Anar al contingut

Semimetal

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Semimetal
13 14 15 16 17
2 B
Bor 		C
Carbono 		N
Nitrogen 		O
Oxigen 		F
Flúor
3 A el
Alumini 		Si
Silici 		P
Fòsfor 		S
Sofre 		Cl
Clor
4 Ga
Gali 		Ge
Germani 		As
Arsènic 		Es
Seleni 		Br
Bromo
5 In
Indi 		Sn
Estany 		Sb
Antimoni 		Et
Telur 		I
Iodo
6 Tl
Talio 		Pb
Plom 		Bi
Bismut 		Po
Poloni 		At
Astato

Com en els metalés i els no metalés, els semimetales (també coneguts com a metaloides) comprenen una de les tres categories d'elements químics seguint una classificació d'acort en les propietats d'enllaç i ionisació.[1] Es caracterisen per presentar un comportament intermig entre els metals i els no metals, compartint característiques d'abdós. Per norma general i en la majoria dels casos, tendixen a reaccionar químicament en no metalés, encara que hi ha certs composts formats per metal i semimetal com per eixemple el boruro de magnesi. Poden ser tant lluents com a opacs, i la seua forma pot canviar fàcilment. Generalment, els metaloides són millors conductors de calor i d'electricitat que els no metals, pero no tant com els metals. No hi ha una forma unívoca de distinguir els metaloides dels metals verdaders, pero generalment es diferencien que els metaloides són semiconductorés abans que conductors. A diferència dels metals, els quals en aumentar la temperatura disminuïx la seua conductivitat elèctrica, en els semimetales aumentar la temperatura supon lo contrari, aumenta la seua conductivitat elèctrica. Els no metals són opacs i de varis colors. Solen ser utilisats en ocasions per a formar aleacions. Poden ser anfóteros o lleument àcits.

Són considerats metaloides els següents elements:

Dins de la taula periòdica els metaloides es troben en llínea diagonal des del bor al astato (este últim no sol estar inclós). Els elements que es troben damunt a la dreta són no metals, i els que es troben davall a l'esquerra són metals.


Tots estos elements posseïxen tres electrons de valència o més en la seua última òrbita (B 3, Si 4, Ge 4, As 5, Sb 5, Et 6, Po 6). El silici, per eixemple, és un metaloide àmpliament utilisat en la fabricació d'elements semiconductors per a l'indústria electrònica, com rectificadorés, diodos, transistorés, circuits integrats i microprocessadorés.

Definicions

[editar | editar còdic]

Basat en el juí

[editar | editar còdic]

Un metaloide és un element que posseïx una preponderancia de propietats intermiges, o que són una mescla de les dels metals i els no metals, i que, per tant, és difícil de classificar com a metal o com no metal. Es tracta d'una definició genèrica que es basa en els atributs dels metaloides que se citen sistemàticament en la lliteratura

Seguixen les definicions i els extractes de diferents autors, que ilustren aspectes de la definició genèrica:

  • "En química un metaloide és un element en propietats intermiges entre les dels metals i les dels no metals"[2]
  • "Entre els metals i els no metals de la taula periòdica trobem elements ... [que] compartixen algunes de les propietats característiques tant dels metals com dels no metals, lo que fa difícil situar-los en qualsevol d'estes dos categories principals"[3]
  • "Els químics a voltes utilisen el nom de metaloide ... per a estos elements que són difícils de classificar d'una manera o una atra"[4]
  • "Ya que les traces que distinguixen als metals dels no metals són qualitatius, alguns elements no cauen inequívocament en cap de les dos categories. Estos elements ... es diuen metaloides ..."[5]

Més àmpliament, els metaloides han segut denominats com:

  • "elements que ... són una espècie de creuament entre metals i no metals";[6] o
  • "elements estranys intermijos".[7]

La dificultat de categorisació és un atribut clau. La majoria dels elements tenen una mescla de propietats metàliques i no metàliques,[8] i poden classificar-se en funció de quin conjunt de propietats siga més pronunciat.[9]

