Metalloids: Özellikleri, Özellikleri ve Kullanım Alanları
Metaloidler veya semimetaller, metaller ve metaller arasında ara fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip bir kimyasal elementler grubudur. Çoğu kimyasal araştırmacı, aşağıdaki kimyasal elementleri metaloid olarak kabul eder: bor, silikon, arsenik, germanyum, antimon ve tellür (aşağıdaki resimde yeşil).
Ancak, daha küçük bir araştırmacı grubu metaloidlere polonyum, astatin (mavi) ve selenyum (pembe) ekler.
Hatta bazı özelliklere dayanarak, karbon ve alüminyum (sarı) kimyasal elementlerinin de metaloid olarak kabul edilmesi gerektiğini öne sürüyorlar.
Metaloidlerin temel özellikleri
Periyodik tablodaki durum
Metaloidler, periyodik tablodaki sütunların 13, 14, 15, 16 ve 17 sütunları arasında, sol üst köşede bor ile başlayan ve sağ alt köşede astatin ile biten sütunlar arasında inen bir köşeye yerleştirilir.
Metaller, metaloidlerin solunda ve metal olmayanlar da sağlarında bulunur; bu nedenle, her iki madde türü arasındaki sınırı temsil ederler.
Metalli alaşımlar oluştururlar
Metaloidler metallerle alaşımlar oluşturur ve metal olmayan metallerle, örneğin oksijen, sülfür ve halojenlerle reaksiyona girer.
Elektrikli yarı iletkenler
Çoğunlukla elektrik yarı iletkenleri olarak kabul edilirler, iletkenlikleri sıcaklığa bağlıdır. Düşük sıcaklıklarda, elektrik iletkenliği düşüktür, bu nedenle elektrik yalıtkanları olarak hizmet ederler, ancak elektrik iletme yeteneklerini yükselttikçe.
Elektronik endüstrisinin temeli
Yarı iletkenler, elektronik endüstrisinin gelişiminin, aynı zamanda hesaplama ve bilgisayar bilimlerinin temelini oluşturur. Ayrıca, silikondan yapılan uygulama bu alanda çok faydalı olmuştur.
Allotropik durumlar
Metaloidler farklı allotropik hallere (farklı kristal formlar) sahiptir; Örneğin, arsenik siyah, sarı veya gri kristallere sahiptir.
Doğada, genellikle saf kimyasal elementler olarak bulunmazlar, daha çok kurşun, kükürt, demir vb. İle birlikte minerallerde birleşirler veya oluştururlar.
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Fiziksel özellikleri
Parlak katılar gibi görünürler. Bu yönüyle metallere benzerler. Onlar kırılgan ve çok elastik değiller, bu nedenle tel şeklinde gerdirilemezler, yani çok esnek değillerdir. Ek olarak, tabakalara dönüşümü zordur, böylece metaloidler çok dövülebilir değildir.
Metallerden daha az derecede elektrik ve sıcaklık iletme kabiliyetine sahiptirler. Metaloidler içinde, bant yapılarına göre yarı iletken olarak sınıflandırılan kimyasal elementler vardır.
Bu grup bor, silisyum, germanyum ve antimondan oluşmaktadır. Arsenik ve tellür, semimetal olarak sınıflandırılır.
Füzyon Noktaları
Boro 2.076 ° C; Silikon 1.414 ° C; Germanyum 938.25 ° C; Arsenik 817 ° C; Antimon 630.13 ° C; Tellurium 449.51 ° C ve Polonyum 254 ° C
Kaynama Noktaları
Bor 3.927 ° C; Silisyum 3, 265 ° C; Germanyum 2, 833 ° C; Arsenik 614 ° C; Antimon 1, 587 ° C; Telurio 988 ° C ve Polonio 962 ° C
yoğunlukları
Bor 2.34 g / cm3: Silisyum 2.33 g / cm3; Germanyum 5.323 g / cm3; Arsenik 5.727; Antimon 6.697 g / cm3; Telurium 6.24 g / cm3 ve Polonyum 9.32 g / cm3.
