Metaloide
Un metaloide es un elemento con propiedades entre las de los metales y los no metales, ubicado a lo largo de la línea escalonada de la tabla periódica; el silicio es el más conocido.
Definition
Un metaloide es un elemento que es en parte metal y en parte no metal: puede verse brillante como un metal pero romperse como el vidrio. Los metaloides (o semimetales) son los elementos a lo largo de la línea en zigzag que separa a los metales de los no metales: boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio, telurio, y a veces polonio y astato; tienen apariencia metálica pero son quebradizos y son semiconductores, conduciendo mejor que los no metales pero peor que los metales, y su conductividad aumenta con la temperatura, lo opuesto de los metales. Tienen energías de ionización y electronegatividades intermedias (el silicio es $1.90$ en la escala de Pauling) y forman sólidos covalentes en red con una banda prohibida estrecha entre las bandas de valencia y de conducción, aproximadamente $1.1\text{ eV}$ para el silicio y $0.67\text{ eV}$ para el germanio. La excitación térmica o el dopaje pueblan la banda de conducción, así que la conductividad se puede controlar añadiendo impurezas del grupo $13$ (tipo p) o del grupo $15$ (tipo n), y los óxidos de metaloides son anfóteros o débilmente ácidos.
Example
El silicio es el metaloide más famoso: brillante y gris pero quebradizo, y el ingrediente principal de los chips de computadora. El silicio ($Si$, número atómico $14$) se ubica justo debajo del carbono y forma cuatro enlaces covalentes como lo hace el carbono, y mientras que el silicio puro apenas conduce, un rastro de fósforo o boro lo convierte en el semiconductor en el corazón de cada transistor. Dopar con fósforo, que tiene cinco electrones de valencia, añade un electrón libre por átomo dopante (tipo n), dopar con boro, que tiene tres, crea vacantes de electrones llamadas huecos (tipo p), y unir los dos produce una unión p-n, el diodo básico a partir del cual se construyen las celdas solares y los transistores.
Key Insight
Los metaloides se ubican en una línea escalonada que baja por el lado derecho de la tabla periódica, justo entre los metales y los no metales. La capacidad de ajustar un metaloide entre conductor y aislante es exactamente lo que hace posible una computadora, ya que los metales siempre conducen y los no metales nunca lo hacen, y solo un semiconductor se puede conmutar. La clasificación es difusa por diseño: no hay una línea nítida donde el enlace metálico ceda ante el enlace covalente, elementos como el antimonio y el arsénico son motivo de debate, y la química es continua aun cuando las tablas dibujan fronteras.