Waar zijn metalloïden op het periodiek systeem?

Wat zijn de metalloïden?

Een metalloïde is een element met eigenschappen die tussen die van metalen en niet-metalen liggen. Metalloïden kunnen ook halfmetalen worden genoemd. In het periodiek systeem worden de groen gekleurde elementen, die over het algemeen aan de traptrede grenzen, als metalloïden beschouwd.

Merk op dat aluminium aan de lijn grenst, maar het wordt als metaal beschouwd omdat al zijn eigenschappen vergelijkbaar zijn met die van metalen.

Er is geen standaarddefinitie van een metalloïde en geen volledige overeenstemming over welke elementen metalloïden zijn. Ondanks het gebrek aan specificiteit blijft de term in gebruik in de scheikundeliteratuur.

De zes algemeen erkende metalloïden zijn boor, silicium, germanium, arseen, antimoon en tellurium. Vijf elementen worden minder vaak zo geclassificeerd:koolstof, aluminium, selenium, polonium en astatine.

Op een standaard periodiek systeem bevinden alle elf elementen zich in een diagonaal gebied van het p-blok dat zich uitstrekt van boor linksboven tot astatine rechtsonder. Sommige periodieke tabellen bevatten een scheidslijn tussen metalen en niet-metalen, en de metalloïden kunnen dicht bij deze lijn worden gevonden.

Sommige allotropen van elementen vertonen meer uitgesproken metaal-, metalloïde of niet-metalen gedrag dan andere. Het element koolstof; zijn diamantallotroop is niet-metaalachtig; de grafietallotroop is echter elektrisch geleidend en vertoont kenmerken die meer op een metalloïde lijken. Fosfor, tin, selenium en bismut hebben ook allotropen die borderline-gedrag vertonen.

Metalloïden hebben de neiging om een metaalachtig uiterlijk te hebben, maar gedragen zich meer als niet-metalen in de meeste chemische reacties. Alle metalloïden zijn vast bij kamertemperatuur. Ze zijn veel brozer dan metalen, maar zijn veel slechtere elektrische geleiders. De hybride eigenschappen die metalloïden bezitten, bieden een breed scala aan toepassingen in de praktijk, zoals metaallegeringen, vlamvertragers en halfgeleiders/elektronica.

Waar zijn metalloïden in het periodiek systeem?

Metalloïden liggen aan weerszijden van de scheidslijn tussen metalen en niet-metalen. Dit is te vinden, in verschillende configuraties, op sommige periodieke tabellen. Elementen linksonder in de lijn vertonen over het algemeen toenemend metaalgedrag; elementen rechtsboven tonen toenemend niet-metalen gedrag. Wanneer ze worden gepresenteerd als een gewone traptrede, liggen elementen met de hoogste kritische temperatuur voor hun groepen (Li, Be, Al, Ge, Sb, Po) net onder de lijn.

Metalloïden bevinden zich tussen metalen en niet-metalen. De oranje kleur op het periodiek systeem staat voor metalloïden. Ze vormen een scheidingslijn tussen metalen en niet-metalen.

Met andere woorden, metalloïden (halfmetalen) bevinden zich aan de rechterkant van de post-overgangsmetalen en aan de linkerkant van niet-metalen. We kunnen ook zeggen dat metalloïden aanwezig zijn in het diagonale gebied van het p-blok op het periodiek systeem.

Algemene eigenschappen van metalloïden

Metalloïden hebben eigenschappen die tussen de eigenschappen van niet-metalen en metalen in liggen. De meeste metalloïden hebben:

Een uiterlijk dat lijkt op metalen.
Ze zijn minder geleidend dan metaal.
Ze zijn brozer dan metalen.
Metalloïden hebben in het algemeen niet-metallische chemische eigenschappen.
De elektronegativiteiten van metalloïden liggen tussen die van niet-metalen en metalen.
Ionisatie-energieën van metalloïden liggen ook tussen die van niet-metalen en metalen.
Halfmetalen/metalloïden hebben enkele kenmerken van niet-metalen en sommige kenmerken van metalen.
De reactiviteit van metalloïden hangt af van de eigenschappen van de elementen waarmee ze een wisselwerking hebben.
Metalloïden zijn over het algemeen goede halfgeleiders.
Metalloïden kunnen een metaalachtige glans hebben, maar ze hebben ook tropen die een niet-metaalachtig uiterlijk kunnen hebben.
Metalloïden zijn meestal bros, en ze zijn ook typisch vast, maar worden alleen niet-vast onder ongewone omstandigheden.
Metalloïden gedragen zich doorgaans als niet-metalen in chemische reacties, en ze kunnen legeringen maken met metalen.

