歯磨き粉に含まれるフッ化物から食卓塩に含まれるナトリウムや塩素まで、私たちは毎日さまざまな要素に遭遇しますが、そのうちのいくつかは他の要素よりも一般的です.今日は、日常の活動では遭遇しないかもしれない、または遭遇したいかもしれないいくつかの要素、つまり半金属を詳しく見ていきます。半金属とは何ですか?日常の活動のどこで使用しますか?
メタロイドの特性
半金属としても知られる半金属は、周期表の金属と非金属の間に収まりますが、実際には半金属とは何ですか?それらは中間特性として知られているものを持っているため、定義するのは難しいです。つまり、金属グループまたは非金属グループのいずれかに属する可能性のある特性を示すことができます.これらの要素がどのグループに属しているかについて、決定的な答えはありません。ほとんどの科学者にとって、それは判断の呼びかけです。
はい、あなたはその権利を読みました。科学者でさえ、「半金属とは何ですか?」という質問に答えるのに苦労しています。
半金属グループに「公式に」含まれる元素は次のとおりです。
一般的なメタロイド | 珍しいメタロイド |
---|---|
シリコン | アンチモン |
ボロン | テルル |
ヒ素 | ポロニウム |
ゲルマニウム |
ケイ素は、地球の地殻で見つかった 2 番目に豊富な元素です。より豊富な元素は酸素だけです。
周期表の半金属のもう 1 つの奇妙な点は、それらが周期表に垂直または水平の直線で表示されないことです。それらのグループ ラインは対角線です。
化学的および物理的特性
半金属グループに属する元素は奇妙な場合があります。それらは脆い金属のように見えますが、その化学的挙動は明らかに非金属です。それらは周囲の金属と合金を形成することができ、一般的にそうします。
これらの元素が金属特性を示すかどうかは、それらが相互作用している物質によって異なります。たとえば、ホウ素は、揮発性元素のナトリウムと相互作用すると非金属のように振る舞いますが、フッ素と相互作用すると金属元素のように振る舞います.
半金属の最も切望されている特性の 1 つは、特定の条件下で導体として機能できるという事実です。特定の状況下でのみ電気を伝導するこの特性は、半導体性として知られています。
実際のアプリケーション
これらの要素は、日常の活動のどこで見つけることができますか?それらのほとんどは、あなたが思っているよりも一般的です。私たちの日常生活における半金属の用途は何ですか?
シリコン
シリコンは、地球上で最も有用な元素の 1 つです。地球の地殻で 2 番目に豊富な元素であり、サイレックスからその名前が付けられています。 フリントのラテン語。結晶形では灰色でメタリックであり、その名前の元となった石に似ているため、この名前が付けられました。この記事を何らかの電子デバイスで読んでいる場合 — cell電話 、ノートパソコン、パソコン、タブレット — 次に、シリコンを使用しています。
シリコンの用途
- コンピュータ コンポーネント: シリコンは半導体であるため、コンピュータ チップやその他の電子部品に最適です。ホウ素、ガリウム、リンなどの他の元素と混合すると、導電性が高まり、さらに有用になります。
- ラバー: シリコンは、酸素と混合するとポリマーを形成します。これらのシリコーンは、あらゆる種類のゴム製品に含まれていますが、浴槽やシンクの周りで使用するような防水シーラントで最も一般的です。
- 自動車エンジン: アルミニウムとシリコンの合金は、ブロックやシリンダー ヘッドなどのエンジン部品を構築するための一般的な選択肢です。
ボロン
ホウ素の起源は、研究者がホウ酸とカリウムを組み合わせて、ホウ素をまったく新しい元素として分離した 1800 年代初頭にさかのぼります。この要素の名前は、buraq という 2 つの単語の組み合わせに由来します。 アラビア語と burah ペルシア語で。両方ともホウ砂を表す言語のそれぞれの単語です。
ホウ素の用途
