Indium, In, Ordnungszahl 49

Allgemein

Indium¬†ist ein¬†chemisches Element¬†mit dem Symbol¬†In¬†und der¬†Ordnungszahl¬†49. Im¬†Periodensystem der Elemente¬†steht es in der¬†5. Periode¬†und ist das vierte Element der 3.¬†Hauptgruppe¬†(nach neuer Z√§hlung Gruppe 13) oder¬†Borgruppe. Indium ist ein seltenes, silberwei√ües und weiches¬†Schwermetall. Seine¬†H√§ufigkeit¬†in der Erdkruste ist vergleichbar der von Silber. Indium ist f√ľr den menschlichen K√∂rper nicht¬†essentiell, genauso wenig sindtoxische¬†Effekte bekannt.¬†Das Metall wird heute zum gr√∂√üten Teil zu¬†Indiumzinnoxid¬†verarbeitet, das als transparenter Leiter f√ľr¬†Flachbildschirme¬†und¬†Touchscreens¬†eingesetzt wird. Seit der Jahrtausendwende hat die damit verbundene gestiegene Nachfrage zu einem deutlichen Anstieg der Indiumpreise und zu Diskussionen √ľber die Reichweite der Vorkommen gef√ľhrt.

Indium wurde 1863 von den deutschen Chemikern Ferdinand Reich und Theodor Richter an der Bergakademie Freiberg entdeckt. Sie untersuchten eine in der Umgebung gefundene Sphalerit-Probe nach Thallium. Dabei fanden sie im Absorptionsspektrum anstatt der erwarteten Thallium-Linien eine bisher unbekannte indigoblaue Spektrallinie und damit ein bisher unbekanntes Element. Nach dieser erhielt das neue Element später seinen Namen. Kurze Zeit später konnten sie zunächst Indiumchlorid und -oxid, durch Reduktion von Indiumoxid mit Wasserstoff auch das Metall darstellen. Eine größere Menge Indium wurde erstmals auf der Weltausstellung 1867 in Paris gezeigt. 

Nach einer ersten Anwendung ab 1933 als Legierungsbestandteil in Zahngold begann der umfangreiche Einsatz von Indium mit dem¬†Zweiten Weltkrieg. Die¬†Vereinigten Staaten¬†setzten es als Beschichtung in hoch beanspruchten¬†Lagern¬†von¬†Flugzeugen¬†ein. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde Indium vor allem in der Elektronikindustrie, als L√∂tmaterial und in niedrig schmelzenden¬†Legierungen¬†eingesetzt. Auch die Verwendung in¬†Kontrollst√§ben¬†von¬†Kernreaktoren¬†wurde mit der zunehmenden Verwendung der¬†Kernenergie¬†wichtig. Dies f√ľhrte bis 1980 zu einem ersten starken Ansteigen des Indiumpreises. Nach dem Reaktorunfall von¬†Three Mile Islandgingen jedoch sowohl Nachfrage als auch Preis deutlich zur√ľck.

Ab 1987 wurden zwei neue Indiumverbindungen, der Halbleiter¬†Indiumphosphid¬†und das in d√ľnnen Schichten leitende und durchsichtige¬†Indiumzinnoxid¬†entwickelt. Besonders Indiumzinnoxid wurde mit der Entwicklung vonFl√ľssigkristallbildschirmen¬†technisch interessant. Durch den hohen Bedarf wird seit 1992 der gr√∂√üte Teil des Indiums zu Indiumzinnoxid weiterverarbeitet.

Vorkommen 

Indium ist ein seltenes Element, sein Anteil an der kontinentalen Erdkruste betr√§gt nur 0,05¬†ppm.¬†Es ist damit von √§hnlicher H√§ufigkeit wie¬†Silber¬†und¬†Quecksilber. In¬†gediegenem¬†Zustand wurde Indium bisher nur in einem Einzelfund im √∂stlichen¬†Sibirien¬†gefunden.¬†Es sind nur wenige Indium-Minerale¬†bekannt. Dies sind vor allem¬†sulfidische¬†Minerale wie¬†Indit¬†FeIn2S4¬†und¬†Roqu√©sit¬†CuInS2.¬†Diese sind jedoch selten und spielen f√ľr die Gewinnung von Indium keine Rolle. Die gr√∂√üten Vorkommen von Indium liegen in¬†Zinkerzen, insbesondere¬†Sphalerit. Die theoretischen Reserven werden auf 16.000¬†Tonnen gesch√§tzt, wirtschaftlich abbaubar sind davon etwa 11.000¬†Tonnen.¬†Die gr√∂√üten Vorkommen liegen in¬†Kanada,¬†China¬†und¬†Peru. Indiumhaltige Erze werden aber auch in¬†Australien,¬†Bolivien,¬†Brasilien,¬†Japan,¬†Russland,¬†S√ľdafrika, den¬†USA,¬†Afghanistan¬†und einigen europ√§ischen L√§ndern gefunden. In¬†Deutschland¬†liegen Vorkommen im¬†Erzgebirge¬†(Freiberg,¬†Marienberg,¬†Geyer) und am¬†Rammelsberg¬†im¬†Harz.

