Индий

Индий
Атомный номер	49
Внешний вид простого вещества	очень мягкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	114,818 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	166 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	558,0 (5,78) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10 5s2 5p1
Химические свойства
Ковалентный радиус	144 пм
Радиус иона	(+3e) 81 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1,78
Электродный потенциал	-0,34 В
Степени окисления	3
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	7,31 г/см³
Молярная теплоёмкость	26,7 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	81,8 Вт/(м·K)
Температура плавления	429,32 K
Теплота плавления	3,24 кДж/моль
Температура кипения	2353 K
Теплота испарения	225,1 кДж/моль
Молярный объём	15,7 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	Тетрагональная
Параметры решётки	4,590 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	129,00 K

Индий — элемент главной подгруппы третьей группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 49. Обозначается символом In (лат. Indium). Относится к группе лёгких металлов. Простое вещество индий (CAS-номер: 7440-74-6) — ковкий, легкоплавкий, очень мягкий металл серебристо-белого цвета цвета. Сходен по химическим свойствам с алюминием и галлием, по внешнему виду с цинком.

История

Индий был обнаружен Фердинандом Рейхом (Ferdinand Reich) и Теодором Рихтером (Theodore Richter) в 1863 году при спектроскопическом исследовании цинковой обманки. Впоследствии металл был отделён Рихтером (в незначительном количестве).

Происхождение названия

Спектроскопическая линия индия — цвета индиго.

Получение

Получают из отходов и промежуточных продуктов производства цинка, свинца и олова. 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.

Стоимость индия в 2006 году составила около 700$ за кг.

Применение

• Используется в микроэлектронике как акцепторная примесь к германию и кремнию.
• Применяется в производстве стекла для жидкокристаллических экранов.
• Компонент легкоплавких припоев.
• Иногда применяется для покрытия зеркал, в частности, автомобильных фар, при этом отражающая способность зеркал не хуже, чем у серебряных, а стойкость к воздействию атмосферы — больше.
• Материал для фотоэлементов.
• Люминесцентный материал.
• Арсенид индия применяется как высокотемпературный термоэлектрический материал с очень высокой эффективностью, для увеличеня эффективности обычно легируется 10 % фосфида индия.
• Изотопы индия ¹¹¹In и ^113mIn используются в качестве радиофармацевтических препаратов.
• Изотоп индия ¹¹⁵In предложен для детектирования электронных нейтрино с пороговой энергией порядка 120 кэВ: ¹¹⁵In + ν_e → ¹¹⁵Sn+e⁻+2γ

В последние годы мировое потребление индия быстро растёт и в 2005 достигло 850 тонн. Электрохимическая система индий-оксид ртути служит для создания чрезвычайно стабильных во времени источников тока (аккумуляторов) высокой удельной энергоёмкости для специальных целей. Важной областью применения индия является техника высокого вакуума, где он используется в качестве уплотнителя (прокладки, покрытия); в частности, при герметизации космических аппаратов и мощных ускорителей элементарных частиц.

Сплавы индия с серебром нечувствительны к воздействию сероводорода и служат для создания высококачественных отражающих поверхностей. Ряд сплавов индия с галлием, оловом и цинком являются жидкостями при комнатной температуре (один из сплавов плавится при +3°C) и могут использоваться как жидкометаллический теплоноситель.

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 широкораспространённый состав такого стекла — оксид бора (33 %), оксид кадмия (55 %), оксид индия (12 %).

Биологическая роль

Индий не обнаружен в составе каких-либо жизненно важных соединений. Тем не менее, утверждается, что препараты индия могут стимулировать метаболизм.

Изотопы индия

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