbuzné sloučeniny poskytují vysokou odolnost vůči materiálům, jejichž je součástí. To umožňuje jeho využití při tvorbě prostorových struktur. Dále se používají při zpracování golfových holí a rybářských prutů.

Ochranný účinek karbidu boru se používá jako kontrolní bariéra v jaderných reaktorech, což omezuje únik radioaktivního materiálu. Kromě toho se karbid boru používá v neprůstřelných vestách a v pancéřování válečných tanků.

Oxid křemičitý a oxid křemičitý, ve formě jílu nebo písku, jsou důležitými složkami cihel, betonu a cementu, které se používají v různých formách výstavby..

Ostatní

-Sulfid antimonu je používán v ohňostrojích a bleskových lampách kamer.

-Bór je součástí neodymových magnetů.

-Silikon, polymer odvozený od křemíku, se používá při výrobě olejů a vosků, prsních implantátů, kontaktních čoček, výbušnin a pyrotechniky..

-Germanium se používá při výrobě zářivek a některých LED diod. Navíc, germanium je používáno v elektrických kytarách produkovat charakteristický zkreslený tón.

-Germanium se používá při aplikaci termovizí pro vojenské účely a požární ochranu.

-Antimon je používán ve výrobě zápalek a stopovacích granátů a lokátorů, stejně jako kazetových primerů.

-Boritan sodný se používá jako zpomalovač hoření v plastech a pryžích.

8 metaloidních prvků

Tato skupina chemických prvků se skládá z boru, křemíku, antimonu, teluru, germania, arsenu, polonia a astatinu. Největší počet výzkumníků v oboru chemie však vylučuje polonium a stav jako metaloidy.

Skupina metaloidů, která je většinou přijímána, by tedy byla tvořena bórem, křemíkem, antimonem, telurem, germaniem a arsenem..

Bylo zdůrazněno, že polonium je zřetelně kovové, protože jeho dvě aloropické formy jsou kovové vodiče. Na druhé straně, astatin byl klasifikován v roce 2013 jako kov, ačkoli předtím v 1950 to bylo určeno jako halogen, non-reaktivní kov.

Hranice mezi skupinami prvků považovaných za kovy, metaloidy nebo nekovy je matoucí. Z tohoto důvodu někteří výzkumníci na základě nějaké vlastnosti naznačují, že tento prvek by měl být považován za metaloid. Bylo například zmíněno, že uhlík, hliník nebo selen by měly být klasifikovány jako metaloidy.

Pokusili jsme se stanovit kritéria výběru, která umožní klasifikovat chemický prvek jako kov, metaloidy nebo nekovy. Mezi další kritéria výběru patří ionizační energie, elektronegativita a účinnost balení různých chemických prvků.

Odkazy

  1. Eden Francis. (2002). Klasifikace prvků. Převzato z: dl.clackamas.edu
  2. Kovy, metaloidy a nekovy. Převzato z: angelo.edu
  3. Prvky Metaloidy Převzato z: elementos.org.es
  4. Příklad. (2013). Metaloidy Převzato z: ejemplode.com
  5. Wikipedia. (2018). Metaloid. Převzato z: en.wikipedia.org
  6. Rychlá chemie. (2011). Metaloidy (semimetály). Převzato z: chemistry.patent-invent.com
  7. Editoři Encyclopaedia Britannica. (18. října 2016). Metaloid. Převzato z: britannica.com