Propiedades de los metaloides: guía informativa

Los metaloides son elementos muy comunes que se encuentran en la tabla periódica entre los metales y los no metales. Estos materiales se utilizan en muchas aplicaciones y presentan características únicas.

Si tiene previsto utilizarlos en sus aplicaciones y desea conocer mejor las propiedades de los metaloides, la siguiente guía puede ayudarle. Así que sigamos leyendo.

¿Qué son los metaloides?

Los metaloides se definen como elementos químicos que tienen propiedades tanto químicas como físicas situadas entre las de los metales y los no metales.

Existen diferentes tipos de metaloides con características únicas. Los metaloides se encuentran en el bloque p de la tabla periódica y están presentes entre los metales y los no metales.

¿Cuáles son los elementos típicos de los metaloides?

Los distintos elementos que se incluyen en la categoría de metaloides son los siguientes:

Boro (B)

El boro es un metaloide con número atómico 5 y se utiliza ampliamente en compuestos químicos. El boro tiene forma cristalina y color negro; es un metal muy duro.

Se utiliza para endurecer el vidrio y el acero. Los componentes a base de boro, como fertilizantes e insecticidas, se emplean para el crecimiento de las plantas.

Arsénico (As)

El arsénico es un elemento peligroso que puede interferir en el proceso respiratorio de los seres humanos. Tiene un número atómico de 33.

Puede formar 3 enlaces covalentes con los metales y es tóxico tanto para las plantas como para los animales. Se utiliza para endurecer aleaciones metálicas y plomo. También se emplea como insecticida.

Silicio (Si)

El silicio es un metaloide versátil muy común en la industria de la construcción y también en los semiconductores.

Tiene un número atómico de 14 y es muy reactivo; se encuentra habitualmente en suelos, arena y rocas. Es un mal conductor eléctrico y se utiliza en la fabricación de esmaltes, vidrio, cerámica y semiconductores.

Antimonio (Sb)

El antimonio tiene 51 como número atómico y se utiliza en pinturas y aleaciones. Tiene un aspecto metálico de color blanco plateado. Es frágil y duro por naturaleza. Es un mal conductor eléctrico y se utiliza en semiconductores en forma de dopante, así como para la fabricación de esmalte y vidrio.

Telurio (Te)

El telurio es un elemento de aleación que tiene 52 como número atómico. Se encuentra en minerales extraídos y es de naturaleza frágil. Se disuelve en ácido nítrico y permanece insoluble en agua. Hace que las aleaciones sean resistentes a la corrosión.

Germanio (Ge)

El germanio se utiliza en transistores y tiene un número atómico de 32. Tiene un aspecto metálico y es frágil por naturaleza. Ofrece una baja conductividad eléctrica y mejora la resistencia a la corrosión de las aleaciones. También se utiliza en detectores, que se fabrican con infrarrojos e incluso semiconductores.

Propiedades físicas de los metaloides

Las propiedades físicas de los metaloides se destacan en la siguiente sección.

Parecen tener brillo metálico

Los metaloides tienen un aspecto similar al de los metales: presentan una superficie reflectante y metálica.

Puntos de ebullición y de fusión

Los metaloides son sólidos a temperatura ambiente.

Metaloides	Puntos de fusión
Germanio	938.3
Silicio	1410
Arsénico	817
Boro	2079
Antimonio	631
Telurio	449.5

Densidad

La densidad de los metaloides varía de unos a otros, pero es menor que la de los metales y mayor que la de los no metales.

Conductividad eléctrica

Los metaloides pueden funcionar como aislantes y también como conductores. Se pueden modificar según los requisitos.

Por ejemplo, cuando se utilizan para semiconductores, se someten al proceso de dopaje. Es el proceso en el que se añaden impurezas a los metaloides para alterar sus propiedades. Sin embargo, siguen sin ser tan conductores de electricidad como los metales.

Alótropos

La mayoría de los metaloides pueden presentar distintas formas alotrópicas, ya que tienen propiedades físicas diferentes. Los tres alótropos comunes del arsénico son el gris, el amarillo y el negro.

Conductividad térmica

La conductividad térmica de los metaloides varía de un elemento a otro. Por lo general, presentan una conductividad térmica menor que la de los metales y mayor que la de los no metales.

Fragilidad

Los metaloides tienden a agrietarse y deformarse debido a su naturaleza frágil.

Dureza

Los metaloides presentan una dureza variable; el arsénico tiene una dureza de 3,5, mientras que el boro tiene una dureza de 9,3.

Propiedades químicas de los metaloides

Las propiedades químicas de los metaloides comprenden lo siguiente:

Reactividad con los no metales

Los metaloides son reactivos y pueden ganar y perder electrones con facilidad, de modo que pueden formar iones con carga negativa o positiva. También se combinan con los no metales para formar compuestos.

