Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


پرش به محتوا
ویکی‌پدیادانشنامهٔ آزاد
جستجو

شبه‌فلز

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
۱۳۱۴۱۵۱۶۱۷
۲B
بور
C
کربن
N
نیتروژن
O
اکسیژن
F
فلوئور
۳Al
آلومینیوم
Si
سیلیسیوم
P
فسفر
S
گوگرد
Cl
کلر
۴Ga
گالیوم
Ge
ژرمانیوم
As
آرسنیک
Se
سلنیوم
Br
برم
۵In
ایندیوم
Sn
قلع
Sb
آنتیموان
Te
تلوریوم
I
ید
۶Tl
تالیوم
Pb
سرب
Bi
بیسموت
Po
پولونیوم
At
استاتین

شبه‌فلز یافلزوار (بهانگلیسی:Metalloid) عنوانی برای طبقه‌بندیعناصر شیمیایی است که به عناصری گفته می‌شود که خواصشان میانفلز ونافلز است. به‌طور کلیخواص فیزیکی شبه‌فلزات بیشتر شبیه به فلزات وخواص شیمیایی آن‌ها مانند نافلزات است. برای مثال، شبه‌فلزسیلیسیم که درگروه ۱۴ و دورهٔ ۳جدول تناوبی قرار دارد، سطح صیقلی و براق دارد،رسانایی الکتریکی کم امارسانایی گرمایی بالایی دارد. این عنصر اما بر اثر ضربه، خرد می‌شود وچکش‌خوار نیست و در واکنش بااتم‌های دیگر، فقطالکترون به اشتراک می‌گذارد.

هشت شبه‌فلز شناخته‌شده معمولاًبور،سیلیسیم،ژرمانیم،آرسنیک،آنتیموان ،تلوریم وپولونیم واستاتین هستند. البته با توجه به تعریف گنگ و نامفهوم این دسته از مواد، ممکن است در منابع و کتاب‌های مختلف، تعداد و نوع شبه‌فلزات، متفاوت باشد. این عناصر در دوره های 2، 3، 4 و 5 و 6 قرار دارند و در گروه های 14 و 15 و 16 هر کدام دو شبه و فلز و در گروه های 13 و 17 هر کدام فقط یک شبه فلز قرار دارد. نمیتوان گفت که خواص فیزیکی شبه فلزات نیز دقیقاً مشابه فلزات است و گویی با آنها تفاوت هایی دارد. بزرگترین شبه فلز شناخته شده تا کنون نیز، استاتین میباشد.

ویژگی‌ها

[ویرایش]

تعریف معینی برای شبه‌فلزها وجود ندارد اما چند ویژگی زیر مشخصهٔ آن‌ها است:

  • شبه‌فلزها سطح صیقلی و براق دارند.
  • در اثر ضربه خرد می‌شوند و می‌شکنند، بنابراینچکش‌خوار نیستند.
  • رسانایی گرمایی متوسط و رسانایی الکتریکی کمی دارند. البته با افزایش دما، رسانایی الکتریکی‌شان افزایش می‌یابد و به همین جهت در ساختترانزیستورها و قطعات الکتریکی درمدار وسایل الکتریکی از آن‌ها استفاده می‌شود.
  • در واکنش با سایر اتم‌ها، الکترون به اشتراک می‌گذارند.

خواص فیزیکی متالوئیدها

[ویرایش]

متالوئیدها ترکیبی از خواص فلزات و نافلزات را دارند. خواص فیزیکی مهم متالوئیدها شامل موارد زیر است:

