Tussen de metalen en niet-metalen zit een groep elementen die bekend staat als de halve metalen of de metalloïden, die elementen zijn met eigenschappen die tussenliggen tussen die van de metalen en niet-metalen. De meeste metalloïden hebben een glanzend, metaalachtig uiterlijk, maar zijn brosse, niet-uitzonderlijke elektrische geleiders en vertonen niet-metalen chemische eigenschappen. Metalloïden hebben halfgeleider-eigenschappen en vormen amfotere oxiden.
Locatie op het periodiek systeem
De metalloïden of halfmetalen bevinden zich langs de lijn tussen de metalen en niet-metalen in de periodiek systeem. Omdat deze elementen intermediaire eigenschappen hebben, is het een soort oordeelsvraag of een bepaald element een metalloïde is of aan een van de andere groepen moet worden toegewezen. Je zult zien dat metalloïden anders worden geclassificeerd in verschillende classificatiesystemen, afhankelijk van de wetenschapper of auteur. Er is niet één 'juiste' manier om de elementen te verdelen.
Lijst met elementen die metalloïden zijn
De metalloïden worden over het algemeen beschouwd als:
- Borium
- Silicium
- Germanium
- Arseen
- Antimoon
- Tellurium
- Polonium (meestal herkend, soms beschouwd als een metaal)
- Astatine (soms herkend, anders gezien als halogeen)
Element 117, tennessine, is niet in voldoende hoeveelheden geproduceerd om de eigenschappen ervan te verifiëren, maar er wordt voorspeld dat het een metalloïde is.
Sommige wetenschappers beschouwen naburige elementen op het periodiek systeem als metalloïden of hebben metalloïde eigenschappen. Een voorbeeld is koolstof, dat kan worden beschouwd als een niet-metalen of een metalloïde, afhankelijk van de allotroop. De diamantvorm van koolstof ziet eruit en gedraagt zich als een niet-metalen, terwijl de grafietallotroop een metaalachtige glans heeft en als een elektrische halfgeleider fungeert, net als een metalloïde.
Fosfor en zuurstof zijn andere elementen die zowel niet-metalen als metalloïde allotropen hebben. Selenium wordt beschouwd als een metalloïde in de milieuchemie. Andere elementen die zich onder bepaalde omstandigheden als metalloïden kunnen gedragen, zijn waterstof, stikstof, zwavel, tin, bismut, zink, gallium, jodium, lood en radon.
Eigenschappen van de semimetalen of metalloïden
De elektronegativiteiten en ionisatie-energieën van de metalloïden bevinden zich tussen die van de metalen en niet-metalen, dus vertonen de metalloïden kenmerken van beide klassen. Silicium heeft bijvoorbeeld een metalen glans, maar het is een inefficiënte geleider en is bros.
De reactiviteit van de metalloïden hangt af van het element waarmee ze reageren. Boor gedraagt zich bijvoorbeeld als een niet-metaal als het reageert met natrium en als metaal als het reageert met fluor. De kookpunten, smeltpunten en dichtheden van de metalloïden lopen sterk uiteen. De gemiddelde geleidbaarheid van metalloïden betekent dat ze de neiging hebben om goede halfgeleiders te maken.
Overeenkomsten tussen metalloïden
Hier is een lijst met de eigenschappen die veel voorkomen bij metalloïden:
- Elektronegativiteiten tussen die van metalen en niet-metalen
- Ionisatie-energieën tussen die van metalen en niet-metalen
- Bezit van enkele kenmerken van metalen, sommige van niet-metalen
- Reactiviteit afhankelijk van de eigenschappen van de andere elementen in de reactie
- Vaak goede halfgeleiders
- Vaak met een metaalachtige glans, hoewel ze allotropen kunnen hebben die niet-metaalachtig lijken
- Gedraagt zich gewoonlijk als niet-metalen bij chemische reacties
- Mogelijkheid om legeringen te vormen met metalen
- Meestal bros
- Meestal vaste stoffen onder normale omstandigheden
Metalloid-feiten
Een paar interessante feiten over verschillende metalloïden:
- De meest voorkomende metalloïde in aardkorst is silicium, het op één na meest voorkomende element in het algemeen (zuurstof is het meest aanwezig).
- Het minst voorkomende natuurlijke metalloïde is telluur.
- Metalloïden zijn waardevol in de elektronica-industrie. Silicium wordt bijvoorbeeld gebruikt om de chips te maken die te vinden zijn in telefoons en computers.
- Arseen en polonium zijn zeer giftige metalloïden.
- Antimoon en telluur worden voornamelijk gebruikt in metaallegeringen om gewenste eigenschappen toe te voegen.