Καθημερινές Χρήσεις Μεταλλοειδών

Συναντάμε μια ποικιλία διαφορετικών στοιχείων κάθε μέρα, από το φθόριο στην οδοντόκρεμα σας μέχρι το νάτριο και το χλώριο στο επιτραπέζιο αλάτι σας, αλλά μερικά από αυτά είναι πιο κοινά από άλλα. Σήμερα, θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε ορισμένα στοιχεία που μπορεί να μην συναντήσετε - ή να θέλετε να συναντήσετε - κατά τις καθημερινές σας δραστηριότητες:τα ημιμέταλλα. Τι είναι τα μεταλλοειδή και πού μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε κατά τις καθημερινές σας δραστηριότητες;

Ιδιότητες μεταλλοειδών

Τα μεταλλοειδή, γνωστά και ως ημιμέταλλα, ταιριάζουν μεταξύ των μετάλλων και των μη μετάλλων στον περιοδικό πίνακα, αλλά τι είναι πραγματικά τα μεταλλοειδή; Είναι δύσκολο να οριστούν επειδή έχουν αυτό που είναι γνωστό ως ενδιάμεσες ιδιότητες, που σημαίνει ότι μπορούν να παρουσιάζουν ιδιότητες που θα μπορούσαν να ανήκουν είτε στην ομάδα μετάλλων είτε σε αμέταλλα. Δεν υπάρχει οριστική απάντηση σε ποια ομάδα ανήκουν αυτά τα στοιχεία. Για τους περισσότερους επιστήμονες, είναι μια κρίση κρίσης.

Ναι, το διάβασες σωστά. Ακόμη και οι επιστήμονες δυσκολεύονται να απαντήσουν στην ερώτηση «τι είναι τα μεταλλοειδή;»

Τα στοιχεία «επίσημα» που περιλαμβάνονται στην ομάδα ημιμετάλλων είναι:

Κοινά μεταλλοειδή	Ασυνήθιστα μεταλλοειδή
Πυρίτιο	Αντιμόνιο
Βόριο	Τελλούριο
Αρσενικό	Πολώνιο
	Γερμανία

Το πυρίτιο είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο που βρίσκεται στον φλοιό της Γης. Το μόνο στοιχείο που είναι πιο άφθονο είναι το οξυγόνο.

Ένα άλλο πράγμα που είναι περίεργο σχετικά με τα ημιμέταλλα στον περιοδικό πίνακα είναι ότι δεν εμφανίζονται στον περιοδικό πίνακα σε ευθεία κάθετη ή οριζόντια γραμμή – η γραμμή της ομάδας τους είναι διαγώνιος.

Χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά

Τα στοιχεία που ανήκουν στην ομάδα των ημιμετάλλων μπορεί να είναι περίεργα. Μοιάζουν με εύθραυστα μέταλλα, αλλά η χημική τους συμπεριφορά είναι σαφώς μη μεταλλική. Μπορούν, και γενικά, σχηματίζουν κράματα με τα μέταλλα γύρω τους, καθιστώντας τα πιο δυνατά και δίνοντάς τους μεταλλικές ιδιότητες.

Το εάν αυτά τα στοιχεία παρουσιάζουν μεταλλικές ιδιότητες ή όχι εξαρτάται από τις ουσίες με τις οποίες αλληλεπιδρούν. Το βόριο, για παράδειγμα, θα ενεργεί σαν μη μέταλλο όταν αλληλεπιδρά με το πτητικό στοιχείο νάτριο, αλλά θα συμπεριφέρεται σαν μεταλλικό στοιχείο όταν αλληλεπιδρά με το φθόριο.

Μία από τις πιο πολυπόθητες ιδιότητες των μεταλλοειδών είναι το γεγονός ότι υπό ορισμένες συνθήκες, μπορούν να λειτουργήσουν ως αγωγοί. Αυτό το χαρακτηριστικό, της αγωγής του ηλεκτρισμού μόνο υπό ορισμένες συνθήκες, είναι γνωστό ως ημιαγωγιμότητα.

