Metalloide

In chimica il termine metalloide sta ad indicare un elemento chimico della tavola periodica che mostra proprietà chimico-fisiche intermedie fra i metalli e i non metalli.^[1][2] Nonostante non abbia una definizione specifica (tanto che non esiste un elenco univoco di elementi metalloidi), questo termine è impiegato utilmente in chimica descrittiva.^[3] Per i metalloidi non c'è una singola proprietà che li definisce univocamente, ma un insieme di esse, principalmente comportamenti chimici di tali elementi, ma anche il loro stato fisico in condizioni standard.^[4]

Cristalli naturali di arsenico, un metalloide

Da notare che il termine semimetallo viene talvolta impropriamente usato come sinonimo di metalloide; un semimetallo, come anche i termini semiconduttore o isolante, non sono riferiti a un elemento chimico, ma indicano in realtà particolari stati fisici di un materiale in condizioni specificate di temperatura e pressione: nel semimetallo si hanno bande elettroniche (di valenza e di conduzione) parzialmente sovrapposte (come accade nei metalli), ma i cui estremi sono situati a valori diversi dei vettori d'onda (diversamente dai metalli).^[5]

Da notare inoltre, per evitare confusioni, che fino a poco oltre la prima metà del XX secolo il termine metalloide è stato usato in testi di chimica per indicare i non metalli.^[6]

Descrizione

Essi hanno proprietà intermedie fra quelle dei metalli e quelle dei non metalli; tra queste ci sono l'elettronegatività, le proprietà acido-base dei loro ossidi ed anche dei loro alogenuri. In base a tale definizione i metalli danno luogo ad ossidi basici (es: Na₂O, CaO), i non metalli ad ossidi acidi (es: SO₂, SO₃, CO₂), i metalloidi danno ossidi per lo più anfoteri (As₂O₃, Sb₂O₃), gli alogenuri metallici formano generalmente cristalli ionici, mentre quelli non metallici formano composti molecolari volatili.

Nel caso specifico di elementi puri, nel loro stato elementare in condizioni di temperatura e pressione standard (STP), il modo per distinguere un metallo da un metalloide o da un non metallo consiste nel verificare il loro comportamento riguardo alla conducibilità elettrica (quella termica, meno): i metalli sono buoni conduttori, i metalloidi in condizioni ambiente (qualora in forma cristallina estremamente pura o lievemente drogata con atomi di elementi accettori o donatori di elettroni) sono o semiconduttori (e non dei conduttori di tipo metallico), oppure sono semimetalli, che conducono (sebbene poco) anche a partire dallo zero assoluto (diversamente dai semiconduttori),^[7] mentre i non metalli sono isolanti.

Nella tavola periodica, i metalloidi stanno principalmente lungo la grande diagonale che va dal boro all'astato, ma comprendono anche alcuni elementi posti sulla diagonale adiacente a sinistra, con il germanio, l'antimonio e il polonio: per gli elementi a destra della diagonale principale crescono le proprietà non metalliche, mentre per quelli a sinistra quelle metalliche. Gli elementi per lo più generalmente riconosciuti come metalloidi, sono i seguenti 8:^[1]

• boro (B)
• silicio (Si)
• germanio (Ge)
• arsenico (As)
• antimonio (Sb)
• tellurio (Te)
• polonio (Po)
• astato (At)

Raramente alcune fonti considerano metalloidi l'alluminio (anfotero, AlCl₃ è covalente^[8]) e lo stagno (lo stagno alfa è semiconduttore a band-gap nullo,^[9] Sn(II) forma anioni stannito^[10]), a sinistra della diagonale principale e, a destra, il carbonio (la grafite, suo allotropo più stabile, è semimetallica,^[11] il poliacetilene è semiconduttore^[12]), il fosforo e il selenio (l'allotropo più stabile per entrambi, P nero^[13] e Se "metallico",^[14] è un semiconduttore).^{[15][16][17][18]}

Note

1. Raymond Chang, Chemistry, 10ª ed., McGraw-Hill Higher Education, p. 51, ISBN 978–0–07–351109–2.
2. ^ (EN) Metalloid | Definition, Elements, & Facts | Britannica, su britannica.com. URL consultato il 7 luglio 2025.
3. ^ CHIMICA DESCRITTIVA, in LA CHIMICA NELLA SCUOLA, pp. 75-78, ISSN 0392-5912 (WC · ACNP).
4. ^ Duward Shriver, Mark Weller e Tina Overton, Inorganic Chemistry, 6ª ed., W. H. Freeman and Company, 2014, p. 20, ISBN 978–1–4292–9906–0.
5. ^ Gerald Burns, Solid state physics, Academic Press, 1985, pp. 339-340, ISBN 978-0-12-146070-9.
6. ^ Marcello Seta, Nomenclatura Chimica, in Corso di Chimica, volume primo, 2ª ed., Milano - Messina, Casa Editrice Giuseppe Principato, 1967, p. 63.
7. ^ 6.21 Intro to Band Structure, su web1.eng.famu.fsu.edu. URL consultato il 7 luglio 2025.
8. ^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 234-235, ISBN 0-7506-3365-4.
9. ^ (EN) Sadao Adachi, Gray Tin (α-Sn), Springer US, 1999, pp. 49–62, DOI:10.1007/978-1-4615-5247-5_5, ISBN 978-0-7923-8567-7. URL consultato il 7 luglio 2025.
10. ^ TuttoChimica.it - Analisi e riconoscimento dello ione bismuto, su tuttochimica.it. URL consultato il 7 luglio 2025.
11. ^ P. R. Wallace, The Band Theory of Graphite, in Physical Review, vol. 71, n. 9, 1º maggio 1947, pp. 622–634, DOI:10.1103/PhysRev.71.622. URL consultato l'8 luglio 2025.
12. ^ Alan J. Heeger, Nobel Lecture: Semiconducting and metallic polymers: The fourth generation of polymeric materials, in Reviews of Modern Physics, vol. 73, n. 3, 20 settembre 2001, pp. 681–700, DOI:10.1103/RevModPhys.73.681. URL consultato l'8 luglio 2025.
13. ^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 482, ISBN 0-7506-3365-4.
14. ^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 751, ISBN 0-7506-3365-4.
15. ^ Eugene G. Rochow, The Metalloids, Boston, DC Heath, 1966, pp. 3-8.
16. ^ J. Theo Kloprogge, Concepcion P. Ponce e Tom A. Loomis, The periodic table, nature's building blocks: an introduction to the naturally occurring elements, their origins and their uses, Elsevier, 2020, ISBN 978-0-12-821538-8.
17. ^ B. J. Moody, Comparative inorganic chemistry, 3rd ed, Edward Arnold ; Distributed in the USA by Routledge, Chapman and Hall, 1991, pp. 67-68, ISBN 978-0-7131-3679-1.
18. ^ 1.4 Physicochemical Properties, in Principles and methods, collana Handbook of nanophysics / ed. by Klaus D. Sattler, vol. 1, CRC Press, 2011, ISBN 978-1-4200-7541-0.

Voci correlate

• Tavola periodica
• Non metallo
• Metallo

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• semimetallo, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.  
• null, metalloide, in Dizionario delle scienze fisiche, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1996.  
• (EN) metalloid, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.  

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