Polokovy (metaloidy)

Schodovitá čára v periodické tabulce

Polokovy tvoří diagonální pás přes blok p: bor ve 13. skupině, křemík a germanium ve 14. skupině, arsen a antimon v 15. skupině a tellur v 16. skupině. Mají tři až šest valenčních elektronů v orbitalech s a p, od boru ([He] 2s² 2p¹) po tellur ([Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴). Kovový charakter roste směrem dolů v každé skupině a klesá napříč každou periodou, takže hranice probíhá diagonálně.

Neexistuje jediný dohodnutý seznam. Některé tabulky zahrnují také polonium, astat, selen nebo dokonce uhlík; na tomto webu je polonium post-přechodný kov, astat halogen a selen reaktivní nekov.

Částečně kov, částečně nekov

Většina polokovů vypadá kovově, s lesklým šedým nebo černým povrchem, ale jsou křehké. Bor, křemík, germanium a tellur jsou polovodiče: vedou lépe než nekovy, ale mnohem hůře než kovy a jejich vodivost roste s teplotou. Arsen a antimon vedou spíše jako chudé kovy a často se nazývají polokovy.

Chemicky se chovají spíše jako nekovy. Obvykle tvoří kovalentní vazby, jejich oxidy jsou slabě kyselé nebo amfoterní a tvoří slitiny s kovy. Bor a křemík tají při 2076 °C a 1414 °C, protože jejich atomy jsou spojeny v obří kovalentní sítě.

Typické reakce

Křemík je po kyslíku druhým nejhojnějším prvkem v zemské kůře, ale v přírodě je vždy vázán na kyslík, v písku, křemeni a křemičitanových nerostech. Čistý křemík se vyrábí zahříváním oxidu křemičitého s uhlíkem v elektrické peci: SiO₂ + 2C → Si + 2CO. Polokovy také reagují s halogeny za vzniku kovalentních sloučenin, například kapalného chloridu křemičitého (Si + 2Cl₂ → SiCl₄), který se používá k výrobě ultračistého skla pro optická vlákna.

Polovodiče a další využití

První tranzistor, postavený v roce 1947, používal germanium a dnes jsou téměř všechny počítačové čipy a solární články vyrobeny z křemíku. Jejich vodivost se řídí dopováním: přidáním nepatrného množství boru, který má o jeden valenční elektron méně než křemík, nebo fosforu či arsenu, které mají o jeden více.

Bor se používá v žáruvzdorném borosilikátovém skle a neodym-železo-borových magnetech. Germanium se používá ve vláknové optice a infračervených čočkách, arsen v LED z arsenidu galitého, antimon v zpomalovačích hoření a slitinách olověných baterií a tellur v solárních panelech z telluridu kademnatého. Arsen a jeho sloučeniny jsou vysoce jedovaté.