Vlastnosti, vlastnosti a použití metaloidů

5231
Robert Johnston

The metaloidy nebo polokovy jsou skupina chemických prvků se středními fyzikálními a chemickými vlastnostmi mezi kovy a nekovy. Většina chemických vědců přijímá jako metaloidy následující chemické prvky: bór, křemík, arsen, germanium, antimon a telur (zelená na obrázku níže).

Menší skupina vědců však přidává k metalloidům polonium, astát (modré barvy) a selen (růžové barvy)..

Zdroj: Autor Sandbh [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], z Wikimedia Commons

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

Rejstřík článků

  • 1 Hlavní charakteristiky metaloidů
    • 1.1 Situace v periodické tabulce
    • 1.2 Tvoří slitiny s kovy
    • 1.3 Elektrické polovodiče
    • 1.4 Základy elektronického průmyslu
    • 1.5 Allotropické 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 emailech
    • 3.3 Při výrobě kvalitnějších materiálů
    • 3.4 V elektronice a výpočetní technice
    • 3.5 Ochranné působení metaloidů
    • 3.6 Ostatní
  • 4 8 metaloidních prvků
  • 5 Reference

Hlavní vlastnosti metaloidů

Situace na periodické tabulce

Metalloidy jsou umístěny na periodické tabulce na diagonále dolů mezi sloupci 13, 14, 15, 16 a 17, počínaje bórem vlevo nahoře a konče astatem vpravo dole..

Kovy jsou nalevo od metaloidů a nekovy napravo; proto představují hranici mezi oběma typy hmoty.

Tvoří 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 závisí na teplotě. Při nízkých teplotách je elektrická vodivost nízká, takže fungují jako elektrické izolátory, ale při zahřívání se zvyšuje jejich schopnost vést elektřinu..

Základna elektronického průmyslu

Polovodiče jsou základem rozvoje elektronického průmyslu, stejně jako rozvoje výpočetní techniky a informatiky. Podobně aplikace, která byla vyrobena z křemíku, byla v této oblasti velmi užitečná.

Alotropické stavy

Metaloidy mají různé alotropické stavy (různé krystalické formy); například arzen má černé, žluté nebo šedé krystaly.

V přírodě se obvykle nenacházejí jako čisté chemické prvky, ale spíše jako sdružené nebo tvořící agregáty v minerálech společně s olovem, sírou, železem atd..

Fyzikální a chemické vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Vypadají jako lesklé pevné látky. V tomto ohledu se podobají kovům. Jsou křehké a málo elastické, takže je nelze natáhnout ve formě drátu, to znamená, že nejsou příliš tvárné. Kromě toho je jeho transformace na listy obtížná, takže metaloidy nejsou příliš tvárné..

Jsou schopné vést elektřinu a teplotu, i když v menší míře než kovy. V metaloidech jsou chemické prvky, které jsou na základě jejich pásových struktur klasifikovány jako polovodiče.

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

Fúzní body

Bór 2 076 ° C; Křemík 1414 ° C; Germanium 938,25 ° C; Arsen 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Tellurium 449,51 ° C a polonium 254 ° C.

Body varu

Bór 3 927 ° C; Křemík 3265 ° C; Germanium 2 833 ° C; Arsen 614 ° C; Antimon 1 587 ° C; Tellurium 988 ° C a polonium 962 ° C.

Hustoty

Bór 2,34 g / cm3: Křemík 2,33 g / cm3; Germanium 5,323 g / cm3; Arsen 5 727; Antimon 6 697 g / cm3; Tellur 6,24 g / cm3 a polonium 9,32 g / cm3.

Chemické vlastnosti

Chovají se podobně jako nekovy, vytvářejí oxokyseliny jako SiOdva a mají amfoterní chování. Metaloidy se mohou chovat jako kyselina nebo báze v závislosti na pH média..

Aplikace

O živých bytostech

-Arsen se používá v zemědělství jako insekticid a herbicid. Kromě toho se používá k umístění jako prášek nebo v tekutém roztoku na dobytek, aby se odstranil hmyz a paraziti ze zvířete. Arzeničnan vápenatý se používá k usmrcení nosatce bavlníkového.

-Arzen se používá jako prostředek na ochranu dřeva kvůli své toxicitě pro hmyz a houby.

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

-Arzen je součástí přípravku Melarsoprol, léku používaného k léčbě lidské africké trypanosomiázy. Parazitární onemocnění přenášené mouchou tse-tse.

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

-Bór ve formě kyseliny borité se používá jako mírné antiseptikum do očí, nosu a krku.

V brýlích a emailech

-Tellur se používá při výrobě modrých, hnědých a červených brýlí. Metalloid může být elektrolyticky nanesen na stříbro za vzniku načernalé povrchové úpravy.

-Antimon se používá k tomu, aby brýle a smalty měly žlutý odstín. Bór se používá při výrobě skla a keramiky. Zejména borosilikátové sklo je odolné vůči teplotním změnám, a proto se používá v laboratořích při chemických reakcích a destilacích..