Gewinnung und Darstellung 

Indium wird fast ausschlie√ülich als¬†Nebenprodukt¬†bei der Produktion von¬†Zink¬†oder¬†Blei¬†gewonnen. Eine wirtschaftliche Gewinnung ist m√∂glich, wenn sich an bestimmten Stellen des Produktionsprozesses Indium anreichert. Dies sind etwa¬†Flugst√§ube, die w√§hrend des¬†R√∂stens¬†von¬†Zinksulfid¬†entstehen und R√ľckst√§nde, die bei der¬†Elektrolyse¬†w√§hrend des nassen Verfahrens der Zinkherstellung zur√ľckbleiben.¬†Diese werden mit¬†Schwefels√§ure¬†oder¬†Salzs√§ure¬†umgesetzt und so in L√∂sung gebracht. Da die Konzentration an Indium in der S√§ure zu gering ist, muss sie angereichert werden. Dies geschieht etwa durch¬†Extraktion¬†mit¬†Tributylphosphat¬†oder¬†F√§llung¬†als¬†Indiumphosphat.

Die eigentliche Indiumgewinnung erfolgt elektrolytisch. Dazu wird eine Lösung von Indium(III)-chlorid in Salzsäure verwendet. Dieses wird mit Hilfe von Quecksilberelektroden zu elementarem Indium umgesetzt. Bei der Elektrolyse ist darauf zu achten, dass die Lösung kein Thallium mehr enthält, da die Standardpotentiale der beiden Elemente sehr ähnlich sind.

\mathrm{In^{3+} + 3\ e^- \ \xrightarrow{Hg-Elektr.} \ In}

Durch geeignete Verfahren wie¬†Zonenschmelzverfahren¬†oder mehrmalige Elektrolyse von¬†Indium(I)-chlorid-Salzschmelzen¬†kann das Rohprodukt weiter gereinigt werden und so √ľber 99,99¬†% reines Indium gewonnen werden.

Produktion 

Die Prim√§rproduktion (Minenproduktion) von Indium lag im Jahr 2006 zwischen 500¬†und 580¬†Tonnen.¬†Auf Grund der geringen nat√ľrlichen Vorr√§te von 11.000 Tonnen¬†bei gleichzeitig hoher Nachfrage z√§hlt Indium zu den knappsten Rohstoffen auf der Erde. Im Jahr 2008 wuchsen insbesondere f√ľr China die Angaben zu den nat√ľrlichen Indium-Vorr√§ten von 280 auf 8.000 Tonnen, was die¬†statische Reichweite¬†von vormals 6 auf 19 Jahre verl√§ngerte. Die Sekund√§rproduktion, also das Recycling, √ľbertrifft die Prim√§rproduktion und lag im Jahr 2008 bei 800 Tonnen.

Raffinerieproduktion von Indium nach Ländern

Die Indiumproduktion in China findet erst seit kurzer Zeit verstärkt statt. Im Jahr 1994 lag die produzierte Menge noch bei 10 Tonnen. Seitdem vergrößerte sich der Anteil Chinas an der Weltproduktion auf 60 % im Jahr 2005. Die Produktion in anderen Ländern wie Japan, Kanada oder Frankreich konnte nur in geringem Umfang gesteigert werden oder verringerte sich durch Erschöpfung der Lagerstätten. So wurde 2006 die japanische Toyoha-Mine geschlossen und damit die dortige Produktion deutlich verringert.

