Индий, В, Атомный номер 49

В общих чертах

Индия является химический элемент с символом В и атомным номером 49. Im Periodensystem дер Elemente steht ES ин-дер- 5. Период vierter унд дер Элемент ист 3. Основная группа (в соответствии с новой переписи группе 13) Одер Borgruppe. Индия является редким, silberweißes Weich унд Schwermetall. Сене Häufigkeit Erdkruste ист ин-дер-фон дер Зильбер vergleichbar. Индий не является необходимым для человеческого организма, Известно, ни токсичных эффектов. Металлический теперь обрабатываются по большей части к индия оксида олова, который используется в качестве прозрачного проводника на плоских дисплеев и сенсорных экранов. С начала нового тысячелетия рост спроса связан привело к значительному увеличению в Indiumpreise и обсуждения в отношении сферы возникновения.

Индия 1863 обнаружили немецкие химики Фердинанд Теодор рейха и Рихтер на Bergakademie Фрайберг. Они исследовали найденный вокруг сфалерита образца после таллия. Они обнаружили в спектре поглощения вместо ожидаемого таллия линий, ранее неизвестного индиго спектральной линии и, таким образом, до сих пор неизвестно элемента. После этого новый элемент позже получил его имя. Вскоре после этого, они могли бы сначала оксид индия и, восстановлением оксида индия с водородом и металла. Большее количество индия был первым на Всемирной выставке 1867 показано в Париже.

После первоначального заявления 1933 в качестве легирующей добавки в стоматологической золото начали широко использовать индия с Второй мировой войны. США положить его в качестве покрытия в сильно нагруженных подшипников самолетов. После индия Второй мировой войны, в основном, в электронной промышленности, используется в качестве припоя и сплавов с низкой температурой плавления. Использование в стержнях управления для ядерных реакторов стало важным с увеличением использования атомной энергии. Это привело к 1980 первый сильный рост цен индия. После ядерной аварии на Три-Майл-Исландия Пошел но и спрос и цена хорошо назад.

От 1987 Два новых индия, разработала полупроводниковый фосфид индия и проводящий и прозрачным в тонких слоев оксида индия и олова. Особенно оксида индия и олова был vonFlüssigkristallbildschirmen развития технически интересные. Из-за высокого спроса, так как 1992 дальнейшей обработке большую часть индия индия с оксидом олова.

Вхождение

Индий редкий элемент, его доля в континентальной коры только 0,05 частей на миллион. Это, следовательно, одинаковой частотой, как серебра и ртути. В достойном состоянии индия был найден только в одном открытия в Восточной Сибири. Есть только несколько индия минералы, известные. Они, в основном, сульфидные минералы, такие, как тонко Indit2S4 и Roquésit CuInS2. Тем не менее, они редки и не играют роли в восстановлении индия. Крупнейшие месторождения индия в цинковых руд, особенно сфалерит. Теоретические запасы на 16.000 Расчетное тонн, экономически ПОЛЕЗНАЯ которых около 11.000 Тонны. Крупнейшие месторождения находятся в Канаде, Китай и Перу. Индия руды, но и в Австралии, Боливия, Бразилия, Япония, Россия, Южная Африка, США, Найдено Афганистан и некоторые европейские страны. В Германии, месторождения расположены в Рудных горах (Фрейберг, Мариенберг, Гейер) и Раммельсберг в Гарц.

Добыча и представление

Индий получают почти исключительно в качестве побочного продукта при производстве цинка или свинца. Экономическая восстановление возможно, если накапливается в определенных точках производственного процесса индия. Они находятся примерно летучей золы, которые происходят во время обжига сульфида цинка и остатков, которые остаются в электролизе при мокром способе производства цинка. Они вступают в реакцию с серной кислотой или хлористоводородной кислотой, а затем переводят в раствор. При увеличении концентрации индия в кислоте является слишком низкой, он должен быть обогащен. Это сделано, например, путем экстракции или осаждения трибутил как индия фосфата.

