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什么是半金属?

(2015-07-21 11:41:18)
标签:

金属

分类

知识

普及

分类: 有色金属
什么是半金属?

在元素周期表对角线上的几种元素,其性质介于金属和非金属之间,被称为半金属、准金属亚金属类金属似金属,性质介于金属和非金属之间的元素。这些元素一般性脆,呈金属光泽。半金属通常包括硼、硅、砷、碲、硒。重元素钋,虽然对它的物理、化学性质所知尚少,一般也列入半金属。通常被认为金属的锗和锑,也可归入半金属其特点是都具有一种或几种同质异构体,其中一些具有金属性质,一些具有非金属性质。半金属大都是半导体材料。

半金属元素在元素周期表中处于金属向非金属过渡位置(见非金属)。如沿元素周期表Ⅲ A族的硼和铝之间到ⅥA族的碲和钋之间画一锯齿形斜线,可以看出:贴近这条斜线的元素除铝外,都是半金属元素。处于半金属元素带右侧的元素为非金属,处于左侧的为金属。半金属元素的负电性在1.8-2.4之间,大于金属,小于非金属。它们的氧化物与水作用生成弱酸性或弱碱性的溶液。它们与非金属作用时常作为电子给予体,而与金属作用时常作为电子接受体。

半金属大都是半导体,具有导电性,电阻率介于金属(10欧姆·厘米以下)和非金属(10欧姆·米以上)之间。导电性对温度的依从关系大都与金属相反;如果加热半金属,其电导率便随温度而上升。半金属大都具有多种不同物理、化学性质的同素异形体,碲、砷、硅、硼、硒的"无定形"同素异形体的非金属性质更为突出。

准金属(半金属)大都是半导体,它们的电阻率介于金属和非金属之间。半金属能带的特点,是它的导带与价带之间有一小部分重叠。不需要热激发,价带顶部的电子会流入能量较低的导带底部。因此在绝对零度时,导带中就已有一定的电子浓度,价带中也有相等的空穴浓度。这是半金属与半导体的根本区别。但因重叠较小,它和典型的金属也有所区别。这类材料的禁带宽度很小,因此被用来制作红外探测器件。红外光的波长为10微米左右,对应的光子能量0.1电子伏。半金属材料被红外光照射以后,电子能迅速从价带激发到导带,引起电导率变化,从而探测到红外光

除上述元素外,化合物也可以是半金属,如 Mg2Pb。另有一些化合物,如HgTeHgSe等禁带宽度等于零,有时称作零禁带半导体,实质上也是半金属。

这类元素的导电性能随温度的变化关系大都与金属相反,即其电导率随温度上升而增加。准金属用途广泛,在电气、冶金等方面有广泛的应用,尤其在半导体材料中有着举足轻重的作用。

半金属是一个用来分类化学元素的化学名词基于它们的物理和化学特性几乎所有元素周期表上的化学元素都可被分类为金属或非金属但也有一些特性介于金属与非金属之间的元素称为半金属硼硅锗砷锑碲和钋7种元素一般被视为类金属 类金属一词并没有明确的定义但类金属一般被认为拥有以下特性

有时把钋和砹包括在内。室温下为绝缘体受外界等影响即变为导体。这类金属有足够多的空电子轨道,能让其他原子的电子向这些空的轨道转移而具有导电性。

 

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