Metalloids: Karakteristik, Properti, dan Penggunaan

Metalloids atau semimetal adalah sekelompok elemen kimia dengan sifat fisik dan kimia antara logam dan non logam. Sebagian besar peneliti kimia menerima unsur-unsur kimia berikut sebagai metaloid: boron, silikon, arsenik, germanium, antimon dan telurium (hijau pada gambar di bawah).

Namun, sekelompok kecil peneliti menambahkan polonium, astatin (biru) dan selenium (merah muda) ke metaloid.

Bahkan, berdasarkan beberapa sifat, mereka menyatakan bahwa unsur kimia karbon dan aluminium (kuning) juga harus dianggap sebagai metaloid.

Karakteristik utama metaloid

Situasi dalam tabel periodik

Metaloid terletak di tabel periodik dalam diagonal turun antara kolom 13, 14, 15, 16 dan 17, dimulai dengan boron di sudut kiri atas dan berakhir dengan astatin di sudut kanan bawah.

Logam terletak di sebelah kiri metaloid dan nonlogam di sebelah kanannya; oleh karena itu, mereka mewakili batas antara kedua jenis materi.

Mereka membentuk paduan dengan logam

Metalloids membentuk paduan dengan logam dan bereaksi dengan non-logam, misalnya, dengan oksigen, sulfur, dan halogen.

Semikonduktor listrik

Sebagian besar mereka dianggap sebagai semikonduktor listrik, konduktansinya bergantung pada suhu. Pada suhu rendah konduktansi listrik rendah, sehingga berfungsi sebagai isolator listrik, tetapi karena memanaskan kemampuannya untuk menghantarkan listrik meningkat.

Basis industri elektronik

Semikonduktor adalah basis pengembangan industri elektronik, serta komputasi dan ilmu komputer. Juga, aplikasi yang telah dibuat dari silikon telah sangat berguna di bidang ini.

Status alotropik

Metaloid memiliki keadaan alotropik yang berbeda (bentuk kristal yang berbeda); Sebagai contoh, arsenik memiliki kristal hitam, kuning atau abu-abu.

Di alam mereka biasanya tidak ditemukan sebagai unsur kimia murni, tetapi lebih terkait atau membentuk agregat dalam mineral bersama dengan timbal, belerang, besi, dll.

Sifat fisik dan kimia

Sifat fisik

Mereka muncul sebagai padatan yang cerah. Dalam aspek ini mereka menyerupai logam. Mereka rapuh dan tidak terlalu elastis, sehingga mereka tidak dapat diregangkan dalam bentuk kawat, yaitu mereka tidak terlalu ulet. Selain itu, transformasi menjadi lembaran sulit, sehingga metaloid tidak mudah ditempa.

Mereka mampu menghantarkan listrik dan suhu meskipun pada tingkat yang lebih rendah dari logam. Di dalam metaloid ada unsur-unsur kimia yang, berdasarkan pada struktur pita mereka, diklasifikasikan sebagai semikonduktor.

Kelompok ini terdiri dari boron, silikon, germanium dan antimon. Arsenik dan telurium diklasifikasikan sebagai semimetal.

Poin Fusion

Boro 2.076º C; Silikon 1, 414º C; Germanium 938.25 C; Arsenik 817º C; Antimony 630.13 ° C; Tellurium 449, 51º C dan Polonium 254º C.

Titik Didih

Boron 3, 927º C; Silikon 3, 265 ° C; Germanium 2, 833º C; Arsen 614º C; Antimon 1, 587 ° C; Telurio 988º C dan Polonio 962º C.

Kepadatan

Boron 2.34 g / cm3: Silikon 2.33 g / cm3; Germanium 5.323 g / cm3; Arsen 5.727; Antimon 6, 697 g / cm3; Telurium 6, 24 g / cm3 dan Polonium 9, 32 g / cm3.

