半金属は、金属と非金属の両方の特性を持つ周期表の元素のグループです。半金属とも呼ばれます。
電気や熱を通す性質など金属の性質を持ちながら、もろい、光沢がないなど非金属の性質も併せ持っています。
メタロイドをさらに調べてみましょう。
メタロイドとは何ですか?
半金属は、金属と非金属の中間の性質を持つ周期表の元素のグループです。 「半金属」と呼ばれることもあります。
半金属には、ホウ素、シリコン、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルルが含まれます。
半金属は金属と非金属の両方の特性を持っています。たとえば、金属と同様にある程度は電気を通すことができますが、金属ほど優れた導体ではありません。
また、純粋な金属ほどではありませんが、ある程度の金属光沢があり、延性と展性があります。さらに、非金属と同様に共有結合を形成できますが、金属とイオン結合を形成することもできます。
これらの元素は、エレクトロニクスを含むさまざまな業界で重要であり、半導体やその他の電子部品の製造に使用されます。 [1]
周期表には半金属はいくつありますか?
周期表には一般に知られている半金属が 6 つあります。
彼らです;
- ボロン
- ケイ素
- ゲルマニウム
- 砒素
- アンチモンと
- テルル
しかし、それは完全に真実ではありません。ポロニウムとアスタチンも半金属のいくつかの特性を示すためです。
ポロニウムとアスタチンは半金属とみなされますか?
ポロニウムとアスタチンを半金属として分類するかどうかは、研究者の間で議論されています。
一部の研究者は、ポロニウムはより金属的な特性を示す一方、アスタチンはハロゲンと同様のより非金属的な特性を示すと主張しています。 [2]
その結果、広く受け入れられている半金属の定義は存在しません。研究者によっては、密度、物理的または化学的特性などのさまざまな基準に基づいてそれらを定義する場合があります。
さらに、ポロニウムとアスタチンの合成の性質と半減期が非常に短いため、ポロニウムとアスタチンの分類はさらに複雑です。
現状では、周期表上で広く受け入れられている半金属または半金属のリストには6 つの元素が含まれています。
ただし、進行中の研究と元素の特性の理解の進展により、将来、ポロニウムとアスタチンの分類が変更される可能性があります。
半金属の半導体特性
半金属は半導体の性質を持つ元素です。これは、金属と非金属の中間の導電性を有することを意味します。
半金属は金属のような良好な導体ではありませんが、非金属よりも導電性が高くなります。
半金属は、そのエネルギーバンドギャップが導体と絶縁体のエネルギーバンドギャップの間にあるため、半導体と呼ばれます。
簡単なイメージで理解してみましょう。
運転手：
導体では、価電子帯と伝導帯が非常に近く、自由電子が価電子帯から伝導帯に容易に移動できます。
絶縁体:
絶縁体ではバンドギャップが非常に大きく、電子が価電子帯から伝導帯に移動するには大量のエネルギーが必要です。
半導体:
対照的に、半導体のバンドギャップはこの 2 つの中間にあり、電子が価電子帯からバンドギャップに移動するのに必要なエネルギーは絶縁体よりも少なく、導体よりも多くなります。伝導の。
したがって、導体と絶縁体のエネルギーバンドギャップの間にエネルギーバンドギャップがある要素は半導体として分類されます。
半金属の用途
半金属は、エレクトロニクスから医療、製造に至るまで、幅広い産業でさまざまな用途に使用されています。ここでは半金属の用途をいくつか紹介します。
- ホウ素は、調理器具や実験器具などの耐熱ガラスの製造に使用されています。 [3]
- シリコンは、エレクトロニクスで最も使用される半金属の 1 つです。コンピューターチップ、携帯電話、その他の電子機器の製造に使用されます。
- アンチモンは、特定の種類の電池や弾丸の製造に使用されます。 [4]
- ゲルマニウムは、暗視ゴーグルに使用される赤外線カメラ用の特殊レンズを製造するために使用されます。 [5]
- テルルは、太陽光を電気に変換できる特定の種類のソーラーパネルの製造に使用されます。 [6]
- 半金属は、金属の混合物である合金の製造にも使用されます。たとえば、鉛にヒ素を加えて硬くしたり、ホウ素を鋼に加えて強度を高めたりします。
- シリコンやゲルマニウムなどの一部の半金属は、コンピューターや携帯電話などの電子機器に使用される半導体の製造に使用できます。
まとめ
半金属は、金属と非金属の両方の特性を持つ元素のグループです。それらにはホウ素、シリコン、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルルが含まれ、ポロニウムとアスタチンも半金属の特性を示します。
半金属は半導体特性を持っており、金属と非金属の中間の導電性を持っています。
エレクトロニクス、医療、製造などさまざまな業界で使用されています。ホウ素は耐熱ガラスに、シリコンはコンピューターチップに、ヒ素は一部の医薬品に、アンチモンはバッテリーや銃弾に、ゲルマニウムは赤外線カメラのレンズに、テルルはソーラーパネルに使用されます。一部の半金属は、電子デバイス用の半導体の製造にも使用できます。