Laten we samenvattend eens kijken naar zowel de fysische als de chemische eigenschappen van metalloïden.

Fysische eigenschappen van metalloïden

Fysische eigenschappen zijn kenmerken die kunnen worden gedocumenteerd of waargenomen zonder de substantie van het element te veranderen, zonder de groep moleculen in substanties te veranderen. Fysische eigenschappen omvatten zaken als het vriespunt en de dichtheid.

De fysieke eigenschappen van metalloïden zijn als volgt:

Metalloïden hebben een vaste stof.
Over het algemeen hebben metalloïden een metaalglans. Metalloïden hebben een lage elasticiteit; ze zijn erg broos.
Middelgewichten zijn halfgeleidende elementen en laten de gemiddelde overdracht van warmte toe.

Chemische eigenschappen van metalloïden

Chemische eigenschappen zijn die welke bepalen hoe een stof interageert/reageert met andere stoffen of verandert van de ene stof in een andere stof. Chemische reacties zijn de enige keer dat de chemische eigenschappen van een element kunnen worden gekwantificeerd. Chemische reacties omvatten zaken als haasten, branden, dof worden, exploderen, enz.

De chemische eigenschappen van metalloïden zijn als volgt:

Metalloïden vormen gemakkelijk gassen wanneer ze oxideren.
Metalloïden kunnen worden gecombineerd met metalen om legeringen te maken.
Metalloïden hebben verschillende metalen en niet-metalen allotropen.
Als metalloïden smelten, zullen sommige ervan samentrekken.
Metalloïden kunnen reageren met halogenen om verbindingen te vormen.

Kenmerkende eigenschappen van metalloïden

Metalloïden zijn vaste stoffen
Ze hebben een metaalachtige glans en zien er over het algemeen uit als metalen
Ze zijn broos en gemakkelijk te breken
Metalloïden kunnen elektriciteit geleiden, maar niet zo goed als metalen.
Chemisch gezien gedragen ze zich meer als niet-metalen, vormen ze gemakkelijk anionen, hebben ze meerdere oxidatietoestanden en vormen ze covalente bindingen.
Hun ionisatie-energieën en elektronegativiteiten liggen tussen de waarden van metalen en niet-metalen in.

Metalloïden zijn verreweg de kleinste groep elementen, aangezien er slechts zes elementen definitief zijn geclassificeerd als metalloïden. Ze kunnen overal drie tot zes valentie-elektronen hebben in hun buitenste energieschil. Dit is de aanjager van hun reactiviteit/chemisch gedrag.

Borium, dat slechts drie valentie-elektronen heeft, gedraagt zich tijdens chemische reacties net als metaal door zijn elektronen op te geven. De andere metalloïden, met vier of meer valentie-elektronen, hebben de neiging zich meer als niet-metalen te gedragen en elektronen op te nemen tijdens reacties.

Laten we wat feiten leren over de afzonderlijke metalloïden, te beginnen met boor.

Voorbeelden van metalloïden in het periodiek systeem

1. Borium

Borium is een veelzijdig element dat in een aantal verbindingen kan worden opgenomen. Borosilicaatglas is extreem goed bestand tegen thermische schokken. Extreme veranderingen in de temperatuur van objecten die borosilicaat bevatten, veroorzaken geen schade aan het materiaal, in tegenstelling tot andere glassamenstellingen, die zouden barsten of versplinteren.

Vanwege hun sterkte worden boorfilamenten gebruikt als lichte, zeer sterke materialen voor vliegtuigen, golfclubs en hengels. Natriumtetraboraat wordt veel gebruikt in glasvezel als isolatie en wordt ook in veel wasmiddelen en reinigingsmiddelen gebruikt.

