Δήμητρα Σπανού, συνταξιούχος χημικός καθηγήτρια α Βθμιας Εκπαίδευση
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ ΓΙ ΑΥΤΟΝ ΤΟΝ ΤΟΜΕΑ
Η ΧΗΜΕΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΗΝ ΥΛΗ. ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ. ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ. ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ.
Εδώ προσπαθώ να ανασύρω τα χημικά στοιχεία μαζύ με τις φυσικές , χημικές και φυσικοχημικές ιδιότητές τους συσχετίζοντας αυτές, στα μέτρα του δυνατού, με την εσωτερική τους δομή και σαν υλικά σώματα (παράδειγμα οι διαφορές μεταξύ άμορφων και κρυσταλλικών σωμάτων) αλλά και να δώσω την ιδέα για το πως και πόσο οι ιδιότητες αυτές επιρρεάζονται από τις εξωτερικές συνθήκες (παράδειγμα οι αλλοτροπικές μορφές σχετικά με την θερμοκρασία ή οι δυνάμεις που έχουν άλλα αποτελέσματα στα απλάυλικά σώματα ανάλογα με την εσωτερική δομή τους) κ.λ.π.
Λεπτομερέστερη και πιο εξειδικευμένη πληροφορία για τα χαρακτηριστικά και τις φυσικές ιδιότητες των χημικών στοιχείων υπάρχουν σε περιοχές του διαδικτύου όπως για παράδειγμα στην σελίδα
υπό κατασκευή
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ
ακατέργαστο
ΤΑ ΗΜΙΜΕΤΑΛΛΑ (ΜΕΤΑΛΛΙΟΕΙΔΗ)
ΤΑ ΗΜΙΜΕΤΑΛΛΑ
Είναι χημικά στοιχεία που δεν είναι δυνατόν να καταταγούν απόλυτα στα μέταλλα ή στα αμέταλλα, γιατί όρισμένες ιδιότητές τους μοιάζουν με των μετάλλων κι ορισμένες όχι.
Στα ημιμέταλλα, το εξωτερικό κέλυφος των ηλεκτρονίων καταλαμβάνουν από 3 έως 6 ηλεκτρόνια και έτσι μπορουν να απορροφήσουν αλλά και να ελευθερώσουν ηλεκτρόνια.
Ως προς την μεταλλική ή μη συμπεριφορά τους, η ομάδα των ημιμετάλλων είναι ρευστή, γιατί πολλά ημιμέταλλα μπορούν να σχηματίσουν μη μεταλλικές τροποποιήσεις αλλά και μεταλλικές τροποποιήσεις. Έτσι στα ημιμέταλλα εντάσσονται ορισμένες φορές και κάποια μη μέταλλα όπως το σελήνιο και το αρσενικό και κάποια μέταλλα όπως το Πολώνιο αλλά και το Γερμάνιο
Στα μεταλλοειδή κατατάσσονται στοιχεία από την
3Α ή 13η ομάδας το Βόριο Β (τυπικό ημιμέταλλο)
την 4Α ή ομάδα του άνθακα ή 14η ομάδα το πυρίτιο Si (τυπικό ημιμέταλλο), Γερμάνιο Ge(περισσότερο μέταλλο)
την 5Α ή ομάδα του Αζώτου ή 15η το Αρσενικό As (τυπικό ημιμέταλλο) το Αντιμόνιο Sb(περισσότερο μέταλλο)
την 16η ή ομάδα του οξυγόνου το Τελλούριο Te (τυπικό ημομέταλλο) , Πoλώνιο Po(μέταλλο) , Σελήνιο Se (περισσότερο μη μέταλλο)
ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
Όσον αφορά τις χημικές τους ιδιότητες, τα στοιχεία βόριο, πυρίτιο, αρσενικό και τελλούριο είναι αμέταλλα, αλλά το γερμάνιο και το αντιμόνιο έχουν μεταλλικές ιδιότητες μαζί με μη μεταλλικές ιδιότητες (για παράδειγμα, αντιδρούν με οξέα για να σχηματίσουν άλατα).
.
Ποιο συγκεκριμένα κάποια από τα ημιμέταλλα
Βόριο (B) 
Ιοντική ακτίνα: 23. 10-12
Ατομική μεταλλική ακτίνα 98. 10-12
Ομοιοπολική ακτίνα: 82. 10-12
Ηλεκτρονική διαμόρφωση 1s2 2s2 2p1
μαγνητική συμπεριφορά: διαμαγνητικό
πυκνότητα: 2,34g/cm3
θερμοκρασία τήξης: 2075οC
Δομή πλέγματος: ρομβοεδρικό (α=10,17 α=65,18
Θερμική αγωγιμότητα στους 300Κ 149W/mK
Πυρίτιο (Si)
Ιοντική ακτίνα: 42. 10-12 και 271. 10-12
Ατομική μεταλλική ακτίνα 132. 10-12
Ομοιοπολική ακτίνα: 111. 10-12
Ηλεκτρονική διαμόρφωση : [Ne] 3s23p3
μαγνητική συμπεριφορά:
πυκνότητα: 2,33g/cm3
θερμοκρασία τήξης:1414,85οC
Δομή πλέγματος: κυβικό, διαμάντι
Θερμική αγωγιμότητα στους 300Κ 149W/mK
Ηλεκτρική συμπεριφορά : ημιαγωγός
Διηλεκτρική σταθερά: 12
Πλάτος διακένου ζώνης: 1,21eV
Γερμάνιο Ge
Ιοντική ακτίνα: 53. 10-12 και 73. 10-12
Ατομική μεταλλική ακτίνα 122,5. 10-12
Ομοιοπολική ακτίνα: 122. 10-12
Ηλεκτρονική διαμόρφωση : [Ar] 3d104s2 4p2
μαγνητική συμπεριφορά: διαμαγνητικό
πυκνότητα: 5,323g/cm3
θερμοκρασία τήξης: 1483οC
Δομή πλέγματος: διαμάντι
Θερμική αγωγιμότητα στους 300Κ 60,2 W/(m·K)
Ηλεκτρική συμπεριφορά : ημιαγωγός
Αρσενικό As 
Ιοντική ακτίνα: . 10-12
Ατομική μεταλλική ακτίνα . 10-12
Ομοιοπολική ακτίνα: . 10-12
Ηλεκτρονική διαμόρφωση
μαγνητική συμπεριφορά:
πυκνότητα: g/cm3
θερμοκρασία τήξης:οC
Δομή πλέγματος: τριγωνικός
Θερμική αγωγιμότητα στους 300Κ, 50,2 W/(m·K
ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΗΜΙΜΕΤΑΛΛΩΝ
Όσον αφορά τα εξωτερικά χαρακτηριστικά τους, το γερμάνιο, το αντιμόνιο και το τελλούριο έχουν έντονα χαρακτηριστικά των μετάλλων (χαρακτηριστική λάμψη, χρώμα), ενώ το βόριο, το πυρίτιο και το αρσενικό έχουν πολύ ασθενέστερα χαρακτηριστικά. Όλες οι απλές ουσίες αυτών των στοιχείων χαρακτηρίζονται από κρυσταλλική δομή, υψηλή σκληρότητα και ευθραυστότητα.
