โลหะกึ่งโลหะคือธาตุที่มีคุณสมบัติส่วนใหญ่อยู่ระหว่างโลหะและอโลหะ หรือเป็นส่วนผสมของคุณสมบัติของโลหะและอโลหะจึงทำให้ยากที่จะจัดประเภทเป็นโลหะหรืออโลหะได้นี่คือคำจำกัดความทั่วไปที่อ้างอิงจากคุณลักษณะของโลหะกึ่งโลหะที่กล่าวถึงอย่างสม่ำเสมอในเอกสาร^{[ n 2 ]}ความยากในการจัดประเภทเป็นคุณลักษณะสำคัญ ธาตุส่วนใหญ่มีคุณสมบัติผสมระหว่างโลหะและอโลหะ^{[ 9 ]}และสามารถจัดประเภทได้ตามชุดคุณสมบัติที่เด่นชัดกว่า^{[ 10 ] [ n 3 ]}เฉพาะธาตุที่อยู่บริเวณขอบเขตหรือใกล้ขอบเขตเท่านั้น ที่ขาดคุณสมบัติเด่นของโลหะหรืออโลหะอย่างชัดเจน จึงจะถูกจัดประเภทเป็นโลหะกึ่งโลหะ^{[ 14 ]}

โบรอนซิลิคอนเจอร์มาเนียมอาร์เซนิกแอนติโมนีและเทลลูเรียมมักถูกจัดเป็นโลหะกึ่งโลหะ[ ^{15 ] [ 16 ] [ n 4 ]}ขึ้นอยู่กับผู้เขียน บางครั้งอาจมีการเพิ่ม ซีลีเนียมโพลoniumหรือแอสตาไทน์ หนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น ลงในรายการ^{[ 18 ]} บางครั้ง โบรอนก็ถูกยกเว้น ไม่ว่าจะโดยตัวมันเองหรือร่วมกับซิลิคอน^{[ 19 ]}บางครั้งเทลลูเรียมก็ไม่ถือว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ^{[ 20 ]}การรวมแอนติโมนีโพลoniumและแอสตาไทน์^เป็นโลหะกึ่งโลหะได้รับการตั้งคำถาม^{[ 21} ]

ธาตุอื่นๆ อีกหลายชนิดถูกจัดอยู่ในกลุ่มกึ่งโลหะเป็นครั้งคราว ธาตุเหล่านี้ได้แก่^{[ 22 ] ไฮโดรเจน [ 23 ] เบริลเลียม [ 24 ] ไนโตรเจน [ 25 ] ฟอสฟอรัส [ 26 ] ซัลเฟอร์ [ 27 ] สังกะสี[ 28 ]}แกลเลียม [ ^{29 ]}ดีบุก^{ไอโอดีน} [ ³⁰ ]ตะกั่ว^{[ 31} ] ^{บิสมัท [} 20 ] ^{เรดอน [ 32} ] ^{เฟลโรเวี}ยม^{มอสโค}เวียม^{ลิเวอร์}โมเรียม [ ^{33 ]}เทนเนสซี^{น [ 34} ] ^{[ 35 ]} [ 36 ] และโอแกเนสซอน [ ^{34 ] [} 37 ] ^{[ 38 ] อย่างไรก็ตามเนื่องจากผลกระทบเชิงสั}มพัทธภาพและครึ่ง^{ชีวิตที่สั้นจึงยากที่จะจัดFl ถึง} Og ลงใน^{กลุ่มกึ่งโลหะ}คำว่าเมทัลลอยด์ยังถูกใช้สำหรับธาตุที่แสดงความมันวาวแบบโลหะและการนำไฟฟ้า และมีคุณสมบัติแอมโฟเทอริก เช่น สารหนู พลวง วานาเดียม โครเมียม โมลิบเดนัม ทังสเตน ดีบุก ตะกั่วและอะลูมิเนียม [ 39 ] โลหะในกลุ่มp [ 40 ] และอโลหะ( เช่นคาร์บอนหรือไนโตรเจน)ที่^{สามารถสร้าง}โลหะผสมกับ^{โลหะ[} 41 ^]หรือปรับ^{เปลี่ยนคุณสมบัติของ}โลหะ^{[ 42 ] ก็ได้รับการพิจารณาว่าเป็นเมทัลลอยด์ในบาง ครั้ง}เช่นกัน

ไม่มีคำจำกัดความของโลหะกึ่งโลหะที่เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง และไม่มีการแบ่งตารางธาตุออกเป็นโลหะโลหะกึ่งโลหะ และอโลหะ^{[ 45 ]}ฮอว์กส์[ ^{46 ] ตั้ง}คำถามถึงความเป็นไปได้ในการกำหนดคำจำกัดความที่เฉพาะเจาะจง โดยสังเกตว่าสามารถพบความผิดปกติได้ในโครงสร้างที่พยายามสร้างขึ้นหลายอย่าง การจัดประเภทธาตุเป็นโลหะกึ่งโลหะได้รับการอธิบายโดยชาร์ป^{[ 47 ]}ว่าเป็น "การกำหนดโดยพลการ"

จำนวนและเอกลักษณ์ของโลหะกึ่งโลหะขึ้นอยู่กับเกณฑ์การจำแนกประเภทที่ใช้ Emsley ^{[ 48 ]}จำแนกโลหะกึ่งโลหะได้สี่ชนิด (เจอร์มาเนียม อาร์เซนิก แอนติโมนี และเทลลูเรียม) James et al. ^{[ 49 ]}ระบุสิบสองชนิด (ของ Emsley บวกกับโบรอน คาร์บอน ซิลิคอน ซีลีเนียม บิสมัท โพลonium มอสโคเวียม และลิเวอร์โมเรียม) โดยเฉลี่ยแล้วจะมีธาตุเจ็ดชนิดรวมอยู่ในรายการดังกล่าว การจัดเรียงการจำแนกประเภทแต่ละรายการมักจะมีพื้นฐานร่วมกันและแตกต่างกันใน ขอบเขตที่ไม่ชัดเจน^{[ 50 ] [ n 5 ]}

โดยทั่วไปจะใช้เกณฑ์เชิงปริมาณเพียงเกณฑ์เดียว เช่นค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี^{[ 52 ]}โลหะกึ่งโลหะมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีตั้งแต่ 1.8 หรือ 1.9 ถึง 2.2 ^{[ 53 ]}ตัวอย่างเพิ่มเติม ได้แก่ประสิทธิภาพการบรรจุ (สัดส่วนของปริมาตรในโครงสร้างผลึกที่ถูกครอบครองโดยอะตอม) และอัตราส่วนเกณฑ์ Goldhammer–Herzfeld ^{[ 54 ]}โลหะกึ่งโลหะที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปมีประสิทธิภาพการบรรจุระหว่าง 34% ถึง 41% ^{[ n 6 ]}อัตราส่วน Goldhammer–Herzfeld ซึ่งโดยประมาณเท่ากับกำลังสามของรัศมีอะตอมหารด้วยปริมาตรโมลาร์^{[ 62 ]} [ ^{n 7 ] เป็นการวัดอย่างง่าย ว่า}ธาตุนั้นเป็นโลหะมากน้อยเพียงใด โลหะกึ่งโลหะที่ได้รับการยอมรับมีอัตราส่วนตั้งแต่ประมาณ 0.85 ถึง 1.1 และเฉลี่ย 1.0 ^{[ 64 ] [ n 8 ]} ผู้เขียนคนอื่นๆ ได้อาศัยค่าการนำไฟฟ้าของอะตอม^{[ n 9 ] [ 68 ]}หรือจำนวนการประสานงานของมวลรวม^{[ 69 ]}

Masterton และ Slowinski ^{[ 70 ]}ใช้เกณฑ์สามประการในการอธิบายธาตุทั้งหกที่โดยทั่วไปถือว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ ได้แก่ โลหะกึ่งโลหะมีพลังงานไอออนไนเซชันประมาณ 200 kcal/mol (837 kJ/mol) และค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีใกล้เคียง 2.0 พวกเขายังกล่าวอีกว่าโลหะกึ่งโลหะโดยทั่วไปเป็นสารกึ่งตัวนำ แม้ว่าแอนติโมนีและอาร์เซนิก (กึ่งโลหะจากมุมมองทางฟิสิกส์) จะมีค่าการนำไฟฟ้าใกล้เคียงกับโลหะ ซีลีเนียมและโพโลเนียมคาดว่าไม่อยู่ในแผนการนี้ ในขณะที่สถานะของแอสตาทีนยังไม่แน่นอน^{[ n 10 ]}

ในบริบทนี้ เวอร์นอนเสนอว่าเมทัลลอยด์คือธาตุเคมีที่มีสถานะมาตรฐาน (ก) โครงสร้างแถบอิเล็กตรอนของสารกึ่งตัวนำหรือสารกึ่งโลหะ และ (ข) ศักยภาพการแตกตัวเป็นไอออนครั้งแรกระดับกลาง (เช่น 750−1,000 kJ/mol) และ (ค) ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีระดับกลาง (1.9–2.2) ^{[ 73 ]}

โลหะกึ่งโลหะตั้งอยู่ทั้งสองด้านของเส้นแบ่งระหว่างโลหะและอโลหะสามารถพบได้ในรูปแบบต่างๆ บนตารางธาตุ บาง ตาราง ธาตุที่อยู่ทางซ้ายล่างของเส้นโดยทั่วไปจะแสดงพฤติกรรมโลหะที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ธาตุที่อยู่ทางขวาบนจะแสดงพฤติกรรมอโลหะที่เพิ่มขึ้น^{[ 74 ]} เมื่อแสดงเป็นขั้นบันไดปกติ ธาตุที่มี อุณหภูมิวิกฤตสูงสุดสำหรับหมู่ของพวกมัน (Li, Be, Al, Ge, Sb, Po) จะอยู่ต่ำกว่าเส้นเล็กน้อย^{[ 75 ]}

ตำแหน่งแนวทแยงของโลหะกึ่งโลหะถือเป็นข้อยกเว้นจากการสังเกตว่าธาตุที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันมักจะอยู่ในกลุ่ม แนว ตั้ง^{[ 76 ]}ผลกระทบที่เกี่ยวข้องสามารถเห็นได้ในความคล้ายคลึงกันในแนวทแยง อื่นๆ ระหว่างธาตุบางชนิดกับธาตุข้างเคียงด้านล่างขวา โดยเฉพาะลิเธียม-แมกนีเซียม เบริลเลียม-อะลูมิเนียม และโบรอน-ซิลิคอน Rayner-Canham ^{[ 77 ]}ได้โต้แย้งว่าความคล้ายคลึงกันเหล่านี้ขยายไปถึงคาร์บอน-ฟอสฟอรัส ไนโตรเจน-กำมะถัน และอนุกรมd-block สาม ชุด

ข้อยกเว้นนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแนวโน้มแนวนอนและแนวตั้งที่แข่งขันกันในประจุของนิวเคลียสเมื่อเคลื่อนไปตามคาบประจุ ของ นิวเคลียสจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมเช่นเดียวกับจำนวนอิเล็กตรอน แรงดึงเพิ่มเติมของอิเล็กตรอนวงนอกเมื่อประจุของนิวเคลียสเพิ่มขึ้นโดยทั่วไปจะมากกว่าผลของการกำบังจากการมีอิเล็กตรอนมากขึ้น ด้วยความผิดปกติบางประการ อะตอมจึงมีขนาดเล็ลง พลังงานไอออนไนเซชันเพิ่มขึ้น และมีลักษณะค่อยเป็นค่อยไปเปลี่ยนแปลงไปตามคาบ จากโลหะที่แข็งแกร่ง ไปเป็นโลหะที่อ่อนแอ ไปเป็นอโลหะที่อ่อนแอ ไปเป็นอโลหะที่แข็งแกร่ง^{[ 78 ]}เมื่อเคลื่อนลงมาตามหมู่หลักผลของประจุของนิวเคลียสที่เพิ่มขึ้นโดยทั่วไปจะถูกหักล้างด้วยผลของอิเล็กตรอนเพิ่มเติมที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น อะตอมโดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่ขึ้น พลังงานไอออนไนเซชันลดลง และลักษณะความเป็นโลหะเพิ่มขึ้น^{[ 79 ]}ผลสุทธิคือตำแหน่งของโซนการเปลี่ยนผ่านโลหะ-อโลหะจะเลื่อนไปทางขวาเมื่อเคลื่อนลงมาตามหมู่^{[ 76 ]}และความคล้ายคลึงกันในแนวทแยงมุมที่คล้ายกันนี้พบได้ในที่อื่น ๆ ในตารางธาตุ ดังที่ได้กล่าวไว้^{[ 80 ]}

