Proprietà dei metalloidi: Guida informativa

I metalloidi sono elementi molto comuni che si trovano nella tavola periodica tra i metalli e i non metalli. Questi materiali sono utilizzati in molte applicazioni e hanno caratteristiche uniche.

Se avete intenzione di utilizzarli nelle vostre applicazioni e volete saperne di più sulle proprietà dei metalloidi, la guida che segue può aiutarvi. Quindi, leggiamo.

Cosa sono i metalloidi?

I metalloidi sono definiti come elementi chimici che presentano proprietà chimiche e fisiche a metà strada tra i metalli e i non metalli.

Esistono diversi tipi di metalloidi con caratteristiche uniche. I metalloidi si trovano nel blocco p della tavola periodica e sono presenti tra i metalli e i non metalli.

Quali sono gli elementi tipici dei metalloidi?

I diversi elementi che rientrano nella categoria dei metalloidi sono i seguenti:

Boro (B)

Il boro è un metalloide con numero atomico 5, ampiamente utilizzato nei composti chimici. Il boro ha una forma cristallina e un colore nero; è un metallo molto duro.

Viene utilizzato per indurire il vetro e l'acciaio. I componenti a base di boro, come i fertilizzanti e gli insetticidi, sono utilizzati per la crescita delle piante.

Arsenico (As)

L'arsenico è un elemento rischioso che può interferire con il processo di respirazione degli esseri umani. Ha un numero atomico di 33.

Può formare 3 legami covalenti con metalli ed è tossico sia per le piante che per gli animali. Viene utilizzato per indurire leghe metalliche e piombo. Viene utilizzato anche come insetticida.

Silicio (Si)

Il silicio è un metalloide versatile, molto diffuso nell'industria delle costruzioni e nei semiconduttori.

Ha un numero atomico di 14 ed è molto reattivo, si trova comunemente nei terreni, nella sabbia e nelle rocce. È un cattivo conduttore elettrico e viene utilizzato nella produzione di smalti, vetro, ceramica e semiconduttori.

Antimonio (Sb)

L'antimonio ha come numero atomico 51 e viene utilizzato in vernici e leghe. Ha un aspetto metallico di colore bianco-argento. In natura è fragile e duro. È un cattivo conduttore elettrico e viene utilizzato nei semiconduttori sotto forma di drogante e anche per la produzione di smalto e vetro.

Tellurio (Te)

Il tellurio è un elemento di lega con numero atomico 52. Si trova nei minerali estratti e ha una natura fragile. Si trova in minerali estratti e ha una natura fragile. Si scioglie in acido nitrico e rimane insolubile in acqua. Rende le leghe resistenti alla corrosione.

Germanio (Ge)

Il germanio è utilizzato nei transistor e ha un numero atomico di 32. Ha un aspetto metallico ed è fragile in natura. Ha un aspetto metallico ed è fragile in natura. Offre una scarsa conducibilità elettrica e aumenta la resistenza alla corrosione delle leghe. Viene utilizzato anche nei rivelatori, che sono realizzati con raggi infrarossi e persino con semiconduttori.

Proprietà fisiche del metalloide

Le proprietà fisiche dei metalloidi sono evidenziate nella sezione seguente.

Sembra avere una lucentezza metallica

I metalloidi hanno un aspetto simile ai metalli: hanno una superficie riflettente e metallica.

Punti di ebollizione e di fusione

I metalloidi sono solidi a temperatura ambiente.

Densità

La densità dei metalloidi varia tra loro, ma è inferiore a quella dei metalli e superiore a quella dei non metalli.

Conducibilità elettrica

I metalloidi possono funzionare sia come isolanti che come conduttori. Possono essere modificati in base alle esigenze.

Ad esempio, quando vengono utilizzati per i semiconduttori, passano attraverso il processo di drogaggio. Si tratta di un processo in cui vengono aggiunte impurità ai metalloidi per alterarne le proprietà. Tuttavia, non sono ancora conduttori di elettricità come i metalli.

Allotropi

La maggior parte dei metalloidi può presentare diverse forme allotropiche in quanto hanno proprietà fisiche diverse. I tre allotropi comuni dell'arsenico sono grigio, giallo e nero.

Conduttività termica

La conducibilità termica dei metalloidi varia da elemento a elemento. In genere hanno una conducibilità termica inferiore a quella dei metalli e superiore a quella dei non metalli.

Fragilità

I metalloidi sono soggetti a rotture e deformazioni a causa della loro natura fragile.

Durezza

I metalloidi hanno una durezza variabile: l'arsenico ha una durezza di 3,5, mentre il boro ha una durezza di 9,3.

Proprietà chimiche dei metalloidi

Le proprietà chimiche dei metalloidi sono le seguenti:

Reattività con i non metalli

I metalli sono reattivi e possono facilmente guadagnare e perdere elettroni in modo da formare ioni che possono essere caricati negativamente o positivamente. Si combinano anche con i non metalli per formare composti.

Stati di ossidazione

Gli stati di ossidazione dei metalloidi variano e sono riportati nella tabella seguente:

Energia di ionizzazione moderata

I metalloidi hanno un'energia di ionizzazione moderata, che si aggira intorno alle 200 kcal/mol.

Elettronegatività intermedie

Legami covalenti

I metalloidi sono noti per creare legami covalenti. Tuttavia, non creano ioni monoatomici simili ai metalli.

Formazione della lega

I metalloidi sono molto comunemente mescolati con altri elementi per formare leghe.

Reattività con gli acidi

I metalloidi hanno una minore reattività con gli acidi. Ad esempio, il germanio e il silicio sono insolubili e non reagiscono con gli acidi. L'arsenico e l'antimonio reagiscono con gli acidi forti.

Conosciuto come Anfotero

I metalloidi hanno proprietà sia dei metalli sia dei non metalli, il che li rende noti come anfoteri.

Applicazioni dei metalloidi

I metalloidi hanno diverse applicazioni, alcune delle quali sono illustrate di seguito:

Semiconduttori: Nei semiconduttori si utilizzano il germanio e il silicio, che possono essere impiegati nei chip dei computer, nei circuiti integrati e persino nelle celle solari. Hanno proprietà semiconduttive e per questo svolgono un ruolo fondamentale nell'elettronica.

Ceramica e vetro: Arsenico, boro e silicio sono comunemente utilizzati in ceramica e vetro in quanto possono funzionare come agenti refrattari. Anche il vetro borosilicato viene prodotto con questi materiali, in quanto è in grado di resistere agli agenti chimici e agli shock termici.

Leghe: Molte leghe contengono anche metalloidi per migliorarne le proprietà. Ad esempio, il silicio viene aggiunto all'alluminio per aumentarne la colabilità e la resistenza. Nell'acciaio, il boro viene aggiunto per aumentarne la durezza.

Fotovoltaico: Le celle solari e alcuni metalloidi, come il germanio e il silicio, sono utilizzati per convertire la luce solare in elettricità.

Ritardanti di fiamma: I composti di boro, triossido di antimonio e triidrato di alluminio sono utilizzati come ritardanti di fiamma in molti rivestimenti, materie plastiche e materiali da costruzione. Contribuiscono alla sicurezza antincendio.

Le proprietà distintive e più utili dei metalloidi

Le proprietà distintive di ciascun metalloide e le sue applicazioni sono discusse di seguito:

Boro: È duro e resistente al calore; viene utilizzato in combinazione con il silicio per creare un vetro in grado di resistere agli shock termici.

Germanio: Il germanio è fragile e duro e viene utilizzato molto raramente nei semiconduttori.

Silicio: Il silicio è un metalloide lucido e grigio che viene utilizzato nei semiconduttori.

Tellurio: Ha una natura fragile e migliora la lavorabilità se combinato con l'acciaio.

Arsenico: È un metalloide velenoso e viene utilizzato in insetticidi.

Antimonio: È fragile e duro, è legato al piombo e viene persino utilizzato per la produzione di vernici.

Differenze tra metalloidi, metalli e non metalli

Pensieri finali

Quando si tratta di scegliere tra metalli, non metalli e metalloidi, la comprensione delle loro proprietà è fondamentale. La guida precedente vi avrà fatto capire tutto sui metalloidi e sulle loro applicazioni.

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Domande frequenti

Cosa ha composto i metalloidi?

I metalloidi non sono né metalli né non metalli, ma si collocano a metà strada tra i due, avendo proprietà combinate.

Come si possono identificare i metalloidi?

I metalloidi possono essere identificati osservando le loro proprietà. Hanno una natura fragile e un aspetto brillante e rimangono solidi a temperatura ambiente.

Il mercurio può essere classificato come metalloide?

No, il mercurio non può essere classificato come metalloide.

Quali elementi appartengono al gruppo dei metalloidi e come vengono utilizzati?

Gli elementi del gruppo dei metalloidi sono arsenico, boro, antimonio, silicio, tellurio e germanio. Sono utilizzati in varie applicazioni, come fertilizzanti, insetticidi e semiconduttori.