Индий (Indium), In
Химические элементы / Индий (Indium), In

Индий - химический элемент III группы периодической системы Менделеева; атомный номер 49, атомная масса 114,82; белый блестящий мягкий металл. Элемент состоит из смеси двух изотопов: 113In (4,33%) и 115In (95,67%); последний изотоп обладает очень слабой b-радиоактивностью (период полураспада T1/2 = 6×1014 лет).

В 1863 немецкие учёные Ф. Райх и Т. Рихтер при спектроскопическом исследовании цинковой обманки обнаружили в спектре новые линии, принадлежащие неизвестному элементу. По ярко-синей (цвета индиго) окраске этих линий новый элемент был назван И.

Распространение в природе. И. - типичный рассеянный элемент, его среднее содержание в литосфере составляет 1,4×10-5% по массе. При магматических процессах происходит слабое накопление И. в гранитах и других кислых породах. Главные процессы концентрации И. в земной коре связаны с горячими водными растворами, образующими гидротермальные месторождения. И. связан в них с Zn, Sn, Cd и Pb. Сфалериты, халькопириты и касситериты обогащены И. в среднем в 100 раз (содержание около 1,4×10-3%). Известны 3 минерала И. - самородный И., рокезит CuInS2 и индит In2S4, но все они крайне редкие. Практическое значение имеет накопление И. в сфалеритах (до 0,1%, иногда 1% ).

Обогащение И. характерно для месторождений Тихоокеанского рудного пояса.

Физические и химические свойства. Кристаллическая решётка И. тетрагональная гранецентрированная с параметрами а = 4,583 ?и с = 4,936 . Атомный радиус 1,66 ; ионные радиусы In3+ 0,92 , In+ 1,30 ; плотность 7,362 г/см3. И. легкоплавок, его tпл 156,2 °C; tkип 2075 °C. Температурный коэффициент линейного расширения 33×10-6 (20 °C); удельная теплоёмкость при 0-150 °C 234,461 дж/(кг·К), или 0,056 кал/(г·°C); удельное электросопротивление при 0°C 8,2×10-8 ом×м, или 8,2×10-6 ом×см, модуль упругости 11 Гн/м2, или 1100 кгс/мм2; твёрдость по Бринеллю 9 Мн/м2, или 0,9 кгс/мм2.

В соответствии с электронной конфигурацией атома 4d105s25p1 И. в соединениях проявляет валентность 1, 2 и 3 (преимущественно). На воздухе в твёрдом компактном состоянии И. стоек, но окисляется при высоких температурах, а выше 800 °C горит фиолетово-синим пламенем, давая окись In2O3 - жёлтые кристаллы, хорошо растворимые в кислотах. При нагревании И. легко соединяется с галогенами, образуя растворимые галогениды InCl3, InBr3, InI3. Нагреванием И. в токе HCl получают хлорид InCl2, а при пропускании паров InCl2 над нагретым In образуется InCl. С серой И. образует сульфиды In2S3, InS; они дают соединения InS×In2S3 и 3InS×In2S3. В воде в присутствии окислителей И. медленно корродирует с поверхности: 4In + 3O2+6H2O = 4In(OH)3. В кислотах И. растворим, его нормальный электродный потенциал равен - 0,34 в, в щелочах практически не растворяется. Соли И. легко гидролизуются; продукт гидролиза - основные соли или гидроокись In(OH)3. Последняя хорошо растворима в кислотах и плохо - в растворах щелочей (с образованием солей - индатов): In(OH)3 + 3KOH = K3[In(OH)6]. Соединения И. низших степеней окисления довольно неустойчивы; галогениды InHal и чёрный окисел In2O - очень сильные восстановители.

Получение и применение. И. получают из отходов и промежуточных продуктов производства цинка, свинца и олова. Это сырьё содержит от тысячных до десятых долей процента И. Извлечение И. складывается из трёх основных этапов: получение обогащенного продукта - концентрата И.; переработка концентрата до чернового металла; рафинирование. В большинстве случаев исходное сырьё обрабатывают серной кислотой и переводят И. в раствор, из которого гидролитическим осаждением выделяют концентрат. Черновой И. выделяют главным образом цементацией на цинке или алюминии. Рафинирование производят химическими, электрохимическими, дистилляционными и кристалло-физическими методами. Наиболее широко И. и его соединения (например, нитрид InN, фосфид InP, антимонид InSb) применяют в полупроводниковой технике (см. Полупроводниковые материалы). И. служит для различных антикоррозионных покрытий (в том числе подшипниковых). Индиевые покрытия обладают высокой отражательной способностью, что используется для изготовления зеркал и рефлекторов. Промышленное значение имеют некоторые сплавы И., в том числе легкоплавкие сплавы, припои для склеивания стекла с металлом и др.
 

      Смотрите также

      Тест-системы для индикации ионов тяжёлых металлов в объектах окружающей среды
      ...

      Использование энергосберегающих технологий для кристаллизации сульфата натрия
      ...

      Физии обнаружили два ранее неизвестных свойства золота
      Физики из Института технологий американского штата Джорджия сообщили об обнаружении двух ранее неизвестных свойств золота, которые драгоценный металл проявляет на микроскопическом уровне. В масштабе & ...