Індій

хімічний елемент із атомним номером 49

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 номер49
Зовнішній вигляд простої речовинидуже м'який
сріблясто-білий метал
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)114,818 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома166 пм
Енергія іонізації (перший електрон)558,0(5,78) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація[Kr] 4d10 5s2 5p1
Хімічні властивості
Ковалентний радіус144 пм
Радіус іона(+3e) 81 пм
Електронегативність (за Полінгом)1,78
Електродний потенціал0
Ступені окиснення3
Термодинамічні властивості
Густина7,31 г/см³
Молярна теплоємність0,234 Дж/(К·моль)
Теплопровідність81,8 Вт/(м·К)
Температура плавлення429,32 К
Теплота плавлення3,24 кДж/моль
Температура кипіння2353 К
Теплота випаровування225,1 кДж/моль
Молярний об'єм15,7 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґраткиТетрагональна
Період ґратки4,590 Å
Відношення с/аn/a
Температура Дебая129,00 К
Інші властовості
Критична точкан/д
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
CMNS: Індій у Вікісховищі

Проста речовина — індій, однойменний м'який сріблясто-білий метал — т. пл. 156,78 °С, т. кип. 2080 °С, 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

ред.

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

ред.

Спектроскопічна лінія індію має колір індиго.

Отримання

ред.

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

ред.

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

Масове число Частка у природному індії Період напіврозпаду
113 4,29 %
115 95,71 % 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

ред.

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

ред.

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

ред.

Див. також

ред.

Посилання

ред.
  1. Isotopes of the Element Indium [Архівовано 18 січня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
  2. а б в 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 [Архівовано 15 травня 2016 у Portugese Web Archive] (англ.)
  5. Indium Corp. Індієво-срібний припійний сплав — Indalloy 290 [Архівовано 19 серпня 2014 у Wayback Machine.] (англ.)
  6. а б в г 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. а б Indium – In [Індій – In]. www.lenntech.com (англійською) . LENNTECH – системи обробки води. Архів оригіналу за 16 серпня 2013. Процитовано 14 серпня 2013.

Література

ред.