  • هدایت الکتریکی: متالوئیدها رسانای الکتریسیته ضعیف‌تری نسبت به فلزات هستند و معمولاً به عنوان نیمه‌رسانا عمل می‌کنند. این بدان معناست که بسته به سطح ناخالصی‌ها یا دما، می‌توانند رسانا یا عایق باشند.
  • شکل فیزیکی: متالوئیدها در دمای اتاق به صورت جامد هستند.
  • هدایت حرارتی: متالوئیدها گرما را بهتر از نافلزات اما ضعیف‌تر از فلزات هدایت می‌کنند.
  • چگالی: چگالی متالوئیدها متفاوت است. به عنوان مثال، چگالی سیلیسیم ۲.۳۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب و چگالی آنتیموان ۶.۶۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.
  • سختی: متالوئیدها دارای طیف وسیعی از سختی هستند. به عنوان مثال، آرسنیک سختی ۳.۵ و بور سختی ۹.۳ را در مقیاس موس دارند.
  • خواص مکانیکی: متالوئیدها شکل‌پذیری ضعیفی دارند و بسیار شکننده هستند و به همین دلیل در کاربردهای سازه‌ای قابل استفاده نیستند.
  • ظاهر فلزی: بیشتر متالوئیدها سطحی براق و بازتابنده دارند، مشابه بسیاری از فلزات.

کاربردها

[ویرایش]

شبه‌فلزها می‌توانند در کنار فلزات،آلیاژ تشکیل دهند. شبه‌فلزها علاوه بر تهیهٔ آلیاژ در تهیهٔ عوامل بیولوژیکی،کاتالیزورها،پیشگیرنده‌های شعله،شیشه،ذخیره‌سازی نوری،اپتوالکترونیک،آتشکاری،نیم‌رساناها والکترونیک استفاده می‌شوند. ویژگی‌های الکتریکیسیلیسیم وژرمانیوم باعث ایجادصنایع نیم‌رسانا در دههٔ ۱۹۵۰ و توسعهٔالکترونیک حالت-جامد از اوایل دههٔ ۱۹۶۰ شد.[۱]

آلیاژ

[ویرایش]
Several dozen metallic pellets, reddish-brown. They have a highly polished appearance, as if they had a cellophane coating.
گلوله‌هایآلیاژ مس-ژرمانیم، که حاوی حدود ۸۴ درصدمس و ۱۶ درصدژرمانیم هستند.[۲] هنگامی‌که اینآلیاژ، بانقره ترکیب شود، نوعینقرهٔ استرلینگ مقاوم در برابر کدر شدن پدید می‌آید که دو گلوله از آن در این تصویر، نشان داده شده‌است.

آلیاژهاینیکلبور از مواد تشکیل‌دهندهٔ آلیاژهایجوشکاری و ترکیباتسختکاری پوسته برای صنایع مهندسی هستند. آلیاژهای سیلیسیم باآهن وآلومینیم به‌ترتیب در صنایعفولاد وخودروسازی کاربرد فراوانی دارند. ژرمانیم، آلیاژهای بسیاری را تشکیل می‌دهد که مهم‌ترین آن‌ها در ترکیب با فلزاتگروه ۱۱ جدول تناوبی، موسوم بهفلزات مسکوک است.[۳]

آرسنیک می‌تواند آلیاژهایی با فلزات از جملهپلاتین ومس تشکیل دهد.[۴] آرسنیک همچنین بهمس وآلیاژهای مس برای بهبود مقاومت در برابرخوردگی اضافه می‌شود و به‌نظر می‌رسد که هرگاه بهمنیزیم اضافه شود، همین مزیت را دارد.[۵][۶] آنتیموان به‌عنوان یک آلیاژساز از جمله بافلزات مسکوک شناخته شده‌است. یکی از آلیاژهای آن،مسوار (آلیاژ مس وقلع با حداکثر ۲۰ درصد آنتیموان) است.[۷] تلوریم به‌آسانی باآهن، با عنوان فروتلوریم (۵۰–۵۸٪ تلوریم) و با مس، به‌شکلمس تلوریوم (۴۰–۵۰٪ تلوریم)، آلیاژ می‌شود.[۸] فروتلوریم به‌عنوان تثبیت‌کنندهٔکربن درریخته‌گری فولاد استفاده می‌شود.[۹] از عناصر نافلزی که کمتر به‌عنوان یک شبه‌فلز شناخته می‌شوند،سلنیم - به‌شکل فروسلنیم (۵۰–۵۸٪ سلنیم) - برای بهبودقابلیت ماشین‌کاریفولادهای زنگ‌نزن استفاده می‌شود.[۱۰]

