मेटलॉइड्स: विशेषताएँ, गुण और उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

Metalloids या semimetals भौतिक गुणों और धातुओं और nonmetals के बीच रासायनिक मध्यवर्ती के साथ रासायनिक तत्वों के एक समूह है। अधिकांश रासायनिक शोधकर्ता निम्नलिखित रासायनिक तत्वों को मेटलॉयड्स के रूप में स्वीकार करते हैं: बोरान, सिलिकॉन, आर्सेनिक, जर्मेनियम, सुरमा, और टेल्यूरियम (नीचे की छवि में हरा)।

हालांकि, शोधकर्ताओं का एक छोटा समूह धातु के ठोस पदार्थों में पोलोनियम, एस्टेट (रंग में नीला) और सेलेनियम (गुलाबी रंग में) जोड़ते हैं।

स्रोत: सेंडब द्वारा, विकिमीडिया कॉमन्स से

यहां तक ​​कि कुछ गुणों के आधार पर, वे सुझाव देते हैं कि रासायनिक तत्वों कार्बन और एल्यूमीनियम (रंग में पीले) को भी मेटलॉयड माना जाना चाहिए।

मेटलॉइड्स की मुख्य विशेषताएं

आवर्त सारणी पर स्थिति

मेटलॉइड्स आवर्त सारणी पर स्तंभ 13, 14, 15, 16, और 17 के बीच नीचे की ओर विकर्ण पर स्थित हैं, जो ऊपरी बाईं ओर बोरॉन से शुरू होता है और निचले दाईं ओर एस्टेटिन के साथ समाप्त होता है।

धातुएं धातुई और अधातु के बाईं ओर स्थित होती हैं; इसलिए, वे दोनों प्रकार के मामलों के बीच की सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं।

वे धातुओं के साथ मिश्र बनाते हैं

मेटलॉइड धातुओं के साथ मिश्र धातु बनाते हैं और अधातुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, उदाहरण के लिए ऑक्सीजन, सल्फर, और हैलोजेन।

इलेक्ट्रिक अर्धचालक

अधिकांश भाग के लिए उन्हें विद्युत अर्धचालक माना जाता है, उनका चालन तापमान निर्भर करता है। कम तापमान पर, विद्युत चालकता कम होती है, इसलिए वे विद्युत इन्सुलेटर के रूप में कार्य करते हैं, लेकिन जैसे-जैसे वे गर्म होते हैं, बिजली का संचालन करने की उनकी क्षमता बढ़ जाती है।

इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग आधार

अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के विकास के आधार हैं, साथ ही साथ कंप्यूटिंग और सूचना विज्ञान के भी। इसी तरह, सिलिकॉन से बना अनुप्रयोग इस क्षेत्र में बहुत उपयोगी है।

एलोट्रोपिक राज्य

मेटलॉइड में अलग-अलग अलॉट्रोपिक राज्य (विभिन्न क्रिस्टलीय रूप) हैं; इस प्रकार, उदाहरण के लिए, आर्सेनिक में काले, पीले या ग्रे क्रिस्टल होते हैं।

प्रकृति में, वे आमतौर पर शुद्ध रासायनिक तत्वों के रूप में नहीं पाए जाते हैं, बल्कि सीसा, सल्फर, लोहा, आदि के साथ खनिजों में संबद्ध या समुच्चय बनाते हैं।

भौतिक और रासायनिक गुण

भौतिक गुण

वे चमकदार ठोस के रूप में दिखाई देते हैं। इस संबंध में वे धातुओं से मिलते जुलते हैं। वे भंगुर होते हैं और बहुत लोचदार नहीं होते हैं, इसलिए उन्हें एक तार में नहीं खींचा जा सकता है, अर्थात वे बहुत नमनीय नहीं हैं। इसके अलावा, शीट्स में इसका परिवर्तन मुश्किल है, इसलिए मेटलॉयड बहुत निंदनीय नहीं हैं।

वे बिजली और तापमान का संचालन करने में सक्षम हैं, हालांकि धातुओं की तुलना में कुछ हद तक कम है। मेटलॉइड्स के भीतर रासायनिक तत्व होते हैं जो उनके बैंड संरचनाओं के आधार पर अर्धचालक के रूप में वर्गीकृत होते हैं।

