1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |
6 | Cs | Ba |
* |
Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra |
* * |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | |||||
Li | Alkalimetaller | ||||||||||||||||||
Være | Jordalkalimetaller | ||||||||||||||||||
De | Lanthanides | ||||||||||||||||||
Ac | Actinides | ||||||||||||||||||
Sc | Overgangsmetaller | ||||||||||||||||||
Al | Dårlige metaller | ||||||||||||||||||
B | Metalloider | ||||||||||||||||||
H | Ikke-metaller | ||||||||||||||||||
F | Halogen | ||||||||||||||||||
Hei | Edelgasser | ||||||||||||||||||
Mt | Ukjent kjemisk natur |
En metalloid er et kjemisk element som har mellomliggende egenskaper mellom metaller og ikke-metaller eller er en kombinasjon av disse egenskapene. I mangel på en standard definisjon av metalloider, varierer listen over elementer i denne familien i henhold til forfatterne.
De seks elementene som generelt er kjent som metalloider er bor 5 B, silisium 14 Si, germanium 32 Ge, arsen 33 As, antimon 51 Sb og tellur 52 Te. Fem andre er mindre hyppig klassifiseres blant metalloidene: karbon 6 C, aluminium 13 Al, selen 34 Se, polonium 84 Po og astate 85 . På sistnevnte, historisk rangert blant halogenene i fortsettelsen av de andre elementene i den 17 th gruppen imidlertid en tendens til å bli betraktet som en metalloid ettersom dens kjemiske egenskaper er bedre karakterisert. I en periodisk tabellstandard er de delt diagonalt i p-blokken langs den tidligere avgrensningslinjen mellom metaller og ikke-metaller vist i det periodiske systemet i første halvdel av XX - tallet.
Metalloider har et metallisk utseende, men er sprø og dårlig ledere av elektrisitet . Deres kjemiske egenskaper er i hovedsak de av ikke-metaller. De kan danne legeringer med metaller. De har generelt for lav mekanisk styrke til å kunne brukes i strukturelle applikasjoner, og blir vanligvis brukt gjennom legeringer, som katalysatorer , i flammehemmere , til fremstilling av briller , optiske skivespillere , optoelektronikk , pyroteknikk. , Halvledere og elektronikk . Det var egenskapene til germanium og silisium som muliggjorde fremveksten av halvlederindustrien på 1950-tallet og utviklingen av solid state-elektronikk på begynnelsen av 1960 - tallet .
Begrepet metalloid refererte opprinnelig til ikke-metaller. I midten av det XX th tallet sin betydning har utviklet seg til sin nåværende betydning. Metalloider forveksles noen ganger også med halvmetaller , som imidlertid er en annen klasse av materialer: bor og silisium er altså metalloider, men ikke halvmetaller, mens tinn og vismut er halvmetaller, men ikke metalloider.
Tabellen nedenfor oppsummerer noen fysiske egenskaper til metalloider. Ettersom astate aldri har blitt observert i store mengder, er dens makroskopiske data ikke kjent, og noen er utledet fra numeriske simuleringer. Dens tetthet ved romtemperatur resulterer således fra beregningsmodeller, og det dataelement i den atomradius kolonne angår dens kovalent radius .
Element |
Atomic masse |
Smeltetemperaturen |
temperatur koke |
masse volum |
Atomisk radius |
Elektronisk konfigurasjon |
ionisering energi |
Elektronegativitet ( Pauling ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Bor | 10,8135 u | 2076 ° C | 3.927 ° C | 2,08 g · cm -3 | 90 pm | [ He ] 2s 2 2p 1 | 800,6 kJ · mol -1 | 2,04 |
Silisium | 28.085 (1) u | 1414 ° C | 3265 ° C | 2.329 g · cm -3 | 111 pm | [ Ne ] 3s 2 3p 2 | 786,5 kJ · mol -1 | 1,90 |
Germanium | 72,630 (8) u | 938 ° C | 2.833 ° C | 5,323 g · cm -3 | 122 pm | [ Ar ] 4s 2 3d 10 4p 2 | 762 kJ · mol -1 | 2.01 |
Arsenikk | 74.921595 u | 615 ° C | 5,727 g · cm -3 | 119 pm | [ Ar ] 4s 2 3d 10 4p 3 | 947,0 kJ · mol -1 | 2.18 | |
Antimon | 121.760 (1) u | 630,63 ° C | 1635 ° C | 6,697 g · cm -3 | 140 pm | [ Kr ] 5s 2 4d 10 5p 3 | 834 kJ · mol -1 | 2,05 |
Tellurium | 127,60 (3) u | 449,51 ° C | 988 ° C | 6,24 g · cm -3 | 140 pm | [ Kr ] 5s 2 4d 10 5p 4 | 869,3 kJ · mol -1 | 2.1 |
En stat | [210] | 302 ° C | 337 ° C | 6,35 g · cm -3 | 150 pm | [ Xe ] 6s 2 4f 14 5d 10 6p 5 | 899 kJ · mol -1 | 2.2 |
Fra begynnelsen av kjemi til 1964 klassifiseres enkle legemer i metaller og metalloider. Begrepet metalloider på den tiden refererte til det vi nå kaller ikke-metaller . Metaller ble deretter gjenkjent av fysiske kriterier (hardhet, metallisk glans, ledning av elektrisitet, etc.) og kjemiske kriterier (produksjon av minst ett grunnleggende oksid, etc.). Elementene som ikke hadde disse egenskapene var metalloidene.
Denne klassifiseringen ble imidlertid diskutert: bly, som ikke har metallisk glans, er virkelig et metall, mens tinn, som har det, også er et metall. Andre tilfeller var tvetydige, for eksempel karbon : dens grafittvariasjon er ikke vanskelig, men leder strøm; dens diamantsort er vanskelig, men leder ikke strøm.
Fra 1960-tallet ble kriteriet som ble brukt, karakteren av bindingen : metallisk for metaller, kovalent for metalloider. På den tiden kalte vi metaller for de kjemiske elementene hvis antall elektroner i valensbåndet ( ytterste elektroner) er mellom 1 og 3, og metalloider de hvis antall er mellom 4 og 7 elektroner. Metaller og opptar den venstre side i Mendelejevs tabellen, og metalloider den høyre side fra 13. th kolonnen. Dette var gruppene fluor (kolonne VII B), oksygen (kolonne VI B), nitrogen (kolonne V B), karbon ( IV B) og bor (kolonne III B). Hydrogen er et spesielt tilfelle: regnes fra oppdagelsen som en metalloid (som alle gasselementer under normale forhold ), og har alle egenskapene til et metall i fast tilstand. Det er metallisk hydrogen .
Fram til 1964 var kjemiutdanningsprogrammer i Frankrike begrenset til studiet av metalloider. For de forberedende klassene for grandes écoles var elementene som ble undersøkt: hydrogen, oksygen, nitrogen, halogener, svovel, fosfor, arsen, karbon, silisium og bor. Kjemielærbøkene gikk deretter ned i generell kjemi og metalloidkjemi.
Først i 1965 introduserte disse programmene studiet av metaller (hovedsakelig jern) og noen organiske produkter. På dette tidspunktet falt begrepet "metalloid" i bruk og ble erstattet av "ikke-metaller". Samtidig er kjemibøker tilgjengelig i generell kjemi, uorganisk kjemi og organisk kjemi.
Begrepet metalloid er relatert til et kjemisk element som ikke kan klassifiseres verken i metaller eller blant ikke-metaller , det vil si hvis fysiske og kjemiske egenskaper er mellomliggende mellom metall og metall .
Det skal bemerkes at det ikke er noen presis standarddefinisjon av "metalloid", og at det ikke er enighet om hvilke elementer som skal klassifiseres i denne familien. Det er ikke nevnt i Book Gold of IUPAC anerkjenner imidlertid begrepene metall og ikke-metall . I tillegg bruker noen bøker om uorganisk kjemi, nåværende, til og med litt gamle, ikke dette begrepet, mens andre gjør det.