Фактическая Indiumgewinnung сделать электролитическим. Для этого, раствор индия(III)-Хлорид используется в соляной кислоте. Это реализуется с помощью ртути до элементарной индия электродов. При электролизе, необходимо обеспечить, что решение не содержит больше таллий, поскольку стандартные потенциалы этих двух элементов очень похожи.

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

Через соответствующие процедуры, такие, как методом зонной плавки или повторного электролиза индия(Я)-хлориды тает, сырой продукт может быть дополнительно очищен и т.д. 99,99 % чистый индий получены.

Продукция

Die первичная продукция (Minenproduktion) индия был в 2006 между 500 и 580 Тонны. Из-за низких природных запасов 11.000 Тонны с высоким спросом является одним из самых дефицитных товаров индия на земле. В 2008 выросла особенно для Китая на природный индия запасов 280 на 8.000 Тонны, то, что статическая жизни ранее 6 на 19 Длительные лет. Вторичный производство, Также дас Переработка, превышает первичную продукцию и был в 2008 подле 800 Тонны.

НПЗ производство индия по стране

Indiumproduktion в Китае более недавно провел. В 1994 был сумма производится ни у 10 Тонны. С тех пор, доля Китая в мировом производстве увеличилась до 60 % в 2005. Производство в других странах, таких как Япония, Канада или Франция может быть увеличена только в малой степени или уменьшить истощение месторождений. Так было 2006 Японский Тойохару шахты закрыты, и, таким образом местное производство значительно уменьшилось.

Временная развитие производства индия

Поскольку спрос на индий поднялась быстрее, чем производство, привело к резкому подорожанию индия 97 Доллар 2002 на 827 Долларов за килограмм в 2005. Переработка индия осуществляется прежде всего переработки остатков от распыления. Единственная страна,, в настоящее время восстанавливается в больших количествах индия, Япония.

При дальнейшем увеличении спроса и связанного высокой стоимости переработки и материалов с немного индия выгодно. Кроме того, теперь экономически жизнеспособным, использовать руд с низким содержанием индия. Это, вероятно, будет возможно, задержать высыхание ресурсов.

Хотя индия может быть в большинстве приложений, заменить другими веществами, Тем не менее, это часто ухудшает свойства продукта или производственного экономики. Таким образом, например, фосфид индия заменены арсенида галлия и индия также некоторые - хотя и более низкого качества - возможные заменители.

Свойства

Физические свойства

Кристаллографические данные[22]
Кристалл Система тетрагональной
Raumgruppe I4/mmm \;
Параметров решетки

(Elementarzelle)

a = (б) = 325 часов

С = 495 часов

Количество (От) который

Formeleinheiten

Z = 2

Элементарная ячейка координационного индия сфере центральных Indiumatoms

Координация многогранники Indiumatoms от 4 + 8 = 12 Соседние атомы в виде искаженного кубооктаэдр

Индий серебристо-белый металл с низкой температурой плавления 156,5985 ° C. Нижняя точка плавления обладают среди металлов только ртути, Галлий и большинство из щелочных металлов. За очень большой площади почти 2000 К жидкий металл. Жидкость индия оставляет на стекле постоянно тонкую пленку (Смачивание). То же самое свойство имеет аналогичную галлия.

Металл имеет высокую пластичность и твердость очень низкая (Твердость по Моосу: 1,2). Таким образом, можно, Чтобы вырезать ножом в индия натрия. В то же время он оставляет на бумаге видимый линии. Ниже критической температуры 3,41 Кельвин индий сверхпроводящий. Особенностью индия, она имеет общего с оловом, являются характеристикой шума, который можно услышать во время сгибания индия ("Zinngeschrei").

Из индий только один кристаллическая модификация известна в нормальных условиях, в тетрагональной сингонии пространственной группы I4/mmm \; и, таким образом в тетрагональной объемно-центрированной решетки с параметрами решетки a = 325 pm und С = 495 кристаллизовались вечера и две формульные единицы в элементарной ячейке.

Индия окружен в кристаллической структуре двенадцати других атомов, которых четыре из соседних элементарных ячеек и меньшем расстоянии (325 часов; красные облигации) чем восемь, расположенного на углах атомов элементарной ячейки (337 часов; зеленые облигации). Как координация многогранники дается координационного числа 4 + 8 = 12 verzerrtesKuboktaeder. Кристаллическая структура может, поэтому, как тетрагональной искажено, кубический плотная упаковка сфер описаны.

