メタロイドの4つの特性

半金属は、元素の周期表で金属と非金属の間にある元素です。それらは半金属とも呼ばれます。半金属は、非金属と金属の特性の間の特性を持っています。ほとんどの半金属には次のものがあります:

半金属のその他の特性には次のようなものがあります:優れた半導体であり、通常の条件下では通常固体であり、金属と結合すると合金を形成でき、通常は化学反応で非金属のように機能します。

メタロイドを詳しく見て、金属と非金属の両方からそれらを区別するものを発見しましょう.

周期表上の半金属の位置

70 の金属、または半金属は、元素の周期表の非金属の間にあります。この範囲の元素は、非金属と金属の中間の特性を持っています。メタロイドであると考えられる正確な要素は、さまざまな要素のメタロイドを考慮したさまざまな分類システムで、議論の余地があります.ただし、次の元素は一般にメタロイドまたは半金属と見なされます:

アスタチン、ポロニウム、テルル、アンチモン、ヒ素、ゲルマニウム、シリコン、ホウ素.

テネシンまたは要素 117 は、メタロイドであるかどうかを確認するのに十分な量で分析されていませんが、科学者はメタロイドであると予測しています。周期表の隣接元素は半金属の特徴を持つことができ、一部の科学者はそれらを半金属に分類する場合があります。一例は炭素で、同素体に応じて非金属またはメタロイドのいずれかに分類できます。炭素がダイヤモンドの形をしている場合、それは非金属と同様に振る舞いますが、グラファイト (炭素の別の同素体) は電気半導体として機能し、金属光沢さえ持っているため、メタロイドと見なす人もいます.半金属または非金属の同素体を持つ他の元素には、酸素とリンが含まれます。環境化学では、セレンはメタロイドと見なされることがよくあります。適切な条件下で半金属と見なされるその他の元素は、鉛、ガリウム、ビスマス、亜鉛、ラドン、ヨウ素、硫黄、窒素、および水素です。

半金属/メタロイドのイオン化エネルギーと電気陰性度は、非金属と金属の中間にあり、その結果、メタロイドはこれらの元素カテゴリの両方の特性を持っています。たとえば、シリコンは特徴的な金属光沢を持っていますが、非常に脆く、効率の悪い導体です。メタロイドが反応する元素は、メタロイドの反応性に影響を与えます。例として、ホウ素がフッ素と反応すると金属のように反応しますが、ホウ素がナトリウムと反応すると非金属のように反応します。半金属の密度、沸点、および融点は大きく異なります。メタロイドは中程度の導電率を持っているため、通常は優れた半導体になります。

半金属の一般的な特性

一般に、半金属は次の共通の特性を共有します:

• メタロイドの電気陰性度は、非金属と金属の電気陰性度の間にあります。
• 半金属のイオン化エネルギーも、非金属と金属のイオン化エネルギーの間にあります。
• 半金属/メタロイドには、非金属の特徴と金属の特徴があります。
• メタロイドの反応性は、相互作用する元素の特性に依存します。
• メタロイドは優れた半導体になる傾向があります。
• メタロイドは金属光沢を持っているかもしれませんが、非金属の外観を持つことができる比喩もあります.
• メタロイドは通常もろく、通常は固体でもありますが、まれな条件下でのみ非固体になります。
• メタロイドは通常、化学反応において非金属として振る舞い、金属との合金を作成できます。

半金属の特性のまとめ

要約すると、メタロイドの物理的特性と化学的特性の両方を簡単に見てみましょう.物理的特性は、要素の物質を変更することなく、分子のグループを物質に変更することなく、文書化または観察できる特性です。物理的特性には、凝固点や密度などがあります。半金属の物理的性質は次のとおりです:

• メタロイドは物質の固体状態を持っています。
• 一般に、半金属は金属光沢を持っています。半金属は弾力性が低く、非常にもろいです。
• ミドルウェイトは半導体素子であり、平均的な熱伝達を可能にします。

