МЕТАЛЛОИДИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СВОЈСТВА И УПОТРЕБА - ХЕМИЈА - 2025

У металоиди или семиметалс су група хемијских елемената са физичким особинама и хемијских интермедијера између метала и неметала. Већина хемијских истраживача прихвата следеће хемијске елементе као металоиде: бор, силицијум, арсен, германијум, антимон и телур (приказано зелено на слици испод).

Ипак, мања група истраживача металоидима додаје полонијум, астату (плаву боју) и селен (ружичасту боју).

Извор: Аутор Сандбх, са Викимедиа Цоммонс

Чак и на основу неких својстава, они предлажу да се хемијски елементи угљеник и алуминијум (жуте боје) такође сматрају металлоидима.

Главне карактеристике металоида

Ситуација на периодичној табели

Металлоиди су смештени на периодичној табели на дијагонали према доле између стубова 13, 14, 15, 16 и 17, почевши од бора у горњој левој и завршавајући астатином у доњој десној страни.

Метали се налазе лево од металоида и неметали с њихове десне стране; према томе, они представљају границу између обе врсте материје.

Они формирају легуре са металима

Металлоиди формирају легуре са металима и реагују са неметалима, на пример кисеоником, сумпором и халогенима.

Електрични полуводичи

Углавном се сматрају електричним полуводичима, чија проводљивост зависи од температуре. На ниским температурама електрична проводљивост је мала, па дјелују као електрични изолатори, али како се загревају, повећава се и њихова способност да проводе електричну енергију.

База електронске индустрије

Полуводичи су основа развоја електроничке индустрије, као и рачунара и информатике. Исто тако, апликација од силикона била је веома корисна у овом пољу.

Алотропна стања

Металлоиди имају различита алотропна стања (различити кристални облици); тако, на пример, арсен има црне, жуте или сиве кристале.

У природи их обично не налазимо као чисте хемијске елементе, већ их повезујемо или стварају агрегате у минералима заједно са оловом, сумпором, гвожђем итд.

Физичка и хемијска својства

Физичка својства

Појављују се као сјајне чврсте материје. У том погледу подсећају на метале. Крхки су и нису баш еластични, па их није могуће развући у жицу, то јест, нису баш дуктилне. Поред тога, отежана је његова трансформација у листове, па металоиди нису баш поправљиви.

Они су у стању да проводе струју и температуру, мада у мањој мери од метала. Унутар металоида постоје хемијски елементи који су на основу њихових структура трака класификовани као полуводичи.

Ову групу чине бор, силицијум, германијум и антимон. Арсен и телур су класификовани као полу-метали.

Фусион Поинтс

Бор 2.076 ° Ц; Силицијум 1.414 ° Ц; Германијум 938,25 ° Ц; Арсен 817 ° Ц; Антимон 630,13 ° Ц; Телур 449,51º Ц и полонијум 254ºЦ.

Тачке кључања

Бор 3,927 ° Ц; Силицијум 3.265 ° Ц; Германијум 2.833 ° Ц; Арсен 614 ° Ц; Антимон 1,587º Ц; Телуријум 988º Ц и Полонијум 962ºЦ.

Густине

Бор 2,34 г / цм ³ : Силицијум 2,33 г / цм ³ ; Германијум 5.323 г / цм ³ ; Арсен 5,727; Антимон 6,697 г / цм ³ ; Телур 6.24 г / цм ³ и Полониум 9.32 г / цм ³ .

Хемијска својства

Понашају се на сличан начин као и неметали, формирају оксациде као СиО ₂ и имају амфотерно понашање. Металлоиди се могу понашати попут киселине или базе, у зависности од пХ медијума.

Апликације

О живим бићима

-Арсен се користи у пољопривреди као инсектицид и хербицид. Поред тога, користи се као прах или у течном раствору на стоци како би се животињски инсекти и паразити елиминирали. Калцијум арсенат користи се за убијање памучног платна.

-Арсен се користи као конзерванс за дрво због токсичности за инсекте и гљивице.

-Арсен се користи у лечењу акутне Промиелоцитне Леукемије, врсте рака крви. Користи се у припреми Фовлеровог раствора за употребу у лечењу псоријазе. Радиоактивни изотоп арсена ( ⁷⁴ Ас) користи се за локализацију канцерозних тумора присутних у људском телу.

-Арсен је део Меларсопрола, лека који се користи у лечењу хумане афричке Трипаносомиасис. Паразитска болест коју преноси тсесе муха.

-Телуријум оксид коришћен је у лечењу себороичног дерматитиса. Исто тако, друга једињења телуруса користе се као антимикробна средства.

-Борин, у облику борове киселине, користи се као благи антисептик у очима, носу и грлу.

У чашама и емајлима

-Теллуриум се користи у производњи плавих, браон и црвених наочара. Металлоид се може електролитички таложити на сребро, чиме се добива црна боја.

-Атимонизам се користи да се чашама и емајлима дода жута боја. Бор се користи у производњи стакла и керамике. Боросиликатно стакло је посебно отпорно на температурне промене, због чега се користи у лабораторијама у хемијским реакцијама и дестилацијама.

-У кући се храна може пећи помоћу боросиликатног стакла, а да се при томе не поквари посуда.

