Indium ist ein chemisches Element mit dem Symbol In und der Atomnummer 49. Dieses seltene, sehr weiche, verformbare und leicht schmelzbare Postübergang-Metall ist Gallium und Thallium chemisch ähnlich, und zeigt Zwischeneigenschaften zwischen diesen zwei. Indium wurde 1863 entdeckt und für die indigoblaue blaue Linie in seinem Spektrum genannt, das die erste Anzeige seiner Existenz in Zinkerzen als ein neues und unbekanntes Element war. Das Metall wurde zuerst im folgenden Jahr isoliert. Zinkerze setzen fort, die primäre Quelle des Indiums zu sein, wo es in der zusammengesetzten Form gefunden wird. Sehr selten kann das Element als Körner von heimischem (freiem) Metall gefunden werden, aber diese sind nicht der kommerziellen Wichtigkeit.

Die aktuelle primäre Anwendung des Indiums soll durchsichtige Elektroden von Indium-Zinnoxyd in flüssigen Kristallanzeigen und touchscreens bilden, und dieser Gebrauch bestimmt größtenteils seine globale abbauende Produktion. Es wird in Dünnfilmen weit verwendet, um geschmierte Schichten zu bilden (während des Zweiten Weltkriegs es wurde weit verwendet, um Lager im Hochleistungsflugzeug anzustreichen). Es wird auch verwendet, um besonders niedrige Schmelzpunkt-Legierung zu machen, und ist ein Bestandteil in einigen bleifreien Loten.

bekannt, wird Indium durch keinen Organismus verwendet. Auf eine ähnliche Weise zu Aluminiumsalzen Indium (III) können Ionen für die Niere, wenn gegeben, durch die Einspritzung toxisch sein, aber mündliche Indium-Zusammensetzungen haben die chronische Giftigkeit von Salzen von schweren Metallen wahrscheinlich wegen der schlechten Absorption in grundlegenden Bedingungen nicht. Radioaktives Indium 111 (in sehr kleinen Beträgen auf einer chemischen Basis) wird in Kernmedizin-Tests als ein radiotracer verwendet, um der Bewegung von etikettierten Proteinen und Leukozyten im Körper zu folgen.

Eigenschaften

Physisch

Indium ist ein sehr weiches, silberfarben-weißes, relativ seltenes wahres Metall mit einem hellen Schimmer. Wenn es gebogen wird, strahlt Indium einen hohen "Schrei" aus. Wie Gallium ist Indium zum nassen Glas fähig. Indium hat einen niedrigen Schmelzpunkt, im Vergleich zu denjenigen von den meisten anderen Metallen, 156.60 °C (313.88 °F); es ist höher als dieser von seinem leichter homologue, Gallium, aber tiefer als dieser der schwereren homologue, Thalliums. Sein Siedepunkt ist jedoch, gemäßigt, 2072 °C seiend (3762 °F), der höher ist als dieses des Thalliums, aber tiefer als dieses von Gallium, Opposition gegen die Schmelzpunkt-Tendenz zeigend. Die Dichte des Indiums, 7.31 g · Cm, ist auch höher als dieses von Gallium, aber tiefer als dieses des Thalliums.

Ein Indium-Atom hat 49 Elektronen, eine elektronische Konfiguration [Kr]4d5s5p habend. In seinen Zusammensetzungen verliert Indium meistens seine drei äußersten Elektronen, Indium (III) Ionen, Darin werdend, aber in einigen Fällen kann das Paar von 5s-Elektronen innerhalb des Atoms bleiben, Indium hat so nur zum Indium (I), Darin oxidiert. Das geschieht wegen der trägen Paar-Wirkung, die wegen der Stabilisierung von 5s-orbital wegen relativistischer Effekten vorkommt, die näher am Boden des Periodensystems stärker sind. Thallium zeigt eine noch stärkere Wirkung, Oxydation zum Thallium (I) machend wahrscheinlicher als zum Thallium (III), +1 der wahrscheinlichere Oxydationsstaat machend.

