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Metaloides
Química 4 min de lectura

Metaloides

Los metaloides son elementos con propiedades intermedias entre metales y no metales, base de los semiconductores.

Última revisión: noviembre de 2023 Por Conceptualia Categoría: Química

Los metaloides son elementos químicos con propiedades intermedias entre las de los metales y las de los no metales. Tienen aspecto metálico y son quebradizos como los no metales, conducen la electricidad solo de forma moderada y son la base de los semiconductores, de los que depende toda la electrónica actual. Los seis más aceptados son el boro, el silicio, el germanio, el arsénico, el antimonio y el telurio.

¿Qué son los metaloides?

También llamados semimetales, los metaloides ocupan en la tabla periódica una franja diagonal en forma de escalera que separa a los metales (a la izquierda) de los no metales (a la derecha), en el bloque p. No existe una definición única y oficial de la IUPAC, de modo que algunas listas incluyen también el astato o el polonio, o excluyen alguno de los seis.

El nombre procede del griego metron («medida») y eidos («forma»): «con aspecto de metal».

Lista de metaloides

Elemento Símbolo Número atómico Grupo
Boro B 5 13
Silicio Si 14 14
Germanio Ge 32 14
Arsénico As 33 15
Antimonio Sb 51 15
Telurio Te 52 16

El número atómico indica la cantidad de protones de cada elemento.

Propiedades de los metaloides

  • Aspecto: sólidos de brillo metálico en condiciones normales.
  • Fragilidad: son quebradizos y no maleables ni dúctiles, a diferencia de los metales.
  • Conductividad: son semiconductores; su conductividad eléctrica es menor que la de los metales y aumenta con la temperatura, al revés que en estos. Se puede modificar añadiendo impurezas (dopado). Revisa la conductividad eléctrica.
  • Electronegatividad y energía de ionización intermedias.
  • Comportamiento químico mixto: pueden formar enlaces covalentes como los no metales y sus óxidos suelen ser anfóteros o ligeramente ácidos.
  • Enlaces: sus estructuras suelen ser redes covalentes, como la del silicio, similar a la del diamante.

Los seis metaloides, uno a uno

Boro (B)

Se usa en el vidrio borosilicatado (tipo Pyrex), en detergentes y en fibras de refuerzo. Su compuesto más conocido es el bórax. Los ácidos bóricos se emplean como antisépticos suaves e insecticidas.

Silicio (Si)

Es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre, tras el oxígeno (aproximadamente un 28 % en masa), presente en la arena (SiO₂) y en los silicatos. Es la base de los chips, las células fotovoltaicas, el vidrio, la cerámica y las siliconas.

Germanio (Ge)

Mendeléyev predijo su existencia como «ekasilicio» y Clemens Winkler lo descubrió en 1886. Se emplea en fibra óptica, óptica infrarroja y electrónica.

Arsénico (As)

Muchos de sus compuestos son muy tóxicos. Pese a ello, el arseniuro de galio (GaAs) es un semiconductor clave en LED y células solares de alta eficiencia.

Antimonio (Sb)

Conocido desde la Antigüedad. Se usa en aleaciones con plomo para baterías, en retardantes de llama y en semiconductores.

Telurio (Te)

Se emplea en células solares de telururo de cadmio (CdTe), en aleaciones y en dispositivos termoeléctricos.

Comparación con metales y no metales

Propiedad Metales Metaloides No metales
Brillo Metálico Metálico Apagado
Maleabilidad Alta Baja (quebradizos) Baja (quebradizos o gases)
Conducción eléctrica Muy buena Semiconductora Aislantes (salvo el grafito)
Tendencia química Pierden electrones Mixta Ganan o comparten electrones

Aplicaciones

La industria electrónica es su campo principal: transistores, diodos, circuitos integrados, sensores y células solares utilizan silicio, germanio o arseniuro de galio. También se emplean en vidrios especiales, aleaciones, fibra óptica, medicamentos, pigmentos y productos de uso doméstico.

Ejercicios resueltos

★ Practica paso a paso

1. Escribe la configuración electrónica del silicio (Z = 14) y deduce su grupo y periodo.

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p². Tiene 4 electrones de valencia y su capa más externa es la tercera: grupo 14, periodo 3.

2. ¿Qué masa de silicio contiene 1 kg de sílice pura (SiO₂)? (Si = 28,1; O = 16,0.)

Masa molar del SiO₂ = 28,1 + 32,0 = 60,1 g/mol. Fracción de Si = 28,1/60,1 = 0,468. Para 1000 g: ≈ 468 g de silicio.

3. De los elementos con número atómico 5, 13, 32 y 52, ¿cuáles son metaloides?

Z = 5 es boro (metaloide), Z = 13 es aluminio (metal), Z = 32 es germanio (metaloide) y Z = 52 es telurio (metaloide). Resultado: 5, 32 y 52.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos metaloides hay?

Los más aceptados son seis: boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio y telurio. Algunas clasificaciones añaden astato y polonio.

¿Por qué los metaloides son semiconductores?

Porque su separación energética entre las bandas de valencia y de conducción es pequeña: con algo de energía o impurezas, algunos electrones pueden moverse y conducir corriente.

¿El aluminio es un metaloide?

No. Se encuentra junto a la frontera, pero se comporta como metal en casi todas sus propiedades, aunque forma óxidos anfóteros.

¿Cuál es el metaloide más importante?

El silicio, por su abundancia y por ser la base de la electrónica y la industria de materiales.

¿Son tóxicos los metaloides?

Depende: el arsénico y muchos de sus compuestos son muy tóxicos, mientras que el silicio es inocuo. El antimonio y el telurio requieren precaución.

Referencias

  • Greenwood, N. N. y Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. Butterworth-Heinemann.
  • Housecroft, C. E. y Sharpe, A. G. Química inorgánica. Pearson.
  • Atkins, P. et al. Química inorgánica. McGraw-Hill.

Cómo citar este artículo

Equipo de Conceptualia. (2023). «Metaloides». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/metaloides/

Sobre el autor

Conceptualia — El equipo editorial de Conceptualia redacta y revisa cada concepto para que sea claro, riguroso y útil, con ejemplos y ejercicios cuando ayudan a entenderlo.

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