半金属の特性、性質および用途



の メタロイド 半金属は、金属と非金属との間の中間的な物理的および化学的性質を有する一群の化学元素である。ほとんどの化学研究者は、以下の化学元素をメタロイドとして受け入れています：ホウ素、ケイ素、ヒ素、ゲルマニウム、アンチモン、テルル（下図の緑色）.

しかし、少数の研究者グループがポリオ、アスタチン（青）、セレン（ピンク）を半金属に加えています。.

たとえいくつかの性質に基づいてさえ、彼らは化学元素の炭素とアルミニウム（黄色）も半金属として考慮されるべきであることを提案します。.

索引

  • 1メタロイドの主な特徴
    • 1.1周期表の状況
    • 1.2金属と合金を形成する
    • 1.3電気半導体
    • 1.4電子産業の基盤
    • 1.5同素体状態
  • 2物理的および化学的性質
    • 2.1物性
    • 2.2化学的性質
  • 3つの用途
    • 3.1生き物について
    • 3.2メガネとエナメル
    • 3.3より質の高い材料の製造
    • 3.4エレクトロニクスとコンピューティング
    • 3.5メタロイドの保護作用
    • 3.6その他
  • 4 8つの半金属元素
  • 5参考文献

メタロイドの主な特徴

周期表の状況

メタロイドは、左上隅のホウ素で始まり右下隅のアスタチンで終わる、列13、14、15、16および17の間の下降対角線で周期表の中にあります。.

金属はメタロイドの左側に、非金属はそれらの右側にあります。したがって、それらは両方のタイプの物質の間の境界を表します.

それらは金属と合金を形成する

メタロイドは金属と合金を形成し、例えば酸素、硫黄およびハロゲンとの非金属と反応する。.

電気半導体

ほとんどの場合、それらは電気半導体と考えられており、それらのコンダクタンスは温度に依存します。低温では電気伝導度は低いので、それらは電気絶縁体として機能するが、それらが電気を伝導する能力を加熱するにつれて増加する。.

電子産業の拠点

半導体は電子産業の発展の基盤であると同時に、計算​​とコンピュータサイエンスの基盤でもあります。また、シリコンで作られているアプリケーションはこの分野で非常に役に立ちました。.

同素状態

半金属は、異なる同素状態（異なる結晶形）を有する。そのため、たとえば、ヒ素は黒、黄色、または灰色の結晶を提示します。.

自然界では、それらは通常純粋な化学元素としては見られないが、むしろ鉛、硫黄、鉄などと共に鉱物中で会合しているかまたは凝集体を形成している。.

物理的および化学的性質

物理的性質

彼らは明るい固体として表示されます。この面で彼らは金属に似ています。それらは脆くそして非常に弾力的ではないので、それらはワイヤーの形に引き伸ばすことができない、すなわちそれらはあまり延性ではない。加えて、そのシートへの変換は困難であり、そのためメタロイドはわずかに展性がある。.

それらは金属よりも程度は低いが電気と温度を伝導することができる。半金属の中には、それらのバンド構造に基づいて、半導体として分類される化学元素があります.

このグループはホウ素、ケイ素、ゲルマニウムおよびアンチモンから成ります。ヒ素とテルルは半金属として分類されます.

融合ポイント

ボロ2.076℃;シリコン1.414℃。ゲルマニウム938.25℃。ヒ素817ºC。アンチモン630.13℃。テルル449.51℃およびポロニウム254℃.

沸点

ホウ素３．９２７℃。シリコン3,265℃。ゲルマニウム2,833ºC;ヒ素614ºC。アンチモン1,587℃。 Telurio 988℃およびPolonio 962℃.

密度

ホウ素2.34 g / cm3：シリコン2.33 g / cm3;ゲルマニウム5,323 g / cm3;ヒ素５，７２７。アンチモン6.697 g / cm3;テルル6.24 g / cm3 とポロニウム9.32 g / cm3.

化学的性質

それらは非金属と同様に作用し、SiOのようなシュウ酸を形成する。2 そして彼らは両性行動をします。メタロイドは、培地のpHに応じて酸または塩基として振る舞うことができます。.

用途

生き物について

-砒素は農業で殺虫剤や除草剤として使用されています。さらに、それは動物から昆虫や寄生虫を排除するためにウシの上に粉末または液体溶液としてそれを置くために使用されます。カルシウムカプセルはコットンカプセルからゾウムシを排除するために使用されます.

-砒素は昆虫や真菌への毒性のために木材防腐剤として使用されています.

-ヒ素は、急性前骨髄球性白血病（一種の血液癌）の治療に使用されます。乾癬の治療に使用するためのファウラーソリューションの開発に使用されています。ヒ素の放射性同位元素（74As）は人体に存在する癌性腫瘍の局在化に使用されます.

-ヒ素は、Melarsoprol、ヒトアフリカトリパノソーマ症の治療に使用される薬の一部です。ツェツェバエによって伝染する寄生虫病.

-酸化テルルは、脂漏性皮膚炎の治療に使用されてきた。同様に、他のテルル化合物が抗菌剤として使用されています.

-ホウ酸は、ホウ酸の形で、目、鼻、のどに軽い消毒剤として使用されます。.

メガネとエナメル

-テルルは、青、茶色、および赤のガラスの製造に使用されています。メタロイドは銀の上に電気分解的に堆積させることができ、黒っぽい仕上げを生み出す.