ธาตุที่อยู่บริเวณเส้นแบ่งระหว่างโลหะและอโลหะไม่ได้ถูกจัดประเภทเป็นโลหะกึ่งโลหะเสมอไป โดยสังเกตว่าการจัดประเภทแบบไบนารีสามารถช่วยอำนวยความสะดวกในการกำหนดกฎเกณฑ์สำหรับการกำหนดประเภทพันธะระหว่างโลหะและอโลหะได้^{[ 81 ]}ในกรณีเช่นนี้ ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องจะมุ่งเน้นไปที่คุณลักษณะที่น่าสนใจอย่างน้อยหนึ่งอย่างเพื่อทำการตัดสินใจในการจัดประเภท แทนที่จะกังวลเกี่ยวกับลักษณะชายขอบของธาตุที่กล่าวถึง การพิจารณาของพวกเขาอาจจะไม่ได้ระบุไว้อย่างชัดเจน และบางครั้งอาจดูเหมือนเป็นไปโดยพลการ^{[ 47 ]}โลหะกึ่งโลหะอาจถูกจัดกลุ่มร่วมกับโลหะ^{[ 82 ]}หรือถือว่าเป็นอโลหะ^{[ 83 ]}หรือถือเป็นหมวดหมู่ย่อยของอโลหะ^{[ 84 ] [ n 11 ]}ผู้เขียนคนอื่นๆ ได้เสนอแนะว่าการจัดประเภทธาตุบางชนิดเป็นโลหะกึ่งโลหะ "เน้นว่าคุณสมบัติเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปมากกว่าที่จะเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันเมื่อเคลื่อนที่ไปตามตารางธาตุ" ^{[ 86 ]}ตารางธาตุบางตารางแยกแยะธาตุที่เป็นกึ่งโลหะและไม่แสดงเส้นแบ่งอย่างเป็นทางการระหว่างโลหะและอโลหะ กึ่งโลหะจะแสดงเป็นแถบแนวทแยง^{[ 87 ]}หรือบริเวณกระจาย^{[ 88 ]}ประเด็นสำคัญคือการอธิบายบริบทของอนุกรมวิธานที่ใช้

คุณสมบัติเฉพาะของโลหะ โลหะกึ่งโลหะ และอโลหะได้รับการสรุปไว้ในตาราง^{[ 89 ]}คุณสมบัติทางกายภาพจะถูกระบุตามลำดับความง่ายในการกำหนด คุณสมบัติทางเคมีจะเรียงจากทั่วไปไปเฉพาะเจาะจง แล้วจึงไปเป็นการอธิบาย

ตารางข้างต้นสะท้อนให้เห็นถึงลักษณะผสมผสานของโลหะกึ่งโลหะ คุณสมบัติของรูปทรง ลักษณะและพฤติกรรมเมื่อผสมกับโลหะจะคล้ายกับโลหะมากกว่า ในขณะที่ ความยืดหยุ่นและพฤติกรรมทางเคมีโดยทั่วไปจะคล้ายกับอโลหะมากกว่าส่วนการนำไฟฟ้า โครงสร้างแถบพลังงาน พลังงานไอออนไนเซชัน ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีและออกไซด์จะอยู่ระหว่างโลหะกับ อโลหะ

ในช่วงต้นของประวัติศาสตร์ของสารประกอบระหว่างโลหะนักโลหะวิทยาชาวอังกฤษ Cecil Desch สังเกตว่า "ธาตุอโลหะบางชนิดสามารถสร้างสารประกอบที่มีลักษณะเป็นโลหะอย่างชัดเจนกับโลหะได้ และธาตุเหล่านี้จึงอาจเข้าไปอยู่ในองค์ประกอบของโลหะผสมได้" เขาเชื่อมโยงซิลิคอน อาร์เซนิก และเทลลูเรียม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กับธาตุที่สร้างโลหะผสม^{[ 111 ]} Phillips และ Williams ^{[ 112 ]}แนะนำว่าสารประกอบของซิลิคอน เจอร์มาเนียม อาร์เซนิก และแอนติโมนีกับโลหะ Bนั้น "น่าจะจัดอยู่ในประเภทโลหะผสมได้ดีที่สุด"

ในบรรดาโลหะกึ่งโลหะที่เบากว่า โลหะผสมกับโลหะทรานซิชันนั้นมีอยู่มากมาย โบรอนสามารถสร้างสารประกอบระหว่างโลหะและโลหะผสมกับโลหะดังกล่าวที่มีองค์ประกอบ M B ได้ หากn > 2 ^{[ 113 ]}เฟอร์โรโบรอน (โบรอน 15%) ใช้ในการเติมโบรอนลงในเหล็กโลหะผสมนิกเกล-โบรอนเป็นส่วนประกอบในโลหะผสมสำหรับการเชื่อมและส่วนประกอบสำหรับการชุบแข็งผิวในอุตสาหกรรมวิศวกรรม โลหะผสมของซิลิคอนกับเหล็กและกับอะลูมิเนียมมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเหล็กและยานยนต์ตามลำดับ เจอร์มาเนียมสร้างโลหะผสมได้หลายชนิด ที่สำคัญที่สุดคือกับโลหะที่ใช้ทำเหรียญ^{[ 114 ]}

โลหะกึ่งโลหะที่หนักกว่ายังคงเป็นไปตามแนวคิดนี้ อาร์เซนิกสามารถสร้างโลหะผสมกับโลหะต่างๆ ได้ รวมถึง^{แพลทินัมและทองแดง [ 115 ]}นอกจากนี้ยัง^{ถูกเติม}ลงในทองแดงและโลหะผสมของทองแดงเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน^{[ 116 ]}และดูเหมือนว่าจะให้ประโยชน์เช่นเดียวกันเมื่อเติมลงในแมกนีเซียม^{[ 117 ]}แอนติโมนีเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะตัวสร้างโลหะผสม รวมถึงโลหะที่ใช้ทำเหรียญ โลหะผสมของแอนติโมนี ได้แก่ดีบุกผสมดีบุก (โลหะผสมดีบุกที่มีแอนติโมนีมากถึง 20%) และโลหะพิมพ์ (โลหะผสมตะกั่วที่มีแอนติโมนีมากถึง 25%) ^{[ 118 ]}เทลลูเรียมสามารถสร้างโลหะผสมกับเหล็กได้ง่ายในรูปของเฟอร์โรเทลลูเรียม (เทลลูเรียม 50–58%) และกับทองแดงในรูปของทองแดงเทลลูเรียม (เทลลูเรียม 40–50%) ^{[ 119 ]}เฟอร์โรเทลลูเรียมถูกใช้เป็นสารทำให้คงตัวสำหรับคาร์บอนในการหล่อเหล็ก^{[ 120 ]}ในบรรดาธาตุอโลหะที่มักไม่ค่อยได้รับการยอมรับว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ ซีลีเนียม – ในรูปของเฟอร์โรซีลีเนียม (ซีลีเนียม 50–58%) – ถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปของเหล็กกล้าไร้สนิม^{[ 121 ]}

ธาตุทั้งหกที่โดยทั่วไปถือว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะล้วนมีคุณสมบัติเป็นพิษ มีประโยชน์ต่ออาหาร หรือใช้เป็นยา^{[ 123 ]}สารประกอบของสารหนูและแอนติโมนีเป็นพิษอย่างยิ่ง โบรอน ซิลิคอน และอาจรวมถึงสารหนู เป็นธาตุติดตามที่จำเป็น โบรอน ซิลิคอน สารหนู และแอนติโมนีมีประโยชน์ทางการแพทย์ และเชื่อกันว่าเจอร์มาเนียมและเทลลูเรียมมีศักยภาพ

โบรอนใช้ในยาฆ่าแมลง^{[ 124 ]}และยาฆ่าวัชพืช^{[ 125 ]}เป็นธาตุรองที่จำเป็น^{[ 126 ]}ในรูปของกรดบอริกมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อ ต้านเชื้อรา และต้านไวรัส^{[ 127 ]}

ซิลิคอนมีอยู่ในซิลาเทรน ซึ่งเป็น สารกำจัดหนูที่มีความเป็นพิษสูง^{[ 128 ]}การสูดดมฝุ่นซิลิกาเป็นเวลานานทำให้เกิด โรค ซิลิโคซิสซึ่งเป็นโรคปอดที่ร้ายแรงถึงแก่ชีวิต ซิลิคอนเป็นธาตุรองที่จำเป็น^{[ 126 ]} เจล ซิลิโคนสามารถใช้กับผู้ป่วยที่ถูกไฟไหม้อย่างรุนแรงเพื่อลดรอยแผลเป็น^{[ 129 ]}

เกลือของเจอร์มาเนียมอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์หากรับประทานเป็นเวลานาน^{[ 130 ]}มีความสนใจในการออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาของสารประกอบเจอร์มาเนียม แต่ยังไม่มียาที่ได้รับอนุญาต^{[ 131 ]}

สารหนูเป็นสารพิษร้ายแรงและอาจเป็นธาตุที่จำเป็นในปริมาณน้อยมาก^{[ 132 ]}ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1ทั้งสองฝ่ายใช้ " สาร  ที่ทำให้จามและอาเจียนที่มีสารหนูเป็นส่วนประกอบ ... เพื่อบังคับให้ทหารฝ่ายศัตรูถอดหน้ากากป้องกันแก๊สพิษ ออก ก่อนที่จะยิงมัสตาร์ดหรือฟอสจีนใส่พวกเขาในรอบ ที่สอง " ^{[ 133 ]}มีการใช้สารหนูเป็นยามาตั้งแต่สมัยโบราณ รวมถึงใช้ในการรักษาโรคซิฟิลิสก่อนการพัฒนายาปฏิชีวนะ^{[ 134 ]}สารหนูยังเป็นส่วนประกอบของเมลาโซโพรลซึ่งเป็นยาที่ใช้ในการรักษาโรคทริปาโนโซมิอาซิส ในมนุษย์ หรือโรคนอนหลับ ในปี 2546 สารหนูไตรออกไซด์ (ภายใต้ชื่อทางการค้าTrisenox ) ได้ถูกนำกลับมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดเฉียบพลันโปรไมอีโลไซต์ ซึ่งเป็นมะเร็งของเลือดและไขกระดูก^{[ 134 ]}สารหนูในน้ำดื่มซึ่งเป็นสาเหตุของมะเร็งปอดและกระเพาะปัสสาวะมีความเกี่ยวข้องกับการลดอัตราการเสียชีวิตจากมะเร็งเต้านม^{[ 135 ]}

แอนติโมนีโลหะค่อนข้างไม่เป็นพิษ แต่สารประกอบแอนติโมนีส่วนใหญ่เป็นพิษ^{[ 136 ]} สารประกอบแอนติโมนีสองชนิด ได้แก่โซเดียมสติโบกลูโคเนตและสติโบเฟนถูกนำมาใช้เป็นยาต้านปรสิต^{[ 137 ]}

ธาตุเทลลูเรียมไม่ถือว่าเป็นพิษมากนัก โซเดียมเทลลูเรต 2 กรัม หากได้รับเข้าไปอาจถึงแก่ชีวิตได้^{[ 138 ]}ผู้ที่สัมผัสกับเทลลูเรียมในอากาศในปริมาณเล็กน้อยจะมีกลิ่นเหม็นคล้ายกระเทียมที่คงอยู่นาน^{[ 139 ]}เทลลูเรียมไดออกไซด์ถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคผิวหนังอักเสบจากต่อมไขมันสารประกอบเทลลูเรียมอื่นๆ ถูกนำมาใช้เป็น สาร ต้านจุลชีพก่อนการพัฒนายาปฏิชีวนะ^{[ 140 ]}ในอนาคต สารประกอบดังกล่าวอาจจำเป็นต้องนำมาใช้แทนยาปฏิชีวนะที่ไม่ได้ผลเนื่องจากแบคทีเรียดื้อยา^{[ 141 ]}

ในบรรดาธาตุที่มักไม่ค่อยได้รับการยอมรับว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ เบริลเลียมและตะกั่วเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความเป็นพิษตะกั่วอาร์เซเนตถูกนำมาใช้เป็นยาฆ่าแมลงอย่างแพร่หลาย[ 142 ^{]กำมะถันเป็น}หนึ่งในสารฆ่าเชื้อราและยาฆ่าแมลงที่เก่าแก่ที่สุด ฟอสฟอรัส กำมะถัน สังกะสี ซีลีเนียม และไอโอดีนเป็นสารอาหารที่จำเป็น และอะลูมิเนียม ดีบุก และตะกั่วก็อาจเป็นสารอาหารที่จำเป็นได้เช่นกัน^{[ 132 ]}กำมะถัน แกลเลียม ซีลีเนียม ไอโอดีน และบิสมัทมีการใช้งานทางการแพทย์ กำมะถันเป็นส่วนประกอบของยาซัลโฟนาไมด์ซึ่งยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอาการต่างๆ เช่น สิวและการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะ^{[ 143 ]}แกลเลียมไนเตรตใช้ในการรักษาผลข้างเคียงของโรคมะเร็ง^{[ 144 ]}แกลเลียมซิเตรต ซึ่งเป็นเภสัชภัณฑ์รังสีช่วยในการถ่ายภาพบริเวณร่างกายที่อักเสบ^{[ 145 ]}ซีลีเนียมซัลไฟด์ใช้ในแชมพูยาและใช้รักษาการติดเชื้อที่ผิวหนัง เช่น^โรคกลากเกลื้อน^[ 146 ^]ไอโอดีนใช้เป็นยาฆ่าเชื้อในรูปแบบต่างๆ บิสมัทเป็นส่วนประกอบในยาต้านแบคทีเรีย บางชนิด ^{[ 147 ]}

