Pusmetāli vai metalloīdi ir ķīmiski elementi, kuriem ir gan metālu, gan nemetālu īpašības. Metalloīdi ir svarīgi pusvadītāji, kurus bieži izmanto datoros un citās elektroniskās ierīcēs.
- Bora (B): Atomu skaitlis 5
- Silīcijs (Si): Atomu skaitlis 14
- Ģermānija (Ge): Atomu skaitlis 32
- Arsēns (Kā): Atomu skaitlis 33
- Antimons (Sb): Atomu skaitlis 51
- Telūrijs (Te): Atomu skaitlis 52
- Polonijs (Po): Atomu skaitlis 84
- Tennesīns (Ts): Atomu skaitlis 117
Lai arī oganessons (atoma numurs 118) atrodas pēdējā periodiskajā elementu kolonnā, zinātnieki neuzskata, ka tā ir cēlgāze. Visticamāk, 118. elements tiks identificēts kā metalloīds, tiklīdz būs apstiprinātas tā īpašības.
Galvenās izņemtās preces: pusmetāli vai metalloīdi
- Metalloīdi ir ķīmiski elementi, kuriem piemīt gan metālu, gan nemetālu īpašības.
- Periodiskajā tabulā metalloīdi ir atrodami pa zigzaga līniju starp boru un alumīniju līdz polonijam un astatīnam.
- Parasti pusmetāli vai metalloīdi tiek uzskaitīti kā bors, silīcijs, germānija, arsēns, antimons, telūrs un polonijs. Daži zinātnieki arī tennessīnu un oganessonu uzskata par metalloīdiem.
- Metalloīdus izmanto pusvadītāju, keramikas, polimēru un bateriju izgatavošanai.
- Metalloīdi mēdz būt spīdīgas, trauslas cietas vielas, kas istabas temperatūrā darbojas kā izolatori, bet kā sildītāji vai kopā ar citiem elementiem - kā vadītāji.
Semimetāla vai metalloīda īpašības
Pusmetāli vai metalloīdi ir atrodami zigzaga rindā uz periodiskās tabulas, atdalot pamata metālus no nemetāliem. Tomēr metalloīdu raksturojošā īpašība ir ne tik daudz viņu pozīcija periodiskajā tabula kā īpaši maza pārklāšanās starp vadītspējas joslas apakšdaļu un valences augšpusi josla. Joslu sprauga atdala piepildīto valences joslu no tukšas vadīšanas joslas. Pusmetāliem nav joslu spraugas.
Parasti metalloīdiem ir metālu fizikālās īpašības, bet to ķīmiskās īpašības ir tuvākas nemetālu īpašībām:
- Pusmetāli mēdz izgatavot izcilus pusvadītājus, lai gan vairums elementu paši nav tehniski pusvadīti. Izņēmumi ir silīcijs un germānija, kas ir īsti pusvadītāji, jo tie var vadīt elektrību pareizajos apstākļos.
- Šiem elementiem ir zemāks elektriskais un siltumvadītspēja nekā metāli.
- Pusmetāliem / metalloīdiem ir augsta režģa dielektriskās konstantes un augsta diamagnētiskā jutība.
- Pusmetāli parasti ir kaļami un kaļamā. Viens izņēmums ir silīcijs, kas ir trausls.
- Metalloīdi ķīmisko reakciju laikā var vai nu iegūt, vai zaudēt elektronus. Šīs grupas elementu oksidācijas skaits svārstās no +3 līdz -2.
- Ciktāl šķiet, metalloīdi svārstās no blāvi līdz spīdīgiem.
- Metalloīdi ir ārkārtīgi svarīgi elektronikā kā pusvadītāji, lai arī tos izmanto arī optiskajās šķiedrās, sakausējumi, stikls un emaljas. Daži no tiem ir atrodami narkotikās, tīrīšanas līdzekļos un pesticīdos. Smagākie elementi mēdz būt toksiski. Piemēram, polonijs ir bīstams toksicitātes un radioaktivitātes dēļ.
Atšķirība starp pusmetāliem un metalloīdiem
Dažos tekstos termini pusmetāli un metalloīdi tiek aizstāti, bet nesen elementu grupai tiek dots priekšroka "metalloīdi", lai "pusmetālus" varētu izmantot ķīmiskiem savienojumiem, kā arī elementiem, kuriem piemīt gan metālu, gan nemetāli. Semimetāla savienojuma piemērs ir dzīvsudraba telurīds (HgTe). Daži vadītspējīgi polimēri var tikt uzskatīti arī par pusmetāliem.
Citi zinātnieki uzskata arsēns, antimons, bismuts, alvas alfa alotrops (α-alva) un oglekļa grafīta alotrops, kas ir pusmetāli. Šie elementi ir pazīstami arī kā “klasiskie pusmetāli”.
Uzvedas arī citi elementi metalloīdi, tāpēc parastā elementu grupēšana nav ātrs noteikums. Piemēram, ogleklim, fosforam un selēnam piemīt gan metālisks, gan nemetālisks raksturs. Zināmā mērā tas ir atkarīgs no elementa formas vai allotrope. Varētu pat argumentēt ūdeņraža saukšanu par metalloīdu; parasti tā darbojas kā nemetāliska gāze, bet noteiktos apstākļos var veidot metālu.
Avoti
- Addison, C.C un D.B Sowerby. "Galvenie grupas elementi - grupas v un Vi." Butterworths, 1972.
- Edvards, Pīters P. un M. Dž. Sienko. "Par metāliska rakstura parādīšanos elementu periodiskajā tabulā." Ķīmiskās izglītības žurnāls, sēj. 60, nē. 9, 1983, 1. lpp. 691.
- Vernons, Renē E. “Kuri elementi ir metalloīdi?” Ķīmiskās izglītības žurnāls, sēj. 90, nē. 12, 2013, lpp. 1703–1707.