2. Silicium

Silicium is een typische metalloïde. Het heeft een glans als een metaal, maar is bros als een niet-metaal. Silicium wordt veel gebruikt in computerchips en andere elektronica omdat de elektrische geleidbaarheid tussen die van een metaal en een niet-metaal ligt.

Het is een krachtige halfgeleider, wat betekent dat het elektriciteit efficiënter geleidt bij hogere temperaturen. Siliciumverbindingen, silicaten genaamd, vormen bijna 90% van de aardkorst, puur silicium is zeldzaam. Het komt echter relatief vaak voor in asteroïden, manen en kosmisch stof. Silicaten worden vaak gebruikt bij de productie van cement, porselein en keramiek.

In de 21e eeuw heeft silicium een enorme invloed gehad op de wereldeconomie door zijn belang in de ontwikkeling van halfgeleiderelektronica. Zuiver silicium is van vitaal belang geweest voor de ontwikkeling van chips en transistors met geïntegreerde schakelingen, die beide cruciale componenten zijn van moderne elektronische apparaten, zoals mobiele telefoons, televisies en huishoudelijke apparaten.

3. Germanium

Germanium is een glanzende grijswitte vaste stof. Het heeft een dichtheid van 5,323 g/cm3 en is hard en broos. Het reageert meestal niet bij kamertemperatuur, maar wordt langzaam aangetast door heet geconcentreerd zwavelzuur of salpeterzuur. Germanium reageert ook met gesmolten natronloog om natriumgermanaat Na₂ . te verkrijgen GeO₃ en waterstofgas. Het smelt bij 938 °C.

Het is ook een goede halfgeleider en wordt zelden in de pure elementaire vorm op aarde gevonden. Germanium kristalliseert vaak tot een diamantstructuur. Germanium werd voorspeld door Dimitri Mendeleev jaren voordat het daadwerkelijk werd ontdekt. Hij was ook in staat om veel van zijn eigenschappen te voorspellen met behulp van zijn begrip van periodieke trends en kennis van andere metalloïden en nabijgelegen elementen.

Net als silicium is germanium ook van cruciaal belang voor moderne technologie, hoewel het voornamelijk in andere toepassingen wordt gebruikt dan zijn metalloïde neef. Germanium wordt vaak gebruikt voor infraroodoptiek, zonne-energie en tal van metaallegeringen.

4. Arseen

Arseen is een grijze, metaalachtige vaste stof. Het heeft een dichtheid van 5,727 g/cm3 en is bros en matig hard (meer dan aluminium; minder dan ijzer). Het is stabiel in droge lucht, maar ontwikkelt een goudbrons patina in vochtige lucht, dat zwart wordt bij verdere blootstelling.

Arseen wordt aangetast door salpeterzuur en geconcentreerd zwavelzuur. Het reageert met gesmolten bijtende soda om het arsenaat Na₃ . te geven AsO₃ en waterstofgas. Arseen sublimeert bij 615 °C. De damp is citroengeel en ruikt naar knoflook. Arseen smelt pas onder een druk van 38,6 atm, bij 817 °C.

Het vormt gemakkelijk covalente bindingen met niet-metalen. Arseen heeft toepassingen met betrekking tot legeringen, elektronica en pesticiden/herbiciden, maar het gebruik van arseen voor deze toepassingen neemt af vanwege de toxiciteit van het metaal.

De doeltreffendheid ervan als insecticide heeft ertoe geleid dat arseen als houtconserveringsmiddel wordt gebruikt. Het is geclassificeerd als een kankerverwekkende stof uit groep A. Ondanks de toxiciteit zijn zeer kleine hoeveelheden arseen nodig voor het menselijke metabolisme, maar het mechanisme hiervoor is onbekend.

5. Antimoon

Antimoon is een zilverwitte vaste stof met een blauwe tint en een schitterende glans. Het heeft een dichtheid van 6,697 g/cm3 en is een bros en matig hard materiaal dat een slechte geleider van elektriciteit is. Het is stabiel in lucht en vocht bij kamertemperatuur. Gebruikt met lood, verhoogt antimoon de hardheid en sterkte van het mengsel. Dit materiaal speelt een belangrijke rol bij de fabricage van elektronische en halfgeleiderapparaten.

Ongeveer de helft van het industrieel gebruikte antimoon wordt gebruikt voor de productie van batterijen, kogels, legeringen, kabels en sanitair. Zoals consistent is met andere metalloïden, kan sterk gezuiverd antimoon worden gebruikt in halfgeleidertechnologieën.

Het wordt in de natuur gevonden bij ongeveer ⅕ van de overvloed aan arseen. Antimoon heeft een vergelijkbare atomaire structuur als arseen, met drie halfgevulde elektronenschillen in de buitenste schil. Het vormt typisch covalente bindingen en is zeer reactief met halogenen, zoals zwavel, en produceert bij verbranding een schitterende blauwe vlam.

6. Telluur

Tellurium is een zilverwitte glanzende vaste stof. Het heeft een dichtheid van 6,24 g/cm3, is broos en is de zachtste van de algemeen erkende metalloïden, die iets harder is dan zwavel. Grote stukken tellurium zijn stabiel in de lucht. De fijn poedervorm wordt geoxideerd door lucht in aanwezigheid van vocht. Tellurium reageert met kokend water, of wanneer het vers is neergeslagen, zelfs bij 50 °C, om het dioxide en waterstof te geven.

Tellurium is een metalloïde die een vergelijkbare beschrijving vertoont als antimoon. Tellurium is zeer reactief met zwavel en selenium en vertoont bij verbranding een groenblauwe vlam. Tellurium wordt industrieel gebruikt als staaladditief en kan worden gelegeerd met aluminium, koper, lood of tin.

Net als antimoon kan tellurium ook andere metalen versterken, maar kan het ook corrosie verminderen wanneer het aan de bovengenoemde metalen wordt toegevoegd. Bovendien dient tellurium als een sterke halfgeleider, vooral bij blootstelling aan licht. In de natuur wordt het meeste tellurium gevonden in steenkool, hoewel in sommige planten sporen worden aangetroffen.

7. Polonium

Polonium is in sommige opzichten "duidelijk metaalachtig". Beide allotrope vormen zijn metalen geleiders. Het is oplosbaar in zuren, vormt het rozekleurige Po2+-kation en verdringt waterstof:Po + 2 H+ → Po²⁺ + H₂ . Er zijn veel poloniumzouten bekend. Het oxide PoO2 is overwegend basisch van aard.

Polonium is een onwillig oxidatiemiddel, in tegenstelling tot zijn lichtste soortgenoot zuurstof:sterk reducerende omstandigheden zijn vereist voor de vorming van het Po2−-anion in een waterige oplossing.

Of polonium taai of broos is, is onduidelijk. Er wordt voorspeld dat het ductiel is op basis van de berekende elastische constanten. Het heeft een eenvoudige kubische kristallijne structuur. Een dergelijke structuur heeft weinig slipsystemen en "leidt tot een zeer lage ductiliteit en dus een lage breukweerstand".

Polonium vertoont een niet-metalen karakter in zijn halogeniden, en door het bestaan van poloniden. De halogeniden hebben eigenschappen die in het algemeen kenmerkend zijn voor niet-metaalhalogeniden. Veel metaalpoloniden, verkregen door de elementen samen te verhitten tot 500-1000 °C, en die het Po2−-anion bevatten, zijn ook bekend.

8. Astatine

Als halogeen wordt astatine vaak geclassificeerd als een niet-metaal. Het heeft een aantal opvallende metaaleigenschappen en wordt in plaats daarvan soms geclassificeerd als een metalloïde of (minder vaak) als een metaal. Onmiddellijk na de productie in 1940 beschouwden vroege onderzoekers het als een metaal.

In 1949 werd het het meest edele (moeilijk te reduceren) niet-metaal genoemd en was het ook een relatief edel (moeilijk te oxideren) metaal. In 1950 werd astatine beschreven als een halogeen en (dus) een reactief niet-metaal. In 2013 werd op basis van relativistische modellering voorspeld dat astatine een monoatomisch metaal zou zijn met een kubische kristallijne structuur in het midden.