-Силијум је главна база стакларске индустрије која учествује у производњи скоро свих стаклених предмета.

-Нерманијум оксид се користи у производњи сочива за фотографске фотоапарате и микроскопа. Поред тога, користи се у производњи језгра оптичких влакана за многе примене.

У производњи квалитетнијих материјала

-Арсен формира легуре са оловом, производећи смањење тачке топљења. То изазива већу тврдоћу легуре која се користи у производњи пуцања.

- Додавање количине телурума између 0,1% и 0,6% легуре са оловом повећава његову отпорност на корозију и вучу с повећањем флексибилности. Често се додаје телур у ливено гвожђе да би се очврснуо површински слој каљених делова.

-Антикација се користи у легурама за производњу лежајева, акумулаторских плоча и штампаног материјала.

-Силијум се користи у производњи легура са већом отпорношћу на киселине. Такав је случај са Дурироном, који садржи 14% силицијума.

Легура силицијума, гвожђа и алуминијума користи се за производњу веома тешких делова, који се користе у аутомобилској индустрији.

-Арсен формира легуре са платином и бакром како би повећао своју отпорност на корозију. Такође, арсен се додаје алфа-месингу да повећа отпорност цинка. Ова врста месинга користи се у производњи пратећих материјала за водоводне инсталације.

У електроници и рачунару

-Металлоиди се користе као полуводичи у индустрији електронике и рачунарства. У том смислу, силицијум је лидер у трговини полуводича који чини основу савремене електронике и рачунарства. Силицијум и његови деривати користе се у рачунару, транзиторима, соларним ћелијама и ЛЦД екранима.

-Теллуриум је полуводич који има примјене у електро-оптици и електроници.

-Нерманијум је полуводички металоид који се користи у комбинацији са силицијумом у интегрисаним круговима велике брзине за побољшање перформанси. Иако је германијум помало померао силицијум у својој улози полуводича, његова употреба у минијатурисаним чиповима је побољшана.

-Нермани се користи у производњи соларних панела. Чак и истраживање робота на планети Марс садржи германијум у својим соларним ћелијама. Поред тога, германијум се користи у производњи радара.

Заштитно деловање металоида

Бор и сродна једињења пружају велику отпорност на материјале од којих је део. То омогућава његову употребу у стварању просторних структура. Поред тога, користе се у производњи голф клубова и риболова.

Заштитно деловање бор-карбида користи се као контролна баријера у нуклеарним реакторима, ограничавајући цурење радиоактивног материјала. Надаље, бор карбид користи се у панцирким прслуцима и у оклопу ратних тенкова.

Силицијум диоксид и силицијум диоксид у облику глине или песка важни су састојци цигле, бетона и цемента који се користе у различитим облицима градње.

Други

-Атимонов сулфид користи се у ватромету и бљескалицама на камерама.

-Борон је део неодимидијумских магнета.

-Силикон, полимер добијен од силицијума, користи се у производњи уља и воскова, имплантата за груди, контактних сочива, експлозива и у пиротехници.

-Нермани се користи у производњи флуоресцентних сијалица и неких ЛЕД диода. Поред тога, германијум се користи у електричним гитарама за добијање карактеристичног тона изобличења.

-Нерманијум се користи у термичким сликама за војну употребу и гашење ватре.

-Антикација се користи у производњи шибица и трагачких и локаторских граната, као и у прајмерима за патроне.

-Натријум борат се користи као успоравање сагоревања у пластици и гумама.

8 металоидних елемената

Ову групу хемијских елемената чине бор, силицијум, антимон, телур, германијум, арсен, полонијум и астата. Међутим, највећи број истраживача из области хемије искључује полонијум и астату као металоиде.

Због тога би најприхваћенија група металоида била састављена од бора, силицијума, антимона, телуријума, германијума и арсена.

За полонијум је примећено да је изразито метални, јер су његова два алотропска облика метални проводници. С друге стране, астатин је 2013. године класификован као метал, мада је раније 1950. означен као халоген, реактивни неметал.

Граница између група елемената који се сматрају металима, металлоидима или неметалима је нејасна. Из тог разлога, неки истраживачи, на основу неког својства, предлажу да се овај или онај елемент сматра металоидом. Наглашено је, на пример, да угљеник, алуминијум или селен треба класификовати као металоиде.

Направљен је покушај да се успоставе критеријуми за избор који омогућавају класификацију хемијских елемената као метала, металоида или неметала. Остали критеријуми одабира укључују енергију јонизације, електронегативност и ефикасност паковања различитих хемијских елемената.

Референце

1. Еден Францис. (2002). Класификација елемената. Преузето са: дл.цлацкамас.еду
2. Метали, металлоиди и неметали. Преузето са: ангело.еду
3. Елементи. Металлоиди. Преузето са: елементс.орг.ес
4. Пример. (2013). Металлоиди. Преузето са: екампледе.цом
5. Википедиа. (2018). Металлоид. Преузето са: ен.википедиа.орг
6. Хемија брзо пост. (2011). Металлоиди (семиметали). Преузето са: цхемистри.патент-инвент.цом
7. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (2016., 18. октобра). Металлоид. Преузето са: британница.цом