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:
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:
Elemento | Número atômico (Z) | Número de massa (A) | Ponto de fusão (°C) | Ponto de ebulição (°C) | Densidade (g/cm3) |
Boro (B) | 5 | 10,81 | 2300 | 3931 | 2,47 |
Silício (Si) | 13 | 28,09 | 1410 | 2620 | 2,33 |
Germânio (Ge) | 31 | 72,61 | 937 | 2830 | 5,32 |
Arsênio (As) | 33 | 74,92 | 613 | - | 2,78 |
Antimônio (Sb) | 51 | 121,76 | 631 | 1750 | 6,69 |
Telúrio (Te) | 52 | 127,60 | 450 | 990 | 6,25 |
Polônio (Po) | 84 | 209 | 254 | 960 | 9,40 |
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
) 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.
Dessas afirmações, estão corretas: