准金属

化学学科术语

准金属（metalloid），又称为半金属（semimetal），介于金属和非金属之间的物质。准金属是一种元素，其外表呈现出金属的特性，但在化学性质上却表现出金属和非金属两种性质。例如砷和锑，它们是坚硬的结晶固体，外表显然是金属，但是当进行化学反应时就表现出金属和非金属两种不同的性质。它们的一些氧化物既溶于酸，也溶于碱，这就是所谓的两性性质，因为它们的性质既像碱又像酸。有许多元素也能生成两性化合物。然而只有当这种化学性质的二元性十分明显、同时显出金属的外表时，才能称这种元素为准金属。

基本介绍

准金属（metalloid）又称“半金属”、“类金属”、“亚金属”或“似金属”，性质介于金属和非金属之间的元素。这些元素一般性脆，呈金属光泽。半金属通常包括硼、硅、砷、锑、碲，重元素钋和砹，虽然对它们的物理、化学性质所知尚少，一般也列入半金属，通常被认为金属的锗和锑，也可归入半金属。

半金属元素在元素周期表中处于金属向非金属过渡位置（见非铁金属）。如沿元素周期表Ⅲ A族的硼和铝之间到ⅥA族的碲和钋之间画一锯齿形斜线，可以看出：贴近这条斜线的元素除铝外，都是半金属元素。处于半金属元素带右侧的元素为非金属，处于左侧的为金属。半金属元素的电负性在1.8—2.4之间，大于金属，小于非金属。它们的氧化物与水作用生成弱酸性或弱碱性的溶液。它们与非金属作用时常作为电子给予体，而与金属作用时常作为电子接受体。

半金属大都是半导体，具有导电性，电阻率介于金属（10－5欧姆·厘米以下）和非金属（1010欧姆·厘米以上）之间。导电性对温度的依从关系大都与金属相反；如果加热半金属，其电导率便随温度而上升。半金属大都具有多种不同物理、化学性质的同素异形体，碲、砷、硅、硼、硒的“无定形”同素异形体的非金属性质更为突出。

准金属：砷

1.来源和用途

毒砂（砷黄铁矿）和斜方砷铁矿是两种能被熔化生产单质砷的矿石。单质砷和三氧化二砷（As2O3）是作为商品生产，后者是许多砷化合物的生产原料。单质砷用于与铅和铜一起制造合金。砷化合物有许多用途，包括用作催化剂、杀菌剂、除锈剂、杀真菌剂、动物饲料添加剂、防锈剂、药物、兽药、制革剂以及木材防腐剂。砷剂是第一种治疗梅毒的药，并且一直用于治疗阿米巴痢疾。硫砷密胺（一种有机砷化合物）是治疗由非洲锥体虫引起的神经病发病期的最有效药物。

2.砷的暴露和吸收

砷能通过肠胃系统和肺途径被吸收，对砷关注的主要是内吸收毒害。三氯化砷（AsCI3）和有机砷化物路易斯气（第一次世界大战中作毒气）可以透过皮肤，这两者对暴露者有很强的危害性，并且是强的糜烂性毒剂（引起水泡）。普通砷化物As2O3通过肺和肠道被吸收，固体颗粒的大小是它被吸收多少的主要因素。粗粒子的化合物趋于穿过肠胃并且通过大便排出。

砷有+3和+5氧化态，并且+3氧化态的无机化合物通常是比较毒的，转为砷（V）一般对环境有利，其危害大为降低。

砷是绝大多数土壤的自然组成部分。许多食物中含砷，特别是水生贝壳类动物。成年人每天通过正常来源平均摄入大约低于1毫克砷。

3.砷的代谢、转移和毒害作用

生物化学上砷使蛋白质凝结，与辅酶一起形成配合物，抑制ATP（三磷酸腺苷）的产生。与镉和汞相似，砷是“亲硫”元素。砷有某些与磷相似的化学特性，并在某些化学过程中替代磷，起不利的新陈代谢作用。下图《砷（Ⅲ）干扰ATP磷酸化作用产生的过程》所示概述了这种作用。图上面的反应说明从甘油醛一3一磷酸酯，酶催化合成1，3—双磷酸甘油酸酯，其生成物继续反应生成三磷酸腺甙（ATP），这是一种人体内新陈代谢中必需的产生能量的物质。当亚砷酸盐AsO33-出现时，与甘油醛一3一磷酸酯结合生成一个能经过非酶自发水解的产物，阻止ATP的形成。

砷中毒的解毒药可以利用它的“亲硫”性，采用含有巯基的物质，如2，3—二巯基丙醇（BAL）。

准金属光泽

准金属光泽（semi-metallic Iuster）光泽强度的等级之一。一般指反射率R=0.19～0.25之间，它比新鲜的金属抛光面略暗一些，如同陈旧的金属器皿表面所反射的光泽，例如磁铁矿的光泽。半金属光泽矿物也大多是不透明矿物，也很少用作宝石。

应用

准金属（半金属）大都是半导体，它们的电阻率介于金属和非金属之间。半金属能带的特点，是它的导带与价带之间有一小部分重叠。不需要热激发，价带顶部的电子会流入能量较低的导带底部。因此在绝对零度时，导带中就已有一定的电子浓度，价带中也有相等的空穴浓度。这是半金属与半导体的根本区别。但因重叠较小，它和典型的金属也有所区别。这类材料的禁带宽度很小，因此被用来制作红外探测器件。红外光的波长为10微米左右，对应的光子能量为0.1电子伏。半金属材料被红外光照射以后，电子能迅速从价带激发到导带，引起电导率变化，从而探测到红外光。

除上述元素外，化合物也可以是半金属，如 Mg2Pb。另有一些化合物，如HgTe、HgSe等禁带宽度等于零，有时称作零禁带半导体，实质上也是半金属。

这类元素的导电性能随温度的变化关系大都与金属相反，即其电导率随温度上升而增加。准金属用途广泛，在电气、冶金等方面有广泛的应用，尤其在半导体材料中有着举足轻重的作用。

从能带结构来看，金属中被电子填充的最高能带是半满的或部分填充的，电子能自由运动，有较高的电导率。绝缘体中被电子填充的最高能带是满带（又称价带），价带与导带之间的禁带宽度较大。室温下电子不能由价带激发到导带而产生自由运动的电子，因此电导率很低。半导体中电子填充能带的情况与绝缘体相似，但禁带宽度较小。在一定的掺杂浓度下，能产生导电的自由电子或自由空穴。半导体的电导率介于金属和绝缘体之间。另外，金属和半导体之间还有一种中间情况，禁带宽度为零或很小，此时在很低温度下电子就能从价带激发到导带，在导带和价带中同时存在能自由运动的电子和空穴。如碲化汞（HgTe），这种材料称为半金属。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省