Kimyasal özellikleri
Metal olmayanlara benzer şekilde davranırlar, Si02 gibi oksitler oluştururlar ve amfoterik davranışı vardırlar. Metaloidler, ortamın pH'ına bağlı olarak bir asit ya da baz gibi davranabilirler.
uygulamaları
Canlılar hakkında
- Arsenik tarımda böcek ilacı ve herbisit olarak kullanılır. Ayrıca, hayvanları böceklerden ve parazitlerden arındırmak için sığır üzerine toz veya sıvı bir çözelti olarak koymak için kullanılır. Kalsiyum arsenat, böceği pamuk kapsülünden çıkarmak için kullanılır.
-Arsenik, böcek ve mantarlara toksisitesi nedeniyle ahşabı koruyucusu olarak kullanılır.
-Arsenik, bir tür kan kanseri olan Akut Promyelositik Löseminin tedavisinde kullanılır. Psoriazis tedavisinde kullanılmak üzere Fowler solüsyonunun geliştirilmesinde kullanılır. İnsan vücudunda bulunan kanserli tümörlerin lokalizasyonunda arsenikli bir radyoaktif izotop (74As) kullanılır.
-Arsenik, Human African Trypanosomiasis'in tedavisinde kullanılan bir ilaç olan Melarsoprol'ün bir parçasıdır. Tsetse sineği ile bulaşan paraziter hastalık.
- Telloreum oksit seboreik dermatit tedavisinde kullanılmıştır. Benzer şekilde, diğer tellür bileşikleri antimikrobiyal ajanlar olarak kullanılır.
Bor, asit şeklinde bor, gözlerde, burun ve boğazda hafif bir antiseptik olarak kullanılır.
Gözlüklerde ve emayelerde
- Tellurium mavi, kahverengi ve kırmızı gözlük üretiminde kullanılır. Metalloid gümüş üzerinde elektrolitik olarak birikebilir ve siyahımsı bir sonuç verir.
Antimon gözlük vermek ve sarı bir renk tonu emaye kullanılır. Gözlük ve seramik üretiminde bor kullanılır. Özellikle, borosilikat cam sıcaklık değişimlerine karşı dayanıklıdır, bu yüzden laboratuvarlarda kimyasal reaksiyonlar ve damıtmalarda kullanılır.
-Evde kullanılan kapları kırmadan, borosilikat cam kullanarak yemek pişirebilirsiniz.
- Silikon, neredeyse tüm cam objelerin imalatına müdahale eden cam endüstrisinin ana temelidir.
- Kamera merceklerinin ve mikroskop merceklerinin imalatında germanyum oksit kullanılır. Ek olarak, birçok uygulamanın optik fiberlerinin çekirdeğinin geliştirilmesinde kullanılır.
Yüksek kaliteli malzemelerin üretiminde
-Arsenik, aynı erime noktasında azalmaya yol açan kurşunlu alaşımları oluşturur. Bu, atış üretiminde kullanılan alaşımda daha fazla sertliğe neden olur.
- Bir kurşun alaşımının% 0, 1 ila% 0, 6'sı arasında bir tellür miktarının eklenmesi, esneklikte bir artışla korozyona ve çekmeye karşı direncini arttırır. Sertleştirilmiş parçaların yüzey katmanının bir sertleşmesini sağlamak için genellikle dökme demire Tellurium eklenir.
- Alaşımlarda, yatak, akümülatör plakası ve baskı malzemesi üretmek için antimon kullanılır.
- Silikon, asitlere karşı daha fazla dayanıklı alaşımların üretiminde kullanılır. Bu% 14 silikon içeren Durirón vakasıdır.
Otomotiv endüstrisinde kullanılan büyük sertlikte parçaların imalatında silikon, demir ve alüminyum alaşımı kullanılmaktadır.
-Arsenik, korozyona karşı direncini arttırmak için platin ve bakır ile alaşımları oluşturur. Benzer şekilde, çinko direncini arttırmak için alfa-pirene arsenik eklenir. Bu tip pirinç, tesisat için aksesuar malzemelerin imalatında kullanılır.
