ПОЛУМЕТАЛЛЫ, вещества, занимающие по своим электрофизических свойствам промежуточное положение между металлами и полупроводниками. Характерные особенности физических свойств ПОЛУМЕТАЛЛЫ: значительно меньшая, чем у металлов, электрич. проводимость; более слабо выраженный, чем у полупроводников, рост электрич. проводимости с температурой; наличие электрич. проводимости вблизи абс. нуля температуры, в то время как полупроводники (тем более диэлектрики) в этих, условиях - изоляторы; диамагнетизм в кристаллич. состоянии.

Кристаллическая структура ПОЛУМЕТАЛЛЫ, в отличие от типичных металлов, не относится к числу плотных и плотнейших атомных упаковок и характеризуется более или менее ярко выраженной анизотропией. Это обусловлено неравноценностью химической связи (по прочности, а иногда и по типу) в разных кристаллографич. направлениях - гетеродесмич-ностью (см. Кристаллическая структура). В рамках зонной теории твердого тела это приводит к тому, что потенц. рельеф "дна" зоны проводимости и "потолка" валентной зоны, определяемый характером кристаллич. структуры, очень сложен и в некоторых кристаллографич. направлениях возможно перекрывание указанных зон. Соответственно и валентные электроны, осуществляющие химический связь, де-локализуются вдоль определенных направлений в кристалле и становятся электронами проводимости. В то же время вдоль др. кристаллографич. направлений энергетич. зазор между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны сохраняется и с ростом температуры возможен активац. переход электронов между зонами и рост электрич. проводимости с температурой, т.е. типичное полупроводниковое поведение. Например, в графите, где ярко выражена слоистость структуры, электроны делокализованы в атомных слоях, перпендикулярных оси гексаген. призмы, которая является элементарной ячейкой. Вдоль этой оси атомные слои связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами и в этом направлении сохраняется значительной межзонный зазор.

Принадлежность того или иного вещества к ПОЛУМЕТАЛЛЫ обусловлена его электрофизических свойствами. Если металлы-это вещества, которые в кон-денсир. состоянии обладают дефицитом валентных электронов при формировании первой координац. сферы, то у ПОЛУМЕТАЛЛЫ никогда не может быть дефицита валентных электронов, координац. число всегда меньше числа валентных электронов. В результате локализованные (двухцентровые) ковалентные связи образуются только в некоторых кристаллографич. направлениях, в других же наблюдается делокализация связывающих орбиталей (в металлах имеет место объемная делокализация). Поэтому простые вещества с полуметаллич. свойствами в периодической системе химический элементов располагаются правее границы Цинтля (см. Полупроводники). Типичные их представители-графит, a-As, a-Sb, Bi. Из др. простых веществ полуметаллич. свойствами обладают Ро и At.

Сложные вещества, включающие простые ПОЛУМЕТАЛЛЫ, также могут обладать полуметаллич. свойствами, если в их структуре сохраняется слоистость "анионообразователя", в качестве которого выступает ПОЛУМЕТАЛЛЫ Таковы некоторые арсениды переходных металлов, антимониды и висмутиды. Однако этот класс веществ еще недостаточно изучен.

Применение ПОЛУМЕТАЛЛЫ до недавнего времени было ограниченным: в научной практике-для регистрации переходов диэлектрик-металл в сильных магн. полях (датчики напряженности магн. поля), в металлургии - в качестве присадоколо Обнаружено, что многие соединение As и Sb с металлами (арсениды и антимониды) - перспективные полупроводниковые материалы. В связи с этим интенсифицировалось их исследование и резко выросло производство.

Литература Брандт Н.Б., Мощалков В. В., Полуметаллы, М., 1979; Угай Я А , Неорганическая химия, М., 1989. Я. А. Угай, В.З. Анохин

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей