Metalloid
性质介于金属和非金属之间的元素。
类金属是一类化学元素，其性质介于金属和非金属之间。该术语源自拉丁语metallum和希腊语oeidḗs，意为'在形态或外观上相似'。目前没有标准定义或完全一致的共识来确定哪些元素属于类金属，但该术语仍在文献中使用。六种普遍认可的类金属是硼、硅、锗、砷、锑和碲，另外五种——碳、铝、硒、钋和砹——则较少被归类为类金属。它们在元素周期表中占据p区的一条对角线区域，从左上角的硼延伸到右下角的砹。
历史上，该词最初指非金属，但其现代含义——作为一类具有中间或混合性质的元素——在1940年至1960年间变得广泛。这些元素有时被称为半金属，但这种用法不被鼓励，因为术语'semimetal'更常指特定的电子能带结构；根据这一定义，只有砷和锑符合半金属的条件，然而两者仍被广泛视为类金属。
典型的类金属具有金属外观，通常较脆，导电性中等。它们能与金属形成合金，其许多物理和化学性质介于金属和非金属之间。它们的应用包括合金、生物制剂、催化剂、阻燃剂、玻璃、光存储和光电子学、烟火、半导体和电子学。
分类本质上是基于判断的：类金属是性质混合了金属和非金属特征的元素，因此难以明确归类为其中一种。大多数元素都具有这种混合性质，但只有那些缺乏明显主导特征的元素才被视为类金属。具体元素的纳入因作者而异；硼、硅、锗、砷、锑和碲是最一致的，而硒、钋和砹有时被加入，硼或碲偶尔被排除。许多其他元素——包括氢、铍、氮、磷、硫、锌、镓、锡、碘、铅、铋和氡——也曾被偶尔归类为类金属，尽管像𫓧到鿫这样的重合成元素
Quick Facts
- Commonly recognized
- Boron
- silicon
- germanium
- arsenic
- antimony
- tellurium
- Less frequently classified
- Carbon
- aluminium
- selenium
- polonium
- astatine
- Typical properties
- Metallic appearance
- brittle
- fair conductors of electricity
- Uses
- Alloys
- semiconductors
- glasses
- flame retardants
- catalysts
- optoelectronics
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背景与渊源
术语'类金属'最初指非金属。类金属有时被称为半金属，但这种做法不被鼓励，因为'semimetal'在物理学中更常指特定的电子能带结构；在此语境下，只有砷和锑是半金属，而它们通常被认定为类金属。典型的类金属具有金属外观，可能较脆，且导电性一般。它们能与金属形成合金，其许多物理和化学性质介于金属和非金属元素之间。它们的化合物用于合金、生物制剂、催化剂、阻燃剂、玻璃、光存储和光电子学、烟火、半导体和电子学。类金属的分类基于判断，因作者而异。一些标准包括电负性值在1.8或1.9到2.2之间，堆积效率在34%到41%之间，或Goldhammer–Herzfeld比值在0.85到1.1左右。
阅读指南
类金属的重要性在于它们是难以简单归类为金属或非金属的元素，展示了元素周期表中性质变化的渐进性。它们的中间性质使其在现代技术中至关重要，特别是作为半导体和光电子材料，其导电性可以精细调节。它们表现出的对角线关系——不同族的元素具有相似性质——突显了元素周期表的一个组织原则，源于核电荷在横向和纵向趋势上的竞争。缺乏标准定义意味着类金属的数量和身份取决于所用标准，列表范围从四种到十二种元素不等。这种模糊性反映了分类在边缘处的任意性，正如Sharp所指出的。尽管如此，该术语仍然存在，因为它捕捉到了一个有用的类别，用于描述既非强金属性也非强非金属性的元素。某些元素周期表上金属与非金属的分界线有助于定位类金属，但其他处理方式可能将它们与金属、非金属归为一类，或将其视为子类别。它们的遗产在于挑战二元分类，并推动电子学和材料科学的进步。