Неметаллы и полупроводники IVА- и ША-групп

Несмотря на то что германий Ge, олово Sn и свинец РЬ — полные электронные аналоги углерода и кремния, их химические и физические свойства существенно различаются. Так, германий проявляет свойства полупроводников (промежуточные свойства металлов и неметаллов) и в этой связи находит широкое применение в технике, а олово и свинец — уже просто типичные металлы. Отсюда становится понятным, почему в современных учебниках главная подгруппа IV группы подразделяется на две самостоятельные — подгруппу углерода и подгруппу германия. Из названия главы следует, что в ней рассматриваются только углерод и кремний. [c.202]

УА-группу составляют пять элементов углерод С, крем-ний 81, германий Ое, олово 5п и свинец РЬ. Олово и свинец — металлы, углерод — неметалл кремний и германий — полупроводники. Полупроводником является и бор (В) — первый элемент П1А-группы, в которую входят еще четыре металла. Основные характеристики неметаллов и полупроводников этих двух групп приведены в табл. 24. [c.272]

Арсенид и антимонид индия. В системах индия с мышьяком и сурьмой также образуется по одному соединению состава 1 1. Как фосфид, так арсенид и антимонид индия по внешнему виду напоминают металл они имеют кристаллическую решетку типа сфалерита и являются полупроводниками. В табл. 28 сопоставлены свойства соединений индия и галлия с неметаллами V группы. От фосфора к сурьме уменьшается температура плавления и нарастает металличность свойств. [c.97]

Как видно из табл. 26, у углерода самый малый для элементов этой группы радиус атома, высокий ионизационный потенциал, большая температура плавления. Это характерно для типичного неметалла. Типичным неметаллом является также кремний. У германия проявляются некоторые металлические свойства, а олово и свинец — металлы. Они больше сходны по свойствам друг с другом, чем с германием. Сказывается экранирующее действие электронных подуровней, снижающих притяжение валентных электронов к ядру атома. Например, по электропроводности белое олово и свинец — проводники, германий, кремний и серое олово (а-Зп) — полупроводники, а углерод в виде алмаза — диэлектрик. [c.231]

К числу неметаллов относятся галогены (Р, С1, Вг, Л), а также О, 8, 5е, М, Р, С, Н. В настоящее время выделяют промежуточную группу элементов, называемых металлоидами ( металлоподобными ). К этой группе относят Ве, В, 81, Ое, Аз, Те, 5Ь. Это — элементы, особо важные в химии полупроводников. [c.84]

В свободном виде элементы IVA-группы-твердые простые вещества, их металлический характер увеличивается от С к РЬ. По физическим свойствам углерод в свободном виде (алмаз и графит) относится к неметаллам (у графита обнаруживаются некоторые признаки металлов) кремний и германий проявляют промежуточные свойства (полупроводники) олово и свинец-типичные металлы (проводники). В ряду напряжений Sn и РЬ стоят непосредственно перед водородом. [c.146]

Полупроводники характеризуются удельным электрическим сопротивлением от 10 до 10 Ом-м. К полупроводникам относятся простые вещества, находящиеся при условиях, близких к нормальным, в твердом состоянии В, С, 81, Се, 8п, Р, Аз, 8Ь, 8, 8е, Те, I. Полупроводниками являются многие бинарные соединения оксиды (2пО, РеО), сульфиды (2п8, С<18), пниктогениды (СаАз, 2п8Ь), карбиды (81С), а также сложные соединения. Наиболее распространенные бинарные соединения полупроводников можно определить по простому правилу — это должны быть соединения по числу валентных электронов изоэлектронные бинарному соединению из атомов IV главной подгруппы. То есть это соединения элементов только четвертой, третьей и пятой, второй и шестой групп периодической системы. Ширина запрещенной зоны в полупроводниках изменяется от 0,08 эВ (у металла Зп) до 5,31 эВ (у неметалла С(алмаз))- [c.635]

VIA-группу составляют пять элементов кислород О, сера S, селен Se, теллур Те и полоний Ро. Кислород и сера — неметаллы, причем кислород по своей электроотрицательности стоит на втором месте после фтора полоний — металл серебристо-белого цвета, напоминающий по физическим свойствам свинец, а по электрохимическим — благородные металлы селен и теллур, занимающие промежуточное положение, являются полупроводниками. На внешнем уровне атомов этих элементов содержится по шесть электронов ns np . В атомах элементов Se, Те и Ро электроны внешнего уровня экранируются от ядра десятью -электронами предвнешнего уровня, что ослабляет их связь с ядром и способствует проявлению металлических черт в характере этих элементов. [c.306]

Как следует из данных табл. 13.7, р-элементы IVA-группы можно разделить на неметаллы С, Si, Ge и металлы Sn и РЬ. Химические свойства углерода см. гл. 15. Кремний и германий — классические элементарные полупроводники, их свойства см. 13.4. Однако, поскольку кремний широко применяется в металлургии черных и цветных металлов, а также в строительстве в виде кисло- [c.411]

По внешнему электронному уровню, радиусам атомов и ионов группа делится на две подгруппы IVA — С, Si, Ge, Sn, Pb и IVB — Ti, Zr, Hf, Ku. По структуре предвнешнего электронного уровня главную подгруппу IVA можно разделить на два семейства С, Si к семейство германия. Величины / ат и Rkoh изменяются закономерно от С к РЬ, и, значит, строение предвяешнего электронного уровня мало сказывается на свойствах элементов. Главная роль принадлежит изменению размеров атома, т. е. электронам внешнего уровня. В IV группе ясно проявляется тенденция усиления металлических свойств с увеличением порядкового номера при сохранении подобия внешнего энергетического уровня электронов. Углерод типичный неметалл, кремний фактически тоже неметалл титан, сохраняя в свободном состоянии качества металла, в степени окисления -Ь4 образует связи ковалентного характера и в некоторых отношениях соединения его с этой степенью окисления похожи на элементы подгруппы IVA (Si, Ge и особенно Sn). Германий — полупроводник, а остальные элементы — металлы. Изменение степени окисления в соединениях элементов двух подгрупп IVA и IVB взаимно противоположно в главной подгруппе с увеличением порядкового номера устойчивость высшей степени окисления падает (для свинца более стабильно состояние +2), а в подгруппе т та-на растет. [c.326]

Характеристика элемента. Самое существенное в химии германия то, что он полупроводник. Из-за закономерного усиления металлических качеств в подгруппе IVA, германий, находящийся как раз посредине группы, проявляет признаки как металла, так и неметалла. Он полупроводник, обладающий двумя типами проводимости [c.328]

Соединения металлов и неметаллов с серой — сульфиды — являются одним из важнейших в практическом и в теоретическом отношении классов неорганических соединений. Сера обладает высокой химической активностью и образует соединения практически со всеми элементами Периодической системы Д. И. Менделеева, за исключением инертных газов. Наибольшее число сульфидных фаз образуют переходные металлы. Многие природные соединения цветных и редких металлов являются сульфидами. Сульфиды широко используют в металлургии цветных и редких металлов, технике полупроводников и люминофоров, аналитической химии, химической технологии, машиностроении. Особенно интересны сульфиды переходных металлов П1—VI групп Периодической системы, физико-химические свойства и методы получения которых еще сравнительно мало изучены. Некоторые физические и физико-технические свойства сульфидов переходных металлов уникальны (термоэлектрические, магнитные, смазочные, каталитическая активность). [c.5]

В связи с развитием многих отраслей промышленности потребовалось создание полупроводников и приборов, работающих в жестких условиях (высокие температуры, зачастую агрессивные среды, в ряде случаев значительные нагрузки). Ранее известные полупроводники, рабочие температуры которых не превышали 600°С, оказались непригодными для этих целей. Возникла необходимость в полупроводниках, эксплуатируемых при температурах 2000— 2500 °С [10]. Для получения таких полупроводников могут использоваться силициды металлов переходных групп периодической системы и неметаллов, таких, как бор, углерод, азот, кремний. В образовании химических связей этих соединений кроме внешних валентных электронов участвуют электроны -орбиталей металлов переходной валентности. [c.366]

Полупроводники и диэлектрики могут быть разбиты на 4 группы по следующему признаку с увеличением равновесного давления пара неметалла, допустим серы а) электропроводность одной группы полупроводников падает (например, сульфидов и селенидов цинка и [c.556]

Элементы можно подразделить на классы 1) проводники, 2) полупроводники и 3) неметаллы, или изоляторы. Элементы периодической системы, у которых 5-, й- или /-уровни заполняются электронами, т. е. элементы 5-, й- и /-блоков (см. табл. 2 на стр. 57), относятся к первому классу. В р-блок входят элементы всех трех классов, хотя аллотропные модификации некоторых из этих элементов принадлежат к различным классам. Хорошо известно, что в р-блоке периодической системы металлические свойства элементов в пределах отдельных групп усиливаются с увеличением их порядкового номера. Так, например, кислород и сера — изоляторы, кремний — изолятор или полупроводник в зависимости от кристаллической формы, в которой он находится, теллур — полупроводник, а полоний — проводник. [c.77]

Самый легкий элемент IV группы — неметалл (изолятор), самый тяжелый — металл (проводник), а промежуточные — металлоиды (полупроводники) (ср. стр. 78). Только два элемента этой группы, углерод и олово, получают в различных аллотропных модификациях. [c.134]

Для предсказания кислотно-основных свойств сложных веществ (например, оксидов) целесообразно проследить зависимость степеней окисления, в которых могут находиться элементы, от зарядов ядер их атомов (рис. 53). По мере увеличения зарядов ядер в пределах каждого периода наблюдается возрастание максимально возможной етепени окисления, значение которой численно равно номеру группы, в которой находится элемент. Неметаллам и полупроводникам присущи и отрицательные значения степеней окисления, которые можно найти вычитанием из номера группвг числа 8. Как правило, d-элементы, занимающие В-группы, начиная с четвертой и выше, характеризуются большим набором степеней окисления. В этом случае для предвидения возможных промежуточных степеней окисления элемента можно пользоваться следующим эмпи- [c.206]

Таблица 24. Характеристики неметаллов и полупроводников 1УА- и 111А-групп

Правило октета позволяет определить размещение элементарных полупроводников и компонентов полупроводниковых соединений в Периодической системе. В самом деле, насыщенные ковалентные связи могут существовать в кристаллах Si, Ge, a-Sn, Р, As, Sb, S, Se, Те, I2, которые расположены компактной группой на границе между типичными металлами и неметаллами. В химическом отношении, следовательно, элементарные полупроводники, как правило, обладают амфотерными свойствами. Наиболее ярко выражены полупроводниковые свойства у элементов IV группы, кристаллизующихся в структуре алмаза с тетраэдрической ориентацией атомов. Полупроводниковые свойства характерны и для бинарных соединений, составные элементы которых равноотстоят от элементов IV группы (AiiiB ",AiiB "i, АШ " ). Сумма номеров групп, в которых находятся компоненты этих соединений, равна восьми, что соответствует общему количеству валентных электронов на формальную единицу. По этому признаку формируются так называемые изо-электронные ряды кремния, германия и серого олова [c.319]

Ф. полуметаллов и неметаллов также гл. обр. ковалентные соед. Они м. б. газами (напр., РНз), твердыми в-вами по электрофиз. св-вам - диэлектриками или полупроводниками. Типичный диэлектрик - ВР. Он устойчив к действию к-т-окислителей и щелочей. Другие Ф. этой группы, напр. А1Р и SiP, не обладают большой стойкостью к действию хим. реагентов. [c.133]

НИТРИДЫ, соедввевия азога с более электроположит. элементами. Кристаллич. в-ва. Большинство Н. неметаллов — диэлектрики и полупроводники. Н. щел. металлов — диэлектрики, большинство при нагрев, разлаг. без плавления, окисл. на воздухе, гидролизуется водой с образованием гидроксидов металлов и- NHa. И. щел.-зем. металлов и РЗЭ плавятся без разложения выше 1500 С, окисл. на воздухе, разлаг. водой с выделением NH3. И. переходных металлов IV — V групп — металлоподобщле соед., обладают сверхпроводимостью, высокой твердостью, плавятся без разложения при температурах до 3000°С, химически устойчивы. См., например. Алюминия нитрид. Бора нитрид. Кремния нитрид. Титана нитрид. [c.381]

За последние 15 лет число известных соединений и сплавов этих четырех элементов с разными металлами и друг с другом очень сильно возросло в связи с выявившимся разнообразным их применением в технике. Широко и подробно изучены термические, электронные и механические свойства этих элементов, выяснены рентгеновские структуры и химические свойства [24]. У соединений с переходными металлами от И1 до VH группы периодической системы преобладает металлическая проводимость. Химические связи, удерживающие атомы в решетке, в таких случаях интерметаллические. Небольшая часть соединения с переходными металлами — полупроводники СгЗ ReSia МпТе. Для соединений тех же неметаллов с непе- [c.36]

Элементарный бор обладает свойствами, которые позволяют считать его промежуточным между металлами и неметаллами. Он является полупроводником, но не проводником типа металла. Химически бор следует рассматривать как неметалл, и вообще по своим свойствам оп значительно больше похож па кpe ший, чем на алюлшний или другие элементы топ же группы, т. е. на Са, 1п и Т1. Основное сходство с 51 и отличие от А заключается в следующем [c.81]

Как следует из данных табл. 123, р-элементы IV группы можно разделить на неметаллы С, 81, Ое и металлы 8п и РЬ. Химические свойства углерода см. гл. XII—XIII. Кремний и германий — классические элементарные полупроводники, их свойства см. 11.4. Однако, поскольку кремний широко применяется в металлургии черных и цветных металлов, а также в строительстве в виде своих кислородных соединений, он будет рассмотрен ниже как химический элемент, дающий целый ряд ценных соединений и как полупроводник. [c.413]

Ф. неметаллов и т. наз. полуметаллов представляют собой ковалентные соедпнения п являются либо диэлектриками, либо полупроводниками. В III группе нериодич. системы химич. устойчивость уменьшается от ВР к А1Р, GaP, InP (а TIP при обычных [c.238]

Из физики твердого тела хорошо известно, что многие неорганические твердые тела, например окислы и сульфиды, могут растворять избыточные количества металлов и неметаллов, и при этом образуются электронные и ионные дефекты в решетке. Вагнер с сотрудниками [1] разработал общую теорию кристаллических полупроводников с отклонениями от идеального стехиометрического состава. Избыточному металлу могут соответствовать либо ионы металла в междуузлиях, либо пустые анионные узлы в решетке с эквивалентным числом свободных электронов е. Прямую противоположность этой группе твердых веществ представляют вещества типа NiO, в которых вследствие избытка неметаллического компонента имеются катионные пустые узлы и эквивалентное число дырок [c.241]

По аналогии с соединенк ями свинца, производные трехвалентного таллия должны обладать свойствами окислителей. Один из элементов третьей группы, бор, неметалл. Он имеет большее сходство с кремнием, чем с ниже его расположенным в группе элементом — алюминием. В частности, занимая во П периоде место на границе между типичными металлами и неметаллами, бор, как и кремний, является полупроводником. [c.383]

Полупроводники и диэлектрики могут быть разбиты на 4 группы по следующему признаку с увеличением равновесного давления пара неметалла, допустим серы а) электропроводность одной группы полупроводников падает (например, сульфидов и селенидов цинка и кадмия) — это полупроводники /г-тина б) электропроводность другой группы полупроводников растет (например, сульфида и полуокиси меди) — это полупроводники р-типа в) электропроводность третьей группы полупроводнпков сперва падает, при дальнейшем же повышении давления пара неметалла растет. На первом участке кривой это полупроводники тг-типа, на втором — р-тппа г) некоторые вещества не показывают заметного изменения электропроводности с изменением равновесного давления синтеза. Это либо полупроводники с чрезвычайно узкой областью гомогенности (практически это должны быть полупроводники постоянного состава, т. е. крайне редкий случай), либо металлы. [c.386]

Систематическое рассмотрение типов кристаллических структур и свойств моносоединений щелочных, щелочноземельных металлов, имеющих внешние s-электроны, а также следующих за ними d- и /-переходных металлов II—VIII групп с элементами групп кислорода, азота, углерода, с бором и водородом в связи с их электронным строением, ионизационными потенциалами и электроотрицательностями свидетельствует о том, что при образовании этих соединений имеется непрерывный переход от ионных кристаллов щелочных и щелочноземельных металлов к ковалентноионным соединениям d- и /-переходных металлов полупроводникового характера. Главную роль при этом играет передача валентных электронов от атома металла к атому неметалла, в результате чего образуются ионы с внешними ортогональными р -оболочками, взаимодействие которых носит обменный характер. Металлическая проводимость и отрицательное значение коэффициента Холла таких соединений обусловлены наличием некоторой концентрации свободных электронов, представляющих избыточные, слабосвязанные электроны металла. При отсутствии электронов или в случае захвата их на глубокие 4/-уровни кристаллы имеют свойства полупроводников. [c.189]

Фосфиды неметаллов и так называемых полуметаллов являются либо диэлектриками, либо полупроводниками (например, А1Р, GaP, InP, АаР). При высоких относительных содержаниях фосфора фосфиды первой группы имеют полупроводниковые свойства (например СиРа, A gPj, ZnjPa, djPa). Фосфиды второй группы по физическим свойствам близки либо к полупроводникам (VP, NbP, ТаР), либо к металлам (TiP, ZrP, PdP). [c.249]

Карбиды — соединения металлов и неметаллов с углеродом. Вещества, относящиеся к этой группе, обладают рядом уникальных свойств высокой температурой плавления (3803 К — 2гС, 4163 К — Н С, 3886 К—КЬС, 4258 К—ТаС), вьхсокими твердостью и абразивной способностью. Большой практический интерес представляют также их электрофизические свойства — они могут служить диэлектриками или полупроводниками, сверхпроводниками, а также источниками термоЭДС. Повышение дисперсности и химической чистоты должно способствовать увеличению пластичности деталей, спрессованных из порошков этих веществ, и привести к созданию новых материалов на их основе. Поэтому плазмохимические методы их получения нацелены на создание порошков высокой чистоты с заранее заданной структурой и дисперсностью. [c.302]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология