индий

И́НДИЙ -я; м. [лат. Indium] Химический элемент (In), редкий мягкий металл серебристо-белого цвета (компонент легкоплавких сплавов и полупроводниковых материалов).

◁ И́ндиевый, -ая, -ое. И-ая руда.

* * *

и́ндий

(лат. Indium), химический элемент III группы периодической системы. Серебристо-белый металл, легкоплавкий и очень мягкий; плотность 7,31 г/см³, t_пл 156,78ºC. На воздухе устойчив. В природе рассеян, добывают из сульфидных руд. Компонент легкоплавких сплавов и полупроводниковых материалов. Арсенид, антимонид и фосфид индия — полупроводниковые материалы. Назван по синей (цвета индиго) линии спектра.

* * *

ИНДИЙ

И́НДИЙ (лат. Indium), In (читается «индий»), химический элемент с атомным номером 49, атомная масса 114,82. Природный индий состоит из двух изотопов с массовыми числами 115 (95,7%) и 113 (4,3%). Конфигурация внешнего электронного слоя 5s²5p¹. Степени окисления +3, +1 (валентность III, I).
Расположен в 5 периоде в группе IIIA периодической системы элементов.
Радиус атома 0,166 нм, ионный радиус In³⁺0,092 нм. Энергии последовательной ионизации — 5,786, 18,87 и 28,03 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,78.
История открытия
Был открыт немецкими исследователями Ф. Рейхом (см. РЕЙХ Фердинанд) и И. Рихтером (см. РИХТЕР Иеремия Вениамин) в 1863 при спектральном изучении минерала. Элемент, дающий яркую синюю линию в спектре, оказался индием, и название свое получил от цвета линии спектра — индиго.
Нахождение в природе
Относится к рассеянным элементам, его содержание в земной коре 10^–5 % по массе. Известно пять минералов индия: самородный индий, индит FeIn₂S₄, рокезит CuInS₂, джалиндит In(OH)₃ и сакуранит (Cu,Zn,Fe)₃ (In,Sn)S₄. Индий является спутником цинка, олова, свинца, меди, железа. Присутствует в сфалеритах (см. СФАЛЕРИТ), касситеритах (см. КАССИТЕРИТ), галенитах (см. ГАЛЕНИТ), халькопиритах (см. ХАЛЬКОПИРИТ) (10^–4-10^–2 %),пиритах (см. ПИРИТ) и пирротинах (см. ПИРРОТИН) (до 10^–2 %).
Получение
В настоящее время в промышленности основным источником индия служат отходы свинцово-цинкового и оловянного производств. Предварительно индий отделяют от сопутствующих элементов, а затем выделяют электролизом из раствора или вытесняют из раствора солей алюминием:
In³⁺ + Al = In + Al³⁺.
Для более глубокой очистки индий подвергают электролитическому рафинированию, вакуумной обработке для удаления летучих примесей, зонной плавке или вытягиванию кристалла из расплава.
Физические и химические свойства
Индий — серебристо-белый легкоплавкий металл. Решетка тетрагональная, а = 0,32512, c = 0,49467 нм. Плотность 7,31 г/см³. Температура плавления 156,78 °C, кипения 202,4 °C. Стандартный электродный потенциал In3+/In –0,34 В.
По свойствам индий занимает промежуточное положение между галлием (см. ГАЛЛИЙ) и таллием (см. ТАЛЛИЙ).
Индий устойчив на воздухе до 800 °C, при большем нагревании сгорает фиолетовым пламенем с образованием оксида индия In₂O₃.
4In + 3O₂ = 2In₂O₃
В воде в присутствии воздуха индий постепенно корродирует.
В отсутствии окислителей индий устойчив к действию растворов щелочей.
Медленно реагирует с минеральными и органическими кислотами:
In + 4HNO₃ = In(NO₃)₃ + NO^– + 2H₂O
Слабоосновной оксид индия In₂O₃ в воде практически нерастворим, но легко растворяется в кислотах:
In₂O₃ + 6HCl = 2InCl₃ + 3H₂O
При этом в растворе катионы индия образуют аквакомплексы [In(OH₂)₆]³⁺.
Гидроксид индия In(OH)₃ получают, действуя раствором аммиака на соли индия. Основные свойства у In(OH)₃ преобладают над кислотными.
При взаимодействии с галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ) индий образует тригалогениды InHal₃. Хлорид, бромид и иодид индия при нагревании переходят в пар, образуя димеры In₂Hal₆. Трифторид индия получают термическим разложением при 600 °C (NH₄)₃InF₆:
(NH₄)₃InF₆ = 3NH₄F + InF₃.
В отличие от других галогенидов индия, InF₃ — ионное соединение, структура которого представляет плотнейшую упаковку из анионов фтора и катионов индия, расположенных в октаэдрических пустотах этой упаковки.
Гидрид индия полимерен и образуется в неводных растворах. Взаимодействием LiH и InCl₃ в неводной среде можно получить Li[InH₄] — аналог алюмогидрида лития Li[AlH₄]:
4LiH + InCl₃ = Li[InH₄] + 3LiCl
По обменной реакции может быть также синтезирован смешанный гидрид алюминия и индия In[AlH₄]₃:
InCl₃ + 3Li[AlH₄] = In[AlH₄]₃ + 3LiCl
Применение
Применяют для нанесения покрытий на поверхность зеркал, рефлекторов и подшипников. Индий — легирующая добавка к полупроводниковым германию (см. ГЕРМАНИЙ) и кремнию (см. КРЕМНИЙ); герметизирующий материал в вакуумных приборах и космических аппаратах, материал для соединения пьезоэлектрических кристаллов. Используется как компонент легкоплавких сплавов, применяемых в качестве припоев, в термоограничителях, предохранителях, сигнальных устройствах, в радиационных контурах ядерных реакторов.
Физиологическое действие
Индий токсичен. ПДК в воздухе 0,1 мг/м³. Индиевая пыль вызывает воспалительные и склеротические воспаления легких, поражает печень и другие внутренние органы. Растворимые соединения индия раздражают кожу, глаза, слизистые оболочки.