-アンチモンはメガネをつけるために使われ、黄色の色合いを艶出します。ホウ素はガラスやセラミックの製造に使われています。特に、ホウケイ酸ガラスは温度変化に強いため、実験室で化学反応や蒸留に使用されています。.

-家では、使用されている道具を壊すことなく、ホウケイ酸ガラスを使用して食べ物を焼くことができます.

-シリコンはガラス産業の主要な基盤であり、ほとんどすべてのガラス製品の製造に関与しています。.

-酸化ゲルマニウムは、カメラのレンズや顕微鏡のレンズの製造に使用されています。さらに、それは多数の用途の光ファイバのコアの開発に使用されています.

高品質の材料の製造に

-砒素は鉛と合金を形成し、その融点を低下させる。これにより、ショットの製造に使用される合金の硬度が高くなります。

-鉛合金の０．１％〜０．６％の間のテルル量の添加は、柔軟性の増加と共に腐食および牽引に対するその抵抗を増加させる。テルルは通常、鋳鉄に添加されて、硬化部分の表面層を硬化させる。.

-アンチモンは、ベアリング、アキュムレータプレートおよび印刷材料を製造するために合金で使用されています.

-ケイ素は、酸に対する耐性が高い合金の製造に使用されています。 14％のシリコンを含むDurirónの場合がそうです。.

ケイ素、鉄およびアルミニウムの合金は自動車産業で使用されている大きい硬度の部品の製造に使用されます。.

-砒素は白金と銅との合金を形成して耐腐食性を高めます。同様に、耐亜鉛性を高めるために砒素がアルファ黄銅に添加されている。真鍮のこのタイプは配管のための付属材料の製造に使用されています.

エレクトロニクスとコンピューティング

-メタロイドは、エレクトロニクスおよびコンピュータ業界で半導体として使用されています。この意味で、シリコンは現代のエレクトロニクスとコンピューティングの基盤を形成する半導体貿易のリーダーです。シリコンとその誘導体は、コンピューター、トランスデューサー、太陽電池およびLCDスクリーンに使用されています.

-テルルは電気光学とエレクトロニクスに応用されている半導体です。.

-ゲルマニウムは、その性能を向上させるために高速集積回路においてシリコンと一緒に使用される半導体メタロイドである。ゲルマニウムはその半導体機能においてある程度シリコンを置き換えたが、その使用は小型化されたチップの製造において強化されてきた。.

-ゲルマニウムは太陽電池パネルの製造に使用されています。惑星火星の偵察ロボットでさえ太陽電池にゲルマニウムを含んでいます。さらに、ゲルマニウムはレーダーの製造に使用されます.

メタロイドの保護作用

ホウ素およびその関連化合物は、それがその一部である材料に対して大きな耐性を与える。これにより、空間構造の作成に使用できます。さらに、それらはゴルフクラブおよび釣竿の精巧に使用されます.

炭化ホウ素の防護作用は、原子炉の制御障壁として使用され、放射性物質の漏洩を制限します。さらに、炭化ホウ素は防弾チョッキや戦車の装甲に使用されています。.

粘土や砂の形をした二酸化ケイ素とシリカは、れんが、コンクリート、セメントの重要な構成要素であり、さまざまな形の建築に使用されています。.

その他

-硫化アンチモンは、花火やカメラのフラッシュランプに使用されています。.

-ホウ素はネオジム磁石の一部です.

-シリコン由来のポリマーであるシリコンは、オイルやワックス、乳房インプラント、コンタクトレンズ、爆薬の製造や火工品に使用されています。.

-ゲルマニウムは蛍光灯やいくつかのLEDダイオードの製造に使用されています。さらに、ゲルマニウムはエレキギターで使用され、特徴的なディストーショントーンを生成します。.

-ゲルマニウムは軍事使用および消火活動のためのサーマルイメージングの用途に使用されています.

-アンチモンはマッチやトレーサーの手榴弾とロケーター、そしてカートリッジのプライマーの製造に使われます。.

-ホウ酸ナトリウムはプラスチックやゴムの燃焼抑制剤として使用されています.

8つのメタロイド元素

このグループの化学元素はホウ素、ケイ素、アンチモン、テルル、ゲルマニウム、ヒ素、ポロニウムおよびアスタチンから成ります。しかしながら、化学の分野における研究者の最大数は、メタロイドとしてポロニウムおよびアスタスを除外している。.

したがって、ほとんど受け入れられている半金属のグループは、ホウ素、ケイ素、アンチモン、テルル、ゲルマニウムおよびヒ素によって形成されるだろう。.

2つの同素体は金属導体であるため、ポロニウムは明らかに金属であることが指摘されています。一方、アスタチンは2013年に金属として分類されましたが、以前は1950年にハロゲン、非反応性金属として指定されました。.

金属、半金属または非金属と見なされる元素群の間の境界は混乱を招きやすいです。このため、ある特性に基づいて、この元素またはその元素をメタロイドと見なすべきであると示唆する研究者もいます。例えば、炭素、アルミニウムまたはセレンは半金属として分類されるべきであることが指摘されている。.

化学元素を金属、半金属または非金属として分類することを可能にする選択基準を確立することが試みられてきた。他の選択基準の中には、異なる化学元素のイオン化エネルギー、電気陰性度および充填効率があります。.

参考文献

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  5. ウィキペディア（２０１８）。メタロイド。撮影元：en.wikipedia.org
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  7. ブリタニカ百科事典の編集者。 （2016年10月18日）メタロイド。撮影者：britannica.com