Halbmetalle oder Metalloide sind chemische Elemente, die sowohl Eigenschaften von Metallen als auch von Nichtmetallen aufweisen. Metalloide sind wichtige Halbleiter, die häufig in Computern und anderen elektronischen Geräten verwendet werden.
- Bor (B): Ordnungszahl 5
- Silizium (Si): Ordnungszahl 14
- Germanium (Ge): Ordnungszahl 32
- Arsen (Wie): Ordnungszahl 33
- Antimon (Sb): Ordnungszahl 51
- Tellur (Te): Ordnungszahl 52
- Polonium (Po): Ordnungszahl 84
- Tennessine (Ts): Ordnungszahl 117
Obwohl Oganesson (Ordnungszahl 118) in der letzten periodischen Spalte von Elementen enthalten ist, glauben Wissenschaftler nicht, dass es sich um ein Edelgas handelt. Element 118 wird höchstwahrscheinlich als Metalloid identifiziert, sobald seine Eigenschaften bestätigt wurden.
Wichtige Imbissbuden: Halbmetalle oder Metalloide
- Metalloide sind chemische Elemente, die Eigenschaften sowohl von Metallen als auch von Nichtmetallen aufweisen.
- Im Periodensystem finden sich Metalloide entlang einer Zick-Zack-Linie zwischen Bor und Aluminium bis hinunter zu Polonium und Astatin.
- Normalerweise werden die Halbmetalle oder Metalloide als Bor, Silizium, Germanium, Arsen, Antimon, Tellur und Polonium aufgeführt. Einige Wissenschaftler betrachten Tennessin und Oganesson auch als Metalloide.
- Metalloide werden zur Herstellung von Halbleitern, Keramiken, Polymeren und Batterien verwendet.
- Metalloide sind in der Regel glänzende, spröde Feststoffe, die bei Raumtemperatur als Isolatoren wirken, beim Erhitzen oder in Kombination mit anderen Elementen jedoch als Leiter.
Halbmetall- oder Metalloideigenschaften
Halbmetalle oder Metalloide befinden sich in einer Zick-Zack-Linie im Periodensystem, die die Grundmetalle von den Nichtmetallen trennt. Das bestimmende Merkmal von Metalloiden ist jedoch weniger ihre Position auf der Periodika Tabelle als die extrem kleine Überlappung zwischen der Unterseite des Leitungsbandes und der Oberseite der Valenz Band. Eine Bandlücke trennt ein gefülltes Valenzband von einem leeren Leitungsband. Halbmetalle haben keine Bandlücke.
Im Allgemeinen haben Metalloide die physikalischen Eigenschaften von Metallen, aber ihre chemischen Eigenschaften liegen näher an denen von Nichtmetallen:
- Halbmetalle neigen dazu, ausgezeichnete Halbleiter zu bilden, obwohl die meisten Elemente selbst technisch nicht halbleitend sind. Ausnahmen bilden Silizium und Germanium, echte Halbleiter, da sie unter den richtigen Bedingungen Strom leiten können.
- Diese Elemente haben niedrigere elektrische und Wärmeleitfähigkeit als Metalle.
- Halbmetalle / Metalloide haben hohe Gitterdielektrizitätskonstanten und hohe diamagnetische Suszeptibilitäten.
- Halbmetalle sind typischerweise formbar und dehnbar. Eine Ausnahme bildet Silizium, das spröde ist.
- Metalloide können bei chemischen Reaktionen Elektronen gewinnen oder verlieren. Die Oxidationszahlen der Elemente in dieser Gruppe reichen von +3 bis -2.
- Metalloide reichen von matt bis glänzend.
- Metalloide sind in der Elektronik als Halbleiter äußerst wichtig, obwohl sie auch in optischen Fasern verwendet werden. Legierungen, Glas und Emaille. Einige sind in Drogen, Reinigungsmitteln und Pestiziden enthalten. Die schwereren Elemente neigen dazu, giftig zu sein. Polonium ist beispielsweise aufgrund seiner Toxizität und Radioaktivität gefährlich.
Unterscheidung zwischen Halbmetallen und Metalloiden
Einige Texte verwenden die Begriffe Halbmetalle und Metalloide synonym, aber in jüngerer Zeit ist der bevorzugte Begriff für die Elementgruppe "Metalloide", so dass "Halbmetalle" auf chemische Verbindungen sowie auf Elemente aufgebracht werden können, die Eigenschaften sowohl von Metallen als auch von Metallen aufweisen Nichtmetalle. Ein Beispiel für eine Halbmetallverbindung ist Quecksilbertellurid (HgTe). Einige leitfähige Polymere können auch als Halbmetalle betrachtet werden.
Andere Wissenschaftler überlegen ArsenAntimon, Wismut, das Alpha-Allotrop von Zinn (α-Zinn) und das Graphit-Allotrop von Kohlenstoff sind Halbmetalle. Diese Elemente werden auch als "klassische Halbmetalle" bezeichnet.
Andere Elemente verhalten sich ebenfalls wie MetalloideDaher ist die übliche Gruppierung von Elementen keine feste Regel. Beispielsweise weisen Kohlenstoff, Phosphor und Selen sowohl metallischen als auch nichtmetallischen Charakter auf. In gewissem Maße hängt dies von der Form oder dem Allotrop des Elements ab. Es könnte sogar argumentiert werden, Wasserstoff als Metalloid zu bezeichnen. es wirkt normalerweise als nichtmetallisches Gas, kann aber unter bestimmten Umständen ein Metall bilden.
Quellen
- Addison, C. C. und D. B. Sowerby. "Hauptgruppenelemente - Gruppen v und Vi." Butterworths, 1972.
- Edwards, Peter P. und M. J. J. Sienko. "Über das Auftreten von metallischem Charakter im Periodensystem der Elemente." Journal of Chemical Educationvol. 60, nein. 9, 1983, p. 691.
- Vernon, René E. "Welche Elemente sind Metalloide?" Journal of Chemical Educationvol. 90, nein. 12, 2013, pp. 1703–1707.