Metalloidi Caratteristiche, proprietà e usi

il simile a metallo o semimetalli sono un gruppo di elementi chimici con proprietà fisiche e chimiche intermedie tra metalli e non metalli. La maggior parte dei ricercatori chimici accetta i seguenti elementi chimici come metalloidi: boro, silicio, arsenico, germanio, antimonio e tellurio (verde nell'immagine sotto).

Tuttavia, un gruppo più ristretto di ricercatori aggiunge polio, astato (blu) e selenio (rosa) ai metalloidi.

Anche, sulla base di alcune proprietà, suggeriscono che gli elementi chimici carbonio e alluminio (giallo) dovrebbero anche essere considerati come metalloidi.

indice

• 1 Caratteristiche principali dei metalloidi
  • 1.1 Situazione nella tavola periodica
  • 1.2 Forme in lega con metalli
  • 1.3 Semiconduttori elettrici
  • 1.4 Base dell'industria elettronica
  • 1.5 Stati allotropi
• 2 Proprietà fisiche e chimiche
  • 2.1 Proprietà fisiche
  • 2.2 Proprietà chimiche
• 3 usi
  • 3.1 A proposito di esseri viventi
  • 3.2 In bicchieri e smalti
  • 3.3 Nella produzione di materiali di qualità superiore
  • 3.4 In elettronica e informatica
  • 3.5 Azione protettiva dei metalloidi
  • 3.6 Altro
• 4 Gli 8 elementi metalloidi
• 5 riferimenti

Principali caratteristiche dei metalloidi

Situazione nella tavola periodica

I metalloidi si trovano nella tavola periodica in una diagonale discendente tra le colonne 13, 14, 15, 16 e 17, a cominciare dal boro nell'angolo in alto a sinistra e termina con l'astato nell'angolo in basso a destra.

I metalli si trovano a sinistra dei metalloidi e dei non metalli alla loro destra; quindi, rappresentano il confine tra entrambi i tipi di materia.

Formano leghe con metalli

I metalloidi formano leghe con metalli e reagiscono con i non metalli, ad esempio con ossigeno, zolfo e alogeni.

Semiconduttori elettrici

Per la maggior parte sono considerati semiconduttori elettrici, la loro conduttanza dipende dalla temperatura. A basse temperature la conduttanza elettrica è bassa, quindi soddisfano una funzione di isolanti elettrici, ma man mano che si surriscaldano la loro capacità di condurre l'elettricità aumenta.

Base dell'industria elettronica

I semiconduttori sono la base dello sviluppo dell'industria elettronica, oltre che del calcolo e dell'informatica. Allo stesso modo, l'applicazione che è stata fatta di silicio è stata molto utile in questo campo.

Stati allotropi

I metalloidi hanno diversi stati allotropici (diverse forme cristalline); Ad esempio, l'arsenico ha cristalli neri, gialli o grigi.

In natura non si trovano solitamente come elementi chimici puri, ma piuttosto associati o formano aggregati in minerali insieme a piombo, zolfo, ferro, ecc.

Proprietà fisiche e chimiche

Proprietà fisiche

Appaiono come solidi luminosi. In questo aspetto assomigliano ai metalli. Sono fragili e non molto elastici, quindi non possono essere allungati sotto forma di filo, cioè non sono molto duttili. Inoltre, la sua trasformazione in fogli è difficile, così che i metalloidi non sono malleabili.

Sono in grado di condurre elettricità e temperatura anche se in misura minore rispetto ai metalli. All'interno dei metalloidi ci sono elementi chimici che, in base alla loro struttura a bande, sono classificati come semiconduttori.

Questo gruppo è costituito da boro, silicio, germanio e antimonio. L'arsenico e il tellurio sono classificati come semimetali.

Punti di fusione

Boro 2,076º C; Silicio 1.414º C; Germanio 938,25 C; Arsenico 817 ° C; Antimonio 630,13 ° C; Tellurio 449,51º C e polonio 254º C.

Punti di ebollizione

Boro 3.927º C; Silicio 3,265 ° C; Germanio 2,833º C; Arsenico 614º C; Antimonio 1,587 ° C; Telurio 988º C e Polonio 962º C.

densità

Boro 2,34 g / cm³: Silicone 2,33 g / cm³; Germanio 5.323 g / cm³; Arsenico 5.727; Antimonio 6,697 g / cm³; Tellurio 6,24 g / cm³ e polonio 9,32 g / cm³.