عناصری که معمولاً شبه‌فلز به‌حساب می‌آیند

[ویرایش]
Dull, lustrous granules, pebbles and irregular blob-like lumps, most grey, a few brown.
بور
A lustrous blue gray potato shaped lump with an uneven and irregular corrugated surface.
سیلیسیم
Grayish lustrous block with uneven cleaved surface.
ژرمانیم
Two dull silver clusters of crystalline shards.
آرسنیک
A glistening silver rock-like chunk, with a blue tint, and roughly parallel furrows.
آنتیموان
A shiny silver-white medallion with a striated surface, irregular around the outside, with a square spiral-like pattern in the middle.
تلوریم

عناصر زیر در دستهٔ شبه‌فلزها جای می‌گیرند:[۱۱][۱۲]

بور

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:بور

بور (بهانگلیسی:Boron) بانماد شیمیاییB نام یکعنصر شمیایی باعدد اتمی ۵ است.

سیلیسیم

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:سیلیسیم

سیلیسیم (بهانگلیسی: Silicon) (باسیلیس که دی‌اکسید سیلیسیم است اشتباه نشود) با نمادSi است. عدد اتمی این عنصر ۱۴ است و چهار الکترون درلایهٔ ظرفیت دارد. سیلیسیم،جامد وبلوری است که درخشش فلزی آبی-خاکستری دارد. در اثر ضربه خرد می‌شود وشکننده است.

ژرمانیم

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:ژرمانیم

ژرمانیم سی و دومین عنصرجدول تناوبی است. ژرمانیم یکی از اعضای مهم خانوادهٔنیمه‌رساناها است و در صنعت نیمه‌رساناها کاربرد فراوان دارد. ژرمانیم با نماد Ge دارای عدد اتمی ۳۲ است.

آرسنیک

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:آرسنیک

آرسِنیک یا اَرسِنیک که در فارسی بهاکسید آنمرگ موش و بهسولفید آنزرنیخ گفته می‌شود،عنصری شیمیایی است که درجدول تناوبی با نماد شیمیایی As مشخص شده و دارایعدد اتمی ۳۳ است.

آنتیموان

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:آنتیموان

آنتیموان (بهانگلیسی: Antimony) از عنصرهای شیمیاییجدول تناوبی است. نماد شیمیایی آنSb و عدد اتمی آن ۵۱ است.

تلوریم

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:تلوریوم

تلوریم یک جامد درخشان نقره‌ای-سفید است و با نماد Te آن را نشان می‌دهند. تلوریم یاتلور عنصری باعدد اتمی ۵۲ است.

عناصری که کمتر شبه‌فلز به‌حساب می‌آیند

[ویرایش]

استاتین

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:استاتین

استاتین به‌عنوان یکهالوژن گاهی در نافلزها طبقه‌بندی می‌شود[۱۹] و ویژگی‌های فلزی قابل توجهی نیز دارد.[۲۰] استاتین گاهی در دسته‌بندی شبه‌فلزها قرار می‌گیرد[۲۱] و به‌ندرت فلز به‌حساب می‌آید.

سلنیم

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:سلنیم
سلنیوم خاکستری، که یکرسانای نوری است و هنگامی کهنور بر روی آن تابیده می‌شود، حدود ۱٬۰۰۰ برابر بهترالکتریسیته را هدایت می‌کند. این ویژگی از اواسط دههٔ ۱۸۷۰ درحسگرهای نوری استفاده می‌شود.[۲۲]

سلنیم رفتاری مرزی بین فلز و شبه‌فلز نشان می‌دهد.[۲۳] این عنصر در منابعشیمی محیط زیست معمولاً به‌عنوان یک شبه‌فلز توصیف می‌شود.[۲۴] سلنیم در محیط آبی، مشابه آرسنیک و آنتیموان حرکت می‌کند.[۲۵] نمک‌های محلول در آب آن، در غلظت‌های بالاتر، ویژگی‌هایسم‌شناسی مشابهی با آرسنیک دارند.[۲۶]

