stringtranslate.com

Металлоид

Металлоид — это тип химического элемента , который имеет преобладание промежуточных свойств или представляет собой смесь свойств металлов и неметаллов . Не существует стандартного определения металлоида и полного согласия относительно того, какие элементы являются металлоидами. Несмотря на отсутствие конкретики, этот термин продолжает использоваться в химической литературе .

Шесть общепризнанных металлоидов — это бор , кремний , германий , мышьяк , сурьма и теллур . Реже так классифицируют пять элементов: углерод , алюминий , селен , полоний и астат . В стандартной таблице Менделеева все одиннадцать элементов находятся в диагональной области p-блока, простирающейся от бора вверху слева до астата внизу справа. Некоторые таблицы Менделеева включают разделительную линию между металлами и неметаллами , и металлоиды могут быть найдены рядом с этой линией.

Типичные металлоиды имеют металлический вид, но они хрупкие и являются хорошими проводниками электричества . Химически они ведут себя в основном как неметаллы. Они могут образовывать сплавы с металлами. Большинство других их физических и химических свойств имеют промежуточный характер. Металлоиды обычно слишком хрупкие, чтобы их можно было использовать в конструкциях. Они и их соединения используются в сплавах, биологических агентах, катализаторах , антипиренах , стекле , оптических накопителях и оптоэлектронике , пиротехнике , полупроводниках и электронике.

Электрические свойства кремния и германия позволили создать полупроводниковую промышленность в 1950-х годах и разработать твердотельную электронику с начала 1960-х годов. [1]

Термин металлоид первоначально относился к неметаллам. Его более позднее значение как категории элементов с промежуточными или гибридными свойствами получило широкое распространение в 1940–1960 гг. Металлоиды иногда называют полуметаллами, но эта практика не поощряется, [2] поскольку термин «полуметалл» имеет другое значение в физике , чем в химии. В физике это относится к определенному типу электронной зонной структуры вещества. В этом контексте только мышьяк и сурьма являются полуметаллами и обычно считаются металлоидами.

Определения

Основанный на суждениях

Металлоид — это элемент, который обладает преобладанием промежуточных свойств или представляет собой смесь свойств металлов и неметаллов, и поэтому его трудно классифицировать как металл или неметалл. Это общее определение, основанное на свойствах металлоидов, постоянно цитируемых в литературе. [n 2] Сложность категоризации является ключевым атрибутом. Большинство элементов обладают смесью металлических и неметаллических свойств [9] и могут быть классифицированы в зависимости от того, какой набор свойств более выражен. [10] [n 3] Только элементы по краям или вблизи них, не имеющие достаточно явного преобладания металлических или неметаллических свойств, классифицируются как металлоиды. [14]

Бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма и теллур обычно считаются металлоидами. [15] [n 4] В зависимости от автора в список иногда добавляются один или несколько селена , полония или астата . [17] Бор иногда исключается сам по себе или вместе с кремнием. [18] Иногда теллур не считают металлоидом. [19] Включение сурьмы , полония и астата в качестве металлоидов было подвергнуто сомнению. [20]

Другие элементы иногда классифицируются как металлоиды. К этим элементам относятся [21] водород, [22] бериллий , [23] азот , [24] фосфор , [25] сера , [26] цинк , [27] галлий , [28] олово , йод , [29] свинец , [30] висмут , [19] и радон. [31] Термин «металлоид» также использовался для элементов, которые обладают металлическим блеском и электропроводностью и являются амфотерными , например, мышьяк, сурьма, ванадий , хром , молибден , вольфрам , олово, свинец и алюминий. [32] Металлы p-блока , [33] и неметаллы (такие как углерод или азот), которые могут образовывать сплавы с металлами [34] или изменять их свойства [35] , также иногда рассматривались как металлоиды.

На основе критериев

Не существует общепринятого определения металлоида или какого-либо разделения таблицы Менделеева на металлы, металлоиды и неметаллы; [38] Хоукс [39] поставил под сомнение возможность установления конкретного определения, отметив, что аномалии могут быть обнаружены в нескольких попытках построения. Классификация элемента как металлоида была описана Шарпом [40] как «произвольная».

Количество и идентичность металлоидов зависят от того, какие критерии классификации используются. Эмсли [41] выделил четыре металлоида (германий, мышьяк, сурьму и теллур); Джеймс и др. [42] перечислили двенадцать (эмсли плюс бор, углерод, кремний, селен, висмут, полоний, московий и ливерморий ). В среднем в такие списки входит семь элементов ; отдельные механизмы классификации, как правило, имеют общие основания и различаются в нечетких [43] пределах. [n 5] [n 6]

Обычно используется единый количественный критерий, такой как электроотрицательность : [46] металлоиды имеют значения электроотрицательности от 1,8 или 1,9 до 2,2. [47] Дополнительные примеры включают эффективность упаковки (долю объема кристаллической структуры, занимаемую атомами) и критерий Гольдхаммера-Герцфельда. [48] ​​Общеизвестные металлоиды имеют эффективность упаковки от 34% до 41%. [n 7] Отношение Голдхаммера-Герцфельда, примерно равное кубу атомного радиуса, разделенному на молярный объем , [56] [n 8] является простой мерой металличности элемента, признанные металлоиды имеют соотношения примерно от 0,85 до 1,1 и в среднем 1,0. [58] [n 9] Другие авторы опирались, например, на атомную проводимость [n 10] [62] или объемное координационное число . [63]

Джонс, писавший о роли классификации в науке, заметил, что «[классы] обычно определяются более чем двумя атрибутами». [64] Мастертон и Словински [65] использовали три критерия для описания шести элементов, обычно называемых металлоидами: металлоиды имеют энергию ионизации около 200 ккал/моль (837 кДж/моль) и значения электроотрицательности, близкие к 2,0. Они также сказали, что металлоиды, как правило, являются полупроводниками, хотя сурьма и мышьяк (полуметаллы с точки зрения физики) имеют электропроводность, приближающуюся к металлической. Предполагается, что селен и полоний не включены в эту схему, а статус астата неясен. [№ 11]

В этом контексте Вернон предположил, что металлоид — это химический элемент, который в стандартном состоянии имеет (а) зонную электронную структуру полупроводника или полуметалла; и (b) промежуточный первый потенциал ионизации «(скажем, 750-1000 кДж/моль)»; и (в) промежуточная электроотрицательность (1,9–2,2). [68]

Территория периодической таблицы

Расположение

Металлоиды лежат по обе стороны от разделительной линии между металлами и неметаллами . В различных конфигурациях его можно найти в некоторых таблицах Менделеева . Элементы в левом нижнем углу линии обычно демонстрируют усиление металлического поведения; элементы в правом верхнем углу отображают усиление неметаллического поведения. [69] Если представить ее в виде обычной ступеньки, элементы с самой высокой критической температурой для своих групп (Li, Be, Al, Ge, Sb, Po) лежат чуть ниже линии. [70]

Диагональное расположение металлоидов представляет собой исключение из наблюдения, согласно которому элементы со схожими свойствами имеют тенденцию встречаться в вертикальных группах . [71] Подобный эффект можно увидеть и в других диагональных сходствах между некоторыми элементами и их соседями в правом нижнем углу, в частности, литием-магнием, бериллием-алюминием и бор-кремнием. Рейнер-Кэнэм [72] утверждал, что это сходство распространяется на углерод-фосфор, азот-серу и на три серии d-блоков .

Это исключение возникает из-за конкурирующих горизонтальных и вертикальных тенденций в ядерном заряде . В течение периода заряд ядра увеличивается с ростом атомного номера , как и число электронов. Дополнительное притяжение внешних электронов по мере увеличения заряда ядра обычно перевешивает экранирующий эффект наличия большего количества электронов. Поэтому при некоторых нарушениях атомы становятся меньше, энергия ионизации увеличивается, и с течением времени происходит постепенное изменение характера элементов от сильно металлических к слабометаллическим, к слабонеметаллическим и к сильно неметаллическим. [73] В основной группе эффект увеличения заряда ядра обычно перевешивается эффектом нахождения дополнительных электронов дальше от ядра. Атомы обычно становятся крупнее, энергия ионизации падает, а металлический характер увеличивается. [74] Конечным эффектом является то, что расположение переходной зоны металл-неметалл смещается вправо при движении вниз по группе, [71] и, как уже отмечалось, аналогичные диагональные сходства наблюдаются в других частях периодической таблицы. [75]

Альтернативные методы лечения

Элементы, граничащие с разделительной линией металл-неметалл, не всегда классифицируются как металлоиды, отмечая, что бинарная классификация может облегчить установление правил для определения типов связи между металлами и неметаллами. [76] В таких случаях соответствующие авторы сосредотачивают внимание на одном или нескольких интересующих признаках при принятии классификационных решений, а не беспокоятся о маргинальном характере рассматриваемых элементов. Их соображения могут быть или не быть явными и временами могут казаться произвольными. [40] [n 12] Металлоиды могут быть сгруппированы с металлами; [77] или считаются неметаллами; [78] или рассматриваться как подкатегория неметаллов. [79] [n 13] Другие авторы предложили классифицировать некоторые элементы как металлоиды, «подчеркивая, что свойства изменяются постепенно, а не резко, когда человек перемещается по периодической таблице или вниз по ней». [81] В некоторых таблицах Менделеева различаются элементы, которые являются металлоидами и не имеют формальной разделительной линии между металлами и неметаллами. Вместо этого металлоиды показаны в виде диагональной полосы [82] или диффузной области. [83] Ключевым моментом является объяснение контекста используемой таксономии.

Характеристики

Металлоиды обычно выглядят как металлы, но ведут себя во многом как неметаллы. Физически они представляют собой блестящие, хрупкие твердые тела с электропроводностью от средней до относительно хорошей и электронной зонной структурой полуметалла или полупроводника. Химически они в основном ведут себя как (слабые) неметаллы, имеют промежуточные энергии ионизации и значения электроотрицательности, а также амфотерные или слабокислотные оксиды . Они могут образовывать сплавы с металлами. Большинство других их физических и химических свойств имеют промежуточный характер .

По сравнению с металлами и неметаллами

Характерные свойства металлов, металлоидов и неметаллов сведены в таблицу. [84] Физические свойства перечислены в порядке облегчения определения; химические свойства идут от общего к частному, а затем к описательным.

Приведенная выше таблица отражает гибридную природу металлоидов. Свойства формы, внешнего вида и поведения при смешивании с металлами больше напоминают металлы. Эластичность и общее химическое поведение больше похожи на неметаллы. Электропроводность, зонная структура, энергия ионизации, электроотрицательность и оксиды занимают промежуточное положение между ними.

Общие приложения

Основное внимание в этом разделе уделяется признанным металлоидам. Элементы, которые реже называют металлоидами, обычно классифицируют либо как металлы, либо как неметаллы; некоторые из них включены сюда для сравнения.

Металлоиды слишком хрупкие, чтобы иметь какое-либо структурное применение в чистом виде. [105] Они и их соединения используются в качестве (или в составе) легирующих компонентов, биологических агентов (токсикологических, пищевых и медицинских), катализаторов, антипиренов, стекол (оксидных и металлических), оптических носителей информации и оптоэлектроники, пиротехники, полупроводников, и электроника. [№ 19]

Сплавы

Несколько десятков металлических гранул красновато-коричневого цвета. Они имеют отполированный вид, как будто они покрыты целлофаном.
Таблетки медно-германиевого сплава, вероятно, ~84% Cu; 16% Ге. [107] В сочетании с серебром получается стерлинговое серебро, устойчивое к потускнению . Также показаны две серебряные гранулы.

В начале истории интерметаллических соединений британский металлург Сесил Деш заметил, что «некоторые неметаллические элементы способны образовывать соединения отчетливо металлического характера с металлами, и поэтому эти элементы могут входить в состав сплавов». К сплавообразующим элементам он относил, в частности, кремний, мышьяк и теллур. [108] Филлипс и Уильямс [109] предположили, что соединения кремния, германия, мышьяка и сурьмы с металлами группы B «вероятно, лучше всего классифицировать как сплавы».

Среди более легких металлоидов широко представлены сплавы с переходными металлами . Бор может образовывать с такими металлами состава MnB интерметаллиды и сплавы , если n > 2. [110] Ферробор (15% бора) применяют для введения бора в сталь ; Никель-борные сплавы входят в состав сварочных сплавов и цементирующих композиций для машиностроения. Сплавы кремния с железом и алюминием широко используются в сталелитейной и автомобильной промышленности соответственно. Германий образует множество сплавов, особенно с металлами, используемыми для чеканки монет . [111]

Тяжелые металлоиды продолжают эту тему. Мышьяк может образовывать сплавы с металлами, включая платину и медь ; [112] его также добавляют к меди и ее сплавам для улучшения коррозионной стойкости [113] и, по-видимому, он дает такое же преимущество при добавлении к магнию. [114] Сурьма хорошо известна как сплавообразователь, в том числе с металлами чеканки. Его сплавы включают олово (сплав олова с содержанием сурьмы до 20%) и металл (сплав свинца с содержанием сурьмы до 25%). [115] Теллур легко сплавляется с железом в виде ферротеллура (50–58% теллура) и с медью в виде медного теллура (40–50% теллура). [116] Ферротеллур используется в качестве стабилизатора углерода при отливке стали. [117] Из неметаллических элементов, которые реже называют металлоидами, селен – в форме ферроселена (50–58% селена) – используется для улучшения обрабатываемости нержавеющих сталей. [118]

Биологические агенты

Прозрачная стеклянная чашка, на которой находится небольшой холмик белого кристаллического порошка.
Триоксид мышьяка или белый мышьяк , одна из наиболее токсичных и распространенных форм мышьяка . Впервые о противолейкемических свойствах белого мышьяка было сообщено в 1878 году [119].

Все шесть элементов, обычно называемых металлоидами, обладают токсичными, диетическими или лечебными свойствами. [120] Соединения мышьяка и сурьмы особенно токсичны; бор, кремний и, возможно, мышьяк являются важными микроэлементами. Бор, кремний, мышьяк и сурьма находят медицинское применение, а германий и теллур имеют потенциал.