Proprietà chimiche

Si comportano in modo simile ai non metalli, formano ossacidi come SiO₂ e hanno un comportamento anfotero. I metalloidi possono comportarsi come un acido o una base a seconda del pH del terreno.

applicazioni

A proposito di esseri viventi

- L'arsenico è usato in agricoltura come insetticida ed erbicida. Inoltre, viene utilizzato per posizionarlo come una soluzione di polvere o liquido sui bovini per eliminare insetti e parassiti dall'animale. L'arseniato di calcio viene utilizzato per rimuovere il punteruolo dalla capsula di cotone.

-L'arsenico è usato come conservante del legno a causa della sua tossicità per insetti e funghi.

-Arsenico è usato nel trattamento della leucemia promielocitica acuta, un tipo di tumore del sangue. È utilizzato nello sviluppo della soluzione Fowler per il trattamento della psoriasi. Un isotopo radioattivo di arsenico (⁷⁴As) è usato nella localizzazione di tumori cancerosi presenti nel corpo umano.

-Arsenico fa parte di Melarsoprol, un medicinale utilizzato nel trattamento della tripanosomiasi africana umana.Malattia parassitaria trasmessa dalla mosca tse-tse.

- L'ossido di tellurio è stato usato nel trattamento della dermatite seborroica. Allo stesso modo, altri composti del tellurio sono usati come agenti antimicrobici.

Il boro, sotto forma di acido borico, è usato come un leggero antisettico negli occhi, nel naso e nella gola.

In bicchieri e smalti

-Il tellurio viene utilizzato nella produzione di occhiali blu, marroni e rossi. Il metalloide può depositarsi elettroliticamente sull'argento producendo una finitura nerastra.

-L'antimonio è usato per dare una tonalità gialla agli occhiali e agli smalti. Il boro viene utilizzato nella produzione di vetro e ceramica. In particolare, il vetro borosilicato è resistente alle variazioni di temperatura, motivo per cui viene utilizzato nei laboratori per reazioni chimiche e distillazioni.

-In casa puoi cuocere il cibo usando vetro borosilicato, senza rompere gli utensili usati.

-Il silicio è la base principale dell'industria del vetro, intervenendo nella fabbricazione di quasi tutti gli oggetti in vetro.

- L'ossido di germanio viene utilizzato nella produzione di obiettivi di fotocamere e obiettivi di microscopi. Inoltre, viene utilizzato nello sviluppo del nucleo in fibra ottica di numerose applicazioni.

Nella produzione di materiali di qualità superiore

-L'arsenico forma leghe con piombo producendo una diminuzione nel punto di fusione dello stesso. Ciò causa una maggiore durezza nella lega utilizzata nella produzione di pallini

-L'aggiunta di una quantità di tellurio tra lo 0,1% e lo 0,6% di una lega di piombo aumenta la sua resistenza alla corrosione e alla trazione con un aumento della flessibilità. Il tellurio viene solitamente aggiunto alla ghisa per produrre un indurimento dello strato superficiale delle parti indurite.

- L'antimonio viene utilizzato in leghe per produrre cuscinetti, piastre di accumulo e materiale di stampa.

-Il silicio è utilizzato nella produzione di leghe con maggiore resistenza agli acidi. È il caso di Durirón, che contiene il 14% di silicio.

La lega di silicio, ferro e alluminio viene utilizzata per la produzione di parti di grande durezza, utilizzate nell'industria automobilistica.

-L'arsenico forma leghe con platino e rame per aumentarne la resistenza alla corrosione. Inoltre, l'arsenico viene aggiunto all'fa-ottone per aumentare la resistenza allo zinco. Questo tipo di ottone viene utilizzato nella produzione di materiali accessori per l'idraulica.

In elettronica e informatica

-Metalloidi sono usati come semiconduttori nell'industria elettronica e dei computer. In questo senso, il silicio è il leader nel commercio di semiconduttori che costituisce la base dell'elettronica e dell'informatica moderna. Il silicio e i suoi derivati ​​sono utilizzati nei computer, nei trasduttori, nelle celle solari e negli schermi LCD.

-Il tellurio è un semiconduttore che ha applicazioni nell'elettro-ottica e nell'elettronica.

