篇名： 类金属的性质与应用作者： 吴庭瑜私立圣功女中高二良班指导.PDF

篇名 ： 類金屬的性質與應用 作者 ： 吳庭瑜 。私立聖功女中。高二良班 指導老師 ： 陳美珍老師 類金屬的性質與應用 壹●前言 一、研究背景 在週期表中 ，有一群元素導電性介於金屬與非金屬之間，因外形似金屬，因此稱 為「類金屬」。而類金屬有哪些特性 ？在生活中又有什麼可以應用的地方？在此 作深入地探討 。 二、研究動機與目的 在許多的化學教材中 ，提到類金屬，幾乎都是簡略的說明，並沒有詳細的介紹， 所以類金屬引發了我的研究興趣 。希望能藉由對於類金屬的研究 ，增加我對這些 元素的認識與了解 ，並且能夠將類金屬的特性和生活中的應用整理出一份詳細的 資料 ，以彌補課內書籍的不足，並且對科學的探討有所幫助。 三、研究方法 透過蒐集網路上各個學術界或教育的網站 ，以及自然書籍的整理與歸納，一一列 舉類金屬中各個元素的性質介紹和生活中的應用 ，以比較它們之間的異同。 貳●正文 一、類金屬的簡介 類金屬的性質介於金屬和非金屬之間 ，僅具有部分金屬或非金屬的性質，導電性 隨溫度之增高而增加 ，和金屬的導電性隨溫度之增高而下降的性質正好相反。當 金屬中有雜質存在時會使其導電性降低 ，而類金屬的導電性常因含有微量的雜質 而劇增 ，通常產生兩性的氧化物。 二、各元素介紹 1.硼 B絕少單獨存在的高熔點固體 原子序 ：5 ，原子量10.811 ，熔點：2300°C ，沸點：2550°C 。固態，高熔點，有 兩種同素異形體 ：晶形硼是黑色、無定形硼是棕色 。硼絕少單獨存在，主要以硼 酸、H BO 和硼酸鹽的形式存在 。氧化物為酸性，化合物常為共價化合物。常被 3 3 1 類金屬的性質與應用 用作金屬生產中的氧去除劑和纖維生產中的纖維強化物 ，可運用在飛行器方面。 硼化合物的應用中 ，硼砂可用作水軟化劑和清潔劑，硼烷可以作為火箭的高能燃 料，硼酸 （H BO ）是有防腐性能的弱酸 ，硼化鎂在一定程度的低溫會變成超導 3 3 體，氮化硼可以作為工業上的固體潤滑劑 ，被稱為「白色石墨」;而且有趣的是 ， 『氮化硼和氮化硼和石墨石墨一樣一樣 ，也具有一種堅硬的同素異，也具有一種堅硬的同素異形體形體 ，其硬度僅次於，其硬度僅次於鑽石鑽石 。』(註 氮化硼和氮化硼和石墨石墨一樣一樣 ，，也具有一種堅硬的同素異也具有一種堅硬的同素異形體形體 ，，其硬度僅次於其硬度僅次於鑽石鑽石 1)在農業方面 ，『應用硼素應用硼素 （4ppm（4ppm））能夠有效地提高苦瓜雌花數量能夠有效地提高苦瓜雌花數量 ，增加產量，增加產量 。』。』 應用硼素應用硼素 （（4ppm4ppm ））能夠有效地提高苦瓜雌花數量能夠有效地提高苦瓜雌花數量 ，，增加產量增加產量 。。』』 (註 2) 2.矽 Si重要的半導體基礎材料 原子序 ：14，原子量 ：28.0855，熔點：1414°C，沸點：2900°C。矽在地殼中的豐 度為 27.7% ，在所有的元素中居第二位，地殼中含量最多的元素氧和矽結合成的 二氧化矽 SiO2 ，占地殼總質量的 87% 。矽以大量的矽酸鹽和石英礦形式存在於 自然界中 ，是構成地球上礦物界的主要元素。由於矽易與氧結合，因而自然界中 沒有游離態的矽存在 。矽有晶態和無定形兩種同素異形體。晶態矽又分為單晶矽 和多晶矽 ，它們均具有金剛石晶格(diamond cubic crystal structure) ，晶體硬而脆， 具有金屬光澤 。多晶矽與單晶矽的差異主要表現在物理性質方面，如力學性質、 電學性質 ，多晶矽的表現均不如單晶矽。多晶矽可作為拉製單晶矽的原料。矽在 常溫下不活潑 ，非晶矽能與鹼激烈反應生成可溶性矽酸鹽，並放出氫氣。 在矽的製備中 ，工業上用焦碳在電爐中將石英砂還原，先得到粗Si ：SiO +2C →