Mehrere Standardelektrode-Potenziale, abhängig von der Reaktion unter der Studie, werden wegen des Indiums berichtet:

Chemisch

Indium ist ein Postübergang-Metall und chemisch, ist das Zwischenelement zwischen seiner Gruppe 13 Nachbargallium und Thallium. Es zeigt zwei Hauptoxydationsstaaten, die +1 und +3, mit dem letzten sind, der stabiler ist, wohingegen der einzige allgemeine Oxydationsstaat von Gallium +3 ist und sich Thallium +1 zeigt wahrscheinlicher als +3, mit dem Thallium (III), ein gemäßigt starker Oxidieren-Agent seiend, während Indium (III) stabil ist und Indium (I) ein mächtiger abnehmender Agent ist.

Indium reagiert mit Wasser nicht, aber es wird von stärkeren Oxidieren-Agenten, wie Halogene oder Oxalsäure oxidiert, um Indium (III) Zusammensetzungen zu geben. Es reagiert mit Bor, Silikon oder Kohlenstoff nicht, und der entsprechende boride, silicide oder das Karbid sind nicht bekannt. Ähnlich ist die Reaktion zwischen Indium und Wasserstoff nicht beobachtet worden, aber sowohl Indium (I) als auch Indium (III) hydrides sind bekannt.

Indium (III) Oxyd wird bei heißen Temperaturen während der Reaktion zwischen Indium und Sauerstoff mit der blauen Flamme gebildet. Es ist amphoteric, d. h. es kann sowohl mit Säuren als auch mit Basen reagieren. Seine Reaktion mit Wasser läuft auf unlösliches Indium (III) Hydroxyd hinaus, das auch amphoteric ist, mit alkalies reagierend, um indates (III) und mit Säuren zu geben, um Indium (III) Salze zu geben:

:In (OH) + 2 NaOH  2 Na [InO] + HO

:In (OH) + 3 HCl  InCl + 3 HO

Die Hydrolyse von Natrium indate (III) gibt schwache indic Säure, HInO. Aus dem allgemeinen Indium (III) sind Salze, Chlorid, Sulfat und Nitrat auflösbar. In Wasserlösungen, In und [InO] Ionen sind hydrolyzed, um InOH und HInO wegen allgemein amphoteric Charakter des Indiums (III) Ionen zu geben. Indium (III) Zusammensetzungen, ist ähnlich zum Thallium (III) Zusammensetzungen nicht gut auflösbar; jedoch ist Indium (III) Salze von starken Säuren, wie Chlorid, Sulfat und Nitrat, hydrolyzing in Wasserlösungen auflösbar. Im Ion ist in der Lösung wegen der Abwesenheit von allein stehenden Elektronen im d- und F-Elektronschalen farblos.

Indium (I) Zusammensetzungen ist nicht so üblich wie Indium (III); nur Chlorid, Bromid, iodide, Sulfid und cyclopentadienyl werden gut charakterisiert. Indium (I) Sulfid ist das Produkt der Reaktion zwischen dem Indium und Schwefel oder Indium und Wasserstoffsulfid, und kann unter 700— 1000 °C erhalten werden. Indium (I) schwarzes Oxydpuder wird an 850 °C während der Reaktion zwischen Indium und Kohlendioxyd oder während der Zergliederung des Indiums (III) Oxyd an 1200 °C erhalten. Cyclopentadienylindium (I), der der erste organoindium (I) Zusammensetzung war, hat berichtet, ist Polymer, das aus zickzackförmigen Ketten von Wechselindium-Atomen und cyclopentadienyl Komplexen besteht.

Weniger oft, Indium-Shows, die Zwischenoxydation +2 festsetzt, der zwischen den allgemeinen, am meisten namentlich in Halogeniden, InX und [InX] liegt. Wie man bekannt, verbinden mehrere andere Zusammensetzungen Indium (I) und Indium (III), solcher als In (der InCl) Kl., In (InBr) (InBr), InInBr.

