Puolimetallit tai metalloidit ovat kemiallisia alkuaineita, joilla on sekä metallien että ei-metallien ominaisuuksia. Metalloidit ovat tärkeitä puolijohteita, joita käytetään usein tietokoneissa ja muissa elektronisissa laitteissa.
- Boori (B): Atominumero 5
- pii (Si): Atominumero 14
- germanium (Ge): Atominumero 32
- arsenikki (Kuten): Atominumero 33
- antimoni (SB): Atominumero 51
- telluuri (Te): Atominumero 52
- polonium (Po): Atominumero 84
- Tennessine (Ts): Atominumero 117
Vaikka oganesson (atominumero 118) on viimeisessä jaksollisessa elementtisarakkeessa, tutkijat eivät usko, että se on jalokaasu. Elementti 118 tunnistetaan todennäköisesti metalloidiksi, kun sen ominaisuudet on vahvistettu.
Avaintyypit: puolimetallit tai metalloidit
- Metalloidit ovat kemiallisia alkuaineita, joilla on sekä metallien että ei-metallien ominaisuudet.
- Jaksollisessa taulukossa metalloideja löytyy siksak-viivaa pitkin boorin ja alumiinin välillä poloniumiksi ja astatiiniksi.
- Puolimetallit tai metalloidit luetellaan yleensä booriksi, piiksi, germaniumiksi, arseeniksi, antimoniksi, telluuriksi ja poloniumiksi. Jotkut tutkijat pitävät myös tennessiiniä ja oganessonia metalloideina.
- Metalloideja käytetään puolijohteiden, keramiikan, polymeerien ja akkujen valmistukseen.
- Metalloidit ovat yleensä kiiltäviä, hauraita kiinteitä aineita, jotka toimivat eristeinä huoneenlämpötilassa, mutta johtimina kuumennettaessa tai yhdistettäessä muihin elementteihin.
Puolimetalliset tai metalloidiset ominaisuudet
Puolimetallit tai metalloidit löytyvät jaksotaulukon siksak-riviltä erottaen perusmetallit ei-metalleista. Metalloidien määrittelevä ominaisuus ei kuitenkaan ole niinkään niiden asema jaksossa taulukko erittäin pienenä päällekkäisyytenä johtamiskaistan pohjan ja valenssin yläosan välillä bändi. Kaistaväli erottaa täytetyn valenssikaistan tyhjästä johtinauhasta. Puolivälissä ei ole kaistaväliä.
Yleensä metalloideilla on metallien fysikaaliset ominaisuudet, mutta niiden kemialliset ominaisuudet ovat lähempänä ei-metallisten ominaisuuksia:
- Puolimetallit yleensä valmistavat erinomaisia puolijohteita, vaikka suurin osa elementeistä itsessään ei ole teknisesti puolijohteita. Poikkeuksia ovat pii ja germanium, jotka ovat todellisia puolijohteita, koska ne voivat johtaa sähköä oikeissa olosuhteissa.
- Näillä elementeillä on alempi sähköinen ja lämmönjohtokyky kuin metallit.
- Puolimetallilla / metalloideilla on korkeat hila dielektriset vakiot ja diamagneettinen herkkyys.
- Puolimetallit ovat tyypillisesti muovattavia ja taottava. Yksi poikkeus on pii, joka on hauras.
- Metalloidit voivat joko saada tai menettää elektroneja kemiallisten reaktioiden aikana. Tämän ryhmän elementtien hapetuslukumäärä on välillä +3 - -2.
- Esiintymisten mukaan metalloidit vaihtelevat tylsistä kiiltäviin.
- Metalloidit ovat erittäin tärkeitä elektroniikassa puolijohteina, vaikka niitä käytetään myös optisissa kuiduissa, seokset, lasi ja emalit. Jotkut löytyvät huumeista, puhdistusaineista ja torjunta-aineista. Raskaammat elementit ovat yleensä myrkyllisiä. Esimerkiksi polonium on vaarallinen myrkyllisyydestään ja radioaktiivisuudestaan johtuen.
Erottelu puolimetallien ja metalloidien välillä
Jotkut tekstit käyttävät termejä puolimetallit ja metalloidit vuorottelevasti, mutta viime aikoina elementtiryhmän edullinen termi on "metalloideja", jotta "puolimetalleja" voidaan käyttää kemiallisiin yhdisteisiin sekä elementteihin, joilla on sekä metallien että epämetalliatomeja. Esimerkki puolimetalliyhdisteestä on elohopeatelluridi (HgTe). Joitakin johtavia polymeerejä voidaan pitää myös puolimetallina.
Muut tutkijat katsovat arsenikki, antimoni, vismutti, tinan alfa-allotrooppi (α-tina) ja hiilen grafiitti-allotrooppi, joka on puolimetallit. Nämä elementit tunnetaan myös nimellä "klassiset puolimetallit".
Myös muut elementit käyttäytyvät epämetalleja, joten tavallinen elementtien ryhmittely ei ole kova ja nopea sääntö. Esimerkiksi hiilellä, fosforilla ja seleenillä on sekä metalli- että ei-metalliominaisuus. Jossain määrin, tämä riippuu elementin muodosta tai allotrope. Voitaisiin jopa vedota vedyn kutsumisesta metalloidiksi; se toimii yleensä ei-metallisena kaasuna, mutta voi tietyissä olosuhteissa muodostaa metallin.
Lähteet
- Addison, C.C ja D.B Sowerby. "Pääryhmän elementit - ryhmät v ja Vi." Butterworths, 1972.
- Edwards, Peter P. ja M. J. Sienko. "Metallisen merkin esiintymisestä elementtien jaksollisessa taulukossa." Journal of Chemical Education, voi. 60, ei. 9, 1983, s. 691.
- Vernon, René E. "Mitkä elementit ovat metalloideja?" Journal of Chemical Education, voi. 90, ei. 12, 2013, s. 1703–1707.