ธาตุกึ่งโลหะมีลักษณะเหมือนโลหะ แต่เปราะและนำไฟฟ้าได้ไม่ดีใช่หรือไม่?
ธาตุกึ่งโลหะ
ธาตุกึ่งโลหะมีลักษณะเหมือนโลหะ แต่เปราะและนำไฟฟ้าได้ไม่ดี ในทางเคมีนั้นธาตุกึ่งโลหะมีสมบัติคล้ายกับธาตุอโลหะ และยังสามารถผสมกับโลหะได้เป็นอัลลอยหรือโลหะผสม คุณสมบัติทางฟิสิกส์และทางเคมีส่วนใหญ่เป็นกลางในธรรมชาติ สารประกอบและธาตุกึ่งโลหะใช้ในการผลิตโลหะผสม, สารชีวภาพ, ตัวเร่งปฏิกิริยา, สารทนไฟ, แก้วและใยแก้วนำแสง
ธาตุกึ่งโลหะ
บิสมัทลลูไรด์, อัลลอยด์ที่มีซีลีเนียมและพลวงเป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์เทอร์โมที่ใช้สำหรับเครื่องทำความเย็นหรือการผลิตกระแสไฟฟ้าแบบพกพา [75] ห้า metalloids โบรอนซิลิคอนเจอร์เมเนียมสารหนูและพลวง-สามารถพบได้ในโทรศัพท์มือถือ [76] เทลลูเรียมคาดว่าจะพบการใช้งานดังกล่าว [77] ได้รับการยอมรับค่อนข้างน้อย metalloids ฟอสฟอรัสแกลเลียมและซีลีเนียมมีการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์ ฟอสฟอรัสที่ใช้ในการติดตามปริมาณเจือปนสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ชนิดเอ็น [78] การใช้คอมพาณิชย์ของสารประกอบแกลเลียมถูกครอบงำโดยการใช้งานในเซมิคอนดักเตอร์วงจรรวม โทรศัพท์มือถือ; เลเซอร์ไดโอด; หลอดไดโอด; ตรวจจับแสง; และเซลล์แสงอาทิตย์ [79] ซีลีเนียมถูกนำมาใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ [80] และพลังงานสูงป้องกันไฟกระชาก [81] โบรอน เจอเมเนียมพลวงซิลิกอนและเทลลูเรียม [82] เช่นเดียวกับโลหะหนักและ metalloids เช่นเปรอท, ตะกั่ว [83] สามารถพบได้ในฉนวนทอพอโลยี เหล่านี้เป็นโลหะผสม [84] หรือสารประกอบที่ในอุณหภูมิที่เย็นเป็นพิเศษหรืออุณหภูมิห้องจะเป็นตัวนำโลหะบนพื้นผิวของพวกเขา แต่ฉนวนแม้ว่าการตกแต่งภายในของพวกเขา [85] แคดเมียมที่ประมาณ 1K เป็นแรค-semimetal-อนาล็อกกลุ่มอิเล็กทรอนิกส์ของกราฟีนในที่อิเล็กตรอนเดินทางอย่างมีประสิทธิภาพเป็นอนุภาคเยอะ [86] ทั้งสองชั้นของวัสดุที่มีความคิดที่จะมีการใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีศักยภาพ[87] ตารางธาตุ
แต่ถึงกระนั้นธาตุบางตัวยังไม่เป็นไปตามกฎนี้ แกลเลียมและเจอร์เมเนียมมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าอะลูมิเนียมและซิลิกอน เนื่องด้วยผลกระทบจากการหดตัวของบล็อก-d ธาตุในคาบที่ 4 ในส่วนของโลหะแทรนซิชัน มีรัศมีอะตอมที่ไม่แตกต่างกันมากนัก เพราะว่าอิเล็กตรอนในวงย่อย 3d ไม่มีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนิวเคลียร์ของธาตุ และขนาดอะตอมที่เล็กลงยังทำให้มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงขึ้นอีกด้วย[15][31] แฟรนเซียม
ยังไม่เคยมีใครเห็นแฟรนเซียมเป็นก้อนในปริมาณมากเลย คุณสมบัติทั่วไปของธาตุอื่น ๆ ในแถวเดียวกัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าแฟรนเซียมเป็นโลหะที่สะท้อนแสงได้สูง ถ้าเก็บแฟรนเซียมมาไว้รวมกันเป็นก้อนหรือของเหลวปริมาณมากพอ การได้สารตัวอย่างดังกล่าวมานั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากความร้อนจากการสลายตัว (ครึ่งชีวิตของไอโซโทปที่ยาวนานที่สุดคือเพียง 22 นาที) จะทำให้ธาตุปริมาณมากพอที่จะมองเห็น กลายเป็นไอได้ ควอนตัมดอต
โดยปกติ โลหะแคดเมียมเป็นตัวนำไฟฟ้า แต่ ซีลีเนียมไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ แต่เมื่อนำโลหะสองชนิดมารวมกัน บวกกับการกระตุ้นจากภายนอก แคดเมียมซีลีไนด์ สามารถนำไฟฟ้าได้ ปรอท
ปรอท (; ) เป็นธาตุเคมีสัญลักษณ์ Hg และเลขอะตอมเท่ากับ 80 รู้จักกันทั่วไปในชื่อ ควิกซิลเวอร์ (quicksilver) และมีชื่อเดิมคือ ไฮดราเจอรัม (hydrargyrum ) ปรอทเป็นโลหะหนักสีเงินในบล็อก-d เป็นธาตุโลหะชนิดเดียวที่เป็นของเหลวในที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน ธาตุอื่นอีกธาตุหนึ่งที่เป็นของเหลวภายใต้สภาวะเช่นนี้คือ โบรมีน แม้ว่าโลหะอย่างซีเซียม แกลเลียม และรูบิเดียมจะละลายที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิห้อง  ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ความเป็นโลหะของวัตถุทางดาราศาสตร์อาจพิจารณาได้จากอายุของวัตถุนั้นๆ เมื่อแรกที่เอกภพก่อตัวขึ้นตามทฤษฎีบิกแบง มีองค์ประกอบของไฮโดรเจนอยู่อย่างมากมาย ซึ่งเมื่อผ่านช่วงนิวคลีโอซินทีสิสในยุคแรกเริ่มแล้ว จึงได้เกิดสัดส่วนฮีเลียมเพิ่มจำนวนมากขึ้น กับลิเทียมและเบริลเลียมอีกจำนวนเล็กน้อย แต่ยังไม่มีธาตุหนักเกิดขึ้น กระแสไฟฟ้า
ในโลหะที่ใช้ทำสายไฟและตัวนำอื่น ๆ ในวงจรไฟฟ้าส่วนใหญ่ นิวเคลียสของอะตอมจะมีประจุบวกที่จะถูกจับเอาไว้ในตำแหน่งที่คงที่ และมีอิเล็กตรอนที่จะมีอิสระที่จะเคลื่อนที่ ที่สามารถนำพาประจุของพวกมันจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ ในวัสดุอื่น ๆ เช่นสารกึ่งตัวนำ พาหะของประจุสามารถนำพาประจุบวกหรือประจุลบก็ได้ขึ้นอยู่กับสารเจือปน () ที่สารกึ่งตัวนำใช้ พาหะของประจุอาจนำพาทั้งประจุบวกและประจุลบในเวลาเดียวกันก็ได้ เช่นที่เกิดขึ้นใน เซลล์ไฟฟ้าเคมี อโลหะ
อโลหะมีโครงสร้างซึ่งแต่ละอะตอมปกติก่อ (8 − N) พันธะกับอะตอมเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด (8 − N) อะตอม โดยที่ N เป็นจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน (อิเล็กตรอนวงนอกสุด) ฉะนั้น แต่ละอะตอมจึงสามารถเติมเปลือกอิเล็กตรอนให้เต็มและมีโครงแบบแก๊สมีตระกูลที่เสถียร ข้อยกเว้นของกฎ (8 − N) คือ ไฮโดรเจน (ซึ่งต้องการพันธะเดียวเพื่อเติมเปลือกอิเล็กตรอนให้เต็ม) คาร์บอน ไนโตรเจนและออกซิเจน อะตอมของสามธาตุหลังนี้เล็กพอที่สามารถก่อโครงสร้างพันธะอื่น (ที่เสถียรกว่า) ได้ โดยมีอะตอมเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดน้อยกว่า ฉะนั้น คาร์บอนจึงสามารถก่อโครงสร้างกราฟีนเป็นชั้นได้ และไนโตรเจนและออกซิเจนสามารถก่อโมเลกุลสองอะตอมโดยมีพันธะสามและพันธะคู่ตามลำดับ ธาตุอโลหะที่มิใช่แก๊สมีตระกูลที่มีขนาดใหญ่กว่าที่เหลือทำให้ไม่ค่อยสามารถก่อหลายพันธะได้ แต่ต้องก่อสองพันธะหรือพันธะเดียวกับอะตอมตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไปแทน ตัวอย่างเช่น กำมะถัน ก่อโมเลกุลแปดอะตอมซึ่งมีการจัดเรียงอะตอมเป็นวงแหวน โดยแต่ละอะตอมก่อสองพันธะเดี่ยวกับอะตอมอื่น สารกึ่งตัวนำ
ที่อุณหภูมิ ศูนย์ เคลวิน วัสดุพวกนี้จะไม่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านเลย เพราะเนื้อวัสดุเป็นผลึกโควาเลนต์ ซึ่งอิเล็กตรอนทั้งหลายจะถูกตรึงอยู่ในพันธะโควาเลนต์หมด (พันธะที่หยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม) แต่ในอุณหภูมิธรรมดา อิเล็กตรอนบางส่วนมีพลังงาน เนื่องจากความร้อนมากพอที่จะหลุดไปจากพันธะ ทำให้เกิดที่ว่างขึ้น อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาเป็นสาเหตุให้สารกึ่งตัวนำ นำไฟฟ้าได้เมื่อมีมีสนามไฟฟ้ามาต่อเข้ากับสารนี้ แกลเลียม
เพราะจุดหลอมเหลวอยู่สูงกว่าอุณหภูมิห้องเล็กน้อย ตามธรรมชาติพบในแร่บอไซต์ (bauxite) และสังกะสี สารประกอบแกลเลียมอาร์ซิไนด์ ใช้ทำสารกึ่งตัวนำในหลอดไดโอด แกลเลียมเป็นโลหะสีขาวเทา จุดหลอมเหลวต่ำมาก ประมาณ 29.8 องศา แค่ทิ้งไว้ตอนกลางวันในหน้าร้อนก๊อาจหลอมเป็นของเหลวได้คล้ายปรอท Hg
ธาตุ Ga มีประโยชน์ไม่มากนักในเชิงพาณิชย์ แต่สารประกอบของ Ga ใช้ประโยชน์เป็นกึ่งตัวนำ (semiconductor) และการใช้งานเฉพาะบางอย่างเท่านั้น เช่น ในการวิเคราะห์ ออกไซด์ของยูเรเนียม โดยวิธีสเปกโทรสโกปี (spectroscopy) โลหะเจือ
ตามธรรมดาโลหะเจือจะถูกออกแบบให้มีคุณสมบัติที่ต้องการมากกว่าการดูที่ส่วนผสมของมัน ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าจะแข็งแรงกว่าเหล็กซึ่งเป็นธาตุเหล็ก ทองเหลืองจะมีความทนทานมากกว่าทองแดง แต่มีความสวยงามน่าดึงดูดใจมากกว่าสังกะสี เซลล์กัลวานี
ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด ครึ่งเซลล์แรกจะประกอบด้วยโลหะแข็งชนิดหนึ่ง (เรียกว่าขั้วไฟฟ้า) ที่จุ่มอยู่ในสารละลายชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยไอออนบวก หรือแคตไอออน (cation) (พร่องอิเล็กตรอน) ของโลหะที่ทำเป็นขั้วไฟฟ้า อีกครึ่งเซลล์หนึ่งจะประกอบด้วยโลหะแข็งอีกชนิดหนึ่งทำเป็นขั้วไฟฟ้าที่จุ่มอยู่ในสารละลายอีกชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยไอออนลบ หรือแอนไอออน (anion) (อิเล็กตรอนเกิน) ของโลหะที่ทำเป็นขั้วไฟฟ้านั้นเช่นกัน ทั้งสองครึ่งเซลล์จะเชื่อมถึงกันเพื่อความสมดุลของประจุจากไอออนทั้งสองแบบ ในสาระสำคัญ ภายในครึ่งเซลล์แรกจะเกิดออกซิเดชัน (oxidation) ระหว่างขั้วไฟฟ้ากับสารละลาย ทำให้สายละลายพร่องอิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนที่พร่องไปสะสมที่ขั้วไฟฟ้า ภายในครึ่งเซลล์หลังจะเกิดรีดักชัน (reduction) ระหว่างขั้วไฟฟ้ากับสารละลาย ทำให้สารละลายได้รับอิเล็กตรอนเพิ่ม ทำให้ขั้วไฟฟ้าพร่องอิเล็กตรอน (เรียกว่าโฮล) ดังนั้นเมื่อเชื่อมสองครึ่งเซลล์เข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเซลล์สมบูรณ์ ปฏิกิริยาโดยรวมจึงเรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ เพื่อให้เกิดความสมดุลทางเคมี สภาวะที่สมดุลสามารถเขียนเป็นสัญลักษณ์ได้ดังต่อไปนี้ (เมื่อ "M" เป็นไอออนบวกของโลหะ ซึ่งหมายถึงอะตอมที่มีประจุไม่สมดุลเนื่องจากการ การสูญเสียของอิเล็กตรอน "n" ตัว) ธาตุกึ่งโลหะ