Isotope

Indium kommt natürlich auf der Erde nur in zwei primordialen nuclides, Indium 113 und Indium 115 vor. Daraus zwei setzt Indium 115 95.7 % des ganzen Indiums zusammen, aber es ist radioaktiv, zu Dose 115 über den Beta-Zerfall mit der Halbwertzeit von 4.41 Jahren, vier Größenordnungen verfallend, die größer sind als das Alter des Weltalls und fast 50,000mal länger sind als dieses des natürlichen Thoriums. Diese Situation ist unter stabilen chemischen Elementen ungewöhnlich; wie man gezeigt hat, haben nur Indium, Tellur und Rhenium am meisten - reichliche Isotope gehabt, die radioaktiv sind. Das weniger allgemeine natürliche Isotop des Indiums, Indium 113, ist stabil.

Indium hat 39 bekannte Isotope, sich in der Masse zwischen 97 und 135 erstreckend. Nur ein von ihnen sind stabil, und man hat Halbwertzeit, die 10 Jahre überschreitet; das stabilste andere Indium-Isotop ist Indium 111, der Halbwertzeit von etwa 2.8 Tagen hat. Alle anderen Isotope haben Halbwertzeiten kürzer als 5 Stunden. Indium hat auch 47 Meta-Staaten, aus denen Indium-114m1 am stabilsten ist, stabiler seiend als Boden-Staat jedes Indium-Isotops abgesehen von den primordialen.

Entwicklung und Ereignis

Indium wird über das andauernde, (bis zu Tausende von Jahren), S-Prozess in Massensternen des niedrigen Mediums geschaffen (die sich in der Masse zwischen 0.6 und 10 Massen der Sonne erstrecken). Wenn ein 109 Silberatom, das ungefähr Hälfte des ganzen Silbers in der Existenz umfasst, ein Neutron fängt, erlebt es einen Beta-Zerfall, um Kadmium 110 zu werden. Weitere Neutronen gewinnend, wird es Kadmium 115, der zum Indium 115 über einen anderen Beta-Zerfall verfällt. Das erklärt, warum das radioaktive Isotop in Hülle und Fülle im Vergleich zum stabilen vorherrscht.

Indium ist 61. reichlichstes Element in der Kruste der Erde an etwa 49 ppb, Indium ungefähr so reichlich machend, wie Quecksilber.

Weniger als 10 Indium-Minerale, sind wie dzhalindite (In (OH)) und indite (FeInS) bekannt, aber keiner von diesen kommt in bedeutenden Ablagerungen vor.

Gestützt auf dem Inhalt des Indiums in Zinkerzlagern gibt es eine Weltreservebasis von etwa 6,000 Tonnen des wirtschaftlich lebensfähigen Indiums. Diese Zahl hat zu Schätzungen geführt, die dass an aktuellen Verbrauchsraten darauf hinweisen, es gibt die Versorgung von nur 13 Jahren des verlassenen Indiums. Jedoch behauptet Indium Corporation, der größte Verarbeiter des Indiums, dass, auf der Grundlage von zunehmenden Wiederherstellungserträgen während der Förderung, Wiederherstellung von einer breiteren Reihe von Grundmetallen (einschließlich Dose, Kupfer und anderer polymetallischer Ablagerungen) und neue abbauende Investitionen, die langfristige Versorgung des Indiums nachhaltig, zuverlässig und genügend ist, um zunehmende zukünftige Nachfragen zu befriedigen.

Dieser Beschluss kann das angemessene Betrachten sein, dass Silber, das ein Drittel so reichlich ist wie Indium in der Kruste der Erde, zurzeit an etwa 18,300 Tonnen pro Jahr abgebaut wird, der 40mal größer ist als aktuelle Indium-Bergwerksraten.

