Metaloides (semimetales)

La escalera de la tabla periódica

Los metaloides forman una franja diagonal a través del bloque p: el boro en el grupo 13, el silicio y el germanio en el grupo 14, el arsénico y el antimonio en el grupo 15, y el telurio en el grupo 16. Tienen de tres a seis electrones externos en orbitales s y p, desde el boro ([He] 2s² 2p¹) hasta el telurio ([Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴). El carácter metálico aumenta al bajar por cada grupo y disminuye a lo largo de cada período, por lo que la frontera discurre en diagonal.

No existe una lista única aceptada por todos. Algunas tablas incluyen también el polonio, el astato, el selenio o incluso el carbono; en este sitio el polonio es un metal postransicional, el astato un halógeno y el selenio un no metal reactivo.

En parte metal, en parte no metal

La mayoría de los metaloides tienen aspecto metálico, con una superficie gris o negra y brillante, pero son quebradizos. El boro, el silicio, el germanio y el telurio son semiconductores: conducen mejor que los no metales pero mucho peor que los metales, y su conductividad aumenta con la temperatura. El arsénico y el antimonio conducen más como metales pobres y a menudo se llaman semimetales.

Químicamente se comportan más como no metales. Suelen formar enlaces covalentes, sus óxidos son débilmente ácidos o anfóteros, y forman aleaciones con metales. El boro y el silicio se funden a 2076 °C y 1414 °C porque sus átomos están unidos en redes covalentes gigantes.

Reacciones típicas

El silicio es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre después del oxígeno, pero en la naturaleza siempre está combinado con oxígeno, en la arena, el cuarzo y los minerales silicatados. El silicio puro se obtiene calentando sílice con carbono en un horno eléctrico: SiO₂ + 2C → Si + 2CO. Los metaloides también reaccionan con los halógenos y forman compuestos covalentes, como el tetracloruro de silicio líquido (Si + 2Cl₂ → SiCl₄), que se usa para fabricar el vidrio ultrapuro de las fibras ópticas.

Semiconductores y otros usos

El primer transistor, construido en 1947, usaba germanio, y hoy casi todos los chips de ordenador y las células solares están hechos de silicio. Su conductividad se controla mediante dopaje: añadiendo una cantidad diminuta de boro, que tiene un electrón externo menos que el silicio, o de fósforo o arsénico, que tienen uno más.

El boro se usa en el vidrio de borosilicato resistente al calor y en los imanes de neodimio-hierro-boro. El germanio se emplea en la fibra óptica y en lentes de infrarrojos, el arsénico en los LED de arseniuro de galio, el antimonio en retardantes de llama y en aleaciones de baterías de plomo, y el telurio en paneles solares de telururo de cadmio. El arsénico y sus compuestos son muy venenosos.