Metaleroides en la Tabla Periódica: Ubicación y Propiedades

¿Qué Son los Metaleroides?

Un metaleroide es un elemento que tiene propiedades intermedias entre las de los metales y los no metales. Los metaleroides también pueden llamarse semimetales. En la tabla periódica, los elementos coloreados en verde, que generalmente bordean la línea escalonada, se consideran metaleroides.

Observa que el aluminio bordea la línea, pero se considera metal ya que todas sus propiedades son como las de los metales.

No hay una definición estándar de metaleroide y no hay acuerdo completo sobre qué elementos son metaleroides. A pesar de la falta de especificidad, el término permanece en uso en la literatura de química.

Los seis metaleroides comúnmente reconocidos son boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio y telurio. Cinco elementos son menos frecuentemente clasificados así: carbono, aluminio, selenio, polonio y astato.

En una tabla periódica estándar, todos los once elementos están en una región diagonal del bloque p extendiéndose desde el boro en la esquina superior izquierda hasta el astato en la inferior derecha. Algunas tablas periódicas incluyen una línea divisoria entre metales y no metales, y los metaleroides pueden encontrarse cerca de esta línea.

Algunos alotropos de elementos muestran comportamiento metálico, metaleroide o no metálico más pronunciado que otros. El elemento carbono; su alotropo diamante es no metálico; sin embargo, el alotropo grafito es eléctricamente conductor mostrando características más como un metaleroide. Fósforo, estaño, selenio y bismuto también tienen alotropos que muestran comportamiento fronterizo.

Los metaleroides tienden a tener apariencia metálica, pero se comportan más como no metales en la mayoría de reacciones químicas. Todos los metaleroides son sólidos a temperatura ambiente. Son mucho más quebradizos que los metales pero son conductores eléctricos mucho más pobres. Las características híbridas que poseen los metaleroides ofrecen una amplia gama de aplicaciones del mundo real como aleaciones metálicas, retardantes de llama y semiconductores/electrónica.

¿Dónde Están los Metaleroides en la Tabla Periódica?

Los metaleroides yacen a ambos lados de la línea divisoria entre metales y no metales. Esto puede encontrarse, en configuraciones variables, en algunas tablas periódicas. Los elementos a la izquierda inferior de la línea generalmente muestran comportamiento metálico creciente; los elementos a la derecha superior muestran comportamiento no metálico creciente. Cuando se presenta como una escalera regular, los elementos con la temperatura crítica más alta para sus grupos (Li, Be, Al, Ge, Sb, Po) yacen justo debajo de la línea.

Los metaleroides están ubicados entre metales y no metales. El color naranja en la tabla periódica representa metaleroides. Forman una frontera separadora entre metales y no metales.

En otras palabras, los metaleroides (semimetales) están ubicados a la derecha de los metales post-transición y a la izquierda de los no metales. También podemos decir que los metaleroides están presentes en la región diagonal del bloque p en la tabla periódica.

Propiedades Comunes de los Metaleroides

Los metaleroides tienen propiedades entre las de no metales y metales. La mayoría de los metaleroides tienen:

• Una apariencia similar a los metales.
• Son menos conductores que el metal.
• Son más quebradizos que los metales.
• Los metaleroides tienen propiedades químicas no metálicas en general.
• Las electronegatividades de los metaleroides están entre las de no metales y metales.
• Las energías de ionización de los metaleroides también están entre las de no metales y metales.
• Los semimetales/metaleroides tienen algunas características de no metales y algunas de metales.
• La reactividad de los metaleroides depende de las propiedades de los elementos con los que interactúan.
• Los metaleroides tienden a ser buenos semiconductores.
• Los metaleroides pueden tener brillo metálico, pero también tienen trópos que pueden tener apariencia no metálica.
• Los metaleroides son usualmente quebradizos, y también típicamente sólidos, solo volviéndose no sólidos bajo condiciones inusuales.
• Los metaleroides típicamente se comportan como no metales en reacciones químicas, y pueden crear aleaciones con metales.

En resumen, echemos un vistazo rápido a tanto las propiedades físicas como químicas de los metaleroides.

Propiedades Físicas de los Metaleroides

Las propiedades físicas son características que pueden documentarse u observarse sin alterar la sustancia del elemento, sin cambiar el grupo de moléculas en sustancias. Las propiedades físicas incluyen cosas como el punto de congelación y densidad.

Las propiedades físicas de los metaleroides son las siguientes:

• Los metaleroides tienen estado sólido de la materia.
• En general, los metaleroides tienen brillo metálico. Los metaleroides tienen baja elasticidad; son muy quebradizos.
• Los semimetales son elementos semiconductores, y permiten la transmisión promedio de calor.

Propiedades Químicas de los Metaleroides

Las propiedades químicas son aquellas que definen cómo una sustancia interactúa/reacciona con otras sustancias o cambia de una sustancia a otra. Las reacciones químicas son el único momento en que las propiedades químicas de un elemento pueden cuantificarse. Las reacciones químicas incluyen cosas como oxidación, combustión, empañado, explosión, etc.

Las propiedades químicas de los metaleroides son las siguientes:

• Los metaleroides forman gases fácilmente cuando se oxidan.
• Los metaleroides pueden combinarse con metales para crear aleaciones.
• Los metaleroides tienen diferentes alotropos metálicos y no metálicos.
• Cuando los metaleroides se funden, algunos de ellos se contraen.
• Los metaleroides pueden reaccionar con halógenos para formar compuestos.

Propiedades Características de los Metaleroides

• Los metaleroides son sólidos
• Tienen brillo metálico, y generalmente se ven como metales
• Son quebradizos, y fácilmente destrozables
• Los metaleroides pueden conducir electricidad, pero no tan bien como los metales.
• Químicamente, actúan más como no metales, formando aniones fácilmente, teniendo múltiples estados de oxidación, y formando enlaces covalentes.
• Sus energías de ionización y electronegatividades están entre los valores de metales y no metales.

Los metaleroides son por mucho el grupo más pequeño de elementos, ya que hay solo seis elementos definitivamente clasificados como metaleroides. Pueden tener de tres a seis electrones de valencia en su capa de energía externa. Este es el conductor de su reactividad/comportamiento químico.

El boro, que solo tiene tres electrones de valencia, se comporta mucho como metal durante reacciones químicas al ceder sus electrones. Los otros metaleroides, con cuatro o más electrones de valencia, tienden a comportarse más como no metales, ganando electrones durante reacciones.

Aprendamos algunos datos sobre los metaleroides individuales, comenzando con el boro.

Ejemplos de Metaleroides en la Tabla Periódica

1. Boro

El boro es un elemento versátil que puede incorporarse en varios compuestos. El vidrio borosilicato es extremadamente resistente al choque térmico. Cambios extremos en la temperatura de objetos conteniendo borosilicato no crearán daño al material, a diferencia de otras composiciones de vidrio, que se agrietarían o harían añicos.

Debido a su resistencia, los filamentos de boro se usan como materiales ligeros de alta resistencia para aviones, palos de golf y cañas de pescar. El tetraborato de sodio se usa ampliamente en fibra de vidrio como aislamiento y también se emplea en muchos detergentes y limpiadores.

2. Silicio

El silicio es un metaleroide típico. Tiene brillo como un metal pero es quebradizo como un no metal. El silicio se usa extensivamente en chips de computadora y otros electrónicos porque su conductividad eléctrica está entre la de un metal y un no metal.

Es un semiconductor potente, lo que significa que conduce electricidad más eficientemente a temperaturas más altas. Los compuestos de silicio llamados silicatos componen casi el 90% de la corteza terrestre, el silicio puro es raro. Sin embargo, es relativamente común en asteroides, lunas y polvo cósmico. Los silicatos se usan frecuentemente en la fabricación de cemento, porcelana y cerámicas.

En el siglo XXI, el silicio ha tenido una influencia masiva en la economía mundial a través de su importancia en el desarrollo de electrónica de semiconductores. El silicio puro ha sido vital para el desarrollo de chips de circuitos integrados y transistores, ambos componentes cruciales de dispositivos electrónicos modernos como teléfonos celulares, televisores y electrodomésticos.

3. Germanio

El germanio es un sólido gris-blanco brillante. Tiene una densidad de 5.323 g/cm³ y es duro y quebradizo. Es mayormente no reactivo a temperatura ambiente pero es atacado lentamente por ácido sulfúrico o nítrico concentrado caliente. El germanio también reacciona con sosa cáustica fundida para producir germanato de sodio Na₂GeO₃ e hidrógeno. Se funde a 938 °C.