Бор используется в инсектицидах [121] и гербицидах. [122] Это важный микроэлемент. [123] Как и борная кислота , она обладает антисептическими, противогрибковыми и противовирусными свойствами. [124]

Кремний присутствует в силатране , высокотоксичном родентициде. [125] Длительное вдыхание кремнеземной пыли вызывает силикоз — смертельное заболевание легких. Кремний является важным микроэлементом. [123] Силиконовый гель можно наносить на сильно обожженных пациентов, чтобы уменьшить образование рубцов. [126]

Соли германия потенциально вредны для человека и животных при длительном приеме внутрь. [127] Существует интерес к фармакологическому действию соединений германия, но пока нет лицензированных лекарств. [128]

Мышьяк общеизвестно ядовит и может также быть важным элементом в ультраследовых количествах. [129] Во время Первой мировой войны обе стороны использовали « средства для чихания и рвоты на основе мышьяка … чтобы заставить вражеских солдат снять противогазы перед тем, как обстрелять их горчицей или фосгеном во втором залпе ». [130] Он использовался в качестве фармацевтического средства с древности, в том числе для лечения сифилиса до разработки антибиотиков . [131] Мышьяк также является компонентом меларсопрола , лекарственного препарата, используемого при лечении африканского трипаносомоза человека или сонной болезни. В 2003 году триоксид мышьяка (под торговым названием Trisenox ) был вновь представлен для лечения острого промиелоцитарного лейкоза , рака крови и костного мозга. [131] Мышьяк в питьевой воде, вызывающий рак легких и мочевого пузыря, связан со снижением смертности от рака молочной железы. [132]

Металлическая сурьма относительно нетоксична, но большинство соединений сурьмы ядовиты. [133] Два соединения сурьмы, стибоглюконат натрия и стибофен , используются в качестве противопаразитарных препаратов . [134]

Элементарный теллур не считается особенно токсичным; два грамма теллурата натрия при введении могут быть смертельными. [135] Люди, подвергшиеся воздействию небольшого количества переносимого по воздуху теллура, источают неприятный и стойкий запах чеснока. [136] Диоксид теллура использовался для лечения себорейного дерматита ; другие соединения теллура использовались в качестве противомикробных средств до разработки антибиотиков. [137] В будущем такими соединениями, возможно, придется заменить антибиотики, которые стали неэффективными из-за устойчивости бактерий. [138]

Из элементов, реже отнесенных к металлоидам, токсичностью отличаются бериллий и свинец; Арсенат свинца широко использовался в качестве инсектицида. [139] Сера — один из старейших фунгицидов и пестицидов. Фосфор, сера, цинк, селен и йод являются важными питательными веществами, а также алюминий, олово и свинец. [129] Сера, галлий, селен, йод и висмут имеют медицинское применение. Сера входит в состав сульфаниламидных препаратов , которые до сих пор широко используются при таких заболеваниях, как прыщи и инфекции мочевыводящих путей. [140] Нитрат галлия используется для лечения побочных эффектов рака; [141] Цитрат галлия, радиофармацевтический препарат , облегчает визуализацию воспаленных участков тела. [142] Сульфид селена используется в медицинских шампунях и для лечения кожных инфекций, таких как разноцветный опоясывающий лишай . [143] Йод используется в качестве дезинфицирующего средства в различных формах. Висмут входит в состав некоторых антибактериальных средств . [144]

Катализаторы

Трифторид и трихлорид бора используются в качестве катализаторов в органическом синтезе и электронике; трибромид используется в производстве диборана . [145] Нетоксичные лиганды бора могут заменить токсичные лиганды фосфора в некоторых катализаторах на основе переходных металлов. [146] Кремнезем серная кислота (SiO 2 OSO 3 H) используется в органических реакциях. [147] Диоксид германия иногда используется в качестве катализатора при производстве ПЭТ- пластика для контейнеров; [148] более дешевые соединения сурьмы, такие как триоксид или триацетат , чаще используются для той же цели [149] , несмотря на опасения по поводу загрязнения сурьмой продуктов питания и напитков. [150] Триоксид мышьяка использовался в производстве природного газа для повышения удаления углекислого газа , а также селенистой кислоты и теллуровой кислоты . [151] Селен действует как катализатор у некоторых микроорганизмов. [152] Теллур, его диоксид и его тетрахлорид являются сильными катализаторами окисления углерода воздухом при температуре выше 500 ° C. [153] Оксид графита может быть использован в качестве катализатора в синтезе иминов и их производных. [154] Активированный уголь и оксид алюминия использовались в качестве катализаторов для удаления сернистых примесей из природного газа. [155] Алюминий, легированный титаном , был идентифицирован как заменитель дорогих катализаторов из благородных металлов , используемых в производстве промышленных химикатов. [156]

Огнезащитные средства

В качестве антипиренов использовались соединения бора, кремния, мышьяка и сурьмы . Бор в форме буры использовался в качестве антипирена для текстиля, по крайней мере, с 18 века. [157] Соединения кремния, такие как силиконы, силаны , силсесквиоксан , диоксид кремния и силикаты , некоторые из которых были разработаны в качестве альтернативы более токсичным галогенированным продуктам, могут значительно улучшить огнестойкость пластиковых материалов. [158] Соединения мышьяка, такие как арсенит натрия или арсенат натрия, являются эффективными антипиренами для древесины, но используются реже из-за их токсичности. [159] Триоксид сурьмы является антипиреном. [160] Гидроксид алюминия использовался в качестве антипирена для древесного волокна, резины, пластика и текстиля с 1890-х годов. [161] За исключением гидроксида алюминия, использование антипиренов на основе фосфора – в форме, например, органофосфатов – в настоящее время превышает использование любых других основных типов антипиренов. В них используются бор, сурьма или галогенированные углеводородные соединения. [162]

Формирование стекла

Пучок бледно-желтых полупрозрачных тонких прядей с яркими точками белого света на кончиках.
Оптические волокна , обычно изготовленные из чистого диоксида кремния , с добавками, такими как триоксид бора или диоксид германия, для повышения чувствительности.

Оксиды B 2 O 3 , SiO 2 , GeO 2 , As 2 O 3 и Sb 2 O 3 легко образуют стекла . TeO 2 образует стекло, но для этого требуется «героическая скорость закалки» [163] или добавление примеси; в противном случае образуется кристаллическая форма. [163] Эти соединения используются в химической, бытовой и промышленной посуде [164] и оптике. [165] Триоксид бора используется в качестве добавки к стекловолокну , [166] а также является компонентом боросиликатного стекла , широко используемого для изготовления лабораторной посуды и бытовой посуды из-за его низкого теплового расширения. [167] Большая часть обычной стеклянной посуды изготавливается из диоксида кремния. [168] Диоксид германия используется в качестве добавки к стекловолокну, а также в инфракрасных оптических системах. [169] Триоксид мышьяка используется в стекольной промышленности в качестве обесцвечивающего и осветляющего агента (для удаления пузырьков), [170] как и триоксид сурьмы. [171] Диоксид теллура находит применение в лазерной и нелинейной оптике . [172]

Аморфные металлические стекла обычно легче всего получить, если один из компонентов представляет собой металлоид или «почти металлоид», такой как бор, углерод, кремний, фосфор или германий. [173] [n 20] Помимо тонких пленок, осажденных при очень низких температурах, первым известным металлическим стеклом был сплав состава Au 75 Si 25 , о котором сообщалось в 1960 году . [175] Металлическое стекло, обладающее невиданной ранее прочностью и ударной вязкостью, состава Pd 82,5 P 6 Si 9,5 Ge 2 сообщалось в 2011 г. [176]

В стеклах также используются фосфор, селен и свинец, которые реже называют металлоидами. Фосфатное стекло имеет подложку из пятиокиси фосфора (P 2 O 5 ), а не из кремнезема (SiO 2 ), как в обычных силикатных стеклах. Его используют, например, для изготовления натриевых ламп . [177] Соединения селена можно использовать как в качестве обесцвечивающих агентов, так и для придания стеклу красного цвета. [178] Декоративная посуда из традиционного свинцового стекла содержит не менее 30% оксида свинца(II) (PbO); Свинцовое стекло, используемое для радиационной защиты, может содержать до 65% PbO. [179] Стекла на основе свинца также широко используются в электронных компонентах, эмалированных, герметизирующих и глазурных материалах, а также в солнечных элементах. Оксидные стекла на основе висмута стали менее токсичной заменой свинца во многих из этих применений. [180]

Оптическая память и оптоэлектроника

GeSbTe («сплавы GST») и Ag- и индопированный Sb 2 Te («сплавы AIST») различных составов , являющиеся примерами материалов с фазовым переходом , широко используются в перезаписываемых оптических дисках и устройствах памяти с фазовым переходом . Применяя тепло, их можно переключать между аморфным (стекловидным) и кристаллическим состояниями. Изменение оптических и электрических свойств можно использовать для хранения информации. [181] Будущие применения GeSbTe могут включать в себя «сверхбыстрые, полностью твердотельные дисплеи с пикселями нанометрового размера, полупрозрачные «умные» очки, «умные» контактные линзы и устройства с искусственной сетчаткой». [182]

Пиротехника

Мужчина стоит в темноте. Он держит короткую палку на уровне середины груди. Конец палки горит очень ярко и испускает дым.
Архаичный синий световой сигнал , питаемый смесью нитрата натрия , серы и (красного) трисульфида мышьяка [183]

Признанные металлоиды имеют либо пиротехническое применение, либо связанные с ними свойства. Обычно встречаются бор и кремний; [184] они действуют как металлическое топливо. [185] Бор используется в пиротехнических инициаторных составах (для воспламенения других труднозапускаемых составов), а также в составах замедления , горящих с постоянной скоростью. [186] Карбид бора был идентифицирован как возможная замена более токсичным смесям бария или гексахлорэтана в дымовых боеприпасах, сигнальных ракетах и ​​фейерверках. [187] Кремний, как и бор, является компонентом смесей инициатора и задержки. [186] Легированный германий может действовать как термитное топливо с регулируемой скоростью. [n 21] Трисульфид мышьяка As 2 S 3 использовался в старых военно-морских сигнальных огнях ; в фейерверках делать белые звезды; [189] в смесях желтой дымовой завесы ; и в композициях-инициаторах. [190] Трисульфид сурьмы Sb 2 S 3 встречается в фейерверках белого света, а также в световых и звуковых смесях. [191] Теллур использовался в смесях замедления и в композициях инициаторов капсюлей-детонаторов . [192]

Углерод, алюминий, фосфор и селен продолжают тему. Углерод в составе черного пороха входит в состав ракетного топлива для фейерверков, разрывных зарядов и смесей поражающего действия, а также военных взрывателей замедленного действия и воспламенителей. [193] [n 22] Алюминий является распространенным пиротехническим ингредиентом, [184] и широко используется из-за его способности генерировать свет и тепло, [195] в том числе в термитных смесях. [196] Фосфор можно найти в дымовых и зажигательных боеприпасах, бумажных колпачках, используемых в игрушечных пистолетах , и попперах для вечеринок . [197] Селен использовался так же, как и теллур. [192]

Полупроводники и электроника

Небольшая квадратная пластиковая деталь с тремя параллельными проволочными выступами на одной стороне; более крупный прямоугольный пластиковый чип с множеством пластиковых и металлических булавочных ножек; и небольшой красный световой шар с двумя длинными проводами, выходящими из его основания.
Электронные компоненты на основе полупроводников . Слева направо: транзистор , интегральная схема и светодиод . Элементы, обычно называемые металлоидами, находят широкое применение в таких устройствах в качестве элементарных или сложных полупроводниковых компонентов ( например, Si , Ge или GaAs ) или в качестве легирующих агентов ( например , B , Sb , Te ).

Все элементы, обычно называемые металлоидами (или их соединениями), использовались в полупроводниковой или твердотельной электронной промышленности. [198]

Некоторые свойства бора ограничивают его использование в качестве полупроводника. Он имеет высокую температуру плавления, монокристаллы относительно трудно получить, а введение и удержание контролируемых примесей затруднено. [199]

Кремний является ведущим коммерческим полупроводником; он составляет основу современной электроники (включая стандартные солнечные элементы) [200] и информационных и коммуникационных технологий. [201] И это несмотря на то, что изучение полупроводников в начале 20 века считалось «физикой грязи» и не заслуживало пристального внимания. [202]

Германий в значительной степени был заменен кремнием в полупроводниковых устройствах, поскольку он дешевле, более устойчив при более высоких рабочих температурах и с ним легче работать в процессе изготовления микроэлектроники. [107] Германий по-прежнему является составной частью полупроводниковых кремниево-германиевых «сплавов», и их использование все шире, особенно в устройствах беспроводной связи; в таких сплавах используется более высокая подвижность носителей германия. [107] В 2013 году сообщалось о синтезе граммовых количеств полупроводникового германана . Он состоит из листов толщиной в один атом атомов германия с водородными концевыми группами, аналогичных графану . Он проводит электроны более чем в десять раз быстрее, чем кремний, и в пять раз быстрее, чем германий, и считается, что он имеет потенциал для оптоэлектронных и сенсорных приложений. [203] В 2014 году сообщалось о разработке анода на основе германиевой проволоки, который более чем вдвое увеличивает емкость литий-ионных батарей . [204] В том же году Lee et al. сообщили, что бездефектные кристаллы графена, достаточно большие, чтобы их можно было использовать в электронике, можно выращивать на германиевой подложке и удалять с нее. [205]

Мышьяк и сурьма не являются полупроводниками в своем стандартном состоянии . Оба образуют полупроводники типа III-V (такие как GaAs, AlSb или GaInAsSb), в которых среднее количество валентных электронов на атом такое же, как и у элементов группы 14 . Эти соединения предпочтительны для некоторых специальных применений. [206] Нанокристаллы сурьмы могут позволить заменить литий-ионные батареи более мощными натрий-ионными батареями . [207]

Теллур, являющийся полупроводником в стандартном состоянии, используется главным образом как компонент полупроводников II/VI типов — халькогенидов ; они имеют применение в электрооптике и электронике. [208] Теллурид кадмия (CdTe) используется в солнечных модулях из-за его высокой эффективности преобразования, низких производственных затрат и большой запрещенной зоны 1,44 эВ, что позволяет ему поглощать широкий диапазон длин волн. [200] Теллурид висмута (Bi 2 Te 3 ), легированный селеном и сурьмой, является компонентом термоэлектрических устройств , используемых для охлаждения или портативных источников энергии. [209]

Пять металлоидов – бор, кремний, германий, мышьяк и сурьма – можно найти в сотовых телефонах (наряду с как минимум 39 другими металлами и неметаллами). [210] Ожидается, что теллур найдет такое применение. [211] Из менее известных металлоидов фосфор, галлий (в частности) и селен находят применение в полупроводниках. Фосфор используется в следовых количествах в качестве легирующей примеси для полупроводников n-типа . [212] В коммерческом использовании соединений галлия преобладают полупроводниковые приложения – в интегральных схемах, сотовых телефонах, лазерных диодах , светоизлучающих диодах , фотодетекторах и солнечных элементах . [213] Селен используется в производстве солнечных элементов [214] и в устройствах защиты от перенапряжений высокой энергии . [215]

В топологических изоляторах можно обнаружить бор, кремний, германий, сурьму и теллур [216] , а также более тяжелые металлы и металлоиды, такие как Sm, Hg, Tl, Pb, Bi и Se [217] . Это сплавы [218] или соединения, которые при ультрахолодных или комнатных температурах (в зависимости от состава) являются металлическими проводниками на поверхности, но изоляторами внутри. [219] Арсенид кадмия Cd 3 As 2 при температуре около 1 К представляет собой полуметалл Дирака – объемный электронный аналог графена – в котором электроны эффективно перемещаются как безмассовые частицы. [220] Считается, что эти два класса материалов могут иметь потенциальное применение в квантовых вычислениях . [221]

Номенклатура и история

Происхождение и другие имена

Слово металлоид происходит от латинского metallum («металл») и греческого oeides («похожий по форме или внешнему виду»). [222] Некоторые названия иногда используются как синонимы, хотя некоторые из них имеют другие значения, которые не обязательно являются взаимозаменяемыми: амфотерный элемент, [223] пограничный элемент, [224] полуметалл, [225] половинный элемент, [226] ближний элемент. металл, [227] метаметалл, [228] полупроводник, [229] полуметалл, [230] и субметалл . [231] «Амфотерный элемент» иногда используется в более широком смысле и включает переходные металлы, способные образовывать оксианионы , такие как хром и марганец . [232] « Полуметалл » используется в физике для обозначения соединения (например, диоксида хрома ) или сплава, который может действовать как проводник и изолятор . «Метаметалл» иногда используется для обозначения некоторых металлов ( Be , Zn , Cd , Hg , In , Tl , β-Sn , Pb ), расположенных слева от металлоидов в стандартных таблицах Менделеева. [225] Эти металлы в основном диамагнитны [233] и имеют тенденцию иметь искаженную кристаллическую структуру, значения электропроводности ниже, чем у металлов, и амфотерные (слабоосновные) оксиды. [234] «Полуметалл» иногда относится, свободно или явно, к металлам с неполным металлическим характером в кристаллической структуре, электропроводности или электронной структуре. Примеры включают галлий, [235] иттербий , [236] висмут [237] и нептуний . [238] Названия «амфотерный элемент» и «полупроводник» проблематичны, поскольку некоторые элементы, называемые металлоидами, не проявляют заметного амфотерного поведения (например, висмут) [239] или полупроводимости (полоний) [240] в своих наиболее стабильных формах.

Происхождение и использование

Происхождение и использование термина металлоид запутаны. Его происхождение лежит в предпринимавшихся с античности попытках описать металлы и различить типичные и менее типичные формы. Впервые его применили в начале 19 века к металлам, плавающим в воде (натрий и калий), а затем, более широко, к неметаллам. Более раннее использование в минералогии для описания минерала, имеющего металлический вид, может быть получено еще в 1800 году. [241] С середины 20-го века оно использовалось для обозначения промежуточных или пограничных химических элементов. [242] [n 23] Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) ранее рекомендовал отказаться от термина «металлоид» и предложил вместо него использовать термин « полуметалл» . [244] Использование этого последнего термина в последнее время не поощряется Atkins et al. [2] , поскольку в физике оно имеет другое значение – то, которое более конкретно относится к электронной зонной структуре вещества, а не к общей классификации элемента. Самые последние публикации ИЮПАК по номенклатуре и терминологии не содержат каких-либо рекомендаций по использованию терминов металлоид или полуметалл. [245]

Элементы, обычно называемые металлоидами.

