powered by CADENAS

Social Share

Индий (11587 views - Material Database)

И́ндий — элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы III группы), атомный номер 49. Обозначается символом In (лат. Indium). Относится к группе лёгких металлов. Простое вещество индий — ковкий, легкоплавкий, очень мягкий металл серебристо-белого цвета. Сходен по химическим свойствам с алюминием и галлием, по внешнему виду с цинком.
Go to Article

Индий

Индий

49 КадмийИндийОлово
Ga

In

Tl
ВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесон
49In
Внешний вид простого вещества

Очень мягкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Название, символ, номер

И́ндий / Indium (In), 49

Атомная масса
(молярная масса)

114,818(1)[1] а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Kr] 4d10 5s2 5p1

Радиус атома

166 пм

Химические свойства
Ковалентный радиус

144 пм

Радиус иона

(+3e) 81 пм

Электроотрицательность

1,78 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

−0,34 В

Степени окисления

+1, +3

Энергия ионизации
(первый электрон)

 558,0 (5,78) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

7,31 г/см³

Температура плавления

429,7485 К ​(156,5985 °C)[2]

Температура кипения

2345 К (2072 °C)

Уд. теплота плавления

3,24 кДж/моль

Уд. теплота испарения

225,1 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

26,7[3] Дж/(K·моль)

Молярный объём

15,7 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

Тетрагональная

Параметры решётки

a=3,252 c=4,946[4]

Отношение c/a

1,52

Температура Дебая

129 K

Прочие характеристики
Теплопроводность

(300 K) 81,8 Вт/(м·К)

Номер CAS

7440-74-6

49
Индий
114,818
4d105s25p1

И́ндий — элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы III группы), атомный номер 49. Обозначается символом In (лат. Indium). Относится к группе лёгких металлов. Простое вещество индий — ковкий, легкоплавкий, очень мягкий металл серебристо-белого цвета. Сходен по химическим свойствам с алюминием и галлием, по внешнему виду с цинком.

История

Индий обнаружили немецкие химики Фердинанд Райх и Теодор Рихтер (Theodore Richter) в 1863 году при спектроскопическом исследовании цинковой обманки[5][6]. Они искали таллий, однако вместо зелёной линии этого элемента нашли в спектрах яркую неизвестную линию голубого цвета (Профессор Ф. Райх страдал дальтонизмом и не мог различать цвета спектральных линий, поэтому все наблюдения регистрировал его ассистент Рихтер)[7]. Впоследствии металл был выделен Рихтером в незначительном количестве, но на Всемирной выставке 1867 г. уже был представлен полукилограммовый слиток индия[8].

Происхождение названия

Яркая эмиссионная линия в спектре индия — цвета индиго.

Геохимия и минералогия

Учитывая электронную структуру атома индия, он относится к халькофильным элементам (18 электронов в предпоследнем слое). В настоящее время известно менее 10 индиевых минералов: самородный индий, рокезит CuInS2, индит FeIn2S4, кадмоиндит CdIn2S4, джалиндит In(OH)3, сакуранит (CuZnFe)3InS4 и патрукит (Cu,Fe,Zn)2(Sn,In)S4[9]. В основном индий находится в виде изоморфной примеси в раннем высокожелезистом сфалерите, где его содержание достигает десятых долей процента. В некоторых разновидностях халькопирита и станнина содержание индия составляет сотые-десятые процента, а в касситерите и пирротине — тысячные доли процента. В пирите, арсенопирите, вольфрамите и некоторых других минералах концентрация индия — граммы на тонну. Промышленное значение для получения металла пока имеют сфалерит и другие минералы, содержащие не менее 0,1 % индия. Индий самостоятельных месторождений не образует, а входит в состав руд месторождений других металлов. Наиболее высокое содержание индия установлено в рудах касситеритоносных скарнов и сульфидно-касситеритовых месторождений различных типов. Содержание индия в земной коре (кларк) 0,25 г/т (он в три раза более распространён, чем серебро), в морской воде 0,018 мг/л[10].

Химические свойства

  • Электроотрицательность — 1,78.
  • Устойчив и не тускнеет в сухом воздухе при комнатной температуре, но выше 800 °C горит фиолетово-синим пламенем с образованием оксида.
  • Растворяется в серной и соляной кислотах, быстрее — в азотной и хлорной, с плавиковой кислотой медленно реагирует при нагревании, органические кислоты (муравьиная, уксусная, щавелевая, лимонная) постепенно растворяют индий.
  • С растворами щелочей, даже кипящими, заметно не реагирует.
  • Реагирует с хлором и бромом.
  • При нагревании реагирует с иодом, серой (выше 620 °C), селеном, теллуром, диоксидом серы (выше 600 °C), парами фосфора.
  • Степень окисления от +1 до +3, наиболее устойчивы 3-валентные соединения.

Физические свойства

  • Температура плавления 156,5985 °C (429,7485 К)[2]
  • Температура кипения 2072 °C (2345 К)
  • Плотность: 7,362 (20 °C, г/см³)
    • 7,023 (157 °C, г/см³)
    • 5,763 (2109 °C, г/см³)
  • Критическая температура сверхпроводимости (атмосферное давление, массивные образцы) 3,405 К
  • Давление паров (в мм рт. ст.):
    • 0,01 (912 °C)
    • 0,1 (1042 °C)
    • 1 (1205 °C)
    • 10 (1414 °C)
    • 100 (1688 °C)
  • Удельная теплоемкость при постоянном давлении (0—150 °C): 0,238 Дж/г·K

Термодинамические параметры

  • Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К): 0 кДж/моль (т)
  • Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К): 0 кДж/моль (т)
  • Стандартная энтропия образования S (298 К): 57,82 Дж/моль·K (т)
  • Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К): 26,74 Дж/моль·K (т)
  • Энтальпия плавления ΔHпл: 3,26 кДж/моль
  • Энтальпия кипения ΔHкип: 227,6 кДж/моль

Дополнительная информация

  • Сплав с 40 % платины имеет золотисто-жёлтый цвет. Известно «зелёное золото» — сплав 75 % золота с 20 % серебра и 5 % индия[11].
  • Твёрдость по Бринеллю 9 МПа, по Моосу 1,2.
  • Водород малорастворим в металлическом индии — менее 1 мл на 100 г индия.

Получение

Получают из отходов и промежуточных продуктов производства цинка, и в меньшей степени, свинца и олова.[13] Это сырьё содержит от 0,001 % до 0,1 % индия. Из исходного сырья производят концентрат индия, из концентрата — черновой металл, который затем рафинируют. Исходное сырьё обрабатывают серной кислотой и переводят индий в раствор, из которого гидролитическим осаждением выделяют концентрат. Из концентрата черновой металл извлекают цементацией на цинке и алюминии. Для рафинирования используются различные методы, например, зонная плавка.

Основным производителем индия является Китай (390 тонн в 2012 году), также производится Канадой, Японией и Южной Кореей (примерно по 70 тонн).[14]

В последние годы мировое потребление индия быстро растёт и в 2005 достигло 850 тонн.

Количество используемого индия сильно зависит от мирового производства ЖК-экранов. В 2007 году в мире было добыто 475 тонн и ещё 650 тонн было получено путём переработки.[15] На производство ЖК экранов для компьютерных дисплеев и телевизоров уходило 50-70 % доступного индия.[16][17][18].

Стоимость индия в 2002 году составила около 100$ за кг, но рост потребности в металле привел к повышению и флуктуациям цен. В 2006—2009 годах они колебались в пределах 400—900 долларов за кг.

По современным оценкам, запасы индия будут исчерпаны в ближайшие 20 лет, если не будет повышена степень вторичного использования металла.[19]

Применение

  • Широко применяется в производстве жидкокристаллических экранов для нанесения прозрачных плёночных электродов из оксида индия-олова.
  • Используется в микроэлектронике как акцепторная примесь к германию и кремнию. Ранее, когда широко применялась сплавная технология производства первых полупроводниковых приборов, характерным решением было сплавление индия с германием для получения pn-перехода, например в диодах серий ДГ-Ц1, Д7 и т.д. до сотни мг индия.
  • Компонент ряда легкоплавких припоев и сплавов (так, жидкий при комнатной температуре галинстан содержит 21,5 % индия). Обладает высокой адгезией ко многим материалам, позволяя спаивать, например, металл со стеклом.
  • Иногда применяется (чистый или в сплаве с серебром) для покрытия зеркал, в частности, автомобильных фар, при этом отражающая способность зеркал не хуже, чем у серебряных, а стойкость к воздействию атмосферы (особенно сероводорода) — больше. В покрытии астрономических зеркал используется постоянство коэффициента отражения индия в видимой части спектра.
  • Материал для фотоэлементов.
  • Соединения используются как люминофоры.
  • Покрытие юбок алюминиевых поршней дизельных двигателей для снижения износа.
  • Арсенид индия применяется как высокотемпературный термоэлектрический материал с очень высокой эффективностью, для увеличения эффективности обычно легируется 10 % фосфида индия.
  • Изотопы индия 111In и 113mIn используются в качестве радиофармацевтических препаратов.
  • Точка плавления индия (429,7485 К или 156,5985 °C) — одна из определяющих точек международной температурной шкалы ITS-90.
  • Индий входит в состав «голубого золота»[20].
  • Электрохимическая система индий-оксид ртути служит для создания чрезвычайно стабильных во времени источников тока (аккумуляторов) высокой удельной энергоёмкости для специальных целей.
  • Ортофосфат индия используется в качестве добавки к зубным цементам[21].
  • В технике высокого вакуума индий используется в качестве уплотнителя (прокладки, покрытия); в частности, при герметизации космических аппаратов и мощных ускорителей элементарных частиц.
  • Индий имеет высокое сечение захвата тепловых нейтронов и может быть использован для управления атомным реактором, хотя более удобно применение его соединений в комбинации с другими элементами, хорошо захватывающими нейтроны. Так, оксид индия находит применение в атомной технике для изготовления стекла, применяемого для поглощения тепловых нейтронов. Наиболее широко распространённый состав такого стекла — оксид бора (33 %), оксид кадмия (55 %), оксид индия (12 %).
  • Изотоп индия 115In предложен для детектирования низкоэнергетических электронных нейтрино[22] : 115In + νe115Sn+e+2γ
  • В сплаве с оловом применяется как припой с высокой теплопроводностью для «процессорного термоинтерфейса»[23].

Биологическая роль

Индий не обнаружен в составе каких-либо жизненно важных соединений.

Физиологическое воздействие

Изотопы

Природный индий состоит из двух изотопов — стабильного 113In (изотопная распространённость 4,29 %) и бета-радиоактивного 115In (95,71 %; период полураспада 4,41·1014 лет).


АлюминийArsenical copperБериллийВисмутХромКобальтМедьГаллийСтеклоЗолотоПластмассыPlexiglasНержавеющая стальСтальКонструкционная стальЖелезоСвинецMercuryНикельПлутонийРодийСереброСамарийОловоУран (элемент)ЦинкЦирконийAluminium-lithium alloyАльникоBirmabrightДюралюминийHiduminiumHydronaliumItalmaMagnaliumАлюминиевые сплавыY alloyСплав ВудаСплав РозеChromium hydrideНихромMegalliumСтеллитVitalliumBeryllium copperБиллонЛатуньCalamine brassChinese silverDutch metalGilding metalMuntz metalPinchbeck (alloy)ТомпакБронзаАлюминиевая бронзаArsenical bronzeBell metalFlorentine bronzeGlucydurGuanín (bronze)GunmetalPhosphor bronzeOrmoluSpeculum metalКонстантанГидрид меди(I)Copper–tungstenCorinthian bronzeCunifeМедно-никелевый сплавСплавы для тарелокСплав ДевардаЭлектрумHepatizonМанганинМельхиор (сплав)НейзильберMolybdochalkosСеверное золотоСякудоТумбагаAlGaGalfenolГалинстанЦветное золотоRhoditeCrown goldЭлинварField's metalПлатинитФерросплавыФерроцерийФеррохромФерромарганецФерромолибденФерросилицийФерротитанFerrouraniumИнварЧугунIron–hydrogen alloyПередельный чугунФехральКоварStaballoySpiegeleisenБулат (металл)Crucible steel41xx steelДамасская стальСталь ГадфильдаБыстрорежущая стальMushet steelMaraging steelHigh-strength low-alloy steelReynolds 531Электротехническая стальПружинная стальAL-6XNCelestriumAlloy 20Нержавеющая сталь AISI 316Martensitic stainless steelSanicro 28Surgical stainless steelZeron 100Серебрянка (сталь)Инструментальная стальСталь кортеновскаяWootz steelПрипойTerneType metalЭлектрон (сплав)АмальгамаMagnox (alloy)АлюмельBrightrayХромельHaynes InternationalИнконельМонель-металлNicrosilNisilНитинолМю-металлПермаллойСупермаллойNickel hydridePlutonium–gallium alloyНатрий-калиевый сплавМишметаллЛитийTerfenol-DPseudo palladiumScandium hydrideSamarium–cobalt magnetArgentium sterling silverBritannia silverDoré bullionGoloidPlatinum sterlingShibuichiСтерлинг (сплав)Tibetan silverTitanium Beta CTitanium alloyГидрид титана(II)Gum metalTitanium goldНитрид титанаБаббитБританийПьютерQueen's metalWhite metalUranium hydrideZAMAKZirconium hydrideВодородГелийБор (элемент)АзотКислородФторМетанАнтресольАтом

This article uses material from the Wikipedia article "Индий", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Material Database

database,rohs,reach,compliancy,directory,listing,information,substance,material,restrictions,data sheet,specification