Verschillende auteurs hebben opmerkingen gemaakt over de metallische aard van sommige eigenschappen van astatine. Aangezien jodium een halfgeleider is in de richting van zijn vlakken, en aangezien de halogenen meer metallisch worden naarmate het atoomnummer toeneemt, werd aangenomen dat astatine metaal zou zijn als het een gecondenseerde fase zou kunnen vormen.

Astatine kan in vloeibare toestand metallisch zijn op basis van het feit dat elementen met een verdampingsenthalpie van meer dan ~42 kJ/mol metallisch zijn als ze vloeibaar zijn. Dergelijke elementen omvatten boor, silicium, germanium, antimoon, selenium en tellurium.

Veelgestelde vragen.

Wat zijn de metalloïden?

Een metalloïde is een element met eigenschappen die tussen die van metalen en niet-metalen liggen. Metalloïden kunnen ook halfmetalen worden genoemd. In het periodiek systeem worden de geelgekleurde elementen, die over het algemeen aan de traptrede grenzen, als metalloïden beschouwd.

Waar zijn metalloïden in het periodiek systeem?

Wat zijn uw 8 metalloïden?

Boor, silicium, germanium, arseen, antimoon en tellurium worden algemeen erkend als metalloïden. Afhankelijk van de auteur worden er soms een of meer van selenium, polonium of astatine aan de lijst toegevoegd.

Wat zijn de kenmerken van een metalloïde?

Karakteristieke eigenschappen van metalloïden:

Metalloïden zijn vaste stoffen.
Ze hebben een metaalachtige glans en zien er over het algemeen uit als metalen.
Ze zijn broos en gemakkelijk te breken.
Metalloïden kunnen elektriciteit geleiden, maar niet zo goed als metalen.

Wat is het zeldzaamste element op aarde?

Een team van onderzoekers dat gebruikmaakt van de kernfysica-faciliteit ISOLDE op CERN heeft voor het eerst de zogenaamde elektronenaffiniteit van het chemische element astatine gemeten. , het zeldzaamste natuurlijk voorkomende element op aarde.

Waarom is polonium een metalloïde?

Polonium heeft een positie in het periodiek systeem waardoor het een metaal, een metalloïde of een niet-metaal kan worden. Het wordt geclassificeerd als metaal omdat de elektrische geleidbaarheid ervan afneemt naarmate de temperatuur stijgt.

Hoeveel metalloïden staan er in het periodiek systeem?

Er zijn slechts zes metalloïden. Naast silicium omvatten ze boor, germanium, arseen, antimoon en tellurium. Metalloïden vallen tussen metalen en niet-metalen in het periodiek systeem. Ze vallen ook qua eigenschappen tussen metalen en niet-metalen in.

Wat zijn 5 feiten over metalloïden?

Metalloïde feiten:

De meest voorkomende metalloïde in de aardkorst is silicium, dat het op één na meest voorkomende element is (zuurstof is het meest voorkomend).
De minst voorkomende natuurlijke metalloïde is tellurium.
Metalloïden zijn waardevol in de elektronica-industrie.
Arseen en polonium zijn zeer giftige metalloïden.

Wat zijn de 5 eigenschappen van metalloïden?

Vijf hoofdeigenschappen van metalloïden

Eigenschappen intermediair tussen metalen en niet-metalen.
Fysieke verschijning is vergelijkbaar met metalen.
Halfgeleiders van elektriciteit.
Broos.
Chemische eigenschappen lijken meer op niet-metalen dan op metalen.

Zijn metalloïden goede geleiders?

De meeste metalloïden hebben een metaalglans, maar zijn slechte geleiders van warmte en elektriciteit.

Is francium een metaal?

francium (Fr), het zwaarste chemische element van groep 1 (Ia) in het periodiek systeem, is de alkalimetaalgroep.

Is polonium een metalloïde?