Zeitliche Entwicklung der Indium Produktion

Da die Nachfrage nach Indium st√§rker als die Produktion gestiegen ist, ergab sich ein starker Anstieg des Indiumpreises von 97¬†Dollar¬†2002 auf 827¬†Dollar pro Kilogramm im Jahr 2005.¬†Recycling¬†von Indium erfolgt vor allen durch Wiederverwertung von R√ľckst√§nden aus dem¬†Sputtern.¬†Das einzige Land, in dem derzeit in gr√∂√üeren Mengen Indium wiedergewonnen wird, ist Japan.

Bei weiter steigender Nachfrage und dem damit einhergehenden hohen Preis wird das Recycling auch von Stoffen mit nur geringen Indiummengen rentabel. Ebenso ist es nun wirtschaftlich sinnvoll, auch Erze mit geringeren Indiumgehalten auszubeuten. Dadurch wird es wahrscheinlich möglich sein, das Versiegen der Ressourcen hinauszuzögern.

Indium kann zwar in den meisten Anwendungen durch andere Stoffe ersetzt werden, dabei verschlechtern sich jedoch h√§ufig die Eigenschaften des Produktes oder die Wirtschaftlichkeit der Produktion. So kann etwa¬†Indiumphosphid¬†durch¬†Galliumarsenid¬†ersetzt werden und auch f√ľr Indiumzinnoxid sind einige ‚Äď wenn auch qualitativ schlechtere ‚Äď Ersatzstoffe m√∂glich.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften 

Kristallographische Daten[22]
Kristallsystem tetragonal
Raumgruppe I4/mmm \;
Gitterparameter

(Elementarzelle)

a = (b) = 325 pm

c = 495 pm

Zahl (Z) der

Formeleinheiten

Z = 2

Elementarzelle von Indium mit Koordinationsumgebung des zentralen Indiumatoms

Koordinationspolyeder eines Indiumatoms aus 4 + 8 = 12 Nachbaratomen in der Form eines verzerrten Kuboktaeders

Indium ist ein silbrig-wei√ües¬†Metall¬†mit einem niedrigen¬†Schmelzpunkt¬†von 156,5985¬†¬įC.¬†Einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzen unter den Metallen nur¬†Quecksilber,¬†Gallium¬†und die meisten¬†Alkalimetalle. √úber einen sehr gro√üen Bereich von fast 2000¬†K ist das Metall fl√ľssig. Fl√ľssiges Indium hinterl√§sst auf Glas dauerhaft einen d√ľnnen Film (Benetzung). Die gleiche Eigenschaft besitzt das √§hnliche Gallium.

Das Metall besitzt eine hohe¬†Duktilit√§t¬†und sehr geringe H√§rte (Mohs-H√§rte: 1,2). Es ist daher m√∂glich, Indium wie¬†Natrium¬†mit dem Messer zu schneiden. Gleichzeitig hinterl√§sst es auf Papier einen sichtbaren Strich. Unterhalb einer¬†Sprungtemperatur¬†von 3,41¬†Kelvin¬†ist Indium¬†supraleitend.¬†Eine Besonderheit des Indiums, die es mit dem¬†Zinn¬†gemeinsam hat, sind die charakteristischen Ger√§usche, die beim Verbiegen von Indium zu h√∂ren sind (‚ÄěZinngeschrei‚Äú).

Von Indium ist bei Normalbedingungen nur eine kristalline Modifikation bekannt, die im tetragonalen Kristallsystem in der Raumgruppe I4/mmm \; und damit in einem tetragonal-innenzentrierten Gitter mit den Gitterparametern a = 325 pm und c = 495 pm sowie zwei Formeleinheiten in der Elementarzelle kristallisiert.

Ein Indiumatom wird in der¬†Kristallstruktur¬†von zw√∂lf weiteren Atomen umgeben, wobei vier aus den benachbarten Elementarzellen stammen und einen geringeren Abstand (325¬†pm; rote Bindungen) als die acht auf den Ecken der Elementarzelle befindlichen Atome aufweisen (337¬†pm; gr√ľne Bindungen). Als¬†Koordinationspolyeder¬†ergibt sich durch die¬†Koordinationszahl¬†4¬†+¬†8¬†=¬†12 ein verzerrtesKuboktaeder. Die Kristallstruktur kann daher als eine tetragonal verzerrte, kubisch-dichteste¬†Kugelpackung¬†beschrieben werden.