Estados de oxidación

Los estados de oxidación de los metaloides varían y se muestran en la siguiente tabla:

Metaloide	Estado de oxidación
Silicio	+4, 0
Germanio	+2, +4
Arsénico	+3, +5
Boro	+3, +2, +1
Antimonio	+3, +5
Telurio	+4, +6

Energía de ionización moderada

Los metaloides tienen una energía de ionización moderada, que ronda las 200 kcal/mol.

Electronegatividades intermedias

Metaloide	Electronegatividad
Silicio	1.9
Germanio	2.01
Arsénico	2.18
Boro	2.04
Antimonio	2.05
Telurio	2.1

Enlaces covalentes

Se sabe que los metaloides forman enlaces covalentes. Sin embargo, no forman iones monoatómicos como los metales.

Formación de aleaciones

Los metaloides se mezclan muy comúnmente con otros elementos para formar aleaciones.

Reactividad con los ácidos

Los metaloides tienen una menor reactividad con los ácidos. Por ejemplo, el germanio y el silicio son insolubles y no reaccionan con los ácidos. El arsénico y el antimonio reaccionan con ácidos fuertes.

Conocidos como anfóteros

Los metaloides poseen propiedades tanto de los metales como de los no metales, lo que hace que se los conozca como anfóteros.

Aplicaciones de los metaloides

Los metaloides tienen diversas aplicaciones, y algunas de ellas se describen a continuación:

Semiconductores: En los semiconductores se utilizan el germanio y el silicio, y pueden emplearse en chips de computadora, circuitos integrados e incluso celdas solares. Poseen propiedades semiconductoras, por lo que desempeñan un papel crucial en la electrónica.

Cerámica y vidrio: El arsénico, el boro y el silicio se utilizan comúnmente en cerámica y vidrio, ya que pueden actuar como agente refractario. El vidrio de borosilicato también se fabrica con ellos, ya que resiste tanto los productos químicos como el choque térmico.

Aleaciones: Muchas aleaciones también contienen metaloides para mejorar sus propiedades. Por ejemplo, se añade silicio al aluminio para que tenga mayor colabilidad y resistencia. En el acero se añade boro para mejorar su dureza.

Fotovoltaica: Las celdas solares y algunos metaloides, como el germanio y el silicio, se utilizan para ayudar a convertir la luz solar en electricidad.

Retardantes de llama: Los compuestos de boro, el trióxido de antimonio y el trihidrato de aluminio se utilizan como retardantes de llama en muchos recubrimientos, plásticos y materiales de construcción. Contribuyen a la seguridad contra incendios.

Propiedades distintivas y más útiles de los metaloides

A continuación se describen las propiedades distintivas de cada metaloide y sus aplicaciones:

Boro: Es duro y resistente al calor; se utiliza en combinación con el silicio para crear un vidrio que resiste el choque térmico.

Germanio: El germanio es frágil y duro, y se utiliza muy rara vez en semiconductores.

Silicio: El silicio es un metaloide brillante y gris que se utiliza en semiconductores.

Telurio: Tiene una naturaleza frágil y mejora la maquinabilidad cuando se combina con el acero.

Arsénico: Es un metaloide venenoso y se utiliza en insecticidas.

Antimonio: Es frágil y duro, se alea con plomo e incluso se utiliza para fabricar pinturas.

Diferencias entre metaloides, metales y no metales

Propiedades	Metales	No metales	Metaloides
Ductilidad	Dúctil	Frágil	Frágil
Densidad	Alta densidad	Baja densidad	Densidad moderada
Conductividad eléctrica	Alta conductividad eléctrica	Baja conductividad eléctrica	Conductividad eléctrica intermedia
Apariencia	Brillo metálico	Superficie mate	Algunos tienen brillo metálico
Estado a temperatura ambiente	Sólido	Sólido	Sólido

Conclusiones finales

A la hora de elegir entre metales, no metales y metaloides, comprender sus propiedades es fundamental. La guía anterior le habrá permitido entender todo sobre los metaloides y sus aplicaciones.

Si tiene previsto fabricar algunos componentes con cualquier material, en DEK podemos ayudarle.

Preguntas frecuentes

¿De qué están compuestos los metaloides?

Los metaloides no son ni metales ni no metales, sino que se sitúan entre ambos y combinan propiedades de los dos.

¿Cómo se pueden identificar los metaloides?

Los metaloides se pueden identificar observando sus propiedades. Tienen una naturaleza frágil y un aspecto brillante, y permanecen sólidos a temperatura ambiente.

¿Se puede clasificar el mercurio como metaloide?

No, el mercurio no se puede clasificar como metaloide.

¿Qué elementos pertenecen al grupo de los metaloides y cómo se utilizan?

Los elementos del grupo de los metaloides son el arsénico, el boro, el antimonio, el silicio, el telurio y el germanio. Se utilizan en diversas aplicaciones, como fertilizantes, insecticidas y semiconductores.