โบรอนไตรฟลูออไรด์และไตรคลอไรด์ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา แบบเอกพันธ์ ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และอิเล็กทรอนิกส์ ส่วน ไตรโบรไมด์ใช้ในการผลิตไดโบเรน [ ^{148 ] ลิ} แกนด์ โบรอนที่ไม่เป็นพิษสามารถใช้แทนลิแกนด์ฟอสฟอรัสที่เป็นพิษในตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทรานซิชันบางชนิดได้^{[ 149 ]}กรดซิลิกาซัลฟิวริก (SiO OSO H) ใช้ในปฏิกิริยาอินทรีย์^{[ 150 ]}เจอร์มาเนียมไดออกไซด์บางครั้งใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิต พลาสติก PETสำหรับภาชนะบรรจุ^{[ 151 ]}สารประกอบแอนติโมนีที่ราคาถูกกว่า เช่น ไตรออกไซด์หรือไตรอะซิเตตมักถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์เดียวกัน^{[ 152 ]}แม้จะมีข้อกังวลเกี่ยวกับการปนเปื้อนของแอนติโมนีในอาหารและเครื่องดื่ม^{[ 153 ]}อาร์เซนิกไตรออกไซด์ถูกนำมาใช้ในการผลิตก๊าซธรรมชาติเพื่อเพิ่มการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์เช่นเดียวกับกรดซีลีนัสและกรดเทลลูรัส^{[ 154 ]}ซีลีเนียมทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในจุลินทรีย์บางชนิด^{[ 155 ]}เทลลูเรียม ไดออกไซด์ และเตตระคลอไรด์ ของเทลลูเรียม เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่แข็งแกร่งสำหรับการออกซิเดชันของคาร์บอนในอากาศที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 °C ^{[ 156 ]}กราไฟต์ออกไซด์สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์อิมินและอนุพันธ์ของอิมินได้^{[ 157 ]}ถ่านกัมมันต์และอะลูมินาถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการกำจัดสารปนเปื้อนกำมะถันออกจากก๊าซธรรมชาติ^{[ 158 ]} อะลูมิเนียมที่เจือด้วย ไทเทเนียมได้รับการเสนอให้ใช้เป็น สารทดแทนตัวเร่งปฏิกิริยา โลหะมีค่าที่ใช้ในการผลิตสารเคมีอุตสาหกรรม^{[ 159 ]} 

สารประกอบของโบรอน ซิลิคอน อาร์เซนิก และแอนติโมนี ถูกนำมาใช้เป็นสารหน่วงไฟโบรอนในรูปของบอแรกซ์ถูกนำมาใช้เป็นสารหน่วงไฟสำหรับสิ่งทอมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 เป็นอย่างน้อย^{[ 160 ]}สารประกอบซิลิคอน เช่น ซิลิโคนไซเลน ซิลเซ ส ค วิออกเซนซิลิกาและซิลิเกตซึ่งบางชนิดได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อเป็นทางเลือกแทน ผลิตภัณฑ์ ฮาโลเจนที่ มีความเป็นพิษมากกว่า สามารถปรับปรุงคุณสมบัติการหน่วงไฟของวัสดุพลาสติกได้อย่างมาก^{[ 161 ]} สารประกอบอาร์เซนิก เช่นโซเดียมอาร์เซไนต์หรือโซเดียมอาร์เซเนตเป็นสารหน่วงไฟที่มีประสิทธิภาพสำหรับไม้ แต่ถูกนำมาใช้น้อยลงเนื่องจากความเป็นพิษ^{[ 162 ]}แอนติโมนีไตรออกไซด์เป็นสารหน่วงไฟ^{[ 163 ]}อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ถูกนำมาใช้เป็นสารหน่วงไฟสำหรับเส้นใยไม้ ยาง พลาสติก และสิ่งทอมาตั้งแต่ทศวรรษ 1890 ^{[ 164 ]}นอกเหนือจากอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์แล้ว การใช้สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นส่วนประกอบ เช่นออร์กาโนฟอสเฟตก็มีมากกว่าสารหน่วงไฟประเภทหลักอื่นๆ ที่ใช้โบรอน แอนติโมนี หรือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีฮาโลเจนเป็น ส่วนประกอบ ^{[ 165 ]}

ออกไซด์B₂O₃ , SiO₂ , , As₂O₃และก่อตัวเป็นแก้วได้ง่ายTeO₂ ก่อเป็นได้ แต่ต้องใช้ "อัตราการเย็นตัวอย่างรวดเร็ว" ^166การเติมสารเจือปน มิฉะนั้นจะได้รูปแบบผลึก[ 166 ] ^{สารประกอบเหล่านี้}ใช้ในเครื่องแก้วทางเคมี เครื่องแก้วในครัวเรือน และเครื่องแก้วอุตสาหกรรม[ ^{167 ] และ}อุปกรณ์ทางแสง^{[ 168 ]}โบรอนไตรออกไซด์ใช้เป็นสารเติมแต่งเส้นใยแก้ว^{[ 169 ]}และยังเป็นส่วนประกอบของแก้วบอโรซิลิเกตซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการและเครื่องใช้ในเตาอบในครัวเรือนเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนต่ำ^{[ 170 ]}เครื่องแก้วทั่วไปส่วนใหญ่ทำจากซิลิคอนไดออกไซด์^{[ 171 ] เจอร์มา เนียม}ไดออกไซด์ใช้เป็นสารเติมแต่งเส้นใยแก้ว เช่นเดียวกับในระบบแสงอินฟราเรด^{[ 172 ]}อาร์เซนิกไตรออกไซด์ใช้ในอุตสาหกรรมแก้วเป็น สาร ลดสีและสารทำให้ใส (เพื่อกำจัดฟองอากาศ) ^{[ 173 ]}เช่นเดียวกับแอนติโมนีไตรออกไซด์^{[ 174 ]}เทลลูเรียมไดออกไซด์มีการใช้งานในเลเซอร์และทัศนศาสตร์แบบไม่เชิงเส้น^{[ 175 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การเตรียม แก้วโลหะอสัณฐานจะทำได้ง่ายที่สุดหากส่วนประกอบหนึ่งเป็นโลหะกึ่งโลหะหรือ "โลหะกึ่งโลหะใกล้เคียง" เช่น โบรอน คาร์บอน ซิลิคอน ฟอสฟอรัส หรือเจอร์มาเนียม^{[ 176 ] [ n 18 ]}นอกเหนือจากฟิล์มบางที่ตกตะกอนที่อุณหภูมิต่ำมากแล้ว แก้วโลหะชนิดแรกที่รู้จักคือโลหะผสมที่มีองค์ประกอบ Au Si ซึ่งรายงานในปี 1960 ^{[ 178 ]}แก้วโลหะที่มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งมีองค์ประกอบ Pd P Si Ge ได้รับการรายงานในปี 2011 ^{[ 179 ]}

ฟอสฟอรัส ซีลีเนียม และตะกั่ว ซึ่งมักไม่ค่อยได้รับการยอมรับว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ ก็ถูกนำมาใช้ในแก้วเช่นกันแก้วฟอสเฟตมีสารตั้งต้นเป็นฟอสฟอรัสเพนทอกไซด์ (P₂O₅ แทนที่จะซิลิกา (SiO₂ ของแก้วซิลิเกตทั่วไป ตัวอย่างเช่น ใช้ในการทำ หลอด ไฟโซเดียม^{[ 180 ]}สารประกอบซีลีเนียมสามารถใช้เป็นสารลดสีและเพิ่มสีแดงให้กับแก้วได้^{[ 181 ]}เครื่องแก้วตกแต่งที่ทำจากแก้วตะกั่ว แบบดั้งเดิมมี ตะกั่ว(II) ออกไซด์ (PbO) อย่างน้อย 30% แก้วตะกั่วที่ใช้สำหรับการป้องกันรังสีอาจมี PbO สูงถึง 65% ^{[ 182 ]}แก้วที่มีตะกั่วเป็นส่วนประกอบยังถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ การเคลือบ การปิดผนึก และวัสดุเคลือบ และเซลล์แสงอาทิตย์ แก้วออกไซด์ที่มีบิสมัทเป็นส่วนประกอบได้กลายเป็นสารทดแทนตะกั่วที่มีความเป็นพิษน้อยกว่าในหลายๆ การใช้งานเหล่านี้^{[ 183 ]}

โลหะผสมGeSbTe ("โลหะผสม GST") และที่เจือด้วย Ag และ In ("โลหะผสม AIST") ซึ่งเป็นตัวอย่างของวัสดุเปลี่ยนเฟสถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแผ่นดิสก์ออปติคอล ที่เขียนซ้ำ ได้และ อุปกรณ์ หน่วยความจำเปลี่ยนเฟสโดยการใช้ความร้อน สามารถเปลี่ยนสถานะระหว่างสถานะอสัณฐาน (แก้ว) และ สถานะ ผลึกได้การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงและไฟฟ้าสามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการจัดเก็บข้อมูลได้^{[ 184 ]}การใช้งานในอนาคตของ GeSbTe อาจรวมถึง "จอแสดงผลแบบโซลิดสเตทที่เร็วเป็นพิเศษพร้อมพิกเซลขนาดนาโนเมตร แว่นตา 'อัจฉริยะ' โปร่งแสง คอนแทคเลนส์ 'อัจฉริยะ' และอุปกรณ์เรตินาเทียม" ^{[ 185 ]}

โลหะกึ่งโลหะที่ได้รับการยอมรับนั้นมีทั้งการใช้งานด้านดอกไม้ไฟหรือคุณสมบัติที่เกี่ยวข้อง โบรอนและซิลิคอนพบได้ทั่วไป^{[ 187 ]}พวกมันทำหน้าที่คล้ายกับเชื้อเพลิงโลหะ^{[ 188 ]}โบรอนใช้ใน ส่วนผสม ตัวจุดชนวนดอกไม้ไฟ (สำหรับจุดส่วนผสมอื่นๆ ที่จุดติดยาก) และในส่วนผสมหน่วงเวลาที่เผาไหม้ในอัตราคงที่^{[ 189 ]}โบรอนคาร์ไบด์ได้รับการระบุว่าเป็นสารทดแทนที่เป็นไปได้สำหรับ ส่วนผสมของ แบเรียมหรือเฮกซาคลอโรอีเทนที่เป็น พิษมากกว่า ในกระสุนควัน พลุสัญญาณ และดอกไม้ไฟ^{[ 190 ]}ซิลิคอนเช่นเดียวกับโบรอนเป็นส่วนประกอบของส่วนผสมตัวจุดชนวนและส่วนผสมหน่วงเวลา^{[ 189 ]}เจอร์มาเนียมที่เจือปนสามารถทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงเทอร์ไมต์ ความเร็วแปรผันได้ ^{[ n 19 ]}อาร์เซนิกไตรซัลไฟด์ As S ถูกใช้ในไฟสัญญาณทางทะเล แบบเก่า ในดอกไม้ไฟเพื่อทำดาวสีขาว^{[ 192 ]}ใน ส่วนผสม ม่านควัน สีเหลือง และในส่วนผสมตัวจุดชนวน^{[ 193 ]}แอนติโมนีไตรซัลไฟด์ Sb S พบได้ในดอกไม้ไฟแสงสีขาวและในส่วนผสมของแสงวาบและเสียง^{[ 194 ]}เทลลูเรียมถูกใช้ในส่วนผสมหน่วงเวลาและในส่วนประกอบตัวจุดชนวนของหัวระเบิด^{[ 195 ]}

คาร์บอน อะลูมิเนียม ฟอสฟอรัส และซีลีเนียมยังคงเป็นไปตามแนวคิดนี้ คาร์บอนในผงดินปืนเป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงจรวดดอกไม้ไฟ ประจุระเบิด และส่วนผสมเอฟเฟกต์ รวมถึงฟิวส์หน่วงเวลาและตัวจุดไฟทางทหาร^{[ 196 ] [ n 20 ]}อะลูมิเนียมเป็นส่วนผสมดอกไม้ไฟทั่วไป^{[ 187 ]}และถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเนื่องจากความสามารถในการสร้างแสงและความร้อน^{[ 198 ]}รวมถึงในส่วนผสมเทอร์ไมต์^{[ 199 ]}ฟอสฟอรัสสามารถพบได้ในกระสุนควันและกระสุนเพลิง ฝากระดาษที่ใช้ในปืนของเล่นและพลุปาร์ตี้^{[ 200 ]}ซีลีเนียมถูกนำมาใช้ในลักษณะเดียวกับเทลลูเรียม^{[ 195 ]}

ธาตุทั้งหมดที่โดยทั่วไปถือว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ (หรือสารประกอบของพวกมัน) ได้ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์หรืออิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตท^{[ 201 ]}

คุณสมบัติบางประการของโบรอนจำกัดการใช้งานเป็นสารกึ่งตัวนำ มีจุดหลอมเหลวสูง ผลึกเดี่ยวหาได้ยาก และการนำสิ่งเจือปนเข้ามาและคงไว้ซึ่งการควบคุมทำได้ยาก^{[ 202 ]}

ซิลิคอนเป็นเซมิคอนดักเตอร์เชิงพาณิชย์ชั้นนำ เป็นพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ (รวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์มาตรฐาน) ^{[ 203 ]}และเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร^{[ 204 ]}ทั้งนี้ แม้ว่าการศึกษาเซมิคอนดักเตอร์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 จะถูกมองว่าเป็น "ฟิสิกส์ของสิ่งสกปรก" และไม่สมควรได้รับความสนใจอย่างใกล้ชิด^{[ 205 ]}