กึ่งโลหะเป็นองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติเป็นกลาง หรือเรียกว่าไฮบริด กึ่งโลหะได้เป็นที่แพร่หลายในปี 1940-1960 กึ่งโลหะบางครั้งถูกเรียกว่ากึ่งโลหะ จากการปฏิบัติที่นิยม กึ่งโลหะเป็นคำที่มีความหมายที่แตกต่างกันในทางฟิสิกส์มากกว่าในทางเคมี ทางฟิสิกส์จะมีความหมายโดยเฉพาะหมายถึงโครงสร้างวงอิเล็กทรอนิกส์ของสาร ตัวนำยวดยิ่งชนิดมีเหล็กเป็นองค์ประกอบ
https://en.wikipedia.org/wiki/Iron-based_superconductor ตารางธาตุ
แต่ก็ยังมีนักเคมีบางคนที่ไม่รวมธาตุหมู่ 3 ในกลุ่มโลหะแทรนซิชัน โดยคำนิยามของโลหะแทรนซิชัน พวกเขาทำบนพื้นฐานที่ว่าธาตุในหมู่ 3 ไม่มีไอออนใด ๆ ที่สามารถไปเติมเต็มวงย่อย d ได้ และไม่แสดงสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกับโลหะแทรนซิชันเลย[97] ในกรณีนี้ธาตุหมู่ 4–11 จะถูกจัดให้เป็นโลหะแทรนซิชัน[98] อูนอูนเอนเนียม
อูนอูนเอนเนียมคาดว่าจะมีสมบัติคล้ายกับแฟรนเซียม แต่อูนอูนเอนเนียมมีสถานะต่างจากทุกธาตุในหมู่โลหะแอลคาไล คือ ธาตุลิเทียม, โซเดียม, โพแทสเซียม, รูบิเดียม, ซีเซียม และ แฟรนเซียม เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ส่วนอูนอูนเอนเนียม เป็นของเหลวหรือของแข็งเหลวที่อุณหภูมิห้อง วัสดุตัวนำยวดยิ่ง
ตัวนำยวดยิ่งเป็นวัสดุที่มีสมบัติทางด้านฟิสิกส์ของแข็ง (Solid-state physics) ที่โดดเด่นกว่าวัสดุชนิดอื่นสองด้านสำคัญ คือ สมบัติทางไฟฟ้าและสมบัติทางแม่เหล็ก ในระยะแรกการค้นพบตัวนำยวดยิ่งจะพบอยู่เฉพาะในรูปแบบของโลหะบริสุทธิ์ ต่อมามีการค้นพบที่หลากหลายขึ้น ได้แก่ ตัวนำยวดยิ่งแบบโลหะ โลหะผสมหรือแม้แต่เซรามิก ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ดาวฤกษ์ที่อายุเก่าแก่จึงมักมีส่วนประกอบโลหะอยู่ค่อนข้างน้อย แต่ข้อเท็จจริงที่พบจากการเฝ้าสังเกตดาวฤกษ์จำนวนมากและพบส่วนประกอบของธาตุหนักอยู่ด้วย ยังเป็นปริศนาที่ไขไม่ออก คำอธิบายในปัจจุบันจึงเป็นการนำเสนอข้อมูลการมีอยู่ของดาวฤกษ์ชนิด Population III เชื่อกันว่า ถ้าไม่มีโลหะ ก็มีแต่เพียงดาวฤกษ์ที่มีมวลมากอย่างมหาศาลเท่านั้นที่จะก่อตัวขึ้นมาได้ และในช่วงปลายอายุขัยของมันก็จะมีการสร้างธาตุ 26 ชนิดแรกไปจนถึงเหล็กในตารางธาตุ ผ่านกระบวนการนิวคลีโอซินทีสิส ในเมื่อดาวฤกษ์เหล่านี้มีมวลมหาศาล แบบจำลองในปัจจุบันจึงระบุถึงการสิ้นอายุขัยของมันในลักษณะซูเปอร์โนวา ซึ่งทำให้สสารภายในของดาวแตกกระจายและแผ่ออกไปในเอกภพ ทำให้เกิดเป็นดาวฤกษ์ในรุ่นถัดมาที่มีส่วนประกอบของธาตุหนักอยู่ดังที่เราพบเห็นในปัจจุบัน ตามทฤษฎีเท่าที่มีในปี ค.ศ. 2007 การที่ดาวฤกษ์รุ่นแรกมีมวลมหาศาล จึงเป็นคำอธิบายว่าทำไมเราจึงไม่พบเห็นดาวฤกษ์เหล่านั้นในปัจจุบันอีกแล้ว เพราะมันได้ทำลายตัวเองลงไปในปรากฏการณ์ซูเปอร์โนวานับแต่ยุคแรกเริ่มของเอกภพ เราอาจพบดาวฤกษ์ชนิดดารากร 3 อยู่บ้างในดาราจักรที่ห่างไกลออกไปมากๆ ที่ส่งแสงออกมานับแต่ยุคแรกเริ่มของประวัติศาสตร์ของเอกภพ การค้นหาดาวฤกษ์กลุ่มนี้ ตลอดจนถึงการพิสูจน์ว่ามันไม่มีอยู่จริง (ซึ่งเป็นการล้มล้างทฤษฎีที่มีอยู่) เป็นงานวิจัยที่ยังดำเนินอยู่ในวงการดาราศาสตร์ปัจจุบัน ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ในทางดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาเชิงกายภาพ ความเป็นโลหะ () ของวัตถุคือค่าสัดส่วนองค์ประกอบของสสารในวัตถุนั้นที่มีส่วนประกอบของธาตุทางเคมีชนิดอื่นมากกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียม ทั้งนี้ ดาวฤกษ์ซึ่งเป็นวัตถุที่สามารถมองเห็นได้ชัดในเอกภพมักประกอบด้วยไฮโดรเจนกับฮีเลียม นักดาราศาสตร์จึงนิยมเรียกส่วนที่เหลือ (ในที่ว่างดำมืด) ว่าเป็น "โลหะ" เพื่อความสะดวกในการบรรยายถึงส่วนที่เหลือทั้งหมด จากคำนิยามนี้ เนบิวลาซึ่งมีส่วนประกอบของคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และนีออน อยู่อย่างล้นเหลือ จึงถูกเรียกว่าเป็น "วัตถุอุดมโลหะ" ในทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ แม้ว่าองค์ประกอบเหล่านั้นไม่ได้เป็นโลหะจริง ๆ ตามความหมายของเคมีดั้งเดิม จึงจำเป็นอย่างยิ่งต้องระมัดระวังไม่นำไปปะปนกับคำว่า "โลหะ" (metal หรือ metallic) โดยทั่วไป ธาตุกึ่งโลหะ
คุณสมบัติทางไฟฟ้าของซิลิกอนและเจอเมเนียมได้มีการใช้ประโยชน์ในสถานประกอบการอุตสาหกรรมของสารกึ่งตัวนำในปี 1950 และได้มีการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งมีสถานะเป็นของแข็งในต้นปี 1960[1] ธาตุหายาก
อย่างไรก็ตามธาตุหายาก (ยกเว้นธาตุโพรมีเทียมที่เป็นกัมมันตรังสี) มีความอุดมสมบูรณ์ของข้างในเปลือกโลกซึ่งมีซีเรียมเป็นธาตุที่มีมากที่สุดประมาณ 25 ส่วน ต่อ 68 ล้าน (เหมือนกับทองแดง) เพราะมีสมบัติทางเคมีธรณีของพวกมัน แร่ธาตุหายากอยู่ห่างกันมากและไม่กระจุกตัว ซึ่งทำให้บนพื้นโลกธาตุเหล่านี้จึงหายาก และด้วยความหายากนี้ทำให้ธาตุหายากมีราคาสูงและทำให้ขาดแคลนเป็นอย่างมาก แร่หายากชนิดแรกที่ค้นพบ คือ แร่แกโดลิไนต์ ซึ่งมีสารประกอบของซีเรียม อิตเทรียม เหล็ก ซิลิกอน และธาตุอื่นๆ แร่นี้นำมาจากเหมืองของหมู่บ้าน Ytterby ในประเทศสวีเดน ซึ่งภายหลังได้นำชื่อหมู่บ้านนี้ไปตั้งเป็นชื่อธาตุ "อิตเตอร์เบียม" อโลหะ
ไม่มีบทนิยามของอโลหะที่เคร่งครัด อโลหะมีคุณสมบัติหลากหลายกว่าเมื่อเทียบกับโลหะ ต่อไปนี้เป็นคุณลักษณะสำคัญบางประการของอโลหะ ทางกายภาพ ส่วนใหญ่อยู่เป็นแก๊สอะตอมเดียว โดยส่วนน้อยมีรูปสองอะตอมหรือหลายอะตอม หากเป็นของแข็ง โดยทั่วไปมีคุณสมบัติมัว และเปราะ ตรงข้ามกับโลหะ ซึ่งวาว ตีขึ้นรูปหรือยืดเป็นเส้นได้ ปกติมีความหนาแน่นต่ำกว่าโลหะ เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่เลวเมื่อเทียบกับโลหะ และมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำกว่าของโลหะมาก (ยกเว้นคาร์บอน) ทางเคมี อโลหะมีพลังงานไอออไนเซชันและค่าอิเล็กโตรเนกาทิวิตีสูง ปกติมีเป็นแอนไอออนหรืออ็อกซีแอนไอออนในสารละลายน้ำ โดยทั่วไปก่อสารประกอบไอออนิกหรือแทรกเมื่อผสมกับโลหะ ซึ่งไม่เหมือนกับโลหะซึ่งก่อโลหะเจือ (อัลลอยด์) และมีออกไซด์กรดขณะที่ออกไซด์ทั่วไปของโลหะเป็นเบส โลหะแอลคาไล
โลหะแอลคาไล () เป็นหมู่ (คอลัมน์) ในตารางธาตุ ประกอบไปด้วยธาตุเคมี ลิเทียม (Li), โซเดียม (Na), โพแทสเซียม (K), รูบิเดียม (Rb), ซีเซียม (Cs) และแฟรนเซียม (Fr) หมู่นี้อยู่ในบล็อก-sของตารางธาตุ ธาตุในโลหะแอลคาไลทุกตัวมีอิเล็กตรอนอยู่หนึ่งตัวที่วงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุด การจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบนี้มีผลกับสมบัติทางเคมีของธาตุเหล่านี้มาก โลหะแอลคาไลยังเป็นหมู่ที่อธิบายแนวโน้มพีรีออดิกได้ดีที่สุด เนื่องด้วยธาตุทุกตัวในหมู่จะมีสมบัติทางเคมีหรือกายภาพอย่างน้อย 1 อย่างที่คล้ายกัน โซลิดสเตต
ความหมายตามตัวอักษรของ "โซลิดสเตต" ก็คือ สภาพของแข็ง ซึ่งหมายความว่า อิเล็กตรอนจะไหลผ่านสารกึ่งตัวนำที่เป็นของแข็ง ได้แก่ วัสดุจำพวกเจอร์เมเนียม (Ge) และซิลิกอน (Si) เป็นต้น โดยจะไม่ไหลผ่านที่ว่าง เช่น ในหลอดสุญญากาศ ดาวฤกษ์
นอกเหนือจากมวล องค์ประกอบของธาตุหนักที่หนักกว่าฮีเลียมก็มีบทบาทสำคัญต่อวิวัฒนาการของดาวฤกษ์เช่นกัน ในทางดาราศาสตร์ ธาตุที่หนักกว่าฮีเลียมจะเรียกว่าเป็น "โลหะ" และความเข้มข้นทางเคมีของธาตุเหล่านี้จะเรียกว่า ค่าความเป็นโลหะ ค่านี้มีอิทธิพลต่อช่วงเวลาที่ดาวฤกษ์เผาผลาญเชื้อเพลิง รวมถึงควบคุมการกำเนิดสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์[58] และมีผลต่อความเข้มของลมดาวฤกษ์ด้วย[59] ดาวฤกษ์ชนิดดารากร 2 ซึ่งมีอายุเก่าแก่กว่าจะมีค่าความเป็นโลหะน้อยกว่าดาวฤกษ์รุ่นใหม่ หรือดาวฤกษ์แบบดารากร 3 เนื่องมาจากองค์ประกอบที่มีอยู่ในเมฆโมเลกุลอันดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นมานั่นเอง ยิ่งเวลาผ่านไป เมฆเหล่านี้จะมีส่วนประกอบของธาตุหนักเข้มข้นขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อดาวฤกษ์เก่าแก่สิ้นอายุขัยและส่งคืนสารประกอบภายในชั้นบรรยากาศของมันกลับไปในอวกาศ ตารางธาตุ