El or, per eixemple, té propietats mixtes pero seguix sent reconegut com el "rei dels metals". Ademés del comportament metàlic (com l'alta conductivitat elèctrica, i la formació de cationes), l'or mostra un comportament no metàlic: Té el més alt potencial d'electrodo Té la tercera major energia de ionisació entre els metals (despuix del zinc i el mercuri) Posseïx la major afinitat d'electró El seu electronegatividad de 2.54 és la major entre els metals i supera a la d'alguns semimetales i no metals (hidrogen 2.2; fòsfor 2.19; i radón 2.2) Forma el anión aururo Au−, a on en este cas actua com un halógeno A voltes presenta una tendència, denominada "aurofilicidad", a vincular-se en si mateixa.[10] Sobre la seua naturalea de halógeno vore Belpassi et al.,[11] quí indica que en els aururos MAu (M = Li–Cs) l'or "es comporta com un halógeno, intermig entre el Br i el I"; sobre aurofilicidad vore Schmidbaur and Schier.[12]

Solament els elements en o prop dels màrgens, que carixen d'una preponderancia suficientment clara de propietats metàliques o no metàliques, es classifiquen com a metaloides..[13]


El bor, silici, germani, arsènic, antimoni i telur normalment són identificats com a metaloides.[14][n 1] Depenent de l'autor, a voltes s'afigen a la llista un o més de seleni, poloni o astato.[16] A voltes s'exclou el bor, solament o en silici.[17] A voltes el telur no es considera un metaloide.[18] S'ha qüestionat l'inclusió del antimoni, el poloni i el astato com a metaloides..[19]

Atres elements es classifiquen ocasionalment com a metaloides. Estos elements inclouen[20] hidrogen,[21] berili,[22] nitrogen,[23] fòsfor,[24] sofre,[25] zinc,[26] gali,[27] estany, yodo,[28] plom,[29] bismut,[18] i radón.[30] El terme metaloide també s'ha utilisat per als elements que presenten lluentor metàlica i conductivitat elèctrica, i que són anfóteros, com l'arsènic, l'antimoni, el vanadi, el cromo, el molibdeno, el tungsteno, l'estany, el plom i l'alumini.[31] El metals de bloc p,[32] i els no metals (com el carbono o el nitrogen) que poden formar aleaciós en els metals[33] o modificar les seues propietats[34] també han segut considerats ocasionalment com a metaloides.

Basat en criteris

[editar | editar còdic]
Element EI
(kcal/mol) 		EI
(kJ/mol) 		EN Estructura de banda electrònica
Bor 191 801 2.04 semiconductor
Silici 188 787 1.90 semiconductor
Germani 182 762 2.01 semiconductor
Arsènic 226 944 2,18 semimetal
Antimoni 199 831 2.05 semimetal
Telur 208 869 2,10 semiconductor
promig 199 832 2.05
Els elements comunament reconeguts com a metaloides, i els seus energies de ionisació (IE);[35] electronegatividad (EN, escala de Pauling revisada); i estructures de banda electrònica[36] (formes més estables termodinámicamente en condicions ambientals).

No existix cap definició àmpliament acceptada de metaloide, ni cap divisió de la taula periòdica en metals, metaloides i no metals;[37] Hawkes[38] va qüestionar la viabilitat d'establir una definició específica, senyalant que es poden trobar anomalies en vàries construccions intentades. La classificació d'un element com a metaloide ha segut descrita per Sharp[39] com "arbitrària".

El número i les identitats dels metaloides depenen dels criteris de classificació que s'utilisen. Emsley[40] va reconéixer quatre metaloides (germani, arsènic, antimoni i telur); James et al.[41] varen enumerar dotze (els de Emsley més el bor, el carbono, el silici, el seleni, el bismut, el poloni, el moscovio i el livermorio). Per terme mig, s'inclouen sèt elements en les llistes de metaloides; els apanys individuals de classificació tendixen a compartir un terreny comú i varien en el mal definit[42] màrgens.[n 2][n 3]


