Características, propriedades e usos dos metalóides

O metalóides ou semimetais são um grupo de elementos químicos com propriedades físicas e químicas intermediárias entre metais e não-metais. A maioria dos pesquisadores químicos aceita os seguintes elementos químicos como os metalóides: boro, silício, arsênio, germânio, antimônio e telúrio (verde na imagem abaixo).

No entanto, um grupo menor de pesquisadores adiciona polio, astato (azul) e selênio (rosa) aos metalóides.

Mesmo com base em algumas propriedades, eles sugerem que os elementos químicos carbono e alumínio (amarelo) também devem ser considerados como metalóides.

Índice

• 1 Principais características dos metalóides
  • 1.1 Situação na tabela periódica
  • 1.2 Formas de ligas com metais
  • 1.3 semicondutores elétricos
  • 1.4 Base da indústria eletrônica
  • 1.5 Estados alotrópicos
• 2 propriedades físicas e químicas
  • 2.1 Propriedades Físicas
  • 2.2 Propriedades químicas
• 3 usos
  • 3.1 Sobre os seres vivos
  • 3.2 Em copos e esmaltes
  • 3.3 Na produção de materiais de maior qualidade
  • 3.4 Em eletrônica e computação
  • 3.5 Ação protetora dos metalóides
  • 3.6 Outro
• 4 Os 8 elementos metalóides
• 5 referências

Principais características dos metalóides

Situação na tabela periódica

Os metalóides estão localizados na tabela periódica em uma diagonal descendente entre as colunas 13, 14, 15, 16 e 17, começando com o boro no canto superior esquerdo e terminando com o astato no canto inferior direito.

Os metais estão localizados à esquerda dos metalóides e os não-metais à direita; portanto, eles representam o limite entre os dois tipos de matéria.

Eles formam ligas com metais

Os metalóides formam ligas com metais e reagem com não-metais, por exemplo, com oxigênio, enxofre e halogênios.

Semicondutores elétricos

Em sua maior parte, são considerados semicondutores elétricos, sendo sua condutância dependente da temperatura. Em baixas temperaturas a condutância elétrica é baixa, então elas cumprem uma função de isoladores elétricos, mas à medida que aquecem sua capacidade de conduzir a eletricidade aumenta.

Base da indústria eletrônica

Os semicondutores são a base do desenvolvimento da indústria eletrônica, bem como a da computação e a informática. Da mesma forma, o aplicativo que foi feito de silício tem sido muito útil nesse campo.

Estados alotrópicos

Os metalóides possuem diferentes estados alotrópicos (diferentes formas cristalinas); Por exemplo, o arsênico tem cristais pretos, amarelos ou cinzentos.

Na natureza eles não são normalmente encontrados como elementos químicos puros, mas sim associados ou formando agregados em minerais juntamente com chumbo, enxofre, ferro, etc.

Propriedades físicas e químicas

Propriedades físicas

Eles aparecem como sólidos brilhantes. Neste aspecto eles se parecem com metais. Eles são frágeis e não muito elásticos, então eles não podem ser esticados na forma de arame, isto é, eles não são muito dúcteis. Além disso, sua transformação em folhas é difícil, de modo que os metalóides não são maleáveis.

Eles são capazes de conduzir eletricidade e temperatura, embora em menor grau do que os metais. Dentro dos metalóides existem elementos químicos que, baseados em suas estruturas de bandas, são classificados como semicondutores.

Este grupo é composto por boro, silício, germânio e antimônio. Arsênio e telúrio são classificados como semimetais.

Pontos de Fusão

Boro 2,076º C; Silício 1,414º C; Germio 938,25 C; Arsênio 817º C; Antimônio 630,13 ° C; Telúrio 449,51º C e Polônio 254º C.

Pontos de ebulição

Boro 3,927 ºC; Silício 3,265 ° C; Germânio 2,833º C; Arsênico 614º C; Antimónio 1,587 ° C; Telurio 988º C e Polonio 962º C.