यह समूह बोरॉन, सिलिकॉन, जर्मेनियम और सुरमा से बना है। आर्सेनिक और टेल्यूरियम को अर्ध-धातुओं के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

फ्यूजन पॉइंट्स

बोरान 2,076 डिग्री सेल्सियस; सिलिकॉन 1,414 डिग्री सेल्सियस; जर्मेनियम 938.25 डिग्री सेल्सियस; आर्सेनिक 817 डिग्री सेल्सियस; सुरमा 630.13 डिग्री सेल्सियस; टेल्यूरियम 449.51º C और पोलोनियम 254.5 C।

क्वथनांक

बोरान 3,927 डिग्री सेल्सियस; सिलिकॉन 3,265 डिग्री सेल्सियस; जर्मेनियम 2,833 डिग्री सेल्सियस; आर्सेनिक 614 डिग्री सेल्सियस; सुरमा 1,587º सी; टेल्यूरियम 988ur सी और पोलोनियम 962º सी।

घनत्व

बोरान 2.34 ग्राम / सेमी ³: सिलिकॉन 2.33 ग्राम / सेमी ³; जर्मेनियम 5.323 ग्राम / सेमी ³; आर्सेनिक 5,727; सुरमा 6.697 ग्राम / सेमी ³; टेल्यूरियम 6.24 ग्राम / सेमी ³ और पोलोनियम 9.32 ग्राम / सेमी ³ ।

रासायनिक गुण

वे अधातुओं के समान व्यवहार करते हैं, वे SiO _{2 की} तरह ऑक्साइड बनाते हैं , और उनके पास उभयचर व्यवहार होता है। धातु के अम्ल अम्ल या क्षार की तरह व्यवहार कर सकते हैं जो माध्यम के pH पर निर्भर करता है।

अनुप्रयोग

जीवित प्राणियों के बारे में

-अर्सेनिक का उपयोग कृषि में कीटनाशक और शाकनाशी के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, इसका इस्तेमाल पशुओं पर कीड़ों और परजीवियों को खत्म करने के लिए इसे पाउडर के रूप में या पशुओं पर तरल घोल में किया जाता है। कपास के बोले वेविल को मारने के लिए कैल्शियम आर्सेनेट का उपयोग किया जाता है।

-आर्सेनिक का उपयोग लकड़ी के परिरक्षक के रूप में कीड़े और कवक के लिए विषाक्तता के कारण किया जाता है।

-एरसेनिक का उपयोग एक्यूट प्रोमाइलोसाइटिक ल्यूकेमिया के उपचार में किया जाता है, जो एक प्रकार का रक्त कैंसर है। इसका उपयोग सोरायसिस के उपचार में उपयोग के लिए फाउलर के समाधान की तैयारी में किया जाता है। मानव शरीर में मौजूद कैंसर के ट्यूमर के स्थानीयकरण में आर्सेनिक (⁷⁴ As) के एक रेडियोधर्मी समस्थानिक का उपयोग किया जाता है।

-अर्सनिक मेलारसोप्रोल का हिस्सा है, जो मानव अफ्रीकी ट्रिपैनोसोमियासिस के उपचार में इस्तेमाल की जाने वाली दवा है। पक्षाघात की बीमारी पित्ती मक्खी द्वारा फैलती है।

-टैल्यूरियम ऑक्साइड का उपयोग सेबोरहाइक डर्मेटाइटिस के उपचार में किया गया है। इसी तरह, अन्य टेल्यूरियम यौगिकों को रोगाणुरोधी एजेंटों के रूप में उपयोग किया जाता है।

-बोरोन, बोरिक एसिड के रूप में, आंखों, नाक और गले में हल्के एंटीसेप्टिक के रूप में उपयोग किया जाता है।

चश्मे और एनामेल्स में

-टैलियम का उपयोग नीले, भूरे और लाल चश्मे के उत्पादन में किया जाता है। मेटलॉइड को इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से चांदी पर बनाया जा सकता है जो कि एक कालापन पैदा करता है।

-अन्टिमोनी का इस्तेमाल चश्मा और एनामेल को पीला रंग देने के लिए किया जाता है। बोरॉन का उपयोग कांच और सिरेमिक के उत्पादन में किया जाता है। विशेष रूप से, बोरोसिलिकेट ग्लास तापमान परिवर्तन के लिए प्रतिरोधी है, यही कारण है कि इसका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं और आसवन में प्रयोगशालाओं में किया जाता है।

