Métalloïde - Définition

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. Il n'existe pas de définition stricte d'un métalloïde, mais ils peuvent être caractérisés par les propriétés suivantes :

• leurs oxydes sont généralement amphotères (ceux des métaux sont plutôt basiques et ceux des non-métaux plutôt acides) ;
• ils se comportent comme des semiconducteurs (notamment le bore, le silicium et le germanium).

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

• Bore ₅B
• Silicium ₁₄Si
• Germanium ₃₂Ge
• Arsenic ₃₃As
• Antimoine ₅₁Sb
• Tellure ₅₂Te
• Polonium ₈₄Po

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.