類金屬 ( Metalloids )

類金屬 ( Metalloids )
國立臺灣師範大學化學系碩士班二年級陳筱鳳研究生

類金屬 ( metalloids ) 是一個用來分類化學元素的名詞。根據它們的物理及化學特性,元素週期表上的化學元素大都可被分類為金屬或非金屬;但有一些元素的性質介於金屬和非金屬之間,僅具有部分金屬或非金屬的性質,即稱為類金屬。[1]

類金屬又稱為準金屬或半金屬。但由於缺少正常金屬的延展性,所以只能算是 ” 半 ” 金屬。分別為硼 ( B ) 、矽 ( Si ) 、鍺 ( Ge ) 、砷 ( As ) 、銻 ( Sb ) 、碲 ( Te ) 這六種元素,而有時釙 ( Po ) 和砈 ( At ) 也被視為類金屬。這類元素的外電子層構型為ns2np 15 。在週期表中呈階梯狀的排列,特別的是,這些類金屬元素即使屬於不同族群,也可能會擁有相似的性質。[2]

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元素週期表[3]

矽元素

矽(Silicon)元素
高雄市立高雄女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學董騰元教授責任編輯

矽在早期曾被戴維(Davy)誤認為化合物。18世紀70年代,化學家們用螢石與硫酸作用發現氫氟酸以後,便打開了人們認識矽石複雜組成的大門。尤其在電池發明以後,化學家們利用電池獲得了活潑的金屬鉀、鈉、初步找到了把矽從它的化合物中分離出來的途徑。1823年瑞典化學家Berzelius J. J.用金屬鉀還原四氟化矽或用金屬鉀與氟矽酸鉀共熱,首次製得較純的粉狀單質矽。

矽之物理性質

矽(Silicon)之物理性質
高雄市立高雄女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學董騰元教授責任編輯

矽有晶態和無定形兩種同素異形體。晶態矽又分為單晶矽和多晶矽,它們均具有金剛石晶格(diamond cubic crystal structure),晶體硬而脆,具有金屬光澤,能導電,但導電性不如金屬,且隨溫度升高而導電性增加,具有半導體性質。