- Il germanio è un metalloide semiconduttore che viene utilizzato insieme al silicio nei circuiti integrati ad alta velocità per migliorarne le prestazioni. Sebbene il germanio abbia spostato il silicio in una certa misura nella sua funzione di semiconduttore, il suo utilizzo è stato migliorato nella produzione di chip miniaturizzati.

- Il germanio è utilizzato nello sviluppo di pannelli solari. Persino i robot di esplorazione del pianeta Marte contengono germanio nelle loro celle solari. Inoltre, il germanio è utilizzato nella fabbricazione di radar.

Azione protettiva dei Metalloidi

Il boro e i suoi composti correlati conferiscono una grande resistenza ai materiali di cui è parte. Ciò consente il suo utilizzo nella creazione di strutture spaziali. Inoltre, vengono utilizzati nella preparazione di mazze da golf e canne da pesca.

L'azione protettiva del carburo di boro è utilizzata come barriere di controllo nei reattori nucleari, limitando la perdita di materiale radioattivo. Inoltre, il carburo di boro viene utilizzato nei giubbotti antiproiettile e nelle armature dei carri armati.

Il biossido di silicio e la silice, sotto forma di argilla o sabbia, sono componenti importanti di mattoni, cemento e cemento, utilizzati in diverse forme di costruzione.

altrui

-Il solfuro di antimonio è utilizzato nei fuochi d'artificio e nelle lampade di tipo flash delle fotocamere.

-Borus fa parte dei magneti al neodimio.

-Il silicone, un polimero derivato dal silicio, viene utilizzato nella preparazione di oli e cere, protesi mammarie, lenti a contatto, esplosivi e articoli pirotecnici.

- Il germanio è utilizzato nello sviluppo di lampade fluorescenti e di alcuni diodi LED. Inoltre, il germanio viene utilizzato nelle chitarre elettriche per produrre un caratteristico tono di distorsione.

- Il germanio viene utilizzato nell'applicazione di immagini termiche per uso militare e antincendio.

-L'antimonio viene utilizzato nella produzione di fiammiferi e traccianti e localizzatori, nonché in cartucce per cartucce.

-Il borato di sodio è usato come ritardante di combustione in plastica e gomme.

Gli 8 elementi metalloidi

Questo gruppo di elementi chimici è costituito da boro, silicio, antimonio, tellurio, germanio, arsenico, polonio e astato.Tuttavia, il maggior numero di ricercatori nel campo della chimica esclude polonium e astatus come metalloidi.

Pertanto, il gruppo di metalloidi per lo più accettato, sarebbe formato da boro, silicio, antimonio, tellurio, germanio e arsenico.

È stato sottolineato che il polonio è nettamente metallico, poiché le sue due forme allotropiche sono conduttori metallici. D'altra parte, l'astato fu classificato nel 2013 come un metallo, sebbene in precedenza nel 1950 fosse designato come alogeno, un metallo non reattivo.

Il confine tra gruppi di elementi considerati come metalli, metalloidi o non metalli non è chiaro. Per questo motivo alcuni ricercatori, sulla base di alcune proprietà, suggeriscono che questo o quell'elemento dovrebbe essere considerato un metalloide. È stato sottolineato, ad esempio, che carbonio, alluminio o selenio dovrebbero essere classificati come metalloidi.

È stato fatto un tentativo di stabilire criteri di selezione che consentano di classificare un elemento chimico come metallo, metalloide o non metallico. Tra gli altri criteri di selezione vi sono l'energia di ionizzazione, l'elettronegatività e l'efficienza dell'imballaggio dei diversi elementi chimici.

riferimenti

1. Eden Francis. (2002). Classificazione degli elementi. Tratto da: dl.clackamas.edu
2. Metalli, metalloidi e non metalli. Tratto da: angelo.edu
3. Elementi. Metalloid. Tratto da: elementos.org.es
4. Ejemplode. (2013). Metalloid. Tratto da: ejemplode.com
5. Wikipedia. (2018). Metalloid. Tratto da: en.wikipedia.org
6. Digiuni rapidi di chimica. (2011). Metalloidi (Semimetali). Tratto da: chemistry.patent-invent.com
7. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (18 ottobre 2016). Metalloid. Tratto da: britannica.com