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]

硼(Boron)

硼(Boron)
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

硼的名稱boron主要源自於阿拉伯語,指其礦物:硼砂。人類幾千年前就知道硼砂這礦物,但直至英國化學家戴維(Davy)、給呂薩克等人,利用電解產生的鉀金屬,還原無水硼酸後,才得到單質硼,並確認它為一新的元素。硼的原子序5,元素符號是B;為三價的非金屬元素,自然界中沒有游離態的硼。它主要以硼砂(borax)以及各種硼酸鹽形式存在。硼酸含于某些溫泉水中。硼酸鹽礦物有硼砂Na2B4O5(OH)4 • 8H2O、方硼石2Mg3B8O15 • MgCl2、斜方硼砂Na2B4O7•4H2O等。土耳其及美國是世界上硼的主產地。單質硼的冶煉是利用硼的氧化物與金屬如鎂、鋁作用而得。較純的硼則是用硼的鹵化物與氫氣在高溫下反應還原而得。

硼有兩種穩定的同位素:11B(80.1%)、10B(19.9%)。單質硼屬於原子晶體,已知有多種的同素異形體存在。無定形硼是褐色,性質較活潑,能與許多非金屬直接結合。而結晶硼是黑色,硬度非常高(莫氏硬度約9.5),性質不活潑,不與HF、HCl作用,但可和熱的高濃度過氧化氫、硝酸、硫酸等作用。室溫下硼即可與氟化合反應;加熱則可與氯、溴、氧及硫作用。硼的主要用途在半導體作為摻雜物、核反應控制系統及殺蟲劑、防腐劑、化學合成試劑、硼玻璃和陶瓷、工程材料(B4C)等。