Metalloidit tai puolimetallit: määritelmä, luettelo, ominaisuudet

Metallien ja ei-metallien välillä on ryhmä elementtejä, jotka tunnetaan nimellä joko puolimetallien tai epämetalleja, joilla on ominaisuuksia, jotka ovat välitöntä metallien ja ei-metallien välillä. Suurimmalla osalla metalloideja on kiiltävä, metallinen ulkonäkö, mutta ne ovat hauraita, poikkeuksellisia sähköjohtimia ja niillä on ei-metalliset kemialliset ominaisuudet. Metalloideilla on puolijohdeominaisuuksia ja ne muodostavat amfoteerisia oksideja.

Metalloidit tai puolimetallit sijaitsevat linjaa pitkin välissä metallit ja epämetalliatomeja että jaksollinen järjestelmä. Koska näillä elementeillä on väliominaisuuksia, se on eräänlainen harkintapuhe siitä, onko tietty elementti metalloidi vai onko se määritettävä johonkin muihin ryhmiin. Löydät, että metalloidit luokitellaan eri tavoin eri luokittelujärjestelmissä, tiedemiehestä tai kirjoittajasta riippuen. Elementeiden jakamiseen ei ole yhtä "oikeaa" tapaa.

Metalloideja pidetään yleensä:

• Boori
• pii
• germanium
• arsenikki
• antimoni
• telluuri
• polonium (yleensä tunnustettu, joskus pidetään metallina)
• Astatiini (joskus tunnustettu, muuten katsottu halogeeniksi)

Alk. 117, tennessine, ei ole valmistettu riittävinä määrinä sen ominaisuuksien todentamiseksi, mutta sen ennustetaan olevan metalloidi.

Jotkut tutkijat pitävät jaksollisen taulukon naapurielementtejä joko metalloideina tai metalloidiominaisuuksina. Esimerkki on hiili, jota voidaan pitää joko ei-metallisena tai metalloidina sen allotrooppista riippuen. Hiilen timanttimuoto näyttää ja käyttäytyy ei-metallisena, kun taas grafiitti Allotroopilla on metallinen kiilto ja se toimii sähköisenä puolijohteena ja on siten metalloidi.

Fosfori ja happi ovat muita alkuaineita, joissa on sekä ei-metallisia että metalloideja allotrooppeja. Seleeniä pidetään metalloidina ympäristökemiassa. Muita elementtejä, jotka voivat toimia metalloideina tietyissä olosuhteissa, ovat vety, typpi, rikki, tina, vismutti, sinkki, gallium, jodi, lyijy ja radoni.

Elektronegatiivisuudet ja ionisaatioenergiat metalloideista on metallien ja ei-metallien välillä, joten metalloideilla on molempien luokkien ominaisuudet. Esimerkiksi piillä on metallinen kiilto, mutta se on tehoton johdin ja hauras.

Metalloidien reaktiivisuus riippuu elementistä, jonka kanssa ne reagoivat. Esimerkiksi boori toimii ei-metallisena reagoidessaan natriumin kanssa, mutta metallina reagoidessaan fluorin kanssa. Metalloidien kiehumispisteet, sulamispisteet ja tiheydet vaihtelevat suuresti. Metalloidien keskimääräinen johtavuus tarkoittaa, että niillä on taipumus tehdä hyviä puolijohteita.

Tässä on luettelo metalloideissa yleisesti käytetyistä ominaisuuksista:

• Metallien ja ei-metallien elektronegatiivisuudet
• Ionisaatioenergia metallien ja ei-metallien välillä
• Joidenkin metallien, muiden kuin metallien ominaisuuksien hallussapito
• Reaktiivisuus reaktion muiden elementtien ominaisuuksista riippuen
• Usein hyvät puolijohteet
• Niillä on usein metallinen kiilto, vaikka niillä voi olla allotropeja, jotka näyttävät epämetallilta
• Yleensä käyttäytyy ei-metallisina kemiallisissa reaktioissa
• Kyky muodostaa seoksia metallien kanssa
• Yleensä hauras
• Yleensä kiinteät aineet tavanomaisissa olosuhteissa

Muutamia mielenkiintoisia faktoja useista metalloideista:

• Yleisimmin metalloidi vuonna Maankuori on pii, joka on toiseksi yleisin elementti (happea on runsaimmin).
• Vähiten runsas luonnollinen metalloidi on telluuri.
• Metalloidit ovat arvokkaita elektroniikkateollisuudessa. Esimerkiksi piitä käytetään puhelimissa ja tietokoneissa olevien sirujen valmistukseen.
• Arseeni ja polonium ovat erittäin myrkyllisiä metalloideja.
• Antimonia ja telluuria käytetään ensisijaisesti metalliseoksissa toivottujen ominaisuuksien lisäämiseksi.