أشباه الفلزات هي مجموعة من العناصر في الجدول الدوري التي تمتلك خصائص معدنية وغير معدنية . وتسمى أيضًا أشباه المعادن.
وهي تتمتع ببعض خصائص المعادن، مثل القدرة على توصيل الكهرباء والحرارة، ولكنها تمتلك أيضًا خصائص اللافلزات، مثل كونها هشة وغير لامعة.
دعونا نستكشف أشباه الفلزات بشكل أكبر.
ما هي الفلزات؟
أشباه الفلزات هي مجموعة من العناصر الموجودة في الجدول الدوري والتي لها خواص وسطية بين الفلزات واللافلزات. كما يطلق عليها أحيانًا اسم “شبه المعادن”.
تشمل أشباه الفلزات البورون والسيليكون والجرمانيوم والزرنيخ والأنتيمون والتيلوريوم .
تتميز أشباه الفلزات بخصائص معدنية وغير معدنية. على سبيل المثال، يمكنها توصيل الكهرباء إلى حد ما، مثل المعادن، لكنها ليست موصلة جيدة مثل المعادن.
كما أنها تتمتع ببعض البريق المعدني ويمكن أن تكون قابلة للطرق والطرق ، على الرغم من أنها ليست بقدر المعادن النقية. بالإضافة إلى ذلك، يمكنها تكوين روابط تساهمية مثل غير المعادن، ولكن يمكنها أيضًا تكوين روابط أيونية مع المعادن.
ولهذه العناصر أهمية في مختلف الصناعات، بما في ذلك الصناعات الإلكترونية، حيث يتم استخدامها لإنشاء أشباه الموصلات والمكونات الإلكترونية الأخرى. [1]
كم عدد الفلزات الموجودة في الجدول الدوري؟
هناك 6 أشباه فلزات معروفة في الجدول الدوري.
هم؛
- البورون
- السيليكون
- الجرمانيوم
- الزرنيخ
- الأنتيمون و
- التيلوريوم
ولكن هذا ليس صحيحا تماما. لأن البولونيوم والأستاتين يظهران أيضًا بعض خصائص الفلزات.
هل يعتبر البولونيوم والأستاتين من أشباه الفلزات؟
إن تصنيف البولونيوم والأستاتين كأشباه فلزات هو موضوع نقاش بين الباحثين.
يدعي بعض الباحثين أن البولونيوم يُظهر خصائص معدنية أكثر، بينما يُظهر الأستاتين خصائص غير معدنية أكثر مشابهة للهالوجينات . [2]
ونتيجة لذلك، لا يوجد تعريف مقبول عالميا للأشباه الفلزات. قد يحددها الباحثون المختلفون بناءً على معايير مختلفة، بما في ذلك الكثافة أو الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لطبيعتها الاصطناعية ونصف عمرها القصير للغاية، فإن تصنيف البولونيوم والأستاتين أكثر تعقيدًا.
في الوقت الحالي، تتضمن القائمة المقبولة على نطاق واسع للفلزات أو أشباه المعادن في الجدول الدوري ستة عناصر.
ومع ذلك، فإن البحث المستمر والفهم المتطور لخصائص العناصر قد يؤدي إلى تغييرات في تصنيف البولونيوم والأستاتين في المستقبل.
خصائص أشباه الموصلات من الفلزات
أشباه الفلزات هي عناصر لها خصائص أشباه الموصلات. وهذا يعني أن لديهم الموصلية المتوسطة بين المعادن وغير المعادن.
أشباه الفلزات ليست موصلات جيدة مثل المعادن، ولكن موصليتها أعلى من تلك التي لدى اللافلزات.
تسمى أشباه الفلزات بأشباه الموصلات لأن فجوة الطاقة الخاصة بها تقع بين تلك الخاصة بالموصلات والعوازل.
دعونا نفهم هذا من خلال صور بسيطة.
السائقين:
في الموصلات، يكون نطاق التكافؤ ونطاق التوصيل قريبين جدًا من بعضهما البعض، مما يسمح للإلكترونات الحرة بالانتقال بسهولة من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل.
العوازل:
في العوازل، تكون فجوة النطاق كبيرة جدًا، مما يتطلب كمية كبيرة من الطاقة لتنتقل الإلكترونات من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل.
أشباه الموصلات:
في المقابل، تقع فجوة نطاق أشباه الموصلات بين الاثنين، مما يعني أن الإلكترونات تحتاج إلى طاقة أقل من طاقة العوازل ولكنها تتطلب طاقة أكبر من طاقة الموصلات للانتقال من نطاق التكافؤ إلى فجوة النطاق. من التوصيل.
ولذلك، فإن العناصر التي لها فجوة طاقة بين تلك الموجودة في الموصلات والعوازل تصنف على أنها أشباه موصلات.
استخدامات الفلزات
لدى الفلزات العديد من الاستخدامات المختلفة في مجموعة واسعة من الصناعات، من الإلكترونيات إلى الطب إلى التصنيع. وفيما يلي بعض استخدامات الفلزات.
- ويستخدم البورون في صناعة الزجاج المقاوم للحرارة لأدوات مثل أدوات المطبخ ومعدات المختبرات. [3]
- السيليكون هو أحد أشباه الفلزات الأكثر استخدامًا في الإلكترونيات. يتم استخدامه لصنع رقائق الكمبيوتر والهواتف المحمولة والأجهزة الإلكترونية الأخرى.
- ويستخدم الأنتيمون في صناعة أنواع معينة من البطاريات والرصاص. [4]
- ويستخدم الجرمانيوم في صناعة عدسات خاصة لكاميرات الأشعة تحت الحمراء المستخدمة في نظارات الرؤية الليلية. [5]
- ويستخدم التيلوريوم في صناعة أنواع معينة من الألواح الشمسية التي يمكنها تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. [6]
- تُستخدم أشباه الفلزات أيضًا في إنتاج السبائك، وهي عبارة عن مخاليط من المعادن. على سبيل المثال، يضاف الزرنيخ لجعله أكثر صلابة، ويضاف البورون إلى الفولاذ لجعله أقوى.
- يمكن استخدام بعض أشباه الفلزات، مثل السيليكون والجرمانيوم، في صناعة أشباه الموصلات المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة.
ملخص
الفلزات هي مجموعة من العناصر ذات الخصائص المعدنية وغير المعدنية. وهي تشمل البورون والسيليكون والجرمانيوم والزرنيخ والأنتيمون والتيلوريوم، كما يظهر البولونيوم والأستاتين أيضًا بعض خصائص أشباه الفلزات.
تمتلك أشباه الفلزات خصائص شبه موصلة، مما يعني أن لديها موصلية متوسطة بين المعادن وغير المعادن.
يتم استخدامها في مختلف الصناعات بما في ذلك الإلكترونيات والطب والتصنيع. ويستخدم البورون في صناعة الزجاج المقاوم للحرارة، والسيليكون في صناعة رقائق الكمبيوتر، والزرنيخ في صناعة بعض الأدوية، والأنتيمون في صناعة البطاريات والرصاص، والجرمانيوم في صناعة عدسات الكاميرات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء، والتيلوريوم في صناعة الألواح الشمسية. يمكن أيضًا استخدام بعض أشباه الفلزات في صناعة أشباه الموصلات للأجهزة الإلكترونية.