ถึงแม้ว่าสแกนเดียมและอิตเทรียมจะเป็นธาตุหมู่ 3 สองตัวแรกตลอด ตัวตนของธาตุอีกสองตัวยังไม่ได้ถูกยืนยัน พวกมันอาจจะเป็นแลนทานัมกับแอกทิเนียมหรือลูทีเชียมกับลอว์เรนเชียม ถึงแม้มันยังมีข้อโต้แย้งทางเคมีและกายภาพที่สนับสนุนการจัดโดยนำลูทีเชียมและลอว์เรนเชียมเป็นธาตุหมู่ 3 แต่ก็ไม่ควรที่จะเชื่อถือนัก[99] คำนิยามปัจจุบันของคำว่า "แลนทาไนด์" ของไอยูแพก รวมธาตุ 15 ตัว ซึ่งมีทั้งแลนทานัมและลูทีเชียม และ "โลหะแทรนซิชัน"[94] อาจจะเป็นแลนทานัมหรือแอกทิเนียมก็ได้ หรือแม้กระทั่งลูทีเชียม แต่ไม่ใช่ลอว์เรนเชียม เนื่องจากหลักการออฟบาวไม่มีความถูกต้องแล้ว โดยทั่วไป อิเล็กตรอนของลอว์เรนเชียมตัวที่ 103 จะต้องเข้าไปอยู่ในวงย่อย d แต่การวิจัยทางกลศาสตร์ควอนตัมชี้ให้เห็นว่าลอว์เรนเชียมมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น [Rn] 5f14 7s2 7p1[n 6] เนื่องด้วยผลกระทบจากความสัมพันธ์ระหว่างธาตุเคมี[100][101] ไอยูแพกจึงยังไม่ได้แนะนำรูปแบบที่เจาะจง สำหรับธาตุในบล็อก-f และยังคงเป็นข้อโต้แย้งต่อไป ซิลิคอน
ซิลิคอน () เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุ ที่มีสัญลักษณ์ Si และเลขอะตอม 14 เป็นธาตุกึ่งโลหะแบบเตตระวาเลนต์ (คือมีวาเลนซ์เป็น 4) ซิลิคอนทำปฏิกิริยาน้อยกว่าธาตุที่คล้ายกันคือคาร์บอน เป็นธาตุที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกเป็นอันดับ 2 มีปริมาตร 25.7% โดยน้ำหนัก ปรากฏในดินเหนียว เฟลด์สปาร์ (feldspar) หินแกรนิต ควอตซ์ และทราย ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของซิลิคอน ไดออกไซด์ (หรือซิลิกา) และซิลิเกต (สารประกอบที่ประกอบจากซิลิคอน ออกซิเจน และ โลหะ) ซิลิคอน เป็นส่วนประกอบหลักของแก้ว ซีเมนต์ เซรามิก, อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ส่วนใหญ่ และซิลิโคน (สารพลาสติกที่มักจะสับสนกับซิลิคอน) ซิลิคอนใช้เป็นสารกึ่งตัวนำอย่างแพร่หลาย เนื่องจาก สารกึ่งตัวนำเจอร์เมเนียมมีปัญหาเกี่ยวกับการไหลของกระแสไหลย้อนกลับ (reverse leakage current) ตัวนำไฟฟ้า
ในวัสดุโลหะนำไฟฟ้า เช่น ทองแดงหรืออะลูมิเนียม อนุภาคประจุเคลื่อนที่ได้ คือ อิเล็กตรอน ประจุบวกยังอาจเคลื่อนที่ได้เช่นกัน เช่น อิเล็กโทรไลต์แคทไอออนของแบตเตอรี หรือโปรตอนเคลื่อนที่ในตัวนำโปรตอนของเซลล์เชื้อเพลิง ส่วนฉนวนเป็นวัสดุไม่นำไฟฟ้าโดยมีประจุเคลื่อนที่น้อย และสนับสนุนกระแสไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กน้อย เหล็กกล้า
เหล็กกล้า () คือ เหล็ก (สัญลักษณ์ทางเคมี : Fe) ที่ผ่านกรรมวิธีเพิ่มสารอื่นๆเข้าไปเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กให้ดีขึ้น เป็นโลหะผสมที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนอยู่ระหว่าง 0.2 – 2.04% โดยน้ำหนักขึ้นกับคุณภาพ คาร์บอนเป็นวัสดุผสมที่ลดต้นทุนของเหล็กแต่ก็มีการใช้ธาตุอื่นๆ เช่น แมงกานีส โครเมียม วานาเดียม และทังสเตน คาร์บอนและธาตุอื่นๆเป็นตัวทำให้แข็ง การเปลี่ยนปริมาณธาตุที่ผสมในโลหะผสมที่พบในเหล็กกล้า มีส่วนในการควบคุมคุณภาพทั้งด้านความแข็ง การรีดเป็นแผ่นได้ และความตึงของเหล็กกล้าที่ได้ เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนมากขึ้นจะแข็งแกร่งและมีความแข็งมากกว่าเหล็ก แต่จะเปราะ ค่าสูงสุดในการละลายของคาร์บอนในเหล็กเป็น 2.14% โดยน้ำหนัก เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 1149 องศาเซลเซียสในการอบใช้อุณหภูมิประมาณ950 องศาเซลเซียส ความเข้มข้นที่สูงกว่านี้หรือหรืออุณหภูมิต่ำกว่านี้จะเกิดลักษณะเป็นซีเมนต์ โลหะผสมที่มีคาร์บอนมากจะเป็นเหล็กที่มีความแข็งมาก เพราะมีจุดหลอมเหลวต่ำ และมีความแข็ง เหล็กกล้าต่างจากเหล็กบริสุทธิ์ที่มีอะตอมของธาตุอื่นน้อยมาก แต่มีกากแร่ 1-3% โดยน้ำหนักในรูปของอนุภาคอยู่ในทิศทางหนึ่ง ซึ่งมีความทนทานกว่าเหล็กกล้า และโค้งงอง่ายกว่าแบ่งเป็น ธาตุ
ประวัติศาสตร์การค้นพบและการใช้ธาตุเคมีเริ่มขึ้นด้วยสังคมมนุษย์ยุคแรกเริ่มที่พบธาตุธรรมชาติอย่างทองแดงหรือทองคำ และสกัด (หลอม) เหล็กและโลหะอื่นบางชนิดจากแร่โลหะนั้น นักเล่นแร่แปรธาตุและนักเคมีภายหลังบ่งชี้ธาตุเพิ่มขึ้นอีกมาก ซึ่งธาตุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเกือบทั้งหมดเป็นที่ทราบกันใน ค.ศ. 1900 คุณสมบัติของธาตุเคมีมักสรุปโดยใช้ตารางธาตุ ซึ่งจัดธาตุเรียงตามเลขอะตอม แบ่งเป็นแถว ("คาบ") ซึ่งธาตุที่อยู่ในคอลัมน์ ("หมู่") เดียวกันจะมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเกิดเวียนซ้ำ เกือบทุกธาตุมีประโยชน์ใช้งานสำคัญต่อมนุษย์อย่างน้อยหนึ่งอย่าง ซึ่งอาจอยู่ในรูปบริสุทธิ์หรืออยู่ในสารประกอบเคมีหรือสารผสมหลายชนิด ยกเว้นธาตุกัมมันตรังสีที่มีครึ่งชีวิตสั้น ธาตุทั้งหมดหลังยูเรเนียม และรวมไปถึงอะเมริเซียม ปัจจุบันมีผลิตเป็นอุตสาหกรรม ซึ่งส่วนใหญ่มีความบริสุทธิ์สูง โซเดียม
โซเดียม (English: Sodium) เป็นธาตุในตารางธาตุซึ่งมีสัญลักษณ์ Na (จากคำว่า Natrium ในภาษาละติน[1]) และหมายเลขอะตอม 11 โซเดียมเป็นโลหะอ่อน มีลักษณะเป็นไข มีสีเงิน และอยู่ในกลุ่มโลหะแอลคาไล โซเดียมมีมากในสารประกอบทางธรรมชาติ (โดยเฉพาะแฮไลต์) วัสดุตัวนำยวดยิ่ง
ตัวนำยวดยิ่ง (English: superconductor) เป็นธาตุหรือสารประกอบที่จะนำไฟฟ้าได้ร้อยเปอร์เซ็นต์โดยไม่มีความต้านทานไฟฟ้าและไม่มีการสูญเสียพลังงาน ภายใต้อุณหภูมิค่าหนึ่งหรือที่เรียกว่าอุณหภูมิวิกฤต ซึ่งถือเป็นสมบัติทางฟิสิกส์ที่สำคัญ[1] ซีลีเนียม
ซีลีเนียม () คือธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 34 และสัญลักษณ์คือ Se ซีลีเนียมอยู่ในตารางธาตุหมู่ 34 ซีลีเนียมเป็นธาตุอโลหะที่มีพิษซึ่งมีสมบัติทางเคมีที่สัมพันธ์กับกำมะถันและเทลลูเรียม ในธรรมชาติปรากฏอยู่หลายสถานภาพ ที่มีเสถียรภาพสูงจะมีลักษณะคล้ายโลหะสีเทามีสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดีในที่สว่างมากกว่าที่มืดจึงใช้ประโยชน์ในการทำแผงแสงอาทิตย์ ธาตุตัวนี้มักพบมากในแร่ซัลไฟด์เช่นไพไรต์ โลหะแอลคาไล
โลหะแอลคาไลทุกตัวที่ค้นพบแล้วมีในธรรมชาติ เรียงตามปริมาณที่ปรากฏในธรรมชาติ โซเดียมมีมากที่สุด รองลงมาเป็นโพแทสเซียม ลิเทียม รูบิเดียม ซีเซียม และสุดท้ายคือแฟรนเซียม ซึ่งมีความเป็นกัมมันตรังสีสูงมาก และปรากฏในธรรมชาติเพียงเล็กน้อย เนื่องด้วยการสลายตัวของมันเกิดขึ้นได้รวดเร็ว การทดลองยังสามารถทำให้เกิด อูนอูนเอนเนียม (Uue) ซึ่งถูกคาดว่าจะเป็นสมาชิกของหมู่ตัวใหม่ แต่การทดลองทั้งหมดล้วนเกิดข้อผิดพลาดทั้งสิ้น ถึงอย่างนั้น อูนอูนเอนเนียมอาจจะไม่เป็นโลหะแอลคาไล ถ้าพิจารณาด้วยความสัมพันธ์ของธาตุ ซึ่งการพิจารณานี้จะมีผลกระทบอย่างมากกับสมบัติทางเคมีของธาตุหนักยิ่งยวด ถึงแม้ว่ามันจะเป็นโลหะแอลคาไล มันก็ยังถูกคาดว่าจะมีสมบัติทางกายภาพและเคมีบางประการที่แตกต่างจากโลหะแอลคาไลที่เบากว่า ธาตุกึ่งโลหะ
ธาตุกึ่งโลหะทั้ง 6 ธาตุ มีการยอมรับว่า มีคุณสมบัติใช้เป็นยารักษาโรคและป้องกันสารพิษ สารหนูและพลวง เป็นสารที่เป็นพิษ แต่สามารถใช้ในวงการแพทย์เช่นเดียวกับโบรอน ซิลิกอน เจอร์เมเนียม โบรอนใช้เป็นยาฆ่าแมลง [15] สารเคมีกำจัดวัชพืช เป็นสารบอริกที่มีอยู่น้ำยาฆ่าเชื้อราและมีคุณสมบัติต้านไวรัส ซิลิกอนที่มีอยู่ในไซลาเทรน เป็นสารพิษที่ใช้ในสารกำจัดหนู [16] ถ้าสูดดมระยะยาวจะทำให้เกิดโรคร้ายแรงที่เกี่ยวกับปอด ซิลิกอนจึงเป็นธาตุที่จำเป็น [17] ซิลิโคนเจล สามารถนำมาใช้กับผู้ที่ถูกไฟไหม้เพื่อลดรอยแผลเป็น [18] เกลือของเจอร์เมเนียมอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์ ถ้ากินเป็นเวลานาน [19] สารหนูใช้เป็นยามาตั้งแต่สมัยโบราณ รวมทั้งยังรักษาโรคซิฟิลิสก่อนที่จะพัฒนาเป็นยาปฏิชีวนะ [20] สารหนูยังเป็นส่วนประกอบของยาสมุนไพรที่ใช้ในการรักษาโรค ในปี ค.ศ.2003 ออกไซด์สารหนูเป็นที่รู้จักสำหรับการรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวเฉียบพลัน มะเร็งไขกระดูก [21] สารหนูที่มีอยู่ในน้ำดื่มจะเป็นสาเหตุของโรคปอดและมะเร็งกระเพาะปัสสาวะ [22] พลวง เป็นสารที่ค่อนข้างเป็นพิษ ถูกนำมาใช้เป็นสารเสพติด [23] ธาตุเทลลูเลียม เมื่อพิจารณาลักษณะเฉพาะแล้วไม่มีพิษ เมื่อรวมกับโซเดียม 2 กรัมจะได้เป็นเทลลิวเรท เมื่อเป็นยาจะสามารถทำให้ตายได้ [24] คนที่สัมผัสกับธาตุเทลลูเลียมในอากาศจะได้กลิ่นเหมือนกระเทียม [25] เทลลูเลียมใช้ในการรักษาโรคผิวหนัง ส่วนสารประกอบเทลลูเลียมอื่นๆถูกนำมาใช้เป็นยาต้านจุลชีพ ก่อนที่จะพัฒนามาเป็นยาปฏิชีวนะ [26] ในอนาคตสารดังกล่าวจะต้องมีการใช้แทนยาปฏิชีวนะ มีผลมาจากการต้านทานเชื้อแบคทีเรีย [27] เบริลเลียมและตะกั่ว มีองค์ประกอบที่ได้รับการยอมรับแต่น้อยกว่าธาตุกึ่งโลหะว่าเป็นพิษที่ใช้เป็นยาฆ่าแมลง [28] ซัลเฟอร์ เป็นธาตุที่เก่าแก่ที่สุดของสารฆ่าเชื้อและสารกำจัดศัตรูพืช ฟอสฟอรัส,กำมะถัน,สังกะสี,ซิลิเนียม เป็นสารอาหารที่สำคัญในการบำรุงและอะลูมิเนียม,ดีบุก ใช้เป็นตัวนำไฟฟ้า [29] กำมะถัน,เกลเลียม,ซิลิเนียม,ไอโอดีนและบิสมัท มีคุณสมบัติใช้เป็นยา กำมะถัน มีองค์ประกอบของยารักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรีย รักษาโรคเบาหวาน รักษาและป้องกันโรคลมชัก ในขณะเดียวกันยังใช้เพื่อรักษาสิวและเกี่ยวกับการติดเชื้อในกระเพาะปัสสาวะ [30] เกลเลียม,ไนโตรเจน ใช้ในการรักษาผลข้างเคียงของโรคมะเร็ง [31] เกลเลียม,ซิเตรต เป็นสารเภสัชรังสี ทำให้เห็นภาพสะท้อนของการอักเสบของร่างกาย [32] ซิลิเนียม,ซัลเฟอร์ มีคุณสมบัติเป็นยา ไอโอดีน ใช้เป็นสารที่ฆ่าเชื้อโรคในรูปแบบต่างๆ บิสมัท เป็นส่วนผสมในยาที่ต้านฤทธิ์ของแบคทีเรีย [33] การขาดธาตุเหล็ก
การขาดธาตุเหล็กเล็กน้อยสามารถป้องกันและแก้ไขโดยทานอาหารที่สมบูณ์ด้วยเหล็กและการทำอาหารในกระทะเหล็ก
เนื่องจากธาตุเหล็กเป็นสิ่งจำเป็นต่อสัตว์และพืชโดยมาก จึงมีอาหารมากมายที่มีเหล็ก
แต่แหล่งที่ดีของธาตุเหล็กจะเป็นแบบ heme-iron (cofactor ที่มีไอออนเหล็ก อยู่ตรงกลางวงแหวนอินทรีย์แบบ heterocyclic ที่เรียกว่า porphyrin ดูรูป) เพราะว่านี่ดูดซึมได้ง่ายที่สุด และยาและสารอาหารอื่น ๆ จะไม่สามารถขัดขวางการดูดซึมได้
ตัวอย่างอาหารที่มีเหล็กแบบนี้คือ เนื้อที่มีสีแดงเมื่อดิบ (เช่น เนื้อวัว เนื้อแกะ) เป็ดไก่ และแมลง พันธะโลหะ
พันธะโลหะเทียบได้กับพันธะโควาเลนต์ที่เป็น นอน-โพลาร์ ที่จะไม่มีในธาตุโลหะบริสุทธ์ หรือมีน้อยมากในโลหะผสม ความแตกต่าง อิเล็กโตรเนกาทิวิตีระหว่างอะตอม ซึ่งมีส่วนในปฏิกิริยาพันธะ และอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาจะเคลื่อนย้ายข้ามระหว่างโครงสร้างผลึกของโลหะ อโลหะ
ธาตุอโลหะมีโครงสร้างซึ่งมีเลขโคออร์ดิเนชัน (อะตอมเพื่อนบ้านใกล้ที่สุด) น้อยลงเรื่อย ๆ เมื่อเลื่อนไปทางขวามือของตารางธาตุแบบมาตรฐาน อโลหะหลายอะตอมมีโครงสร้างที่มีอะตอมเพื่อนบ้านใกล้ที่สุดสามอะตอม เช่นในกรณีของคาร์บอน (ในสถานะมาตรฐานกราฟีน) หรือสองอะตอม เช่นในกรณีของกำมะถัน อโลหะสองอะตอม เช่น ไฮโดรเจน มีอะตอมเพื่อนบ้านใกล้ที่สุดหนึ่งอะตอม และแก๊สมีตระกูลอะตอมเดียว เช่น ฮีเลียม ไม่มีอะตอมเพื่อนบ้านใกล้ที่สุด ยิ่งมีจำนวนอะตอมเพื่อนบ้านใกล้ที่สุดน้อยลงเท่าใดยิ่งสัมพันธ์กับการลดลงของความเป็นโลหะและเพิ่มความเป็นอโลหะมากขึ้นเท่านั้น แต่ข้อแตกต่างระหว่างอโลหะสามหมวดในแง่ของความเป็นโลหะที่ลดนั้นไม่สัมบูรณ์ มีขอบเขตทับซ้อนกันเมื่อธาตุรอบนอกในแต่ละหมวดแสดง (หรือเริ่มแสดง) คุณสมบัติที่ต่างกันน้อย คล้ายลูกผสมหรือไม่ตรงแบบ ธาตุกึ่งโลหะ
สารประกอบ โบรอน ซิลิคอน สารหนู และพลวงได้ถูกนำมาใช้เป็นสารทนไฟ โดยโบรอนอยู่ในรูปแบบของสารบอแรกซ์ที่ได้ถูกนำมาใช้เป็นสารหน่วงไฟ สิ่งทออย่างน้อยตั้งแต่ศตวรรษที่ 18[39] สารซิลิกอน เช่น ซิลิโคน, ไซเลน, ซิลิกาและ ซิลิเกตบางแห่งถูกพัฒนาขึ้นมาเป็นทางเลือกให้มากขึ้น ผลิตภัณฑ์ฮาโลเจนที่เป็นพิษมากสามารถปรับปรุง เปลวไฟของวัสดุพลาสติกได้ [40] สารประกอบอาร์เซนิก เช่น อาไซไนต์ โซเดียมหรือ สารหนูโซเดียม เป็นสารทนไฟที่มีประสิทธิภาพสำหรับไม้ แต่มีการใช้น้อยอันเนื่องมาจากมีความเป็นพิษอยู่[41] แอนติโมนีไตรออกไซด์เป็นสารหน่วงไฟ[42] ไฮดรอกไซอะลูมิเนียมได้รับการใช้เป็นไม้ไฟเบอร์ ยาง พลาสติก และ สารหน่วงไฟสิ่งทอตั้งแต่ยุค 1890 [43]นอกเหนือจากไฮดรอกไซอะลูมิเนียม ใช้ฟอสฟอรัสตามสารทนไฟในรูปแบบของตัวอย่าง เช่น ออแกโนฟอสเฟต ในประเภทสารหน่วงหลักอื่น ๆ [44] ธาตุกึ่งโลหะ
กึ่งโลหะโดยทั่วไปจะมีลักษณะเหมือนโลหะ แต่ก็มีลักษณะที่เหมือนอโลหะด้วยเช่นกัน เช่นซิลิคอน มีลักษณะคล้ายของแข็งมีสีเงินวาว แต่เปราะง่ายคล้ายธาตุอโลหะ และนำไฟฟ้าได้เล็กน้อย ธาตุกึ่งโลหะส่วนใหญ่จะเป็นสารกึ่งตัวนำ ( semiconductors ) และส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบโครงผลึกร่างตาข่าย ในภาวะปกติ ธาตุบางชนิดดำรงอยู่สถานะของแข็ง บางชนิดเป็นของเหลว และบางชนิดเป็นแก๊ส ธาตุกึ่งโลหะมีค่าพลังไอออไนเซชัน และอิเล็กโทรเนกาติวิตี อยู่ในระดับปานกลาง เพราะเป็นธาตุที่มีสถานะก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะ การเชื่อม
เหล็กกล้าเป็นโลหะผสมประกอบด้วยธาตุเหล็ก (iron) , คาร์บอน 0.2-1.7 หรือ 2.0% ไม่เกินกว่านี้โดยน้ำหนัก (C:1000-10,8.67Fe) ขึ้นกับเกรดที่ใช้งาน คาร์บอนเป็นธาตุที่มีผลอย่างมากต่อโลหะผสม แต่ธาตุอื่นๆที่นำมาใช้เช่น แมงกานีส, ทังสะเตน, คาร์บอนและธาตุอื่นๆทำหน้าที่ให้เกิดปฏิกิริยาการชุบแข็งในผลึกอะตอมของเหล็ก จากการเลื่อนไหลของโครงสร้างอื่นๆภายในเนื้อเหล็กกล้า จำนวนของธาตที่ผสมและรูปแบบของมันเป็นตัวควบคุมบทบาทในเหล็กกล้า (ธาตุตัวถูกละลาย ขั้นตอนการตกตะกอน) เช่น ความแข็ง ความเหนียว ความทนต่อแรงดึงของการมีผลต่อเหล็กกล้า เหล็กกล้าที่มีการเพิ่มคาร์บอนสามารถให้ความแข็งที่เพิ่มขึ้นมากกว่าเหล็กแต่ให้ความเปราะมากขึ้นด้วย การถูกละลายได้ของคาร์บอนในเหล็ก (iron) ในรูปแบบออสเตนไนต์ คือ 2.14% โดยน้ำหนัก การเกิดขึ้นที่ 1149 C คาร์บอนที่เข้มข้นมากกว่านี้หรืออุณหภูมิต่กว่านี้จะสร้างโครงสร้างเซีเมนไต์ (โครงสร้างเปราะ) โลหะผสมที่มีคาร์บอนมากกว่านี้ คือเหล็กหล่อที่ได้มาจากการหลอม (Cast iron) เพราะมันมีจุดหลอมต่ำ เหล็กกล้ามีความโดดเด่นจากเหล็กเหนียว (wrought iron) ซึ่งมีธาตุอื่นผสมเพียงเล็กน้อย 1-3% ของน้ำหนักโดยสแลก (slag) ในรูปแบบของอนุภาคขนาดเล็กในทุกทิศทาง การให้เกรนที่มีลักษณะโครงสร้างเหล็ก มันมีความต้านทานต่อสนิมมากกว่าเหล็กกล้าและเชื่อมได้ง่าย ในทุกวันนี้เราพูดเกี่ยวกับอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า เหมือนกับว่าเจาะจงเพียงเป็นอย่างเดียวกัน แต่สิ่งที่เกิดขึ้นในประวัติศาสตร์ พวกมันได้เคยถูกแบ่งไว้เป็น 2 แบบ วัสดุตัวนำยวดยิ่ง
ตัวนำยวดยิ่งแบบสารประกอบอินทรีย์เป็นตัวนำยวดยิ่งที่มีสมบัติที่หลากหลาย โดยจะมีสมบัติอย่างหนึ่งที่คล้ายคลึงกับตัวนำยวดยิ่งแบบคิวเพร์ท คือ มีความไม่สมมาตรสูงมาก การนำไฟฟ้าเกิดขึ้นเฉพาะในบางทิศทางเท่านั้น และส่วนใหญ่จะเกิดการนำไฟฟ้าตามระนาบ แต่ก็มีสมบัติอีกหลายประการที่แตกต่าง เช่น ในโลหะปกติค่าของสเปกตรัมทางแสง (Optical spectrum) ที่แสดงว่าอัตราการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นของอิเล็กตรอนจะมีค่าขึ้นกับรากที่ 2 ของความถี่หรืออุณหภูมิ ซึ่งถูกเรียกว่าเป็น ของเหลวเฟอร์มิ (Fermi liquid) แต่สำหรับตัวนำยวดยิ่งแบบสารประกอบอินทรีย์ ผลการทดลองทางสเปกตรัมทางแสงสามารถสรุปได้ว่าอัตราการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นของอิเล็กตรอนมีค่าขึ้นกับความถี่และอุณหภูมิแบบเชิงเส้น ซึ่งก็พบในตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิบางชนิดด้วย บางครั้งจะเรียกว่าตัวนำยวดยิ่งที่มีสมบัติแบบนี้ว่า ตัวนำยวดยิ่งแบบไม่เป็นของเหลวเฟอร์มิ (Non-Fermi liquid superconductor) และในบางสารประกอบพบว่าค่าสัมประสิทธิ์ของไอโซโทปของตัวนำยวดยิ่งแบบสารประกอบอินทรีย์จะมีเครื่องหมายเป็นลบได้เมื่อมีองค์ประกอบที่เป็นไฮโดรเจนเปลี่ยนเป็นดิวเทอเรียมด[10] เจอร์เมเนียม
ธาตุเจอร์เมเนียมยังไม่มีความสำคัญในทางเศรษฐกิจจนกระทั่งหลัง ค.ศ. 1945 เมื่อมีการรับรู้ถึงคุณสมบัติที่เป็นสารกึ่งตัวนำของมัน ซึ่งมีคุณค่าสำคัญในงานอิเล็กทรอนิกส์ ปัจจุบันนี้มีการใช้สสารอื่น ๆ มากมายเพื่อผลิตสารกึ่งตัวนำ แต่เจอร์เมเนียมก็ยังคงมีความสำคัญเป็นอันดับต้น ๆ ในการผลิตทรานซิสเตอร์ และอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น เรกติไฟเออร์ และเซลล์แสงอาทิตย์ วัสดุตัวนำยวดยิ่ง
เนื่องจากความจุความร้อนของอิเล็กตรอนในโลหะในสถานะปกติมีค่าขึ้นกับความหนาแน่นสถานะที่ผิวเฟอร์มิและมวลยังผล จากการทดลองพบว่าความจุความร้อนที่อุณหภูมิต่ำของสารเหล่านี้มีค่ามากกว่าของโลหะปกติถึง 2 หรือ 3 เท่า และยังพบว่าค่าความจุความร้อนนี้เป็นผลที่เกิดจากอิเล็กตรอนในชั้นเอฟ ซึ่งโลหะปกติมักจะเกิดจากอิเล็กตรอนในชั้นดี สารกลุ่มนี้มีมวลยังผลที่มีค่ามากๆ ทำไห้ถูกเรียกว่าตัวนำยวดยิ่งอิเล็กตรอนหนัก (Heavy-electron superconductors) และในบางครั้งก็เรียกว่า ตัวนำยวดยิ่งเฟอร์มิออนหนัก (Heavy-Fermion superconductors) พบได้ในสารประกอบ Ube13 (Tc = 0.85 K), CeCu2Si2 (Tc = 0.65 K) และ UPt3 (T3 = 0.54 K) ดาวเคราะห์น้อยประเภท M
ดาวเคราะห์น้อยประเภท M เป็นดาวเคราะห์น้อยที่ไม่ทราบองค์ประกอบแน่ชัด มีความสว่างปานกลาง (ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสง ประมาณ 0.1-0.2) บางดวงมีส่วนประกอบของนิกเกิล-เหล็ก ซึ่งมีทั้งแบบบริสุทธิ์และแบบผสมกับองค์ประกอบที่เป็นหิน เชื่อว่าเป็นชิ้นส่วนจากแกนกลางโลหะของดาวเคราะห์น้อยอื่นๆ ที่แตกออกจากการปะทะ และน่าจะเป็นต้นกำเนิดของอุกกาบาตโลหะที่พบบนโลก คิวเพรต