Densidades

Boro 2,34 g / cm³: Silício 2,33 g / cm³; Germânio 5,323 g / cm³; Arsénio 5,727; Antimônio 6,697 g / cm³; Telúrio 6,24 g / cm³ e Polônio 9,32 g / cm³.

Propriedades químicas

Eles se comportam de forma semelhante aos não-metais, formam oxacídeos como o SiO₂ e eles têm um comportamento anfotérico. Os metalóides podem se comportar como um ácido ou uma base, dependendo do pH do meio.

Usos

Sobre seres vivos

- Arsênico é usado na agricultura como um inseticida e herbicida. Além disso, é usado para colocá-lo como uma solução em pó ou líquido no gado para eliminar insetos e parasitas do animal. O arseniato de cálcio é usado para remover o gorgulho da cápsula de algodão.

-O arsênico é usado como um conservante de madeira devido à sua toxicidade para insetos e fungos.

-Arsênio é usado no tratamento da leucemia promielocítica aguda, um tipo de câncer no sangue. É usado no desenvolvimento da solução Fowler para uso no tratamento da psoríase. Um isótopo radioativo do arsênico (⁷⁴Como) é utilizado na localização de tumores cancerígenos presentes no corpo humano.

O Arsenic faz parte do Melarsoprol, um medicamento utilizado no tratamento da Tripanossomíase Humana Africana.Doença parasitária transmitida pela mosca tsé-tsé.

- O óxido de telúrio tem sido utilizado no tratamento da dermatite seborréica. Da mesma forma, outros compostos de telúrio são utilizados como agentes antimicrobianos.

O boro, na forma de ácido bórico, é usado como um suave anti-séptico nos olhos, nariz e garganta.

Em copos e esmaltes

-O telúrio é usado na produção de óculos azuis, marrons e vermelhos. O metalóide pode depositar eletroliticamente na prata, produzindo um acabamento enegrecido.

O antimônio é usado para dar aos copos e esmaltes um tom amarelo. O boro é usado na produção de vidro e cerâmica. Em particular, o vidro borossilicato é resistente a mudanças de temperatura, razão pela qual é utilizado em laboratórios para reações químicas e destilações.

-Na casa você pode assar a comida usando vidro de borosilicato, sem quebrar os utensílios usados.

-O silício é a principal base da indústria do vidro, intervindo na fabricação de quase todos os objetos de vidro.

- O óxido de germânio é utilizado na fabricação das lentes de câmeras e lentes de microscópios. Além disso, é usado no desenvolvimento do núcleo de fibra óptica de inúmeras aplicações.

Na produção de materiais de alta qualidade

-O arsênico forma ligas com chumbo produzindo uma diminuição no ponto de fusão do mesmo. Isso causa uma maior dureza na liga usada na produção de granalha

-A adição de uma quantidade de telúrio entre 0,1% e 0,6% de uma liga de chumbo aumenta sua resistência à corrosão e tração com um aumento na flexibilidade. O telúrio é geralmente adicionado ao ferro fundido para produzir um endurecimento da camada superficial das partes endurecidas.

- Antimônio é usado em ligas para produzir rolamentos, placas de acumuladores e material de impressão.

-O silício é utilizado na produção de ligas com maior resistência aos ácidos. É o caso de Durirón, que contém 14% de silício.

A liga de silício, ferro e alumínio é utilizada para a fabricação de peças de grande dureza, que são utilizadas na indústria automotiva.

-O arsênico forma ligas com platina e cobre para aumentar sua resistência à corrosão. Além disso, o arsênico é adicionado ao latão alfa para aumentar a resistência ao zinco. Este tipo de latão é usado na fabricação de materiais acessórios para encanamento.

Em eletrônica e computação

-Os metalóides são usados ​​como semicondutores na indústria eletrônica e de computadores. Nesse sentido, o silício é o líder no comércio de semicondutores que forma a base da eletrônica e da computação modernas. O silício e seus derivados são usados ​​em computadores, transdutores, células solares e telas de LCD.

