Das Metalloide oder Halbmetalle sind eine Gruppe chemischer Elemente mit dazwischenliegenden physikalischen und chemischen Eigenschaften zwischen Metallen und Nichtmetallen. Die meisten chemischen Forscher akzeptieren die folgenden chemischen Elemente als Metalloide: Bor, Silizium, Arsen, Germanium, Antimon und Tellur (grün im Bild unten).
Eine kleinere Gruppe von Forschern fügt Metalloiden jedoch Polonium, Astate (blaue Farbe) und Selen (rosa Farbe) hinzu..
Selbst aufgrund einiger Eigenschaften schlagen sie vor, dass die chemischen Elemente Kohlenstoff und Aluminium (gelbe Farbe) auch als Metalloide betrachtet werden sollten..
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Metalloide befinden sich im Periodensystem in einer Abwärtsdiagonale zwischen den Spalten 13, 14, 15, 16 und 17, beginnend mit Bor oben links und endend mit Astat unten rechts..
Metalle befinden sich links von Metalloiden und Nichtmetalle rechts davon. Daher stellen sie die Grenze zwischen beiden Arten von Materie dar.
Metalloide bilden mit Metallen Legierungen und reagieren mit Nichtmetallen, beispielsweise mit Sauerstoff, Schwefel und Halogenen..
Zum größten Teil werden sie als elektrische Halbleiter betrachtet, deren Leitfähigkeit temperaturabhängig ist. Bei niedrigen Temperaturen ist die elektrische Leitfähigkeit niedrig, so dass sie als elektrische Isolatoren wirken, aber wenn sie sich erwärmen, steigt ihre Fähigkeit, Elektrizität zu leiten..
Halbleiter sind die Grundlage für die Entwicklung der Elektronikindustrie sowie der Computer- und Informatikindustrie. Ebenso war die Anwendung aus Silizium auf diesem Gebiet sehr nützlich.
Metalloide haben unterschiedliche allotrope Zustände (unterschiedliche kristalline Formen); So hat beispielsweise Arsen schwarze, gelbe oder graue Kristalle.
In der Natur werden sie normalerweise nicht als reine chemische Elemente gefunden, sondern als assoziierte oder bildende Aggregate in Mineralien zusammen mit Blei, Schwefel, Eisen usw..
Sie erscheinen als glänzende Feststoffe. In dieser Hinsicht ähneln sie Metallen. Sie sind spröde und nicht sehr elastisch, so dass sie nicht in Form eines Drahtes gedehnt werden können, dh sie sind nicht sehr duktil. Darüber hinaus ist seine Umwandlung in Bleche schwierig, so dass die Metalloide nicht sehr formbar sind..
Sie sind in der Lage, Elektrizität und Temperatur zu leiten, wenn auch in geringerem Maße als Metalle. Innerhalb der Metalloide gibt es chemische Elemente, die aufgrund ihrer Bandstrukturen als Halbleiter klassifiziert werden.
Diese Gruppe besteht aus Bor, Silizium, Germanium und Antimon. Arsen und Tellur werden als Halbmetalle klassifiziert.
Bor 2,076 ° C; Silizium 1.414 ° C; Germanium 938,25 ° C; Arsen 817 ° C; Antimon 630,13 ° C; Tellur 449,51 ° C und Polonium 254 ° C..
Bor 3,927 ° C; Silizium 3.265 ° C; Germanium 2.833 ° C; Arsen 614ºC; Antimon 1.587ºC; Tellur 988 ° C und Polonium 962 ° C..
Bor 2,34 g / cm3: Silizium 2,33 g / cm3;; Germanium 5,323 g / cm3;; Arsen 5,727; Antimon 6.697 g / cm3;; Tellur 6,24 g / cm3 und Polonium 9,32 g / cm3.
Sie verhalten sich ähnlich wie Nichtmetalle, sie bilden Oxacide wie SiOzwei und sie haben ein amphoteres Verhalten. Metalloide können sich je nach pH-Wert des Mediums wie eine Säure oder eine Base verhalten..
