Métalloïde
Un métalloïde est un élément chimique qui ne peut être classé ni dans les métaux ni parmi les non-métaux, c'est-à-dire dont les propriétés physiques et chimiques sont intermédiaires entre celles d'un métal et d'un non-métal.
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Un métalloïde est 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 n'existe pas de définition stricte d'un métalloïde, mais ils peuvent être caractérisés par les propriétés suivantes :
- leurs oxydes sont le plus souvent amphotères (ceux des métaux sont plutôt basiques et ceux des non-métaux plutôt acides) ;
- ils se comportent comme des semiconducteurs (surtout le bore, le silicium et le germanium).
Les métalloïdes forment par conséquent 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 sert à désigner un groupe d'éléments chimiques alors 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 (tandis que le diamant est clairement non-métallique), mais aussi 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 par conséquent 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 envisageable en appliquant une pression de modifier la structure de bande d'un matériau pour produire une transition semi-conducteur → semi-métal.
Notes
- Le terme métalloïde désignait originellement tout élément chimique non métallique, comprenant par conséquent 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.
Références
- Charles Kittel (trad. Nathalie Bardou, Évelyne Kolb), Physique de l'état solide [«Solid state physics»], 1998 [détail des éditions]
- W. R. Datars et J. Vanderkooy IBM J. Res. Dev. 8, 247 (1964)
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