Свойства, отмеченные в этом разделе, относятся к элементам в их наиболее термодинамически стабильных формах в условиях окружающей среды.

Бор

Несколько дюжин небольших угловатых каменных форм, серых с рассеянными серебряными крапинками и бликами.
Бор, показанный здесь в виде своей β- ромбоэдрической фазы (его наиболее термодинамически стабильного аллотропа ) [246]

Чистый бор представляет собой блестящее кристаллическое вещество серебристо-серого цвета. [247] Он менее плотный, чем алюминий (2,34 против 2,70 г/см 3 ), твердый и хрупкий. Он почти нереакционноспособен при нормальных условиях, за исключением воздействия фтора [248] , и имеет температуру плавления 2076 °C (ср. сталь ~ 1370 °C). [249] Бор — полупроводник; [250] его электропроводность при комнатной температуре составляет 1,5 × 10 -6 См ·см -1 [251] (примерно в 200 раз меньше, чем у водопроводной воды) [252] и ширина запрещенной зоны около 1,56 эВ. [253] [n 24] Менделеев отмечал, что «Бор появляется в свободном состоянии в нескольких формах, которые являются промежуточными между металлами и неметаллами». [255]

В структурной химии бора преобладают его малый атомный размер и относительно высокая энергия ионизации. Поскольку на атом бора приходится всего три валентных электрона, простая ковалентная связь не может соответствовать правилу октетов. [256] Металлическая связь является обычным результатом среди более тяжелых родственных соединений бора, но для этого обычно требуются низкие энергии ионизации. [257] Вместо этого, из-за его небольшого размера и высоких энергий ионизации, основной структурной единицей бора (и почти всех его аллотропов) [n 25] является икосаэдрический кластер B 12 . Из 36 электронов, связанных с 12 атомами бора, 26 находятся на 13 делокализованных молекулярных орбиталях; остальные 10 электронов используются для образования двух- и трехцентровых ковалентных связей между икосаэдрами. [259] Тот же мотив, а также дельтаэдрические варианты или фрагменты можно увидеть в боридах металлов и производных гидридов, а также в некоторых галогенидах. [260]

Связь в боре была описана как характеристика поведения, промежуточная между металлами и неметаллическими твердыми телами с ковалентной сетью (такими как алмаз ). [261] Энергия, необходимая для преобразования B, C, N, Si и P из неметаллического состояния в металлическое, оценивается в 30, 100, 240, 33 и 50 кДж/моль соответственно. Это указывает на близость бора к границе металл-неметалл. [262]

Большая часть химии бора имеет неметаллическую природу. [262] В отличие от своих более тяжелых собратьев, неизвестно, образует ли он простой B 3+ или гидратированный катион [B(H 2 O) 4 ] 3+ . [263] Малый размер атома бора позволяет получать множество боридов типа межузельных сплавов. [264] Аналогии между бором и переходными металлами отмечены при образовании комплексов , [265] и аддуктов (например, BH 3 + CO →BH 3 CO и, аналогично, Fe(CO) 4 + CO →Fe(CO ) 5 ), [n 26] , а также в геометрической и электронной структуре кластерных частиц , таких как [B 6 H 6 ] 2- и [Ru 6 (CO) 18 ] 2- . [267] [n 27] Водная химия бора характеризуется образованием множества различных полиборатных анионов . [269] Учитывая высокое соотношение заряда к размеру, бор ковалентно связывается почти во всех его соединениях; [270] Исключением являются бориды , поскольку они включают в себя в зависимости от состава ковалентные, ионные и металлические связующие компоненты. [271] [n 28] Простые бинарные соединения, такие как трихлорид бора , представляют собой кислоты Льюиса, поскольку образование трех ковалентных связей оставляет дыру в октете, которая может быть заполнена электронной парой, пожертвованной основанием Льюиса . [256] Бор имеет сильное сродство к кислороду и достаточно обширную боратную химию. [264] Оксид B 2 O 3 имеет полимерную структуру, [274] слабокислотный, [275] [n 29] и стеклообразователь. [281] Металлоорганические соединения бора [n 30] известны с 19 века (см. Борорганическая химия ). [283]

Кремний

Блестящий сине-серый комок картофелевидной формы с неровной гофрированной поверхностью.
Кремний имеет сине-серый металлический блеск .

Кремний представляет собой кристаллическое твердое вещество с сине-серым металлическим блеском. [284] Как и бор, он менее плотный (2,33 г/см 3 ), чем алюминий, твердый и хрупкий. [285] Это относительно нереактивный элемент. [284] Согласно Рохову, [286] массивная кристаллическая форма (особенно в чистом виде) «замечательно инертна ко всем кислотам, включая плавиковую ». [n 31] Менее чистый кремний и порошкообразная форма по-разному подвержены воздействию сильных или нагретых кислот, а также пара и фтора. [290] Кремний растворяется в горячих водных щелочах с выделением водорода , как и металлы [291] , такие как бериллий, алюминий, цинк, галлий или индий. [292] Плавится при 1414 °C. Кремний — полупроводник с электропроводностью 10–4 См  ·см –1 [293] и шириной запрещенной зоны около 1,11 эВ. [287] При плавлении кремний становится разумным металлом [294] с электропроводностью 1,0–1,3 × 10 4  См·см -1 , аналогичной электропроводности жидкой ртути. [295]

Химия кремния обычно носит неметаллический (ковалентный) характер. [296] Неизвестно, образует ли он катион. [297] [n 32] Кремний может образовывать сплавы с такими металлами, как железо и медь. [298] Он проявляет меньшую склонность к анионному поведению, чем обычные неметаллы. [299] Химия его растворения характеризуется образованием оксианионов. [300] Высокая прочность связи кремний-кислород доминирует в химическом поведении кремния. [301] Полимерные силикаты, состоящие из тетраэдрических звеньев SiO 4 , имеющих общие атомы кислорода, являются наиболее распространенными и важными соединениями кремния. [302] Полимерные бораты, содержащие связанные тригональные и тетраэдрические звенья BO 3 или BO 4 , построены по схожим структурным принципам. [303] Оксид SiO 2 имеет полимерную структуру, [274] слабокислотный, [304] [n 33] и стеклообразователь. [281] Традиционная металлоорганическая химия включает углеродные соединения кремния (см. Кремнийорганический ). [308]

германий

Сероватый блестящий блок с неровным сколом.
Германий иногда называют металлом .

Германий представляет собой блестящее твердое вещество серо-белого цвета. [309] Он имеет плотность 5,323 г/см 3 и является твердым и хрупким. [310] Он в основном инертен при комнатной температуре [n 34] , но медленно подвергается воздействию горячей концентрированной серной или азотной кислоты . [312] Германий также реагирует с расплавленной каустической содой с образованием германата натрия Na 2 GeO 3 и газообразного водорода. [313] Плавится при 938 °C. Германий — полупроводник с электропроводностью около 2 × 10-2 См  ·см -1 [312] и шириной запрещенной зоны 0,67 эВ. [314] Жидкий германий представляет собой металлический проводник, электропроводность которого аналогична электропроводности жидкой ртути. [315]

Большая часть химического состава германия характерна для неметалла. [316] Неясно, образует ли германий катион, за исключением сообщений о существовании иона Ge 2+ в нескольких редких соединениях. [n 35] Он может образовывать сплавы с такими металлами, как алюминий и золото . [329] Он проявляет меньшую склонность к анионному поведению, чем обычные неметаллы. [299] Химия его растворения характеризуется образованием оксианионов. [300] Германий обычно образует четырехвалентные (IV) соединения, а также может образовывать менее стабильные двухвалентные (II) соединения, в которых он ведет себя больше как металл. [330] Получены германиевые аналоги всех основных типов силикатов. [331] О металлическом характере германия свидетельствует также образование различных солей оксокислот . Описаны фосфат [(HPO 4 ) 2 Ge·H 2 O] и высокостабильный трифторацетат Ge(OCOCF 3 ) 4 , а также Ge 2 (SO 4 ) 2 , Ge(ClO 4 ) 4 и GeH 2 (C 2 О 4 ) 3 . [332] Оксид GeO 2 является полимерным, [274] амфотерным, [333] и стеклообразователем. [281] Диоксид растворим в кислых растворах (моноксид GeO тем более), и это иногда используется для классификации германия как металла. [334] До 1930-х годов германий считался плохо проводящим металлом; [335] более поздние авторы иногда классифицировали его как металл. [336] Как и все элементы, обычно называемые металлоидами, германий имеет устоявшуюся металлоорганическую химию (см. Химия германия ). [337]

Мышьяк

Два тускло-серебряных скопления кристаллических осколков.
Мышьяк , запечатанный в контейнере для предотвращения потускнения.

Мышьяк представляет собой серое твердое вещество металлического вида. Он имеет плотность 5,727 г/см 3 , хрупок и умеренно тверд (больше, чем алюминий; меньше, чем железо ). [338] Он стабилен в сухом воздухе, но во влажном воздухе приобретает золотисто-бронзовую патину, которая при дальнейшем воздействии чернеет. Мышьяк разрушается азотной кислотой и концентрированной серной кислотой. Реагирует с плавленым едким натром с образованием арсената Na 3 AsO 3 и газообразного водорода. [339] Мышьяк сублимируется при 615 °C. Пар лимонно-желтый и пахнет чесноком. [340] Мышьяк плавится только при давлении 38,6 атм и температуре 817 °C. [341] Это полуметалл с электропроводностью около 3,9 × 10 4  См·см -1 [342] и перекрытием зон 0,5 эВ. [343] [n 36] Жидкий мышьяк представляет собой полупроводник с шириной запрещенной зоны 0,15 эВ. [345]

Химический состав мышьяка преимущественно неметаллический. [346] Неясно, образует ли мышьяк катион. [n 37] Многие его металлические сплавы в основном хрупкие. [354] Он проявляет меньшую склонность к анионному поведению, чем обычные неметаллы. [299] Химия его растворения характеризуется образованием оксианионов. [300] Мышьяк обычно образует соединения, в которых он имеет степень окисления +3 или +5. [355] Галогениды, оксиды и их производные являются наглядными примерами. [302] В трехвалентном состоянии мышьяк проявляет некоторые зарождающиеся металлические свойства. [356] Галогениды гидролизуются водой , но эти реакции, особенно реакции хлорида, обратимы при добавлении галоидоводородной кислоты . [357] Оксид является кислым, но, как отмечено ниже, (слабо) амфотерным. Высшее, менее стабильное пятивалентное состояние имеет сильнокислотные (неметаллические) свойства. [358] По сравнению с фосфором, на более сильный металлический характер мышьяка указывает образование солей оксокислот, таких как AsPO 4 , As 2 (SO 4 ) 3 [n 38] и ацетата мышьяка As(CH 3 COO) 3 . [361] Оксид As 2 O 3 является полимерным, [274] амфотерным, [362] [n 39] и стеклообразователем. [281] Мышьяк имеет обширную металлоорганическую химию (см. Мышьякорганическая химия ). [365]

Сурьма

Блестящий серебряный кусок, похожий на камень, с голубым оттенком и примерно параллельными бороздками.
Сурьма , демонстрирующая свой блестящий блеск

Сурьма представляет собой твердое вещество серебристо-белого цвета с голубым оттенком и блестящим блеском. [339] Он имеет плотность 6,697 г/см 3 , хрупок и умеренно тверд (больше, чем мышьяк; меньше, чем железо; примерно так же, как медь). [338] Он стабилен на воздухе и влаге при комнатной температуре. Он подвергается воздействию концентрированной азотной кислоты с образованием гидрата пятиокиси Sb 2 O 5 . Царская водка дает пентахлорид SbCl 5 , а горячая концентрированная серная кислота дает сульфат Sb 2 (SO 4 ) 3 . [366] На него не влияет расплавленная щелочь. [367] Сурьма способна при нагревании вытеснять водород из воды: 2 Sb + 3 H 2 O → Sb 2 O 3 + 3 H 2 . [368] Плавится при температуре 631 °C. Сурьма — полуметалл с электропроводностью около 3,1 × 10 4  См·см -1 [369] и перекрытием зон 0,16 эВ. [343] [n 40] Жидкая сурьма представляет собой металлический проводник с электропроводностью около 5,3 × 10 4  См·см -1 . [371]

Большая часть химического состава сурьмы характерна для неметалла. [372] Сурьма имеет определенный катионный химический состав: [373] SbO + и Sb(OH) 2 + присутствуют в кислом водном растворе; [374] [n 41] соединение Sb 8 (GaCl 4 ) 2 , которое содержит гомополикатион Sb 8 2+ , было получено в 2004 году . [376] Оно может образовывать сплавы с одним или несколькими металлами, такими как алюминий, [377] ] железо, никель , медь, цинк, олово, свинец и висмут. [378] Сурьма имеет меньшую склонность к анионному поведению, чем обычные неметаллы. [299] Химия его растворения характеризуется образованием оксианионов. [300] Как и мышьяк, сурьма обычно образует соединения, в которых она имеет степень окисления +3 или +5. [355] Галогениды, оксиды и их производные являются наглядными примерами. [302] Состояние +5 менее стабильно, чем +3, но его относительно легче достичь, чем с мышьяком. Это объясняется плохой защитой ядра мышьяка его 3d 10 электронами . Для сравнения, склонность сурьмы (как более тяжелого атома) к более легкому окислению частично компенсирует эффект ее оболочки 4d 10 . [379] Триположительная сурьма амфотерна; пентаположительная сурьма (преимущественно) кислая. [380] В соответствии с увеличением металлического характера вниз по группе 15 , сурьма образует соли, включая ацетат Sb(CH 3 CO 2 ) 3 , фосфат SbPO 4 , сульфат Sb 2 (SO 4 ) 3 и перхлорат Sb(ClO 4 ) 3 . [381] Кислый пятиокись Sb 2 O 5 проявляет некоторое основное (металлическое) поведение, поскольку его можно растворять в очень кислых растворах с образованием оксикатиона SbO .+
2
. [382] Оксид Sb 2 O 3 является полимерным, [274] амфотерным, [383] и стеклообразователем. [281] Сурьма имеет обширный металлоорганический химический состав (см. Химия органосурьмы ). [384]

Теллур

Блестящий медальон серебристо-белого цвета с бороздчатой ​​поверхностью, неравномерной снаружи, с квадратным спиралевидным узором посередине.
Теллур , описанный Дмитрием Менделеевым как переходный элемент между металлами и неметаллами [385]

Теллур — серебристо-белое блестящее твердое вещество. [386] Он имеет плотность 6,24 г/см 3 , хрупкий и является самым мягким из общепризнанных металлоидов, будучи немного тверже серы. [338] Крупные куски теллура устойчивы на воздухе. Мелкопорошковая форма окисляется воздухом в присутствии влаги. Теллур реагирует с кипящей водой или при свежем осаждении даже при 50 °C с образованием диоксида и водорода: Te + 2 H 2 O → TeO 2 + 2 H 2 . [387] Он реагирует (в разной степени) с азотной, серной и соляной кислотами с образованием таких соединений, как сульфоксид TeSO 3 или теллуровая кислота H 2 TeO 3 , [388] основной нитрат (Te 2 O 4 H) + ( NO 3 ) - , [389] или оксид сульфат Te 2 O 3 (SO 4 ). [390] Он растворяется в кипящих щелочах с образованием теллурита и теллурида : 3 Te + 6 KOH = K 2 TeO 3 + 2 K 2 Te + 3 H 2 O, реакция, которая протекает или обратима при повышении или понижении температуры. [391]

При более высоких температурах теллур достаточно пластичен, чтобы его можно было экструдировать. [392] Плавится при температуре 449,51 °C. Кристаллический теллур имеет структуру, состоящую из параллельных бесконечных спиральных цепочек. Связь между соседними атомами в цепочке ковалентная, но имеются признаки слабого металлического взаимодействия между соседними атомами разных цепочек. [393] Теллур — полупроводник с электропроводностью около 1,0 См·см -1 [394] и шириной запрещенной зоны от 0,32 до 0,38 эВ. [395] Жидкий теллур представляет собой полупроводник с электропроводностью при плавлении около 1,9 × 10 3  См·см -1 . [395] Перегретый жидкий теллур является металлическим проводником. [396]

Большая часть химического состава теллура характерна для неметалла. [397] Он демонстрирует некоторое катионное поведение. Диоксид растворяется в кислоте с образованием иона тригидроксотеллура(IV) Te(OH) 3 + ; [398] [n 42] красные ионы Te 4 2+ и желто-оранжевые ионы Te 6 2+ образуются при окислении теллура во фторсерной кислоте (HSO 3 F) или жидком диоксиде серы (SO 2 ) соответственно. [401] Он может образовывать сплавы с алюминием, серебром и оловом. [402] Теллур проявляет меньшую склонность к анионному поведению, чем обычные неметаллы. [299] Химия его растворения характеризуется образованием оксианионов. [300] Теллур обычно образует соединения, в которых он имеет степень окисления -2, +4 или +6. Состояние +4 является наиболее стабильным. [387] Теллуриды состава X x Te y легко образуются с большинством других элементов и представляют собой наиболее распространенные минералы теллура. Нестехиометрия широко распространена, особенно в отношении переходных металлов. Многие теллуриды можно рассматривать как металлические сплавы. [403] Увеличение металлического характера, очевидное в теллуре, по сравнению с более легкими халькогенами , дополнительно отражается в сообщениях об образовании различных других солей оксикислот, таких как основной селенат 2TeO 2 ·SeO 3 и аналогичные перхлорат и периодат 2TeO 2 ·HXO 4 . [404] Теллур образует полимерный, [274] амфотерный, [383] стеклообразующий оксид, [281] TeO 2 . Это «условный» стеклообразующий оксид – он образует стекло с очень небольшим количеством добавки. [281] Теллур имеет обширный металлоорганический химический состав (см. Химия органотеллура ). [405]

Элементы, которые реже называют металлоидами.

