Semimetalen of metalloïden zijn chemische elementen die eigenschappen hebben van zowel metalen als niet-metalen. Metalloïden zijn belangrijke halfgeleiders, vaak gebruikt in computers en andere elektronische apparaten.
- Borium (B): Atoom nummer 5
- Silicium (Si): Atoomnummer 14
- Germanium (Ge): Atoomnummer 32
- Arseen (Net zo): Atoomnummer 33
- Antimoon (Sb): Atoomnummer 51
- Tellurium (Te): Atoomnummer 52
- Polonium (Po): Atoomnummer 84
- Tennessine (Ts): Atoomnummer 117
Hoewel oganesson (atoomnummer 118) in de laatste periodieke kolom met elementen staat, geloven wetenschappers niet dat het een edelgas is. Element 118 zal hoogstwaarschijnlijk worden geïdentificeerd als een metalloïde zodra de eigenschappen ervan zijn bevestigd.
Belangrijkste afhaalrestaurants: semimetalen of metalloïden
- Metalloïden zijn chemische elementen die eigenschappen van zowel metalen als niet-metalen vertonen.
- Op het periodiek systeem worden metalloïden gevonden langs een zigzaglijn tussen boor en aluminium tot polonium en astatine.
- Meestal worden de semimetalen of metalloïden vermeld als boor, silicium, germanium, arseen, antimoon, telluur en polonium. Sommige wetenschappers beschouwen tennessine en oganesson ook als metalloïden.
- Metalloïden worden gebruikt om halfgeleiders, keramiek, polymeren en batterijen te maken.
- Metalloïden hebben de neiging glanzende, broze vaste stoffen te zijn die als isolatoren bij kamertemperatuur werken, maar als geleiders bij verwarming of in combinatie met andere elementen.
Semimetaal- of metalloïde-eigenschappen
Semimetalen of metalloïden worden gevonden in een zigzaglijn op het periodiek systeem, waardoor de basismetalen van de niet-metalen worden gescheiden. Het bepalende kenmerk van metalloïden is echter niet zozeer hun positie op het periodiek tabel als de extreem kleine overlap tussen de onderkant van de geleidingsband en de bovenkant van de valentie band. Een bandopening scheidt een opgevulde valentieband van een lege geleidingsband. Semimetalen hebben geen bandkloof.
Metalloïden hebben over het algemeen de fysische eigenschappen van metalen, maar hun chemische eigenschappen komen dichter bij die van niet-metalen:
- Halfmetalen zijn over het algemeen uitstekende halfgeleiders, hoewel de meeste elementen zelf technisch niet halfgeleidend zijn. Uitzonderingen zijn silicium en germanium, die echte halfgeleiders zijn, omdat ze onder de juiste omstandigheden elektriciteit kunnen geleiden.
- Deze elementen hebben een lagere elektrische en warmtegeleiding dan metalen.
- Semimetalen / metalloïden hebben hoge rooster diëlektrische constanten en hoge diamagnetische gevoeligheid.
- Semimetalen zijn meestal kneedbaar en ductiel. Een uitzondering is silicium, dat broos is.
- Metalloïden kunnen elektronen winnen of verliezen tijdens chemische reacties. Oxidatienummers van elementen in deze groep variëren van +3 tot -2.
- Wat het uiterlijk betreft, variëren metalloïden van dof tot glanzend.
- Metalloïden zijn uiterst belangrijk in de elektronica als halfgeleiders, hoewel ze ook worden gebruikt in optische vezels, legeringen, glas en email. Sommige worden aangetroffen in drugs, reinigingsmiddelen en pesticiden. De zwaardere elementen hebben de neiging giftig te zijn. Polonium is bijvoorbeeld gevaarlijk vanwege zijn toxiciteit en radioactiviteit.
Onderscheid tussen semimetalen en metalloïden
Sommige teksten gebruiken de termen semimetalen en metalloïden door elkaar, maar meer recentelijk is de voorkeursterm voor de elementengroep "metalloïden", zodat "semimetalen" zowel op chemische verbindingen als op elementen die eigenschappen van zowel metalen als niet-metalen. Een voorbeeld van een semimetaalverbinding is kwiktelluride (HgTe). Sommige geleidende polymeren kunnen ook als halfmetalen worden beschouwd.
Andere wetenschappers overwegen arseen-, antimoon, bismut, de alfa-allotroop van tin (α-tin) en de grafiet-allotroop van koolstof als halfmetalen. Deze elementen worden ook wel de 'klassieke halfmetalen' genoemd.
Andere elementen gedragen zich ook zo metalloïden, dus de gebruikelijke groepering van elementen is geen vaste regel. Koolstof, fosfor en selenium vertonen bijvoorbeeld zowel een metalen als een niet-metalen karakter. Dit hangt tot op zekere hoogte af van de vorm of allotroop van het element. Er kan zelfs een argument worden aangevoerd om waterstof een metalloïde te noemen; het werkt normaal gesproken als een niet-metalen gas, maar kan onder bepaalde omstandigheden een metaal vormen.
Bronnen
- Addison, C.C en D.B Sowerby. "Hoofdgroepelementen - Groepen v en Vi." Butterworths, 1972.
- Edwards, Peter P. en M. J. Sienko. 'Over het voorkomen van een metalen karakter in het periodiek systeem der elementen.' Journal of Chemical Education, vol. 60, nee. 9, 1983, p. 691.
- Vernon, René E. 'Welke elementen zijn metalloïden?' Journal of Chemical Education, vol. 90, nee. 12, 2013, pp. 1703–1707.