In Hochdruckexperimenten wurde eine weitere Modifikation entdeckt, die oberhalb von 45 GPa stabil ist und im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Fmmm kristallisiert.

Chemische Eigenschaften 

Die chemischen Eigenschaften des Indium √§hneln denen der Gruppennachbarn¬†Gallium¬†und¬†Thallium. So ist Indium wie die beiden anderen Elemente ein unedles Element, das bei hohen Temperaturen mit vielen¬†Nichtmetallen¬†reagieren kann. An der Luft ist es bei Raumtemperatur stabil, da sich wie bei¬†Aluminium¬†eine dichte¬†Oxidschicht¬†bildet, die das Material durch¬†Passivierung¬†vor weiterer¬†Oxidation¬†sch√ľtzt. Erst bei hohen Temperaturen findet die Reaktion zu¬†Indium(III)-oxidstatt.

Während Indium von Mineralsäuren wie Salpetersäure oder Schwefelsäure angegriffen wird, ist es nicht löslich in heißem Wasser, Basen und den meisten organischen Säuren. Auch Salzwasser greift Indium nicht an. Indium ist bei Raumtemperatur das in Quecksilber am besten lösliche Metall.

Isotope 

Von Indium sind 38 verschiedene¬†Isotope¬†und weitere 45¬†Kernisomere¬†von¬†97In bis¬†135In bekannt.¬†In der Natur kommen davon nur zwei Isotope vor,¬†113In (64¬†Neutronen) mit 4,29¬†% und¬†115In (66¬†Neutronen) mit 95,71¬†%¬†Anteil an der nat√ľrlichen Isotopenverteilung. Das h√§ufige Isotop¬†115In ist schwach¬†radioaktiv, es ist ein¬†Betastrahler¬†mit einer¬†Halbwertszeit¬†von 4,41 ¬∑ 1014¬†Jahren. Beide nat√ľrlichen Isotope k√∂nnen mit Hilfe der¬†NMR-Spektroskopie¬†nachgewiesen werden. Die stabilsten k√ľnstlichen Isotope¬†111In und¬†114mIn haben Halbwertszeiten von einigen Tagen,¬†113mIn nur etwa eineinhalb Stunden.¬†111In und¬†113mIn werden¬†nuklearmedizinisch¬†verwendet.

Verwendung 

Metall 

Indiumdraht wird in Indiumdichtungenverwendet.

Indium ist vielseitig verwendbar, sein Einsatz ist jedoch durch die Seltenheit und den hohen Preis beschr√§nkt. Der gr√∂√üte Teil des produzierten Indiums wird nicht als Metall eingesetzt, sondern zu einer Reihe von Verbindungen weiterverarbeitet. Allein f√ľr die Produktion von¬†Indiumzinnoxid¬†wurden im Jahr 2000 65¬†%¬†der Gesamtproduktion an Indium verwendet. Auch andere Verbindungen, wie¬†Indiumphosphid¬†und¬†Indiumarsenid¬†werden aus dem produzierten Indium gewonnen. Genaueres √ľber die Verwendung von Indiumverbindungen findet sich im Abschnitt¬†Verbindungen.

Metallische Werkst√ľcke k√∂nnen durch¬†galvanisch¬†abgeschiedenene¬†Indium√ľberz√ľge gesch√ľtzt werden. So beschichtete Werkstoffe etwa aus¬†Stahl,¬†Blei¬†oder¬†Cadmium¬†sind danach best√§ndiger gegen¬†Korrosion¬†durch¬†organische S√§uren¬†oderSalzl√∂sungen¬†und vor allem¬†Abrieb. Indiumschutzschichten wurden fr√ľher oft f√ľr¬†Gleitlager¬†in¬†Automobilen¬†oder¬†Flugzeugen¬†verwendet. Seit dem deutlichen Anstieg des Indiumpreises ist dies jedoch nicht mehr wirtschaftlich. Mit Indium beschichtete Fl√§chen besitzen einen hohen und gleichm√§√üigen¬†Reflexionsgrad¬†√ľber alle Farben hinweg und k√∂nnen daher als Spiegel verwendet werden.

Der Schmelzpunkt von Indium liegt relativ niedrig und ist sehr genau bestimmbar. Aus diesem Grund ist er einer der Fixpunkte bei der Aufstellung der Temperaturskala.¬†Diese Eigenschaft wird auch f√ľr die¬†Kalibrierung¬†in der¬†Dynamischen Differenzkalorimetrie¬†(DSC) genutzt.