Εφαρμογές πραγματικής ζωής

Πού μπορείτε να βρείτε αυτά τα στοιχεία κατά τις καθημερινές σας δραστηριότητες; Τα περισσότερα από αυτά είναι πιο κοινά από ό,τι φαντάζεστε. Ποιες είναι μερικές χρήσεις των μεταλλοειδών στην καθημερινή μας ζωή;

Πυρίτιο

Το πυρίτιο είναι εύκολα ένα από τα πιο χρήσιμα στοιχεία στον πλανήτη. Είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο στον φλοιό της Γης και πήρε το όνομά του από το silex, η λατινική λέξη για Flint. Κέρδισε αυτό το όνομα επειδή είναι γκρι και μεταλλικό όταν έχει κρυσταλλική μορφή, που μοιάζει με την πέτρα από την οποία δανείστηκε το όνομά του. Εάν διαβάζετε αυτό το άρθρο σε οποιοδήποτε είδος ηλεκτρονικής συσκευής — κελί τηλέφωνο , φορητός υπολογιστής, υπολογιστής ή tablet — τότε χρησιμοποιείτε πυρίτιο.

Χρήσεις για πυρίτιο

Στοιχεία υπολογιστή: Το πυρίτιο είναι ημιαγωγός, καθιστώντας το ιδανικό για τσιπ υπολογιστών και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Η ανάμειξή του με άλλα στοιχεία όπως το βόριο, το γάλλιο και ο φώσφορος αυξάνει την αγωγιμότητά του και το καθιστά ακόμη πιο χρήσιμο.
Καουτσούκ: Το πυρίτιο σχηματίζει ένα πολυμερές όταν αναμιγνύεται με οξυγόνο. Αυτές οι σιλικόνες υπάρχουν σε όλα τα είδη προϊόντων από καουτσούκ, αλλά είναι πιο κοινές σε αδιάβροχα στεγανωτικά, όπως αυτά που θα χρησιμοποιούσατε γύρω από μια μπανιέρα ή νεροχύτη.
Μηχανές αυτοκινήτων: Τα κράματα αλουμινίου και πυριτίου είναι μια κοινή επιλογή για την κατασκευή εξαρτημάτων κινητήρα, συμπεριλαμβανομένου του μπλοκ και της κυλινδροκεφαλής.

Βόριο

Το βόριο χρονολογείται από τις αρχές του 1800, όταν οι ερευνητές συνδύασαν το βορικό οξύ με το κάλιο, απομονώνοντας το βόριο ως ένα ολοκαίνουργιο στοιχείο. Το στοιχείο πήρε το όνομά του από έναν συνδυασμό δύο λέξεων — buraq Στα αραβικά και burah στα περσικά. Και οι δύο είναι οι αντίστοιχες λέξεις των γλωσσών για τον βόρακα.

Χρήσεις για Βόριο

Πυροτεχνήματα: Ίσως η πιο εκρηκτική χρήση ενός μεταλλοειδούς στη λίστα μας. Το βόριο καίει ένα έντονο πράσινο, καθιστώντας το μια δημοφιλή επιλογή για πυροτεχνήματα και πυροτεχνήματα. Μπορείτε ακόμη να φτιάξετε τη δική σας πράσινη φλόγα αναμειγνύοντας βόρακα ή βορικό οξύ με μεθανόλη και ανάβοντάς την.
Καθαρισμός: Πιθανότατα έχετε λίγο βόριο στην κουζίνα ή στο γκαράζ σας με τη μορφή βόρακα ή βορικού οξέος. Αυτό το δημοφιλές καθαριστικό είναι κυρίως μη τοξικό και μπορεί να λειτουργήσει ακόμη και ως έλεγχος παρασίτων.
Σεύρος ψησίματος: Η Pyrex είναι μια από τις πιο δημοφιλείς μάρκες γυάλινα είδη ψησίματος . Εάν έχετε λίγο στην κουζίνα σας, τότε χρησιμοποιείτε άλλη μορφή βορίου. Το Pyrex χρησιμοποιούσε βοριοπυριτικό γυαλί, το οποίο είναι ανθεκτικό και ανθεκτικό σε θερμικό σοκ. Το βοριοπυριτικό γυαλί αναμειγνύει τα δύο πρώτα στοιχεία της λίστας μας — το βόριο και το πυρίτιο.

Αρσενικό

Το αρσενικό είναι ένα στοιχείο που πραγματικά δεν θέλετε να συναντήσετε. Αυτό το στοιχείο είναι απίστευτα τοξικό και είναι ίσως περισσότερο γνωστό για τη χρήση του ως δηλητήριο για ιστορικές δολοφονίες. Ωστόσο, το να είναι δηλητηριώδες δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν χρήσεις για αυτό το στοιχείο.