-Arsen wird in der Landwirtschaft als Insektizid und Herbizid eingesetzt. Darüber hinaus wird es verwendet, um es als Pulver oder in flüssiger Lösung auf Nutztieren zu platzieren, um Insekten und Parasiten aus dem Tier zu entfernen. Calciumarsenat wird verwendet, um den Rüsselkäfer der Baumwollkapseln abzutöten.
-Arsen wird aufgrund seiner Toxizität für Insekten und Pilze als Holzschutzmittel verwendet.
-Arsen wird zur Behandlung der akuten promyelozytären Leukämie, einer Art von Blutkrebs, angewendet. Es wird zur Herstellung von Fowler-Lösung zur Behandlung von Psoriasis verwendet. Ein radioaktives Isotop von Arsen (74As) wird zur Lokalisierung von im menschlichen Körper vorhandenen Krebstumoren verwendet.
-Arsen ist Teil von Melarsoprol, einem Arzneimittel zur Behandlung der humanen afrikanischen Trypanosomiasis. Parasitäre Krankheit, die von der Tsetsefliege übertragen wird.
-Telluroxid wurde zur Behandlung von seborrhoischer Dermatitis eingesetzt. Ebenso werden andere Tellurverbindungen als antimikrobielle Mittel verwendet..
-Bor in Form von Borsäure wird als mildes Antiseptikum in Augen, Nase und Rachen eingesetzt.
-Tellur wird zur Herstellung von blauen, braunen und roten Gläsern verwendet. Metalloid kann elektrolytisch auf Silber abgeschieden werden, wodurch ein schwärzliches Finish entsteht.
-Antimon wird verwendet, um Gläsern und Emails einen gelben Farbton zu verleihen. Bor wird zur Herstellung von Glas und Keramik verwendet. Insbesondere Borosilikatglas ist beständig gegen Temperaturänderungen, weshalb es in Laboratorien bei chemischen Reaktionen und Destillationen eingesetzt wird..
-Zu Hause können Lebensmittel mit Borosilikatglas gebacken werden, ohne die verwendeten Utensilien zu beschädigen..
-Silizium ist die Hauptbasis der Glasindustrie, die an der Herstellung fast aller Glasobjekte beteiligt ist.
-Germaniumoxid wird zur Herstellung von Kameraobjektiven und Mikroskopobjektiven verwendet. Darüber hinaus wird es bei der Herstellung des Kerns aus optischen Fasern für viele Anwendungen verwendet..
-Arsen bildet mit Blei Legierungen, die den Schmelzpunkt senken. Dies führt zu einer höheren Härte der bei der Herstellung des Schusses verwendeten Legierung.
-Die Zugabe einer Menge Tellur zwischen 0,1% und 0,6% einer bleihaltigen Legierung erhöht ihre Korrosions- und Traktionsbeständigkeit mit zunehmender Flexibilität. Gusseisen wird häufig mit Tellur versetzt, um die Oberflächenschicht von gehärteten Teilen zu härten..
-Antimon wird in Legierungen zur Herstellung von Lagern, Speicherplatten und Druckmaterial verwendet.
-Silizium wird zur Herstellung von Legierungen mit höherer Säurebeständigkeit verwendet. Dies ist der Fall bei Duriron, das 14% Silizium enthält.
Die Legierung aus Silizium, Eisen und Aluminium wird zur Herstellung von Stücken mit großer Härte verwendet, die in der Automobilindustrie verwendet werden.
-Arsen bildet mit Platin und Kupfer Legierungen, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Außerdem wird Alpha-Messing Arsen zugesetzt, um die Festigkeit des Zinks zu erhöhen. Diese Art von Messing wird bei der Herstellung von Zubehörmaterialien für Sanitärinstallationen verwendet.
-Metalloide werden als Halbleiter in der Elektronik- und Computerindustrie eingesetzt. In diesem Sinne ist Silizium führend im Halbleiterhandel, der die Grundlage moderner Elektronik und Computer bildet. Silizium und seine Derivate werden in Computern, Transitoren, Solarzellen und LCD-Bildschirmen verwendet..