Углерод

Блестящий серо-черный самородок кубовидной формы с шероховатой поверхностью.
Углерод (как графит ). Делокализованные валентные электроны внутри слоев графита придают ему металлический вид. [406]

Углерод обычно классифицируют как неметалл [407] , но он обладает некоторыми металлическими свойствами и иногда классифицируется как металлоид. [408] Гексагональный графитовый углерод (графит) является наиболее термодинамически стабильным аллотропом углерода в условиях окружающей среды. [409] Он имеет блестящий вид [410] и является довольно хорошим электрическим проводником. [411] Графит имеет слоистую структуру. Каждый слой состоит из атомов углерода, связанных с тремя другими атомами углерода в гексагональной решетке . Слои уложены вместе и свободно удерживаются силами Ван-дер-Ваальса и делокализованными валентными электронами . [412]

Как и у металла, проводимость графита в направлении его плоскостей уменьшается с повышением температуры; [413] [n 43] имеет электронную зонную структуру полуметалла. [413] Аллотропы углерода, включая графит, могут принимать чужеродные атомы или соединения в свои структуры посредством замещения, интеркаляции или легирования . Полученные материалы называются «углеродными сплавами». [417] Углерод может образовывать ионные соли, включая гидросульфат, перхлорат и нитрат (C+
24
X - .2HX, где X = HSO 4 , ClO 4 ; и С+
24
НЕТ
3
.3HNO 3 ). [418] [n 44] В органической химии углерод может образовывать сложные катионы, называемые карбокатионами  , в которых положительный заряд находится на атоме углерода; примеры: CH+
3
и СН+
5
и их производные. [419]

Углерод хрупок [420] и ведет себя как полупроводник в направлении, перпендикулярном его плоскостям. [413] Большая часть его химического состава неметаллическая; [421] он имеет относительно высокую энергию ионизации [422] и, по сравнению с большинством металлов, относительно высокую электроотрицательность. [423] Углерод может образовывать анионы, такие как C 4- ( метанид ), C2–
2
( ацетилид ) и C3–
4
( сесквикарбид или аллиленид ), в соединениях с металлами основных групп 1–3, а также с лантанидами и актинидами . [424] Его оксид CO 2 образует угольную кислоту H 2 CO 3 . [425] [н 45]

Алюминий

Серебристо-белый комок в форме парового утюга с полукруглыми бороздками по ширине верхней поверхности и грубыми бороздками в средней части левого края.
Алюминий высокой чистоты намного мягче, чем его знакомые сплавы . Люди, впервые сталкивающиеся с этим, часто спрашивают, настоящее ли это дело. [427]

Алюминий обычно относят к металлам. [428] Он блестящий, податливый и пластичный, имеет высокую электро- и теплопроводность. Как и большинство металлов, он имеет плотноупакованную кристаллическую структуру [429] и в водном растворе образует катион. [430]

Он обладает некоторыми свойствами, необычными для металла; В совокупности [431] они иногда используются в качестве основы для отнесения алюминия к металлоидам. [432] Его кристаллическая структура демонстрирует некоторые признаки направленной связи . [433] В большинстве соединений алюминий связан ковалентно. [434] Оксид Al 2 O 3 амфотерен [435] и является условным стеклообразователем. [281] Алюминий может образовывать анионные алюминаты , [431] такое поведение считается неметаллическим по своему характеру. [69]

Отнесение алюминия к металлоидам является спорным [436] из-за его многочисленных металлических свойств. Поэтому, возможно, это исключение из мнемоники, согласно которой элементы, прилегающие к разделительной линии металл-неметалл, являются металлоидами. [437] [№ 46]

Стотт [439] называет алюминий слабым металлом. Он имеет физические свойства металла, но некоторые химические свойства неметалла. Стил [440] отмечает парадоксальное химическое поведение алюминия: «Он напоминает слабый металл своим амфотерным оксидом и ковалентным характером многих его соединений... И все же это очень электроположительный металл... [с] высокой отрицательный электродный потенциал». Муди [441] говорит, что «алюминий находится на «диагональной границе» между металлами и неметаллами в химическом смысле».

Селен

Маленькая стеклянная баночка, наполненная маленькими матово-серыми вогнутыми пуговицами. Кусочки селена без ножек выглядят как крошечные грибы.
Серый селен , будучи фотопроводником , проводит электричество примерно в 1000 раз лучше, когда на него падает свет, и это свойство используется с середины 1870-х годов в различных светочувствительных устройствах [442].

Селен демонстрирует пограничное металлоидное или неметаллическое поведение. [443] [№ 47]

Его наиболее стабильную форму, серый тригональный аллотроп, иногда называют «металлическим» селеном, поскольку его электропроводность на несколько порядков выше, чем у красной моноклинной формы. [446] Металлический характер селена дополнительно подтверждается его блеском, [447] и его кристаллической структурой, которая, как полагают, включает слабые «металлические» межцепные связи. [448] Селен в расплавленном и вязком состоянии можно вытягивать в тонкие нити. [449] Он демонстрирует нежелание приобретать «высокие положительные степени окисления, характерные для неметаллов». [450] Он может образовывать циклические поликатионы (такие как Se2+
8
) при растворении в олеумах [451] (общее свойство с серой и теллуром) и гидролизованной катионной соли в форме перхлората тригидроксоселена(IV) [Se(OH) 3 ] + ·ClO
4
. [452]

О неметаллическом характере селена свидетельствуют его хрупкость [447] и низкая электропроводность (от ~10 -9 до 10 -12  См·см -1 ) его высокоочищенной формы. [93] Это сравнимо или меньше, чем у брома (7,95 × 10 –12  См·см –1 ), [453] неметалла. Селен имеет электронную зонную структуру полупроводника [ 454] и сохраняет свои полупроводниковые свойства в жидкой форме. [454] Он имеет относительно высокую [455] электроотрицательность (2,55 по пересмотренной шкале Полинга). Химия его реакций в основном связана с его неметаллическими анионными формами Se 2- , SeO.2−
3
и SeO2−
4
. [456]

В литературе по химии окружающей среды селен обычно называют металлоидом . [457] Он перемещается в водной среде подобно мышьяку и сурьме; [458] его водорастворимые соли в более высоких концентрациях имеют токсикологический профиль , аналогичный мышьяку. [459]

Полоний

Полоний в некотором смысле является «явно металлическим». [240] Обе его аллотропные формы являются металлическими проводниками. [240] Он растворим в кислотах, образуя розовый катион Po 2+ и вытесняя водород: Po + 2 H + → Po 2+ + H 2 . [460] Известно множество солей полония. [461] Оксид PoO 2 имеет преимущественно основную природу. [462] Полоний является неохотным окислителем, в отличие от его самого легкого родственного кислорода: для образования аниона Po 2- в водном растворе необходимы сильно восстановительные условия . [463]

Неясно, является ли полоний пластичным или хрупким. Прогнозируется, что он будет пластичным на основании расчетных упругих констант . [464] Он имеет простую кубическую кристаллическую структуру . Такая структура имеет мало систем скольжения и «приводит к очень низкой пластичности и, следовательно, к низкому сопротивлению разрушению». [465]

Полоний проявляет неметаллический характер в своих галогенидах и в существовании полонидов . Галогениды обладают свойствами, обычно характерными для галогенидов неметаллов (летучие, легко гидролизуются и растворяются в органических растворителях ). [466] Известны также многие полониды металлов, полученные при совместном нагревании элементов при 500–1000 °C и содержащие анион Po 2- . [467]

Астат

Как галоген , астат обычно классифицируется как неметалл. [468] Он обладает некоторыми выраженными металлическими свойствами [469] и иногда вместо этого классифицируется либо как металлоид [470] , либо (реже) как металл. [n 48] Сразу после его производства в 1940 году первые исследователи считали его металлом. [472] В 1949 году его называли самым благородным (трудно окисляемым ) неметаллом, а также относительно благородным (трудно окисляемым) металлом. [473] В 1950 году астат был описан как галоген и (следовательно) химически активный неметалл. [474] В 2013 году на основе релятивистского моделирования было предсказано, что астат будет одноатомным металлом с гранецентрированной кубической кристаллической структурой . [475]

Несколько авторов отметили металлическую природу некоторых свойств астата. Поскольку йод является полупроводником в направлении своих плоскостей, а галогены становятся более металлическими с увеличением атомного номера, предполагалось, что астат был бы металлом, если бы мог образовывать конденсированную фазу. [476] [n 49] Астат может быть металлическим в жидком состоянии на том основании, что элементы с энтальпией испарения (∆H vap ) выше ~ 42 кДж/моль являются металлическими в жидком состоянии. [478] К таким элементам относятся бор, [n 50] кремний, германий, сурьма, селен и теллур. Оценочные значения ∆H пар двухатомного астата составляют 50 кДж/моль или выше ; [482] двухатомный йод с ∆H пар 41,71, [483] едва достигает порогового значения.

«Как и типичные металлы, он [астат] осаждается сероводородом даже из сильнокислых растворов и в свободном виде вытесняется из сульфатных растворов; при электролизе он осаждается на катоде ». [484] [n 51] Дальнейшими указаниями на склонность астата вести себя как (тяжелый) металл являются: «… образование псевдогалогенидных соединений… комплексов катионов астата… комплексных анионов трехвалентного астата… .а также комплексы с различными органическими растворителями». [486] Также утверждалось, что астат демонстрирует катионное поведение посредством стабильных форм At + и AtO + в сильнокислых водных растворах. [487]

Некоторые из заявленных свойств астата являются неметаллическими. Было экстраполировано, что он имеет узкий диапазон жидкостей, обычно связанный с неметаллами (т.пл. 302 °C; точка кипения 337 °C), [488] , хотя экспериментальные данные предполагают более низкую температуру кипения, составляющую около 230 ± 3 °C. Бацанов приводит расчетную энергию запрещенной зоны астата 0,7 эВ; [489] это согласуется с тем, что неметаллы (в физике) имеют разделенные валентную зону и зону проводимости и, таким образом, являются либо полупроводниками, либо изоляторами. [490] Химия астата в водном растворе в основном характеризуется образованием различных анионных частиц. [491] Большинство его известных соединений напоминают соединения йода, [492] который представляет собой галоген и неметалл. [493] Такие соединения включают астатиды (XAt), астататы (XAtO 3 ) и одновалентные межгалогенные соединения . [494]

Рестрепо и др. [495] сообщили, что астат больше похож на полоний, чем на галоген. Сделали они это на основе детальных сравнительных исследований известных и интерполированных свойств 72 элементов.

Связанные понятия

Рядом с металлоидами

Блестящие кристаллические осколки фиолетово-черного цвета.
Кристаллы йода с металлическим блеском . Йод является полупроводником в направлении своих плоскостей с шириной запрещенной зоны ~ 1,3 эВ. Он имеет электропроводность 1,7 × 10 -8  См·см -1 при комнатной температуре . [496] Это выше, чем у селена, но ниже, чем у бора, наименее электропроводного из известных металлоидов. [№ 52]

В периодической таблице некоторые элементы, соседствующие с общепризнанными металлоидами, хотя обычно классифицируются либо как металлы, либо как неметаллы, иногда называются почти металлоидами [499] или отличаются своим металлоидным характером. Слева от разделительной линии металл-неметалл такие элементы включают галлий, [500], олово [501] и висмут. [502] Они демонстрируют необычную структуру упаковки, [503] выраженную ковалентную химию (молекулярную или полимерную), [504] и амфотеризм. [505] Справа от разделительной линии расположены углерод, [506] фосфор, [507] селен [508] и йод. [509] Они обладают металлическим блеском, полупроводниковыми свойствами [n 53] и связующими или валентными зонами делокализованного характера. Это касается их наиболее термодинамически стабильных в условиях окружающей среды форм: углерода в виде графита; фосфор в виде черного фосфора; [n 54] и селен в виде серого селена.

Аллотропы

Множество маленьких блестящих серебристых сфер слева; многие сферы одинакового размера справа более тусклые и темные, чем сферы слева, и имеют приглушенный металлический блеск.
Белая банка (слева) и серая банка (справа). Обе формы имеют металлический вид.