-घर में बोरोसिलिकेट ग्लास का उपयोग करके भोजन को पकाया जा सकता है, जिससे बर्तन टूट जाते हैं।

-सिलिकॉन ग्लास उद्योग का मुख्य आधार है, लगभग सभी ग्लास ऑब्जेक्ट के निर्माण में शामिल है।

-अियम ऑक्साइड का उपयोग फोटोग्राफिक कैमरा लेंस और माइक्रोस्कोप लेंस के निर्माण में किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग कई अनुप्रयोगों के लिए ऑप्टिकल फाइबर के कोर के निर्माण में किया जाता है।

उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री के उत्पादन में

-अर्सेनिक सीसा के साथ मिश्रधातु बनाता है, जो इसके गलनांक में कमी लाता है। यह शॉट के उत्पादन में प्रयुक्त मिश्र धातु में एक उच्च कठोरता का कारण बनता है।

-एक मिश्र धातु के 0.1% और 0.6% के बीच टेल्यूरियम की मात्रा में वृद्धि से इसके प्रतिरोध और लचीलेपन में वृद्धि के साथ कर्षण के प्रतिरोध में वृद्धि होती है। टेलूरियम को अक्सर टेम्पर्ड भागों की सतह परत को सख्त करने के लिए लोहे को जोड़ने के लिए जोड़ा जाता है।

-अल्मोनी का उपयोग मिश्र धातुओं में बीयरिंग, संचायक प्लेट और मुद्रण सामग्री का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

-सिलिकॉन का उपयोग एसिड के अधिक प्रतिरोध के साथ मिश्र धातुओं के उत्पादन में किया जाता है। ऐसा ही मामला ड्यूरोन का है, जिसमें 14% सिलिकॉन है।

सिलिकॉन, लोहा और एल्यूमीनियम के मिश्र धातु का उपयोग बहुत कठिन भागों के उत्पादन के लिए किया जाता है, जिनका उपयोग मोटर वाहन उद्योग में किया जाता है।

-अर्सेनिक जंग के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए प्लैटिनम और तांबे के साथ मिश्र धातु बनाता है। साथ ही, जस्ता के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए अल्फा-पीतल में आर्सेनिक मिलाया जाता है। इस तरह के पीतल का उपयोग नलसाजी के लिए सहायक सामग्रियों के उत्पादन में किया जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटिंग में

-Metalloids इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटिंग उद्योग में अर्धचालक के रूप में उपयोग किया जाता है। इस अर्थ में, सिलिकॉन अर्धचालक व्यापार में अग्रणी है जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटिंग का आधार बनता है। सिलिकॉन और इसके डेरिवेटिव का उपयोग कंप्यूटर, ट्रांज़िटर, सौर सेल और एलसीडी स्क्रीन में किया जाता है।

-टैलियम एक अर्धचालक है जिसमें इलेक्ट्रो-ऑप्टिक्स और इलेक्ट्रॉनिक्स में अनुप्रयोग हैं।

-अियम एक अर्धचालक मेटलॉइड है जिसका उपयोग प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए उच्च गति वाले एकीकृत सर्किट में सिलिकॉन के साथ संयोजन के रूप में किया जाता है। हालांकि जर्मेनियम ने सेमीकंडक्टर के रूप में अपनी भूमिका में सिलिकॉन को कुछ हद तक विस्थापित कर दिया है, लेकिन मिनीटाइज्ड चिप्स में इसका उपयोग बढ़ाया गया है।

-Ium का उपयोग सौर पैनलों के उत्पादन में किया जाता है। यहां तक ​​कि मंगल ग्रह पर रोबोट की खोज में उनके सौर कोशिकाओं में जर्मेनियम होते हैं। इसके अलावा, जर्मेनियम का उपयोग रडार के निर्माण में किया जाता है।

मेटलॉइड्स की सुरक्षात्मक कार्रवाई

बोरोन और उससे संबंधित यौगिकों को उन सामग्रियों की महान प्रतिरोध प्रदान करता है जिनमें से यह एक हिस्सा है। यह स्थानिक संरचनाओं के निर्माण में इसके उपयोग की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, वे गोल्फ क्लब और मछली पकड़ने की छड़ के उत्पादन में उपयोग किए जाते हैं।