Wegen des hohen¬†Einfangquerschnittes¬†sowohl f√ľr langsame als auch f√ľr schnelle¬†Neutronen¬†ist Indium ein geeignetes Material f√ľr¬†Steuerst√§be¬†in¬†Kernreaktoren. Auch als¬†Neutronendetektoren¬†k√∂nnen Indiumfolien verwendet werden. Indium ist gasdicht und auch bei tiefen Temperaturen leicht zu verformen und wird daher in sogenannten¬†Indiumdichtungen¬†in¬†Kryostaten¬†eingesetzt.

Auch als¬†Lot¬†f√ľr viele Materialien spielt Indium auf Grund einiger spezieller Eigenschaften eine Rolle. So verformt es sich beim Abk√ľhlen nur in geringem Ma√ü. Dies ist vor allem beim L√∂ten von Halbleitern f√ľr¬†Transistoren¬†wichtig. Ebenso spielt eine Rolle, dass Indium in der Lage ist, auch nichtmetallische Stoffe wie Glas und Keramik zu verl√∂ten.

Mit ‚ÄěIndiumpillen‚Äú wurden¬†Germaniumpl√§ttchen¬†beiderseits anlegiert, um erste¬†Transistoren¬†herzustellen.

Legierungen 

Indium kann mit vielen Metallen¬†legiert¬†werden. Viele dieser Legierungen, vor allem mit den Metallen¬†Bismut,¬†Zinn, Cadmium und Blei, besitzen einen niedrigen¬†Schmelzpunkt¬†von 50 bis 100¬†¬įC.¬†Dadurch ergeben sich Anwendungsm√∂glichkeiten beispielsweise in¬†Sprinkleranlagen,¬†Thermostaten¬†und¬†Sicherungen. Da das ebenfalls verwendbare Blei giftig ist, dient Indium als ungef√§hrlicher Ersatzstoff. Der Zweck dieser Legierungen liegt darin, dass sie bei zu hohen Umgebungstemperaturen, die durch Feuer oder hohe Stromst√§rken verursacht werden, schmelzen. Durch das Schmelzen wird dann der Stromkreis unterbrochen oder die Sprinkleranlage ausgel√∂st. Indium-Gallium-Legierungen besitzen h√§ufig noch niedrigere Schmelzpunkte und sind in Hochtemperaturthermometern¬†enthalten. Eine spezielle Gallium-Indium-Zinn-Legierung ist¬†Galinstan. Diese ist bei Raumtemperatur fl√ľssig und dient als ungef√§hrlicher Ersatzstoff f√ľr Quecksilber oder Natrium-Kalium-Legierungen.

Es gibt noch einige weitere indiumhaltige Legierungen, die in unterschiedlichen Gebieten eingesetzt werden. So wird Indium mit¬†Kupfer,¬†Mangan¬†und¬†Magnesium¬†als Legierungsbestandteil von magnetischen Werkstoffen verwendet. Gelegentlich wird Indium (maximal 5¬†%) mit Silber, Zinn, Kupfer, Quecksilber und Zink als Beimischung in¬†Amalgamf√ľllungen¬†benutzt. In der Speicherschicht einer¬†CD-RW¬†ist unter anderem Indium enthalten.

Nachweis

Ein m√∂glicher chemischer Nachweis ist das Ausf√§llen von Indiumionen mit Hilfe von¬†8-Hydroxychinolin¬†aus¬†essigsaurer¬†L√∂sung.¬†Normalerweise wird Indium nicht auf chemische Weise nachgewiesen, sondern √ľber geeignete spektroskopische Verfahren. Leicht ist Indium √ľber die charakteristischen¬†Spektrallinien¬†bei 451,14¬†nm und 410,18¬†nm nachzuweisen.¬†Da diese im blauen Spektralbereich liegen, ergibt sich die typische blaue¬†Flammenf√§rbung. F√ľr eine genauere quantitative Bestimmung bieten sich die¬†R√∂ntgenfluoreszenzanalyse¬†und dieMassenspektrometrie¬†als Untersuchungsmethode an.