Sifat kimia

Mereka berperilaku mirip dengan non-logam, membentuk asam oksida seperti SiO ₂ dan memiliki perilaku amfoter. Metaloid dapat berperilaku seperti asam atau basa tergantung pada pH mediumnya.

Penggunaan

Tentang makhluk hidup

- Arsenik digunakan dalam pertanian sebagai insektisida dan herbisida. Selain itu, digunakan untuk menempatkannya sebagai bubuk atau larutan cair pada ternak untuk menghilangkan serangga dan parasit dari hewan. Calcium arsenate digunakan untuk menghilangkan kumbang dari kapsul kapas.

- Arsenik digunakan sebagai pengawet kayu karena toksisitasnya terhadap serangga dan jamur.

-Arsenik digunakan dalam pengobatan Leukemia Promyelocytic Akut, sejenis kanker darah. Ini digunakan dalam pengembangan solusi Fowler untuk digunakan dalam pengobatan psoriasis. Isotop arsenik radioaktif (74A) digunakan dalam lokalisasi tumor kanker yang ada dalam tubuh manusia.

-Arsenik adalah bagian dari Melarsoprol, obat yang digunakan dalam pengobatan Human Afrika Trypanosomiasis. Penyakit parasit yang ditularkan oleh lalat tsetse.

- Tellurium oksida telah digunakan dalam pengobatan dermatitis seboroik. Demikian juga, senyawa tellurium lainnya digunakan sebagai agen antimikroba.

Boron, dalam bentuk asam borat, digunakan sebagai antiseptik ringan di mata, hidung, dan tenggorokan.

Dalam kacamata dan enamel

- Telurium digunakan dalam produksi kacamata biru, coklat dan merah. Metaloid dapat disimpan secara elektrolitik pada perak yang menghasilkan lapisan kehitaman.

Antimony digunakan untuk memberi warna kuning pada kacamata dan enamel. Boron digunakan dalam produksi gelas dan keramik. Secara khusus, gelas borosilikat tahan terhadap perubahan suhu, itulah sebabnya kaca ini digunakan di laboratorium untuk reaksi kimia dan penyulingan.

-Di rumah Anda bisa memanggang makanan menggunakan gelas borosilikat, tanpa merusak peralatan yang digunakan.

-The silikon adalah basis utama industri kaca, campur tangan dalam pembuatan hampir semua benda kaca.

- Germanium oksida digunakan dalam pembuatan lensa kamera dan lensa mikroskop. Selain itu, digunakan dalam pengembangan inti dari serat optik banyak aplikasi.

Dalam produksi bahan berkualitas tinggi

-Bentuk arsenik paduan dengan timbal menghasilkan penurunan titik leleh yang sama. Ini menyebabkan kekerasan yang lebih besar pada alloy yang digunakan dalam produksi tembakan

- Penambahan jumlah telurium antara 0, 1% dan 0, 6% dari paduan timbal meningkatkan ketahanannya terhadap korosi dan traksi dengan peningkatan fleksibilitas. Telurium biasanya ditambahkan ke besi tuang untuk menghasilkan pengerasan lapisan permukaan bagian yang mengeras.

- Antimony digunakan dalam paduan untuk menghasilkan bantalan, pelat akumulator dan bahan cetak.

-The silikon digunakan dalam produksi paduan dengan resistensi yang lebih besar terhadap asam. Seperti halnya Durirón, yang mengandung 14% silikon.

Paduan silikon, besi dan aluminium digunakan untuk pembuatan bagian-bagian yang sangat keras, yang digunakan dalam industri otomotif.

-S arsenik membentuk paduan dengan platinum dan tembaga untuk meningkatkan ketahanannya terhadap korosi. Demikian juga, arsenik ditambahkan ke alfa-kuningan untuk meningkatkan resistensi seng. Jenis kuningan ini digunakan dalam pembuatan bahan aksesori untuk pipa ledeng.

