Metaloīdi (pusmetāli): kas tie ir, īpašības un piemēri
Metaloīdi (pusmetāli): uzzini to īpašības, piemērus (silīcijs, bors u.c.), lomu pusvadītājos un izvietojumu periodiskajā tabulā.
Metaloīds vai pusmetāls ir ķīmisks elements. Metaloīdi ir elementi, kuriem piemīt gan metāla, gan nemetāla elementu īpašības. Tas var būt spīdīgs, bet trausls. Tas var būt blāvs, bet vadīt elektrību.
Visizplatītākais pusmetāls ir silīcijs. Silīcija elektrovadītspēja ir starp metāliem un nemetāliem. Tas ir pusvadītājs.
Aptuvens metaloīdu klasifikācijas veids ir aplūkot periodisko elementu tabulu. Redziet dubulto diagonālo līniju: augšpusē pa kreisi bors un alumīnijs, apakšā pa labi polonijs un astatīns. Šīs diagonāles ir metaloīdi. Daži metaloīdi nav pusmetāli, un daži pusmetāli nav metaloīdi.
Vispārīgas īpašības
Metaloīdiem raksturīgas īpašības ir vidējas starp metāliem un nemetāliem. Galvenās iezīmes:
- Fizikālās: bieži spīdīgi (metāliskais spīdums), taču trausli — neatbilst tipiskajam metālu lokanumam un plastiskumam.
- Elektriskās: vada elektrību labāk nekā nemetāli, bet sliktāk nekā metāli; daudzi metaloīdi (piem., silīcijs, germanijs) uzrāda pusvadītāju īpašības un to vadītspēja strauji mainās ar temperatūru vai piesārņojuma (dopinga) pievienošanu.
- Ķīmiskās: var rādīt dažādus oksidācijas stāvokļus, veidot kovalentas saites un reizēm izturēties amphotēriski (to oksīdi reaģē gan ar skābēm, gan bāzēm).
Kur metaloīdi atrodas periodiskajā tabulā
Tradicionāli metaloīdi izvietojas blakus dubultajai diagonālei periodiskajā tabulā, kas iet no bora (augšējā kreisajā pusē) līdz polonijam un astatīnam (apakšējā labajā pusē). Tomēr robežas nav stingras — atkarībā no kritērijiem dažādi avoti var iekļaut vai izslēgt atsevišķus elementus.
Piemēri un lietojumi
- Bors — izmanto stiklu un keramikas ražošanā (piem., borosilikāta stikls), kā arī kodolenerģētikā un kā vieglu līdzekli ķīmiskajās reakcijās.
- Silīcijs — galvenā loma elektronikas rūpniecībā; silīcija mikroshēmas ir mūsdienu datoru pamats.
- Germanijs — lieto optiskajās ierīcēs un pusvadītāju tehnikā (sevišķi agrīnos pusvadītājos).
- Arsēns — lieto savienojumos rūpniecībā, taču ir ļoti toksisks; reizēm izmantots pusvadītāju litogrāfijā.
- Antimonijs — pievieno sakausējumiem un liesmas slāpētājiem; izmanto arī pusvadītāju komponentēs.
- Tellūrijs — izmantojams termoelementos un dažos pusvadītājos; tiek pētīts termoelektriskajās lietojumprogrammās.
- Polonijs — radioaktīvs, lietojams kā izotops speciālām tehniskām vai zinātniskām vajadzībām, taču ir bīstams.
- Astatīns — ārkārtīgi reti sastopams un radioaktīvs; tā ķīmija vairāk līdzinās halogēniem, bet saistība ar metaloīdu grupu ir strīdīga.
Klasifikācijas sarežģījumi
Nav vienotas vienprātības par to, kuri elementi precīzi ir metaloīdi. Daži avoti sarakstā iekļauj 6–8 elementus; citi plašāk interpretē robežas, iekļaujot arī alumīniju vai elementus ar starpējiem raksturlielumiem. Klasifikācija var būt atkarīga no:
- pētniecības mērķa (fizikālas īpašības pret ķīmiskām īpašībām),
- temperatūras un uzbūves (piem., kristāliskā vai amorfā forma),
- mērījumos konstatētās elektriskās vadītspējas un ķīmisko reakciju rakstura.
Drošība un vides aspekts
Daudzi metaloīdi vai to savienojumi ir toksiski (piem., arsēns) vai radioaktīvi (piem., polonijs), tāpēc rūpnieciskā izmantošanā un izpētē nepieciešama atbilstoša aizsardzība. No otras puses, metaloīdiem ir svarīga loma tehnoloģijās — īpaši elektronikā un materiālzinātnē — kas padara tos vērtīgus rūpnieciskai attīstībai.
Kopsavilkums
Metaloīdi (pusmetāli) ir elementi ar īpašībām starp metāliem un nemetāliem. Tie var izskatīties metāliskas, bet būt trausli; tie vada elektrību, bieži uzrādot pusvadītāju uzvedību. Svarīgi piemēri ir bors, silīcijs, germanijs, arsēns, antimonijs, tellūrijs, kā arī retos gadījumos polonijs un astatīns. Precīza elementu ietveršana sarakstā var atšķirties atkarībā no izmantotajiem kritērijiem.
Galerija
· 
Antimons ir pusmetāls, kas dabiski sastopams zemē.
· 
Arsēns ir vēl viens pusmetāls, kas ir ļoti toksisks.
· 
Telūrs pudelē. Telūrs dažkārt ir sastopams dabā.
· 
Ģermānijs caurulē. No ģermānija var izgatavot pusvadītājus. Vairāk izmanto silīciju.
· 
Silīcija kristāls. Silīciju izmanto pusvadītāju ražošanā.
· 
Bors mēģenē. Bors ir ļoti ciets.
| · v · t · e | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir metaloīds?
A: Metaloīds ir ķīmisks elements, kam piemīt gan metāla, gan nemetāla elementu īpašības.
J: Kāds ir visizplatītākais pusmetāls?
A: Visizplatītākais pusmetāls ir silīcijs.
J: Kā var klasificēt metaloīdus?
A: Aptuvens metaloīdu klasifikācijas veids ir apskatīt periodisko elementu tabulu, kur pa kreisi augšā ir dubulta diagonāla līnija ar boru un alumīniju, bet pa labi apakšā - poloniju un statīnu, kas ir metaloīdi.
Vai silīcijam ir elektrovadītspēja?
A: Jā, silīcijam ir elektrovadītspēja starp metāliem un nemetāliem. Tas ir pusvadītājs.
Vai visi pusmetāli ir arī metaloīdi?
A: Nē, daži pusmetāli nav metaloīdi, un daži metaloīdi nav pusmetāli.
Meklēt