Geschichte

1863 prüften die deutschen Chemiker Ferdinand Reich und Hieronymous Theodor Richter Erze von den Gruben um Freiberg, Sachsen. Sie haben den Mineralpyrit, arsenopyrite, Galenit und sphalerite in Salzsäure und destilliertem rohem Zinkchlorid aufgelöst. Da es bekannt war, dass Erze von diesem Gebiet manchmal Thallium enthalten, haben sie nach den grünen Emissionslinien mit der Spektroskopie gesucht. Die grünen Linien fehlten, aber eine blaue Linie ist im Spektrum da gewesen. Da kein Element mit einer hellblauen Emission bekannt war, haben sie beschlossen, dass ein neues Element in den Mineralen da gewesen ist. Sie haben das Element mit dem blauen geisterhaften Linienindium von der indigoblauen in seinem Spektrum gesehenen Farbe genannt. Richter hat fortgesetzt, das Metall 1864 zu isolieren. Auf der Weltmesse 1867 wurde ein Barren dessen präsentiert.

1924, wie man fand, hatte Indium eine wertvolle Fähigkeit, Nichteisenmetalle zu stabilisieren, der der erste bedeutende Gebrauch für das Element war. Es hat bis 1936 für das amerikanische Büro von Gruben genommen, um Indium als eine Ware zu verzeichnen, und sogar am Anfang der 1950er Jahre waren nur sehr beschränkte Anwendungen für das Indium bekannt, am wichtigsten, deren Licht ausstrahlende Dioden und Überzug-Lager für Flugzeugsmotoren während des Zweiten Weltkriegs machte. Der Anfang der Produktion von Indium enthaltenden Halbleitern hat 1952 angefangen. Die Entwicklung und der weit verbreitete Gebrauch von Indium enthaltenden Kernkontrollstangen haben Nachfrage während der 1970er Jahre vergrößert, und der Gebrauch von Indium-Zinnoxyd in flüssigen Kristallanzeigen hat zugenommen und ist die Hauptanwendung vor 1992 geworden.

Produktion

Der Mangel an Indium-Mineral lagert sich ab und die Tatsache, dass Indium in der Sulfidic-Leitung, Dose bereichert wird, macht Kupfer, Eisen und predominately in Zinkablagerungen, Zinkproduktion die Hauptquelle für das Indium. Das Indium wird von der Schlacke und dem Staub der Zinkproduktion durchgefiltert. Weitere Reinigung wird durch die Elektrolyse getan.

Indium wird hauptsächlich von Rückständen erzeugt, die während der Zinkerzverarbeitung erzeugt sind, aber wird auch in Eisen, Leitung und Kupfererzen gefunden. China ist ein Haupterzeuger des Indiums. Die Teck Cominco Raffinerie in der Spur, das britische Columbia, ist ein großer einzelner Quellindium-Erzeuger, mit der Produktion von 32,500 Kg 2005, 41,800 Kg 2004 und dem 36,100 Kg 2003. Das Malku Khota Eigentum von South American Silver Corporation in Bolivien ist eine große Quelle des Indiums mit einer angezeigten Quelle von 1,481 Tonnen und abgeleiteter Quelle von 935 Tonnen. Das Gestell von Adex Mining Inc. Angenehme Mine in Neubraunschweig, Kanada, hält einige der bekannten Gesamtindium-Mittel in der Welt.