В экспериментах с высоким давлением, дальнейшее изменение было обнаружено, выше 45 ГПа стабилен и в орторомбической кристаллической системе в пространственной группе Fmmm кристаллизуется.

Химические свойства

Химические свойства индия аналогичны тем, которые галлия группы соседей и таллия. Так индия, как и другие два элемента, основной элемент, которые могут реагировать при повышенных температурах с большим количеством неметаллов. В воздухе, он стабилен при комнатной температуре в, так образует плотный слой оксида алюминия, как в, который защищает материал от пассивации от дальнейшего окисления. Только при высоких температурах, реакция занимает около индий(III)-oxidstatt.

В то время как индий из минеральных кислот, таких как азотная кислота или серная атакован, он не растворим в горячей воде, Основы, и большинство органических кислот. Даже соленой не ржавеет индий. Индий при комнатной температуре в растворимые металлической ртути лучше.

Изотоп

Есть индия 38 различные изотопы и более 45 Kernisomere фон 97В до 135В известных. В природе это происходит только двух изотопов, 113В (64 Нейтроны) с 4,29 % и 115В (66 Нейтроны) с 95,71 % Доля природного распределение изотопа. Общая изотопов 115В слегка радиоактивные, Это бета-излучатель с периодом полураспада 4,41 · 1014 Годы. Как естественный изотоп может быть обнаружен с помощью спектроскопии ЯМР. Наиболее стабильный изотоп искусственным 111В и 114метрВ полураспада в несколько дней, 113метрТолько примерно полутора часов. 111В и 113метрПри использовании ядерной медицины.

Употребление

Металл

Индий в Indiumdichtungenverwendet.

Индия является универсальным, его использование ограничено дефицитом и высокой цены. Большую часть производимого индия не используется в качестве металла, но дополнительно обработаны к серии соединений. Но для производства индия оксида олова были 2000 65 % использует общее производство индия. Другие ссылки, такие как фосфид индия и арсенид индия быть восстановлены из полученного индия. Для получения подробной информации по использованию индия соединений можно найти в разделе Знакомства.

Металлические заготовки могут быть защищены электрически abgeschiedenene Indiumüberzüge. Таким образом, материалы с покрытием, такие как сталь, Ведущий или кадмий после или солевые растворы устойчивы к коррозии органических кислот и особенно истиранию. Indiumschutzschichten были ранее часто используется для подшипников в автомобилях или самолетах. С существенным увеличением цен индия это уже не экономически, но. Покрытие поверхностей индия имеют высокую отражательную способность и однородный по всех цветов в сторону и, следовательно, может быть использован в качестве зеркала.

Точка плавления индия является относительно низким и очень точно определить. По этой причине, он является одним из сильных сторон при составлении шкалы температуры. Это свойство также для калибровки в дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) использованный.

Из-за высоких Einfangquerschnittes как для медленной и быстрой нейтрона Индий подходящим материалом для регулирующих стержней в ядерных реакторах. Также известен как нейтронных детекторов индия фольги может быть использован. Индий газонепроницаемой и легко деформировать даже при низких температурах и поэтому используется в так называемом Indiumdichtungen в криостат.

Даже припой для многих материалов играет индия из-за некоторых конкретных характеристик роли. Так деформируется при охлаждении только в малой степени. Это особенно при пайке полупроводниковых транзисторов важных. Другой фактором, что индий в состоянии, паять и неметаллических материалов, таких как стекло и керамика.

С "Indiumpillen" германия вафли были взаимно легированных, произвести первые транзисторы.