También es un buen semiconductor y rara vez se encuentra en forma elemental pura en la tierra. El germanio frecuentemente cristaliza en una estructura de diamante. El germanio fue predicho para existir por Dimitri Mendeleev años antes de ser realmente descubierto. También pudo predecir muchas de sus propiedades usando su entendimiento de tendencias periódicas y conocimiento de otros metaleroides y elementos cercanos.

Como el silicio, el germanio también es crítico para la tecnología moderna, aunque se usa principalmente en aplicaciones diferentes a su primo metaleroide. El germanio se usa a menudo para óptica infrarroja, energía solar y numerosas aleaciones metálicas.

4. Arsénico

El arsénico es un sólido gris de apariencia metálica. Tiene una densidad de 5.727 g/cm³ y es quebradizo y moderadamente duro (más que aluminio; menos que hierro). Es estable en aire seco pero desarrolla una pátina bronce dorado en aire húmedo, que se ennegrece con exposición adicional.

El arsénico es atacado por ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrado. Reacciona con sosa cáustica fundida para dar arseniato Na₃AsO₃ e hidrógeno. El arsénico sublima a 615 °C. El vapor es amarillo limón y huele a ajo. El arsénico solo se funde bajo una presión de 38.6 atm, a 817 °C.

Forma fácilmente enlaces covalentes con no metales. El arsénico tiene aplicaciones respecto a aleaciones, electrónica y pesticidas/herbicidas, pero el uso de arsénico para estas aplicaciones está disminuyendo debido a la toxicidad del metal.

Su efectividad como insecticida ha llevado al arsénico a usarse como conservante de madera. Está clasificado como carcinógeno Grupo A. A pesar de su toxicidad, cantidades muy pequeñas de arsénico son requeridas para el metabolismo humano, pero el mecanismo para esto es desconocido.

5. Antimonio

El antimonio es un sólido blanco plateado con tinte azul y brillo brillante. Tiene una densidad de 6.697 g/cm³ y es un material quebradizo y moderadamente duro que es mal conductor de electricidad. Es estable en aire y humedad a temperatura ambiente. Usado con plomo, el antimonio aumenta la dureza y resistencia de la mezcla. Este material juega un papel importante en la fabricación de dispositivos electrónicos y semiconductores.

Aproximadamente la mitad del antimonio usado industrialmente se emplea en producción de baterías, balas, aleaciones, cables y equipos de plomería. Como es consistente con otros metaleroides, antimonio altamente purificado puede usarse en tecnologías de semiconductores.

Se encuentra en la naturaleza en aproximadamente ⅕ de la abundancia de arsénico. El antimonio tiene una estructura atómica similar al arsénico también, con tres capas de electrones semi-llenas en la capa más externa. Típicamente forma enlaces covalentes y es altamente reactivo con halógenos, como azufre, y produce una llama azul brillante al quemarse.

6. Telurio

El telurio es un sólido blanco plateado brillante. Tiene una densidad de 6.24 g/cm³, es quebradizo, y es el más blando de los metaleroides comúnmente reconocidos, siendo marginalmente más duro que el azufre. Piezas grandes de telurio son estables en el aire. La forma finamente pulverizada es oxidada por el aire en presencia de humedad. El telurio reacciona con agua hirviendo, o cuando se precipita recién incluso a 50 °C, para dar dióxido e hidrógeno.

El telurio es un metaleroide que exhibe una descripción similar al antimonio. El telurio es altamente reactivo con azufre y selenio y muestra una llama verde-azul al quemarse. El telurio se usa industrialmente como aditivo de acero y puede alearse con aluminio, cobre, plomo o estaño.

Como el antimonio, el telurio también puede fortalecer otros metales, pero también puede reducir la corrosión cuando se añade a los metales mencionados. Además, el telurio sirve como un fuerte semiconductor, particularmente cuando se expone a la luz. En la naturaleza, la mayor parte del telurio se encuentra en carbón, aunque cantidades traza se encuentran en algunas plantas.

7. Polonio

El polonio es "distintamente metálico" en algunos aspectos. Ambas formas alotrópicas son conductores metálicos. Es soluble en ácidos, formando el catión Po²⁺ de color rosa y desplazando hidrógeno: Po + 2 H⁺ → Po²⁺ + H₂. Muchas sales de polonio son conocidas. El óxido PoO₂ es predominantemente básico en naturaleza.

El polonio es un agente oxidante reacio, a diferencia de su congéner más ligero oxígeno: condiciones altamente reductoras se requieren para la formación del anión Po²⁻ en solución acuosa.