De elementen boor (B), silicium (Si), germanium (Ge), arseen (As), antimoon (Sb), tellurium (Te), polonium (Po) en astatine (At) worden als metalloïden beschouwd.

Is boor een metalloïde?

Borium is een scheikundig element met symbool B en atoomnummer 5. Borium is geclassificeerd als een metalloïde en is een vaste stof bij kamertemperatuur.

Ja, boor (B) is een metalloïde omdat het eigenschappen heeft van zowel metalen als niet-metalen. Borium werkt als een niet-metaal wanneer het reageert met sterk elektropositieve metalen zoals Na, K, enz. &B werkt als metaal wanneer het reageert met F (om BF3) te produceren.

Nogmaals, net als niet-metalen vormt het boorhydriden (d.w.z. niet zoals NaH/KH, enz., maar zoals CH4, PH3, dat wil zeggen covalente hydriden). Nogmaals, B3+ is een voorbeeld van boarderlinezuur; B3+ vertoont "symbiose" (BF3 is een hard zuur en BH3 is een zacht zuur). Dit feit suggereert ook dat boor een metalloïde/halfmetaal is.

Is silicium een metalloïde?

Maar in tegenstelling tot koolstof is silicium een metalloïde, in feite is het de meest voorkomende metalloïde op aarde. "Metalloïde" is een term die wordt toegepast op elementen die de elektronenstroom beter geleiden, elektriciteit dan niet-metalen, maar niet zo goed als metalen.

Silicium is geclassificeerd als een metalloïde omdat sommige eigenschappen vergelijkbaar zijn met die van metalen en sommige eigenschappen vergelijkbaar zijn met die van niet-metalen. Van silicium is bijvoorbeeld bekend dat het een blauwgrijze metaalglans heeft, maar het is geen geweldige geleider van elektriciteit.

Is aluminium een metalloïde?

Ondanks het gebrek aan specificiteit, blijft de term in gebruik in de literatuur van de chemie. De zes algemeen erkende metalloïden zijn boor, silicium, germanium, arseen, antimoon en tellurium. Vijf elementen worden minder vaak zo geclassificeerd:koolstof, aluminium, selenium, polonium en astatine.

Aluminium is een ductiel en kneedbaar metaal. Hoewel het enkele ongebruikelijke eigenschappen heeft waardoor het op metalloïde lijkt, is het geen metalloïde omdat het in het periodiek systeem langs de lijn ligt die onderscheid maakt tussen metalen, niet-metalen en metalloïden.

Is astatine(At) een metalloïde?

De elementen boor (B), silicium (Si), germanium (Ge), arseen (As), antimoon (Sb), tellurium (Te), polonium (Po) en astatine (At) worden beschouwd als metalloïden. Metalloïden geleiden warmte en elektriciteit tussen niet-metalen en metalen en vormen over het algemeen oxiden.

Wat meer is, zoals Kozimor opmerkt, is astatine bestand tegen eenvoudige chemische classificatie. Hoewel het in de kolom met halogeenelementen op het periodiek systeem zit, ligt het ook op een diagonale lijn die metalloïden zoals boor en silicium bevat. Bij reacties werkt het soms als een halogeen, soms als een metaal.

Is antimoon Sb een metalloïde?

Antimoon is een scheikundig element met het symbool Sb en atoomnummer 51. Antimoon is geclassificeerd als een metalloïde en is een vaste stof bij kamertemperatuur.

Is germanium een metalloïde?

Germanium valt in dezelfde groep als koolstof en silicium, maar ook als tin en lood. Germanium zelf is geclassificeerd als een metalloïde.

Als metalloïde heeft germanium zowel metalen als niet-metalen eigenschappen. Het is ook een halfgeleider, wat betekent dat het elektrische geleidbaarheid heeft tussen een isolator en een geleider. Deze eigenschap heeft ertoe geleid dat het in de elektronica wordt gebruikt.

Is koolstof een metalloïde?

Koolstof is een niet-metaal en de overige elementen in deze groep zijn metalen. Groep 15 wordt de stikstofgroep genoemd. De metalloïden in deze groep zijn arseen en antimoon. Groep 15 bevat ook twee niet-metalen en één metaal.