Toxizität und Sicherheit 

W√§hrend von Indiummetall keine toxischen Effekte bekannt sind, zeigte es sich jedoch, dass Indiumionen im¬†Tierversuch¬†mit¬†Ratten¬†und¬†Kaninchen¬†embryonentoxische und¬†teratogene¬†Effekte besitzen.¬†Bei einer Einmalgabe von 0,4¬†mg*kg-1¬†InCl3¬†an tr√§chtigen Ratten konntenMissbildungen¬†wie beispielsweise¬†Gaumenspalten¬†und¬†Oligodaktylie¬†beobachtet werden. Diese Erscheinungen waren geh√§uft festzustellen, wenn das Indium am 10. Schwangerschaftstag appliziert wurde. Bei M√§usen waren dagegen keine Missbildungen zu beobachten.¬†Bei Indiumnitrat wurde eine Toxizit√§t f√ľr Wasserorganismen (aquatische Toxizit√§t) festgestellt.

Kompaktes Indiummetall ist nicht¬†brennbar. Im feinverteilten Zustand als Pulver oder¬†Staub¬†ist es dagegen wie viele Metalle¬†leichtentz√ľndlich¬†und brennbar. Brennendes Indium darf wegen der Explosionsgefahr durch entstehenden¬†Wasserstoff¬†nicht mit Wasser gel√∂scht werden, sondern muss mit Metallbrandl√∂schern (Klasse D) gel√∂scht werden.

Verbindungen 

Indium bildet eine Reihe von Verbindungen. In ihnen hat das Metall meist die Oxidationsstufe +III. Die Stufe +I ist seltener und instabiler. Die Oxidationsstufe +II existiert nicht, Verbindungen, in denen formal zweiwertiges Indium vorkommt, sind in Wirklichkeit gemischte Verbindungen aus ein- und dreiwertigem Indium.

Indiumoxide 

Indium(III)-oxid¬†ist ein gelbes, stabiles Salz. Reines Indium(III)-oxid wird wenig verwendet, in der Technik wird der gr√∂√üte Teil zu¬†Indiumzinnoxid¬†weiterverarbeitet. Es handelt sich hierbei um Indium(III)-oxid, das mit einer geringen Menge¬†Zinn(IV)-oxid¬†dotiert¬†ist. Dadurch wird die Verbindung zu einem¬†transparenten¬†und¬†leitf√§higem¬†Oxid (TCO-Material). Diese Kombination von Eigenschaften, die nur wenige weitere Materialien besitzen, bedingt eine breite Anwendung. Insbesondere als Stromleiter in¬†Fl√ľssigkristallbildschirmen¬†(LCD),¬†organischen Leuchtdioden(OLED),¬†Touchscreens¬†und¬†Solarzellen¬†wird Indiumzinnoxid verwendet. In weiteren Anwendungen wie beheizbaren Autoscheiben und Solarzellen konnte das teure Indiumzinnoxid durch billigeres aluminiumdotiertes¬†Zinkoxid¬†ersetzt werden.

Verbindungshalbleiter 

Viele Indiumverbindungen sind¬†Verbindungshalbleiter¬†mit charakteristischen¬†Bandl√ľcken. Dies betrifft insbesondere Verbindungen mit Elementen der 15. und 16. Hauptgruppe, wie Phosphor, Arsen oder Schwefel. Diejenigen mit Elementen der 15. Hauptgruppe werden zu den¬†III-V-Verbindungshalbleitern¬†gez√§hlt, diejenigen mit¬†Chalkogenen¬†zu den¬†III-VI-Verbindungshalbleitern. Die Zahl richtet sich jeweils nach der Anzahl an¬†Valenzelektronen¬†in den beiden Verbindungsbestandteilen.¬†Indiumnitrid,¬†Indiumphosphid,¬†Indiumarsenid¬†und¬†Indiumantimonid¬†haben unterschiedliche Anwendungen in verschiedenen¬†Dioden, wie¬†Leuchtdioden¬†(LED),¬†Fotodioden¬†oder¬†Laserdioden. Die genaue Anwendung h√§ngt von der ben√∂tigten Bandl√ľcke ab.¬†Indium(III)-sulfid¬†(In2S3) ist ein III-VI-Halbleiter mit einer Bandl√ľcke von 2¬†eV, der anstelle von¬†Cadmiumsulfidin¬†Solarzellen¬†verwendet wird.¬†Einige dieser Verbindungen¬†‚Äď vor allem Indiumphosphid und Indiumarsenid¬†‚Äď spielen eine Rolle in der¬†Nanotechnologie. Indiumphosphid-Nanodr√§hte¬†besitzen eine stark¬†anisotrope¬†Photolumineszenz¬†und k√∂nnen eventuell in hochempfindlichen Photodetektoren oder optischen Schaltern eingesetzt werden.