Si el polonio es dúctil o quebradizo no está claro. Se predice que es dúctil basado en sus constantes elásticas calculadas. Tiene una estructura cristalina cúbica simple. Tal estructura tiene pocos sistemas de deslizamiento y "lleva a muy baja ductilidad y por lo tanto baja resistencia a fractura".

El polonio muestra carácter no metálico en sus halogenuros, y por la existencia de poloniuros. Los halogenuros tienen propiedades generalmente características de halogenuros no metálicos. Muchos poloniuros metálicos, obtenidos calentando los elementos juntos a 500–1,000 °C, y conteniendo el anión Po²⁻, también son conocidos.

8. Astato

Como halógeno, el astato tiende a clasificarse como no metal. Tiene algunas propiedades metálicas marcadas y a veces se clasifica en su lugar como metaleroide o (menos a menudo) como metal. Inmediatamente tras su producción en 1940, investigadores tempranos lo consideraron un metal.

En 1949 se le llamó el no metal más noble (difícil de reducir) así como un metal relativamente noble (difícil de oxidar). En 1950 el astato fue descrito como halógeno y (por lo tanto) no metal reactivo. En 2013, sobre la base de modelado relativista, se predijo que el astato sería un metal monoatómico, con estructura cristalina cúbica centrada en las caras.

Varios autores han comentado sobre la naturaleza metálica de algunas propiedades del astato. Dado que el yodo es semiconductor en la dirección de sus planos, y dado que los halógenos se vuelven más metálicos con número atómico creciente, se ha presumido que el astato sería metal si pudiera formar una fase condensada.

El astato puede ser metálico en estado líquido basándose en que elementos con entalpía de vaporización mayor a ~42 kJ/mol son metálicos cuando son líquidos. Tales elementos incluyen boro, silicio, germanio, antimonio, selenio y telurio.

Preguntas Frecuentes

¿Qué son los metaleroides?

Un metaleroide es un elemento que tiene propiedades intermedias entre las de metales y no metales. Los metaleroides también pueden llamarse semimetales. En la tabla periódica, los elementos coloreados en amarillo, que generalmente bordean la línea escalonada, se consideran metaleroides.

¿Dónde están los metaleroides en la tabla periódica?

Los metaleroides yacen a ambos lados de la línea divisoria entre metales y no metales. Esto puede encontrarse, en configuraciones variables, en algunas tablas periódicas. Los elementos a la izquierda inferior de la línea generalmente muestran comportamiento metálico creciente; los elementos a la derecha superior muestran comportamiento no metálico creciente.

¿Cuáles son tus 8 metaleroides?

Boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio y telurio son comúnmente reconocidos como metaleroides. Dependiendo del autor, uno o más de selenio, polonio o astato a veces se agregan a la lista.

¿Cuáles son las características de un metaleroide?

Propiedades Características de los Metaleroides:

• Los metaleroides son sólidos.
• Tienen brillo metálico, y generalmente se ven como metales.
• Son quebradizos, y fácilmente destrozables.
• Los metaleroides pueden conducir electricidad, pero no tan bien como los metales.

¿Cuál es el elemento más raro en la Tierra?

Un equipo de investigadores usando la instalación de física nuclear ISOLDE en CERN ha medido por primera vez la llamada afinidad electrónica del elemento químico astato, el elemento natural más raro en la Tierra.

¿Por qué el polonio es un metaleroide?

El polonio tiene una posición en la tabla periódica que podría hacerlo un metal, un metaleroide o un no metal. Se clasifica como metal ya que su conductividad eléctrica disminuye al subir su temperatura.

¿Cuántos metaleroides hay en la tabla periódica?

Solo hay seis metaleroides. Además de silicio, incluyen boro, germanio, arsénico, antimonio y telurio. Los metaleroides caen entre metales y no metales en la tabla periódica. También caen entre metales y no metales en términos de sus propiedades.

¿Cuáles son 5 datos sobre metaleroides?

Datos de Metaleroides:

• El metaleroide más abundante en la corteza terrestre es el silicio, que es el segundo elemento más abundante en general (el oxígeno es el más abundante).
• El metaleroide natural menos abundante es el telurio.
• Los metaleroides son valiosos en la industria electrónica.
• Arsénico y polonio son metaleroides altamente tóxicos.

¿Cuáles son las 5 propiedades de los metaleroides?

