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元素展览馆/类金属

类金属已知有六种元素:(B)、(Si)、(Ge)、(As)、(Sb)、(Te)。类金属的位置介于金属与非金属之间,因此大部分类金属的物理特性及化学特性也都介于金属和非金属之间。类金属普遍较脆,不适合作为结构材料,而多用于合金、半导体产业等。

安瓿中的硼晶体
原子序数 元素符号 英文名 相对原子质量 密度 熔点 沸点
5 B Boron 10.806 2.08 g·cm−3 2076 °C 3927 °C

硼是一种黑色或棕色的固体,具有较高的硬度和低导电性。

晶体硼是硬度第二高的元素材料,仅次于金刚石。

硼主要用于玻璃、陶瓷、半导体工业、核材料等。此外,硼化合物广泛应用于清洁剂、肥料等领域。

硼不是一种引人注目的元素,在宇宙中也十分稀有。通过热还原得到的无定形硼呈现棕褐色粉末,看起来像过筛后的土块。而结晶硼通常是通过高温高压(HPHT)或CVD法得到的(没错,跟培育钻石一样),虽然硬度超高但仍旧易碎,难以做出大尺寸晶体,价格也非常美丽。这管硼样品便是通过HPHT法得到的硼晶体,在光照下闪闪发光。现在用于加热的玻璃容器大多掺入了硼,它可以有效预防使用玻璃杯加热或装热水时突然炸裂的风险。

安瓿中的单晶硅
原子序数 元素符号 英文名 相对原子质量 密度 熔点 沸点
14 Si Silicon 28.084 2.3290 g·cm−3 1414 °C 3265 °C

硅是一种灰蓝色的半导体材料,具有较高的熔点和良好的半导体特性,被广泛用于电子工业。

硅是人类能够提纯的纯净的元素,其纯度可达到13N(99.99999999999%)。

硅主要用于制造半导体器件、太阳能电池、光纤,以及硅橡胶、硅油等。硅是地壳中含量最丰富的元素之一。

人们制造了大量高纯单晶硅用于半导体产业。目前的单晶硅主要是使用柴可拉斯基法(提拉法)制成的,生长出的核心部分大多成了晶圆,而留下的头部有些会打碎重新作为原料使用。因此单晶硅块的产量非常高,价格也非常便宜。硅的化学稳定性使其不需要特别保护,不过为了美观我还是选择将其封在安瓿中。假如你问我这些晶圆最后会变成什么,其实我还没有专门去收藏一个晶圆,建议你去隔壁的硬件数据库看看。

安瓿中的多晶锗
原子序数 元素符号 英文名 相对原子质量 密度 熔点 沸点
32 Ge Germanium 72.630 5.323 g·cm−3 938.25 °C 2833 °C

锗是一种灰黄色的金属光泽固体,具有优良的半导体特性。

早期的晶体管使用锗作为半导体材料,随着时间推移,更便宜的硅取代了锗的半导体用途。

锗主要用于红外光学器件、光纤通信、半导体工业以及催化剂等领域。

我对锗的第一印象,就是像被金属化的硅:既有类似硅的质感,却又像金属那样容易氧化发暗。锗的初步提纯方法与硅类似,因此得到高纯度的多晶锗是比较容易的。由于锗会自发长出晶须,容易导致器件短路,而且同为半导体材料的硅更加量大便宜,于是锗在半导体工业中被淘汰了。现在,锗可被用作红外透镜,尽管它对可见光不透明,但可以透射红外线。曾经锗被宣传对人体有各种益处,我对这种宣传持保留意见。

安瓿中的灰砷
原子序数 元素符号 英文名 相对原子质量 密度 升华点
33 As Arsenic 74.921595 5.727 g·cm−3 615 °C

砷是一种灰色的固体,在空气中容易氧化发暗,具有强烈的毒性。

砷是少数会在常压下升华的元素。(有升华特性,但没有升华点)

砷主要用于玻璃、合金、半导体工业,以及农药、杀虫剂等。

砷是同时具有美丽、剧毒与致癌性的禁忌元素。工业生产的灰砷都是经过凝华得到的,可以看到其中非常明显的晶体结构。砷在空气中保存会缓慢失去光泽,不过这层氧化层能够保护内部的金属本体,假如想要重新看到它的本色,只需要使用次氯酸钠溶液清洗一遍就行。这管砷是经过漂白剂清洗后封装的,仍然能保持其明亮的光泽。砷确实有强烈的毒性和致癌性,但其毒性则来自于三价的亚砷酸盐,吃下单质砷反而并不会致人于死地(不鼓励尝试吃下任何奇怪的东西)。

安瓿中的锑
原子序数 元素符号 英文名 相对原子质量 密度 熔点 沸点
51 Sb Antimony 121.760 6.697 g·cm−3 630.63 °C 1587 °C

锑是一种银白色的脆性金属,具有较好的导电性和耐腐蚀性。

锑具有热缩冷涨特性。讲个冷知识,中国Sb产量世界第一.jpg

锑主要用于合金材料、阻燃剂、电池以及半导体器件。锑化合物在玻璃和陶瓷工业中也有应用。

大部分人认识锑,大概就是因为它喜感的元素符号了吧XD 锑的外观像是典型的金属,但是其中五个价电子导致多少有些非金属的特征。锑有一个反常的属性,在凝固时体积反而会膨胀,这种属性在上也比较明显,不过这种属性使得锑可以作为印刷铅字的原材料之一。由于锑在高温下会被剧烈氧化,形成大量氧化锑白烟,所以锑也可以用作阻燃剂。锑还是存在一定毒性的,相当于弱化后的,而且锑的脆性导致容易掉粉,在把玩后得及时洗手。

安瓿中的碲
原子序数 元素符号 英文名 相对原子质量 密度 熔点 沸点
52 Te Tellurium 127.60 6.24 g·cm−3 449.51 °C 988 °C

碲是一种灰色的脆性金属,具有较高的光电导性。

碲在地球的丰度相当于贵金属,但价格相较贵金属便宜很多。

碲主要用于热电材料、半导体器件、合金制造以及光电技术,碲化合物也用于光伏电池和激光器等。

碲在成矿的过程中会大量流失到太空,导致在地壳中十分稀有。考虑到碲的名称以“地球”命名,多少有些幽默了。碲是少数能与黄金化合的非金属元素,主要来源是冶炼黄金的副产品。与比较,碲具有更多的非金属特征,其掉粉的特点也与锑有得一拼。假如吃下碲或吸入碲粉,你的呼吸会带有强烈的大蒜臭味,这种情况会持续数周之久,你未必能察觉到,但周边人可不会这么想。可见要研究碲化合物,最好单身社恐独居,而且不能乘坐任何公共交通工具。

元素周期表
IA
1
IIA
2
IIIB
3
IVB
4
VB
5
VIB
6
VIIB
7
VIIIB
8
VIIIB
9
VIIIB
10
IB
11
IIB
12
IIIA
13
IVA
14
VA
15
VIA
16
VIIA
17
VIIIA
18
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba Ln Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra An Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ln La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
An Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
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