Metalóides: características, propriedades e usos

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

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

Metalóides: características, propriedades e usos 1

Fonte: Por Sandbh [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

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

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 boro na extremidade superior esquerda e terminando com astático na extremidade inferior direita.

Os metais estão localizados à esquerda dos metalóides e os não-metais à sua direita; portanto, eles representam a fronteira 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

Na maior parte, são considerados semicondutores elétricos, cuja condutância depende da temperatura. Em baixas temperaturas, a condutância elétrica é baixa; portanto, eles cumprem uma função de isoladores elétricos, mas à medida que aquecem, sua capacidade de conduzir eletricidade aumenta.

Base da indústria electrónica

Os semicondutores são a base do desenvolvimento da indústria eletrônica, bem como da indústria de computadores. Da mesma forma, a aplicação feita de silício tem sido muito útil nesse campo.

Estados alotrópicos

Os metalóides têm diferentes estados alotrópicos (diferentes formas cristalinas); Assim, por exemplo, o arsênico possui cristais pretos, amarelos ou cinza.

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

Propriedades físicas e químicas

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Propriedades físicas

Eles são apresentados como sólidos brilhantes. Nesse aspecto, eles se parecem com metais. Eles são quebradiços e não muito elásticos, portanto não podem ser esticados na forma de arame, ou seja, não são muito dúcteis. Além disso, sua transformação em chapas é difícil, portanto os metalóides não são muito maleáveis.

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

Este grupo consiste em boro, silício, germânio e antimônio. O arsênico e o telúrio são classificados como semimetais.

Pontos de fusão

Boro 2,076º C; Silicone 1414 ° C; Germânio 938,25 ° C; Arsênico 817º C; Antimônio 630,13 ° C; Telúrio 449,51º C e Polonio 254º C.

Pontos de ebulição

Boro 3.927 ° C; Silicone 3.265 ° C; Germânio 2.833 ° C; Arsênico 614º C; Antimônio 1.587 ° C; Telúrio 988º C e Polonio 962º C.

Densidades

Boro 2,34 g / cm 3 : Silício 2,33 g / cm 3 ; Germânio 5,323 g / cm 3 ; Arsênico 5.727; Antimónio 6,697 g / cm 3 ; Telúrio 6,24 g / cm 3 e polônio 9,32 g / cm 3 .

Propriedades químicas

Eles se comportam de maneira semelhante aos não-metais, formam oxiácidos como o SiO 2 e 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 inseticida e herbicida. Além disso, é usado para colocá-lo como pó ou em solução líquida 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 conservante de madeira devido à sua toxicidade para insetos e fungos.

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

-Arsênico faz parte do melarsoprol, um medicamento usado no tratamento da tripanossomíase humana africana. Doença parasitária transmitida pela mosca tsé-tsé.

-O óxido de túrio tem sido utilizado no tratamento da dermatite seborreica. Além disso, outros compostos de telúrio são usados ​​como agentes antimicrobianos.

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

Em copos e esmaltes

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

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

-Em casa, você pode assar alimentos usando vidro borossilizado, sem causar uma quebra nos utensílios utilizados.

-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 usado na fabricação de lentes de câmeras e lentes de microscópio . Além disso, é usado no processamento 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 seu ponto de fusão. Isso causa uma maior dureza na liga que é usada na produção de pellets

-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 maior flexibilidade.O telúrio é geralmente adicionado ao ferro fundido para produzir um endurecimento da camada superficial das peças temperadas.

-Antimony é usado em ligas para produzir rolamentos, placas acumuladoras e material de impressão.

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

A liga de silício, ferro e alumínio é utilizada para a produção de peças muito duras, utilizadas na indústria automotiva.

-Arsênico forma ligas com platina e cobre para aumentar sua resistência à corrosão. Além disso, o arsênico é adicionado ao alfa-latão para aumentar a resistência do zinco. Este tipo de latão é utilizado na elaboração 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, transistores, células solares e telas de LCD.

-O telúrio é um semicondutor com aplicações em eletroptica e eletrônica.

-Germanium é um metalóide semicondutor usado em conjunto com silício em circuitos integrados de alta velocidade para melhorar seu desempenho. Embora o germânio tenha deslocado o silício até certo ponto em sua função semicondutora, seu uso no desenvolvimento de chips miniaturizados foi aprimorado.

-Germanium é usado na elaboração de painéis solares. Até os robôs exploradores 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 fazem parte. Isso permite seu uso na criação de estruturas espaciais. Além disso, eles são utilizados na elaboração de tacos de golfe e varas de pesca.

A ação protetora do carboneto de boro é usada como barreiras de controle em reatores nucleares, limitando o vazamento de material radioativo. Além disso, o carboneto de boro é usado em coletes à prova de balas e na armadura de tanques de guerra.

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

Outros

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

– O boro faz parte dos ímãs de neodímio.

– O silicone, polímero derivado do silício, é utilizado na elaboração de óleos e ceras, implantes mamários, lentes de contato, explosivos e pirotécnicos.

-Germanium é usado para fazer lâmpadas fluorescentes e alguns LEDs. Além disso, o germânio é usado em guitarras elétricas para produzir um tom característico de distorção.

-Germanium é usado na aplicação de imagens térmicas para uso militar e combate a incêndios.

-Antimony é usado na fabricação de fósforos e granadas rastreadoras e localizadoras, bem como em fulminantes para cartuchos.

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

Os 8 elementos metalóides

Este grupo de elementos químicos é formado por boro, silício, antimônio, telúrio, germânio, arsênico, polônio e astatina. No entanto, o maior número de pesquisadores no campo da química exclui polônio e astatina como metalóides.

Portanto, o grupo de metalóides mais aceito seria composto de boro, silício, antimônio, telúrio, germânio e arsênico.

Observou-se que o polônio é distintamente metálico, uma vez que suas duas formas alotrópicas são condutores metálicos. Por outro lado, o astatino 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 metais, metalóides ou não metais é confusa. Por esse motivo, alguns pesquisadores, com base em alguma propriedade, sugerem que esse ou aquele elemento deva ser considerado um metalóide. Foi apontado, por exemplo, que carbono, alumínio ou selênio devem ser classificados como metalóides.

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

Referências

  1. Eden Francis (2002) Classificação dos Elementos. Retirado de: dl.clackamas.edu
  2. Metais, metalóides e não metais. Retirado de: angelo.edu
  3. Elementos Metalóides Retirado de: elements.org.es
  4. Exemplo de. (2013). Metalóides Retirado de: examplede.com
  5. Wikipedia (2018). Metalóide. Retirado de: en.wikipedia.org
  6. Jejuns rápidos da química. (2011). Metalóides (Semimetais). Retirado de: chemistry.patent-invent.com
  7. Os editores da Encyclopaedia Britannica. (18 de outubro de 2016). Metalóide. Retirado de: britannica.com

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