پولونیم

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:پولونیم

پولونیم از برخی جهات، دارای ویژگی‌های فلزی است.[۲۷] هر دو شکلآلوتروپیک آن، رسانای فلزی و دراسیدها محلول هستند.[۲۸] بسیاری ازنمک‌های پولونیم شناسایی شده‌اند.[۲۹]

کربن

[ویرایش]
مقالهٔ اصلی:کربن
A shiny grey-black cuboid nugget with a rough surface.
کربن (به‌صورتگرافیت).الکترون‌های ظرفیتی که درون لایه‌های گرافیت قرار دارند، ظاهری فلزی به آن می‌دهند.[۳۰]

کربن معمولاً به‌عنوان یک نافلز طبقه‌بندی می‌شود.[۳۱] اما دارای برخی ویژگی‌های فلزی است و گاهی به‌عنوان یک شبه‌فلز، طبقه‌بندی می‌شود.[۳۲]گرافیت از نظرترمودینامیکی، پایدارترینآلوتروپ کربن در شرایط محیطی است.[۳۳] ظاهری درخشان دارد و رسانای الکتریکی نسبتاً خوبی است.[۳۴][۳۵] گرافیت ساختار لایه‌ای دارد. هر لایه از اتم‌های کربن تشکیل شده‌است که به سه اتم کربنِ دیگر، در یک آرایش شبکه‌ای شش‌ضلعی پیوند دارند. لایه‌ها روی هم چیده شده‌اند و توسطنیروهای واندروالسی والکترون‌های ظرفیتی غیرمکانی‌شده نگه‌داشته می‌شوند.[۳۶]

ارزش اقتصادی

[ویرایش]

شبه‌فلزهای شناخته‌شده عمدتاً کمتر ازنقره قیمت دارند. تنها پولونیم واستاتین به‌دلیلرادیواکتیویتهٔ قابل‌توجه آن‌ها ازطلا گران‌تر هستند. در ۵ آوریل ۲۰۱۴، قیمت مقادیر اندک (تا ۱۰۰ گرم) سیلیسیم، آنتیموان، تلوریم وگرافیت، آلومینیم و سلنیم، به‌طور میانگین، حدود یک سوم قیمت نقره (۱٫۵دلار آمریکا برای هرگرم یا حدود ۴۵۵ دلار برای هراونس) بود. قیمت بور، ژرمانیم وآرسنیک به‌طور میانگین، حدود سه و نیم برابر قیمت نقره است. پولونیم با قیمت حدود ۱۰۰ دلار در هرمیکروگرم در دسترس است.[۳۷]