Elektronik ve bilgisayar alanında
-Metalloidler elektronik ve bilgisayar endüstrisinde yarı iletken olarak kullanılmaktadır. Bu anlamda, silikon, modern elektronik ve bilgisayar sistemlerinin temelini oluşturan yarı iletken ticaretinde liderdir. Silikon ve türevleri bilgisayarlarda, transdüserlerde, güneş pillerinde ve LCD ekranlarda kullanılır.
- Tellurium, elektro-optik ve elektronikte uygulamaları olan bir yarı iletkendir.
- Germanyum, performansını artırmak için yüksek hızlı entegre devrelerde silikon ile birlikte kullanılan yarı iletken bir metaloiddir. Germanyum yarı iletken işlevinde bir dereceye kadar silikon yerinden çıkmış olmasına rağmen, minyatür cips üretiminde kullanımı arttırılmıştır.
- Germanyum güneş panellerinin geliştirilmesinde kullanılır. Mars gezegeninin keşif robotları bile güneş hücrelerinde germanyum içermektedir. Ayrıca radar imalatında germanyum kullanılmaktadır.
Metaloidlerin koruyucu etkisi
Bor ve bununla ilgili bileşikler, parçası olduğu malzemelere karşı büyük direnç gösterir. Bu, mekansal yapıların oluşturulmasında kullanılmasını sağlar. Ek olarak, golf kulüpleri ve olta yapımında kullanılırlar.
Bor karbürün koruyucu etkisi, nükleer reaktörlerde radyoaktif madde sızıntısını sınırlayan kontrol bariyerleri olarak kullanılır. Ayrıca, bor karbür kurşun geçirmez yeleklerde ve savaş tanklarının zırhlamasında kullanılır.
Silisyum dioksit ve silika, kil veya kum formunda, farklı yapı formlarında kullanılan tuğla, beton ve çimento gibi önemli bileşenlerdir.
diğerleri
- Antimon sülfit, havai fişek ve flaşlı kamera lambalarında kullanılır.
- Bor, neodimyum mıknatısların bir parçasıdır.
-Silikondan elde edilen bir polimer olan silikon, yağ ve balmumlarının, göğüs implantlarının, kontakt lenslerin, patlayıcıların ve pirotekniklerin hazırlanmasında kullanılır.
- Germanyum, flüoresan lambaların ve bazı LED diyotların geliştirilmesinde kullanılır. Ek olarak germanyum, elektro gitarlarda karakteristik bir bozulma tonu üretmek için kullanılır.
- Germanyum askeri kullanım ve yangınla mücadele için termal görüntülerin uygulanmasında kullanılır.
- Antimon, kibrit ve izleyici bombası ve lokasyonların yanı sıra kartuş primerlerinin imalatında kullanılır.
-Sodyum borat, plastiklerde ve lastiklerde yanmayı geciktirici olarak kullanılır.
8 metaloid element
Bu kimyasal element grubu, bor, silikon, antimon, tellür, germanyum, arsenik, polonyum ve astatinden oluşur. Bununla birlikte, kimya alanındaki en fazla sayıda araştırmacı, metaloidler olarak polonyum ve astatüsü içermez.
Bu nedenle, en çok kabul edilen metaloid grubu bor, silikon, antimon, tellür, germanyum ve arsenik olacaktır.
İki allotropik formu metalik iletken olduğundan, polonyumun belirgin şekilde metalik olduğu belirtilmiştir. Diğer taraftan, astatin 2013'te metal olarak sınıflandırılmış, ancak daha önce 1950'de reaktif olmayan bir metal olarak halojen olarak tanımlanmıştı.
Metal, metaloid veya metal olmayan elementlerin grupları arasındaki sınır kafa karıştırıcıdır. Bu nedenle, bazı araştırmacılar, bazı özelliklere dayanarak, bunun veya o elementin bir metaloid olarak kabul edilmesi gerektiğini öne sürmektedir. Örneğin, karbon, alüminyum veya selenyumun metaloid olarak sınıflandırılması gerektiği belirtildi.
Kimyasal bir elementin metal, metaloid veya metal olmayan olarak sınıflandırılmasını sağlayan seçim kriterleri oluşturulmaya çalışılmıştır. Diğer seçim kriterleri arasında iyonizasyon enerjisi, elektronegatiflik ve farklı kimyasal elementlerin paketleme verimliliği bulunur.