Legierungen

Индия может быть легированных со многими металлами. Многие из этих сплавов, особенно металлов висмута, Зинн, Кадмия и свинца, имеют низкую температуру плавления 50 до тех пор пока 100 ° C. В результате, возможности применения, например, в спринклерных, Термостаты и предохранители. Поскольку свинец является токсичным также использовать, Индий используется в качестве неопасных заменителя. Цель этих сплавов является то, что, что они способствуют высоких температурах окружающей среды, в результате пожара или высокой силы тока, расплав. При плавлении электрическую цепь прерывается или срабатывает спринклер. Индия галлия сплавов часто даже более низкие температуры плавления и содержатся в высокотемпературных термометров. Особое галлий-индий-олово сплав галинстан. Это жидкость при комнатной температуре и служит неопасных заменителя ртути или натрия калия сплавов.

Есть несколько других сплавов индия, которые используются в различных областях. Так индий меди, Марганец и магний, используется в качестве компонента сплава магнитных материалов. Иногда, индий (максимальный 5 %) с серебром, Зинн, Медь, Используется ртуть и цинк в качестве добавки в амальгамы. В памяти слоем CD-RW, в частности, индий, содержится.

Доказательство

Возможный химический обнаружения осаждение ионов индия с помощью 8-оксихинолина в уксусной кислоте. Обычно индия не обнаружено с помощью химических средств, но на соответствующих спектроскопических методов. Свет индия от характерных спектральных линий в 451,14 нм и 410,18 нм доказать. Поскольку эти синей области спектра, Результаты в типичном синей окраски пламени. Для более точного количественного определения, это предложить анализ рентгеновской флуоресценции и dieMassenspektrometrie как метода исследования.

Токсичность и безопасность

В то время как известно, из металла индия, не токсичных эффектов, Было установлено, однако,, обладают, что индий в исследованиях на животных с крыс и кроликов и тератогенных эффектов эмбрионов токсичных. Когда одна доза 0,4 мг * кг-1 InCl3 наблюдаются у беременных крыс konntenMissbildungen, таких как расщелиной неба и oligodactyly. Эти явления наблюдались чаще, когда индия на 10. Беременность была применена. У мышей, однако, не было обнаружено никаких отклонений. Для индия, токсичность для водных организмов (водная токсичность) найдены.

Компактный металлический индий не воспламеняется. В тонко измельченный состояние в виде порошка или пыли, это, с другой стороны, как многие металлы и летучие воспламеняется. Сжигание индия не может быть потушен водой из-за опасности взрыва из-за водорода, образовавшегося, но должны огнетушителями Metal (Класс D) будут удалены.

Знакомства

Индий образует ряд соединений. В них, как правило, металл имеет степень окисления III. I этап является редким и нестабильным . Степень окисления II не существует, Знакомства, где официально двухвалентный индия происходит, смешанные соединения с в действительности- и трехвалентного индия.

Indiumoxide

Индий(III)-оксид желтый, стабильная соль. Рейнес индия(III)-оксид мало используется, в данной области, основная часть дополнительно обрабатывается, чтобы индия оксида олова. Это для индия(III)-окисел, что с небольшим количеством олова(IV)-оксид легированный. Таким образом, подключение к прозрачной и проводящего оксида (ТШО-Материал). Такое сочетание свойств, обладают несколько других материалов, требует широкого спектра приложений. В частности, в качестве дирижера в жидкокристаллических дисплеях (ЖК), органические светодиоды(OLED-), Сенсорные экраны и солнечные батареи, используется оксид индия и олова. В других приложениях, таких как нагретые окон автомобилей и солнечных батарей дорогой оксида индия и олова может быть заменен более дешевым, легированного алюминием оксида цинка.

Соединение полупроводниковых

Многие индия соединения полупроводникового соединения с характерными запрещенных зон. Это относится, в частности, к соединениям с элементами 15. и 16. Основная группа, такие как фосфор, Мышьяк или серы. Те с элементами 15. Основная группа считаются среди сложных полупроводников III-V, тех, с халькогенов этих сложных полупроводников III-VI. Число различается в зависимости от числа валентных электронов в двух соединительных компонентов. Indiumnitrid, Indiumphosphid, Арсенид индия и антимонида индия различные приложения в разных диодов, а светоизлучающих диодов (Индикатор), Фотодиоды или лазерные диоды. Точное применение зависит от требуемой ширины запрещенной зоны. Индий(III)-sulfid (В2S3) представляет собой полупроводниковый III-VI, имеющих ширину запрещенной зоны 2 eV, используется вместо солнечных батарей Cadmiumsulfidin. Некоторые из этих соединений - особенно фосфид индия и арсенида индия - играть роль в области нанотехнологий. Фосфида индия нанопроволоки имеют сильно анизотропной фотолюминесценции и, возможно, будет использоваться в высокочувствительных фотоприемных или оптических переключателей.