Neben den einfachen Verbindungshalbleitern gibt es auch halbleitende Verbindungen, die mehr als ein Metall enthalten. Ein Beispiel ist¬†Indiumgalliumarsenid¬†(InxGa1-xAs) ein tern√§rer Halbleiter mit einer im Vergleich zu¬†Galliumarsenid¬†verringerten Bandl√ľcke.¬†Kupferindiumdiselenid(CuInSe2) besitzt einen hohen¬†Absorptionsgrad¬†f√ľr Licht und wird daher in¬†D√ľnnschichtsolarzellen¬†eingesetzt (CIGS-Solarzelle).

Weitere Indiumverbindungen 

Mit den¬†Halogenen¬†Fluor,¬†Chlor,¬†Brom¬†und¬†Iod¬†bildet Indium eine Reihe von Verbindungen. Sie sind¬†Lewis-S√§uren¬†und bilden mit geeigneten¬†Donoren¬†Komplexe. Ein wichtiges Indiumhalogenid ist¬†Indium(III)-chlorid. Dieses wird unter anderem als¬†Katalysator¬†f√ľr die¬†Reduktion¬†organischer Verbindungen¬†eingesetzt.

Es existieren auch organische Indiumverbindungen mit den allgemeinen Formeln InR3 und InR. Sie sind wie viele metallorganische Verbindungen empfindlich gegen Sauerstoff und Wasser. Indiumorganische Verbindungen werden als Dotierungsreagenz bei der Produktion von Halbleitern genutzt.

Allgemein
Name, Symbol,Ordnungszahl Indium, In, 49
Serie Metalle
Gruppe, Periode, Block 13, 5, p
Aussehen silbrig glänzend grau
CAS-Nummer 7440-74-6
Massenanteil an derErdh√ľlle 0,1¬†ppm
Atomar
Atommasse 114,818 u
Atomradius (berechnet) 155 (156) pm
Kovalenter Radius 144 pm
Van-der-Waals-Radius 193 pm
Elektronenkonfiguration [Kr] 4d105s25p1
1. Ionisierungsenergie 558,3 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1820,7 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2704 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur tetragonal
Dichte 7,31 g/cm3
Mohshärte 1,2
Magnetismus diamagnetisch¬†(\chi_{m}¬†= ‚ąí5,1 ¬∑ 10‚ąí5)
Schmelzpunkt 429,7485[4]¬†K¬†(156,5985 ¬įC)
Siedepunkt 2345¬†K¬†(2072 ¬įC)
Molares Volumen 15,76 ¬∑ 10‚ąí6¬†m3/mol
Verdampfungswärme 231,8 kJ/mol
Schmelzwärme 3,26 kJ/mol
Dampfdruck 1 Pa bei 1196 K
Schallgeschwindigkeit 1215 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 233 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 12,5 · 106 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit 81,6 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 3, 1
Normalpotential ‚ąí0,343¬†V¬†(In3+¬†+ 3e‚ąí¬†‚Üí In)
Elektronegativität 1,78 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
111In {syn.} 2,8047¬†d őĶ 0,865 111Cd
113In 4,3 % Stabil
114In {syn.} 71,9¬†s ő≤‚ąí 1,989 114Sn
őĶ 1,452 114Cd
115In 95,7¬†% 4,41 ¬∑ 1014¬†a ő≤‚ąí 0,495 115Sn
NMR-Eigenschaften
Spin ő≥¬†in
rad¬∑T‚ąí1¬∑s‚ąí1
Er(1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
113In 9/2 5,8845 · 107 0,0151 21,87
115In 9/2 5.8972 · 107 0,271 38,86
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

02 ‚Äď Leicht-/Hochentz√ľndlich 07 ‚Äď Achtung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 228-315-319-332-335
EUH: keine EUH-Sätze
P:¬†210-‚Äč261-‚Äč305+351+338
GefahrstoffkennzeichnungPulver

Leichtentz√ľndlich
Leicht-
entz√ľndlich
(F)
R- und S-Sätze R: 11
S: 9-16-29-33
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