半金属

半金属とは何か、その形や色はどのようなものかを説明します。また、その特徴、性質、用途は何ですか。

メタロイドとは何ですか?

半金属または半金属は、イオン化エネルギーと結合特性の点で金属と非金属の中間的な挙動を示す化学元素の一種です。

これらを本物の金属と区別するのは簡単ではありません。これらは非金属よりも電流をよく伝導しますが、金属のような良好な導体ではありません。さらに、形状や色も非常に多様である傾向があります。

半金属のリストには次の要素が含まれます。

ホウ素(B)
シリコン(あり)
ゲルマニウム (Ge)
ヒ素 (As)
アンチモン(Sb)
テルル（Te）
ポロニウム (Po)

「ハロゲン」も参照

半金属の特徴

周期表上の位置。半金属は、周期表内でホウ素からポロニウムまでの下降対角線上にあり、列 13、14、15、16 の間に散在しており、表を 2 つに分割しています。右半分にある要素は非金属であり、左側にある要素は金属です。
形と色合い。メタロイドは形状や色が非常に多様です。それらは光沢がある場合もあれば不透明である場合もあり、それらの多くは複数の同素体状態、つまり分子構造に応じて異なる表現を示します。たとえば、ヒ素は、その同素体の形態に応じて、灰色、黄色、黒色になります。同様に、シリコンは光沢のある固体結晶として現れることも、非晶質の茶色がかった粉末として現れることもあります。
電気駆動。ほとんどの半金属は完全な導体ではなく半導体であり（導体または絶縁体として振る舞うことができ、一方向に他の方向よりも電気をよりよく伝達します）、この点で金属元素とは区別されます。ただし、非金属要素 (絶縁体) よりもはるかに優れた導体であるため、電子機器製造業界でよく使用されます。
熱伝導。半金属は、金属元素の高い伝導率に達することなく、非金属元素よりもはるかに優れた熱エネルギーを伝導します。一般的に、それらは熱の良い伝導体とは考えられていません。
反応性。中間状態が与えられると、半金属は、金属元素の存在下 (その場合、非金属のように反応する) か非金属元素の存在下 (その後、金属のように反応する) に応じて異なる反応をします。それらはそれぞれに応じてさまざまな元素と親和性を持っており、そのため通常、ウラン、鉛、硫黄などの鉱物と一緒に含まれています。
毒性。一部の半金属は重要な分子の形成に不可欠ですが（たとえば、生物の体内に含まれるヒ素）、それらは健康被害を引き起こす可能性があります。ホウ素またはヒ素自体（非常に有毒）による中毒は致命的になる可能性があります。また、ポロニウムは有毒で高放射性元素です。つまり、発がん性、免疫抑制性、変異原性の可能性があり、健康に有害なアルファ粒子を放出します。

半金属の凝集状態

ほとんどの半金属は通常、室温では固体状態で、結晶 (ヒ素など) または不透明で脆いブロック (ゲルマニウムなど) の形で現れます。

ただし、相の変化に関して興味深い特性を持つものもあります。たとえば、ヒ素は、熱の存在下 (および通常の大気圧下) で固体から気体に直接変化します (昇華)。

半金属の原子特性

半金属の原子特性は非常に多様です。ポロニウム (209 u) やアンチモン (121.76 u) のように原子量が大きいものもあれば、ホウ素 (10.81 u) やシリコン (28.08 u) のように比較的軽いものもあります。

同様のことが、2.37 g/cm ³ (ホウ素) から 9.32 g/cm ³ (ポロニウム) の範囲の密度と、最後の層に異なる電子数 3 (ホウ素) を持つ可能性がある電子配置でも起こります。 )、4 (シリコン、ゲルマニウム)、5 (ヒ素、アンチモン)、6 (テルル、ポロニウム)。

半金属の豊富さ

一部の半金属は、ケイ酸塩またはヒ素と呼ばれる多数の化合物を形成するシリコンなど、地球の地殻に非常に豊富に存在します。

ホウ素は、自然界には自由で純粋な状態では存在しないため、豊富に存在しますが、ホウ砂と呼ばれる鉱物の一部として存在します。

一方、ポロニウムは非常に稀で、特定のウラン鉱物の一部としてのみ出現します。そしてアンチモンは地球の地殻中にごくわずかな割合で存在します。

半金属の用途

ほとんどの半金属は、整流器、トランジスタ、ダイオード、集積回路、さらには（シリコンの場合のように）チップやマイクロプロセッサなどの電子デバイスや半導体素子の製造に使用されます。ただし、その多様性により、さまざまな用途に対応できます。

たとえば、ホウ素の一部の同位体は原子力発電所内での中性子の吸収に役立ち、原子反応の制御機構として機能します。

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参考文献

主な化合物。クララムント・ヴァレスピ・ローザ・M、コナルゴ・ラミレス・ピラール、エステバン・サントス・ソレダド、ファラン・モラレス・アンヘレス、ペレス・トラルバ・マルタ、サンス・デル・カスティージョ・ディオニシア。 2015年。ISBN:978-84-362-6916-1
の「セミメタル」。
の「メタロイド」。