В дополнение к простым сложных полупроводников, существуют полупроводниковые соединения, содержащий более одного металла. Примером может служить арсенид галлия индия (ВхGa1-хКак) тройной полупроводниковой с снизились по сравнению с шириной запрещенной зоны арсенида галлия. Меди и индия Диселенид(Вопрос2) имеет высокий коэффициент поглощения для света и поэтому используется в тонкопленочных солнечных элементов (CIGS солнечных батарей).

Другие соединения индия

С фтором галогенов, Хлор, Брома и йода индия образует ряд соединений. Sie sind Lewis-Säuren und bilden mit geeigneten Donoren Komplexe. Ein wichtiges Indiumhalogenid ist Indium(III)-хлорид. Dieses wird unter anderem als Katalysator für 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.

В общих чертах
Имя, Символ,Атомный номер Индий, В, 49
Серия Металлы
Кластер, Период, Блокировать 13, 5, P
Наружность silbrig glänzend grau
CAS-Nummer 7440-74-6
Массовая доля derErdhülle 0,1 частей на миллион
Атомный
Атомная масса 114,818 Вы
Atomradius (вычисленный) 155 (156) часов
Радиус Kovalenter 144 часов
Ван-дер-Ваальса радиус 193 часов
Электронная конфигурация [Kr] 4г1025P1
1. Энергия ионизации 558,3 кДж / моль
2. Энергия ионизации 1820,7 кДж / моль
3. Энергия ионизации 2704 кДж / моль
Физический
Физическое состояние твердо
Кристаллическая структура тетрагональной
Густота 7,31 г / см3
Мооса 1,2
Магнетизм diamagnetisch (\chi_{m} = −5,1 · 10-5)
Температура плавления 429,7485[4] К (156,5985 ° C)
Точка кипения 2345 К (2072 ° C)
Молярный объем 15,76 · 10-6 метр3/моль
Теплота парообразования 231,8 кДж / моль
Schmelzwärme 3,26 кДж / моль
Упругость паров 1 Па-бай 1196 К
Скорость звука 1215 м / с 293,15 К
Удельная теплоемкость 233 J /(кг · К)
Электрическая проводимость 12,5 · 106 /(В · метр)
Теплопроводность 81,6 W /(метр · К)
Химический
Окисление государств 3, 1
Normalpotential −0,343 V3+ + 3и- → In)
Электроотрицательность 1,78 (Полинг-Scale)
Изотоп
Изотоп NH т1/2 А ZE (МэВ) ZP
111В {сына.} 2,8047 г E 0,865 111Компакт-диск
113В 4,3 % Стабильный
114В {сына.} 71,9 с б- 1,989 114Sn
E 1,452 114Компакт-диск
115В 95,7 % 4,41 · 1014 a б- 0,495 115Sn
ЯМР свойства
Прясть γ в
колесо·Т-1·с-1
ЭтоГ(1H) еL подле
B = 4,7 Т
В МГц
113В 9/2 5,8845 · 107 0,0151 21,87
115В 9/2 5.8972 · 107 0,271 38,86
Безопасность
СГС Идентификация опасностей

02 – Leicht-/Hochentzündlich 07 – Achtung

Опасность

H- и Р-наборы H: 228-315-319-332-335
EUH: EUH не устанавливает
P: 210-​261-​305+351+338
Маркировка опасных материаловПорох

Leichtentzündlich
Легко-
воспалительный
(F)
R- и S-фразы R: 11
S: 9-16-29-33
Эта запись была опубликована в Стратегическое металлов и отмеченных , , , , , , , , , , , . Закладка Постоянная ссылка.

Оставить комментарий