Der Betrag des verbrauchten Indiums ist größtenteils eine Funktion der Welt-FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Produktion. Weltproduktion ist zurzeit 475 Tonnen pro Jahr vom Bergwerk und weitere 650 Tonnen pro Jahr von der Wiederverwertung. Nachfrage hat sich schnell in den letzten Jahren mit der Beliebtheit von FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Computermonitoren und Fernsehern erhoben, die jetzt für 50 % des Indium-Verbrauchs verantwortlich sind. Vergrößerte Produktionsleistungsfähigkeit und (besonders in Japan) wiederverwendend, erhält ein Gleichgewicht zwischen der Nachfrage und Angebot aufrecht. Gemäß dem UNEP ist die Wiederverwertungsrate des Endes des Lebens des Indiums weniger als 1 %. Nachfrage hat zugenommen, weil das Metall in LCDs und Fernsehen und verminderter Versorgung verwendet wird, als mehrere chinesische abbauende Sorgen aufgehört haben, Indium aus ihrem Zink tailings herauszuziehen. 2002 war der Preis 94 US$ pro Kilogramm. Die neuen Nachfragewechsel und Versorgung sind hoch und schwankende Preise des Indiums hinausgelaufen, das sich von 2006 bis 2009 von US$ 382/Kg bis US$ 918/Kg erstreckt hat.

Anwendungen

Die erste groß angelegte Anwendung für das Indium war als ein Überzug für Lager in Hochleistungsflugzeugsmotoren während des Zweiten Weltkriegs. Später hat Produktion allmählich zugenommen, weil neuer Gebrauch in der schmelzbaren Legierung, den Loten und der Elektronik gefunden wurde. In den 1950er Jahren wurden winzige Perlen davon für die Emitter und Sammler von PNP-Legierungsverbindungspunkt-Transistoren verwendet. Im mittleren und gegen Ende der 1980er Jahre, der Entwicklung von Indium-Phosphid-Halbleitern und Indium-Zinnoxyd haben dünne Filme für flüssige Kristallanzeigen (LCD) viel Interesse aufgeweckt. Vor 1992 war die Dünnfilm-Anwendung der größte Endgebrauch geworden.

Elektronik

• Indium-Oxyd (InO) und Indium-Zinnoxyd (ITO) werden als ein durchsichtiger leitender Überzug verwendet, der auf Glassubstrate im Bilden von electroluminescent Tafeln angewandt ist.
• Einige Indium-Zusammensetzungen wie Indium antimonide, Indium-Phosphid und Indium-Nitrid sind Halbleiter mit nützlichen Eigenschaften.
• Indium wird in der Synthese von Kupferindium-Halbleiter-Gallium selenide (CIGS) verwendet, das für die Fertigung des dünnen Films Sonnenzellen verwendet wird.
• Verwendet in Licht ausstrahlenden Dioden (LEDs) und Laserdioden hat auf zusammengesetzten Halbleitern wie InGaN, InGaP gestützt, die durch das Metalorganic Dampf-Phase-Kristallwachstum (MOVPE) Technologie fabriziert werden.
• Ultrareine metalorganics des Indiums schließen hohe Reinheit trimethylindium (TMI) ein, der als ein Vorgänger in III-V zusammengesetzten Halbleitern verwendet wird, während es auch als der Halbleiter dopant in Zusammensetzungshalbleitern von II-VI verwendet wird.
• Einer von vielen wechselt Quecksilber in alkalischen Batterien aus, um das Zink davon abzuhalten, Wasserstoffbenzin zu zerfressen und zu veröffentlichen.

Metall und Legierung

• Sehr kleine Beträge haben in der Aluminiumlegierung Opferanoden (für Salz-Wasseranwendungen) verwendet, um Passivierung des Aluminiums zu verhindern.
• Elektrischen Goldtest zu verpfänden, führt zu Supraleitern, Indium wird als ein Leiten-Bindemittel verwendet und unter einem Mikroskop mit der Präzisionspinzette angewandt.
• In der Form einer Leitung wird es als ein Vakuumsiegel und ein Thermalleiter in der Kryogenik und den Ultrahochvakuum-Anwendungen verwendet. Zum Beispiel, in Produktionsdichtungen, die deformieren, um Lücken zu schließen.
• Verwendet als ein Kalibrierungsmaterial für das Differenzial, calorimetry scannend.
• Es ist eine Zutat in der Indium-Zinnlegierung des Galliums Galinstan, der Flüssigkeit bei der Raumtemperatur nicht ist, wie Quecksilber toxisch seiend.

