Métalloïde

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Le concept de métalloïde se rapporte à un élément chimique qui ne peut être classé ni dans les métaux ni parmi les non-métaux[1], c’est-à-dire dont les propriétés physiques et chimiques sont intermédiaires entre celles d’un métal et d’un non-métal.

Il convient de remarquer qu'il n'existe aucune définition standard précise de métalloïde et qu'il n'y a pas de consensus sur les éléments qu'il convient de classer dans cette famille. Il n'est pas mentionné dans le Gold Book de l'IUPAC[2] qui reconnaît en revanche les termes métal et non-métal. Par ailleurs, certains livres de chimie inorganique, actuel[3], voire un peu ancien[4], n'utilisent pas ce terme, alors que d'autres en font usage [5].

Les métalloïdes sont caractérisés par les propriétés suivantes :

Les métalloïdes forment donc une bande oblique dans le tableau périodique entre les métaux et les non-métaux :

Il convient de distinguer les termes métalloïde, semi-métal et semiconducteur, car un métalloïde désigne un groupe d'éléments chimiques tandis que les termes semi-métal et semiconducteur caractérisent des matériaux, y compris des alliages métalliques ou des matériaux organiques.

Certains éléments adjacents à la série des métalloïdes peuvent avoir des variétés allotropiques qui présentent des comportements métalloïdes : c'est le cas du carbone graphite (alors que le diamant est clairement non-métallique), ainsi que du phosphore, de l'étain et du bismuth.

Il existe un nombre pair d’électrons par cellule unité, de sorte que les bandes de valence devraient être occupées, et les bandes de conduction vacantes, ce qui conduirait à un semi-conducteur. Cependant, dans un semi-métal, la bande de valence et la bande de conduction se recouvrent partiellement. Il en résulte que certains états les plus hauts de la bande de valence sont vacants, et certains états les plus bas de la bande de conduction sont partiellement occupés. Un semi-métal est donc un conducteur dans lequel les porteurs de charge sont soit des trous dans la bande de valence soit des électrons dans la bande de conduction. Il est possible en appliquant une pression de modifier la structure de bande d’un matériau pour produire une transition semi-conducteur → semi-métal.

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Le terme métalloïde désignait initialement tout élément chimique non métallique, comprenant donc les non-métaux, les halogènes, les gaz rares. Les éléments chimiques intermédiaires entre les métaux et les non-métaux sont aussi désignés par éléments semi-métalliques, ou semi-métaux.
  2. http://goldbook.iupac.org/
  3. Greenwood N.N. & Eanrshaw A (2003) Chemistry of the elements. 2nd Ed. Elsevier.
  4. Cotton F. A. & Wilkinson G. (1962) Advanced Inorganic Chemistry. 3rd Ed. Wiley-Interscience.
  5. Porterfield W.W. (1993) Inorganic Chemistry. 2nd Ed. Academic Press.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Le terme métalloïde désignait initialement tout élément chimique non métallique, comprenant donc les non-métaux, les halogènes, les gaz rares. Les éléments chimiques intermédiaires entre les métaux et les non-métaux sont aussi désignés par éléments semi-métalliques, ou semi-métaux.
  2. http://goldbook.iupac.org/
  3. Greenwood N.N. & Eanrshaw A (2003) Chemistry of the elements. 2nd Ed. Elsevier.
  4. Cotton F. A. & Wilkinson G. (1962) Advanced Inorganic Chemistry. 3rd Ed. Wiley-Interscience.
  5. Porterfield W.W. (1993) Inorganic Chemistry. 2nd Ed. Academic Press.

Liens externes[modifier | modifier le code]

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