ตัวนำยวดยิ่งของสารกลุ่มใหม่ที่มีองค์ประกอบของคอปเปอร์ออกไซด์ (CuO) เป็นองค์ประกอบเรียกว่า คิวเพรต (Cuprate) และเป็นสารตัวแรกที่เป็นสารประกอบของ (LaBaCuO) ซึ่งเป็นสารประกอบประเภทเซรามิกคือที่อุณหภูมิห้องสารจะมีสภาพเป็ฉนวนไฟฟ้า การนำไฟฟ้าจึงเกิดขึ้นในระนาบของคอปเปอร์ออกไซด์โดยมีอิเล็กตรอนของอะตอมของคอปเปอร์เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดสภาพนำยวดยิ่ง การลดอุณหภูมิลงจะทำให้โครงสร้างของผลึกเปลี่ยนไป ระนาบคอปเปอร์ออกไซต์ที่มีในโมเลกุลจึงมีความสำคัญโดยตรงกับสภาพนำยวดยิ่ง จึงกล่าวได้ว่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กตรอนในตัวนำยวดยิ่งเป็นแบบสองมิติ ซึ่งกลุ่มคิวเพร์ทตัวแรก ก็คือ Ba-La-Cu-O ที่ถูกพบโดย เบทนอร์ซและมูลเลอร์ และสารต่อมาก็คือ La-Sr-Cu-O โดย ทากากิ และสารประกอบ Y-Ba-Cu-O โดยชูและคณะ สารกึ่งตัวนำ
เป็นสารกึ่งตัวนำที่เกิดจากการจับตัวของอะตอมซิลิกอนกับอะตอมของสารหนู ทำให้มีอิเล็กตรอนเกินขึ้นมา 1 ตัว เรียกว่าอิเล็กตรอนอิสระซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในก้อนผลึกนั้นจึงยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลได้เช่นเดียวกับตัวนำทั่วไป  ฟลิโรเวียม
การศึกษาทางเคมีซึ่งดำเนินการในปี พ.ศ. 2550 ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนว่าฟลิโรเวียมมีคุณสมบัติที่ไม่ใช่ของเอกา-ลีด และปรากฏว่าเป็นธาตุหนักยิ่งยวด (superheavy element) ธาตุแรกที่แสดงคุณสมบัติคล้ายกับแก๊สเฉื่อยเนื่องจากผลสัมพัทธภาพ กระแสไฟฟ้า
– ตัวนำไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะเคลื่อนผ่านได้ดี เช่น โลหะ  พอลิออกโซเมทัลเลต
พอลิออกโซเมทัลเลต ( สัญลักษณ์ย่อ POM) เป็นไอออนลบหลายอะตอม (polyatomic ion) ที่ประกอบด้วยอะตอมของโลหะสามอะตอมหรือมากกว่าสร้างพันธะเชื่อมกันโดยผ่านอะตอมออกซิเจนโดยเป็นโครงสร้างโดดเดี่ยวหรือโครงสร้างแบบ 0 มิติ ส่วนมากจะเป็นไอออนลบออกซี (oxyanion) โลหะแทรนซิชัน โลหะที่เกิดเป็นพอลิออกโซเมทัลเลตมักจะเป็นธาตุหมู่ 5-6 ของตารางธาตุ (V, Nb, Mo, W) ที่มีสถานะออกซิเดชันสูงๆ ส่วนมากแล้วพอลิออกโซเมทัลเลตจะเป็นไอออนลบที่มีสมบัติทางแม่เหล็กเป็นไดอะแมกเนติก เมื่อเป็นสารประกอบหรืออยู่ในรูปสารละลายส่วนมากจะไม่มีสีหรือมีสีส้ม สามารถแบ่งกลุ่มพอลิออกโซเมทัลเลตได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่ตามชนิดของธาตุองค์ประกอบ ได้แก่ ไอโซพอลิออกโซเมทัลเลต (isopolymetallates) ที่ประกอบด้วยโลหะเพียงชนิดเดียวในโครงสร้าง และ เฮเทอโรพอลิออกโซเมทัลเลต (heterpolymetalates)ที่ประกอบด้วยโลหะมากกว่า 1 ชนิดหรือมีธาตุอโลหะอื่นๆอยู่ในโครงสร้างด้วย  ตารางธาตุ
สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนเป็นพลังงานที่คายออกมาหรือดูดกลืน เมื่อเพิ่มอิเล็กตรอนให้แก่อะตอมไปเป็นไอออนประจุลบ ธาตุส่วนใหญ่คายพลังงานความร้อนเมื่อรับอิเล็กตรอน โดยทั่วไป อโลหะจะมีสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนมากกว่าโลหะ คลอรีน มีแนวโน้มในการเกิดไอออนประจุลบสูงที่สุด สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนของแก๊สมีตระกูลยังไม่สามารถหาค่าได้ ดังนั้น พวกมันอาจจะไม่มีประจุลบ[34] สารประกอบของก๊าซมีตระกูล
ก๊าซมีตระกูลที่เป็นธาตุหนักจะมีออร์บิทัลของอิเล็กตรอนมากกว่าธาตุเบา (ธาตุที่อยู่ทางตอนบนของตารางธาตุ) ดังนั้น อิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นที่สูงสุด (ชั้นที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากที่สุด) ก็จะถูกกำบังจากบรรดาอิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นต่ำ จึงเป็นเหตุให้ธาตุแตกตัวเป็นไอออนได้ง่าย เนื่องจากอิเล็กตรอนเหล่านั้นได้รับแรงดึงดูดทางไฟฟ้าจากนิวเคลียสน้อยมาก จึงส่งให้ค่าพลังงานไอออไนเซชันของธาตุเหล่านั้นต่ำพอที่จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง อันได้แก่ ออกซิเจน และ ฟลูออรีน ลิเทียม
ลิเทียมเป็นโลหะที่เบาที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด และมีความหนาแน่นเพียงครึ่งเท่าของน้ำ ที่น่าแปลกก็คือ ลิเทียมยังมีคุณสมบัติของโลหะแอลคาไลน์เอิร์ธ ในหมู่ 2 ด้วย ลิเทียมเป็นโลหะสีเงิน อ่อนนิ่มมากจนตัดด้วยมีดคมๆ ได้ ลิเทียมมีคุณสมบัติอย่างโลหะแอลคาไลทั้งปวง นั่นคือ มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว และพร้อมที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนตัวนี้ไปเป็นไอออนบวก ทำให้มีอิเล็กตรอนในระดับชั้นพลังงานที่ไม่ครบถ้วน เนื่องจากกรณีดังกล่าว ทำให้ลิเทียมทำปฏิกิริยาในน้ำได้ง่าย และไม่ปรากฏโดยอิสระในธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ลิเทียมยังถือว่าทำปฏิกิริยายากกว่าโซเดียม ซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายกัน พลูโทเนียม
พลูโทเนียม () เป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 94 และสัญลักษณ์ คือ Pu เป็นธาตุโลหะกัมมันตรังสี เป็นโลหะแอกทิไนด์สีขาวเงิน และจะมัวลงเมื่อสัมผัสอากาศซึ่งเกิดจากการรวมตัวกับออกซิเจน โดยปกติ พลูโทเนียมมี 6 ไอโซโทป และ 4 สถานะออกซิเดชัน สามารถเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับคาร์บอน ฮาโลเจน ไนโตรเจน และซิลิกอน เมื่อสัมผัสอากาศชื้นจะสร้างสารประกอบออกไซด์และไฮไดรด์มากกว่า 70 % ของปริมาตรซึ่งจะแตกออกเป็นผงแป้งที่สามารถติดไฟได้เอง พลูโทเนียมมีพิษที่เกิดจากการแผ่รังสีที่จะสะสมที่ไขกระดูก นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติอื่น ๆ ที่ทำให้การจัดการพลูโทเนียมเป็นเรื่องที่อันตรายมาก  บล็อก-s
บล็อก-s () เป็นหนึ่งในบล็อกของตารางธาตุ ประกอบด้วยสองหมู่แรกของตารางธาตุ คือ โลหะแอลคาไล และโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท รวมทั้งไฮโดรเจนและฮีเลียม ธาตุเหล่านี้ในสภาวะที่อะตอมมีพลังงานต่ำสุด (ground state) อิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงสุดจะอยู่ในวงโคจรเอส (s-atomic orbital) ธาตุในบล็อก-s จะเป็นตัวรีดิวต์ทางเคมีสูง (reductant)และมีคุณสมบัติทางโลหะสูงสุด เช่น ออกไซด์ของธาตุกลุ่มนี้ มีความเป็นเบสสูงมาก เป็นต้น แร่ที่มีธาตุโลหะหายาก
คำว่าธาตุหายากความจริงมีความหมายผิด เพราะธาตุ
เหล่านี้ไม่เพียงแต่หาง่าย (บางธาตุหาง่ายกว่าโลหะเงิน)
และโดยมากเป็นโลหะไม่ใช่อโลหะ ไทเทเนียม
ธาตุโลหะไทเทเนียมเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นธาตุที่มีอัตราความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง เป็นโลหะที่แข็งแรงแต่มีความหนาแน่นต่ำสามารถทำให้เป็นแผ่นบาง ๆ ได้ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน), มันวาว, และมีสีขาวโลหะ มีจุดหลอมเหลวสูง (มากกว่า 1,650 °C หรือ 3,000 °F) จึงมักนำไปใช้เป็นโลหะทนไฟ ไทเทเนียมเป็นพาราแมกเนติกมีสภาพนำไฟฟ้าและสภาพนำความร้อนต่ำ แกรฟีน
แกรฟีนแตกต่างจากวัสดุสามมิติทั่วไป แกรฟีนที่แท้จริงเป็นสารกึ่งตัวนำแบบกึ่งโลหะหรือแบบช่องว่างเป็นศูนย์ การทำความเข้าใจโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของแกรฟีน เป็นจุดเริ่มต้นในการหาแถบโครงสร้างของแกรไฟท์ ในปี 1947 พีอาร์ วอลเลซ ได้รับรู้ว่าความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานกับโมเมนตัม (ความสัมพันธ์แบบกระจาย) เป็นเส้นตรง สำหรับ พลังงานต่ำ ใกล้มุมทั้งหกของ Brillouin โซนหกเหลี่ยมสองมิติ นำไปสู่มวลที่มีประสิทธิภาพเป็นศูนย์สำหรับอิเล็กตรอนและโฮล อิเล็กตรอนและโฮลใกล้จุดทั้งหกเหล่านี้ มีสองตัวที่ไม่เสมอกัน, ทำตัวเหมือนอนุภาคสัมพันธ์ ที่อธิบายได้โดยสมการ Dirac สำหรับ อนุภาค สปิน 1/2 ดังนั้น อิเล็กตรอนและโฮลจึงถูกเรียกว่า Dirac fermions และหกมุมของ Brillouin โซน จะถูกเรียกว่าจุด Dirac สมการที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างการกระจายตัวของอิเล็กตรอนเชิงเส้นคือ formula_1; เมื่อ ความเร็ว Fermi "v" ~ และ wavevector "k" จะวัดจากจุด Dirac (พลังงานเป็นศูนย์จะถูกเลือกที่นี่ให้ตรงกับจุด Dirac)
ผลการทดลองจากการวัดการขนส่งแสดงให้เห็นว่า กราฟีนมีความสามารถในการเคลื่อนย้าย อิเล็กตรอนที่สูงอย่างน่าทึ่งที่อุณหภูมิห้อง โดยมีค่าตามรายงาน มากกว่า นอกจากนี้ สัดส่วนของค่าการนำกระแสโดยการวัดจากการทดลองแสดงให้เห็นว่า ความสามารถในการเคลื่อนที่ สำหรับโฮลและอิเล็กตรอนเกือบจะเป็นค่าเดียวกัน การเคลื่อนที่เกือบจะเป็นอิสระจากอุณหภูมิ ระหว่าง 10K ถึง 100K ซึ่งหมายความว่า กลไกการ กระจัดกระจายที่โดดเด่นเป็นข้อบกพร่อง การกระจัดกระจายโดย acoustic phonons ของ กราฟีนเป็นตัวจำกัดความสามารถที่แท้จริงในการเคลื่อนที่ในอุณหภูมิห้อง ที่ ที่ความหนาแน่นของตัวขนส่งเท่ากับ ความต้านทานของแผ่นกราฟีนที่สอดคล้องกันจะเป็น ซึ่งน้อยกว่าความต้านทานของเงิน ที่เป็นสารให้ความต้านทานต่ำสุดเท่าที่รู้จักกันที่อุณหภูมิห้อง อย่างไรก็ตามสำหรับแกรฟีนบนพื้นผิว SiO การกระจัดกระจายของอิเล็กตรอน โดย phonons ของแสงของพื้นผิวเป็นผลขนาดใหญ่ที่อุณหภูมิห้องมากกว่าการกระจัดกระจายด้วย phonons ของตัวแกรฟีนเอง สิ่งนี้จำกัดการเคลื่อนที่ให้มีค่าอยู่ที่  เมแทบอลิซึม