化学的性質とは、物質が他の物質と相互作用/反応する方法、またはある物質を別の物質に変える方法を定義したものです。化学反応は、元素の化学的性質を定量化できる唯一の機会です。化学反応には、突進、燃焼、変色、爆発などがあります。半金属の化学的性質は次のとおりです:

• メタロイドは酸化すると容易にガスを発生します。
• メタロイドは、金属と組み合わせて合金を作ることができます。
• メタロイドには、異なる金属同素体と非金属同素体があります。
• 半金属が溶けると、一部が収縮します。
• メタロイドはハロゲンと反応して化合物を形成します。

半金属に関する事実

酸素は地球の地殻全体で最も豊富な元素ですが、シリコンは地殻で 2 番目に豊富な元素です。ポロニウムやヒ素などの半金属は非常に有毒です。エレクトロニクス産業ではメタロイドが大いに活用されており、シリコンなどのメタロイドはコンピュータ チップの製造に使用されています。テルルとアンチモンは、金属合金に望ましい特性を与えるために使用されます。

メタロイドの構造

半金属は、共有結合から生じる結晶構造を持っています。元素シリコン、アンチモン、ヒ素、ゲルマニウム、テルルは光沢のある輝きを持っているため、金属のように見えます。ゲルマニウムとシリコンは、結晶化するとダイヤモンド構造になります。結晶内の原子には共有結合があり、四面体の角にある 4 つの隣接する原子に固定されています。巨大な三次元分子は、ゲルマニウムとシリコンの単結晶で構成されています。ヒ素にはいくつかの異なる同素体があり、最も安定な同素体はヒ素原子のシートで構成される層状構造を持っています。ヒ素原子は、周囲の他の 3 つの原子と結合しています。アンチモンも砒素もグラファイトに似た構造を持っており、格子状に並んでいます。一方、テルルにはテルル原子の無限螺旋鎖を含む結晶があります。

ホウ素は四隅にホウ素原子が集まって正二十面体を形成し、結晶構造は透明です。原子の最も一般的な配列は、ホウ素-ホウ素結合の長さが約 176 PM で、互いに非常に接近しているものです。ホウ素原子の配置が異なる他の形の二十面体もあります。

シリコン半金属は、酸素と容易に化合物を形成し、si-o-si 形式の結合を作成します。これらの結合は鉱物の形成において非常に重要であり、植物や動物の有機化合物の形成において非常に重要な炭素結合にいくらか類似しています.

その他の種類の要素

半金属以外にも、金属と非金属があります。金属は、元素の周期表の中央と左側の両方にあります。グループ IA とグループ IIA は金属であり、別の金属のセットは遷移金属 (周期表のグループ IB から VIIIB) です。一次金属は遷移金属の右側にあります。下の 2 列の要素も金属です。

室温で液体である水銀を除いて、金属は室温で緻密で光沢があり、固体であることで知られています。それらは高密度で融点が高い。金属は、電気陰性度が低く、原子半径が大きく、イオン化エネルギーが低いことでも知られています。これらの特性は、原子の原子価殻にある電子の結果であり、簡単に取り除くことができます。金属のもう 1 つの特性は、可鍛性があり、壊れることなく簡単に変形および再形成できるという事実です。最後に、価電子は金属内をかなり自由に移動できるため、熱と電気の両方の優れた伝導体です。

非金属は周期表の右側にあり、希ガスとハロゲンはどちらも非金属ですが、非金属元素グループには水素、炭素、酸素、窒素、リン、硫黄、セレンも含まれます。非金属は、一般的に高い電気陰性度と高いイオン化エネルギーを持っています。非金属は、電気も熱もうまく伝えません。固体の非金属は光沢がまったくないか、ほとんどなく、通常は非常に脆いです。非金属は、他の種類の元素に比べて容易に電子を獲得できます。