เจอร์มาเนียมถูกแทนที่ด้วยซิลิคอนในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากมีราคาถูกกว่า ทนทานต่ออุณหภูมิการทำงานที่สูงกว่า และง่ายต่อการใช้งานในกระบวนการผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์^{[ 110 ]}เจอร์มาเนียมยังคงเป็นส่วนประกอบของ "โลหะผสม" ซิลิคอน-เจอร์มาเนียม ที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ และมีการใช้งานเพิ่มมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์สื่อสารไร้สาย โลหะผสมดังกล่าวใช้ประโยชน์จากความคล่องตัวของตัวนำที่สูงกว่าของเจอร์มาเนียม^{[ 110 ]} มีการรายงานการสังเคราะห์ เจอร์มาเนนที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ในปริมาณระดับกรัมในปี 2013 ซึ่งประกอบด้วยแผ่นอะตอมเจอร์มาเนียมที่ลงท้ายด้วยไฮโดรเจนหนาหนึ่งอะตอม คล้ายกับกราฟีนมันนำอิเล็กตรอนได้เร็วกว่าซิลิคอนมากกว่าสิบเท่าและเร็วกว่าเจอร์มาเนียมห้าเท่า และเชื่อว่ามีศักยภาพสำหรับการใช้งานด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์และการตรวจจับ^{[ 206 ]}มีรายงานการพัฒนาขั้วบวกที่ใช้ลวดเจอร์มาเนียมซึ่งเพิ่มความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ได้มากกว่าสองเท่าในปี 2014 ^{[ 207 ]} ในปีเดียวกันนั้น Lee และคณะได้รายงานว่าสามารถปลูกและแยกผลึกกรา ฟีนที่ปราศจากข้อบกพร่องขนาดใหญ่พอที่จะนำไปใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ได้บนพื้นผิวเจอร์มาเนียม^{[ 208 ]}

สารหนูและแอนติโมนีไม่ใช่สารกึ่งตัวนำในสถานะมาตรฐานทั้งสองชนิดก่อตัวเป็นสารกึ่งตัวนำประเภท III-V (เช่น GaAs, AlSbหรือ GaInAsSb) ซึ่งจำนวนอิเล็กตรอนวาเลนซ์เฉลี่ยต่ออะตอมเท่ากับ ธาตุ หมู่ 14แต่มีช่องว่างแถบพลังงานโดยตรงสารประกอบเหล่านี้เป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานด้านแสง^{[ 209 ]}นาโนคริสตัลของแอนติโมนีอาจทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกแทนที่ด้วยแบตเตอรี่โซเดียมไอออน ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ^{[ 210 ]}

เทลลูเรียมซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำในสถานะมาตรฐาน ถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบหลักใน สาร กึ่งตัวนำแคลโคเจนไนด์ประเภท II/VIซึ่งมีการใช้งานในด้านอิเล็กโทรออปติกและอิเล็กทรอนิกส์^{[ 211 ]}แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) ถูกนำมาใช้ในโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์เนื่องจากมีประสิทธิภาพการแปลงสูง ต้นทุนการผลิตต่ำ และช่องว่างแถบพลังงานขนาดใหญ่ 1.44 eV ทำให้สามารถดูดซับคลื่นความยาวได้หลากหลายช่วง^{[ 203 ]}บิสมัทเทลลูไรด์ (Bi Te ) ซึ่งผสมกับซีลีเนียมและแอนติโมนี เป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้สำหรับการทำความเย็นหรือการผลิตพลังงานแบบพกพา^{[ 212 ]}

โลหะกึ่งโลหะ 5 ชนิด ได้แก่ โบรอน ซิลิคอน เจอร์มาเนียม อาร์เซนิก และแอนติโมนี สามารถพบได้ในโทรศัพท์มือถือ (รวมถึงโลหะและอโลหะอื่นๆ อีกอย่างน้อย 39 ชนิด) ^{[ 213 ]}คาดว่าเทลลูเรียมจะถูกนำไปใช้ในลักษณะเดียวกัน^{[ 214 ]}สำหรับโลหะกึ่งโลหะที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก ฟอสฟอรัส แกลเลียม (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง) และซีลีเนียม มีการใช้งานในด้านเซมิคอนดักเตอร์ ฟอสฟอรัสถูกใช้ในปริมาณเล็กน้อยเป็น^สารเจือปนสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n ^{[ 215} ] การใช้งานเชิงพาณิชย์ของสารประกอบแกลเลียมส่วนใหญ่อยู่ในด้านเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ในวงจรรวม โทรศัพท์มือถือไดโอดเลเซอร์ ไดโอดเปล่งแสง โฟโตดีเทคเตอร์และเซลล์แสงอาทิตย์^{[ 216 ]}ซีลีเนียมถูกใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์^{[ 217 ]} และในอุปกรณ์ป้องกัน ไฟกระชากพลังงานสูง^{[ 218 ]}

โบรอน ซิลิคอน เจอร์มาเนียม แอนติโมนี และเทลลูเรียม^{[ 219 ]}รวมถึงโลหะหนักและโลหะกึ่งโลหะ เช่น Sm, Hg, Tl, Pb, Bi และ Se ^{[ 220 ]}สามารถพบได้ในฉนวนเชิงทอพอโลยีสิ่งเหล่านี้คือโลหะผสม^{[ 221 ]}หรือสารประกอบซึ่งที่อุณหภูมิต่ำมากหรืออุณหภูมิห้อง (ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ) จะเป็นตัวนำโลหะที่พื้นผิวแต่เป็นฉนวนภายใน^{[ 222 ]}แคดเมียมอาร์เซไนด์ Cd As ที่อุณหภูมิประมาณ 1 K เป็นเซมิเมทัลแบบดิแรก ซึ่งเป็นอะนาล็อกอิเล็กทรอนิกส์ของกราฟีนในปริมาณมาก โดยที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพเหมือนอนุภาคไร้มวล^{[ 223 ]}เชื่อกันว่าวัสดุทั้งสองประเภทนี้มีศักยภาพใน การประยุกต์ ใช้ ใน การคำนวณควอนตัม^{[ 224 ]}

บางครั้งมีการใช้ชื่อหลายชื่อแทนกันได้ แม้ว่าบางชื่อจะมีอีกความหมายหนึ่งที่ไม่สามารถใช้แทนกันได้เสมอไป เช่นธาตุแอมโฟเทอริก^{[ 225 ]}ธาตุขอบเขต^{[ 226 ]}ธาตุกึ่งกลาง^{[ 227 ]}โลหะใกล้เคียง^{[ 228 ]}โลหะเมตา^{[ 229 ]}สารกึ่งตัวนำ^{[ 230 ]} โลหะ กึ่งตัวนำ^{[ 231 ]}และโลหะย่อย^{[ 232 ]}บางครั้งคำว่า "ธาตุแอมโฟเทอริก" ถูกใช้ในความหมายที่กว้างขึ้นเพื่อรวมถึงโลหะทรานซิชันที่สามารถสร้างออกซิแอนไอออน ได้ เช่น โครเมียมและแมงกานีส^{[ 233 ]} บางครั้งมีการใช้ คำว่า "โลหะเมตา" แทนเพื่ออ้างถึงโลหะบางชนิด ( Be , Zn , Cd , Hg , In , Tl , β-Sn , Pb ) ที่อยู่ทางซ้ายของโลหะกึ่งตัวนำในตารางธาตุมาตรฐาน^{[ 234 ]}โลหะเหล่านี้มักมีโครงสร้างผลึกที่บิดเบี้ยว ค่าการนำไฟฟ้าอยู่ในระดับต่ำสุดของโลหะ และออกไซด์แอมโฟเทอริก (เบสอ่อน) ^{[ 235 ]}ชื่อธาตุแอมโฟเทอริกและ สาร กึ่งตัวนำเป็นปัญหา เนื่องจากธาตุบางชนิดที่เรียกว่าโลหะกึ่งตัวนำไม่ได้แสดงพฤติกรรมแอมโฟเทอริกที่เด่นชัด (เช่น บิสมัท) ^{[ 236 ]}หรือคุณสมบัติกึ่งตัวนำ (โพโลเนียม) ^{[ 237 ]}ในรูปแบบที่เสถียรที่สุด

ที่มาและการใช้คำว่าเมทัลลอยด์นั้นค่อนข้างซับซ้อน ชื่อนี้ได้รับความนิยมจากJöns Berzeliusในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 แต่เขาไม่ได้ใช้ในความหมายปัจจุบัน แต่ใช้สำหรับกลุ่มธาตุอโลหะที่หลากหลาย^{[ 238 ]}หนังสือ "Manual of Metalloids" ของ James Apjohn ที่ตีพิมพ์ในปี 1864 ได้แบ่งธาตุทั้งหมดออกเป็นโลหะหรือเมทัลลอยด์^{[ 239 ] : 31}ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 เป็นต้นมา คำนี้ถูกใช้เพื่ออ้างถึงธาตุเคมีระดับกลางหรือกึ่งกลาง^{[ 240 ]}สหภาพเคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) เคยแนะนำให้ละทิ้งคำว่าเมทัลลอยด์ และแนะนำให้ใช้คำว่าเซมิเมทัลแทน^{[ 241 ]}แม้จะมีคำแนะนำดังกล่าว แต่คำว่า เมทั ลลอยด์ก็ถูกใช้มากขึ้นในเอกสารทางวิชาการในช่วงปี 1970 – 2010 ในขณะที่เซมิเมทัลยังคงได้รับความนิยมน้อยกว่า^{[ 238 ]}การใช้คำว่าเซมิเมทัลได้รับการห้ามปรามมากขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้โดย Atkins et al. ^{[ 2 ]}เนื่องจากมีความหมายทั่วไปมากกว่าซึ่งหมายถึงโครงสร้างแถบอิเล็กตรอนของสารมากกว่าการจัดประเภทโดยรวมของธาตุ เอกสารเผยแพร่ล่าสุดของ IUPAC เกี่ยวกับการตั้งชื่อและศัพท์เฉพาะไม่ได้รวมคำแนะนำใด ๆ เกี่ยวกับการใช้คำว่าโลหะกึ่งโลหะหรือโลหะกึ่งตัวนำ^{[ 242 ]}

Pure boron is a shiny, silver-grey crystalline solid.^[244] It is less dense than aluminium (2.34 vs. 2.70 g/cm³), and is hard and brittle. It is barely reactive under normal conditions, except for attack by fluorine,^[245] and has a melting point of 2076 °C (cf. steel ~1370 °C).^[246] Boron is a semiconductor;^[247] its room temperature electrical conductivity is 1.5 × 10⁻⁶S•cm^−1[248] (about 200 times less than that of tap water)^[249] and it has a band gap of about 1.56 eV.^{[250][n 21]} Mendeleev commented that, "Boron appears in a free state in several forms which are intermediate between the metals and the nonmmetals."^[252]

The structural chemistry of boron is dominated by its small atomic size, and relatively high ionization energy. With only three valence electrons per boron atom, simple covalent bonding cannot fulfil the octet rule.^[253] Metallic bonding is the usual result among the heavier congenors of boron but this generally requires low ionization energies.^[254] Instead, because of its small size and high ionization energies, the basic structural unit of boron (and nearly all of its allotropes)^{[n 22]} is the icosahedral B cluster. Of the 36 electrons associated with 12 boron atoms, 26 reside in 13 delocalized molecular orbitals; the other 10 electrons are used to form two- and three-centre covalent bonds between icosahedra.^[256] The same motif can be seen, as are deltahedral variants or fragments, in metal borides and hydride derivatives, and in some halides.^[257]

The bonding in boron has been described as being characteristic of behaviour intermediate between metals and nonmetallic covalent network solids (such as diamond).^[258] The energy required to transform B, C, N, Si, and P from nonmetallic to metallic states has been estimated as 30, 100, 240, 33, and 50 kJ/mol, respectively. This indicates the proximity of boron to the metal-nonmetal borderline.^[259]

เคมีของโบรอนส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นอโลหะ^{[ 259 ]}ต่างจากธาตุที่มีน้ำหนักมากกว่า โบรอนไม่เป็นที่รู้จักว่าสามารถสร้างแคตไอออน B ³⁺หรือไฮเดรต [B(H O) ] ^{3+ ที่เรียบง่ายได้ [ 260 ]}ขนาดเล็กของอะตอมโบรอนทำให้สามารถเตรียมโบริดชนิดโลหะผสมแบบแทรก^{ได้ หลายชนิด [ 261 ]}มีการสังเกตความคล้ายคลึงกันระหว่างโบรอนและโลหะทรานซิชันในการก่อตัวของสารเชิงซ้อน [ ^{262 ]}และแอดดักต์ (ตัวอย่างเช่น BH + CO →BH CO และในทำนองเดียวกัน Fe(CO) + CO →Fe(CO) ) ^{[ n 23 ]}เช่นเดียวกับโครงสร้างทางเรขาคณิตและอิเล็กตรอนของคลัสเตอร์ชนิดต่างๆเช่น[B H ] ²⁻และ [Ru (CO) ] ^{2− [ 264 ] [ n 24 ]}เคมีของโบรอนในน้ำมีลักษณะเฉพาะคือการก่อตัวของแอนไอออนโพลีโบเรตที่ แตกต่างกันมากมาย ^{[ 266 ]}ด้วยอัตราส่วนประจุต่อขนาดที่สูง โบรอนจึงสร้างพันธะโควาเลนต์ในสารประกอบเกือบทั้งหมด^{[ 267 ]}ข้อยกเว้นคือโบริดเนื่องจากสารประกอบเหล่านี้ประกอบด้วยส่วนประกอบของพันธะโควาเลนต์ ไอออนิก และโลหะ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของมัน^{[ 268 ] [ n 25 ]}สารประกอบไบนารีอย่างง่าย เช่นโบรอนไตรคลอไรด์เป็นกรดลูอิสเนื่องจากการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์สามพันธะทำให้เกิดช่องว่างในอ็อกเทตซึ่งสามารถเติมเต็มได้ด้วยอิเล็กตรอนคู่ที่บริจาคโดยเบสลูอิส [ ^{253 ] โบรอน}มีความสัมพันธ์อย่างมากกับออกซิเจน และมี เคมีโบเรตที่กว้างขวาง^{[ 261 ]}ออกไซด์ B O มีโครงสร้างเป็นพอลิเมอร์^{[ 271 ]}เป็นกรดอ่อน^{[ 272 ] [ n 26 ]}และเป็นสารก่อแก้ว^{[ 278 ]}สารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกของโบรอน^{[ n 27 ]}เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 (ดูเคมีออร์กาโนโบรอน) ^{[ 280 ]}

ซิลิคอนเป็นของแข็งผลึกที่มีความมันวาวสีเทาอมฟ้าคล้ายโลหะ^{[ 281 ]}เช่นเดียวกับโบรอน ซิลิคอนมีความหนาแน่นน้อยกว่า (ที่ 2.33 กรัม/ซม^³ ) เมื่อเทียบกับอะลูมิเนียม และมีความแข็งและเปราะ^{[ 282 ]}เป็นธาตุที่ทำปฏิกิริยาได้ค่อนข้าง น้อย ^{[ 281 ]}ตามที่ Rochow กล่าวไว้^{[ 283 ]}รูปแบบผลึกขนาดใหญ่ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าบริสุทธิ์) นั้น "เฉื่อยต่อกรดทุกชนิดอย่างน่าทึ่ง รวมถึงกรดไฮโดรฟลูออริก " ^{[ n 28 ]}ซิลิคอนที่ไม่บริสุทธิ์ และรูปแบบผงนั้นไวต่อการโจมตีจากกรดเข้มข้นหรือกรดที่ถูกความร้อน รวมถึงไอน้ำและฟลูออรีน^{[ 287 ]} ซิลิคอนละลายใน ด่างร้อน ที่มี ไฮโดรเจนออกมาเช่นเดียวกับโลหะ^{[ 288 ]}เช่น เบริลเลียม อะลูมิเนียม สังกะสี แกลเลียม หรืออินเดียม^{[ 289 ]}จุดหลอมเหลวอยู่ที่ 1414  °C ซิลิคอนเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีค่าการนำไฟฟ้า 10 ⁻⁴  S•cm ^{−1 [ 290 ]}และช่องว่างพลังงานประมาณ 1.11  eV ^{[ 284 ]}เมื่อหลอมเหลว ซิลิคอนจะกลายเป็นโลหะที่เหมาะสม^{[ 291 ]}โดยมีค่าการนำไฟฟ้า 1.0–1.3 × 10 ⁴  S•cm ⁻¹คล้ายกับปรอทเหลว^{[ 292 ]}

โดยทั่วไปแล้วเคมีของซิลิคอนมีลักษณะเป็นอโลหะ (โคเวเลนต์) ^{[ 293 ]}ไม่เป็นที่ทราบกันว่าซิลิคอนสามารถสร้างแคตไอออนได้^{[ 294 ] [ n 29 ]}ซิลิคอนสามารถสร้างโลหะผสมกับโลหะ เช่น เหล็กและทองแดงได้^{[ 295 ]}ซิลิคอนแสดงแนวโน้มที่จะมีพฤติกรรมเป็นแอนไอออนน้อยกว่าอโลหะทั่วไป^{[ 296 ]}เคมีของสารละลายซิลิคอนมีลักษณะเฉพาะคือการเกิดออกซีแอนไอออน^{[ 297 ]}ความแข็งแรงสูงของพันธะซิลิคอน-ออกซิเจนเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมทางเคมีของซิลิคอน^{[ 298 ]}ซิลิเกตพอลิเมอร์ที่สร้างขึ้นจากหน่วย SiO แบบเตตระเฮดรัล ที่ใช้ร่วมกันอะตอมออกซิเจน เป็นสารประกอบของซิลิคอนที่อุดมสมบูรณ์และสำคัญที่สุด^{[ 299 ]}หรือ BO แบบ ไตรโกนัลและเตตระเฮดรัลที่เชื่อมต่อกันสร้างขึ้นบนหลักการโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน^{[ 300 ]}ออกไซด์ SiO มีโครงสร้างเป็นพอลิเมอร์^{[ 271 ]}เป็นกรดอ่อน^{[ 301 ] [ n 30 ]}และเป็นสารก่อแก้ว^{[ 278 ]}เคมีออร์กาโนเมทัลลิกแบบดั้งเดิมรวมถึงสารประกอบคาร์บอนของซิลิคอน (ดู ออร์ กาโนซิลิคอน ) ^{[ 305 ]}

เจอร์มาเนียมเป็นของแข็งสีเทาขาวมันวาว^{[ 306 ]}มีความหนาแน่น 5.323 กรัม/ซม^³และแข็งและเปราะ^{[ 307 ]}โดยส่วนใหญ่จะไม่ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้อง^{[ n 31 ]}แต่จะถูกกัดกร่อนอย่างช้าๆ โดยกรดซัลฟิวริกหรือกรดไนตริก เข้มข้นร้อน ^{[ 309 ]}เจอร์มาเนียมยังทำปฏิกิริยากับโซดาไฟ หลอมเหลว เพื่อให้ได้โซเดียมเจอร์มาเนต Na₂GeO₃ ก๊าซ [ ^{310 ] มี}จุดหลอมเหลวที่ 938 °C เจอร์มาเนียมเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 2 × 10⁻² ^S •cm⁻¹ ^{[ 309 ] และ}ช่องว่างแถบพลังงาน 0.67 eV ^{[ 311 ]}เจอร์มาเนียมเหลวเป็นตัวนำโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าคล้ายกับปรอทเหลว^{[ 312 ]}   

เคมีส่วนใหญ่ของเจอร์มาเนียมมีลักษณะเฉพาะของอโลหะ^{[ 313 ]}ยังไม่ชัดเจนว่าเจอร์มาเนียมจะเกิดเป็นแคตไอออนหรือไม่ นอกเหนือจากการรายงานการมีอยู่ของไอออน Ge ²⁺ในสารประกอบที่แปลกประหลาดบางชนิด^{[ n 32 ]}มันสามารถสร้างโลหะผสมกับโลหะ เช่น อะลูมิเนียมและทองคำได้^{[ 326 ]}มันแสดงแนวโน้มที่จะมีพฤติกรรมเป็นแอนไอออนน้อยกว่าอโลหะทั่วไป^{[ 296 ]}เคมีของสารละลายของมันมีลักษณะเฉพาะคือการเกิดออกซิแอนไอออน^{[ 297 ]}โดยทั่วไปเจอร์มาเนียมจะสร้างสารประกอบที่มีวาเลนซ์สี่ (IV) และยังสามารถสร้างสารประกอบที่มีวาเลนซ์สอง (II) ที่ไม่เสถียรน้อยกว่า ซึ่งในสารประกอบเหล่านี้มันจะมีพฤติกรรมคล้ายโลหะมากกว่า^{[ 327 ]}ได้มีการเตรียมสารประกอบอะนาล็อกของเจอร์มาเนียมของซิลิเกตประเภทหลักทั้งหมด แล้ว ^{[ 328 ]}ลักษณะความเป็นโลหะของเจอร์มาเนียมยังได้รับการแนะนำโดยการเกิดเกลือออกโซแอซิด ต่างๆ มีการอธิบายฟอสเฟต [(HPO ) Ge·H O] และไตรฟลูออโรอะซิเตต Ge(OCOCF ) (SO ) , Ge(ClO ) และ GeH (C O ) ^{[ 329} ] ออกไซด์ GeO เป็นพอลิเมอร์^{[ 271 ]}เป็นแอมโฟเทอริก^{[ 330 ]}และเป็นสารก่อแก้ว^{[ 278 ] ได}ออกไซด์ละลายได้ในสารละลายกรด (โมโนออกไซด์ GeO ละลายได้มากกว่า) และบางครั้งใช้เพื่อจัดประเภทเจอร์มาเนียมเป็นโลหะ^{[ 331 ]}จนถึงทศวรรษ 1930 เจอร์มาเนียมถูกพิจารณาว่าเป็นโลหะที่มีการนำไฟฟ้าต่ำ^{[ 332 ]}นักเขียนรุ่นหลังบางครั้งจัดประเภทเป็นโลหะ^{[ 333 ]}เช่นเดียวกับธาตุทั้งหมดที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ เจอร์มาเนียมมีเคมีอินทรีย์โลหะที่ได้รับการยอมรับ (ดูเคมีอินทรีย์เจอร์มาเนียม ) ^{[ 334 ]}

สารหนูเป็นของแข็งสีเทาที่มีลักษณะเป็นโลหะ มีความหนาแน่น 5.727 กรัม/ซม^³เปราะ และแข็งปานกลาง (แข็งกว่าอะลูมิเนียม แต่แข็งน้อยกว่าเหล็ก ) ^{[ 335 ]}มีความเสถียรในอากาศแห้ง แต่จะเกิดคราบสีบรอนซ์ทองในอากาศชื้น ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีดำเมื่อสัมผัสกับอากาศต่อไป สารหนูถูกกัดกร่อนโดยกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ทำปฏิกิริยากับโซดาไฟหลอมเหลวเพื่อให้ได้สารอาร์เซเนต Na₃AsO₃ และไฮโดรเจน^{336 ] สารหนู}ระเหิดที่อุณหภูมิ 615  °C ไอระเหยมีสีเหลืองมะนาวและมีกลิ่นเหมือนกระเทียม^{[ 337 ]}สารหนูจะหลอมเหลวภายใต้ความดัน 38.6 บรรยากาศที่อุณหภูมิ 817  °C เท่านั้น ^{[ 338 ]}เป็นสารกึ่งโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 3.9 × 10 ⁴  S•cm ^{−1 [ 339 ]}และมีการทับซ้อนของแถบพลังงาน 0.5  eV ^{[ 340 ] [ n 33 ]}สารหนูเหลวเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีช่องว่างแถบพลังงาน 0.15  eV ^{[ 342 ]}

เคมีของสารหนูส่วนใหญ่เป็นอโลหะ^{[ 343 ]}ยังไม่ชัดเจนว่าสารหนูจะเกิดเป็นแคตไอออนหรือไม่^{[ n 34 ]}โลหะผสมหลายชนิดของสารหนูส่วนใหญ่เปราะ^{[ 351 ]}สารหนูมีแนวโน้มที่จะแสดงพฤติกรรมแอนไอออนน้อยกว่าอโลหะทั่วไป^{[ 296 ]}เคมีของสารละลายของสารหนูมีลักษณะเฉพาะคือการเกิดออกซีแอนไอออน^{[ 297 ]}โดยทั่วไปสารหนูจะเกิดเป็นสารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชัน +3 หรือ +5 ^{[ 352 ]}เฮไลด์ ออกไซด์ และอนุพันธ์ของเฮไลด์เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็น^{[ 299 ]}ในสถานะไตรวาเลนต์ สารหนูแสดงคุณสมบัติโลหะเบื้องต้นบางประการ^{[ 353 ]}เฮไลด์จะถูกไฮโดรไลซ์โดยน้ำ แต่ปฏิกิริยาเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งของคลอไรด์ สามารถย้อนกลับได้ด้วยการเติมกรดไฮโดรเฮไลด์^{[ 354 ]}ออกไซด์มีฤทธิ์เป็นกรด แต่ดังที่กล่าวไว้ด้านล่าง มีฤทธิ์เป็นแอมโฟเทอริก (อ่อน) สถานะเพนทาเวเลนต์ที่สูงกว่าและเสถียรน้อยกว่า มีคุณสมบัติเป็นกรดอย่างรุนแรง (ไม่ใช่โลหะ) ^{[ 355 ]}เมื่อเปรียบเทียบกับฟอสฟอรัส ลักษณะความเป็นโลหะที่แข็งแกร่งกว่าของอาร์เซนิกแสดงให้เห็นได้จากการก่อตัวของเกลือออกโซแอซิด เช่น AsPO , As (SO ) ^{[ n 35 ]}และอาร์เซนิกอะซิเตต As(CH COO) ^{[ 358} ] ออกไซด์ As O เป็นพอลิเมอร์^{[ 271 ] มีฤทธิ์}เป็นแอมโฟเทอริก^{[ 359 ] [ n 36 ]}และเป็นสารก่อแก้ว^{[ 278 ]}อาร์เซนิกมีเคมีออร์กาโนเมทัลลิกที่กว้างขวาง (ดูเคมีออร์กาโนอาร์เซนิก ) ^{[ 362 ]}

แอนติโมนีเป็นของแข็งสีเงินขาวอมฟ้าและมีความมันวาวสูง^{[ 336 ]}มีความหนาแน่น 6.697 กรัม/ซม^³เปราะ และแข็งปานกลาง (แข็งกว่าสารหนู แข็งน้อยกว่าเหล็ก และแข็งพอๆ กับทองแดง) ^{[ 335 ]}มีความเสถียรในอากาศและความชื้นที่อุณหภูมิห้อง จะถูกกัดกร่อนโดยกรดไนตริกเข้มข้น ทำให้เกิดเพนทอกไซด์ไฮเดรต Sb₂O₅ กรดอะวาเรเจียจะให้เพนตาคลอไรด์ SbCl₅ ซั ล ฟิวริกเข้มข้นร้อน จะให้ซัลเฟต Sb₂ (SO₄ ₃ ^{363 ] ไม่}ได้รับผลกระทบจากด่างหลอมเหลว^{[ 364 ]} แอนติโมนีสามารถ แทนที่ ไฮโดรเจนจากน้ำ ความร้อน: 2Sb + → + ^{[ 365 ]}แอนติโมนีหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 631 °C แอนติโมนีเป็นกึ่งโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 3.1 × 10 ⁴ S•cm ^{−1 [ 366 ]}และมีการทับซ้อนของแถบพลังงาน 0.16 ^eV [ ^{340 ] [ n 37 ]}แอนติโมนีเหลวเป็นตัวนำโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 5.3 × 10 ⁴ S•cm ^{−1 [} 368 ^]    