Различные кристаллические формы элемента называются аллотропами . Некоторые аллотропы, особенно элементы, расположенные (в терминах таблицы Менделеева) рядом с условной разделительной линией между металлами и неметаллами или рядом с ней, демонстрируют более выраженное металлическое, металлоидное или неметаллическое поведение, чем другие. [515] Существование таких аллотропов может усложнить классификацию задействованных элементов. [516]

Олово, например, имеет два аллотропа: тетрагональное «белое» β-олово и кубическое «серое» α-олово. Белое олово – очень блестящий, пластичный и ковкий металл. Это стабильная форма при комнатной температуре или выше, ее электропроводность составляет 9,17 × 10 4  См·см -1 (~ 1/6 электропроводности меди). [517] Серое олово обычно имеет вид серого микрокристаллического порошка, а также может быть получено в хрупких полублестящих кристаллических или поликристаллических формах. Это стабильная форма при температуре ниже 13,2 °C, ее электропроводность составляет (2–5) × 10 2  См·см -1 (~ 1/250 электропроводности белого олова). [518] Серое олово имеет ту же кристаллическую структуру, что и алмаз. Он ведет себя как полупроводник (как будто у него запрещенная зона 0,08 эВ), но имеет электронную зонную структуру полуметалла. [519] Его называют либо очень плохим металлом, [520] металлоидом, [521] неметаллом [522] или близким к металлоиду. [502]

Алмазный аллотроп углерода явно неметаллический, полупрозрачный и имеет низкую электропроводность от 10 -14 до 10 -16  См·см -1 . [523] Графит имеет электропроводность 3 × 10 4  См·см -1 , [524] показатель, более характерный для металла. Фосфор, сера, мышьяк, селен, сурьма и висмут также имеют менее стабильные аллотропы, которые демонстрируют различное поведение. [525]

Численность, добыча и стоимость

Избыток

В таблице показано содержание в коре элементов, обычно и редко относимых к металлоидам. [526] Для сравнения включены и некоторые другие элементы: кислород и ксенон (наиболее и наименее распространенные элементы со стабильными изотопами); железо и металлы для чеканки меди, серебра и золота; и рений, наименее распространенный стабильный металл (обычно алюминий является наиболее распространенным металлом). Были опубликованы различные оценки численности; они часто в некоторой степени расходятся во мнениях. [527]

Добыча

Известные металлоиды могут быть получены химическим восстановлением их оксидов или сульфидов . В зависимости от исходной формы и экономических факторов могут использоваться более простые или более сложные методы экстракции. [528] Бор обычно получают восстановлением триоксида магнием: B 2 O 3 + 3 Mg → 2 B + 3MgO; после вторичной обработки полученный порошок коричневого цвета имеет чистоту до 97%. [529] Бор более высокой чистоты (>99%) получают нагреванием летучих соединений бора, таких как BCl 3 или BBr 3 , либо в атмосфере водорода (2 BX 3 + 3 H 2 → 2 B + 6 HX), либо точка термического разложения . Кремний и германий получают из их оксидов нагреванием оксида с углеродом или водородом: SiO 2 + C → Si + CO 2 ; GeO 2 + 2 H 2 → Ge + 2 H 2 O. Мышьяк выделяют из пирита (FeAsS) или мышьяковистого пирита (FeAs 2 ) нагреванием; альтернативно его можно получить из его оксида восстановлением углеродом: 2 As 2 O 3 + 3 C → 2 As + 3 CO 2 . [530] Сурьму получают из ее сульфида восстановлением железом: Sb 2 S 3 → 2 Sb + 3 FeS. Теллур получают из его оксида растворением его в водном растворе NaOH с получением теллурита, затем электролитическим восстановлением : TeO 2 + 2 NaOH → Na 2 TeO 3 + H 2 O; [531] Na 2 TeO 3 + H 2 O → Te + 2 NaOH + O 2 . [532] Другой вариант — восстановление оксида обжигом углеродом: TeO 2 + C → Te + CO 2 . [533]

Методы производства элементов, которые реже называют металлоидами, включают естественную обработку, электролитическое или химическое восстановление или облучение. Углерод (в виде графита) встречается в природе и добывается путем дробления материнской породы и выплавки более легкого графита на поверхность. Алюминий извлекают растворением его оксида Al 2 O 3 в расплавленном криолите Na 3 AlF 6 и последующим высокотемпературным электролитическим восстановлением. Селен получают обжигом селенидов чеканных металлов X 2 Se (X = Cu, Ag, Au) с кальцинированной содой с получением селенита: X 2 Se + O 2 + Na 2 CO 3 → Na 2 SeO 3 + 2 X + CO 2 ; селенид нейтрализуют серной кислотой H 2 SO 4 с получением селенистой кислоты H 2 SeO 3 ; это снижается за счет барботирования SO 2 с получением элементарного селена. Полоний и астат производятся в ничтожных количествах путем облучения висмута. [534]

Расходы

Признанные металлоиды и их ближайшие соседи в большинстве случаев стоят дешевле серебра; только полоний и астат дороже золота из-за их значительной радиоактивности. По состоянию на 5 апреля 2014 года цены на небольшие образцы (до 100 г) кремния, сурьмы и теллура, а также графита, алюминия и селена составляют в среднем около трети стоимости серебра (1,5 доллара США за грамм или около 45 долларов США за унцию). Образцы бора, германия и мышьяка в среднем примерно в три с половиной раза дороже серебра. [n 55] Полоний доступен по цене около 100 долларов за микрограмм . [535] Залуцкий и Прушинский [536] оценивают аналогичные затраты на производство астата. Цены на соответствующие элементы, продаваемые как товары, обычно варьируются от двух-трех раз ниже цены образца (Ge) до почти в три тысячи раз дешевле (As). [№ 56]

Примечания

  1. ^ Соответствующий комментарий см. также: Vernon RE 2013, «Какие элементы являются металлоидами?», Journal of Chemical Education, vol. 90, нет. 12, стр. 1703–1707, doi : 10.1021/ed3008457.
  2. ^ Ниже приведены определения и выдержки разных авторов, иллюстрирующие аспекты общего определения:
    • «В химии металлоид — это элемент со свойствами, промежуточными между свойствами металлов и неметаллов». [3]
    • «Между металлами и неметаллами в периодической таблице мы находим элементы... [которые] имеют некоторые общие характерные свойства как металлов, так и неметаллов, что затрудняет их отнесение к любой из этих двух основных категорий» [4 ]
    • «Химики иногда используют название металлоид... для тех элементов, которые трудно классифицировать тем или иным способом». [5]
    • «Поскольку признаки, отличающие металлы и неметаллы, носят качественный характер, некоторые элементы не попадают однозначно ни в одну из категорий. Эти элементы… называются металлоидами…» [6]
    В более широком смысле металлоиды называют:
    • «элементы, которые... представляют собой нечто среднее между металлами и неметаллами»; [7] или
    • «странное промежуточное звено между элементами». [8]
  3. ^ Золото , например, имеет смешанные свойства, но по-прежнему считается «королем металлов». Помимо металлического поведения (например, высокой электропроводности и образования катионов ), золото демонстрирует неметаллическое поведение:О характере галогенов см. также Белпасси и др., [12] , которые заключают, что в ауридах MAu (M = Li–Cs ) золото «ведет себя как галоген, промежуточный между Br и I »; об аурофильности см. также Шмидбаура и Шира. [13]
  4. ^ Манн и др. [16] называют эти элементы «признанными металлоидами».
  5. ^ Джонс [44] пишет: «Хотя классификация является важной особенностью во всех отраслях науки, на границах всегда есть трудные случаи. Действительно, граница класса редко бывает четкой».
  6. ^ Отсутствие стандартного разделения элементов на металлы, металлоиды и неметаллы не обязательно является проблемой. Существует более или менее непрерывный переход от металлического к неметаллическому. Определенное подмножество этого континуума может служить как своей конкретной цели, так и любой другой. [45]
  7. ^ Эффективность упаковки бора составляет 38%; кремний и германий 34; мышьяк 38,5; сурьма 41; и теллур 36,4. [49] Эти значения ниже, чем у большинства металлов (80% из которых имеют эффективность упаковки не менее 68%), [50] но выше, чем у элементов, обычно классифицируемых как неметаллы. (Галлий необычен для металла тем, что его эффективность упаковки составляет всего 39%). [51] Другие примечательные значения для металлов — 42,9 для висмута [52] и 58,5 для жидкой ртути. [53] ) Эффективность упаковки для неметаллов составляет: графит 17%, [54] сера 19,2, [55] йод 23,9, [55] селен 24,2, [55] и черный фосфор 28,5. [52]
  8. ^ Более конкретно,Критерий Голдхаммера- Герцфельда представляет собой соотношение силы, удерживающей валентные электроны отдельного атома на месте, с силами, действующими на тех же электронах, в результате взаимодействия между атомами в твердом или жидком элементе. Когда межатомные силы больше или равны атомной силе, указывается межатомная сила валентных электронов и прогнозируется металлическое поведение. [57] В противном случае ожидается неметаллическое поведение.
  9. ^ Поскольку соотношение основано на классических аргументах [59], оно не учитывает тот факт, что полоний, значение которого составляет ~ 0,95, принимает металлическую (а не ковалентную ) кристаллическую структуру на релятивистских основаниях. [60] Тем не менее, он предлагает объяснение первого порядка появления металлического характера среди элементов. [61]
  10. ^ Атомная проводимость — это электропроводность одного моля вещества. Она равна электропроводности, деленной на молярный объем. [5]
  11. ^ Селен имеет энергию ионизации (IE) 225 ккал/моль (941 кДж/моль), и его иногда называют полупроводником. Он имеет относительно высокую электроотрицательность 2,55 (EN). Полоний имеет IE 194 ккал/моль (812 кДж/моль) и EN 2,0, но имеет металлическую зонную структуру. [66] Астат имеет IE 215 кДж/моль (899 кДж/моль) и EN 2,2. [67] Его электронная зонная структура точно не известна.
  12. ^ Джонс (2010, стр. 169–71): «Хотя классификация является важной чертой всех отраслей науки, на границах всегда есть трудные случаи. Граница класса редко бывает резкой… Ученым не следует терять сон из-за сложные случаи. Пока система классификации полезна для экономии описания, структурирования знаний и нашего понимания, а сложные случаи составляют небольшое меньшинство, сохраняйте ее. Если система становится менее полезной, откажитесь от нее и замените ее. с системой, основанной на различных общих характеристиках».
  13. ^ Одерберг [80] на онтологических основаниях утверждает , что все, что не является металлом, является, следовательно, неметаллом, и что сюда входят полуметаллы (т.е. металлоиды).
  14. ^ Сообщается, что коперниций - единственный металл, который считается газом при комнатной температуре. [86]
  15. ^ Металлы имеют значения электропроводности от 6,9 × 10 3  См•см -1 для марганца до 6,3 × 10 5 для серебра . [90]
  16. ^ Металлоиды имеют значения электропроводности от 1,5 × 10 -6  См•см -1 для бора до 3,9 × 10 4 для мышьяка. [92] Если селен включен в качестве металлоида, применимый диапазон проводимости будет начинаться от ~ 10 -9 до 10 -12  См·см -1 . [93]
  17. ^ Неметаллы имеют значения электропроводности от ~ 10 -18  См•см -1 для элементарных газов до 3 × 10 4 в графите. [94]
  18. ^ Чедд [101] определяет металлоиды как имеющие значения электроотрицательности от 1,8 до 2,2 ( шкала Оллреда-Рочова ). В эту категорию он включил бор, кремний, германий, мышьяк, сурьму, теллур, полоний и астат . В обзоре работы Чедда Адлер [102] назвал этот выбор произвольным, поскольку к другим элементам, электроотрицательность которых лежит в этом диапазоне, относятся медь , серебро, фосфор, ртуть и висмут. Далее он предложил определить металлоид как «полупроводник или полуметалл» и включить в эту категорию висмут и селен.
  19. ^ Олмстед и Уильямс [106] отметили, что «До недавнего времени химический интерес к металлоидам состоял в основном из отдельных курьезов, таких как ядовитая природа мышьяка и умеренная терапевтическая ценность буры. Однако с развитием металлоидных полупроводников эти элементы стали одними из наиболее интенсивно изучаемых».
  20. ^ Исследования, опубликованные в 2012 году, показывают, что металло-металлоидные стекла могут характеризоваться взаимосвязанной схемой атомной упаковки, в которой сосуществуют структуры металлических и ковалентных связей. [174]
  21. ^ Происходит реакция Ge + 2 MoO 3 → GeO 2 + 2 MoO 2 . Добавление мышьяка или сурьмы ( доноров электронов n-типа ) увеличивает скорость реакции; добавление галлия или индия ( акцепторов электронов p-типа ) уменьшает его. [188]
