Свойства металлоидов: Информационное руководство

Металлоиды - это очень распространенные элементы, находящиеся в периодической таблице между металлами и неметаллами. Эти материалы используются во многих сферах и обладают уникальными характеристиками.

Если вы планируете использовать их в своих приложениях и хотите узнать больше о свойствах металлоидов, то приведенное ниже руководство поможет вам. Итак, давайте читать.

Что такое металлоиды?

Металлоиды - это химические элементы, которые по своим химическим и физическим свойствам находятся между металлами и неметаллами.

Существуют различные типы металлоидов с уникальными характеристиками. Металлоиды находятся в p-блоке периодической таблицы и располагаются между металлами и неметаллами.

Каковы типичные элементы металлоидов?

К категории металлоидов относятся следующие элементы:

Бор (B)

Бор - металлоид с атомным номером 5, который широко используется в химических соединениях. Бор имеет кристаллическую форму и черный цвет; это очень твердый металл.

Он используется для закалки стекла и стали. Компоненты на основе бора, такие как удобрения и инсектициды, используются для роста растений.

Мышьяк (As)

Мышьяк - опасный элемент, который может нарушить процесс дыхания человека. Его атомный номер равен 33.

Он может образовывать 3 ковалентные связи с металлы и является токсичным как для растений, так и для животных. Он используется для упрочнения металлических сплавов и свинца. Он также используется в качестве инсектицида.

Кремний (Si)

Кремний - это универсальный металлоид, который очень распространен в строительной промышленности, а также в полупроводниках.

Он имеет атомный номер 14 и очень реакционноспособен, часто встречается в почвах, песке и горных породах. Он является плохим проводником электричества и используется в производстве эмалей, стекла, керамики и полупроводников.

Сурьма (Sb)

Сурьма имеет атомный номер 51 и используется в красках и сплавах. Она имеет серебристо-белый металлический цвет. По своей природе она хрупкая и твердая. Она является плохим проводником электричества и используется в полупроводниках в виде легирующей добавки, а также для изготовления эмали и стекла.

Теллур (Te)

Теллур - легирующий элемент с атомным номером 52. Он встречается в добываемых рудах и обладает хрупкостью. Он растворяется в азотной кислоте и остается нерастворимым в воде. Он делает сплавы устойчивыми к коррозии.

Германий (Ge)

Германий используется в транзисторах и имеет атомный номер 32. Он имеет металлический вид и хрупкий по своей природе. Он обладает плохой электропроводностью и повышает коррозионную стойкость сплавов. Он также используется в детекторах, в которых применяются инфракрасные и даже полупроводниковые приборы.

Физические свойства металлоидов

Физические свойства металлоидов описаны в разделе ниже.

Кажется, что у него металлический блеск

Металлоиды внешне похожи на металлы - у них отражающая и металлическая поверхность.

Точки кипения и плавления

Металлоиды твердые при комнатной температуре.

Плотность

Плотность металлоидов отличается друг от друга, но меньше, чем у металлов, и больше, чем у неметаллов.

Электропроводность

Металлоиды могут работать как изоляторы, так и проводники. Их можно модифицировать в соответствии с требованиями.

Например, при использовании в качестве полупроводников они проходят через процесс легирования. Это процесс, при котором в металлоиды добавляются примеси, изменяющие их свойства. Однако они все равно не обладают такой же электропроводностью, как металлы.

Аллотропы

Большинство металлоидов могут иметь различные аллотропные формы, поскольку они обладают разными физическими свойствами. Три распространенных аллотропа мышьяка - серый, желтый и черный.

Теплопроводность

Теплопроводность металлоидов варьируется от элемента к элементу. Обычно их теплопроводность ниже, чем у металлов, и выше, чем у неметаллов.

Хрупкость

Металлоиды склонны к растрескиванию и деформации из-за своей хрупкой природы.

Твердость

Металлоиды имеют разную твердость: у мышьяка она составляет 3,5, а у бора - 9,3.

