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.

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

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:

$\mathrm{I}{\mathrm{n}}^{\mathrm{3}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\stackrel{Hg-Elektr.}{\to }\mathrm{I}\mathrm{n}$

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 число	Частка у природному індії	Період напіврозпаду
113	4,29 %	Шаблон:Math
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 In^114m (49,5 днів) і In¹¹¹ (2,8 днів).

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. 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. Завдяки здатності індію зберігати ковкість навіть в умовах низьких температур, припої на його основі використовуються в кріогенній техніці. Загалом на сплави та припої припадає 12 % світового споживання індію.

В цілому, до технічних сфер застосування індію відносяться:

• радіотехніка і електроніка (матеріал для виробництва рідкокристалічних панелей [50% світового споживання] та фотоелементів, інфрачервоних детекторів, швидкісних транзисторів [15% споживання]);
• авіаційна промисловість (покриття ілюмінаторів);
• автомобілебудування (антикорозійні покриття, підшипникові мастила, юбки поршнів дизельних двигунів);
• оптика (покриття для високоякісних дзеркал та рефлекторів, які однаково гарно відбивають усі частини спектру світла та мають високу корозійну стійкість до атмосферних впливів, в тому числі застосовується для дзеркал телескопів);
• напівпровідникова техніка (акцепторна домішка до германію та кремнію);
• атомна енергетика;
• приладобудування (зокрема, як ефективний термоінтерфейс);
• хімічне машинобудування (сплави, стійкі до лужної корозії);
• скляна промисловість;
• ювелірна промистовість (входить до складу «блакитного золота»);
• стоматологічна техніка (компонент матеріалів для пломбування зубів);

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

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.

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.

Література

• Шаблон:МГЕ

Див. також

• Гідрид індію

Література

• Шаблон:Глосарій термінів з хімії
• Шаблон:МГЕ