ИСТОРИЯ

ЗАЙМЕМСЯ
ХИМИЕЙ


Название: Индий (indium)
Порядковый номер: 49
Группа: iii
Период: 5
Электронное строение: 5s2 5p1
Атомная масса: 114,82
Электроотрицательность: 1,78
Температура плавления: 156,61?С
Температура кипения: 2080?С
Плотность (г/см3): 7,31
Характерные степени окисления: +3
Цвет: Серебристо-белый
Кем открыт: Фердинанд Рейх, Т. Рихтер
Год открытия: 1863
Страна открытия: Германия
Кристалическая структура:
тетрагональная

Индий (лат. indium), in, химический элемент iii группы периодической системы Менделеева; атомный номер 49, атомная масса 114,82; белый блестящий мягкий металл. Элемент состоит из смеси двух изотопов: 113 in (4,33%) и 115 in (95,67%); последний изотоп обладает очень слабой b -радиоактивностью (период полураспада t 1/2 = 6 ? 10 14 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 cuins 2 и индит in 2 s 4 , 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 å и с = 4,936 å. Атомный радиус 1,66 å; ионные радиусы in 3+ 0,92 å, in + 1,30 å; плотность 7,362 г/см 3 . И. легкоплавок, его t пл 156,2 °С; t kип 2075 °С. Температурный коэффициент линейного расширения 33 ? 10 -6 (20 °С); удельная теплоёмкость при 0—150 °С 234,461 дж /( кг·К ), или 0,056 кал /( г· °С); удельное электросопротивление при 0°С 8,2 ? 10 -8 ом ? м , или 8,2 ? 10 -6 ом ? см , модуль упругости 11 Гн/ м 2 , или 1100 кгс/мм 2 ; твёрдость по Бринеллю 9 Мн/м 2 , или 0,9 кгс/мм 2 .

В соответствии с электронной конфигурацией атома 4 d 10 5 s 2 5 p 1 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 °С горит фиолетово-синим пламенем, давая окись in 2 o 3 — жёлтые кристаллы, хорошо растворимые в кислотах. При нагревании И. легко соединяется с галогенами, образуя растворимые галогениды incl 3 , inbr 3 , ini 3 . Нагреванием И. в токе hcl получают хлорид incl 2 , а при пропускании паров incl 2 над нагретым in образуется incl. С серой И. образует сульфиды in 2 s 3 , ins; они дают соединения ins ? in 2 s 3 и 3ins ? in 2 s 3 . В воде в присутствии окислителей И. медленно корродирует с поверхности: 4in + 3o 2 +6h 2 o = 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 = k 3 [in(oh) 6 ]. Соединения И. низших степеней окисления довольно неустойчивы; галогениды inhal и чёрный окисел in 2 o — 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. 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.

Лит.: Химия и технология редких и рассеянных элементов, под ред. К. А. Большакова, т. 1—2, М., 1965—69 (т. 1, с. 88—99, т. 2, с. 178—207); Зеликман А. Н., Крейн О. Е., Самсонов Г. В., Металлургия редких металлов, М., 1964, с. 424—45; Основы металлургии, под ред. Н. С. Грейвера, Н. П. Сажина, И. А. Стригина, т. 4, М., 1967, с. 552—61.

Н. А. Гурович.

Назад



(С) Дистанционный творческий конкурс-проект "Моя Веб-страница", 2005
(С) Хмелев Алексей, 2005
http://www.eidos.ru/project/all/web/index.htm