-Doma lze jídlo upéct pomocí borosilikátového skla, aniž by se rozbilo použité nádobí..

-Křemík je hlavní základnou sklářského průmyslu, který se podílí na výrobě téměř všech skleněných předmětů.

-Oxid germánium se používá při výrobě čoček fotoaparátu a čoček mikroskopu. Kromě toho se používá při výrobě jádra optických vláken pro mnoho aplikací..

Při výrobě kvalitnějších materiálů

-Arsen tvoří slitiny s olovem, což způsobuje snížení jeho teploty tání. To způsobí vyšší tvrdost slitiny použité při výrobě broků.

-Přidání množství teluru mezi 0,1% a 0,6% olovnaté slitiny zvyšuje její odolnost proti korozi a proti tahu se zvýšením pružnosti. Do litiny se často přidává telur, aby se zpevnila povrchová vrstva tvrzených dílů..

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

-Křemík se používá při výrobě slitin s vyšší odolností vůči kyselinám. To je případ Durironu, který obsahuje 14% křemíku.

Slitina křemíku, železa a hliníku se používá k výrobě kusů vysoké tvrdosti, které se používají v automobilovém průmyslu.

-Arzen tvoří slitiny s platinou a mědí, aby se zvýšila jeho odolnost proti korozi. K alfa-mosazi se také přidává arzen pro zvýšení pevnosti zinku. Tento typ mosazi se používá při výrobě příslušenství pro instalatérské práce.

V elektronice a výpočetní technice

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

-Tellur je polovodič, který má aplikace v elektroptice a elektronice.

-Germanium je polovodičový metaloid, který se používá ve spojení s křemíkem ve vysokorychlostních integrovaných obvodech ke zlepšení jejich výkonu. Ačkoli má germanie ve své polovodičové funkci poněkud vytlačený křemík, jeho použití při výrobě miniaturizovaných čipů bylo vylepšeno.

-Germanium se používá při výrobě solárních panelů. Dokonce i zkoumání robotů na planetě Mars obsahuje germanie ve svých solárních článcích. Kromě toho se germanium používá při výrobě radarů.

Ochranné působení metaloidů

Bor a jeho příbuzné sloučeniny propůjčují velkou odolnost materiálům, jejichž je součástí. To umožňuje jeho použití při vytváření prostorových struktur. Dále se používají při výrobě golfových holí a rybářských prutů..

Ochranné působení karbidu boru se používá jako kontrolní bariéra v jaderných reaktorech a omezuje únik radioaktivního materiálu. Karbid boru se navíc 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 konstrukce.

Ostatní

-Sulfid antimonitý se používá v ohňostrojích a blescích fotoaparátů.

-Bor je součástí neodymidiových magnetů.

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

-Germanium se používá při výrobě zářivek a některých LED diod. Kromě toho se germanium používá v elektrických kytarách k vytvoření charakteristického zkreslení tónu..

-Germanium se používá v termovizních aplikacích pro vojenské použití a hašení požáru.

-Antimon se používá při výrobě zápalek a stopovacích a lokátorových granátů, stejně jako v základech pro náboje.

-Boritan sodný se používá jako retardér hoření v plastech a gumách.

8 metaloidních prvků

Tato skupina chemických prvků je složena z boru, křemíku, antimonu, teluru, germania, arsenu, polonia a astátu. Největší počet vědců v oblasti chemie však vylučuje polonium a astáty jako metaloidy..

Proto by nejpoužívanější skupinu metaloidů tvořil bór, křemík, antimon, telur, germanium a arsen..

Bylo zjištěno, že polonium je výrazně kovové, protože jeho dvě alotropní formy jsou kovové vodiče. Na druhou stranu byl astat v roce 2013 klasifikován jako kov, ačkoli dříve v roce 1950 byl označen jako halogen, reaktivní nekov.

Hranice mezi skupinami prvků považovaných za kovy, metaloidy nebo nekovy je nejasná. Z tohoto důvodu někteří vědci na základě určité vlastnosti navrhují, aby byl ten či onen prvek považován za metaloid. Bylo například zdůrazněno, že uhlík, hliník nebo selen by měly být klasifikovány jako metaloidy.

Byl učiněn pokus stanovit kritéria výběru, která umožňují klasifikaci chemického prvku jako kovu, metaloidu nebo nekovu. Mezi další kritéria výběru patří ionizační energie, elektronegativita a účinnost balení různých chemických prvků..

Reference

  1. Eden Francis. (2002). Klasifikace prvků. Převzato z: dl.clackamas.edu
  2. Kovy, metaloidy a nekovy. Převzato z: angelo.edu
  3. Elementy. Metaloidy. Převzato z: elements.org.es
  4. Příklad. (2013). Metaloidy. Převzato z: examplede.com
  5. Wikipedia. (2018). Metaloid. Převzato z: en.wikipedia.org
  6. Chemické rychlé půsty. (2011). Metaloidy (polomělčí). Převzato z: chemistry.patent-invent.com
  7. Redaktoři Encyclopaedia Britannica. (2016, 18. října). Metaloid. Převzato z: britannica.com

Zatím žádné komentáře