Cinco Propiedades Principales de los Metaleroides

• Propiedades intermedias entre metales y no metales.
• Apariencia física similar a metales.
• Semiconductores de electricidad.
• Quebradizos.
• Propiedades químicas más similares a no metales que a metales.

¿Son los metaleroides buenos conductores?

La mayoría de los metaleroides tienen brillo metálico pero son malos conductores de calor y electricidad.

¿Es el francio un metal?

El francio (Fr), el elemento químico más pesado del Grupo 1 (Ia) en la tabla periódica, es el grupo de metales alcalinos.

¿Es el polonio un metaleroide?

Los elementos boro (B), silicio (Si), germanio (Ge), arsénico (As), antimonio (Sb), telurio (Te), polonio (Po) y astato (At) se consideran metaleroides.

¿Es el boro un metaleroide?

El boro es un elemento químico con símbolo B y número atómico 5. Clasificado como metaleroide, el boro es sólido a temperatura ambiente.

Sí, el boro (B) es un metaleroide porque tiene características de tanto metales como no metales. El boro actúa como no metal cuando reacciona con metales altamente electropositivos como Na, K, etc. y B actúa como metal cuando reacciona con F (para producir BF₃).

De nuevo, como no metales, forma hidruros de boro (es decir, no como NaH/KH, etc. sino como CH₄, PH₃ es decir, hidruros covalentes). De nuevo, B³⁺ es un ejemplo de ácido fronterizo; B³⁺ muestra "simbiosis" (BF₃ es un ácido duro y BH₃ es un ácido blando), este hecho también sugiere que el boro es un metaleroide/semimetal.

¿Es el silicio un metaleroide?

Pero a diferencia del carbono, el silicio es un metaleroide, de hecho, es el metaleroide más común en la tierra. "Metaleroide" es un término aplicado a elementos que son mejores conductores de flujo de electrones, electricidad que no metales, pero no tan buenos como metales.

El silicio se clasifica como metaleroide ya que algunas de sus propiedades son similares a las de metales y algunas son similares a las de no metales. Por ejemplo, se sabe que el silicio tiene un brillo metálico azulado-gris pero no es un conductor asombroso de electricidad.

¿Es el aluminio un metaleroide?

A pesar de la falta de especificidad, el término permanece en uso en la literatura de química. Los seis metaleroides comúnmente reconocidos son boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio y telurio. Cinco elementos son menos frecuentemente clasificados así: carbono, aluminio, selenio, polonio y astato.

El aluminio es un metal dúctil y maleable. Aunque tiene algunas propiedades inusuales que podrían hacerlo parecer metaleroide, no es un metaleroide porque, en la tabla periódica, yace a lo largo de la línea que diferencia entre metales, no metales y metaleroides.

¿Es el astato (At) un metaleroide?

Los elementos boro (B), silicio (Si), germanio (Ge), arsénico (As), antimonio (Sb), telurio (Te), polonio (Po) y astato (At) se consideran metaleroides. Los metaleroides conducen calor y electricidad intermedios entre no metales y metales y generalmente forman óxidos.

Además, como señala Kozimor, el astato resiste clasificación química fácil. Mientras está en la columna de elementos halógenos en la tabla periódica, también yace en una línea diagonal conteniendo metaleroides como boro y silicio. En reacciones, a veces actúa como halógeno, a veces como metal.

¿Es el antimonio Sb un metaleroide?

El antimonio es un elemento químico con símbolo Sb y número atómico 51. Clasificado como metaleroide, el antimonio es sólido a temperatura ambiente.

¿Es el germanio un metaleroide?

El germanio cae en el mismo grupo que carbono y silicio, pero también como estaño y plomo. El germanio mismo se clasifica como metaleroide.

Como metaleroide, el germanio tiene cualidades tanto de metal como de no metal. También es un semiconductor, lo que significa que tiene conductividad eléctrica entre un aislante y un conductor. Esta característica ha llevado a su uso en electrónica.

¿Es el carbono un metaleroide?

El carbono es un no metal, y los elementos restantes en este grupo son metales. El Grupo 15 se llama grupo del nitrógeno. Los metaleroides en este grupo son arsénico y antimonio. El Grupo 15 también contiene dos no metales y un metal.

¿Cuántos metaleroides hay en la tabla periódica?

Solo hay seis metaleroides. Además de silicio, incluyen boro, germanio, arsénico, antimonio y telurio. Los metaleroides caen entre metales y no metales en la tabla periódica. También caen entre metales y no metales en términos de sus propiedades.