เคมีของแอนติโมนีส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะของอโลหะ^{[ 369 ]}แอนติโมนีมีเคมีแคตไอออนิกที่แน่นอน^{[ 370 ]} โดย มี SbO ⁺และ Sb(OH) ⁺อยู่ในสารละลายกรด^{[ 371 ] [ n 38 ]}สารประกอบ Sb (GaCl ) ซึ่งมีโฮโมโพลีแคตไอออน Sb ²⁺ถูกเตรียมขึ้นในปี 2004 ^{[ 373 ]}สามารถสร้างโลหะผสมกับโลหะหนึ่งชนิดหรือมากกว่า เช่น อะลูมิเนียม^{[ 374 ]}เหล็กนิกเกลทองแดง สังกะสี ดีบุก ตะกั่ว และบิสมัท^{[ 375 ]}แอนติโมนีมีแนวโน้มที่จะแสดงพฤติกรรมแอนไอออนิกน้อยกว่าอโลหะทั่วไป^{[ 296 ]}เคมีของสารละลายมีลักษณะเฉพาะคือการก่อตัวของออกซิแอนไอออน^{[ 297 ]}เช่นเดียวกับสารหนู แอนติโมนีโดยทั่วไปจะสร้างสารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันเป็น +3 หรือ +5 ^{[ 352 ]}เฮไลด์ ออกไซด์ และอนุพันธ์ของพวกมันเป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็น^{[ 299 ]}สถานะ +5 มีเสถียรภาพน้อยกว่า +3 แต่ค่อนข้างง่ายที่จะได้รับเมื่อเทียบกับสารหนู นี่อธิบายได้จากการกำบังที่ไม่ดีของนิวเคลียสของสารหนูโดยอิเล็กตรอน3d ¹⁰ ของมัน ในทางเปรียบเทียบ แนวโน้มของแอนติโมนี (ซึ่งเป็นอะตอมที่หนักกว่า) ที่จะออกซิไดซ์ได้ง่ายกว่าจะชดเชยผลกระทบของเปลือก 4d ^{10 ของมันบางส่วน [ 376 ]}แอนติโมนีที่มีประจุบวกสามตัวเป็นแอมโฟเทอริก แอนติโมนีที่มีประจุ บวกห้าตัวเป็นกรด (ส่วนใหญ่) ^{[ 377 ]}สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของลักษณะความเป็นโลหะในหมู่ที่ 15แอนติโมนีสร้างเกลือต่างๆ ได้แก่อะซิเตต Sb(CH CO ) ฟอสเฟต SbPO ซัลเฟต Sb (SO ) และเปอร์คลอเรต Sb (ClO 4 3 ^{378 ] เพ}นทอกไซด์ Sb O ซึ่งปกติมีฤทธิ์ เป็นกรด แสดงพฤติกรรมพื้นฐาน (โลหะ) บางอย่าง กล่าวคือสามารถละลายได้ในสารละลายที่เป็นกรดมาก โดยมีการก่อตัวของออกซิแคตไอออนSbO ⁺ . ^{[ 379 ]}ออกไซด์ Sb O เป็นพอลิเมอร์^{[ 271 ]}แอมโฟเทอริก^{[ 380 ]}และเป็นสารก่อแก้ว^{[ 278 ]}แอนติโมนีมีเคมีออร์กาโนเมทัลลิกที่กว้างขวาง (ดูเคมีออร์กาโนแอนติโมนี ) ^{[ 381 ]}

เทลลูเรียมเป็นของแข็งสีเงินขาวมันวาว^{[ 383 ]}มีความหนาแน่น 6.24 กรัม/ซม^³เปราะ และเป็นโลหะกึ่งโลหะที่อ่อนที่สุดที่รู้จักกันทั่วไป โดยแข็งกว่ากำมะถันเพียงเล็กน้อย^{[ 335 ]}เทลลูเรียมชิ้นใหญ่มีความเสถียรในอากาศ รูปแบบผงละเอียดจะถูกออกซิไดซ์โดยอากาศเมื่อมีความชื้น เทลลูเรียมทำปฏิกิริยากับน้ำเดือด หรือเมื่อตกตะกอนใหม่แม้ที่อุณหภูมิ 50  °C เพื่อให้ได้ไดออกไซด์และไฮโดรเจน: Te + 2 → TeO₂ + ^{[ 384 ]}มันทำปฏิกิริยา (ในระดับที่แตกต่างกัน) กับกรดไนตริก กรดซัลฟิวริก และกรดไฮโดรคลอริก เพื่อให้ได้สารประกอบต่างๆ เช่น^ซัลฟอกไซด์ TeSO หรือกรดเทลลูรัส H TeO [ ^{385 ]}ไนเตรตเบส (Te O H) ⁺ (NO ) ^{− [ 386 ]}หรือออกไซด์ซัลเฟต Te O (SO ) ^{[ 387 ]}มันละลายในด่างเดือด เพื่อให้ได้เทลลูไรต์และเทลลูไรด์ : 3 Te + 6 KOH = K TeO + 2 K Te + 3 H O ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นหรือผันกลับได้เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลง^{[ 388 ]}

ที่อุณหภูมิสูงขึ้น เทลลูเรียมมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะขึ้นรูปได้^{[ 389 ]}มันหลอมเหลวที่ 449.51  °C เทลลูเรียมผลึกมีโครงสร้างที่ประกอบด้วยโซ่เกลียวอนันต์ขนานกัน พันธะระหว่างอะตอมที่อยู่ติดกันในโซ่เป็นพันธะโควาเลนต์ แต่มีหลักฐานของการมีปฏิสัมพันธ์แบบโลหะที่อ่อนแอระหว่างอะตอมที่อยู่ใกล้เคียงกันของโซ่ที่แตกต่างกัน^{[ 390 ]}เทลลูเรียมเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 1.0  S•cm ^{−1 [ 391 ]}และช่องว่างแถบพลังงาน 0.32 ถึง 0.38  eV ^{[ 392 ]}เทลลูเรียมเหลวเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีค่าการนำไฟฟ้าเมื่อหลอมเหลวประมาณ 1.9 × 10 ³  S•cm ^{−1 [ 392 ]} เทลลูเรียมเหลว ที่ร้อนจัดเป็นตัวนำโลหะ^{[ 393 ]}

เคมีส่วนใหญ่ของเทลลูเรียมมีลักษณะเฉพาะของอโลหะ^{[ 394 ]} มันแสดงพฤติกรรมแบบแคตไอออนิกบางส่วน ไดออกไซด์ละลายในกรดเพื่อให้ได้ไอออนไตร ไฮดรอกโซเทลลูเรียม(IV) Te(OH) ^{+ [ 395 ] [ n 39 ]} ไอออน สีแดง Te ²⁺และไอออนสีเหลืองส้ม Te ²⁺เกิดขึ้นเมื่อเทลลูเรียมถูกออกซิไดซ์ในกรดฟลูออโรซัลฟิวริก (HSO F) หรือซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เหลว (SO ) ตามลำดับ^{[ 398 ]}มันสามารถสร้างโลหะผสมกับอะลูมิเนียมเงินและดีบุกได้^{[ 399 ]}เทลลูเรียมแสดงแนวโน้มพฤติกรรมแบบแอนไอออนิกน้อยกว่าอโลหะทั่วไป^{[ 296 ]}เคมีของสารละลายของมันมีลักษณะเฉพาะโดยการก่อตัวของออกซิแอนไอออน^{[ 297 ]}โดยทั่วไปเทลลูเรียมจะสร้างสารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันเป็น −2, +4 หรือ +6 สถานะ +4 มีเสถียรภาพมากที่สุด^{[ 384 ]}เทลลูไรด์ที่มีองค์ประกอบ X Te เกิดขึ้นได้ง่ายกับธาตุอื่นๆ ส่วนใหญ่และเป็นตัวแทนของแร่เทลลูเรียมที่พบได้ทั่วไปความไม่สมดุล ทางเคมี นั้นพบได้ทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับโลหะทรานซิชัน เทลลูไรด์หลายชนิดสามารถถือได้ว่าเป็นโลหะผสม^{[ 400 ]}การเพิ่มขึ้นของลักษณะความเป็นโลหะที่เห็นได้ชัดในเทลลูเรียม เมื่อเปรียบเทียบกับแคลโคเจน ที่เบา กว่า ยังสะท้อนให้เห็นในการก่อตัวของเกลือออกซีแอซิดอื่นๆ ที่รายงานไว้ เช่น ซีลีเนต พื้นฐาน 2TeO ·SeO และเพอร์คลอเรตและเพอร์ไอโอเดต ที่คล้ายคลึงกัน 2TeO · HXO ^{[ 401 ]}เทลลูเรียมก่อตัวเป็นออกไซด์พอลิเมอร์^{[ 271 ]}แอม โฟเท อ ริก ^{[ 380 ]}ที่ก่อตัวเป็นแก้ว^{[ 278 ]} TeO เป็นออกไซด์ที่ก่อตัวเป็นแก้วแบบ "มีเงื่อนไข" กล่าวคือ ก่อตัวเป็นแก้วได้แม้จะมีสารเติมแต่งเพียงเล็กน้อย^{[ 278 ]}เทลลูเรียมมีเคมีออร์กาโนเมทัลลิกที่กว้างขวาง (ดูเคมีออร์กาโนเทลลูเรียม ) ^{[ 402 ]}

โดยทั่วไปคาร์บอนจัดเป็นอโลหะ^{[ 404 ]}แต่มีคุณสมบัติบางอย่างคล้ายโลหะ และบางครั้งก็จัดเป็นโลหะกึ่งโลหะ^{[ 405 ]}คาร์บอนกราไฟต์หกเหลี่ยม (กราไฟต์) เป็น ไอโซโทปของคาร์บอนที่มีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์มากที่สุด ภายใต้สภาวะแวดล้อม ^{[ 406 ]}มีลักษณะเป็นมันวาว^{[ 407 ]}และเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีพอสมควร^{[ 408 ]}กราไฟต์มีโครงสร้างเป็นชั้น แต่ละชั้นประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนที่เชื่อมต่อกับอะตอมคาร์บอนอื่นอีกสามอะตอมใน โครงสร้าง ตาข่ายหกเหลี่ยมชั้นต่างๆ เรียงซ้อนกันและยึดไว้อย่างหลวมๆ ด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์และอิเล็กตรอนวาเลนซ์ที่กระจายตัว^{[ 409 ]}

การนำไฟฟ้าของกราไฟต์มีค่าสูงในทิศทางขนานกับระนาบ (30 kS/cm ที่ 25  °C) และลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ถึง พฤติกรรม กึ่งโลหะในทิศทางนั้น ในทิศทางตั้งฉากกับระนาบ กราไฟต์มีพฤติกรรมเป็นสารกึ่งตัวนำ : การนำไฟฟ้ามีค่าต่ำ (5 S/cm) แต่จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น^{[ 410 ] [ n 40 ]}อัลโลโทรปของคาร์บอน รวมถึงกราไฟต์ สามารถรับอะตอมหรือสารประกอบแปลกปลอมเข้าไปในโครงสร้างได้ผ่านการแทนที่การแทรกหรือการเจือปนวัสดุที่ได้บางครั้งเรียกว่า "โลหะผสมคาร์บอน" ^{[ 414 ]}คาร์บอนสามารถสร้างเกลือไอออนิกได้ รวมถึงไฮโดรเจนซัลเฟต เพอร์คลอเรต และไนเตรต (C ⁺ X ⁻ .2HX โดยที่ X = HSO , ClO ; และ C ⁺ NO ^– .3HNO ) ^{[ 415 ] [ n 41 ]}ในเคมีอินทรีย์คาร์บอนสามารถสร้างแคตไอออนเชิงซ้อนซึ่งเรียกว่าคาร์โบแคตไอออนโดยที่ประจุบวกอยู่ที่อะตอมคาร์บอน ตัวอย่างเช่นCH ⁺ และCH ⁺ และอนุพันธ์ของสารเหล่านี้^{[ 416 ]}  

กราไฟต์เป็นสารหล่อลื่นของแข็งที่ได้รับการยอมรับและมีพฤติกรรมเป็นสารกึ่งตัวนำในทิศทางตั้งฉากกับระนาบ^{[ 410 ]}เคมีส่วนใหญ่ของมันเป็นอโลหะ^{[ 417 ]}มันมีพลังงานไอออนไนเซชันค่อนข้างสูง^{[ 418 ]}และเมื่อเทียบกับโลหะส่วนใหญ่แล้ว มันมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีค่อนข้างสูง^{[ 419 ]}คาร์บอนสามารถสร้างแอนไอออน เช่น C ⁴⁻ ( เมทานิด ), C ^2– ( อะ เซทิลิด ) และ C ^3– ( เซสควิคาร์ไบด์หรืออัลลิลีไนด์ ) ในสารประกอบกับโลหะของหมู่หลัก 1–3 และกับแลนทานิดและแอกทินไนด์ [ ^{420 ] ออกไซด์}ของมัน คือ CO ก่อตัวเป็นกรดคาร์บอนิก H CO ^{[ 421 ] [ n 42 ]}

โดยทั่วไปแล้วอะลูมิเนียมจัดเป็นโลหะ^{[ 424 ]}มีความมันวาว อ่อนตัว และยืดหยุ่นได้ดี อีกทั้งยังนำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี เช่นเดียวกับโลหะส่วนใหญ่ อะลูมิเนียมมีโครงสร้างผลึกแบบอัดแน่น^{[ 425 ]} และก่อตัวเป็นแคตไอออนในสารละลายในน้ำ^{[ 426 ]}

อะลูมิเนียมมีคุณสมบัติบางอย่างที่ผิดปกติสำหรับโลหะ เมื่อรวมกันแล้ว^{[ 427 ]}บางครั้งคุณสมบัติเหล่านี้ถูกใช้เป็นพื้นฐานในการจัดประเภทอะลูมิเนียมเป็นโลหะกึ่งโลหะ^{[ 428 ]}โครงสร้างผลึกของมันแสดงให้เห็นหลักฐานบางอย่างของพันธะทิศทาง [ ^{429 ] อะลูมิเนียม}สร้างพันธะโควาเลนต์ในสารประกอบส่วนใหญ่^{[ 430 ]}ออกไซด์Al O เป็นแอมโฟเทอริก^{[ 431 ] และเป็น สาร}ก่อแก้วแบบมีเงื่อนไข^{[ 278 ]}อะลูมิเนียมสามารถสร้างอะลูมิเนต แอนไอออนิกได้ [ ^{427 ]}พฤติกรรมดังกล่าวถือว่ามีลักษณะที่ไม่ใช่โลหะ^{[ 74 ]}

การจัดประเภทอะลูมิเนียมเป็นโลหะกึ่งโลหะได้รับการโต้แย้ง^{[ 432 ]}เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นโลหะหลายประการ ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าเป็นข้อยกเว้นสำหรับหลักการจำที่ว่าธาตุที่อยู่ติดกับเส้นแบ่งระหว่างโลหะและอโลหะเป็นโลหะกึ่งโลหะ^{[ 433 ] [ n 43 ]}

Stott ^{[ 435 ]}ระบุว่าอะลูมิเนียมเป็นโลหะอ่อน มีคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะ แต่มีคุณสมบัติทางเคมีบางอย่างของอโลหะ Steele ^{[ 436 ]}ตั้งข้อสังเกตถึงพฤติกรรมทางเคมีที่ขัดแย้งกันของอะลูมิเนียมว่า "มันคล้ายกับโลหะอ่อนในออกไซด์แอมโฟเทอริกและในลักษณะโคเวเลนต์ของสารประกอบหลายชนิด ... แต่มันเป็นโลหะที่มีศักย์ไฟฟ้า  บวกสูง ... [โดยมี] ศักย์ไฟฟ้า ลบสูง " Moody ^{[ 437 ]}กล่าวว่า "อะลูมิเนียมอยู่บน 'พรมแดนแนวทแยง' ระหว่างโลหะและอโลหะในความหมายทางเคมี"

ซีลีเนียมแสดงพฤติกรรมกึ่งโลหะหรืออโลหะ^{[ 439 ] [ n 44 ]}

รูปแบบที่เสถียรที่สุดของมันคือ อัลโลโทรปแบบ ไตรโกนัล สีเทา ซึ่งบางครั้งเรียกว่าซีลีเนียม "โลหะ" เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าของมันสูงกว่ารูปแบบโมโนคลินิก สีแดงหลายเท่า ^{[ 442 ]}ลักษณะความเป็นโลหะของซีลีเนียมยังแสดงให้เห็นได้จากความมันวาว^{[ 443 ]}และโครงสร้างผลึก ซึ่งเชื่อกันว่ารวมถึงพันธะระหว่างโซ่แบบ "โลหะ" ที่อ่อนแอ^{[ 444 ]}ซีลีเนียมสามารถดึงเป็นเส้นบางๆ ได้เมื่อหลอมเหลวและมีความหนืด^{[ 445 ]}มันแสดงความลังเลที่จะได้รับ "เลขออกซิเดชันบวกสูงที่เป็นลักษณะเฉพาะของอโลหะ" ^{[ 446 ]}สามารถสร้างโพลีแคตไอออนแบบวงจร (เช่น Se ²⁺ ) เมื่อละลายในโอเลียม^{[ 447 ]} (ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มันมีร่วมกับกำมะถันและเทลลูเรียม) และเกลือแคตไอออนิกไฮโดรไลซ์ในรูปของไตรไฮดรอกซีซีลีเนียม(IV) เพอร์คลอเรต[Se(OH) ] ⁺ ·ClO ^– . ^{[ 448 ]}

ลักษณะที่ไม่ใช่โลหะของซีลีเนียมแสดงให้เห็นได้จากความเปราะบาง^{[ 443 ]}และการนำไฟฟ้าต่ำ (~10 ⁻⁹ถึง 10 ⁻¹²  S•cm ⁻¹ ) ของรูปแบบที่บริสุทธิ์สูง^{[ 98 ]}ซึ่งเทียบได้กับหรือน้อยกว่าของโบรมีน (7.95 × 10 ^–12  S•cm ⁻¹ ) ^{[ 449 ]}ซึ่งเป็นอโลหะ ซีลีเนียมมีโครงสร้างแถบอิเล็กตรอนของสารกึ่งตัวนำ^{[ 450 ]}และยังคงคุณสมบัติกึ่งตัวนำไว้ในรูปของเหลว^{[ 450 ]}มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีค่อนข้างสูง^{[ 451 ]} (2.55 ตามมาตราส่วน Pauling ที่ปรับปรุงแล้ว) เคมีปฏิกิริยาของมันส่วนใหญ่เป็นของรูปแบบแอนไอออนที่ไม่ใช่โลหะ Se ^{2− ,} SeO ²⁻ และ SeO ^{2− [ 452} ]

โดยทั่วไปแล้วซีลีเนียมจะถูกอธิบายว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะในเอกสารเคมีสิ่งแวดล้อม^{[ 453 ]}มันเคลื่อนที่ผ่านสิ่งแวดล้อมทางน้ำในลักษณะเดียวกับสารหนูและแอนติโมนี^{[ 454 ]}เกลือที่ละลายน้ำได้ของมันในความเข้มข้นสูงจะมีลักษณะความเป็นพิษ คล้าย กับสารหนู^{[ 455 ]}

โพลonium มีคุณสมบัติ "เป็นโลหะอย่างชัดเจน" ในบางแง่มุม^{[ 237 ]}รูปแบบอัลโลโทรปิกทั้งสองของมันเป็นตัวนำไฟฟ้าแบบโลหะ^{[ 237 ] มันละลายได้ในกรด โดยสร้างแคตไอออน Po 2+}สีชมพูและแทนที่ไฮโดรเจน: Po + 2 H ⁺ → Po ²⁺ + H ^{[ 456} ] มีเกลือโพลonium หลายชนิดที่เป็นที่รู้จัก^{[ 457 ]}ออกไซด์PoO มีคุณสมบัติเป็นเบสเป็นส่วนใหญ่^{[ 458 ]}โพลonium เป็นตัวออกซิไดซ์ที่ไม่เต็มใจ ต่างจากออกซิเจนซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุด: ต้องใช้ สภาวะรีดิวซ์ สูงสำหรับ ^การก่อตัวของแอนไอออน Po ²⁻ในสารละลายในน้ำ^{[ 459 ]}

ยังไม่ชัดเจนว่าโพโลเนียมเป็นวัสดุที่ยืดหยุ่นหรือเปราะ มีการคาดการณ์ว่าโพโลเนียมจะยืดหยุ่นโดยพิจารณาจากค่าคงที่ความยืดหยุ่นที่คำนวณได้[ 460 ^{]มีโครงสร้าง}ผลึกแบบลูกบาศก์ อย่างง่าย โครงสร้างดังกล่าวมีระบบการเลื่อน น้อย และ "นำไปสู่ความยืดหยุ่นต่ำมาก ดังนั้นความต้านทานต่อการแตกหักจึงต่ำ" ^{[ 461 ]}

โพโลเนียมแสดงคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะในเฮไลด์ของมัน และโดยการมีอยู่ของโพโลไนด์ เฮไลด์เหล่านี้มีคุณสมบัติโดยทั่วไปที่เป็นลักษณะเฉพาะของเฮไลด์ที่ไม่ใช่โลหะ (ระเหยง่าย ไฮโดรไลซ์ได้ง่าย และละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ ) ^{[ 462 ]} นอกจากนี้ยังพบ โพโลไนด์ของโลหะหลายชนิด ซึ่งได้จากการให้ความร้อนธาตุต่างๆ ร่วมกันที่อุณหภูมิ 500–1,000  °C และมีแอนไอออน Po ²⁻อยู่ด้วย^{[ 463 ]}

แอสตาทีน เป็นธาตุฮาโลเจนจึงมักถูกจัดอยู่ในกลุ่มอโลหะ^{[ 464 ]} อย่างไรก็ตาม มันมีคุณสมบัติคล้ายโลหะอยู่บ้าง^{[ 465 ]}และบางครั้งก็ถูกจัดอยู่ในกลุ่มกึ่งโลหะ^{[ 466 ]}หรือ (น้อยกว่า) เป็นโลหะ^{[ n 45 ]}หลังจากการผลิตในปี 1940 นักวิจัยในยุคแรกๆ ถือว่ามันเป็นโลหะ^{[ 468 ]}ในปี 1949 มันถูกเรียกว่าเป็นอโลหะที่ทรงเกียรติที่สุด (ยากต่อการรีดิวซ์ ) และเป็นโลหะที่ค่อนข้างทรงเกียรติ (ยากต่อการออกซิไดซ์) ^{[ 469 ]}ในปี 1950 แอสตาทีนถูกอธิบายว่าเป็นธาตุฮาโลเจนและ (ดังนั้น) เป็นอโลหะที่ทำปฏิกิริยาได้^{[ 470 ]}ในปี 2013 จาก การสร้างแบบจำลอง เชิงสัมพัทธภาพ^แอสตาทีนถูกทำนายว่าเป็นโลหะอะตอมเดี่ยวที่มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ศูนย์กลางหน้า [ ^{471 ]}

ผู้เขียนหลายท่านได้แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับลักษณะความเป็นโลหะของสมบัติบางประการของแอสตาทีน เนื่องจากไอโอดีนเป็นสารกึ่งตัวนำในทิศทางของระนาบ และเนื่องจากฮาโลเจนจะมีคุณสมบัติเป็นโลหะมากขึ้นเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น จึงสันนิษฐานได้ว่าแอสตาทีนจะเป็นโลหะหากสามารถก่อตัวเป็นเฟสควบแน่นได้^{[ 472 ] [ n 46 ]}แอสตาทีนอาจเป็นโลหะในสถานะของเหลวโดยพิจารณาจากธาตุที่มีเอนทาลปีของการระเหย (∆H ) มากกว่า ~42 kJ/mol จะเป็นโลหะเมื่อเป็นของเหลว^{[ 474 ]}ธาตุดังกล่าวได้แก่ โบรอน^{[ n 47 ]}ซิลิคอน เจอร์มาเนียม แอนติมอนี ซีลีเนียม และเทลลูเรียม ค่าประมาณของ ∆H ของ แอสตาทีนไดอะตอ มิกคือ 50 kJ/mol หรือสูงกว่า^{[ 478 ]}ไอโอดีนไดอะตอมิกที่มี ∆H เท่ากับ 41.71 ^{[ 479 ]}ต่ำกว่าค่าเกณฑ์เพียงเล็กน้อย

“เช่นเดียวกับโลหะทั่วไป แอสตาทีนจะตกตะกอนด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์แม้จากสารละลายกรดเข้มข้น และถูกแทนที่ในรูปอิสระจากสารละลายซัลเฟต มันจะตกตะกอนบนแคโทดเมื่อทำการอิเล็กโทรไลซิส ” ^{[ 480 ] [ n 48 ]}ข้อบ่งชี้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวโน้มที่แอสตาทีนจะมีพฤติกรรมเหมือนโลหะ (หนัก)ได้แก่: “...  การก่อตัวของสารประกอบซูโดฮา  ไลด์ ... สารประกอบเชิงซ้อนของแคตไอออนแอสตาทีน ... แอนไอออนเชิงซ้อนของแอสตาทีนไตรวาเลนต์ ... รวมถึงสารประกอบเชิงซ้อนกับตัวทำละลายอินทรีย์หลากหลายชนิด” ^{[ 482 ]}นอกจากนี้ยังมีการโต้แย้งว่าแอสตาทีนแสดงพฤติกรรมแบบแคตไอออน โดยผ่านรูปแบบ At ⁺และ AtO ⁺ ที่เสถียร ในสารละลายกรดเข้มข้น^{[ 483 ]}