منابع

[ویرایش]
  1. Chedd 1969, pp.  58, 78; National Research Council 1984, p.  43
  2. Russell & Lee 2005, p.  401; Büchel, Moretto & Woditsch 2003, p.  278
  3. Klug & Brasted 1958, p.  199
  4. Good et al. 1813
  5. Sequeira 2011, p.  776
  6. Gary 2013
  7. Russell & Lee 2005, pp.  405–06; 423–34
  8. Davidson & Lakin 1973, p.  627
  9. Wiberg 2001, p.  589
  10. Greenwood & Earnshaw 2002, p.  749; Schwartz 2002, p.  679
  11. E. Sherman and G.J. Weston (1966).Chemistry of the non-metallic elements. Pergamon Press, New York. p. 64.
  12. Boylan, P.J. (1962).Elements of Chemistry. Allyn and Bacon, Boston. p. 493.
  13. Liu, E (1978)."Fluorination of dimethylmercury, tetramethylsilane and tetramethylgermanium. Synthesis and characterization of polyfluorotetramethylsilanes, polyfluorotetramethylgermanes,bis(trifluoromethyl)mercury and tetrakis(trifluoromethyl)germanium".Journal of Organometallic Chemistry.145: 167.doi:10.1016/S0022-328X(00)91121-5.
  14. Schnepf, Andreas (2008). "Metalloid Cluster Compounds of Germanium: Synthesis – Properties – Subsequent Reactions".European Journal of Inorganic Chemistry.2008: 1007.doi:10.1002/ejic.200700969.
  15. ۱۵٫۰۱۵٫۱۱۵٫۲Casiot, C (2002). "Optimization of the hyphenation between capillary zone electrophoresis and inductively coupled plasma mass spectrometry for the measurement of As-, Sb-, Se- and Te-species, applicable to soil extracts".Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy.57: 173.doi:10.1016/S0584-8547(01)00365-2.
  16. Chasteen, Thomas G.; Bentley, R (2003). "Biomethylation of Selenium and Tellurium: Microorganisms and Plants".Chemical Reviews.103 (1): 1.doi:10.1021/cr010210.PMID 12517179.
  17. «Polonium-210 Information Sheet»(PDF). بایگانی‌شده ازاصلی(PDF) در ۱۹ ژوئن ۲۰۱۰. دریافت‌شده در۲۴ اوت ۲۰۱۰.
  18. Rubin, K (1997)."Degassing of metals and metalloids from erupting seamount and mid-ocean ridge volcanoes: Observations and predictions".Geochimica et Cosmochimica Acta.61: 3525.doi:10.1016/S0016-7037(97)00179-8.
  19. Hawkes 2010;Holt, Rinehart & Wilson c. 2007;Hawkes 1999, p.  14;Roza 2009, p.  12
  20. Keller 1985
  21. Harding, Johnson & Janes 2002, p.  61
  22. Emsley 2001, p.  382
  23. Young et al. 2010, p.  9;Craig & Maher 2003, p.  391
  24. Meyer et al. 2005, p.  284; Manahan 2001, p.  911; Szpunar et al. 2004, p.  17
  25. US Environmental Protection Agency 1988, p.  1; Uden 2005, pp.  347‒48
  26. De Zuane 1997, p.  93; Dev 2008, pp.  2‒3
  27. Cotton et al. 1999, p.  502
  28. Wiberg 2001, p.  594
  29. Greenwood & Earnshaw 2002, p.  786; Schwietzer & Pesterfield 2010, pp.  242–43
  30. Hill & Holman 2000, p.  124
  31. Chang 2002, p.  314
  32. Kent 1950, pp.  1–2; Clark 1960, p.  588; Warren & Geballe 1981
  33. Housecroft & Sharpe 2008, p.  384; IUPAC 2006–, rhombohedral graphite entry
  34. Mingos 1998, p.  171
  35. Wiberg 2001, p.  781
  36. Charlier, Gonze & Michenaud 1994
  37. United Nuclear 2013
جدول تناوبی
H He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCa ScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSr YZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
فلزهای قلیاییفلزهای قلیایی خاکیلانتانیدهاآکتینیدهافلز واسطهفلزات پس‌واسطهشبه‌فلزهانافلزهاهالوژن‌هاگازهای نجیب
 جدول تناوبی با جزئیات بیشتر
شکل‌های جدول تناوبی
استاندارد
جایگزین
گسترده
دسته‌های عنصرها
برپایهٔ ساختار جدول تناوبی
گروه
دوره
بلوک
بر پایهفلز
شبه‌فلز
نافلز
فلز
شبه‌فلز
نافلزها
دیگر مجموعه‌ها
عنصرها
فهرست‌ها
ویژگی‌ها
صفحه‌های اطلاعات
پیشینه
ببینید
داده‌های کتابخانه‌ای: کتابخانه‌های ملیویرایش در ویکی‌داده
معدنی
فلزها
سمیت فلزی
مواد مغذی معدنی
شبه‌فلزها
نافلزها
آلی
فسفر
نیتروژن
CHO
دارو
بیش‌مصرفی‌ها
عصبی
گردش خون
مسمومیت با ویتامین
زیستی۱
ماهی /خوراک دریایی
سایرمهره‌داران
بندپایان
گیاهان /قارچ‌ها
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=شبه‌فلز&oldid=42687364»
رده‌ها:
رده‌های پنهان:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp