Les semi-métaux ou métalloïdes sont des éléments chimiques qui ont des propriétés à la fois métalliques et non métalliques. Les métalloïdes sont des semi-conducteurs importants, souvent utilisés dans les ordinateurs et autres appareils électroniques.
- Bore (B): Numéro atomique 5
- Silicium (Si): Numéro atomique 14
- Germanium (Ge): Numéro atomique 32
- Arsenic (Comme): Numéro atomique 33
- Antimoine (Sb): Numéro atomique 51
- Tellure (Te): Numéro atomique 52
- Polonium (Po): Numéro atomique 84
- Tennessine (Ts): Numéro atomique 117
Bien que oganesson (numéro atomique 118) se trouve dans la dernière colonne périodique des éléments, les scientifiques ne croient pas que ce soit un gaz noble. L'élément 118 sera très probablement identifié comme métalloïde une fois que ses propriétés auront été confirmées.
Points clés à retenir: demi-métaux ou métalloïdes
- Les métalloïdes sont des éléments chimiques qui affichent les propriétés des métaux et des non-métaux.
- Sur le tableau périodique, les métalloïdes se trouvent le long d'une ligne en zigzag entre le bore et l'aluminium jusqu'au polonium et à l'astatine.
- Habituellement, les semi-métaux ou métalloïdes sont répertoriés comme le bore, le silicium, le germanium, l'arsenic, l'antimoine, le tellure et le polonium. Certains scientifiques considèrent également la tennessine et l'oganesson comme des métalloïdes.
- Les métalloïdes sont utilisés pour fabriquer des semi-conducteurs, des céramiques, des polymères et des batteries.
- Les métalloïdes ont tendance à être des solides brillants et cassants qui agissent comme isolants à température ambiante mais comme conducteurs lorsqu'ils sont chauffés ou combinés avec d'autres éléments.
Propriétés sémimétalliques ou métalloïdes
Les demi-métaux ou métalloïdes se trouvent dans une ligne en zig-zag sur le tableau périodique, séparant les métaux de base des non-métaux. Cependant, la caractéristique qui définit les métalloïdes n'est pas tant leur position sur table comme le très petit chevauchement entre le bas de la bande de conduction et le haut de la valence bande. Une bande interdite sépare une bande de valence remplie d'une bande de conduction vide. Les demi-métriques n'ont pas de bande interdite.
En général, les métalloïdes ont les propriétés physiques des métaux, mais leurs propriétés chimiques sont plus proches de celles des non-métaux:
- Les semi-métaux ont tendance à faire d'excellents semi-conducteurs, bien que la plupart des éléments eux-mêmes ne soient pas techniquement semi-conducteurs. Les exceptions sont le silicium et le germanium, qui sont de véritables semi-conducteurs, car ils peuvent conduire l'électricité dans les bonnes conditions.
- Ces éléments ont des conductivité thermique que les métaux.
- Les semi-métaux / métalloïdes ont des constantes diélectriques à réseau élevé et des susceptibilités diamagnétiques élevées.
- Les demi-métaux sont généralement malléables et ductile. Une exception est le silicium, qui est fragile.
- Les métalloïdes peuvent gagner ou perdre des électrons lors de réactions chimiques. Le nombre d'oxydation des éléments de ce groupe varie de +3 à -2.
- En ce qui concerne les apparences, les métalloïdes varient de ternes à brillants.
- Les métalloïdes sont extrêmement importants en électronique en tant que semi-conducteurs, bien qu'ils soient également utilisés dans les fibres optiques, alliages, verre et émaux. Certains se trouvent dans les médicaments, les nettoyants et les pesticides. Les éléments plus lourds ont tendance à être toxiques. Le polonium, par exemple, est dangereux en raison de sa toxicité et de sa radioactivité.
Distinction entre semimétaux et métalloïdes
Certains textes utilisent les termes semimétaux et métalloïdes de manière interchangeable, mais plus récemment, le terme préféré pour le groupe d'éléments est «métalloïdes», de sorte que les «demi-métaux» peuvent être appliqués aux composés chimiques ainsi qu'aux éléments qui présentent des propriétés à la fois des métaux et non métalliques. Un exemple de composé semi-métallique est le tellurure de mercure (HgTe). Certains polymères conducteurs peuvent également être considérés comme des demi-métaux.
D'autres scientifiques considèrent arsenic, l'antimoine, le bismuth, l'allotrope alpha de l'étain (α-étain) et l'allotrope graphite du carbone pour être des demi-métaux. Ces éléments sont également connus sous le nom de «demi-métaux classiques».
D'autres éléments se comportent également comme métalloïdes, donc le regroupement habituel des éléments n'est pas une règle stricte. Par exemple, le carbone, le phosphore et le sélénium présentent à la fois un caractère métallique et non métallique. Dans une certaine mesure, cela dépend de la forme ou de l'allotrope de l'élément. Un argument pourrait même être avancé pour appeler l'hydrogène un métalloïde; il agit normalement comme un gaz non métallique mais peut former un métal dans certaines circonstances.
Sources
- Addison, C.C et D.B Sowerby. "Éléments du groupe principal - Groupes v et Vi." Butterworths, 1972.
- Edwards, Peter P. et M. J. Sienko. "Sur l'occurrence du caractère métallique dans le tableau périodique des éléments." Journal of Chemical Education, vol. 60, non. 9, 1983, p. 691.
- Vernon, René E. "Quels éléments sont des métalloïdes?" Journal of Chemical Education, vol. 90, non. 12, 2013, pp. 1703–1707.