أشباه الفلزات : الخصائص والاستخدامات
نفسر ما هي أشباه الفلزات وما هي أشكالها وألوانها. وما هي خصائصه وخصائصه واستخداماته.
ليس من السهل التمييز بين أشباه الفلزات والمعادن الحقيقية.
ما هي أشباه الفلزات؟
أشباه الفلزات أو شبه المعدنية هي نوع من العناصر الكيميائية التي يظهر سلوك وسيط بين المعادن واللافلزات، من حيث طاقات التأين وخصائص الرابطة.
ليس من السهل تمييزها عن المعادن الحقيقية. إنها توصل تيارًا كهربائيًا أفضل من غير المعادن ، لكنها ليست موصلة جيدة مثل المعادن. ما هو أكثر من ذلك ، عادة ما تكون شديدة التنوع في شكلها وتلوينها.
تتضمن قائمة أشباه الفلزات العناصر التالية:
- البورون (م)
- السيليكون (Si)
- الجرمانيوم (Ge)
- الزرنيخ (As)
- الأنتيمون (Sb)
- تيلوريوم (تي)
- بولونيوم (بو)
أنظر أيضا: الفلزات القلوية
خصائص أشباه الفلزات
يمكن أن يكون الزرنيخ رماديًا أو أصفر أو أسود.
- الموقع في الجدول الدوري. تم العثور على أشباه الفلزات ، داخل الجدول الدوري ، على قطري تنازلي من البورون إلى البولونيوم ، مبعثرة بين الأعمدة 13 و 14 و 15 و 16 ، وتقسم الجدول إلى قسمين. العناصر الموجودة في منتصف الجانب الأيمن هي العناصر غير المعدنية ، والعناصر الموجودة على اليسار هي العناصر المعدنية.
- الشكل والتلوين. تتنوع أشباه الفلزات اختلافًا كبيرًا من حيث الشكل واللون. يمكن أن تكون لامعة أو غير شفافة ، والعديد منها يقدم أكثر من حالة تآصلي ، أي عروض تقديمية مختلفة وفقًا لتركيبها الجزيئي. الزرنيخ ، على سبيل المثال ، يمكن أن يكون رمادي أو أصفر أو أسود ، اعتمادًا على شكله المتآصل. وبالمثل ، يمكن أن يظهر السيليكون على شكل بلورة صلبة لامعة أو مسحوق غير متبلور بني.
- التوصيل الكهربائي. معظم أشباه الفلزات هي أشباه موصلات (يمكن أن تتصرف كموصلات أو عوازل ، وتنقل الكهرباء بطريقة أفضل من الأخرى) بدلاً من كونها موصلات كاملة ، وبهذا فهي تتميز عن العناصر المعدنية. ومع ذلك ، فهي موصِّلات أفضل بكثير من العناصر غير المعدنية (العوازل) ، وهذا هو سبب استخدامها غالبًا في صناعة الإلكترونيات.
- التوصيل الحراري. توصل الفلزات طاقة حرارية أفضل بكثير من العناصر غير المعدنية ، دون الوصول إلى الموصلية العالية للعناصر المعدنية. بشكل عام ، لا تعتبر موصلات جيدة للحرارة.
- التفاعلية. بالنظر إلى حالتها الوسيطة ، تتفاعل الفلزات بشكل مختلف اعتمادًا على ما إذا كانت موجودة في وجود عنصر معدني (ثم تتفاعل كعنصر غير معدني) أو عنصر غير معدني (ثم تتفاعل كمعدن). لديهم تقارب للعديد من العناصر ، اعتمادًا على كل عنصر ، وهذا هو السبب في وجودهم عادةً في المعادن معًا ، مثل اليورانيوم والرصاص والكبريت ، إلخ.
- تسمم. في حين أن بعض الفلزات ضرورية لتكوين الجزيئات الحيوية (على سبيل المثال ، الزرنيخ ، الموجود في جسم الكائنات الحية) ، فإنها قد تشكل خطراً على الصحة. يمكن أن يكون التسمم بالبورون أو الزرنيخ (شديد السمية) قاتلاً ؛ ومن جانبه ، يعتبر البولونيوم عنصرًا سامًا وشديد النشاط الإشعاعي ، أي أنه ينبعث منه جسيمات ألفا الضارة بالصحة ، حيث يحتمل أن تكون مسببة للسرطان وكابت للمناعة ومسببة للطفرات.
حالات تجميع أشباه الفلزات
تحتوي الفلزات على تقارب لعناصر مثل الرصاص والكبريت.
معظم أشباه الفلزات يظهر عادة في الحالة الصلبة في درجة حرارة الغرفة، إما في شكل بلورات (مثل الزرنيخ) أو كتل معتم وهشة (مثل الجرمانيوم).
ومع ذلك ، لدى البعض خصائص غريبة من حيث تغيير المرحلة. على سبيل المثال ، ينتقل الزرنيخ مباشرة من مادة صلبة إلى غاز (تسامي) في وجود الحرارة (وفي ضغوط الغلاف الجوي العادية).
الخواص الذرية للفلزات
يبلغ وزن البورون الذري 10.81.
أشباه الفلزات متنوعة جدا في خصائصها الذرية. يوجد بعضها بوزن ذري كبير مثل البولونيوم (209 ش) أو الأنتيمون (121.76 ش) ، وأخرى خفيفة مثل البورون (10.81 ش) والسيليكون (28.08 ش).
يحدث الشيء نفسه مع كثافتها تتراوح من 2.37 جم / سم 3 (بورون) إلى 9.32 جم / سم 3 (بولونيوم). وبتكوينه الإلكتروني ، والذي يمكن أن يحتوي على عدد مختلف من الإلكترونات في الطبقة الأخيرة: 3 (بورون) ، 4 (سيليكون ، جرمانيوم) ، 5 (زرنيخ ، أنتيمون) و 6 (تيلوريوم ، بولونيوم).
وفرة من أشباه الفلزات
بعض أشباه الفلزات بكثرة في القشرة الأرضية، مثل السيليكون ، الذي يشكل مركبات عديدة تسمى السيليكات ، أو الزرنيخ.
البورون ، من جانبه ، موجود بكثرة ، ولكن كجزء من المعدن المسمى البوراكس ، لأنه لا يوجد في حالة حرة ونقية في الطبيعة.
من ناحية أخرى ، يعتبر البولونيوم نادرًا جدًا ولا يظهر إلا كجزء من معادن اليورانيوم المحددة ؛ ويوجد الأنتيمون بنسب قليلة جدًا في قشرة الأرض.
استخدامات أشباه الفلزات
يستخدم السيليكون لصنع الرقائق والمعالجات الدقيقة.
معظم أنصاف تستخدم في صناعة الأجهزة الإلكترونية وعناصر أشباه الموصلات ، مثل المقومات ، والترانزستورات ، والصمامات الثنائية ، والدوائر المتكاملة أو حتى (كما في حالة السيليكون) ، والرقائق والمعالجات الدقيقة. ومع ذلك ، فإن تنوعها يمكّنهم من العديد من الاستخدامات المختلفة.
على سبيل المثال، بعض نظائر البورون مفيدة في امتصاص النيوترونات داخل محطات الطاقة النووية ، وتعمل كآليات لتنظيم التفاعلات الذرية.