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Química

Semimetais

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 15/10/2018

Introdução

Existem sete semimetais conhecidos: boro (B), silício (Si), germânio (Ge), arsênio (As), antimônio (Sb), telúrio (Te) e polônio (Po). Esses elementos estão destacados em amarelo na tabela periódica abaixo:

Semi metais destacados em amarelo.Semi metais destacados em amarelo.

Os semimetais, também chamados de metalóides, apresentam propriedades intermediárias entre os metais e os não metais. São semicondutores elétricos e térmicos, apresentam brilho metálico, formam óxidos anfóteros (que reagem tanto com ácido quanto com base fortes, formando sal e água) e apresentam uma pequena sobreposição da banda de condução com a camada de valência. Podem formar cátions ou ânions (quando ligados a um metal formam ânions, e quando ligados a um ametal formam cátions).

A tabela seguinte apresenta as principais características dos elementos semimetálicos:

ElementoNúmero atômico (Z)Número de massa (A)Ponto de fusão (°C)Ponto de ebulição (°C)Densidade (g/cm3)
Boro (B)510,81230039312,47
Silício (Si)1328,09141026202,33
Germânio (Ge)3172,6193728305,32
Arsênio (As)3374,92613-2,78
Antimônio (Sb)51121,7663117506,69
Telúrio (Te)52127,604509906,25
Polônio (Po)842092549609,40

Boro (B)

O boro apresenta energia de ionização relativamente alta e é um metalóide que forma ligações covalentes. Este é um dos elementos que não segue a regra do octeto, estabilizando com 6 elétrons na camada de valência. Isso ocorre porque ele só apresenta três elétrons na camada de valência e possui um raio atômico pequeno.

O boro é minerado como bórax (Na2B4O7.10H2O) e quernita (Na2B4O7.4H2O). No processo de extração, o minério é convertido em óxido de boro usando ácidos e, depois, é reduzido com magnésio até uma forma de boro impura, marrom e amorfa. Um produto mais puro é obtido através da redução de um composto volátil de boro (como BCl3 ou BBr3) com hidrogênio sobre um filamento aquecido.

O boro elementar encontra-se em diversas formas alotrópicas, nas quais os átomos procuram encontrar formas de compartilhar oito elétrons. é mais encontrado na forma de um sólido não-metálico de cor cinza escuro, com alto ponto de fusão, ou como um pó marrom escuro com estrutura icosaédrica (12 faces). Por causa destas redes tridimensionais formadas, o boro apresenta elevada dureza.

A incorporação de fibras de boro aos plásticos resulta em materiais muito resistentes, com elevada dureza e leveza. Essas características permitem sua aplicação em aeronaves, mísseis e armaduras pessoais.

Silício (Si)

O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre. É encontrado em grandes quantidades nas rochas em forma de silicatos, que são compostos que contêm o íon silicato (SiO32-) e como sílica (SiO2) na areia.

O silício puro é obtido da quartzita pela redução com carbono de alta pureza em um forno de arco elétrico. O produto cru é exposto ao cloro para gerar o tetracloreto de silício, que é destilado e reduzido com hidrogênio até chegar na forma mais pura da sílica. Para ser usado em semicondutores, é preciso realizar uma nova purificação do silício. O silício, na forma amorfa, é aplicado em equipamentos fotovoltaicos, produzindo eletricidade a partir da luz solar.

Germânio (Ge)

O germânio é recuperado da poeira das chaminés das indústrias de processamento de minerais de zinco, nos quais apresenta-se como impureza. Este elemento é amplamente usado na indústria de semicondutores.

Arsênio (As) e Antimônio (Sb)

Tanto o arsênio quanto o antimônio são conhecidos no estado puro desde a antiguidade devido à facilidade com que são reduzidos de seus minérios. Esses elementos são aplicados nas ligas de chumbo empregadas como eletrodos de baterias e na indústria de semicondutores.

Telúrio (Te)

O telúrio é encontrado nos minérios de sulfeto e pode ser recuperado dos sedimentos formados no ânodo durante o resfriamento eletrolítico do cobre. Esse elemento apresenta vários alótropos, sendo que o mais estável é formado por longas cadeias de átomos em ziguezague. Apresenta baixa condutividade elétrica.

Polônio (Po)

O polônio é um semimetal radioativo de baixo ponto de fusão e é uma importante fonte de partículas α, sendo usado em aparelhos que inibem o aumento da eletricidade estática em fábricas de têxteis. As partículas α reduzem a estática neutralizando as cargas negativas que tendem a se acumular durante o movimento rápido do tecido.

Referências

Atikins & Jones. Princípios De Química - Questionando A Vida Moderna E O Meio Ambiente - 3ª Ed. - 2011


Exercícios

Exercício 1
(Unesp)

Os elementos químicos C, Si, Ge, Sn e Pb pertencem ao grupo IVA (ou 14) da tabela periódica. Sobre esses elementos, são feitas as cinco afirmações seguintes.

  • C, Si e Ge são semimetais.
  • Sn e Pb são os únicos metais do grupo.
  • C existe em várias formas alotrópicas, como o grafite, o diamante e os fulerenos.
  • Esses elementos formam, com cloro e hidrogênio, somente compostos de fórmulas ECℓ3 e EH3, onde E é um desses elementos.
  • Si é o elemento mais abundante da crosta terrestre e é encontrado em muitos minerais na forma de SiO2.

  •  Dessas afirmações, estão corretas:

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