Gli elementi della scala che rifiutano di schierarsi
Il boro, il silicio, il germanio, l'arsenico, l'antimonio e il tellurio si trovano sulla scala diagonale che separa i metalli dai non metalli e si comportano come entrambi. Hanno un aspetto metallico, conducono male ma non sono completamente isolanti, e uno di loro è diventato il substrato dell'intera era digitale.
Evidenziato nella tavola periodica
Ogni membro
Che cosa li definisce
Questa è la proprietà distintiva. I metalli conducono meglio quando vengono raffreddati; i metalloidi conducono meglio quando vengono riscaldati, drogati o illuminati. È questa conduttività controllabile e commutabile a rendere possibile un transistor.
Sono lucidi e grigi come i metalli, ma si frantumano invece di piegarsi. I loro legami formano reti covalenti, non un mare di elettroni delocalizzati.
Formano ossidi che in alcune reazioni si comportano da acidi e in altre da basi, e possono comparire come partner positivo o negativo in un composto.
Tendenze periodiche
Il carattere metallico aumenta scendendo e andando verso sinistra. Il boro è il più non metallico; il polonio (che alcune classificazioni includono) è quasi un metallo. La scala stessa è un confine tracciato su un gradiente, quindi l'elenco degli appartenenti varia leggermente tra i libri di testo.
Nel mondo
Ogni circuito integrato mai prodotto, oltre a celle solari, vetro e polimeri di silicone. Il silicio per semiconduttori viene purificato fino a circa un atomo estraneo ogni miliardo.
Vetro borosilicato resistente agli shock termici, barre di controllo dei reattori che assorbono i neutroni e fibre di boro nei compositi ad alte prestazioni.
Il primo transistor era di germanio, non di silicio. Oggi il germanio viene usato per l'ottica a infrarossi, i nuclei delle fibre ottiche e l'elettronica ad alta velocità adiacente al GaAs.
Semiconduttori di arseniuro di gallio per dispositivi ad alta frequenza e optoelettronici; storicamente, pigmenti e pesticidi.
Ritardanti di fiamma, leghe per batterie al piombo-acido e — poiché si espande quando congela — il metallo che permetteva ai caratteri mobili di riempire perfettamente il loro stampo.
Pannelli solari a film sottile di tellururo di cadmio e lo strato a cambiamento di stato nei dischi ottici riscrivibili.
Manipolazione
I composti dell'arsenico sono tossici sia acutamente sia cronicamente e le acque sotterranee contaminate dall'arsenico colpiscono decine di milioni di persone. I composti dell'antimonio e del tellurio sono moderatamente tossici; l'esposizione al tellurio produce un persistente odore di aglio nell'alito. La polvere di silice cristallina causa silicosi. Il boro e il silicio elementari sono essenzialmente innocui.
Informazioni utili
Domande frequenti
Il boro, il silicio, il germanio, l'arsenico, l'antimonio e il tellurio compaiono in ogni elenco. Il polonio e l'astato compaiono in alcuni. Il selenio è talvolta incluso tra i metalloidi e talvolta tra i non metalli. In natura non esiste un confine netto, quindi neppure nella classificazione esiste un confine netto.
Il silicio forma uno strato di ossido stabile e isolante, SiO₂, semplicemente quando viene esposto all'ossigeno. Questo ossido nativo rende possibile il gate dei transistor moderni, mentre il germanio non ha un equivalente. Il silicio è inoltre abbondante, economico e tollera temperature più elevate.
Un intervallo di banda. In un metallo, gli elettroni si muovono liberamente verso stati vuoti, con un costo energetico essenzialmente nullo. In un semiconduttore c'è un piccolo intervallo che deve essere attraversato fornendo all'elettrone energia sufficiente, proveniente dal calore, dalla luce o da una tensione applicata. Poiché questo intervallo può essere regolato mediante drogaggio, la conduzione può essere attivata e disattivata. Questo interruttore è un transistor.
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