Propriedades dos metaloides: guia informativo

Os metaloides são elementos muito comuns na tabela periódica, situados entre os metais e os não metais. Estes materiais são utilizados em muitas aplicações e têm características únicas.

Se está a pensar utilizá-los nas suas aplicações e quer saber mais sobre as propriedades dos metaloides, o guia abaixo pode ajudar. Vamos então ler.

O que são metaloides?

Os metaloides são definidos como elementos químicos que apresentam propriedades químicas e físicas intermédias entre as dos metais e as dos não metais.

Existem diferentes tipos de metaloides com características únicas. Os metaloides encontram-se no bloco p da tabela periódica, entre os metais e os não metais.

Quais são os elementos típicos dos metaloides?

Os diferentes elementos que se enquadram na categoria dos metaloides são os seguintes:

Boro (B)

O boro é um metaloide com número atómico 5, amplamente utilizado em compostos químicos. O boro apresenta uma forma cristalina e uma cor negra; é um metal muito duro.

É utilizado para endurecer o vidro e o aço. Os componentes à base de boro, como fertilizantes e inseticidas, são utilizados no crescimento das plantas.

Arsénio (As)

O arsénio é um elemento perigoso que pode interferir com o processo respiratório dos seres humanos. Tem número atómico 33.

Pode formar 3 ligações covalentes com metais e é tóxico para as plantas e para os animais. É utilizado para endurecer ligas metálicas e chumbo. Também é utilizado como inseticida.

Silício (Si)

O silício é um metaloide versátil, muito comum na indústria da construção e também nos semicondutores.

Tem número atómico 14 e é muito reativo, sendo comummente encontrado em solos, areia e rochas. É um fraco condutor elétrico e é utilizado no fabrico de esmaltes, vidro, cerâmica e semicondutores.

Antimónio (Sb)

O antimónio tem 51 como número atómico e é utilizado em tintas e ligas. Apresenta um aspeto metálico branco-prateado. É quebradiço e duro por natureza. É um fraco condutor elétrico e é utilizado em semicondutores na forma de dopante e também no fabrico de esmalte e vidro.

Telúrio (Te)

O telúrio é um elemento de liga com 52 como número atómico. É encontrado em minérios extraídos e tem natureza quebradiça. Dissolve-se em ácido nítrico e permanece insolúvel em água. Torna as ligas resistentes à corrosão.

Germânio (Ge)

O germânio é utilizado em transístores e tem número atómico 32. Tem um aspeto metálico e é quebradiço por natureza. Oferece fraca condutividade elétrica e aumenta a resistência à corrosão das ligas. Também é utilizado em detetores, fabricados com infravermelhos e até semicondutores.

Propriedades físicas dos metaloides

As propriedades físicas dos metaloides são destacadas na secção abaixo.

Parecem ter brilho metálico

Os metaloides têm um aspeto semelhante ao dos metais — apresentam uma superfície refletora e metálica.

Pontos de ebulição e de fusão

Os metaloides são sólidos à temperatura ambiente.

Metaloides	Pontos de fusão
Germânio	938.3
Silício	1410
Arsénio	817
Boro	2079
Antimónio	631
Telúrio	449.5

Densidade

A densidade dos metaloides varia entre si, mas é inferior à dos metais e superior à dos não metais.

Condutividade elétrica

Os metaloides podem funcionar como isoladores e como condutores. Podem ser modificados de acordo com as necessidades.

Por exemplo, quando utilizados em semicondutores, passam pelo processo de dopagem. É o processo em que se adicionam impurezas aos metaloides para alterar as suas propriedades. No entanto, continuam a não ser tão condutores de eletricidade como os metais.

Alótropos

A maioria dos metaloides pode apresentar diferentes formas alotrópicas, uma vez que têm propriedades físicas distintas. Os três alótropos comuns do arsénio são o cinzento, o amarelo e o negro.

Condutividade térmica

A condutividade térmica dos metaloides varia de elemento para elemento. Em geral, apresentam condutividade térmica inferior à dos metais e superior à dos não metais.

Fragilidade

Os metaloides tendem a fissurar e a deformar-se devido à sua natureza frágil.

Dureza

Os metaloides apresentam dureza variável, sendo a dureza do arsénio de 3,5, enquanto a do boro é de 9,3.

Propriedades químicas dos metaloides

As propriedades químicas dos metaloides incluem o seguinte:

Reatividade com não metais

Os metaloides são reativos e podem facilmente ganhar e perder eletrões, de modo a formarem iões com carga negativa ou positiva. Também se combinam com não metais para formar compostos.

Estados de oxidação

Os estados de oxidação dos metaloides variam e estão apresentados na tabela abaixo:

Metaloide	Estado de oxidação
Silício	+4, 0
Germânio	+2, +4
Arsénio	+3, +5
Boro	+3, +2, +1
Antimónio	+3, +5
Telúrio	+4, +6

Energia de ionização moderada

Os metaloides têm energia de ionização moderada, que ronda os 200 kcal/mol.

Eletronegatividades intermédias

Metaloide	Eletronegatividade
Silício	1.9
Germânio	2.01
Arsénio	2.18
Boro	2.04
Antimónio	2.05
Telúrio	2.1

Ligações covalentes

Sabe-se que os metaloides formam ligações covalentes. No entanto, não formam iões monoatómicos como os metais.

Formação de ligas

Os metaloides são muito frequentemente misturados com outros elementos para formar ligas.

Reatividade com ácidos

Os metaloides têm menor reatividade com ácidos. Por exemplo, o germânio e o silício são insolúveis e não reagem com ácidos. O arsénio e o antimónio reagem com ácidos fortes.

Conhecidos como anfóteros

Os metaloides têm propriedades tanto de metais como de não metais, o que faz com que sejam conhecidos como anfóteros.

Aplicações dos metaloides

Os metaloides têm diversas aplicações, algumas das quais são abordadas abaixo:

Semicondutores: Nos semicondutores utilizam-se o germânio e o silício, que podem ser usados em chips de computador, circuitos integrados e até células solares. Têm propriedades semicondutoras, razão pela qual desempenham um papel crucial na eletrónica.

Cerâmica e vidro: O arsénio, o boro e o silício são comummente utilizados em cerâmica e vidro, pois podem atuar como agente refratário. O vidro borossilicato também é produzido com eles, uma vez que resiste a produtos químicos e a choques térmicos.

Ligas: Muitas ligas contêm também metaloides para melhorar as suas propriedades. Por exemplo, o silício é adicionado ao alumínio para aumentar a sua fundibilidade e resistência. No aço, o boro é adicionado para melhorar a sua dureza.

Fotovoltaica: As células solares e alguns metaloides, como o germânio e o silício, são utilizados para ajudar a converter a luz solar em eletricidade.

Retardadores de chama: Compostos de boro, trióxido de antimónio e tri-hidrato de alumínio são utilizados como retardadores de chama em muitos revestimentos, plásticos e materiais de construção. Contribuem para a segurança contra incêndios.

Propriedades distintivas e mais úteis dos metaloides

As propriedades distintivas de cada metaloide e as suas aplicações são abordadas abaixo:

Boro: É duro e resistente ao calor; é utilizado em combinação com o silício para criar um vidro capaz de resistir a choques térmicos.

Germânio: O germânio é frágil e duro e é muito raramente utilizado em semicondutores.

Silício: O silício é um metaloide brilhante e cinzento utilizado em semicondutores.

Telúrio: Tem natureza frágil e melhora a maquinabilidade quando combinado com aço.

Arsénio: É um metaloide venenoso e é utilizado em inseticidas.

Antimónio: É frágil e duro, é ligado ao chumbo e é até utilizado no fabrico de tintas.

Diferenças entre metaloides, metais e não metais

Propriedades	Metais	Não metais	Metaloides
Ductilidade	Dúctil	Frágil	Frágil
Densidade	Densidade elevada	Densidade baixa	Densidade moderada
Condutividade elétrica	Condutividade elétrica elevada	Condutividade elétrica fraca	Condutividade elétrica intermédia
Aparência	Brilho metálico	Superfície mate	Alguns apresentam brilho metálico
Estado à temperatura ambiente	Sólido	Sólido	Sólido

Considerações finais

Na hora de escolher entre metais, não metais e metaloides, compreender as suas propriedades é fundamental. O guia acima certamente o ajudou a entender tudo sobre os metaloides e as suas aplicações.

Se está a planear fabricar alguns componentes com qualquer material, nós, na DEK podemos ajudar.

Perguntas frequentes

Do que são compostos os metaloides?

Os metaloides não são metais nem não metais, mas situam-se entre ambos, reunindo propriedades combinadas.

Como podem ser identificados os metaloides?

Os metaloides podem ser identificados pelas suas propriedades. Têm natureza quebradiça e aparência lustrosa, e permanecem sólidos à temperatura ambiente.

O mercúrio pode ser classificado como metaloide?

Não, o mercúrio não pode ser classificado como metaloide.

Que elementos pertencem ao grupo dos metaloides e como são utilizados?

Os elementos do grupo dos metaloides incluem arsénio, boro, antimónio, silício, telúrio e germânio. São utilizados em diversas aplicações, como fertilizantes, inseticidas e semicondutores.