  22. Эллерн в статье « Военная и гражданская пиротехника» (1968) отмечает, что технический углерод «был предназначен и использовался в имитаторе ядерного взрыва в воздухе». [194]
  23. ^ Пример прежнего использования термина металлоид после 1960 года для обозначения неметаллов см. у Жданова, [243] , который делит элементы на металлы; промежуточные элементы (H, B, C, Si, Ge, Se, Te); и металлоиды (из которых наиболее типичными являются O, F и Cl).
  24. ^ Бор с энергией 1,56 эВ имеет самую большую запрещенную зону среди общепризнанных (полупроводниковых) металлоидов. Из соседних элементов в таблице Менделеева следующий по величине запрещенной зоны имеет селен (около 1,8 эВ), за ним следует белый фосфор (около 2,1 эВ). [254]
  25. ^ В 2014 году было объявлено о синтезе боросферена B 40 , «искажённого фуллерена с шестиугольными отверстиями сверху и снизу и четырьмя семиугольными отверстиями вокруг перетяжки». [258]
  26. ^ Части BH 3 и Fe(CO 4 ) в этих реакциях являются короткоживущими промежуточными продуктами реакции . [266]
  27. ^ По поводу аналогии между бором и металлами Гринвуд [268] прокомментировал следующее: «Степень, в которой металлические элементы имитируют бор (имея меньше электронов, чем орбитали, доступные для связи), была плодотворной последовательной концепцией в развитии химии металлоборанов. ...Действительно, металлы называют "почетными атомами бора" или даже "атомами флексибора". Очевидно, что обратное соотношение также справедливо..."
  28. ^ Связь в трифториде бора , газе, была названа преимущественно ионной [272] и это описание впоследствии было описано как вводящее в заблуждение. [273]
  29. ^ Триоксид бора B 2 O 3 иногда называют (слабо) амфотерным . [276] Он реагирует со щелочами с образованием различных боратов. [277] В своей гидратированной форме (как H 3 BO 3 , борная кислота ) он реагирует с триоксидом серы , ангидридом серной кислоты , с образованием бисульфата B(HSO 3 ) 4 . [278] В чистом (безводном) виде он реагирует с фосфорной кислотой с образованием « фосфата » BPO 4 . [279] Последнее соединение можно рассматривать как смешанный оксид B 2 O 3 и P 2 O 5 . [280]
  30. ^ Органические производные металлоидов традиционно относят к металлоорганическим соединениям. [282]
  31. ^ На воздухе кремний образует тонкое покрытие из аморфного диоксида кремния толщиной от 2 до 3 нм. [287] Это покрытие растворяется фтористым водородом с очень низкой скоростью – порядка двух-трех часов на нанометр. [288] Диоксид кремния и силикатные стекла (основным компонентом которого является диоксид кремния) в противном случае легко подвергаются воздействию плавиковой кислоты. [289]
  32. ^ Связь в тетрафториде кремния , газе, была названа преимущественно ионной [272] и это описание впоследствии было описано как вводящее в заблуждение. [273]
  33. ^ Хотя SiO 2 классифицируется как кислотный оксид и, следовательно, реагирует со щелочами с образованием силикатов, он реагирует с фосфорной кислотой с образованием ортофосфата оксида кремния Si 5 O(PO 4 ) 6 , [305] и с плавиковой кислотой с образованием гексафторкремниевой кислоты. кислота H 2 SiF 6 . [306] Последняя реакция «иногда цитируется как свидетельство основных [то есть металлических] свойств». [307]
  34. ^ Для образования заметного поверхностного оксидного слоя необходима температура выше 400 °C. [311]
  35. ^ Источники, упоминающие катионы германия, включают: Пауэлл и Брюэр [317] , которые утверждают, что структура йодида кадмия CdI 2 йодида германия GeI 2 доказывает существование иона Ge ++ (структура CdI 2 обнаружена, согласно Лэдду, [318 ] во «многих галогенидах, гидроксидах и хальцидах металлов»); Эверест [319] отмечает, что «кажется вероятным, что ион Ge ++ может также встречаться в других кристаллических солях германия, таких как фосфит, который подобен солеподобному фосфиту олова, и фосфат германия, который напоминает не только фосфаты олова, но также и фосфаты марганца»; Пан, Фу и Хуанг [320] , которые предполагают образование простого иона Ge ++ при растворении Ge(OH) 2 в растворе хлорной кислоты , на том основании, что «ClO4 имеет мало склонности к комплексообразованию с катион"; Монкондуит и др. [321] , которые подготовили состав слоя или фазу Nb 3 Ge x Te 6 (x ≃ 0,9) и сообщили, что он содержит катион Ge II ; Риченс [322] , который отмечает, что «Ge 2+ (водный раствор) или, возможно, Ge(OH) + (водный раствор), как говорят, существует в разбавленных безвоздушных водных суспензиях желтого монооксида… однако оба они нестабильны по отношению к готовое образование GeO 2 . n H 2 O"; Рупар и др. [323] , синтезировавшие криптандное соединение, содержащее катион Ge 2+ ; и Швитцер и Пестерфилд [324] , которые пишут, что «моноксид GeO растворяется в разбавленных кислотах с образованием Ge +2 и в разбавленных основаниях с образованием GeO 2 -2 , причем все три соединения нестабильны в воде». Источники, отвергающие катионы германия или дополнительно уточняющие их предполагаемое существование, включают: Джолли и Латимер [325] , которые утверждают, что «германистый ион не может быть изучен непосредственно, поскольку ни одна разновидность германия (II) не существует в сколько-нибудь заметной концентрации в некомплексующих водных растворах»; Лидин [326] , который говорит, что «[германий] не образует аквакатенов»; Лэдд [327] , который отмечает, что структура CdI 2 является «промежуточной по типу между ионными и молекулярными соединениями»; и Виберг [328]который утверждает, что «катионы германия неизвестны».
  36. ^ Мышьяк также существует в виде встречающегося в природе (но редкого) аллотропа (арсеноламприта), кристаллического полупроводника с шириной запрещенной зоны около 0,3 эВ или 0,4 эВ. Его также можно приготовить в полупроводниковой аморфной форме с шириной запрещенной зоны около 1,2–1,4 эВ. [344]
  37. ^ Источники, упоминающие катионный мышьяк, включают: Гиллеспи и Робинсон [347] , которые обнаружили, что «в очень разбавленных растворах в 100% серной кислоте оксид мышьяка (III) образует гидросульфат арсонила (III), AsO.HO 4 , который частично ионизирован. с образованием катиона AsO + . Обе эти разновидности, вероятно, существуют главным образом в сольватированных формах, например, As(OH)(SO 4 H) 2 и As(OH)(SO 4 H) + соответственно"; Пол и др. [348] , которые сообщили о спектроскопических доказательствах присутствия катионов As 4 2+ и As 2 2+ при окислении мышьяка пероксидисульфурилдифторидом S 2 O 6 F 2 в сильнокислых средах (Гиллеспи и Пассмор [349] отметили спектры этих виды были очень похожи на S 4 2+ и S 8 2+ и пришли к выводу, что «в настоящее время» не существует надежных доказательств каких-либо гомополикатионов мышьяка); Ван Мюлдер и Пурбэ [350] , которые пишут, что «As 2 O 3 представляет собой амфотерный оксид, который растворяется в воде и растворах с pH от 1 до 8 с образованием недиссоциированной мышьяковистой кислоты HAsO 2 ; растворимость… увеличивается при повышении pH. ниже 1 с образованием «арсенильных» ионов AsO + …»; Кольтгоф и Эльвинг [351] , которые пишут, что «катион As3 + существует в некоторой степени только в сильнокислых растворах; в менее кислых условиях наблюдается тенденция к гидролизу , так что преобладает анионная форма»; Муди [352] , который заметил, что «триоксид мышьяка As 4 O 6 и мышьяковистая кислота H 3 AsO 3 очевидно амфотерны, но не содержат катионов As 3+ , As(OH) 2+ или As(OH) 2 + известны"; и Коттон и др. [353] которые пишут, что (в водном растворе) простой катион мышьяка As 3+ «может встречаться в некоторой незначительной степени (наряду с катионом AsO + )» и что «спектры комбинационного рассеяния света показывают, что в кислых растворах As 4 O 6 единственная обнаруживаемая разновидность - пирамидальный As(OH) 3 ".
  38. ^ Формулы AsPO 4 и As 2 (SO 4 ) 3 предполагают простые ионные составы с As 3+ , но это не так. AsPO 4 , «который фактически представляет собой ковалентный оксид», называют двойным оксидом формы As 2 O 3 ·P 2 O 5 . Он состоит из пирамид AsO 3 и тетраэдров PO 4 , соединенных между собой всеми угловыми атомами и образующих непрерывную полимерную сетку. [359] As 2 (SO 4 ) 3 имеет структуру, в которой каждый тетраэдр SO 4 соединен двумя тригональными пирамидами AsO 3 . [360]
  39. ^ As 2 O 3 обычно считается амфотерным, но в некоторых источниках говорится, что он (слабо) [363] кислый. Его «основные» свойства (реакция с концентрированной соляной кислотой с образованием трихлорида мышьяка) они описывают как спиртовые по аналогии с образованием ковалентных алкилхлоридов ковалентными спиртами (например, R-OH + HCl RCl + H 2 O). [364]
  40. ^ Сурьма также может быть получена в аморфной полупроводниковой черной форме с расчетной (зависящей от температуры) запрещенной зоной 0,06–0,18 эВ. [370]
  41. ^ Лидин [375] утверждает, что SbO + не существует и что устойчивая форма Sb(III) в водном растворе представляет собой неполный гидрокомплекс [Sb(H 2 O) 4 (OH) 2 ] + .
  42. ^ Коттон и др. [399] отмечают, что TeO 2 , по-видимому, имеет ионную решетку; Уэллс [400] предполагает, что связи Те–О имеют «значительный ковалентный характер».
  43. ^ Жидкий углерод может [414] или не может быть [415] металлическим проводником, в зависимости от давления и температуры; смотрите также. [416]
  44. ^ Для сульфата метод получения представляет собой (осторожное) прямое окисление графита в концентрированной серной кислоте окислителем , таким как азотная кислота , триоксид хрома или персульфат аммония ; в этом случае концентрированная серная кислота действует как неорганический неводный растворитель .
  45. ^ Лишь небольшая часть растворенного CO 2 присутствует в воде в виде угольной кислоты, поэтому, хотя H 2 CO 3 является кислотой средней силы, растворы угольной кислоты являются лишь слабокислотными. [426]
  46. ^ Мнемоника, обозначающая элементы, обычно называемые металлоидами, гласит: Вверх, вверх-вниз, вверх-вниз, вверх... это металлоиды! [438]
  47. ^ Рочоу , [444] который позже написал свою монографию 1966 года «Металлоиды» , [445] прокомментировал, что «в некоторых отношениях селен действует как металлоид, а теллур, безусловно, действует».
  48. ^ Еще один вариант — включить астат как неметалл, так и металлоид. [471]
  49. ^ Видимый кусок астата немедленно и полностью испарится из-за тепла, выделяемого его высокой радиоактивностью. [477]
  50. ^ В литературе противоречивы относительно того, проявляет ли бор металлическую проводимость в жидкой форме. Кришнан и др. [479] обнаружили, что жидкий бор ведет себя как металл. Глорьё и др. [480] охарактеризовали жидкий бор как полупроводник на основании его низкой электропроводности. Милло и др. [481] сообщили, что излучательная способность жидкого бора не соответствует излучательной способности жидкого металла.
  51. ^ Коренман [485] так же отмечал, что «способность осаждаться сероводородом отличает астат от других галогенов и приближает его к висмуту и ​​другим тяжелым металлам ».
  52. ^ Расстояние между молекулами в слоях йода (350 пм) намного меньше, чем расстояние между слоями йода (427 пм; ср. В два раза больше радиуса Ван-дер-Ваальса, равного 430 пм). [497] Считается, что это вызвано электронными взаимодействиями между молекулами в каждом слое йода, которые, в свою очередь, приводят к его полупроводниковым свойствам и блестящему внешнему виду. [498]
  53. ^ Например: промежуточная электропроводность; [510] относительно узкая запрещенная зона; [511] светочувствительность. [510]
  54. ^ Белый фосфор — наименее стабильная и наиболее реакционноспособная форма. [512] Это также наиболее распространенный, промышленно важный, [513] и легко воспроизводимый аллотроп, и по этим трем причинам он считается стандартным состоянием элемента. [514]
  55. Примерные цены на золото, для сравнения, начинаются примерно в тридцать пять раз выше, чем на серебро. На основе образцов цен на B, C, Al, Si, Ge, As, Se, Ag, Sb, Te и Au, доступных в Интернете от Alfa Aesa; Хороший парень; Металлий; и Объединенная ядерная научная организация.
  56. ^ На основе спотовых цен на Al, Si, Ge, As, Sb, Se и Te, доступных в Интернете на сайте FastMarkets: Minor Metals; Быстрые рынки: цветные металлы; EnergyTrend: Состояние рынка фотоэлектрических систем, поликремний; и Metal-Pages: цены на мышьяк, новости и информация.

