Semimetallid või metalloidid on keemilised elemendid, millel on nii metallide kui ka mittemetallide omadused. Metalloidid on olulised pooljuhid, neid kasutatakse sageli arvutites ja muudes elektroonilistes seadmetes.
- Boor (B): Aatomarv 5
- Räni (Si): Aatominumber 14
- Germaanium (Ge): Aatominumber 32
- Arseen (As): Aatomnumber 33
- Antimon (Sb): Aatomnumber 51
- Telluur (Te): Aatomnumber 52
- Poloonium (Po): Aatomnumber 84
- Tennesiin (Ts): Aatominumber 117
Kuigi oganesson (aatomnumber 118) on viimases perioodilises elementide veerus, ei usu teadlased, et see on väärisgaas. Element 118 identifitseeritakse tõenäoliselt metalloidina, kui selle omadused on kinnitatud.
Peamised võtmed: poolmetallid või metalloidid
- Metalloidid on keemilised elemendid, millel on nii metallide kui ka mittemetallide omadused.
- Periooditabelil leidub metalloide piki boori ja alumiiniumi vahelist siksakilist joont kuni polooniumini ja astatiini.
- Tavaliselt loetletakse semimetallid või metalloidid boori, räni, germaniumi, arseeni, antimoni, telluuri ja polooniumina. Mõned teadlased peavad tennessiini ja oganessoni ka metalloidideks.
- Metalloide kasutatakse pooljuhtide, keraamika, polümeeride ja akude valmistamiseks.
- Metalloidid on tavaliselt läikivad, haprad tahked ained, mis toimivad toatemperatuuril isolaatoritena, kuid kuumutamisel või muude elementidega kombineerimisel dirigendina.
Semmetalli või metalloidi omadused
Semimetalle või metalloide leidub perioodilise tabeli siksakilises reas, eraldades põhimetallid mittemetallidest. Kuid metalloidide iseloomulik tunnus pole mitte niivõrd nende positsioon perioodilises positsioonis tabel kui juhtivusriba põhja ja valentsi ülaosa äärmiselt väike kattumine bänd. Ribavahe eraldab täidetud valentsriba tühjast juhtivusest. Poolmõõtmetel pole ribalaiust.
Üldiselt on metalloididel metallide füüsikalised omadused, kuid nende keemilised omadused on lähedasemad mittemetallide omadustele:
- Poolmetallid valmistavad tavaliselt suurepäraseid pooljuhte, ehkki enamik elemente ise pole tehniliselt pooljuhid. Erandiks on räni ja germaanium, mis on tõelised pooljuhid, kuna need suudavad elektrit juhtida sobivates tingimustes.
- Nendel elementidel on madalam elektriline ja soojusjuhtivus kui metallid.
- Poolmetallidel / metalloididel on suured võre dielektrilised konstandid ja kõrge diamagneetiline tundlikkus.
- Poolmetallid on tavaliselt vormitavad ja plastiline. Üks erand on räni, mis on habras.
- Metalloidid võivad keemiliste reaktsioonide käigus kas elektrone omandada või kaotada. Selle rühma elementide oksüdatsiooniarv on vahemikus +3 kuni -2.
- Esinemiste osas varieeruvad metalloidid tuhmidest läikivateni.
- Metalloidid on elektroonikas pooljuhtidena äärmiselt olulised, ehkki neid kasutatakse ka optilistes kiududes, sulamid, klaas ja emailid. Mõnda leidub ravimites, puhastusvahendites ja pestitsiidides. Raskemad elemendid kipuvad olema mürgised. Näiteks poloonium on ohtlik oma toksilisuse ja radioaktiivsuse tõttu.
Semmetalli ja metalloidi eristamine
Mõnes tekstis kasutatakse termineid semimetallid ja metalloidid vaheldumisi, kuid viimasel ajal on elemendirühmas eelistatav termin "metalloidid", nii et "poolmetalle" võib kasutada keemiliste ühendite, samuti elementide puhul, millel on nii metalli kui ka metalli omadused mittemetallid. Semimetalliühendi näiteks on elavhõbe-telluriid (HgTe). Mõnda juhtivat polümeeri võib pidada ka poolmetallideks.
Teised teadlased leiavad arseen, antimon, vismut, tina alfa-allotroob (α-tina) ja süsiniku grafiidi allotroop - poolmetallid. Neid elemente tuntakse ka kui "klassikalisi semimetalle".
Ka teised elemendid käituvad metalloidid, nii et tavaline elementide rühmitamine pole kiire ja kiire reegel. Näiteks süsinikul, fosforil ja seleenil on nii metalliline kui ka mittemetalliline iseloom. Mingil määral sõltub see elemendi vormist või allotroopist. Vesiniku metalloidiks nimetamise võiks isegi argumenteerida; tavaliselt toimib see mittemetallilise gaasina, kuid teatud tingimustel võib moodustada metalli.
Allikad
- Addison, C.C ja D.B Sowerby. "Põhirühma elemendid - rühmad v ja Vi." Butterworths, 1972.
- Edwards, Peter P. ja M. J. Sienko. "Metallilise iseloomu esinemise kohta elementide perioodilises tabelis." Journal of Chemical Education, vol. 60, ei. 9, 1983, lk. 691.
- Vernon, René E. "Millised elemendid on metalloidid?" Journal of Chemical Education, vol. 90, ei. 12, 2013, lk. 1703–1707.