Se sol utilisar un únic criteri quantitatiu com la electronegatividad,[45] els metaloides tenen valors d'electronegatividad d'1,8 o 1,9 a 2,2.[46] Atres eixemples inclouen el eficiència de empaquetamiento (la fracció de volum en una estructura cristalina ocupada per àtoms) i la relació del criteri Goldhammer-Herzfeld.[47] Els metaloides comunament reconeguts tenen eficiència de empaquetamiento d'entre el 34 % i el 41 %.[48][49] Estos valors són més baixos que en la majoria dels metals (el 80 % dels quals tenen una eficiència de empaquetamiento d'a lo manco el 68 %),[50] pero més alts que els de els elements normalment classificats com no metals. (El gali és inusual, per a un metal, en tindre una eficiència de empaquetamiento de només el 39 %)[51] Atres valors notables per als metals són 42. 9 per al bismut[52] i 58,5 per al mercuri líquit.[53]) Eficiència de empaquetamiento per a nometales són: grafit 17 %,[54] sofre 19.2,[55] iodo 23.9,[55] seleni 24.2,[55] i fòsfor negre 28.5.[52] La relació de Goldhammer-Herzfeld, aproximadament igual a la gaveta del radi atòmic dividit pel columen molar,[56][n 4] is a simple measure of how metallic an element is, the recognised metalloids having ràtios from around 0.85 to 1.1 and averaging 1.0.[58]{refn|1=Com la relació es basa en arguments clàssics[59] no dona cabuda a la troballa de que el poloni, que té un valor de 0,95, adopta una estructura metàlica (en lloc de covalente) cristalina, per motius relativista.[60] Even baix it offers a first order rationalization for the occurrence of metallic character amongst the elements.[61]|group=n}}


Atres autors s'han basat, per eixemple, en la conductància atòmica[n 5][62] o número global.[63]

Jones, en escriure sobre el paper de la classificació en la ciència, va observar que "[les classes] generalment es definixen per més de dos atributs".[64] Masterton and Slowinski[65] varen utilisar tres criteris per a descriure els sis elements comunament reconeguts com a metaloides: els metaloides tenen energies de ionisació al voltant de 200 kcal/mol (837 kJ/mol) i valors d'electronegatividad propencs a 2,0. També varen dir que els metaloides són típicament semiconductors, encara que l'antimoni i l'arsènic (semimetales des d'una perspectiva física) tenen conductivitat elèctriques que s'acosten a les dels metals. Se sospita que el seleni i el poloni no estan en este esquema, mentres que l'estatus de la astatina és incert.[n 6]

En este context, Vernon va propondre que un metaloide és un element químic que, en el seu estat estàndar, té (a) l'estructura de banda electrònica d'un semiconductor o un semimetal; i (b) un primer potencial de ionisació intermig "(digam 750-1.000 kJ/mol)"; i (c) una electronegatividad intermija (1,9-2,2).[68]


