준금속 원소의 종류와 특징

 

준금속 원소의 종류와 특징

 

준금속 또는 메탈로이드(metalloid)라 불리는 원소는 금속과 비금속 사이의 중간 특성을 갖는 원소입니다. 대부분의 준금속 원소들은 금속 원소처럼 반짝이는 금속성 광택을 갖지만 금속과 달리 쉽게 부서지고 반도체 특성을 가지며 화학적으로는 양쪽성 산화물을 형성합니다.

 

주기율표상 준금속의 위치

 

주기율표상 준금속의 위치

준금속은 주기율표에서 금속과 비금속을 구분짓는 경계선을 따라 위치합니다. 말 그대로 준금속 원소는 금속과 비금속의 중간 특성을 가져 금속 원소에 포함시킬지, 비금속 원소에 포함시킬지에 대한 기준이 필요합니다. 이러한 기준은 과학자 또는 연구자에 따라 다르며 통일된 분류의 기준이 없습니다. 이 때문에 책이나 논문에 따라 분류가 조금씩 다를 수 있습니다.

 

준금속 원소 목록

 

위에서 말씀드린바와 같이 준금속의 기준이 명확하지 않아 연구자마다 준금속의 분류가 다를 수 있지만 안반적으로 아래의 원소들을 준금속 원소로 간주합니다.

 

붕소 (B)
규소 (Si)
저마늄 또는 게르마늄 (Ge)
비소 (As)
안티몬 (Sb)
텔루륨 (Te)
폴로늄 (Po)
아스타틴 (At)

 

원자번호 117인 테네신(Ts)은 인공적으로 합성된 원소로, 그 특성을 분석할 정도의 양으로 만들 수 없지만 준금속으로 분류할 수 있는 특성을 보일것으로 예상됩니다.

 

몇몇 과학자들은 주기율표상 준금속으로 분류된 원소의 주변 원소도 준금속 특성을 갖는다고 이야기합니다. 예를 들어 탄소의 경우 동소체에 따라 비금속 또는 준금속으로 구분할 수 있습니다. 탄소의 동소체 중 하나인 다이아몬드는 전기전도성이 없고 단단한 특성을 가진 비금속인데 반면 탄소는 광택을 가지고 전기전도성이 있어 준금속이라 할 수 있습니다.

 

인과 산소는 또한 동소체세 따라 비금속과 준금속 특성을 가지는 원소들입니다. 일반적으로 셀레늄은 비금속 원소로 분류되지만 환경화학분야에서는 준금속으로 간주됩니다. 그 이외에 특정 온도나 압력 조건에서 준금속 성질을 보이는 원소로는, 수소, 질소, 황, 주석, 비스무트, 아연, 갈륨, 요오드, 납 및 라돈이 있습니다.

 

 

준금속의 성질

 

준금속의 전기음성도 및 이온화 에너지는 금속과 비금속의 중간 정도 특성을 나타냅니다. 그 이외에 다른 물리화학적 특성 또한 금속과 비금속 특성 모두를 보여주는 경우가 많습니다. 예를 들면, 실리콘은 반짝이는 광택과 같은 금속성 특성을 가지면서 동시에 전기 전도도가 낮으며 취성을 가져 비금속성 특성을 함께 보여줍니다.

 

참고로 준금속의 애매한 전기전도성은 준금속을 반도체 소재로써 사용이 가능하게 하는 중요한 특성입니다.
준금속의 화학적 반응성은 반응하는 원소에 따라 차이가 있습니다. 예를 들어, 붕소를 나트륨과 반응시키면 비금속으로 작용하지만 붕소를 불소와 반응시키면  금속으로 작용합니다. 준금속의 끓는점, 녹는점과 밀도는 다양합니다. 

 

준금속 원소들의 공통적인 특징

 

금속과 비금속의 사이의 전기음성도 및 이온화에너지

반응 시 상대 원소에 따른 반응성 변화

반도체적 특성

금속성 광택

비금속성 취성

상온, 상압 조건에서 고체

금속과 합금이 용이함