Τα μεταλλιοειδή χαρακτηρίζονται από την παρουσία ομοιοπολικού κρυσταλλικού πλέγματος
Τα μεταλλιοειδή παίρνουν διαφορετικές μορφές μεταλλικής δομής ώστε εμφανίζουν αλλοτροπία ως προς το κρυσταλλικό πλέγμα τους
Η ΑΛΛΟΤΡΟΠΙΑ ΤΩΝ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΩΝ ΠΛΕΓΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΗΜΙΜΕΤΑΛΛΩΝ
Τα ημιμέταλλα εμφανίζονται σε δύο αλλοτρομικές τροποποιήσεις κρυστάλλων, η μια είναι μεταλλικού και η άλλη μη μεταλλικού χαρακτήρα και τα στοιχεία που στον περιοδικό πίνακα βρίσκονται στιν οριακή περιοχή μεταξύ μετάλλων και αμετάλλων, δύσκολα κατατάσσονται σε μια από τις δύο κατηγορίες.
Από τα ημιμέταλλα αλλοτροπικές μορφές χαρακτηρίζουν:
Το Βόριο απαντάται σε 10 άμορφες και κρυσταλλικές τροποποιήσεις
Το Πυρίτιο επίσης είναι και άμορφο και κρυσταλλικό
Το Αντιμόνιο σε 4 μορφές φαίνεται να είναι μέταλλο και σε τρεις άμορφο
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ- ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ
Όσον αφορά την ηλεκτρική αγωγιμότητα, το βόριο, το πυρίτιο, το γερμάνιο και το τελλούριο είναι ημιαγωγοί, ενώ το αρσενικό και το αντιμόνιο έχουν μεταλλική αγωγιμότητα.
βλέπε
( Τα τήγματα γερμανίου και πυριτίου έχουν ε πίσης μεταλλική αγωγιμότητα)
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα των ημιαγωγών είναι σχετικά μικρή σε θερμοκρασία δωματίου αλλά αυξάνεται με την θερμοκρασία (αντίθετα με τα μέταλλα που μειώνεται) . Έτσι τα ημιμέταλλα αναφέρονται και σαν στοιχειώδεις ημιαγωγοί ενώ πολλά από αυτά είναι κλασσικοί ημιαγωγοί όπως το Γερμάνιο και το πυρίτιο.
Σημείωση: Το πυρίτιο είναι ένας ημιαγωγός έμμεσης ζώνης και οι ηλεκτροφυσικές του ιδιότητες επιρρεάζονται από τις ακαθαρσίες που περιέχει. Αν περιέχει προσμείξεις βόριου αλουμίνιου, γάλλιου, ίνδιο από ομάδα ΙΙΙ γίνεται ημιαγωγός οπών. Αν οι προσμείξεις φωσφόρος , αρσενικό και αντιμόνιο από ομάδα V γίνεται ημιαγωγός ηλεκτρονίων
Το Γερμάνιο είναι ο πιο Κοινός ημιαγωγός στον πλανήτη
Το κράμα με Γάλιο χησιμοποιείται σε υπεραγωγούς.
Το τενεσιο, αλογόνο με Ατομικό αριθμό 117ιείναι πιθανώς επίσης ημιμέταλλο.
ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ ΤΗΞΗΣ ΖΕΣΗΣ
Τα ημιμέταλλα έχουν συγκριτικά χαμηλά σημεία τήξης και ζέσης και από αυτό φαίνεται πως ο μεταλλικός δεσμός είναι σχετικά αδύναμος και με σχετικά μικρή επικάλυψη ζώνης σθένους και ζώνης αγωγιμότητας
Δήμητρα Σπανού
ΠΗΓΕΣ
Πίνακας αλλοτροπίας μετάλλων και αμετάλλων
Ημιμέταλλο (φυσική στερεάς κατάστασης) - Βικιπαίδεια
Кристаллическая решетка: невидимая архитектура веществ
Electrical Resistivity | The Elements Handbook at KnowledgeDoor
ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΗΜΙΜΕΤΑΛΛΩΝ
Τα μεταλλιοειδή χαρακτηρίζονται από την παρουσία ομοιοπολικού κρυσταλλικού πλέγματος