Metalloider er preget av følgende egenskaper:
Metalloider danner derfor et skrått bånd i det periodiske systemet mellom metaller og ikke-metaller :
Uttrykkene metalloid , halvmetall og halvleder bør skille seg ut fordi en metalloid refererer til en gruppe kjemiske elementer, mens begrepene halvmetall og halvleder karakteriserer materialer , inkludert metalllegeringer eller organiske materialer .
Noen elementer ved siden av metalloidet familien kan ha allotrope varianter som oppviser metalloid-atferd: dette er tilfelle med grafitt karbon (mens diamant er klart ikke-metalliske), i tillegg til fosfor , tinn og vismut .
Det er et jevnt antall elektroner per enhetscelle, så valensbånd bør være okkupert, og ledningsbånd ledige, noe som vil føre til en halvleder. Imidlertid overlapper valensbåndet og ledningsbåndet i et halvmetall delvis. Som et resultat er noen høyere tilstander i valensbåndet ledige, og noen lavere tilstander i ledningsbåndet er delvis okkupert. Et halvmetall er derfor en leder der ladebærerne enten er hull i valensbåndet eller elektroner i ledningsbåndet. Det er mulig ved å bruke trykk for å endre båndstrukturen til et materiale for å produsere en halvleder → halvmetallovergang.
Noen, som arsen, er svært giftige, men også veldig lave i spormengder.
Alene eller i mer eller mindre synergistiske kombinasjoner - metalloider som forurensninger av vann, luft og jord er mistenkt for å forårsake død og aborter , og ved lavere doser prematuritet , fødselsskader , reduksjon av vekten av nyfødte ved fødsel; å være en kilde til utviklingsforstyrrelser og fremtidig helse hos barnet og den fremtidige voksne ( fertilitets- og reproduktive helseforstyrrelser , psykomotoriske , intellektuelle og metabolske problemer , samt å øke risikoen for å utvikle visse kreftformer ... Som gjør det til et folkehelseemne og forskning, fordi visse årsaks- og virkningskoblinger fremdeles skal spesifiseres eller bekreftes.
Barn og gravide er a priori mer sårbare.
I Frankrike inneholder det nasjonale bioovervåkningsprogrammet en " perinatal komponent " som særlig inkluderer datainnsamling og studier av impregnering av gravide i 2011 (basert på overvåking av 4 145 gravide i " Elfe- kohorten ", etter å ha født i Frankrike i 2011 (unntatt Korsika og TOM )) av 13 metaller og metalloider ansett å være prioritert, nemlig antimon , arsen , kadmium , cesium , krom , kobolt , tinn , kvikksølv , nikkel , bly , uran , vanadium ). Aluminium er også en kilde til toksikologiske spørsmål, men på grunn av sin allestedsnærværende karakter ble det ansett som for hyppig kilde til forurensning av prøver og derfor fjernet fra rammen av den perinatale komponenten i det nasjonale overvåkingsprogrammet. Dette arbeidet med forurensning av gravide kvinner er basert på studier av ledningen blod , urin , hår og serum ). Det utfyller en annen del av programmet som tidligere (2016) fokuserte på organiske forurensninger ( bisfenol A , ftalater , plantevernmidler og vedvarende organiske forurensninger som dioksiner , furaner , PCB , flammehemmende stoffer og perfluorerte forbindelser ), som noen ganger kan virke synergistisk for å utvikle andre former for toksisitet med metaller og metalloider.
Dette er den første studien av denne typen laget i Frankrike. Det gir (bare for det franske fastlandet) (nasjonale) indikatorer for impregnering av gravide av metaller og metalloider. De tillater sammenligninger med andre studier (tidligere eller senere) i verden, som viser trendene når det gjelder metall og metalloid impregnering av mor, foster eller baby (spesielt via amming) i den perinatale perioden. Andre studier har fokusert på mekonium . Disse studiene hjelper også med å identifisere determinantene som fører til visse nivåer av impregnering.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Alkali- metaller |
Alkalisk jord |
Lanthanides |
Overgangs metaller |
Dårlige metaller |
metall loids |
Ikke- metaller |
halogen gener |
Noble gasser |
Varer uklassifisert |
Actinides | |||||||||
Superaktinider |