Yarı metaller (metaloitler)

Periyodik tablodaki basamak

Yarı metaller p bloğu boyunca çapraz bir bant oluşturur: 13. grupta bor, 14. grupta silisyum ve germanyum, 15. grupta arsenik ve antimon, 16. grupta tellür. s ve p orbitallerinde üç ila altı dış elektronları vardır; bordan ([He] 2s² 2p¹) tellüre ([Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴) kadar. Metalik karakter her grupta aşağı doğru artar ve her periyotta soldan sağa doğru azalır, bu yüzden sınır çapraz uzanır.

Üzerinde uzlaşılmış tek bir liste yoktur. Bazı tablolar polonyum, astatin, selenyum ve hatta karbonu da içerir; bu sitede polonyum bir geçiş sonrası metal, astatin bir halojen, selenyum ise tepkimeye yatkın bir ametaldir.

Kısmen metal, kısmen ametal

Yarı metallerin çoğu parlak gri ya da siyah bir yüzeyle metalik görünür, ancak kırılgandır. Bor, silisyum, germanyum ve tellür yarı iletkendir: ametallerden daha iyi, metallerden çok daha kötü iletirler ve iletkenlikleri sıcaklıkla artar. Arsenik ve antimon daha çok zayıf metaller gibi iletir ve çoğunlukla yarı metal denir.

Kimyasal olarak daha çok ametaller gibi davranırlar. Genellikle kovalent bağlar oluştururlar, oksitleri zayıf asidik ya da amfoterdir ve metallerle alaşım yaparlar. Bor ve silisyum, atomları dev kovalent ağlarda bağlı olduğu için 2076 °C ve 1414 °C'de erir.

Tipik tepkimeler

Silisyum, oksijenden sonra Dünya kabuğunda en bol bulunan ikinci elementtir, ancak doğada her zaman oksijenle birleşmiş hâlde, kumda, kuvarsta ve silikat minerallerinde bulunur. Saf silisyum, silikanın bir elektrik fırınında karbonla ısıtılmasıyla elde edilir: SiO₂ + 2C → Si + 2CO. Yarı metaller ayrıca halojenlerle tepkimeye girerek, optik liflerin ultra saf camını yapmak için kullanılan sıvı silisyum tetraklorür (Si + 2Cl₂ → SiCl₄) gibi kovalent bileşikler oluşturur.

Yarı iletkenler ve diğer kullanımlar

1947'de yapılan ilk transistörde germanyum kullanıldı; bugün ise hemen hemen tüm bilgisayar çipleri ve güneş hücreleri silisyumdan yapılır. İletkenlikleri katkılamayla kontrol edilir: silisyumdan bir dış elektronu eksik olan çok az miktarda bor ya da bir elektronu fazla olan fosfor veya arsenik eklenir.

Bor, ısıya dayanıklı borosilikat camına ve neodim-demir-bor mıknatıslarına girer. Germanyum fiber optikte ve kızılötesi merceklerde, arsenik galyum arsenür LED'lerde, antimon alev geciktiricilerde ve kurşun akü alaşımlarında, tellür ise kadmiyum tellürür güneş panellerinde kullanılır. Arsenik ve bileşikleri son derece zehirlidir.