Химические свойства металлоидов

Химические свойства металлоидов сводятся к следующему:

Реакционная способность с неметаллами

Металлоиды реактивны и могут легко набирать и терять электроны, образуя ионы, которые могут быть отрицательно или положительно заряжены. Они также соединяются с неметаллами, образуя соединения.

Состояния окисления

Степени окисления металлоидов различны и представлены в таблице ниже:

Умеренная энергия ионизации

Металлоиды обладают умеренной энергией ионизации, которая составляет около 200 ккал/моль.

Промежуточные электроотрицательности

Ковалентные связи

Металлоиды, как известно, способны создавать ковалентные связи. Однако они не образуют моноатомных ионов, подобных металлам.

Образование сплавов

Металлоиды очень часто смешиваются с другими элементами, образуя сплавы.

Реактивность с кислотами

Металлоиды обладают меньшей реакционной способностью по отношению к кислотам. Например, германий и кремний нерастворимы и не реагируют с кислотами. Мышьяк и сурьма реагируют с сильными кислотами.

Известен как Амфотерический

Металлоиды обладают свойствами как металлов, так и неметаллов, поэтому их называют амфотерными.

Применение металлоидов

Металлоиды имеют различные применения, и некоторые из них рассмотрены ниже:

Полупроводники: В качестве полупроводников используются германий и кремний, которые могут применяться в компьютерных чипах, интегральных схемах и даже солнечных батареях. Они обладают полупроводниковыми свойствами, поэтому играют важнейшую роль в электронике.

Керамика и стекло: Мышьяк, бор и кремний широко используются в керамика и стекла, поскольку они могут работать как огнеупорный агент. Боросиликатное стекло также изготавливается с их использованием, поскольку оно может противостоять химическим веществам, а также термическому шоку.

Сплавы: Многие сплавы также содержат металлоиды, улучшающие их свойства. Например, кремний добавляют в алюминий, чтобы повысить его литейную прочность. В сталь добавляют бор, чтобы повысить ее твердость.

Фотовольтаика: Солнечные батареи и некоторые металлоиды, такие как германий и кремний, используются для преобразования солнечного света в электричество.

Антипирены: Соединения бора, триоксид сурьмы и тригидрат алюминия используются в качестве антипиренов во многих покрытиях, пластмассах и строительных материалах. Они помогают обеспечить пожарную безопасность.

Отличительные и наиболее полезные свойства металлоидов

Ниже рассматриваются отличительные свойства каждого металлоида и области их применения:

Бор: Он твердый и устойчивый к высоким температурам; его используют в сочетании с кремнием для создания стекла, способного противостоять тепловому удару.

Германий: Германий хрупкий и твердый и очень редко используется в полупроводниках.

Кремний: Кремний - блестящий и серый металлоид, который используется в полупроводниках.

Теллур: Он обладает хрупкостью и улучшает обрабатываемость в сочетании со сталью.

Мышьяк: Является ядовитым металлоидом и используется в инсектициды.

Сурьма: Он хрупкий и твердый, сплавляется со свинцом и даже используется для изготовления красок.

Различия между металлоидами, металлами и неметаллами

Заключительные размышления

Когда речь идет о выборе между металлами, неметаллами и металлоидами, понимание их свойств имеет решающее значение. Из приведенного выше руководства вы наверняка поняли все о металлоидах и их применении.

Если вы планируете изготовить некоторые компоненты из любого материала, мы DEK может вам помочь.

Вопросы и ответы

Из чего состоят металлоиды?

Металлоиды не являются ни металлами, ни неметаллами, а находятся посередине между ними, обладая комбинированными свойствами.

Как определить металлоиды?

Металлоиды можно определить по их свойствам. Они имеют хрупкий характер, блестящий внешний вид и остаются твердыми при комнатной температуре.

Можно ли отнести ртуть к металлоидам?

Нет, ртуть нельзя отнести к металлоидам.

Какие элементы относятся к группе металлоидов и как они используются?

К элементам группы металлоидов относятся мышьяк, бор, сурьма, кремний, теллур и германий. Они используются в различных областях, таких как удобрения, инсектициды и полупроводники.