ธาตุกึ่งโลหะ

ธาตุกึ่งโลหะ

เมื่อพิจารณาตารางธาตุที่ใช้ในปัจจุบัน จะพบว่าค่อนไปทางขวาของตารางธาตุจะมีเส้นทึบเป็น

ขั้นบันไดปรากฏอยู่ ธาตุทางขวาเส้นทึบจัดเป็นกลุ่มอโลหะ ส่วนทางด้านซ้ายจัดเป็นกลุ่มโลหะ สำหรับธาตุที่อยู่ชิดเส้นแบ่งนี้จะเรียกว่า ธาตุกึ่งโลหะ มีดังนี้

1.โบรอน (อังกฤษ:Boron) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ B และเลขอะตอม 5 เป็นธาตุที่มี วาเลนซ์ 3 และเป็นกึ่งโลหะ โบรอนปรากฏมากในแร่บอแรกซ์ โบรอนมี 2 อัญรูปโดยที่ amorphous boron เป็นผงสีน้ำตาล และ metallic boron มีสีดำ รูปแบบที่เป็นโลหะมีความแข็งมาก (9.3 บนมาตราของโมห์ส) แต่นำไฟฟ้าไม่ดีที่อุณหภูมิห้อง ไม่ปรากฏแบบอิสระในธรรมชาติ เป็นสารประกอบออกไซด์และเฮไลด์ เป็นพันธะโควาเลนท์ เช่น BF₃

การนำไปใช้ประโยชน์

• ไดโบรอนไตรออกไซด์ (B₂O₃) นำไปใช้เป็นส่วนผสมของBorocilicated glass เป็นแก้วที่ใช้ในการทำเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการ ได้แก่ บีกเกอร์ หลอดทดลอง ขวดรูปชมพู่ ขวดก้นแบน ขวดก้นกลม เป็นต้น
• โซเดียมเตตระโบเรต เดคะไฮเดรต (Na₂B₄O₇ . 10H₂O) (บอแรกซ์) ใช้การทำทองรูปพรรณ เรียกขานกันในหมู่ช่างทองว่า "น้ำประสานทอง

2.ซิลิคอน (อังกฤษ: Silicon) เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุ ที่มีสัญลักษณ์ Siและเลขอะตอม 14 เป็นธาตุกึ่งโลหะแบบเตตระวาเลนต์ (คือมีวาเลนซ์เป็น 4) ซิลิคอนทำปฏิกิริยาน้อยกว่าธาตุที่คล้ายกันคือคาร์บอน เป็นธาตุที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกเป็นอันดับ 2 มีปริมาตร 25.7% โดยน้ำหนัก ปรากฏในดินเหนียวเฟลด์สปาร์ (feldspar) หินแกรนิต ควอตซ์ และทราย ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของซิลิคอน ไดออกไซด์ (หรือซิลิกา) และซิลิเกต (สารประกอบที่ประกอบจากซิลิคอน ออกซิเจน และ โลหะ) ซิลิคอน เป็นส่วนประกอบหลักของแก้วซีเมนต์ เซรามิก, อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ส่วนใหญ่ และซิลิโคน (สารพลาสติกที่มักจะสับสนกับซิลิคอน) ซิลิคอนใช้เป็นสารกึ่งตัวนำอย่างแพร่หลาย เนื่องจาก สารกึ่งตัวนำเจอร์เมเนียมมีปัญหาเกี่ยวกับการไหลของกระแสไหลย้อนกลับ(reverse leakage current)

3.เจอร์เมเนียม (อังกฤษ: Germanium) เป็นธาตุที่อยู่ระหว่างซิลิคอน(Si)และดีบุก (Sn)สัญลักษณ์คือ Ge ในกลุ่ม IVa ของตารางธาตุ เป็นพวกเมทัลลอยด์สีเทาเงิน มีคุณสมบัติก้ำกึ่งระหว่างโลหะ และ อโลหะ

ประโยชน์

ธาตุเจอร์เมเนียมยังไม่มีความสำคัญในทางเศรษฐกิจจนกระทั่งหลัง ค.ศ. 1945 เมื่อมีการรับรู้ถึงคุณสมบัติที่เป็นสารกึ่งตัวนำของมัน ซึ่งมีคุณค่าสำคัญในงานอิเล็กทรอนิกส์ ปัจจุบันนี้มีการใช้สสารอื่นๆ มากมายเพื่อผลิตสารกึ่งตัวนำ แต่เจอร์เมเนียมก็ยังคงมีความสำคัญเป็นอันดับต้นๆ ในการผลิตทรานซิสเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ เช่น เรกติไฟเออร์ และเซลล์แสงอาทิตย์