Χρήση για αρσενικό

Συντήρηση ξύλου: Η τοξικότητα του αρσενικού δεν περιορίζεται μόνο στους ανθρώπους. Είναι επίσης ένα αποτελεσματικό εντομοκτόνο και είναι χρήσιμο για την επεξεργασία του ξύλου για την προστασία του από ζημιές από παράσιτα. Τα τελευταία χρόνια, πολλές εταιρείες ξυλείας έχουν απομακρυνθεί από το αρσενικό υπέρ της επεξεργασίας χαλκού για να επιτύχουν τον ίδιο στόχο χωρίς την εγγενή τοξικότητα της ουσίας.
Ημιαγωγός: Όταν το αρσενικό είναι κράμα με γάλλιο, παρουσιάζει ημιαγωγικές ιδιότητες. Περιστασιακά θα βρείτε ημιαγωγούς αρσενικού σε LED.
Σίγαση γονιδίων: Παρά την τοξικότητά του, μια απίστευτα μικρή ποσότητα αρσενικού είναι απαραίτητη για να σας κρατήσει υγιείς. Το αρσενικό παίζει ρόλο στη σίγαση των γονιδίων, την απόκριση του σώματός σας που εμποδίζει την έκφραση ενός συγκεκριμένου γονιδίου.

Αντιμόνιο και γερμάνιο

Το αντιμόνιο χρονολογείται από την αρχαία Αίγυπτο, αν και οι επιστήμονες δεν το κατέταξαν επίσημα μέχρι το 1707. Το όνομά του προέρχεται από δύο ελληνικές λέξεις — anti και μονό. Σε συνδυασμό, οι δύο λέξεις σημαίνουν «όχι μόνο», επειδή πολύ σπάνια βρίσκεται μόνο του στη φύση. Το γερμάνιο, από την άλλη πλευρά, δεν απομονώθηκε μέχρι το 1886. Και τα δύο έχουν παρόμοιες χρήσεις, επομένως συχνά συγκεντρώνονται στις ίδιες ομάδες.

Χρήσεις για αντιμόνιο και γερμάνιο

Ημιαγωγοί: Τόσο το αντιμόνιο όσο και το γερμάνιο έχουν πολλαπλές εφαρμογές ως ημιαγωγοί. Συχνά συνδυάζονται με άλλα στοιχεία για τη βελτίωση της αγωγιμότητάς τους.
Καλλυντικά: Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι χρησιμοποιούσαν αντιμόνιο — με τη μορφή του βασικού του στοιχείου στιβνίτη — ως μακιγιάζ ματιών για αιώνες πριν τελικά οι επιστήμονες το ταξινομήσουν και το ονόμασαν.
Βαφές και λεκέδες: Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι είχαν τη σωστή ιδέα. Το αντιμόνιο χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα για το χρωματισμό διαφόρων χρωμάτων και λεκέδων για αγγειοπλαστική και γυαλί.

Τελλούριο και πολώνιο

Οι ανθρακωρύχοι ανακάλυψαν τελλούριο τυχαία ενώ προσπαθούσαν να εξάγουν αντιμόνιο από χρυσό. Περιστασιακά θα βρείτε το τελλούριο μόνο του στη φύση, αλλά προτιμά να περνά το χρόνο του σε μεταλλεύματα όπως ο συλβανίτης και ο καλαβερίτης. Η Μαρί Κιουρί, η διάσημη χημικός, ανακάλυψε το Πολώνιο και το ονόμασε για την πατρίδα της την Πολωνία. Αυτό το στοιχείο είναι ένα στοιχείο που πραγματικά δεν θέλετε να συναντήσετε επειδή είναι εξαιρετικά ραδιενεργό. Είναι επίσης ένα από τα πιο σπάνια στοιχεία αυτής της οικογένειας.

Χρήσεις για Τελλούριο και Πολώνιο

Κράμα χάλυβα: Το τελλούριο, όταν είναι κράμα με χάλυβα, κάνει το μέταλλο πιο εύκολο στη μηχανική επεξεργασία και τη διαμόρφωση.
Καπώματα ανατίναξης: Το τελλούριο είναι ένα από τα κύρια συστατικά στα καπάκια ανατινάξεων.
Lunar rovers: Η μόνη πρακτική εφαρμογή του Πολωνίου είναι στα διαστημικά ταξίδια. Ήταν η πηγή ενέργειας για πολλά σεληνιακά ρόβερ.

Μερικά από αυτά τα στοιχεία είναι σίγουρα πιο κοινά από άλλα, αλλά όλα έχουν τις χρήσεις τους. Την επόμενη φορά που θα σηκώσετε το κινητό σας ή θα εκκινήσετε τον υπολογιστή σας, θυμηθείτε να ευχαριστήσετε τον Jons Jacob Berzelius που ανακάλυψε το πυρίτιο το 1824. Η σύγχρονη εποχή των υπολογιστών δεν θα ήταν δυνατή χωρίς αυτόν!