Félfém (metalloid): definíció, tulajdonságok és példák
Fedezd fel a félfémeket (metalloidok): definíció, fémes és nemfémes tulajdonságok, vezetőképesség, félvezetők példái (szilícium) és elhelyezkedés a periódusos rendszerben.
Definíció
A metalloid vagy félfém egy kémiai elem, amely mind a fémek, mind a nemfémek tulajdonságait mutathatja. A metalloidok olyan elemek, amelyek egyszerre rendelkeznek a fém és a nem fém elemek tulajdonságaival. Lehet fényes, de törékeny. Lehet tompa, de vezeti az elektromosságot.
Tulajdonságok
- Átmeneti fizikai jellemzők: sok félfém fémes fényt mutat, ugyanakkor törékeny, nem jól alakítható, ellentétben a tipikus fémekkel.
- Elektronikai viselkedés: több félfém félvezető jellegű — vezetőképességük a fémek és a nemfémek között van, és hőmérséklet, szennyeződések (dopping) hatására jelentősen változhat. A leggyakoribb félfém a szilícium. A szilícium elektromos vezetőképessége a fémek és a nemfémek között van. Félvezető.
- Kémiai viselkedés: gyakran kovalens kötésekre hajlamosak, oxidjaik lehetnek savasak, bázikusak vagy amfoter jellegűek (mind savként, mind bázisként viselkedhetnek).
- Szerkezeti különbségek: sok metalloidnak több allotróp módosulata van (például különböző kristályszerkezetek), amelyek eltérő fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek.
Példák és felhasználás
Gyakran említett metalloidok: bór, szilícium, germánium, arzén, antimon, tellúr, továbbá egyes forrásokban polónium és asztatin is ide sorolhatók. Ezek közül a szilícium kiemelkedően fontos az elektronikai iparban mint alapanyag a félvezetők (diódák, tranzisztorok, integrált áramkörök) gyártásához. A bór fontos üvegek és kerámiák adalékaként, a tellúr termikus és termoelektromos anyagokban, az antimon ötvözőanyagként és lángkésleltetőként talál alkalmazást.
Elhelyezkedés a periódusos rendszerben
A metalloidok osztályozásának egy közelítő módja az elemek periódusos rendszerének áttekintése. Lásd a kettős átlós vonalat: balra fent a bór és az alumínium, jobbra lent a polónium és az asztatin. Ezek az átlós vonalak a metalloidok. Néhány metalloidot egyes források súlyozottan a nemfémek közé, mások a fémek közé sorolnak; ezért a pontos lista szerzőnként eltérhet.
Megjegyzések a terminológiáról
A "metalloid" és a "félfém" kifejezéseket gyakran szinonimaként használják, de a szakirodalomban előfordul, hogy finom különbségeket tesznek metalloid, semimetal és félvezető fogalmak között. Például a semimetál (angolul semimetal) kifejezést azoknál az elemeknél alkalmazzák, amelyeknél a vezetési és vegyértéksávok részben átfedik egymást, ezért fémes jellegű vezetéssel bírnak; a félvezető kifejezés pedig azokra az elemekre és anyagokra vonatkozik, amelyeknél energiasáv-szerkezetük lehetővé teszi a vezetékelnyelődés szabályozását. Emiatt egyes elemeket egyes rendszerezések metalloidként, más rendszerezések semimetálként jelölnek.
Összefoglalás
A metalloidok olyan elemek, amelyek köztes tulajdonságokat mutatnak a fémek és a nemfémek között, ezért különösen fontosak mind az anyagtudományban, mind a technológiában. Pontos besorolásuk és a listába kerülő elemek meghatározása a szemlélettől és a meghatározás részleteitől függően változhat.
Galéria
· 
Az antimon, egy félfém, a természetben is megtalálható a földben.
· 
Az arzén egy másik félfém, amely nagyon mérgező.
· 
Tellurium egy üvegben. A tellúr néha a természetben is megtalálható.
· 
Germánium csőben. A germániumból félvezetőket lehet készíteni. A szilíciumot jobban használják.
· 
Szilíciumkristály. A szilíciumot félvezetők előállítására használják.
· 
Bór egy csőben. A bór nagyon kemény.
| · v · t · e | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kérdések és válaszok
Q: Mi az a metalloid?
A: A metalloid olyan kémiai elem, amely a fém és a nem fém elemek tulajdonságaival egyaránt rendelkezik.
K: Mi a leggyakoribb félfém?
V: A leggyakoribb félfém a szilícium.
K: Hogyan lehet osztályozni a metalloidokat?
V: A metalloidok osztályozásának egy megközelítő módja, ha megnézzük az elemek periódusos rendszerét, ahol egy kettős átlós vonal lesz, balra fent a bór és az alumínium, jobbra lent pedig a polónium és az asztatin, amelyek a metalloidok.
K: A szilíciumnak van elektromos vezetőképessége?
V: Igen, a szilíciumnak van elektromos vezetőképessége a fémek és a nemfémek között. Ez egy félvezető.
K: Minden félmetál egyben metalloid is?
V: Nem, egyes félfémek nem metalloidok, és egyes metalloidok nem félfémek.
Keres