Di bidang elektronik dan komputasi

-Metalloids digunakan sebagai semikonduktor dalam industri elektronik dan komputer. Dalam hal ini, silikon adalah pemimpin dalam perdagangan semikonduktor yang membentuk dasar elektronik dan komputasi modern. Silikon dan turunannya digunakan di komputer, transduser, sel surya dan layar LCD.

-Iumium adalah semikonduktor yang memiliki aplikasi dalam elektro-optik dan elektronik.

- Germanium adalah metalloid semikonduktor yang digunakan bersama-sama dengan silikon dalam sirkuit terpadu berkecepatan tinggi untuk meningkatkan kinerjanya. Meskipun germanium telah menggeser silikon sampai tingkat tertentu dalam fungsi semikonduktornya, penggunaannya telah ditingkatkan dalam produksi chip miniatur.

- Germanium digunakan dalam pengembangan panel surya. Bahkan robot pengintai planet Mars mengandung germanium di sel surya mereka. Selain itu, germanium digunakan dalam pembuatan radar.

Tindakan protektif dari metaloid

Boron dan senyawanya yang terkait memberikan ketahanan yang besar terhadap bahan yang menjadi bagiannya. Ini memungkinkan penggunaannya dalam penciptaan struktur ruang. Selain itu, mereka digunakan dalam pembuatan tongkat golf dan pancing.

Tindakan perlindungan boron karbida digunakan sebagai hambatan kontrol dalam reaktor nuklir, membatasi kebocoran bahan radioaktif. Selain itu, boron karbida digunakan dalam rompi anti peluru dan di lapis baja tank perang.

Silikon dioksida dan silika, dalam bentuk tanah liat atau pasir, merupakan komponen penting dari batu bata, beton dan semen, yang digunakan dalam berbagai bentuk konstruksi.

Lainnya

-The antimony sulfide digunakan dalam kembang api dan lampu kilat tipe kamera.

- Boron adalah bagian dari magnet neodymium.

-The silikon, polimer yang berasal dari silikon, digunakan dalam persiapan minyak dan lilin, implan payudara, lensa kontak, bahan peledak dan kembang api.

- Germanium digunakan dalam pengembangan lampu neon dan beberapa dioda LED. Selain itu, germanium digunakan dalam gitar listrik untuk menghasilkan nada distorsi yang khas.

- Germanium digunakan dalam aplikasi gambar termal untuk penggunaan militer dan pemadam kebakaran.

- Antimon digunakan dalam pembuatan korek api dan pelacak granat dan pelacak, serta primer kartrid.

- Natrium borat digunakan sebagai penghambat pembakaran dalam plastik dan karet.

8 elemen metaloid

Kelompok unsur kimia ini terdiri dari boron, silikon, antimon, telurium, germanium, arsenik, polonium, dan astatin. Namun, sejumlah besar peneliti di bidang kimia mengecualikan polonium dan astatus sebagai metaloid.

Oleh karena itu, kelompok metaloid yang paling diterima adalah boron, silikon, antimon, telurium, germanium, dan arsenik.

Telah ditunjukkan bahwa polonium adalah logam, karena dua bentuk alotropiknya adalah konduktor logam. Di sisi lain, astatin diklasifikasikan pada tahun 2013 sebagai logam, meskipun sebelumnya pada tahun 1950 itu ditetapkan sebagai halogen, logam non-reaktif.

Batas antara kelompok elemen yang dianggap sebagai logam, metaloid atau non-logam membingungkan. Untuk alasan ini, beberapa peneliti, berdasarkan pada beberapa properti, menyarankan bahwa elemen ini atau itu harus dianggap sebagai metalloid. Telah ditunjukkan, misalnya, bahwa karbon, aluminium atau selenium harus diklasifikasikan sebagai metaloid.

Telah dicoba untuk menetapkan kriteria seleksi yang memungkinkan untuk mengklasifikasikan elemen kimia sebagai logam, metaloid atau non-logam. Di antara kriteria seleksi lainnya adalah energi ionisasi, keelektronegatifan, dan efisiensi pengemasan unsur-unsur kimia yang berbeda.