- 花火: おそらく、私たちのリストでメタロイドの最も爆発的な用途です。ホウ素は明るい緑色を燃やし、花火や火工品に人気があります。ホウ砂またはホウ酸とメタノールを混ぜて火をつけることで、独自の緑色の炎を作ることもできます。
- クリーニング: キッチンやガレージには、ホウ砂やホウ酸の形でホウ素が含まれている可能性があります。この人気のある洗浄剤は、基本的に毒性がなく、害虫駆除としても機能します。
- 耐熱皿: Pyrex は、ガラス耐熱皿<の最も人気のあるブランドの 1 つです。 /マーク> .キッチンにいくつかある場合は、別の形態のホウ素を使用しています.パイレックスは、耐久性と熱衝撃に強いホウケイ酸ガラスを使用していました。ホウケイ酸ガラスは、リストの最初の 2 つの要素であるホウ素とシリコンを混ぜ合わせたものです。
ヒ素
ヒ素は、絶対に遭遇したくない要素の 1 つです。この要素は信じられないほど有毒であり、おそらく歴史的な暗殺の毒としての使用で最もよく知られています.ただし、有毒だからといって、この要素に用途がないわけではありません。
ヒ素の用途
- 木材の保存: ヒ素の毒性は人間だけに限定されません。また、効果的な殺虫剤でもあり、木材を処理して害虫の被害から保護するのに役立ちます。近年、多くの製材会社がヒ素から離れて銅処理に移行し、物質固有の毒性なしで同じ目標を達成しています。
- 半導体: ガリウムと合金化すると、ヒ素は半導体特性を示します。 LED にヒ素半導体が見つかることもあります。
- 遺伝子サイレンシング: その毒性にもかかわらず、健康を維持するために必要なヒ素の量は非常に少量です。ヒ素は遺伝子サイレンシング、つまり特定の遺伝子の発現を防ぐ体の反応において役割を果たします。
アンチモンとゲルマニウム
アンチモンの起源は古代エジプトにまでさかのぼりますが、科学者は 1707 年まで正式に分類しませんでした。その名前は、ギリシャ語の 2 つの単語 anti に由来します。 そしてモノ。 この 2 つの単語を組み合わせると、「単独ではない」という意味になります。一方、ゲルマニウムは 1886 年まで分離されませんでした。どちらも同様の用途があるため、同じグループにまとめられることがよくあります。
アンチモンとゲルマニウムの用途
- 半導体: アンチモンもゲルマニウムも、半導体として複数の用途があります。多くの場合、導電性を向上させるために他の元素と組み合わされます。
- 化粧品: 古代エジプト人はアンチモンを基本元素の輝安鉱の形で アイメイク 科学者が最終的に分類して名前を付けるまでの何世紀にもわたって。
- ペンキと染み: 古代エジプト人は正しい考えを持っていました。アンチモンは、今日でも陶器やガラス作品のさまざまな絵の具やステインの着色に使用されています。
テルルとポロニウム
鉱山労働者は、金からアンチモンを抽出しようとしているときに、偶然テルルを発見しました。自然界でテルルを単独で見つけることもありますが、シルバナイトやカラベライトなどの鉱石で時間を過ごすことを好みます。有名な化学者であるキュリー夫人がポロニウムを発見し、母国ポーランドにちなんで名付けました。この元素は放射性が高いため、絶対に遭遇したくない元素です。また、このファミリーで最も希少な要素の 1 つです。
テルルとポロニウムの用途
- 合金鋼: テルルを鋼と合金化すると、金属の機械加工と成形が容易になります。
- ブラスティング キャップ: テルルはブラスト キャップの主要成分の 1 つです。
- 月面車: ポロニウムの唯一の実用的な用途は宇宙旅行です。多くの月面車の動力源となっています。
これらの要素のいくつかは他の要素よりも間違いなく一般的ですが、すべてに用途があります。次に携帯電話を手に取るとき、またはコンピューターを起動するときは、1824 年にシリコンを発見した Jons Jacob Berzelius に感謝することを忘れないでください。彼がいなければ、現代のコンピューティング時代はあり得なかったでしょう!