-Tellur ist ein Halbleiter, der in der Elektroptik und Elektronik Anwendung findet.
-Germanium ist ein Halbleitermetalloid, das in Verbindung mit Silizium in integrierten Hochgeschwindigkeitsschaltungen verwendet wird, um deren Leistung zu verbessern. Obwohl Germanium Silizium in seiner Halbleiterfunktion etwas verdrängt hat, wurde seine Verwendung bei der Herstellung miniaturisierter Chips verbessert.
-Germanium wird zur Herstellung von Sonnenkollektoren verwendet. Selbst die Erforschung von Robotern auf dem Planeten Mars enthält Germanium in ihren Solarzellen. Darüber hinaus wird Germanium bei der Herstellung von Radargeräten verwendet.
Bor und seine verwandten Verbindungen verleihen den Materialien, zu denen es gehört, eine hohe Beständigkeit. Dies ermöglicht seine Verwendung bei der Schaffung räumlicher Strukturen. Darüber hinaus werden sie zur Herstellung von Golfschlägern und Angelruten verwendet..
Die Schutzwirkung von Borcarbid wird als Kontrollbarriere in Kernreaktoren verwendet, um das Austreten von radioaktivem Material zu begrenzen. Darüber hinaus wird Borcarbid in kugelsicheren Westen und in der Panzerung von Kriegspanzern verwendet..
Siliziumdioxid und Kieselsäure in Form von Ton oder Sand sind wichtige Bestandteile von Ziegeln, Beton und Zement, die in verschiedenen Bauformen verwendet werden.
-Antimonsulfid wird in Feuerwerkskörpern und Kamerablitzlampen verwendet.
-Bor ist Teil von Neodymidium-Magneten.
-Silikon, ein aus Silizium gewonnenes Polymer, wird zur Herstellung von Ölen und Wachsen, Brustimplantaten, Kontaktlinsen, Sprengstoffen und in der Pyrotechnik verwendet.
-Germanium wird zur Herstellung von Leuchtstofflampen und einigen LEDs verwendet. Zusätzlich wird Germanium in E-Gitarren verwendet, um einen charakteristischen Verzerrungston zu erzeugen..
-Germanium wird in Wärmebildanwendungen für militärische Zwecke und zur Brandbekämpfung verwendet.
-Antimon wird bei der Herstellung von Streichhölzern und Tracer- und Locator-Granaten sowie bei Zündhütchen für Patronen verwendet.
-Natriumborat wird als Feuerhemmer in Kunststoffen und Kautschuken verwendet.
Diese Gruppe chemischer Elemente besteht aus Bor, Silizium, Antimon, Tellur, Germanium, Arsen, Polonium und Prostata. Die meisten Forscher auf dem Gebiet der Chemie schließen jedoch Polonium und Astate als Metalloide aus..
Daher würde die am weitesten verbreitete Gruppe von Metalloiden aus Bor, Silizium, Antimon, Tellur, Germanium und Arsen bestehen..
Es wurde festgestellt, dass Polonium deutlich metallisch ist, da seine beiden allotropen Formen metallische Leiter sind. Andererseits wurde Astatin 2013 als Metall eingestuft, obwohl es 1950 zuvor als Halogen, als reaktives Nichtmetall, bezeichnet wurde.
Die Grenze zwischen den Gruppen von Elementen, die als Metalle, Metalloide oder Nichtmetalle betrachtet werden, ist unklar. Aus diesem Grund schlagen einige Forscher aufgrund einiger Eigenschaften vor, dieses oder jenes Element als Metalloid zu betrachten. Es wurde zum Beispiel darauf hingewiesen, dass Kohlenstoff, Aluminium oder Selen als Metalloide klassifiziert werden sollten.
Es wurde versucht, Auswahlkriterien festzulegen, die es ermöglichen, ein chemisches Element als Metall, Metalloide oder Nichtmetall zu klassifizieren. Andere Auswahlkriterien umfassen Ionisierungsenergie, Elektronegativität und Packungseffizienz der verschiedenen chemischen Elemente..
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