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ Greenwood NN & Earnshaw A 2002, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4
  2. ↑ Cusack 1987, p. 360
  3. ↑ Kelter, Mosher & Scott 2009, p. 268
  4. ↑ 4,0 4,1 Hill & Holman 2000, p. 41
  5. ↑ King 1979, p. 13
  6. ↑ Moore 2011, p. 81
  7. ↑ Gray 2010
  8. ↑ Hopkins & Ballar 1956, p. 458
  9. ↑ Glinka 1965, p. 77
  10. ↑ Wiberg 2001, p. 1279
  11. ↑ Belpassi et al. 2006, pp. 4543–44
  12. ↑ Schmidbaur & Schier 2008, pp. 1931–51
  13. ↑ Tyler Miller 1987, p. 59
  14. ↑ Goldsmith 1982, p. 526; Kotz, Treichel & Weaver 2009, p.  62; Bettelheim et al. 2010, p. 46
  15. ↑ Mann et al. 2000, p. 2783
  16. ↑ Hawkes 2001, p. 1686; Segal 1989, p.  965; McMurray & Fay 2009, p. 767
  17. ↑ Bucat 1983, p. 26; Brown c. 2007
  18. ↑ 18,0 18,1 Swift & Schaefer 1962, p.  100
  19. ↑ Hawkes 2001, p. 1686; Hawkes 2010; Holt, Rinehart & Wilson c. 2007
  20. ↑ Dunstan 1968, pp. 310, 409. Dunstan enumera com a metaloides a Be, Al, Ge (potser), As, Es (potser), Sn, Sb, Et, Pb, Bi i Po (pp. 310, 323, 409, 419).
  21. ↑ Tilden 1876, pp. 172, 198-201; Smith 1994, p. 252; Bodner & Pardue 1993, p.  354
  22. ↑ Bassett et al. 1966, p. 127
  23. ↑ Rausch 1960
  24. ↑ Thayer 1977, p.  604; Warren & Geballe 1981; Masters & Ela 2008, p.  190
  25. ↑ Warren & Geballe 1981; Chalmers 1959, p. 72; Buró de Personal Naval de EE. UU. 1965, p. 26
  26. ↑ Siebring 1967, p.  513
  27. ↑ Wiberg 2001, p. 282
  28. ↑ Rausch 1960; Friend 1953, p.  68
  29. ↑ Murray 1928, p. 1295
  30. ↑ Hampel & Hawley 1966, p. 950; Stein 1985; Stein 1987, pp.  240, 247-48
  31. ↑ Hatcher 1949, p. 223; Secrist & Powers 1966, p.  459
  32. ↑ Taylor 1960, p. 614
  33. ↑ Considine & Considine 1984, p.  568; Cegielski 1998, p. 147; The American heritage science dictionary 2005, p. 397
  34. ↑ Woodward 1948, p. 1
  35. ↑ NIST 2010. Els valors mostrats en la taula anterior s'han convertit a partir dels valors de el NIST, que es donen en eV.
  36. ↑ Berger 1997; Lovett 1977, p. 3
  37. ↑ Goldsmith 1982, p. 526; Hawkes 2001, p.  1686
  38. ↑ Hawkes 2001, p. 1687
  39. ↑ Sharp 1981, p. 299
  40. ↑ Emsley 1971, p. 1
  41. ↑ James et al. 2000, p. 480
  42. ↑ Chatt 1951, p. 417 "El llímit entre metals i metaloides és indefinit ..."; Burrows et al. 2009, p. 1192: "Encara que els elements es descriuen convenientment com a metals, metaloides i no metals, les transicions no són exactes ..."
  43. ↑ Jones 2010, p. 170
  44. ↑ Kneen, Rogers & Simpson 1972, pp. 218-20
  45. ↑ Rochow 1966, pp. 1, 4-7
  46. ↑ Rochow 1977, p. 76; Mann et al. 2000, p.  2783
  47. ↑ Askeland, Phulé & Wright 2011, p. 69
  48. ↑ L'eficiència de empaquetamiento del bor és del 38 %; el silici i el germani del 34; l'arsènic del 38,5; l'antimoni del 41; i el telur del 36,4.
  49. ↑ Van Setten et al. 2007, pp. 2460-61; Russell & Llig 2005, p. 7 (Si, Ge); Pearson 1972, p.  264 (As, Sb, Et; també P negre)
  50. ↑ Russell & Llig 2005, p. 1
  51. ↑ Russell & Llig 2005, pp. 6-7, 387
  52. ↑ 52,0 52,1 Pearson 1972, p. 264
  53. ↑ Okajima & Shomoji 1972, p. 258
  54. ↑ Kitaĭgorodskiĭ 1961, p. 108
  55. ↑ 55,0 55,1 55,2 Neuburger 1936
  56. ↑ Edwards & Sienko 1983, p.  693
  57. ↑ Herzfeld 1927; Edwards 2000, pp. 100–03
  58. ↑ Edwards & Sienko 1983, p. 695; Edwards et al. 2010
  59. ↑ Edwards 1999, p. 416
  60. ↑ Steurer 2007, p. 142; Pyykkö 2012, p. 56
  61. ↑ Edwards & Sienko 1983, p. 695
  62. ↑ Hill & Holman 2000, p. 160. They characterise metalloids (in part) on the basis that they llaure "poor conductors of electricity with atomic conductance usually less than 10−3 but greater than 10−5 ohm−1 cm−4".
  63. ↑ Bond 2005, p. 3: "One criterion for distinguishing semi-metals from true metals under normal conditions is that the bulk coordination number of the former is never greater than eight, while for metals it is usually twelve (or more, if for the body-centred cubic structure one counts next-nearest neighbours as well)."
  64. ↑ Jones 2010, p. 169
  65. ↑ Masterton & Slowinski 1977, p.  160 enumeren el B, Si, Ge, As, Sb i Et com a metaloides, i comenten que el Po i el At es classifiquen ordinàriament com a metaloides, pero afigen que açò és arbitrari ya que es coneix molt poc sobre ells.
  66. ↑ Kraig, Roundy & Cohen 2004, p. 412; Alloul 2010, p.  83
  67. ↑ Vernon 2013, p. 1704
  68. ↑ Vernon 2013, p. 1703


Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "n", pero no es trobà una etiqueta <references group="n"/>

Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Semimetal&oldid=706395»