बोरान कार्बाइड की सुरक्षात्मक क्रिया का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में नियंत्रण बाधाओं के रूप में किया जाता है, जो रेडियोधर्मी सामग्री के रिसाव को सीमित करता है। इसके अलावा, बोरान कार्बाइड का उपयोग बुलेटप्रूफ वेस्ट में और युद्ध टैंक के कवच में किया जाता है।

सिलिकॉन डाइऑक्साइड और सिलिका, मिट्टी या रेत के रूप में, ईंटों, कंक्रीट और सीमेंट के महत्वपूर्ण घटक हैं, जिनका उपयोग निर्माण के विभिन्न रूपों में किया जाता है।

अन्य

-एनिमोन सल्फाइड का उपयोग आतिशबाजी और कैमरों में फ्लैश लैंप में किया जाता है।

-बोरोन नियोडिमिडियम मैग्नेट का हिस्सा है।

-सिलिकॉन, एक बहुलक है जो सिलिकॉन से प्राप्त होता है, इसका उपयोग तेल और मोम, स्तन प्रत्यारोपण, संपर्क लेंस, विस्फोटक और आतिशबाज़ी बनाने की क्रिया में किया जाता है।

-Ium का उपयोग फ्लोरोसेंट लैंप और कुछ एलईडी डायोड के निर्माण में किया जाता है। इसके अतिरिक्त, जर्मेनियम का उपयोग इलेक्ट्रिक गिटार में एक विशिष्ट विकृति टोन उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

-यम का उपयोग सैन्य उपयोग और अग्निशमन के लिए थर्मल इमेजिंग एप्लिकेशन में किया जाता है।

-एन्टिमनी का उपयोग माचिस और ट्रेसर और लोकेटर ग्रेनेड के निर्माण में किया जाता है, साथ ही कारतूस के लिए प्राइमरों में भी।

-सोडियम बोरेट का उपयोग प्लास्टिक और रबर्स में दहन मंदक के रूप में किया जाता है।

8 मेटलॉइड तत्व

रासायनिक तत्वों का यह समूह बोरॉन, सिलिकॉन, एंटीमनी, टेल्यूरियम, जर्मेनियम, आर्सेनिक, पोलोनियम और एस्टेट से बना है। हालांकि, रसायन विज्ञान के क्षेत्र में शोधकर्ताओं की सबसे बड़ी संख्या पोलोनियम को छोड़कर मेटलॉइड्स के रूप में ज्यदा है।

इसलिए, मेटलॉइड्स का सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत समूह बोरॉन, सिलिकॉन, एंटीमनी, टेल्यूरियम, जर्मेनियम और आर्सेनिक से बना होगा।

पोलोनियम को विशिष्ट रूप से धात्विक होने का उल्लेख किया गया है, क्योंकि इसके दो अलॉट्रोपिक रूप धात्विक संवाहक हैं। दूसरी ओर, एस्टैटाइन को 2013 में एक धातु के रूप में वर्गीकृत किया गया था, हालांकि इससे पहले 1950 में इसे हलोजन, प्रतिक्रियाशील अधातु के रूप में नामित किया गया था।

धातु, धातु या गैर-धातु के रूप में माना जाने वाले तत्वों के समूहों के बीच की सीमा स्पष्ट नहीं है। इस कारण से, कुछ शोधकर्ताओं, कुछ संपत्ति के आधार पर, सुझाव देते हैं कि इस या उस तत्व को मेटलॉइड माना जाना चाहिए। यह इंगित किया गया है, उदाहरण के लिए, कि कार्बन, एल्यूमीनियम या सेलेनियम को मेटलॉइड के रूप में वर्गीकृत किया जाना चाहिए।

चयन मानदंड स्थापित करने का प्रयास किया गया है जो किसी रासायनिक तत्व को धातु, धातु या गैर-धातु के रूप में वर्गीकृत करने की अनुमति देता है। अन्य चयन मानदंडों में विभिन्न रासायनिक तत्वों की आयनीकरण ऊर्जा, इलेक्ट्रोनगेटिविटी और पैकिंग दक्षता शामिल है।

संदर्भ

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