คุณสมบัติบางประการของแอสตาทีนที่รายงานไว้นั้นไม่ใช่โลหะ มีการคาดการณ์ว่าแอสตาทีนมีช่วงของเหลวที่แคบซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับอโลหะ (จุดหลอมเหลว 302  °C; จุดเดือด 337  °C) ^{[ 484 ]}แม้ว่าข้อบ่งชี้จากการทดลองจะชี้ให้เห็นถึงจุดเดือดที่ต่ำกว่าประมาณ 230±3  °C ก็ตาม Batsanov ให้พลังงานช่องว่างแถบที่คำนวณได้สำหรับแอสตาทีนที่ 0.7  eV ^{[ 485 ]}ซึ่งสอดคล้องกับอโลหะ (ในทางฟิสิกส์) ที่มี แถบ วาเลนซ์และแถบนำไฟฟ้า แยกจากกัน และด้วยเหตุนี้จึงเป็นได้ทั้งสารกึ่งตัวนำหรือฉนวน^{[ 486 ]}เคมีของแอสตาทีนในสารละลายในน้ำส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะคือการก่อตัวของสปีชีส์แอนไอออนิกต่างๆ^{[ 487 ]}สารประกอบที่รู้จักส่วนใหญ่คล้ายกับของไอโอดีน^{[ 488 ]}ซึ่งเป็นฮาโลเจนและอโลหะ^{[ 489 ]}สารประกอบดังกล่าวได้แก่ แอสตาไทด์ (XAt), แอสตาเตต (XAtO ) และสารประกอบอินเตอร์ฮาโลเจนแบบโมโนวาเลน ต์^{[ 490 ]}

Restrepo และคณะ^{[ 491 ]}รายงานว่าแอสตาทีนดูเหมือนจะมีลักษณะคล้ายโพโลเนียมมากกว่าคล้ายฮาโลเจน พวกเขาทำเช่นนั้นโดยอาศัยการศึกษาเปรียบเทียบอย่างละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติที่ทราบและที่ประมาณค่าของธาตุ 72 ชนิด

ในตารางธาตุ ธาตุบางชนิดที่อยู่ติดกับโลหะกึ่งโลหะที่รู้จักกันทั่วไป แม้ว่าโดยปกติจะถูกจัดประเภทเป็นโลหะหรืออโลหะ แต่บางครั้งก็ถูกเรียกว่าโลหะกึ่งโลหะใกล้เคียง^{[ 495 ]}หรือสังเกตได้จากลักษณะโลหะกึ่งโลหะ ธาตุที่อยู่ทางซ้ายของเส้นแบ่งโลหะ-อโลหะ ได้แก่ แกลเลียม^{[ 496 ]}ดีบุก^{[ 497 ]}บิสมัท^{[ 498 ]}เฟลโรเวียม มอสโคเวียม ลิเวอร์โมเรียม และเทนเนสซีน^{[ 34 ]}ธาตุเหล่านี้แสดงโครงสร้างการบรรจุที่ผิดปกติ^{[ 499 ]}เคมีโคเวเลนต์ที่โดดเด่น (โมเลกุลหรือพอลิเมอร์) ^{[ 500 ]}และแอมโฟเทอริซึม^{[ 501 ]}ทางขวาของเส้นแบ่ง ได้แก่ คาร์บอน^{[ 502 ]}ฟอสฟอรัส^{[ 503 ]}ซีลีเนียม^{[ 504 ]}ไอโอดีน^{[ 505 ]}และโอแกเนสซอน^{[ 34 ]}พวกมันแสดงความมันวาวแบบโลหะ คุณสมบัติกึ่งตัวนำ^{[ n 50 ]}และพันธะหรือแถบวาเลนซ์ที่มีลักษณะกระจายตัว สิ่งนี้ใช้ได้กับรูปแบบที่มีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์มากที่สุดภายใต้สภาวะแวดล้อม: คาร์บอนในรูปกราไฟต์ ฟอสฟอรัสในรูปฟอสฟอรัสดำ^{[ n 51 ]}และซีลีเนียมในรูปซีลีเนียมสีเทา

รูปแบบผลึกที่แตกต่างกันของธาตุเรียกว่าอัลโลโทรป อัลโลโทรปบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งของธาตุที่ตั้งอยู่ (ในแง่ของตารางธาตุ) ข้างๆ หรือใกล้กับเส้นแบ่งสมมติระหว่างโลหะและอโลหะ จะแสดงพฤติกรรมโลหะ โลหะกึ่งโลหะ หรืออโลหะที่เด่นชัดกว่าชนิดอื่นๆ^{[ 511 ]}การมีอยู่ของอัลโลโทรปดังกล่าวอาจทำให้การจำแนกประเภทของธาตุที่เกี่ยวข้องมีความซับซ้อน มากขึ้น ^{[ 512 ]}

ตัวอย่างเช่น ดีบุกมีอัลโลโทรปสองชนิด ได้แก่ดีบุก β สีขาวแบบเตตระโก นัล และดีบุก α สีเทาแบบลูกบาศก์ ดีบุกสีขาวเป็นโลหะที่มันวาว ยืดหยุ่น และอ่อนตัวได้ดี เป็นรูปแบบที่เสถียรที่อุณหภูมิห้องหรือสูงกว่า และมีค่าการนำไฟฟ้า 9.17 × ^10⁴  S·cm⁻¹ ⁽ประมาณ 1/6 ของทองแดง) ^{[ 513 ]}ดีบุกสีเทามักมีลักษณะเป็นผงไมโครคริสตัลไลน์สีเทา และยังสามารถเตรียมได้ในรูปผลึกกึ่งมันวาวที่เปราะหรือ รูปผลึก หลายเหลี่ยมเป็นรูปแบบที่เสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่า 13.2  °C และมีค่าการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่าง (2–5) × 10² ^S  ·cm⁻¹ ⁽ประมาณ 1/250 ของดีบุกสีขาว) ^{[ 514 ]}ดีบุกสีเทามีโครงสร้างผลึกเหมือนกับเพชร มันทำหน้าที่เหมือนสารกึ่งตัวนำ (ราวกับว่ามีช่องว่างแถบพลังงาน 0.08  eV) แต่มีโครงสร้างแถบอิเล็กตรอนของโลหะกึ่งตัวนำ^{[ 515 ]}มันถูกกล่าวถึงว่าเป็นโลหะที่แย่มาก^{[ 516 ]}โลหะกึ่งตัวนำ^{[ 517 ]}อโลหะ^{[ 518 ]}หรือโลหะกึ่งตัวนำใกล้เคียง^{[ 498 ]}

แอลโลโทรปของคาร์บอนที่เป็นเพชรนั้นเห็นได้ชัดว่าเป็นอโลหะ มีลักษณะโปร่งแสงและมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำที่ 10 −14 ^ถึง 10 ⁻¹⁶  S·cm ^{−1 [ 519 ]}กราไฟต์มีค่าการนำไฟฟ้า 3 × 10 ⁴  S·cm ⁻¹ [ ^{520 ] ซึ่งเป็นค่าที่บ่งบอก ลักษณะ}ของโลหะมากกว่า ฟอสฟอรัส กำมะถัน สารหนู ซีลีเนียม แอนติมอนี และบิสมัทก็มีแอลโลโทรปที่ไม่เสถียรซึ่งแสดงพฤติกรรมที่แตกต่างกัน^{[ 521 ]}

ตารางนี้แสดงปริมาณธาตุในเปลือกโลกที่โดยทั่วไปหรือแทบจะไม่ได้รับการยอมรับว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ^{[ 522 ]}ธาตุอื่นๆ บางชนิดถูกรวมไว้เพื่อเปรียบเทียบ ได้แก่ ออกซิเจนและซีนอน (ธาตุที่มีไอโซโทปเสถียรมากที่สุดและน้อยที่สุด) เหล็กและโลหะที่ใช้ทำเหรียญ ได้แก่ ทองแดง เงิน และทองคำ และรีเนียม ซึ่งเป็นโลหะเสถียรที่มีปริมาณน้อยที่สุด (โดยปกติอะลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีปริมาณมากที่สุด) มีการตีพิมพ์การประมาณค่าปริมาณต่างๆ ซึ่งมักจะไม่สอดคล้องกันในระดับหนึ่ง^{[ 523 ]}

โลหะกึ่งโลหะที่ได้รับการยอมรับสามารถได้รับจากการลดทางเคมีของออกไซด์หรือซัลไฟด์ ของพวกมัน วิธีการสกัดที่ง่ายกว่าหรือซับซ้อนกว่าอาจถูกนำมาใช้ขึ้นอยู่กับรูปแบบเริ่มต้นและปัจจัยทางเศรษฐกิจ^{[ 524 ]}โบรอนมักได้รับจากการลดไตรออกไซด์ด้วยแมกนีเซียม: B O + 3 Mg → 2 B + 3MgO; หลังจากการประมวลผลขั้นที่สอง ผงสีน้ำตาลที่ได้จะมีความบริสุทธิ์สูงถึง 97% ^{[ 525 ]}โบรอนที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่า (> 99%) เตรียมได้โดยการให้ความร้อนสารประกอบโบรอนระเหย เช่น BCl หรือ BBr ในบรรยากาศไฮโดรเจน (2 BX + 3 H → 2 B + 6 HX) หรือจนถึงจุดของการสลายตัวทางความร้อนซิลิคอนและเจอร์มาเนียมได้จากออกไซด์ของพวกมันโดยการให้ความร้อนออกไซด์กับคาร์บอนหรือไฮโดรเจน: SiO + C → Si + CO ; GeO + 2 H → Ge + 2 H O สารหนูถูกแยกออกจากไพไรต์ (FeAsS) หรือไพไรต์ที่มีสารหนู (FeAs ) โดยการให้ความร้อน หรืออีกวิธีหนึ่ง สามารถได้จากออกไซด์ของมันโดยการรีดิวซ์ด้วยคาร์บอน: 2 As O + 3 C → 2 As + 3 CO ^{[ 526} ] แอนติโมนีได้มาจากซัลไฟด์ของมันโดยการรีดิวซ์ด้วยเหล็ก: Sb ² 3 2 Sb + 3 FeS เทลลูเรียมเตรียมได้จากออกไซด์ของมันโดยการละลายใน NaOH ในน้ำ ทำให้เกิดเทลลูไรต์ จากนั้นโดยการรีดิวซ์ด้วยไฟฟ้า : TeO + 2 NaOH → Na TeO + H O; ^{[ 527 ]} Na TeO + H O → Te + 2 NaOH + O ^{[ 528 ]}อีกทางเลือกหนึ่งคือการลดออกไซด์โดยการคั่วด้วยคาร์บอน: TeO ² C → Te + CO ^{[ 529} ]

วิธีการผลิตธาตุที่มักถูกมองว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ ได้แก่ กระบวนการทางธรรมชาติ การรีดิวซ์ด้วยไฟฟ้าหรือสารเคมี หรือการฉายรังสี คาร์บอน (ในรูปของกราไฟต์) เกิดขึ้นตามธรรมชาติและสกัดได้โดยการบดหินต้นกำเนิดและแยกกราไฟต์ที่มีน้ำหนักเบากว่าขึ้นสู่ผิวดิน อะลูมิเนียมสกัดได้โดยการละลายออกไซด์ของอะลูมิเนียม Al₂O₃ ไครโอไลต์แล้วจึงด้วยไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูง ซีลีเนียมผลิตโดยการเผาซีลีไนด์ของโลหะ มี ค่า (X = Cu, Ag, Au) กับโซดาแอช เพื่อให้ได้ซีลีไน : X₂Se O₂ Na₂CO₃ Na₂SeO₃ 2X + CO₂ ลีไนด์จะถูกทำให้เป็นกลางด้วยกรดซัลฟิวริก H₂SO₄ ให้ได้ซีลีนัจากนั้นจึงรีดิวซ์โดยการเป่าด้วยSO₂ เพื่อให้ ซีลีเนียมธาตุ โพโลเนียมและแอสตาทีนถูกผลิตขึ้นในปริมาณเล็กน้อยโดยการฉายรังสีบิสมัท^{[ 530 ]}

โลหะกึ่งโลหะที่ได้รับการยอมรับและโลหะใกล้เคียงส่วนใหญ่มีราคาต่ำกว่าเงิน มีเพียงโพโลเนียมและแอสตาทีนเท่านั้นที่มีราคาแพงกว่าทองคำ เนื่องจากมีกัมมันตภาพรังสีสูง ณ วันที่ 5 เมษายน 2557 ราคาสำหรับตัวอย่างขนาดเล็ก (ไม่เกิน 100 กรัม) ของซิลิคอน แอนติมอนี และเทลลูเรียม รวมถึงกราไฟต์ อะลูมิเนียม และซีลีเนียม มีราคาเฉลี่ยประมาณหนึ่งในสามของราคาเงิน (1.5 ดอลลาร์สหรัฐต่อกรัม หรือประมาณ 45 ดอลลาร์สหรัฐต่อออนซ์) ตัวอย่างโบรอน เจอร์มาเนียม และอาร์เซนิกมีราคาเฉลี่ยประมาณสามเท่าครึ่งของราคาเงิน^{[ n 52 ]}โพโลเนียมมีจำหน่ายในราคาประมาณ 100 ดอลลาร์สหรัฐต่อไมโครกรัม[ ^{531 ] Zalutsky}และ Pruszynski ^{[ 532 ]}ประมาณการต้นทุนที่ใกล้เคียงกันสำหรับการผลิตแอสตาทีน ราคาของธาตุที่เกี่ยวข้องที่ซื้อขายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์มีแนวโน้มที่จะถูกกว่าราคาตัวอย่าง (Ge) สองถึงสามเท่า ไปจนถึงถูกกว่าเกือบสามพันเท่า (As) ^{[ n 53 ]}