4.สารหนู หรือ อาร์เซนิก (อังกฤษ: arsenic) เป็นชื่อธาตุลำดับที่ 33 สัญลักษณ์ As ลักษณะเป็นของแข็ง มีสามอัญรูป คือ สารหนูสีเทา สารหนูสีดำ และสารหนูสีเหลือง เป็นธาตุที่มีพิษอย่างร้ายแรง

ประโยชน์และโทษ

ทั้งธาตุและสารประกอบของสารหนูมีพิษมาก เมื่อเข้าไปในร่างกายทั้งโดยการกินและการหายใจจะทำลายระบบทางเดินอาหารและส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย และในที่สุดก็ทำให้ถึงแก่ความตาย จึงนิยมใช้เป็นยาเบื่อหนูและเป็นที่มาของชื่อ "สารหนู" ในภาษาไทย นอกจากนี้ยังนิยมใช้ในการฆาตกรรมอีกด้วย สารแก้พิษสารหนูที่ดีคือสารแขวนลอยของแมกนีเซียมหรือเฟร์ริกไฮดรอกไซด์หรืออาจใช้น้ำปูนใส (แคลเซียมไฮดรอกไซด์) เนื่องจากสารดังกล่าวทำให้อาร์เซไนต์ที่ไม่ละลายเกิดตกตะกอนออกมา

ถึงแม้จะทราบกันมานานแล้วว่าสารหนูเป็นพิษ แต่ผู้คนก็ยังยอมรับว่าสารหนูมีประโยชน์อยู่บ้าง ในสมัยพุทธกาล ฮิปโปคราตีสได้นำสารประกอบของสารหนูมาเป็นองค์ประกอบของยารักษาโรค ชาวกรีกและชาวโรมันใช้สารหนูแดงและสารหนูเหลืองซึ่งเป็นซัลไฟด์ทำสารสีเมื่อต้องการสีแดงและสีเหลือง ใน พ.ศ. 2452 พอล แอร์ลิช (Paul Ehrlich) นักวิทยาแบคทีเรียชาวเยอรมันพบว่า สารอินทรีย์ที่มีสารหนูสามารถใช้รักษาโรคซิฟิลิส การใช้สารหนูเป็นองค์ประกอบของยารักษาโรคซิฟิลิสยังคงดำเนินต่อมาเรื่อย ๆ ในสมัยที่ยังไม่มีแพนนิซิลลิน

สารหนูยังใช้ในการทำทองบรอนซ์และทำดอกไม้ไฟ นอกจากนี้ ในการทำแบตเตอรี่สะสมไฟฟ้าถ้าผสมสารหนูเล็กน้อยในตะกั่วและพลวงจะทำให้ได้โลหะผสมที่มีคุณภาพดีขึ้น

5.พลวง (อังกฤษ: Antimony) คือธาตุที่มีหมายเลขอะตอม 51 และสัญลักษณ์คือ Sb (มาจากคำในภาษาลาตินว่า Stibium) พลวงเป็นธาตุกึ่งโลหะ(metalloid) มี 4 อัญญรูป ที่มีความเสถียรจะเป็นโลหะสีฟ้า พลวงที่มีสีเหลืองและดำจะเป็นอโลหะที่ไม่เสถียร พลวงใช้ประโยชน์ในการทำ สี เซรามิก สารเคลือบผิว โลหะผสม อิเล็กโทรดและยาง

6.เทลลูเรียม (อังกฤษ: Tellurium) คือธาตุที่มีหมายเลขอะตอม 52 และสัญลักษณ์คือ Te

เทลลูเรียมเป็นธาตุกึ่งโลหะ (metalloid) มีสีขาวเงินเหมือนดีบุก เทลลูเรียมมีสมบัติทางเคมีใกล้เคียงกับซีลีเนียมและกำมะถัน

เทลลูเรียมใช้ประโยชน์ในการทำโลหะผสมและสารกึ่งตัวนำ

7.พอโลเนียม (อังกฤษ: Polonium) คือธาตุที่มีหมายเลขอะตอม 84 และสัญลักษณ์คือ Po พอโลเนียมเป็นธาตุกึ่งอโลหะเรดิโอแอคตีฟ (radioactive metalloid) มีสมบัติทางเคมีคล้าย เทลลูเรียมและบิสมัท พบว่ามีอยู่ในแร่ยูเรเนียม กำลังศึกษาการใช้งานเกี่ยวกับความร้อนในยานอวกาศ