-O telúrio é um semicondutor que tem aplicações em eletro-óptica e eletrônica.

- O germânio é um metalóide semicondutor que é usado em conjunto com o silício em circuitos integrados de alta velocidade para melhorar seu desempenho. Embora o germânio tenha deslocado o silício em algum grau em sua função semicondutora, seu uso foi aprimorado na produção de chips miniaturizados.

- Germânio é usado no desenvolvimento de painéis solares. Até mesmo os robôs de reconhecimento do planeta Marte contêm germânio em suas células solares. Além disso, o germânio é usado na fabricação de radares.

Ação protetora dos metalóides

O boro e seus compostos relacionados conferem grande resistência aos materiais dos quais faz parte. Isso permite seu uso na criação de estruturas espaciais. Além disso, eles são usados ​​na preparação de tacos de golfe e varas de pesca.

A ação protetora do carbeto de boro é utilizada como barreira de controle em reatores nucleares, limitando o vazamento de material radioativo. Além disso, o carbeto de boro é usado em coletes à prova de balas e na blindagem de tanques de guerra.

O dióxido de silício e a sílica, na forma de argila ou areia, são importantes componentes de tijolos, concreto e cimento, utilizados em diferentes formas de construção.

Outros

-O sulfeto de antimônio é usado em fogos de artifício e lâmpadas tipo flash de câmeras.

-Borus faz parte dos ímãs de neodímio.

-O silicone, um polímero derivado do silício, é utilizado na preparação de óleos e ceras, implantes mamários, lentes de contato, explosivos e pirotecnia.

- O germânio é usado no desenvolvimento de lâmpadas fluorescentes e alguns díodos LED. Além disso, o germânio é usado em guitarras elétricas para produzir um tom característico de distorção.

- O germânio é utilizado na aplicação de imagens térmicas para uso militar e combate a incêndio.

-O antimônio é utilizado na fabricação de fósforos e traçadores e localizadores, bem como em cartuchos para cartuchos.

-O borato de sódio é usado como retardador da combustão em plásticos e borrachas.

Os 8 elementos metalóides

Este grupo de elementos químicos consiste em boro, silício, antimônio, telúrio, germânio, arsênico, polônio e astato.No entanto, o maior número de pesquisadores no campo da química exclui polônio e astatus como metalóides.

Portanto, o grupo de metalóides mais aceitos seria formado por boro, silício, antimônio, telúrio, germânio e arsênio.

Tem sido apontado que o polônio é distintamente metálico, já que suas duas formas alotrópicas são condutores metálicos. Por outro lado, o astato foi classificado em 2013 como metal, embora anteriormente em 1950 fosse designado como halogênio, um metal não reativo.

A fronteira entre grupos de elementos considerados como metais, metalóides ou não-metais não é clara. Por essa razão, alguns pesquisadores, baseados em alguma propriedade, sugerem que este ou aquele elemento deve ser considerado como um metalóide. Foi apontado, por exemplo, que carbono, alumínio ou selênio deveriam ser classificados como metalóides.

Foi feita uma tentativa para estabelecer critérios de seleção que permitam classificar um elemento químico como metal, metalóide ou não-metal. Entre outros critérios de seleção estão a energia de ionização, a eletronegatividade e a eficiência de empacotamento dos diferentes elementos químicos.

Referências

1. Eden Francis. (2002). Classificação dos Elementos. Retirado de: dl.clackamas.edu
2. Metais, Metaloides e Não Metais. Retirado de: angelo.edu
3. Elementos Metalóides Retirado de: elementos.org.es
4. Exemplo de (2013). Metalóides Retirado de: ejemplode.com
5. Wikipédia. (2018) Metaloide. Retirado de: en.wikipedia.org
6. Química Quick Fasts. (2011). Metaloides (Semimetais). Retirado de: chemistry.patent-invent.com
7. Os editores da Enciclopédia Britânica. (18 de outubro de 2016). Metaloide. Retirado de: britannica.com