Рекомендации

  1. ^ Чедд 1969, стр. 58, 78; Национальный исследовательский совет 1984, с. 43
  2. ^ аб Аткинс и др. 2010, с. 20
  3. ^ Кьюсак 1987, с. 360
  4. ^ Келтер, Мошер и Скотт 2009, с. 268
  5. ^ ab Hill & Holman 2000, стр. 41
  6. ^ Кинг 1979, с. 13
  7. ^ Мур 2011, с. 81
  8. ^ Грей 2010
  9. ^ Хопкинс и Бейлар 1956, с. 458
  10. ^ Глинка 1965, с. 77
  11. ^ Виберг 2001, с. 1279
  12. ^ Белпасси и др. 2006, стр. 4543–44.
  13. ^ Шмидбаур и Шир 2008, стр. 1931–51.
  14. ^ Тайлер Миллер 1987, с. 59
  15. ^ Голдсмит 1982, с. 526; Коц, Трейхель и Уивер 2009, с. 62; Беттельхейм и др. 2010, с. 46
  16. ^ аб Манн и др. 2000, с. 2783
  17. ^ Хоукс 2001, с. 1686 г.; Сигал 1989, с. 965; МакМюррей и Фэй 2009, с. 767
  18. ^ Букат 1983, с. 26; Браун ок. 2007 год
  19. ^ ab Swift & Schaefer 1962, с. 100
  20. ^ Хоукс 2001, с. 1686 г.; Хоукс 2010; Холт, Райнхарт и Уилсон ок. 2007 год
  21. ^ Данстан 1968, стр. 310, 409. Данстан перечисляет Be, Al, Ge (возможно), As, Se (возможно), Sn, Sb, Te, Pb, Bi и Po как металлоиды (стр. 310, 323, 409). , 419).
  22. ^ Тилден 1876, стр. 172, 198–201; Смит 1994, с. 252; Боднер и Пардью 1993, с. 354
  23. ^ Бассетт и др. 1966, с. 127
  24. ^ Рауш 1960
  25. ^ Тайер 1977, с. 604; Уоррен и Гебалль, 1981; Мастерс и Эла 2008, с. 190
  26. ^ Уоррен и Гебалле 1981; Чалмерс 1959, с. 72; Бюро военно-морского персонала США, 1965, с. 26
  27. ^ Зибринг 1967, с. 513
  28. ^ Виберг 2001, с. 282
  29. ^ Рауш 1960; Друг 1953, с. 68
  30. ^ Мюррей 1928, с. 1295
  31. ^ Хэмпель и Хоули 1966, с. 950; Штейн, 1985 г.; Штейн 1987, стр. 240, 247–48.
  32. ^ Хэтчер 1949, с. 223; Secrist & Powers 1966, с. 459
  33. ^ Тейлор 1960, с. 614
  34. ^ Консидайн и Консидайн 1984, с. 568; Цегельский 1998, с. 147; Словарь по науке об американском наследии, 2005 г., стр. 397
  35. ^ Вудворд 1948, с. 1
  36. ^ NIST 2010. Значения, показанные в приведенной выше таблице, были преобразованы из значений NIST, которые указаны в эВ.
  37. ^ Бергер 1997; Ловетт 1977, с. 3
  38. ^ Голдсмит 1982, с. 526; Хоукс 2001, с. 1686 г.
  39. ^ Хоукс 2001, с. 1687 г.
  40. ^ ab Sharp 1981, с. 299
  41. ^ Эмсли 1971, с. 1
  42. ^ Джеймс и др. 2000, с. 480
  43. ^ Чатт 1951, с. 417 «Граница между металлами и металлоидами неопределенна...»; Берроуз и др. 2009, с. 1192: «Хотя элементы удобно описывать как металлы, металлоиды и неметаллы, переходы не точны...»
  44. ^ Джонс 2010, с. 170
  45. ^ Книн, Роджерс и Симпсон 1972, стр. 218–20.
  46. ^ Рохов 1966, стр. 1, 4–7.
  47. ^ Рохов 1977, с. 76; Манн и др. 2000, с. 2783
  48. ^ Аскеланд, Фуле и Райт 2011, с. 69
  49. ^ Ван Сеттен и др. 2007, стр. 2460–61; Рассел и Ли 2005, с. 7 (Si, Ge); Пирсон 1972, с. 264 (As, Sb, Te; также черный P)
  50. ^ Рассел и Ли 2005, с. 1
  51. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 6–7, 387.
  52. ^ ab Пирсон 1972, стр. 264
  53. ^ Окадзима и Шомодзи 1972, с. 258
  54. ^ Китайгородский 1961, с. 108
  55. ^ abc Нойбургер 1936 г.
  56. ^ Эдвардс и Сиенко 1983, с. 693
  57. ^ Херцфельд 1927; Эдвардс 2000, стр. 100–03.
  58. ^ Эдвардс и Сиенко 1983, с. 695; Эдвардс и др. 2010 год
  59. ^ Эдвардс 1999, с. 416
  60. ^ Шойрер 2007, с. 142; Пююккё 2012, с. 56
  61. ^ Эдвардс и Сиенко 1983, с. 695
  62. ^ Хилл и Холман 2000, стр. 160. Они характеризуют металлоиды (частично) на том основании, что они «плохие проводники электричества с атомной проводимостью обычно менее 10 -3 , но более 10 -5  Ом -1 см -4 ".
  63. ^ Бонд 2005, с. 3: «Одним из критериев отличия полуметаллов от настоящих металлов в нормальных условиях является то, что объемное координационное число первых никогда не превышает восьми, тогда как для металлов оно обычно равно двенадцати (или более, если для объемноцентрированной кубической структуры учитываются также ближайшие соседи)».
  64. ^ Джонс 2010, с. 169
  65. ^ Мастертон и Словински 1977, с. 160 перечисляют B, Si, Ge, As, Sb и Te как металлоиды и комментируют, что Po и At обычно классифицируются как металлоиды, но добавляют, что это произвольно, поскольку о них так мало известно.
  66. ^ Крейг, Раунди и Коэн 2004, с. 412; Аллюль 2010, с. 83
  67. ^ Вернон 2013, с. 1704 г.
  68. ^ Вернон 2013, с. 1703 г.
  69. ^ аб Хамм 1969, с. 653
  70. ^ Хорват 1973, с. 336
  71. ^ ab Grey 2009, с. 9
  72. ^ Рейнер-Кэнхэм, 2011 г.
  73. ^ Бут и Блум 1972, с. 426; Кокс 2004, стр. 17, 18, 27–28; Зильберберг 2006, стр. 305–13.
  74. ^ Кокс 2004, стр. 17–18, 27–28; Зильберберг 2006, стр. 305–13.
  75. ^ Роджерс 2011, стр. 232–33; 240–41
  76. ^ Роэр 2001, стр. 4–6.
  77. ^ Тайлер 1948, с. 105; Рейли 2002, стр. 5–6.
  78. ^ Хэмпель и Хоули 1976, стр. 174;
  79. ^ Гудрич 1844, с. 264; Химические новости 1897, с. 189; Хэмпель и Хоули 1976, с. 191; Льюис 1993, с. 835; Герольд 2006, стр. 149–50.
  80. ^ Одерберг 2007, с. 97
  81. ^ Браун и Холм 2006, с. 57
  82. ^ Виберг 2001, с. 282; Простое искусство памяти c. 2005 г.
  83. ^ Чедд 1969, стр. 12–13.
  84. ^ Книн, Роджерс и Симпсон, 1972, стр. 263. Столбцы 2 и 4 взяты из этой ссылки, если не указано иное.
  85. ^ Стокер 2010, с. 62; Чанг 2002, с. 304. Чанг предполагает, что температура плавления франция будет около 23 °C.
  86. ^ Новый учёный 1975; Соверна 2004; Эйхлер и др. 2007 г.; Остин 2012
  87. ^ аб Рохов 1966, с. 4
  88. ^ Хант 2000, с. 256
  89. ^ МакКуорри и Рок 1987, стр. 85
  90. ^ Десаи, Джеймс и Хо 1984, стр. 1160; Матула 1979, с. 1260
  91. ^ Чоппин и Джонсен 1972, с. 351
  92. ^ Шефер 1968, с. 76; Карапелла 1968, с. 30
  93. ^ аб Козырев 1959, с. 104; Чижиков и Счастливый 1968, с. 25; Глазов, Чижевская и Глаголева 1969, с. 86
  94. ^ Богородицкий и Пасынков 1967, с. 77; Дженкинс и Кавамура 1976, с. 88
  95. ^ Хэмпель и Хоули 1976, стр. 191; Вульфсберг 2000, с. 620
  96. ^ Свалин 1962, с. 216
  97. ^ Байлар и др. 1989, с. 742
  98. ^ Меткалф, Уильямс и Кастка 1974, стр. 86
  99. ^ Чанг 2002, с. 306
  100. ^ Полинг 1988, с. 183
  101. ^ Чедд 1969, стр. 24–25.
  102. ^ Адлер 1969, стр. 18–19.
  103. ^ Хультгрен 1966, с. 648; Янг и Сессин 2000, с. 849; Бассетт и др. 1966, с. 602
  104. ^ Рохов 1966, с. 4; Аткинс и др. 2006, стр. 8, 122–23.
  105. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 421, 423; Грей 2009, с. 23
  106. ^ Олмстед и Уильямс 1997, стр. 975
  107. ^ abc Рассел и Ли 2005, с. 401; Бюхель, Моретто и Водич 2003, с. 278
  108. ^ Деш 1914, с. 86
  109. ^ Филлипс и Уильямс 1965, с. 620
  110. ^ Ван дер Пут 1998, с. 123
  111. ^ Клуг и Брастед 1958, с. 199
  112. ^ Гуд и др. 1813 г.
  113. ^ Секейра 2011, с. 776
  114. ^ Гэри 2013
  115. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 405–06; 423–34
  116. ^ Дэвидсон и Лакин 1973, с. 627
  117. ^ Виберг 2001, с. 589
  118. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 749; Шварц 2002, с. 679
  119. ^ Антман 2001
  120. ^ Ржежанка и Сиглер 2008; Сехон 2012
  121. ^ Эмсли 2001, с. 67
  122. ^ Чжан и др. 2008, с. 360
  123. ^ ab Центр научного обучения, 2009 г.
  124. ^ Скиннер и др. 1979 год; Том, Элден и Марш 2004, с. 135
  125. ^ Бюхель 1983, с. 226
  126. ^ Эмсли 2001, с. 391
  127. ^ Шаусс 1991; Тао и Болджер, 1997 г.
  128. ^ Иглсон 1994, с. 450; ЭВМ 2003, стр. 197–202.
  129. ^ Аб Нильсен 1998
  130. ^ Маккензи 2015, с. 36
  131. ^ аб Жауэн и Гибо, 2010 г.
  132. ^ Смит и др. 2014 год
  133. ^ Стивенс и Кларнер, с. 205
  134. ^ Снидер 2005, стр. 57–59.
  135. ^ Килл, Мартин и Танбридж 1946 г.
  136. ^ Эмсли 2001, с. 426
  137. ^ Олдфилд и др. 1974, с. 65; Тернер 2011 г.
  138. ^ Ба и др. 2010 г.; Даниэль-Хоффманн, Средний и Ницан, 2012 г.; Молина-Кироз и др. 2012 год
  139. ^ Перея 1998 г.
  140. ^ Хагер 2006, с. 299
  141. ^ Апселофф 1999
  142. ^ Триведи, Юнг и Кац 2013, с. 209
  143. ^ Эмсли 2001, с. 382; Беркхарт, Беркхарт и Моррелл, 2011 г.
  144. ^ Томас, Бялек и Хенсель 2013, с. 1
  145. ^ Перри 2011, с. 74
  146. ^ UCR Сегодня 2011; Ван и Робинсон, 2011 г.; Кинджо и др. 2011 г.
  147. ^ Каутале и др. 2015 год
  148. ^ Ганн 2014, стр. 188, 191.
  149. ^ Гупта, Мукерджи и Камеотра 1997, с. 280; Томас и Висах 2012, с. 99
  150. ^ Мюнке 2013
  151. ^ Мохатаб и По 2012, с. 271
  152. ^ Крейг, Энг и Дженкинс 2003, с. 25
  153. ^ Макки 1984
  154. ^ Хай и др. 2012 год
  155. ^ Коль и Нильсен 1997, стр. 699–700.
  156. ^ Чопра и др. 2011 год
  157. ^ Ле Бра, Уилки и Бурбиго 2005, с. в
  158. ^ Уилки и Морган 2009, с. 187
  159. ^ Локк и др. 1956, с. 88
  160. ^ Карлин 2011, с. 6.2
  161. ^ Эванс 1993, стр. 257–28.
  162. ^ Корбридж 2013, с. 1149
  163. ^ ab Kaminow & Li 2002, с. 118
  164. ^ Деминг 1925, стр. 330 (As 2 O 3 ), 418 (B 2 O 3 ; SiO 2 ; Sb 2 O 3 ); Витт и Гатос 1968, с. 242 (ГеО 2 )
  165. ^ Иглсон 1994, с. 421 (GeO 2 ); Ротенберг 1976, 56, 118–19 (TeO 2 ).
  166. ^ Гекелер 1987, с. 20
  167. ^ Крейт и Госвами 2005, стр. 12–109.
  168. ^ Рассел и Ли 2005, с. 397
  169. ^ Баттерман и Йоргенсон, 2005, стр. 9–10.
  170. ^ Шелби 2005, с. 43
  171. ^ Баттерман и Карлин 2004, с. 22; Рассел и Ли 2005, с. 422
  172. ^ Трегер 2007, стр. 438, 958; Эранна 2011, с. 98
  173. ^ Рао 2002, с. 552; Леффлер, Кюндиг и Далла Торре 2007, с. 17–11
  174. ^ Гуан и др. 2012 г.; ВПИ-АИМ 2012 г.
  175. ^ Клемент, Вилленс и Дувес 1960; Ванга, Донгб и Шек 2004, с. 45
  176. ^ Деметриу и др. 2011 г.; Оливенштейн 2011
  177. ^ Карабулут и др. 2001, с. 15; Хейнс, 2012 г., стр. 4–26.
  178. ^ Шварц 2002, стр. 679–80.
  179. ^ Картер и Нортон 2013, с. 403
  180. ^ Мэдер 2013, стр. 3, 9–11.
  181. ^ Томинага 2006, стр. 327–28; Чунг 2010, стр. 285–86; Колобов и Томинага 2012, с. 149
  182. ^ Новый учёный 2014; Хоссейни, Райт и Бхаскаран, 2014 г.; Фарандос и др. 2014 год
  183. ^ Артиллерийское управление 1863, с. 293
  184. ^ аб Косанке 2002, с. 110
  185. ^ Эллерн 1968, стр. 246, 326–27.
  186. ^ ab Conkling & Mocella 2010, стр. 82
  187. ^ Ворона 2011; Майниеро 2014
  188. ^ Шваб и Герлах 1967; Йеттер 2012, с. 81; Липскомб 1972, стр. 2–3, 5–6, 15.
  189. ^ Эллерн 1968, с. 135; Вейнгарт 1947, с. 9
  190. ^ Конклинг и Моселла 2010, стр. 83
  191. ^ Конклинг и Мочелла 2010, стр. 181, 213.
  192. ^ аб Эллерн 1968, стр. 209–10, 322.
  193. ^ Рассел 2009, стр. 15, 17, 41, 79–80.
  194. ^ Эллерн 1968, с. 324
  195. ^ Эллерн 1968, с. 328
  196. ^ Конклинг и Моселла 2010, стр. 171
  197. ^ Конклинг и Мочелла, 2011, стр. 83–84.
  198. ^ Бергер 1997, с. 91; Хампель 1968, пассим
  199. ^ Рохов 1966, с. 41; Бергер 1997, стр. 42–43.
  200. ^ аб Бомгарднер 2013, с. 20
  201. ^ Рассел и Ли 2005, с. 395; Браун и др. 2009, с. 489
  202. ^ Халлер 2006, с. 4: «Изучение и понимание физики полупроводников в XIX и начале XX веков продвигались медленно... Примеси и дефекты... не могли контролироваться в той степени, которая необходима для получения воспроизводимых результатов. Это побудило влиятельных физиков, в том числе У. Паули и И. Раби , чтобы уничижительно прокомментировать «Физику грязи»»; Ходдесон 2007, стр. 25–34 (29).
  203. ^ Бьянко и др. 2013
  204. ^ Университет Лимерика, 2014 г.; Кеннеди и др. 2014 год
  205. ^ Ли и др. 2014 год
  206. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 421–22, 424.
  207. ^ Он и др. 2014 год
  208. ^ Бергер 1997, с. 91
  209. ^ ScienceDaily 2012
  210. ^ Рирдон 2005; Мескерс, Хагелюкен и Ван Дамм 2009, с. 1131
  211. ^ Экономист 2012.
  212. ^ Уиттен 2007, с. 488
  213. ^ Яскула 2013
  214. ^ Немецкое энергетическое общество 2008, стр. 43–44.
  215. ^ Патель 2012, с. 248
  216. ^ Мур 2104; Университет Юты, 2014 г.; Сюй и др. 2014 год
  217. ^ Ян и др. 2012, с. 614
  218. ^ Мур 2010, с. 195
  219. ^ Мур 2011
  220. ^ Лю 2014
  221. ^ Брэдли 2014; Университет Юты, 2014 г.
  222. ^ Оксфордский словарь английского языка, 1989, «металлоид»; Горд, Горд и Хедрик 2003, с. 753
  223. ^ Фостер 1936, стр. 212–13; Браунли и др. 1943, с. 293
  224. ^ Кальдераццо, Эрколи и Натта 1968, с. 257
  225. ^ аб Клемм 1950, стр. 133–42; Рейли 2004, с. 4
  226. ^ Уолтерс 1982, стр. 32–33.
  227. ^ Тайлер 1948, с. 105
  228. ^ Фостер и Ригли 1958, с. 218: «Элементы можно разделить на два класса: металлы и неметаллы . Существует также промежуточная группа, известная под разными названиями: металлоиды, метаметаллы, полупроводники или полуметаллы ».
  229. ^ Слэйд 2006, с. 16
  230. ^ Корвин 2005, с. 80
  231. ^ Барсанов и Гинзбург 1974, с. 330
  232. ^ Брэдбери и др. 1957, стр. 157, 659.
  233. ^ Миллер, Ли и Чоу 2002, стр. 21
  234. ^ Кинг 2004, стр. 196–98; Ферро и Сакконе 2008, с. 233
  235. ^ Пашаей и Селезнев 1973, с. 565; Гладышев, Ковалева 1998, с. 1445; Исон 2007, с. 294
  236. ^ Йохансен и Макинтош 1970, стр. 121–24; Дивакар, Мохан и Сингх 1984, с. 2337; Давила и др. 2002, с. 035411-3
  237. ^ Жезекель и Томас 1997, стр. 6620–26.
  238. ^ Хиндман 1968, с. 434: «Высокие значения, полученные для [электрического] удельного сопротивления, указывают на то, что металлические свойства нептуния ближе к полуметаллам, чем к истинным металлам. Это также верно и для других металлов в ряду актинидов».; Данлэп и др. 1970, стр. 44, 46: «... α-Np — это полуметалл, в котором, как полагают, эффекты ковалентности также имеют важное значение… Для полуметалла, имеющего прочную ковалентную связь, такого как α-Np…»
  239. ^ Листер 1965, с. 54
  240. ^ abc Коттон и др. 1999, с. 502
  241. ^ Пинкертон 1800, с. 81
  242. ^ Голдсмит 1982, с. 526
  243. ^ Жданов 1965, стр. 74–75.
  244. ^ Друг 1953, с. 68; ИЮПАК 1959, с. 10; ИЮПАК 1971, с. 11
  245. ^ ИЮПАК 2005; ИЮПАК 2006–
  246. ^ Ван Сеттен и др. 2007, стр. 2460–61; Оганов и др. 2009, стр. 863–64.
  247. ^ Хаускрофт и Шарп 2008, с. 331; Оганов 2010, с. 212
  248. ^ Хаускрофт и Шарп 2008, с. 333
  249. ^ Кросс 2011
  250. ^ Бергер 1997, с. 37
  251. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 144
  252. ^ Копп, Липтак и Эрен 2003, с. 221
  253. ^ Пруденциати 1977, с. 242
  254. ^ Бергер 1997, стр. 84, 87.
  255. ^ Менделеев 1897, с. 57
  256. ^ ab Rayner-Canham & Overton 2006, стр. 291
  257. ^ Секиерски и Берджесс 2002, стр. 63
  258. ^ Воган 2014
  259. ^ Секиерски и Берджесс 2002, стр. 86
  260. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 141; Хендерсон 2000, с. 58; Housecroft & Sharpe 2008, стр. 360–72.
  261. ^ Парри и др. 1970, стр. 438, 448–51.
  262. ^ ab Fehlner 1990, с. 202
  263. ^ Оуэн и Брукер 1991, с. 59; Виберг 2001, с. 936
  264. ^ ab Greenwood & Earnshaw 2002, стр. 145
  265. ^ Хоутон 1979, с. 59
  266. ^ Фельнер 1990, с. 205
  267. ^ Фельнер 1990, стр. 204–05, 207.
  268. ^ Гринвуд 2001, с. 2057
  269. ^ Салентайн 1987, стр. 128–32; Маккей, Маккей и Хендерсон, 2002, стр. 439–40; Книн, Роджерс и Симпсон 1972, с. 394; Hiller & Herber 1960, внутренняя сторона обложки; п. 225
  270. ^ Шарп 1983, с. 56
  271. ^ Фоква 2014, с. 10
  272. ^ аб Гиллеспи, 1998 г.
  273. ^ аб Хааланд и др. 2000 г.
  274. ^ abcdef Puddephatt & Monaghan 1989, стр. 59
  275. ^ Махан 1965, с. 485
  276. ^ Данаит 2008, с. 81.
  277. ^ Лидин 1996, с. 28
  278. ^ Кондратьев и Мельникова 1978.
  279. ^ Холдернесс и Берри 1979, с. 111; Виберг 2001, с. 980
  280. ^ Игрушка 1975, с. 506
  281. ^ abcdefgh Рао 2002, с. 22
  282. ^ Фельнер 1992, с. 1
  283. ^ Хайдук и Цукерман 1985, с. 82
  284. ^ ab Greenwood & Earnshaw 2002, стр. 331
  285. ^ Виберг 2001, с. 824
  286. ^ Рохов 1973, стр. 1337–38.
  287. ^ ab Рассел и Ли 2005, стр. 393
  288. ^ Чжан 2002, с. 70
  289. ^ Сакс 1998, с. 287
  290. ^ Рохов 1973, стр. 1337, 1340.
  291. ^ Аллен и Ордвей 1968, с. 152
  292. ^ Иглсон 1994, стр. 48, 127, 438, 1194; Мэсси 2000, с. 191
  293. ^ Ортон 2004, с. 7. Это типичное значение для кремния высокой чистоты.
  294. ^ Коулз и Кэплин 1976, с. 106
  295. ^ Глазов, Чижевская и Глаголева 1969, стр. 59–63; Аллен и Бротон 1987, с. 4967
  296. ^ Коттон, Уилкинсон и Гаус 1995, с. 393
  297. ^ Виберг 2001, с. 834
  298. ^ Партингтон 1944, с. 723
  299. ^ abcde Cox 2004, стр. 27
  300. ^ abcde Hiller & Herber 1960, внутренняя сторона обложки; п. 225
  301. ^ Книн, Роджерс и Симпсон 1972, с. 384
  302. ^ abc Bailar, Moeller & Kleinberg 1965, стр. 513
  303. ^ Коттон, Уилкинсон и Гаус 1995, стр. 319, 321.
  304. ^ Смит 1990, стр. 175
  305. ^ Пуджари, Бораде и Клирфилд, 1993 г.
  306. ^ Виберг 2001, стр. 851, 858.
  307. ^ Барметт и Уилсон 1959, с. 332
  308. ^ Пауэлл 1988, с. 1
  309. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 371
  310. ^ Кьюсак 1967, с. 193
  311. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 399–400.
  312. ^ ab Greenwood & Earnshaw 2002, стр. 373
  313. ^ Муди 1991, с. 273
  314. ^ Рассел и Ли 2005, с. 399
  315. ^ Бергер 1997, стр. 71–72.
  316. ^ Веселый 1966, стр. 125–6.
  317. ^ Пауэлл и Брюэр, 1938 г.
  318. ^ Лэдд 1999, с. 55
  319. ^ Эверест 1953, с. 4120
  320. ^ Пан, Фу и Хуан 1964, с. 182
  321. ^ Монкондуит и др. 1992 год
  322. ^ Риченс 1997, с. 152
  323. ^ Рупар и др. 2008 год
  324. ^ Швитцер и Пестерфилд 2010, с. 190
  325. ^ Джолли и Латимер 1951, с. 2
  326. ^ Лидин 1996, с. 140
  327. ^ Лэдд 1999, с. 56
  328. ^ Виберг 2001, с. 896
  329. ^ Шварц 2002, с. 269
  330. ^ Эггинс 1972, с. 66; Виберг 2001, с. 895
  331. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 383
  332. ^ Глоклинг 1969, с. 38; Уэллс 1984, с. 1175
  333. ^ Купер 1968, стр. 28–29.
  334. ^ Стил 1966, стр. 178, 188–89.
  335. ^ Халлер 2006, с. 3
  336. ^ См., например, Walker & Tarn 1990, с. 590
  337. ^ Виберг 2001, с. 742
  338. ^ abc Грей, Уитби и Манн, 2011 г.
  339. ^ ab Greenwood & Earnshaw 2002, стр. 552
  340. ^ Паркс и Меллор 1943, с. 740
  341. ^ Рассел и Ли 2005, с. 420
  342. ^ Карапелла 1968, с. 30
  343. ^ аб Барфусс и др. 1981, с. 967
  344. ^ Гривз, Найтс и Дэвис 1974, с. 369; Маделунг 2004, стр. 405, 410.
  345. ^ Бэйлар и Тротман-Дикенсон 1973, стр. 558; Ли 1990 г.
  346. ^ Байлар, Мёллер и Кляйнберг 1965, с. 477
  347. ^ Гиллеспи и Робинсон 1963, с. 450
  348. ^ Пол и др. 1971 год; см. также Ahmeda & Rucka 2011, стр. 2893–94.
  349. ^ Гиллеспи и Пассмор 1972, стр. 478
  350. ^ Ван Мюлдер и Пурбе 1974, стр. 521
  351. ^ Колтхофф и Эльвинг 1978, с. 210
  352. ^ Муди 1991, стр. 248–49.
  353. ^ Коттон и Уилкинсон 1999, стр. 396, 419.
  354. ^ Иглсон 1994, с. 91
  355. ^ аб Мэсси 2000, стр. 267
  356. ^ Тимм 1944, с. 454
  357. ^ Партингтон 1944, с. 641; Кляйнберг, Аргерсингер и Грисволд 1960, с. 419
  358. ^ Морган 1906, с. 163; Меллер 1954, с. 559
  359. ^ Корбридж 2013, стр. 122, 215.
  360. ^ Дуглэйд 1982
  361. ^ Зингаро 1994, с. 197; Эмелеус и Шарп 1959, с. 418; Аддисон и Сауэрби 1972, с. 209; Меллор 1964, с. 337
  362. ^ Пурбе 1974, с. 521; Иглсон 1994, с. 92; Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 572
  363. ^ Виберг 2001, стр. 750, 975; Зильберберг 2006, с. 314
  364. ^ Сиджвик 1950, с. 784; Муди 1991, стр. 248–9, 319.
  365. ^ Краннич и Уоткинс, 2006 г.
  366. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 553
  367. ^ Данстан 1968, с. 433
  368. ^ Париж 1996, с. 112
  369. ^ Карапелла 1968a, с. 23
  370. ^ Мосс 1952, стр. 174, 179.
  371. ^ Дюпри, Кирби и Фрейланд 1982, с. 604; Мхиауи, Сар и Гассер, 2003 г.
  372. ^ Коц, Трейхель и Уивер 2009, стр. 62
  373. ^ Коттон и др. 1999, с. 396
  374. ^ Кинг 1994, с. 174
  375. ^ Лидин 1996, с. 372
  376. ^ Линдсьё, Фишер и Клоо, 2004 г.
  377. ^ Друг 1953, с. 87
  378. ^ Феске 1872, стр. 109–14.
  379. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 553; Мэсси 2000, с. 269
  380. ^ Кинг 1994, с. 171
  381. ^ Турова 2011, с. 46
  382. ^ Пурбе 1974, с. 530
  383. ^ аб Виберг 2001, с. 764
  384. ^ Дом 2008, с. 497
  385. ^ Менделеев 1897, с. 274
  386. ^ Эмсли 2001, с. 428
  387. ^ аб Кудрявцев 1974, с. 78
  388. ^ Бэгналл 1966, стр. 32–33, 59, 137.
  389. ^ Свинк и др. 1966 год; Андерсон и др. 1980 год
  390. ^ Ахмед, Фьеллвог и Кьекшус, 2000 г.
  391. ^ Чижиков и Счастливый 1970, с. 28
  392. ^ Кудрявцев 1974, с. 77
  393. ^ Стьюк 1974, с. 178; Донохью 1982, стр. 386–87; Коттон и др. 1999, с. 501
  394. ^ Беккер, Джонсон и Нуссбаум 1971, стр. 56
  395. ^ аб Бергер 1997, с. 90
  396. ^ Чижиков и Счастливый 1970, с. 16
  397. ^ Веселый 1966, стр. 66–67.
  398. ^ Швитцер и Пестерфилд 2010, с. 239
  399. ^ Коттон и др. 1999, с. 498
  400. ^ Уэллс 1984, с. 715
  401. ^ Виберг 2001, с. 588
  402. ^ Меллор 1964a, с. 30; Виберг 2001, с. 589
  403. ^ Гринвуд и Эрншоу, 2002, стр. 765–66.
  404. ^ Бэгналл 1966, стр. 134–51; Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 786
  405. ^ Детти и О'Риган 1994, стр. 1–2.
  406. ^ Хилл и Холман 2000, стр. 124
  407. ^ Чанг 2002, с. 314
  408. ^ Кент 1950, стр. 1–2; Кларк 1960, с. 588; Уоррен и Гебалль, 1981 г.
  409. ^ Хаускрофт и Шарп 2008, с. 384; IUPAC 2006–, запись о ромбоэдрическом графите.
  410. ^ Мингос 1998, с. 171
  411. ^ Виберг 2001, с. 781
  412. ^ Шарлье, Гонз и Мишено, 1994 г.
  413. ^ abc Аткинс и др. 2006, стр. 320–21.
  414. ^ Савватимский 2005, с. 1138
  415. ^ Тогая 2000
  416. ^ Савватимский 2009.
  417. ^ Инагаки 2000, с. 216; Ясуда и др. 2003, стр. 3–11.
  418. ^ О'Хара 1997, с. 230
  419. ^ Трейнхэм 1989, стр. 930–31; Пракаш и Шлейер, 1997 г.
  420. ^ Олмстед и Уильямс 1997, стр. 436
  421. ^ Байлар и др. 1989, с. 743
  422. ^ Мур и др. 1985 г.
  423. ^ Дом и Дом 2010, с. 526
  424. ^ Виберг 2001, с. 798
  425. ^ Иглсон 1994, с. 175
  426. ^ Аткинс и др. 2006, с. 121
  427. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 358–59.
  428. ^ Кивил 1989, с. 103
  429. ^ Рассел и Ли 2005, стр. 358–60 и последующие.
  430. ^ Хардинг, Джейнс и Джонсон 2002, с. 118
  431. ^ ab Metcalfe, Williams & Castka 1974, стр. 539
  432. ^ Кобб и Феттерольф 2005, с. 64; Меткалф, Уильямс и Кастка 1974, с. 539
  433. ^ Огата, Ли и Ип 2002; Бойер и др. 2004, с. 1023; Рассел и Ли 2005, с. 359
  434. ^ Купер 1968, с. 25; Хендерсон 2000, с. 5; Зильберберг 2006, с. 314
  435. ^ Виберг 2001, с. 1014
  436. ^ Daub & Seese 1996, стр. 70, 109: «Алюминий - это не металлоид, а металл, потому что он обладает в основном металлическими свойствами»; Деннистон, Топпинг и Карет, 2004, с. 57: «Обратите внимание, что алюминий (Al) классифицируется как металл, а не металлоид.»; Хасан 2009, с. 16: «Алюминий обладает характеристиками не металлоида, а скорее металла».
  437. ^ Холт, Райнхарт и Уилсон c. 2007 год
  438. ^ Тутилл 2011
  439. ^ Стотт 1956, с. 100
  440. ^ Стил 1966, с. 60
  441. ^ Муди 1991, с. 303
  442. ^ Эмсли 2001, с. 382
  443. ^ Янг и др. 2010, с. 9; Крейг и Махер 2003, с. 391. Селен «близок к металлоиду».
  444. ^ Рохов 1957 г.
  445. ^ Рохов 1966, с. 224
  446. ^ Мосс 1952, с. 192
  447. ^ аб Глинка 1965, с. 356
  448. ^ Эванс 1966, стр. 124–25.
  449. ^ Рено 1853, с. 208
  450. ^ Скотт и Канда 1962, с. 311
  451. ^ Коттон и др. 1999, стр. 496, 503–04.
  452. ^ Арльман 1939; Бэгналл 1966, стр. 135, 142–43.
  453. ^ Чао и Стенгер 1964
  454. ^ аб Бергер 1997, стр. 86–87.
  455. ^ Снайдер 1966, с. 242
  456. ^ Фриц и Гьерде 2008, с. 235
  457. ^ Мейер и др. 2005, с. 284; Манахан 2001, с. 911; Шпунар и др. 2004, с. 17
  458. ^ Агентство по охране окружающей среды США, 1988, стр. 1; Уден 2005, стр. 347–48.
  459. ^ Де Зуане 1997, с. 93; Дев 2008 г., стр. 2–3.
  460. ^ Виберг 2001, с. 594
  461. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 786; Швитцер и Пестерфилд, 2010, стр. 242–43.
  462. ^ Бэгналл 1966, с. 41; Никлесс 1968, с. 79
  463. ^ Бэгналл 1990, стр. 313–14; Лехто и Хоу 2011, с. 220; Секерский и Берджесс 2002, с. 117: «Склонность к образованию анионов X 2− снижается вниз по группе [16 элементов]...»
  464. ^ Легит, Фриак и Шоб, 2010, стр. 214–118–18.
  465. ^ Мэнсон и Хэлфорд 2006, стр. 378, 410.
  466. ^ Бэгналл 1957, с. 62; Фернелиус 1982, с. 741
  467. ^ Бэгналл 1966, с. 41; Барретт 2003, с. 119
  468. ^ Хоукс 2010; Холт, Райнхарт и Уилсон ок. 2007 г.; Хоукс 1999, с. 14; Роза 2009, с. 12
  469. ^ Келлер 1985
  470. ^ Хардинг, Джонсон и Джейнс 2002, с. 61
  471. ^ Лонг и Хентц 1986, с. 58
  472. ^ Васарош и Берей 1985, с. 109
  473. ^ Haissinsky & Coche 1949, с. 400
  474. ^ Браунли и др. 1950, с. 173
  475. ^ Германн, Хоффманн и Эшкрофт, 2013 г.
  476. ^ Секиерски и Берджесс 2002, стр. 65, 122.
  477. ^ Эмсли 2001, с. 48
  478. ^ Рао и Гангули, 1986 г.
  479. ^ Кришнан и др. 1998 год
  480. ^ Глорьё, Сабунджи и Эндерби, 2001 г.
  481. ^ Милло и др. 2002 г.
  482. ^ Васарош и Берей 1985, с. 117
  483. ^ Кэй и Лаби 1973, с. 228
  484. ^ Самсонов 1968, с. 590
  485. ^ Коренман 1959, с. 1368
  486. ^ Росслер 1985, стр. 143–44.
  487. ^ Чемпион и др. 2010 год
  488. ^ Борст 1982, стр. 465, 473.
  489. ^ Бацанов 1971, с. 811
  490. ^ Свалин 1962, с. 216; Фэн и Линь 2005, с. 157
  491. ^ Швитцер и Пестерфилд, 2010, стр. 258–60.
  492. ^ Хоукс 1999, с. 14
  493. ^ Олмстед и Уильямс 1997, стр. 328; Дэйнтит 2004, с. 277
  494. ^ Eberle1985, стр. 213–16, 222–27.
  495. ^ Рестрепо и др. 2004, с. 69; Рестрепо и др. 2006, с. 411
  496. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 804
  497. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, с. 803
  498. ^ Виберг 2001, с. 416
  499. ^ Крейг и Махер 2003, с. 391; Шрерс 2013, с. 32; Вернон 2013, стр. 1704–05.
  500. ^ Коттон и др. 1999, с. 42
  501. ^ Марецио и Личчи 2000, с. 11
  502. ^ аб Вернон 2013, с. 1705 г.
  503. ^ Рассел и Ли 2005, с. 5
  504. ^ Приход 1977, стр. 178, 192–93.
  505. ^ Эггинс 1972, с. 66; Рейнер-Кэнхэм и Овертон, 2006, стр. 29–30.
  506. ^ Аткинс и др. 2006, стр. 320–21; Байлар и др. 1989, стр. 742–43.
  507. ^ Рохов 1966, с. 7; Танигучи и др. 1984, с. 867: «...черный фосфор... [характеризуется] широкими валентными зонами довольно делокализованного характера.»; Морита 1986, с. 230; Кармальт и Норман 1998, с. 7: «Следует ожидать, что фосфор... будет обладать некоторыми металлоидными свойствами»; Ду и др. 2010. Считается, что межслоевые взаимодействия в черном фосфоре, которые объясняются силами Ван дер Ваальса-Кисома, способствуют меньшей запрещенной зоне объемного материала (рассчитано 0,19 эВ; наблюдаемо 0,3 эВ) в отличие от большей запрещенной зоны у однослойный (расчет ~0,75 эВ).
  508. ^ Стьюк 1974, с. 178; Коттон и др. 1999, с. 501; Крейг и Махер 2003, с. 391
  509. ^ Штойдель 1977, с. 240: «...должно существовать значительное перекрытие орбиталей для образования межмолекулярных, многоцентровых... [сигма] связей, распределенных по слою и населенных делокализованными электронами, что отражается на свойствах йода (блеск, цвет, умеренные электрические проводимость)"; Сигал 1989, с. 481: «Йод проявляет некоторые металлические свойства…»
  510. ^ Аб Лутц и др. 2011, с. 17
  511. ^ Якоби и Холт 1990, с. 10; Виберг 2001, с. 160
  512. ^ Гринвуд и Эрншоу 2002, стр. 479, 482.
  513. ^ Иглсон 1994, с. 820
  514. ^ Окстоби, Гиллис и Кэмпион 2008, стр. 508
  515. ^ Брешия и др. 1980, стр. 166–71.
  516. ^ Fine & Beall 1990, стр. 578
  517. ^ Виберг 2001, с. 901
  518. ^ Бергер 1997, с. 80
  519. ^ Ловетт 1977, с. 101
  520. ^ Коэн и Челиковский 1988, с. 99
  521. ^ Тагена-Мартинес, Баррио и Шамбулейрон 1991, с. 141
  522. ^ Эббинг и Гаммон 2010, стр. 891
  523. ^ Асмуссен и Рейнхард 2002, стр. 7
  524. ^ Депре и Маклачан, 1988 г.
  525. ^ Аддисон 1964 (P, Se, Sn); Маркович, Кристиансен и Голдман 1998 (Би); Нагао и др. 2004 г.
  526. ^ Лиде 2005; Виберг 2001, с. 423: В
  527. ^ Кокс 1997, стр. 182–86.
  528. ^ Маккей, Маккей и Хендерсон 2002, с. 204
  529. ^ Баудис 2012, стр. 207–08.
  530. ^ Виберг 2001, с. 741
  531. ^ Чижиков и Счастливый 1968, с. 96
  532. ^ Greenwood & Earnshaw 2002, стр. 140–41, 330, 369, 548–59, 749: B, Si, Ge, As, Sb, Te.
  533. ^ Кудрявцев 1974, с. 158
  534. ^ Greenwood & Earnshaw 2002, стр. 271, 219, 748–49, 886: C, Al, Se, Po, At; Виберг 2001, с. 573: Се
  535. ^ Объединенная ядерная организация, 2013 г.
  536. ^ Залуцкий и Прушинский 2011, с. 181

Источники

дальнейшее чтение