ปกติโลหะทรานซิชันอยู่ในสิ่งมีชีวิตเป็นธาตุปริมาณน้อยมาก โดยสังกะสีและเหล็กเป็นธาตุที่พบมากที่สุด โลหะเหล่านี้ใช้เป็นโคแฟกเตอร์ในโปรตีนบางตัว และมีความสำคัญต่อกัมมันตภาพของเอ็นไซม์อย่างคะแทเลสและโปรตีนพาออกซิเจนอย่างฮีโมโกลบิน โคแฟกเตอร์โลหะจับกับจุดจำเพาะในโปรตีนอย่างแน่น แม้โคแฟกเตอร์เอ็นไซม์สามารถดัดแปรได้ระหว่างคะแทไลสิส โคแฟกเตอร์เหล่านี้จะกลับสู่สถานะเดิมเสมอเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาที่เกิดคะแทไลสิสแล้ว สารอาหารรองโลหะรับเข้าสู่สิ่งมีชีวิตโดยตัวพาจำเพาะและจับกับโปรตีนเก็บอย่างเฟอร์ริตินหรือเมทัลโลไธโอนีนเมื่อไม่ใช้ ดาวเคราะห์นอกระบบ
ดาวฤกษ์ส่วนมากจะประกอบด้วยธาตุเบา อาทิ ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม โดยอาจมีส่วนประกอบธาตุหนักอย่างเหล็กในสัดส่วนเล็กน้อย สัดส่วนนี้เป็นตัวบ่งชี้ถึงค่าความเป็นโลหะของดาว ดาวฤกษ์ที่มีค่าความเป็นโลหะสูงจะมีโอกาสที่จะมีดาวเคราะห์สูงกว่า และดาวเคราะห์ของดาวฤกษ์กลุ่มนี้มีแนวโน้มจะมีมวลมากกว่าดาวเคราะห์ของดาวฤกษ์ซึ่งมีค่าความเป็นโลหะต่ำ[4] โลหะ
ธาตุส่วนใหญ่ในตารางธาตุเป็นโลหะ และจะอยู่ด้านซ้ายของตาราง โดยความเป็นโละหะจะค่อย ๆลดลงจากซ้ายไปขวา 
โลหะที่มีมากที่สุดในโลก คือ อะลูมิเนียม ธาตุกึ่งโลหะ
โดยปกติทั่วไปแล้วธาตุกึ่งโลหะ ประกอบด้วย 6 ธาตุ คือ โบรอน, ซิลิคอน, เจอร์เมเนียม, สารหนู, พลวงและเทลลูเรียม แต่บางครั้งการจำแนกธาตุกึ่งโลหะได้รวม คาร์บอน, อะลูมิเนียม, ซีลีเนียม, พอโลเนียมและแอสทาทีนไว้ด้วย ในตารางธาตุทั่วไปนั้นสามารถพบธาตุกึ่งโลหะได้ที่บริเวณเส้นทแยงมุมของ บล็อก-p โดยเริ่มจากโบรอนไปจนถึงแอสทาทีน ในบางตารางธาตุที่ประกอบด้วยเส้นแบ่งระหว่างโลหะกับอโลหะและธาตุกึ่งโลหะนั้นจะอยู่ติดกับเส้นแบ่งนี้ แทลเลียม
แทลเลียม () คือธาตุที่มีหมายเลขอะตอม 81 และสัญลักษณ์คือ Tl เป็นธาตุโลหะสีเทา เนื้ออ่อนนุ่ม สามารถยืดได้คล้ายดีบุก แต่เมื่อสัมผัสอากาศจะเปลี่ยนสี แทลเลียมเป็นธาตุที่มีลักษณะคล้ายอินเดียมคือเป็นโลหะที่หายาก และอ่อนนิ่มมาก ไม่มีการออกไซด์เคลือบที่ผิว ดังนี้นจึงเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกับออกซิเจนในอากาศอย่างรวดเร็ว แทลเลียมมีเลขออกซิเดชันได้ทั้ง +1 และ +3 กากกัมมันตรังสี
สำหรับกากกัมมันตรังสีที่แท้จริงดังกล่าวสารเคมีและของเสียจากกระบวนการสกัด เป็นกากกัมมันตรังสีของเหลวระดับรังสีสูง ซึ่งจะถูกลดปริมาตรลง แล้วนำไปหลอมรวมกับแก้วให้อยู่ในรูปของผลึกแก้วบรรจุในภาชนะเหล็กไร้สนิมหรือทองแดง ซึ่งมีความคงทนสามารถกักเก็บสารกัมมันตรังสีไม่ให้รั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อมได้นานนับพันปี ซึ่งเป็นเวลาที่กากกัมมันตรังสีจากการแตกตัวของยูเรเนียมสลายตัวเกือบหมด ส่วนธาตุที่ครึ่งชีวิตยาวเช่น ยูเรเนียม พลูโทเนียม และอะเมริเซียมจะมีอันตรายทางรังสีเท่ากับแร่ยูเรเนียมในธรรมชาติ ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ดาวฤกษ์ชนิดดารากร 2 () หรือดาวฤกษ์ที่มีธาตุโลหะน้อย (metal-poor) คือดาวฤกษ์ที่มีส่วนประกอบความเป็นโลหะค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ดีพึงระลึกด้วยว่า วัตถุดาราศาสตร์ที่มีความเป็นโลหะสูงนั้นจะมีส่วนประกอบอื่นๆ นอกจากไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นปริมาณสัมพัทธ์ที่ต่ำด้วย ธาตุโลหะเป็นเพียงส่วนประกอบเพียงเล็กน้อยอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับส่วนประกอบเคมีทั้งมวลที่มีอยู่ในเอกภพ ซึ่งมีอายุผ่านมา 13,700 ล้านปีแล้วหลังจากเกิดบิกแบง วัตถุที่มีความเป็นโลหะต่ำนั้นถือว่ามีอายุเก่าแก่กว่า เพราะก่อตัวขึ้นในช่วงแรกเริ่มของการกำเนิดเอกภพ เป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในดุมดาราจักรบริเวณใกล้ศูนย์กลางของดาราจักร (คือดารากร 2 แบบปานกลาง) รวมถึงในกลดดาราจักร (ดารากร 2 แบบกลด) ที่มีอายุเก่าแก่ยิ่งกว่าและมีความเป็นโลหะต่ำยิ่งกว่า ในกระจุกดาวทรงกลมจะมีดาวฤกษ์สมาชิกเป็นดารากร 2 เชื่อว่าดาวฤกษ์ชนิดดารากร 2 นี้เป็นต้นกำเนิดของธาตุต่างๆ ในตารางธาตุ ยกเว้นธาตุกลุ่มที่ไม่เสถียร แพลทินัม
แพลทินัม หรือ ทองคำขาว () คือธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 78 และสัญลักษณ์คือ Pt เป็นธาตุโลหะทรานซิชัน มีสีเงินเทา มีน้ำหนักมาก สามารถยืดและตีเป็นแผ่นได้ แพลทินัมทนต่อการกัดกร่อนมาก ในธรรมชาติพบอยู่กับสินแร่ของนิกเกิลและทองแดง ปัจจุบันแพลทินัมมีราคาสูงกว่าทองคำ 2-3 เท่า แพลทินัมสามารถใช้ทำเครื่องประดับ อุปกรณ์ในห้องทดลอง ตัวนำไฟฟ้า งานทันตกรรม และเครื่องกรองไอเสียในรถยนต์ ธาตุแพลทินัมเรียกได้อีกอย่างว่า ทองคำขาว ซึ่งอาจจะสร้างความสับสนกับ ทองขาว (White gold) แพลทินัมจะแกะลายได้สวยกว่าทองเนื่องจากความหนาแน่นสูง และเมื่อใช้ไปในระยะยาวจะยังคงมีลายที่คมชัดเหมือนเดิมไม่สึกออกไปเหมือนทอง (แพลทินัมจะน้ำหนักเท่าเดิมไม่สูญหายเหมือนทองที่พอใช้ไปเรื่อยๆ เนื้อทองจะหลุดร่อนทุกครั้งที่กระทบกับวัตถุอื่นๆ) อโลหะ
แม้ว่าธาตุโลหะมีมากกว่าอโลหะห้าเท่า แต่ธาตุอโลหะสองธาตุ ไฮโดรเจนและฮีเลียม ประกอบเป็นร้อยละ 99 ของเอกภพที่สังเกตได้ และหนึ่งธาตุ ออกซิเจน ประกอบเป็นเกือบครึ่งหนึ่งของเปลือกโลก มหาสมุทรและบรรยากาศของโลก สิ่งมีชีวิตยังประกอบด้วยอโลหะแทบทั้งหมด และธาตุอโลหะก่อสารประกอบมากกว่าโลหะมาก ตารางธาตุ
ถึงแม้ว่าธาตุทุกตัวจนถึงออกาเนสซอนจะถูกค้นพบแล้ว แต่ธาตุที่มีเลขอะตอมมากกว่าฮัสเซียม (ธาตุที่ 108) มีเพียงแค่โคเปอร์นิเซียม (ธาตุที่ 112) และฟลีโรเวียม (ธาตุที่ 114) เท่านั้นที่ทราบสมบัติทางเคมีแล้ว ส่วนธาตุอื่น ๆ ที่มีเลขอะตอมมากกว่าฮัสเซียมนั้น สมบัติทางเคมีของมันเป็นเพียงแค่การทำนายโดยการประมาณค่าหรือพิจารณาความสัมพันธ์ทางเคมี เช่น ทำนายว่าฟลีโรเวียมจะมีสมบัติที่คล้ายคลึงกับธาตุในหมู่แก๊สมีตระกูล แม้ว่าปัจจุบันมันจะจัดให้อยู่ในหมู่คาร์บอนก็ตาม[80] การทดลองส่วนใหญ่ได้บ่งชี้เช่นนั้น ถึงอย่างนั้น ฟลีโรเวียมแสดงความประพฤติทางเคมีเหมือนกับตะกั่ว ตามตำแหน่งของธาตุที่คาดไว้[81] โลหะเบา
โลหะเบา คือโลหะที่มีน้ำหนักอะตอมต่ำ จุดแบ่งแยกระหว่างโลหะหนักกับโลหะเบาอาจมีการแบ่งที่ไม่เหมือนกัน แต่โลหะเบาก็มักจะมีธาตุลิเทียม เบริลเลียม โซเดียม แมกนีเซียม และอะลูมิเนียมรวมอยู่ด้วย บางครั้งโลหะเบาก็รวมไปถึงโลหะอื่นที่มีน้ำหนักอะตอมน้อยกว่าธาตุนิกเกิล และหลังจากนิกเกิลเป็นต้นไปก็เป็นโลหะหนัก ปกติแล้วโลหะเบาจะเป็นพิษน้อยกว่าโลหะหนัก โลหะเบาหลายชนิดจะเป็นพิษเมื่อมีปริมาณมาก ความเป็นโลหะ (ดาราศาสตร์)
ดาวฤกษ์ชนิดดารากร 1 () หรือดาวที่มีธาตุโลหะอยู่มาก (metal-rich) เป็นดาวฤกษ์ที่มีอายุน้อยและมีส่วนประกอบความเป็นโลหะสูงที่สุด ดวงอาทิตย์ของเราจัดว่าเป็นตัวอย่างหนึ่งของดาวฤกษ์ชนิดนี้ และพบได้มากมายทั่วไปสำหรับดาวฤกษ์ที่อยู่บนแขนก้นหอยของดาราจักรทางช้างเผือก ดิสโพรเซียม
ดิสโพรเซียม () คือธาตุที่มีหมายเลขอะตอม 66 และสัญลักษณ์คือ Dy 
ดิสโพรเซียมเป็นธาตุโลหะเอิร์ธหายากมีลักษณะสีเงินวาวอ่อนนุ่มสามารถตัดได้ด้วยมีดมีความเสถียรในอากาศที่อุณหภูมิห้องละลายได้ดีในกรดเจือจางและเข้มข้นโดยจะปล่อยก๊าซไฮโดรเจนออกมา ความต้านทานและการนำไฟฟ้า
ความต้านทานและการนำกระแสไฟฟ้าของเส้นลวด, ตัวต้านทานหรือองค์ประกอบอื่น ๆ จะถูกกำหนดด้วยคุณสมบัติสองอย่างนี้เป็นส่วนใหญ่:รูปร่างทางเรขาคณิตเป็นสิ่งสำคัญเพราะมันจะยากกว่าที่จะผลักดันน้ำผ่านท่อที่ยาวและแคบกว่าท่อกว้างและสั้น ในทางเดียวกันลวดทองแดงที่ยาวและบางจะมีความต้านทานสูงกว่า (การนำไฟฟ้าต่ำกว่า) ลวดทองแดงหนาและสั้น สภาพนำยวดยิ่ง
ความต้านทานไฟฟ้าในตัวนำไฟฟ้าที่เป็นโลหะนั้นจะลดลงเมื่ออุณหภูมิลดต่ำลง อย่างไรก็ตาม ตัวนำทั่วไปอย่างเช่น ทองแดงและเงินที่ไม่บริสุทธิ์หรือมีตำหนิอื่น ๆ จะมีขีดจำกัดในการลดอุณหภูมิลง ถึงแม้อุณหภูมิจะเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ แต่ทองแดงก็ไม่สามารถมีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ได้ ในทางตรงกันข้าม ความต้านทานของตัวนำยวดยิ่งนั้นจะแสดงสภาพความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ได้โดยไม่ต้องลดอุณหภูมิให้ถึงศูนย์สัมบูรณ์ เพียงแค่ลดอุณหภูมิให้ถึงค่า ๆ หนึ่งที่เรียกว่า"อุณหภูมิวิกฤต" (Critical Temperature) ความต้านทานไฟฟ้าจะมีค่าเป็นศูนย์อย่างทันที่ทันใด กระแสไฟฟ้าจะไหลในวงจรที่มีสายไฟที่มีสภาพตัวนำยวดยิ่งอย่างไม่จำกัดโดยไม่มีการสูญเสียกำลังเลยแม้แต่น้อย ความวาว
วาวแบบกึ่งโลหะ (Submetallic lustre) แร่ที่มีความวาวแบบกึ่งโลหะจะมีลักษณะความวาวแบบโลหะ แต่จะมีความวาวน้อยกว่า ส่วนใหญ่จะพบในแร่ที่เกือบทึบแสงและมีดัชนีหักเหสูง เช่น แร่สฟาเลอไรต์ (Sphalerite) แร่ซินนาบาร์ (Cinnabar) และแร่คิวไพรต์ (Cuprite) โลหะ
ธาตุที่มีสมบัติความเป็นโลหะสูง คือ ธาตุที่สามารถให้ หรือสูญเสียอิเล็กตรอนแก่ธาตุอื่น ๆ ได้ดี เทอร์เบียม
เทอร์เบียมเป็นธาตุโลหะเอิร์ธหายากมีลักษณะสีเทาเงินวาวอ่อนนุ่มยืดเป็นเส้นตีเป็นแผ่นได้ และสามารถตัดได้ด้วยมีดมีความเสถียรในอากาศ มีสองรูปผลึก (allotropes) ที่ต่างกันโดยจะเปลี่ยนรูปที่อุณหภูมิ 1289 °C โลหะทรานซิชัน
โลหะทรานซิชันมีทั้งหมด 40 ตัว จะประกอบด้วยธาตุที่มีเลขอะตอมดังนี้ 21 ถึง 30,39 ถึง 48,71 ถึง 80, และ 103 ถึง 112 ชื่อ "ทรานซิชัน" มาจากตำแหน่งของมันในตารางธาตุทั้ง 4 คาบที่มันอยู่ ธาตุเหล่านี้จะแทนการเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนเข้าไปอยู่ในวงโคจร ดี ของอะตอม (atomic orbital) ด้วยเหตุนี้ โลหะทรานซิชันจึงมีความหมายถึงการส่งผ่าน (transition) ของธาตุหมู่ 2 และหมู่ 13"ธาตุทรานซิชัน"
กลุ่มธาตุใหญ่กลุ่มหนึ่ง มีตำแหน่งอยู่ระหว่างหมู่ II A และ III A ในตารางธาตุ เรียกว่าธาตุทรานซิชัน และโดยที่ธาตุเหล่านี้ทุกธาตุเป็นโลหะ จึงนิยมเรียกโลหะทรานซิชันด้วย ธาตุเหล่านี้แตกต่างกับธาตุเรพรีเซนเตตีฟ คือ เริ่มมีการเติมอิเล็กตรอนเข้าไปยังเชลล์ย่อย d หรือ f แต่เดิมให้นิยามของธาตุทรานซิชันว่า เป็นธาตุซึ่งเมื่อเป็นธาตุอิสระหรือเมื่ออยู่ในรูปของสารประกอบ อิเล็กตรอนอยู่ไม่เต็มในเชลล์ย่อย d หรือ f แต่ต่อมาได้มีการให้คำนิยามใหม่โดยเน้นสมบัติทางเคมีของธาตุเหล่านี้ นิยามใหม่ของธาตุทรานซิชันคือ เป็นธาตุที่มีอย่างน้อย 1 อิออนมีอิเล็กตรอนบรรจุในเชลล์ย่อย d หรือ f ไม่เต็ม ตามนิยามนี้ธาตุสแกนเดียม (Sc) ซึ่งมีโครงสร้างอิเล็กโตรนิกเป็น[Ar] 3d1 4s2 เมื่อรวมตัวกับสารอื่นให้วาเลนซ์อิเล็กตรอนไปหมดเกิดเป็น Sc3+ อิออนนี้ไม่มีอิเล็กตรอนเหลือในเชลล์ย่อย d เลย ประกอบกับสแกนเดียมมีเลขออกซิเดชันเพียงค่าเดียว+3 ดังนั้นตามนิยามใหม่นี้ Sc ไม่จัดเป็นโลหะทรานซิชัน สังกะสี (ZN) ก็เช่นกันเมื่อเกิดเป็นสารประกอบ มีเลขออกซิเดชันเป็น +2 ได้เพียงค่าเดียว และ Zn2+ มีโครงสร้างอิเล็กโตรนิกเป็น [Ar]3d10ซึ่งมีอิเล็กตรอนเต็มในเชลล์ย่อย d จึงไม่จัดเป็นโลหะทรานซิชันเช่นกัน (จัด Zn เป็นposttransition element) ส่วนทองแดง (Cu) มีอิออน Cu2+จะมีอิเล็กตรอนอยู่เต็มในเชลล์ย่อย d([Ar]3d10)ก็ตาม จัดเป็นโลหะทรานซิชันเพราะเข้าข่ายตามนิยามที่ว่ามีอิออนอย่างน้อย 1 ไอออน มีอิเล็กตรอนในเชลล์ย่อย d ไม่เต็ม ธาตุกึ่งโลหะ
กึ่งโลหะป็นคำที่มาจากภาษาลาติน และภาษากรีก (คล้ายคลึงอยู่ในลักษณะที่ปรากฏ) [98] แม้ว่าบางส่วนของสิ่งเหล่านี้จะมีความหมายอื่นๆที่ไม่จำเป็นต้องที่จะต้องใช่แทนกันได้ องค์ประกอบแอมโฟเทอริก[99] เส้นแบ่ง [100] ได้แก่ กึ่งโลหะ[101] ธาตุกึ่งกลาง [102] ใกล้โลหะ สารกึ่งตัวนำ กึ่งโลหะ และโลหะย่อย องค์ประกอบแอมโฟเทอริก บางครั้งใช้กันในวงกว้างมากขึ้นจะรวมถึงโลหะ การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการเกาะตัวของ oxyanions เช่น โครเมียมและแมงกานีส กึ่งโลหะถูกนำมาใช้ในสาขาวิชาฟิสิกส์เพื่ออ้างอิงถึงสารประกอบ เช่นก๊าซโครเนียม หรือโลหะผสมที่สามารถทำหน้าที่เป็นตัวนำและฉนวนที่เป็นเมตาโลหะ บางครั้งใช้แทนในการอ้างอิงโลหะบางชนิด (Be,สังกะสี,แคดเมียม,ปรอทในTL,β-SN,Pb) ตั้งอยู่ทางด้านซ้ายของกึ่งโลหะในตารางธาตุมาตรฐานทั้งหมดนี้โลหะเป็นแม่เหล็กซะส่วนใหญ่ และมีแนวโน้มที่จะมีโครงสร้างผลึกบิดเบี้ยวค่าการนำไฟฟ้าที่ปลายล่างของตัวที่เป็นโลหะและสารประกอบออกไซค์ กึ่งโลหะบางครั้งหลวมหรือมีความบ่งบอกโลหะด้วยอักขระโลหะที่ไม่สมบูรณ์ในโครงสร้างผลึกการนำไฟฟ้าหรือโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่น แกลเลียม อิตเทอร์เบียม มิสมัท และเนปทูเนียม ชื่อขององค์ประกอบแอมโฟเทอริก และสารกึ่งตัวนำที่มีปัญหาเป็นองค์ประกอบบางอย่างที่เรียกว่า กึ่งโลหะ จะไม่แสดงพฤติกรรมที่ทำเครื่องหมาย ตัวอย่างเช่น บิสมัทหรือ พอโลเนียม ในรูปแบบที่มีเสถียรภาพมากที่สุด พันธะโคเวเลนต์
พันธะโคเวเลนต์มักเกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาทิวิตีใกล้เคียงกัน ธาตุอโลหะมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะโคเวเลนต์มากกว่าธาตุโลหะซึ่งมักสร้างพันธะโลหะ เนื่องจากอิเล็กตรอนของธาตุโลหะสามารถเคลื่อนอย่างอิสระ ในทางกลับกัน อิเล็กตรอนของธาตุอโลหะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระนัก การใช้อิเล็กตรอนร่วมกันจึงเป็นทางเลือกเดียวในการสร้างพันธะกับธาตุที่มีสมบัติคล้าย ๆ กัน อย่างไรก็ดี พันธะโคเวเลนต์ที่มีโลหะนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเร่งปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น พันธะโคเวเลนต์ระหว่างสารอินทรีย์กับโลหะเป็นเครื่องมือสำคัญของกระบวนการสร้างพอลิเมอร์หลายๆ กระบวนการ เป็นต้น(cr.ดร.วัชราฃรณ์ ลาบา) สารหนู
สารหนูมีสามอัญรูป ได้แก่สถานะออกซิเดชันของสารหนู คือ -3, 0, +3, +5 กล่าวคือเป็นได้ทั้งบวกและลบ สารหนูเป็นธาตุกึ่งโลหะ การมีสมบัติเป็นกึ่งโลหะหมายความว่าสามารถทำปฏิกิริยาได้กับทั้งโลหะและอโลหะ ออกไซด์ของสารหนูเป็นทั้งกรดและเบส ทำปฏิกิริยาได้ดีกับคลอรีนและฟอสฟอรัสซึ่งเป็นอโลหะ และทำปฏิกิริยากับโลหะอื่นจำนวนมากให้อาร์เซไนด์ ตารางธาตุ
ในหมู่ของธาตุ สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนคาดว่าจะลดลงจากบนลงล่าง เนื่องด้วยอิเล็กตรอนตัวใหม่จะต้องเข้าไปในออร์บิทัลที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น ด้วยความที่อิเล็กตรอนเชื่อมของนิวเคลียสน้อยอยู่แล้ว จึงทำให้มันปล่อยพลังงานไม่มาก ถึงกระนั้น ในหมู่ของธาตุ ธาตุสามตัวแรกจะผิดปกติ ธาตุที่หนักกว่าจะมีสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนมากกว่าธาตุที่เบากว่า และในวงย่อย d และ f สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนจะไม่ได้ลดลงตามหมู่ไปเสียทั้งหมด ดังนั้นการที่สัมพรรคภาพลดลงตามหมู่จากบนลงล่างนี้ จะเกิดขึ้นได้ในอะตอมของธาตุหมู่ 1 เท่านั้น[35] ตารางธาตุ
นักเคมีบางคนอธิบายว่า "ธาตุบล็อก-d" และ "โลหะแทรนซิชัน" สามารถสลับกันได้ ซึ่งทำให้หมู่ที่ 3–12 กลายเป็นโลหะแทรนซิชัน ในกรณีนี้ธาตุหมู่ 12 จะถือว่าเป็นกรณีพิเศษของโลหะแทรนซิชัน เพราะธาตุหมู่ 12 ไม่ได้ใช้อิเล็กตรอนในวงย่อย d ในการทำพันธะกับธาตุอื่น แต่การค้นพบล่าสุด พบว่าปรอทสามารถใช้อิเล็กรอนในวงย่อย d ในการสร้างพันธะกับฟลูออรีน เป็นเมอร์คิวรี(IV) ฟลูออไรด์ (HgF4) ทำให้มีนักเคมีบางคนเสนอว่าปรอทควรจะถูกจัดให้เป็นโลหะแทรนซิชัน[95] ส่วนนักเคมีคนอื่น ๆ เช่น เจนเซน[96] แย้งว่าการเกิดของ HgF4 สามารถเกิดได้ในภาวะที่ผิดปกติอย่างมากเท่านั้น ดังนั้นปรอทจึงไม่ถูกจัดให้เป็นโลหะแทรนซิชัน โดยการพิจารณาความหมายโดยสามัญ[96] แฟรนเซียม
แฟรนเซียมเป็นธาตุในหมู่โลหะแอลคาไลซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกับซีเซียม แฟรนเซียมเป็นธาตุหนักที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเดียวมันมีน้ำหนักสมมูลสูงกว่าธาตุอื่นใด แฟรนเซียมเหลว ถ้าสร้างขึ้นได้แล้วควรจะมีแรงตึงผิว 0.05092 นิวตัน/เมตร ที่จุดหลอมเหลว มีการคำนวณว่า จุดหลอมเหลวของแฟรนเซียมมีค่าใกล้เคียงกับ 27 °C (80 ° F, 300 K) จุดหลอมเหลวของแฟรนเซียมนั้นไม่แน่นอน เนื่องจากแฟรนเซียมเป็นธาตุหายากและเป็นกัมมันตรังสีสูง ดังนั้นค่าประมาณของจุดเดือดคืออุณหภูมิที่ 677 °C (1250 °F, 950 K) ก็ไม่แน่นอนเช่นกัน ธาตุกึ่งโลหะ
ตำแหน่งเส้นทแยงมุมของธาตุกึ่งโลหะหมายถึงข้อยกเว้นที่จะสังเกตว่าองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในกลุ่มแนวตั้ง.[8] สามารถเห็นผลที่เกี่ยวข้องในความคล้ายคลึงอื่น ๆ เส้นทแยงมุมระหว่างองค์ประกอบบางอย่างและธาตุทางด้านขวาล่างโดยเฉพาะ แมกนีเซียม ลิเทียม เบริลเลียม อะลูมิเนียม โบรอน และ ซิลิคอน [9] โดยมีคนแย้งว่าคล้ายคลึงกันจึงทำให้ขยายไปถึงคาร์บอน ฟอสฟอรัส ไนโตรเจน กำมะถันและธาตุในบล็อก-d ผลกระทบฮอลล์
คุณลักษณะหนึ่งที่สำคัญมากของผลกระทบฮอลล์ก็คือว่ามันสร้างความแตกต่างระหว่างประจุบวกที่เคลื่อนที่ในทิศทางหนึ่งและประจุลบที่จะเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม ผลกระทบฮอลล์ได้นำเสนอหลักฐานจริงครั้งแรกว่ากระแสไฟฟ้าในโลหะถูกนำพาโดยอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ ไม่ใช่โดยโปรตอน ผลกระทบฮอลล์ยังแสดงให้เห็นด้วยว่าในสารบางอย่าง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารกึ่งตัวนำแบบ P) มันจะเหมาะสมกว่าที่จะคิดว่ากระแสเป็นการเคลื่อนที่ของ "โฮล" ที่เป็นบวก แทนที่จะเป็นการเคลื่อนที่โดยอิเล็กตรอนที่เป็นลบ แหล่งทั่วไปของความสับสนเกี่ยวกับผลกระทบฮอลล์ก็คือว่าโฮลจะเคลื่อนที่ไปทางซ้ายแต่ที่จริงๆแล้วอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปทางขวา ดังนั้นใครคนหนึ่งคาดว่าจะเห็นค่าสัมประสิทธิ์ฮอลล์มีเครื่องหมายเดียวกันทั้งอิเล็กตรอนและโฮล อย่างไรก็ตามความสับสนนี้สามารถแก้ไขได้โดยทฤษฎีควอนตัมกลที่ทันสมัย​​ของการขนส่งในของแข็ง[6] โลหะแอลคาไล
สมบัติทางกายภาพและทางเคมีของโลหะแอลคาไลนั้นสามารถูกอธิบายได้ด้วยวงเวเลนซ์ ns ซึ่งอธิบายว่าเมื่อทำปฏิกิริยาแล้ว จะทำให้เกิดพันธะโลหะอย่างอ่อน นอกจากนั้น โลหะแอลคาไลยังเป็นโลหะที่อ่อน มีความหนาแน่น จุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เช่นเดียวกับความร้อนของการระเหิด การกลายเป็นไอ และการแยกตัว เมื่อโลหะแอลคาไลถูกทำให้เป็นคริสตัลแล้ว จะมีลักษณะโครงสร้างเป็นรูปลูกบาศก์กลางตัว และเมื่อนำโลหะแอลคาไลเผาแล้วจะให้เปลวไฟซึ่งมีสีโดดเด่น เนื่องด้วยอิเล็กตรอนวงนอกสุดค่อนข้างที่จะถูกกระตุ้นได้ง่ายอิเล็กตรอนวงนอกสุดยังมีผลทำให้รัศมีอะตอมและไอออนิกมีค่ามาก เช่นเดียวกับการนำความร้อนและไฟฟ้าซึ่งก็ทำได้มากไปด้วย สมบัติทางเคมีของพวกมันจะหายไปได้ เมื่อโลหะแอลคาไลสูญเสียเวเลนซ์อิเล็กตรอนตัวเดียวไป ซึ่งทำให้มีสถานะออกซิเดชันเป็น +1 เนื่องด้วยความสะดวกที่จะถูกทำให้แตกตัวเป็นไอออน และมีพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่สองสูงมาก สมบัติทางเคมีของโลหะแอลคาไล 5 ตัวแรกถูกยืนยันไปส่วนใหญ่แล้ว มีเพียงสมบัติทางเคมีของแฟรนเซียม ที่ไม่สามารถตรวจสอบและบันทึกได้อย่างแม่นยำ เนื่องด้วยความเป็นกัมมันตรังสีสูงมาก ทำให้การตรวจสอบถูกจำกัด เหล็ก
เหล็กเป็นโลหะสีเงินสีขาวหรือสีเทา เป็นเงา วิธีการหล่อสามารถใช้ค้อนทุบเป็นแผ่นบางๆได้ และยังสามารถยืดได้ เหล็กมีความต้านทานแรงดึงสูงมาก อีกทั้งยังนำไฟฟ้า นำความร้อนได้ดีอีกด้วยและยังสามารถใช้ประโยชน์ต่างๆได้มากมาย แต่คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเหล็กนั้นคือสามารถหล่อแล้วขึ้นรูปใหม่ได้และยังมีความทนทานที่ยอดเยี่ยม นอกจากนี้เหล็กสามารถใช้ในการโค้ง งอ ม้วน ดัดเป็นรูปร่างรูปแบบและอื่นๆ เพื่อนำมาประดิษฐ์เป็นสิ่งของที่เรานำมาใช้ในชีวิตประจำวัน หรือนำมาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมได้[4] [5][6] กำมะถัน
กำมะถัน หรือ ซัลเฟอร์ () เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ S และเลขอะตอม 16 เป็นอโลหะที่มีอยู่ทั่วไป ไม่มีรสหรือกลิ่น และมีวาเลนซ์ได้มากมาย กำมะถันในรูปแบบปกติเป็นของแข็งสีเหลืองที่เป็นลึก ในธรรมชาติ สามารถพบได้ในรูปธาตุเอง หรือแร่ซัลไฟด์และซัลเฟต เป็นธาตุจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต และพบในกรดอะมิโนหลายชนิด การใช้ในเชิงพาณิชย์ที่เป็นหลัก คือ ในปุ๋ย แต่นอกจากนี้ยังใช้ในดินปืน ไม้ขีดไฟ ยาฆ่าแมลง และยาฆ่ารา ไฟฟ้า
ชิ้นส่วนในวงจรไฟฟ้าสามารถเป็นได้หลายรูปแบบ ซึ่งอาจเป็นตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ, สวิตช์, หม้อแปลงและอิเล็กทรอนิกส์ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่แอคทีฟ มักจะเป็นสารกึ่งตัวนำ และมักจะแสดงพฤติกรรมที่ไม่เป็นเส้นตรง ที่ต้องใช้การวิเคราะห์ที่ซับซ้อน ชิ้นส่วนไฟฟ้าที่ธรรมดาที่สุดจะเป็นพวกที่เรียกว่าพาสซีฟและเชิงเส้น คือในขณะที่พวกมันอาจจัดเก็บพลังงานไว้เป็นการชั่วคราว พวกมันไม่มีแหล่งที่มาของพลังงานในตัวมันเอง และจะแสดงการตอบสนองต่อสิ่งเร้าแบบเชิงเส้น[46]:15–16 ทองคำสี
ทองคำม่วง (Purple gold) เป็นโลหะเจือของทองคำและอะลูมิเนียม โดยจะประกอบด้วยทองประมาณ 79% จึงสามารถเรียกเป็นทอง 18 กะรัตได้ ทองคำม่วงเปราะกว่าโลหะเจือทองคำชนิดอื่นๆ แตกหักได้ง่าย ดังนั้นปกติจึงใช้เป็นตัวเรือนแทนอัญมณีมากกว่าจะใช้เป็นทำเป็นตัวเรือนเครื่องประดับเลย ทองคำฟ้า (Blue gold) เป็นโลหะเจือที่คล้ายกัน เกิดจากการผสมระหว่างทองคำและอินเดียม โลหะ
โลหะ คือ วัสดุที่ประกอบด้วยธาตุโลหะที่มีอิเล็กตรอนอิสระอยู่มากมาย นั่นคืออิเล็กตรอนเหล่านี้ไม่ได้เป็นของอะตอมใดอะตอมหนึ่งโดยเฉพาะ ทำให้มีคุณสมบัติพิเศษหลายประการ เช่น  บล็อก-p
บล็อก-p () เป็นหนึ่งในบล็อกของตารางธาตุ ประกอบด้วยธาตุกลุ่มอโลหะ และ กึ่งโลหะ และกลุ่มโลหะบางตัว ในหกหมู่หลังยกเว้นฮีเลียม ธาตุเหล่านี้ในสภาวะที่อะตอมมีพลังงานต่ำสุด (ground state) อิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงสุดจะอยู่ในวงโคจรพี (p-atomic orbital) แรงเคลื่อนไฟฟ้า
ในส่วนที่เป็นครึ่งเซลล์นั้น สังกะสีซัลเฟตเป็นอิเล็กโทรไลต์ มันเป็นสารละลายที่มีสังกะสีไอออนประจุบวก () formula_13 และซัลเฟตไอออนประจุลบ () formula_14 ที่มีผลรวมของประจุเป็นศูนย์ ขยะอิเล็กทรอนิกส์
ขยะอิเล็กทรอนิกส์นั้นมีผลเสียเกี่ยวข้องกับเรื่องของสารพิษบางอย่าง โดยเฉพาะหากจัดการไม่ดี พิษเหล่านี้มักจะเป็นโลหะหนัก ชนิดที่มีมากได้แก่ ตะกั่ว ปรอท และแคดเมียม นอกจากนี้ยังมีสารหนู กำมะถัน และสารเคมีอีกเป็นจำนวนมาก แม้กระทั่งจอมอนิเตอร์สำหรับคอมพิวเตอร์โดยทั่วไป ก็มีตะกั่วอยู่ถึง 6 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ส่วนมากจะอยู่ในแก้วของจอภาพ CRT กล่าวโดยสรุปว่า มีธาตุต่าง ๆ ในขยะอิเล็กทรอนิกส์มากขึ้น 38 ชนิดด้วยกัน ความไม่อยู่ยั่งยืนของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นับเป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ต้องมีการรีไซเคิลหรืออาจนำกลับมาใช้ใหม่ (หากจัดการได้เหมาะสม) สำหรับขยะอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหลาย อโลหะ
ในวิชาเคมี อโลหะเป็นธาตุเคมีซึ่งส่วนมากขาดคุณสมบัติของโลหะ ทางกายภาพ อโลหะมักกลายเป็นไอ (ระเหย) ง่าย มีความยืดหยุ่นต่ำ และเป็นฉนวนความร้อนและฉนวนไฟฟ้าที่ดี ในทางเคมี ธาตุเหล่านี้มักมีพลังงานไอออไนเซชันและค่าอิเล็กโตรเนกาทิวิตี (electronegativity) สูง และให้หรือได้อิเล็กตรอนเมื่อทำปฏิกิริยากับธาตุหรือสารประกอบอื่น มีสิบเจ็ดธาตุที่จัดเป็นอโลหะโดยทั่วไป ส่วนมากเป็นแก๊ส (ไฮโดรเจน ฮีเลียม ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน นีออน คลอรีน อาร์กอน คริปทอน ซีนอนและเรดอน) หนึ่งธาตุเป็นของเหลว (โบรมีน) และส่วนน้อยเป็นของแข็ง (คาร์บอน ฟอสฟอรัส กำมะถัน เซเลเนียมและไอโอดีน) ธาตุกึ่งโลหะ
หมวดหมู่:ตารางธาตุ หมวดหมู่:ธาตุกึ่งโลหะ ธาตุกึ่งโลหะ
ธาตุกึ่งโลหะเป็นธาตุที่มีองค์ประกอบก้ำกึ่งระหว่างพวกโลหะและอโลหะ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะจำแนกว่าเป็นโลหะหรืออโลหะ นี่คือความหมายทั่วไปที่กล่าวถึงลักษณะของธาตุกึ่งโลหะที่ถูกอ้างถึงอย่างต่อเนื่องในงานวิจัย[2] ความยากของการจัดหมวดหมู่เป็นคุณลักษณะสำคัญของธาตุกึ่งโลหะ ธาตุส่วนใหญ่มีคุณสมบัติของทั้งโลหะและอโลหะ และสามารถแบ่งได้ตามคุณสมบัติเพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยเฉพาะธาตุที่อยู่ใกล้เส้นขอบ ที่ไม่มีลักษณะชัดเจนว่าเป็นโลหะหรืออโลหะ จะถูกจัดเป็นกึ่งโลหะ แร่ที่มีธาตุโลหะหายาก
มวลสินแร่ Main และ East มีขนาดใหญ่ที่สุดวางตัวอยู่ในแนวตะวันออก-ตะวันตก ยาวประมาณ 1 และ 2 กิโลเมตรตามลำดับ และเอียงเทไปทางใต้ แร่หายาก 
ได้แก่ แบสต์นีไซต์ และ โมนาไซต์ กระจายอยู่ในหินคาร์บอเนต และมีความสัมพันธ์กับ แมกนีไทต์ ฮีมาไทต์ และฟลูออไรต์ รูปร่างของ Main Orebody 
พบว่า Massive Rare-Earth Iron Ore และ Fluorite Rare-Earth Iron Ore คือสินแร่ที่มีแร่หายากและเหล็กมากที่สุด ความสมบูรณ์เฉลี่ย 6 % REO เซรามิก
สารเซรามิกเป็นวัสดุอนินทรีย์ ที่ประกอบไปด้วยธาตุที่เป็นโลหะและอโลหะ โดยเกิดพันธะไอออนิกและพันธะโควาเลนต์ร่วมกัน โดยทั่วไปสารเซรามิกจะมีสมบัติที่แข็งและเปราะ มีแข็งแรงน้อย เพราะพันธะเคมีที่แข็งแรงทำมีจุดหลอมเหลวค่อนข้างสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ เป็นฉนวนไฟฟ้าและฉนวนความร้อนที่ดี เพราะไม่มีอิเล็กตรอนอิสระ การให้ความร้อนกับสารเซรามิกเป็นกระบวนการที่ทำให้สารเซรามิกมีโครงสร้างที่ตามที่ต้องการ ซึ่งมีกระบวนการที่สำคัญ 3 กระบวนการคือ ธาตุกึ่งโลหะ
ข้อยกเว้นนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแนวโน้มในแนวนอนและแนวตั้งของประจุนิวเคลียร์ ไปพร้อมระยะเวลาค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นกับนิวเคลียร์เลขอะตอมเช่นเดียวกับจำนวนของอิเล็กตรอน ดึงเพิ่มเติมเกี่ยวกับอิเล็กตรอนชั้นนอกเป็นค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นนิวเคลียร์โดยทั่วไปเมื่อเทียบกับผลการตรวจคัดกรองของการมีอิเล็กตรอนมากขึ้น ด้วยความผิดปกติบางอย่างอะตอมจึงกลายเป็นขนาดเล็กเพิ่มขึ้น พลังงานไอออนไนซ์และมีการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในลักษณะข้ามระยะเวลาจากโลหะกับองค์ประกอบของอโลหะ [10] จึงมีผลในการเพิ่มค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์โดยทั่วไปผลของอิเล็กตรอนเพิ่มเติมเป็นห่างไกลจากนิวเคลียส อะตอมโดยทั่วไปกลายเป็นพลังงานไอออไนซ์และตัวอักษรโลหะเพิ่มขึ้น [11] ผลสุทธิของโลหะอโลหะที่เลื่อนไปทางขวาจะลงในกลุ่ม [9] และความคล้ายคลึงกันในแนวทแยงคล้ายจะเห็นที่อื่น ๆ ในตารางธาตุตามที่ระบุไว้ [12]