Metaloidai (pusmetaliai) – kas tai? Apibrėžimas, savybės ir pavyzdžiai
Sužinokite, kas yra metaloidai (pusmetaliai): jų savybės, klasifikacija ir pavyzdžiai (silicis, boras ir kt.) aiškiai, suprantamai ir įdomiai.
Metaloidas arba pusmetalis yra cheminis elementas, kurio savybės stovi tarp įprasto metalo ir nemetalo. Metaloidai turi mišrias fizines ir chemines savybes: jie gali būti blizgūs, bet tuo pačiu trapūs; gali būti matiniai, bet laidūs elektrai. Dėl savo vidurinių savybių metaloidai dažnai naudojami ten, kur reikalingas pereinamasis elgesys tarp metalų ir nemetalių.
Labiausiai paplitęs pusmetalis yra silicis. Silicio elektrinis laidumas yra tarp metalų ir nemetalų — jis elgiasi kaip puslaidininkis, t. y. jo laidumas priklauso nuo temperatūros ir priemaišų. Dėl šių savybių silicis yra pagrindinis elementas mikroelektronikoje ir saulės elementuose.
Savybės
- Fizinės savybės: dažnai blizgūs arba pusiau blizgūs paviršiai; mechaninis kietumas ir trapesnis pobūdis nei tipiniams metalams.
- Elektrinės savybės: laidumas paprastai tarp metalų ir nemetalių; dauguma metaloidų yra puslaidininkiai ar turi ribinį laidumą, kuris stipriai priklauso nuo temperatūros ir priemaišų.
- Cheminės savybės: gali sudaryti tiek jonines, tiek kovalentines jungtis; oksidai dažnai yra amfoteriniai arba rūgštiniai.
- Terminiai ir mechaniniai rodikliai: dažnai vidutinė šilumos laidumo ir elektrinio laidumo vertė, paprastai nėra tokie gerai laidūs kaip metalai.
Tipiniai metaloidai (pavyzdžiai)
- Boras — boras yra pavyzdys metaloido, kuris turi stiprias kovalentines ryšio savybes ir naudojamas stiklų, keramikos ir puslaidininkių pramonėje.
- Silicis — silicis, pagrindinis puslaidininkas elektronikoje.
- Germanis — naudojamas optikoje ir kai kuriose puslaidininkių technologijose.
- Arsenas ir antimonas — svarbūs puslaidininkių dopantai ir cheminės pramonės medžiagos.
- Telūras — naudojamas legiruojant metalus ir kai kuriose puslaidininkių programose.
- Polonis — polonis yra radioaktyvus elementas; jo priskyrimas metaloidams ar metalams priklauso nuo kriterijų.
- Astatinas — astatinas yra retas ir radioaktyvus, ir jo klasifikacija taip pat gali skirtis.
- Pastaba: kai kuriuose šaltiniuose prie metaloidų sąrašo priskiriamas ir aliuminis, tačiau daugumoje klasifikacijų aliuminis laikomas metalu dėl savo aiškių metalinių savybių.
Klasifikavimo niuansai
Metaloidų ribos periodinėje lentelėje yra apytikslė. Dažnai rodomas „laiptelio“ pavidalo brėžinys (dviguba įstrižainė): viršutinėje kairėje dalyje — boras ir aliuminis, apačioje dešinėje — polonis ir astatinas. Tačiau tikslus elementų priskyrimas prie metaloidų arba metalų priklauso nuo to, kokias savybes (fizines, chemines, elektronines) laikome lemiamomis. Dėl to kai kurie elementai kartais klasifikuojami skirtingai skirtinguose šaltiniuose — pavyzdžiui, aliuminis dažnai laikomas metalu, nors jis ribojasi su metaloidų zona.
Naudojimas
- Elektronika ir puslaidininkiai: silicis, germanis ir tam tikri arsenų junginiai yra pagrindas integriniams grandynams, diodams ir tranzistoriams.
- Fotovoltika: silicis — pagrindinė medžiaga saulės elementams gaminti.
- Stiklas ir keramikos pramonė: boras didina šiluminę ir cheminę atsparumą.
- Alloy and special-purpose materials: telūras ir antimonas naudojami legiruose, termoreguliuojančiose medžiagose ir puslaidininkinėse kompozicijose.
Saugos pastabos
Kai kurie metaloidai yra toksiški arba radioaktyvūs (pvz., arsenas, polonis). Gamyboje ir laboratorijose su jais reikia laikytis saugos instrukcijų: naudoti tinkamas apsaugos priemones, ventiliaciją ir šalinimo procedūras.
Apibendrinant: metaloidai (pusmetaliai) yra svarbi pereinamoji elementų grupė su unikaliais fiziniais ir cheminiais bruožais, plačiai naudojama modernioje technologijoje. Jie užima tarpinę vietą tarp metalų ir nemetalių, o jų savybės ir panaudojimas dažnai priklauso nuo konkretaus elemento ir jo aplinkos.
Galerija
· 
Pusmetalis stibis natūraliai randamas žemėje.
· 
Arsenas yra dar vienas labai toksiškas pusmetalis.
· 
Telūras butelyje. Telūras kartais randamas natūraliai.
· 
Germanis vamzdelyje. Germanį galima naudoti puslaidininkiams gaminti. Daugiau naudojamas silicis.
· 
Silicio kristalas. Silicis naudojamas puslaidininkiams gaminti.
· 
Boras mėgintuvėlyje. Boras yra labai kietas.
| · v · t · e | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra metaloidas?
A: Metaloidas - tai cheminis elementas, turintis ir metalinių, ir nemetalinių elementų savybių.
K: Koks yra labiausiai paplitęs pusmetalis?
A: Dažniausiai pasitaikantis pusmetalis yra silicis.
K: Kaip galima klasifikuoti metaloidus?
Atsakymas: Apytikslis būdas klasifikuoti metaloidus yra pažvelgti į Periodinę elementų lentelę, kurioje bus dviguba įstriža linija, kurioje viršuje kairėje pusėje yra boras ir aliuminis, o apačioje dešinėje pusėje - polonis ir astatinas, t. y. metaloidai.
Klausimas: Ar silicis pasižymi elektriniu laidumu?
Atsakymas: Taip, silicis pasižymi elektriniu laidumu tarp metalų ir nemetalų. Jis yra puslaidininkis.
K: Ar visi pusmetaliai taip pat yra metaloidai?
Atsakymas: Ne, kai kurie pusmetaliai nėra metaloidai, o kai kurie metaloidai nėra pusmetaliai.
Ieškoti