Індій

Індій (In) хімічний елемент з атомним номером 49, атомна маса 114.82, електронна конфігурація [Kr]5s24d105p1; група 13, період 5, p-блок. Природний елемент складається з двох ізотопів з масовими числами 113 та 115 (головний). Відомі ступені окиснення+ 1, +2, найбільш стійкий +3. Оксиди In2O, In2O3. Гідрооксид In(ОН)3 амфотерний.

Індій (In)
Атомний номер 49
Зовнішній вигляд простої речовини дуже м'який
сріблясто-білий метал
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса) 114,818 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 166 пм
Енергія іонізації (перший електрон) 558,0(5,78) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Kr] 4d10 5s2 5p1
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 144 пм
Радіус іона (+3e) 81 пм
Електронегативність (за Полінгом) 1,78
Електродний потенціал 0
Ступені окиснення 3
Термодинамічні властивості
Густина 7,31 г/см³
Молярна теплоємність 0,234 Дж/(К·моль)
Теплопровідність 81,8 Вт/(м·К)
Температура плавлення 429,32 К
Теплота плавлення 3,24 кДж/моль
Температура кипіння 2353 К
Теплота випаровування 225,1 кДж/моль
Молярний об'єм 15,7 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки Тетрагональна
Період ґратки 4,590 Å
Відношення с/а n/a
Температура Дебая 129,00 К
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 Індій у Вікісховищі

Проста речовина — індій, однойменний м'який сріблясто-білий метал - т. пл. 156.78 ºС, т. кип. 2080 ºС, густина 7.31 г см−3.

Стійкий на повітрі, але окиснюється при сильному нагріванні до In2O3, розчиняється в кислотах, взаємодіє з хлором, бромом, йодом.

За геохімічними властивостями In близький до Fe, Zn і Sn.

Головні мінерали-носії (середній вміст Індію, %): сфалерит (0,0049), халькопірит (0,0012), каситерит (0,0024), ґаленіт (0,0004).

Концентрується у високотемпературних гідротермальних поліметалічних рудах, особливо тих, що містять одночасно цинк (мідь) і олово. Розсіяний рідкісний елемент.

Історія

Вперше індій виявили німецькі хіміки Фердинанд Райх (Ferdinand Reich) та Теодор Ріхтер (Theodore Richter) в 1863 році, проводячи спектроскопічний аналіз цинкової обманки. В 1864 році Ріхтеру вдалося виділити незначну кількість цього металу.

Походження назви

Спектроскопічна лінія індію має колір індиго.

Отримання

Одержують електролізом із хлоридного розчину на ртутному електроді:

Одержують Індій попутно при переробці руд кольорових металів.

Основні країни-виробники: США, Канада, Японія, Перу.

Світове виробництво індію на початку XXI ст. становить приблизно 340 т/рік.

Найбільші продуценти (2001): Китай (170 т), країни ЄС (70 т), Японія (55 т), Канада (35 т).

Ізотопи

Природній індій складається з двох різних ізотопів. Один з них стабільний, а інший має надзвичайно довгий період розпаду.

Масове числоЧастка у природному індіїПеріод напіврозпаду
1134,29 %
11595,71 %4,41×1014 років

Загалом відомо 78 ізотопів індію з масовими числами від 97 до 135, 39 з яких метастабільні. З нестабільних ізотопів, що не зустрічаються в природі, найбільші періоди напіврозпаду мають In114m (49,5 днів) і In111 (2,8 днів)[1].

Застосування

Індій може використовуватися у вигляді компоненту м'яких припійних сплавів. Мала твердість та висока ковкість роблять його ідеальним припоєм для з'єднання деталей, що виготовлені з металів із значно відмінними коефіцієнтами теплового розширення. Також він дозволяє спаювати неметалічні матеріали, в тому числі скло та кераміку, добре підходить для пайки золота. В цілому, додавання індію в сплав, покращує його змочувальну здатність, електропровідність, пластичність та знижує температуру плавлення.[2] Після вилучення з широкого обігу в галузі електроніки свинцю, у 2000-х роках активізувався пошук нових безсвинцевих припійних сплавів. Актуальність застосування припоїв із вмістом індію зростає, однак з огляду на його дефіцитність та високу вартість, вони все ще знаходять лише обмежене використання.[2][3] Завдяки здатності індію зберігати ковкість навіть в умовах низьких температур, припої на його основі використовуються в кріогенній техніці.[2][4][5] Загалом на сплави та припої припадає 12% світового споживання індію.[6]

В цілому, до технічних сфер застосування індію відносяться:

За прогнозами, попит на індій та ціни на нього продовжуватимуть зростати, завдяки постійному збільшенню споживацького попиту на рідкокристалічні панелі.[6] При нинішніх темпах видобування, розвіданих запасів індію вистачить ще на 18 років.[10]

Біологічна роль

Індій не має біологічної ролі, але є дані про те, що у малих дозах він здатний стимулювати обмін речовин. В організмі більшості людей сполуки індію зустрічаються дуже рідко. Наразі відомостей про вплив цих речовин на здоров'я людини існує мало і тому ці сполуки треба розцінювати як вкрай токсичні, а при роботі з ними дотримуватися техніки безпеки.[11]

Оскільки індій не є широко розповсюдженим в природі елементом, загрози земним або морським організмам він не становить. Однак вплив індію на довкілля ще детально не досліджувався.[11]

Література

Див. також

Посилання

  1. Isotopes of the Element Indium(англ.)
  2. Говард Г. Манко (1968). Пайка та припої. Матеріали, конструкції, технологія та методи розрахунку (російська). Москва: Машиностроение. с. 109–112.
  3. Медведєв А.М. (2007). Сборка и монтаж электронных устройств [Збірка та монтаж електронних пристроїв]. Мир электроники (російською). Москва: Техносфера. с. 107–108. ISBN 978-5-94836-131-4.
  4. Indium Corp. Індієво-срібний припійний сплав — Indalloy 3 (англ.)
  5. Indium Corp. Індієво-срібний припійний сплав — Indalloy 290 (англ.)
  6. Indium Price Supported by LCD Demand and New Uses for the Metal [Ціни на індій підтримуються попитом на РК панелі та нові сфери застосування цього металу]. www.geology.com (англійською). Новини геології. 2007. Архів оригіналу за 16 серпня 2013. Процитовано 14 серпня 2013.
  7. Jordan (31 жовтня 2008). "Между жаром и холодом": тестируем 17 термоинтерфейсов ["Між жаром та холодом": тестуємо 17 термоінтерфейсів]. www.overclockers.ru (російською). Архів оригіналу за 16 серпня 2013. Процитовано 14 серпня 2013.
  8. Голубое золото [Блакитне золото]. www.chasomerie.com (російською). Часомерье салон швейцарских часов. Архів оригіналу за 16 серпня 2013. Процитовано 14 серпня 2013.
  9. Введение небольшое количество [Введення невелика кількість]. www.ngpedia.ru. Большая Энциклопедия Нефти Газа (російською). Знание. Архів оригіналу за 16 серпня 2013. Процитовано 15 серпня 2013.
  10. Майкл Мойер; Каріна Сторрс (24 серпня 2010). How Much Is Left? The Limits of Earth's Resources [Скільки залишилося? Обмеження земних ресурсів]. www.scientificamerican.com. Scientific American (англійською). Архів оригіналу за 16 серпня 2013. Процитовано 14 серпня 2013.
  11. Indium In [Індій In]. www.lenntech.com (англійською). LENNTECH системи обробки води. Архів оригіналу за 16 серпня 2013. Процитовано 14 серпня 2013.

Література

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.