Anderer Gebrauch

• Indium-Zinnoxyd wird als ein leichter Filter in Tiefdruck-Natriumsdampf-Lampen verwendet. Die Infrarotradiation wird zurück in die Lampe widerspiegelt, die die Temperatur innerhalb der Tube vergrößert und deshalb die Leistung der Lampe verbessert.
• Der Schmelzpunkt des Indiums von 429.7485 K (156.5985 °C) ist gehefteter Punkt eines Definierens auf der internationalen Temperaturskala SEINE 90.
• Die hohe Neutronfestnahme-Kreuz-Abteilung des Indiums für Thermalneutronen macht es passend für den Gebrauch in Kontrollstangen für Kernreaktoren normalerweise in einer Legierung, die 80-%-Silber, 15-%-Indium und 5-%-Kadmium enthält.
• In der Kerntechnik, (n, n') werden Reaktionen In und In verwendet, um Umfänge von Neutronflüssen zu bestimmen.
• Indium wird auch als ein Thermalschnittstelle-Material von Personalcomputeranhängern in der Form von vorgeformten Folie-Platten verwendet, die zwischen der Wärmeübertragungsoberfläche eines Mikroprozessors und seinem Hitzebecken geeignet sind. Die Anwendung der Hitze schmilzt teilweise die Folie und erlaubt dem Indium-Metall, irgendwelche mikroskopischen Lücken und Gruben zwischen den zwei Oberflächen auszufüllen, irgendwelche Isolieren-Lufttaschen entfernend, die Wärmeübertragungsleistungsfähigkeit sonst in Verlegenheit bringen würden.
• Darin strahlt Gammastrahlung aus und wird in der Indium-Leukozyt-Bildaufbereitung, oder dem Indium scintigraphy, einer Technik der medizinischen Bildaufbereitung verwendet, die in differenzierenden Bedingungen wie osteomyelitis von decubitus Geschwüren für die Bewertung des Wegs und Dauer der antibiotischen Therapie besonders nützlich ist. Indium-Leukozyt scintigraphy hat viele Anwendungen, einschließlich der frühen Phase-Rauschgift-Entwicklung und der Überwachung der Tätigkeit von Leukozyten. Für den Test wird Blut von den geduldigen, weißen Zellen entfernt, etikettiert mit dem radioaktiven In, dann wiedereingespritzt zurück in den Patienten genommen. Gammabildaufbereitung wird dann irgendwelche Gebiete der andauernden weißen Zelllokalisierung wie neue und sich entwickelnde Gebiete der Infektion offenbaren.

Vorsichtsmaßnahmen und Gesundheitsprobleme

Das reine Indium in der Metallform wird nichttoxisch von den meisten Quellen betrachtet. Im Schweißen und den Halbleiter-Industrien, wo Indium-Aussetzung relativ hoch ist, hat es keine Berichte irgendwelcher toxischen Nebenwirkungen gegeben. Indium-Zusammensetzungen, wie Aluminiumzusammensetzungen, Komplex mit hydroxyls, um unlösliche Salze in grundlegenden Bedingungen zu bilden, und werden so vom Essen nicht gut absorbiert, ihnen ziemlich niedrig mündlichen toxicty gebend. Auflösbares Indium (III), ist wenn geliefert, parenterally toxisch, jedoch in erster Linie der Niere Schaden verursachend (sowohl innere als auch Außenteile), aber zusätzlich zum Herzen und der Leber, und kann teratogenic sein. Andere Indium-Zusammensetzungen, sind wenn verwaltet, außerhalb der gastrointestinal Fläche toxisch: Zum Beispiel sind wasserfreies Indium trichloride (InCl) und Indium-Phosphid (InP), wenn geliefert, in die Lungen ziemlich toxisch (der Letztere ist ein verdächtigtes Karzinogen).

Siehe auch

• Aluminium
• Gallium
• Thallium

Links

• WebElements.com - Indium
• Abnehmende Agenten> Indium niedriger valent