ИНДИУМ: ОТКРИЋЕ, СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ИЗОТОПИ, УПОТРЕБЕ, РИЗИЦИ - ХЕМИЈА - 2026

Индијум метала који припада групи 13 периодног система и има хемијску симбол Ин. Њен атомски број је 49, ₄₉ Ин, а у природи се појављује као два изотопа: ¹¹³ Ин и ¹¹⁵ Ин, а последњи је најбројнији. Атоми индија налазе се на Земљи као нечистоће у минералима цинка и олова.

То је посебан метал, јер је најмекши који се може додирнути без много здравствених ризика; за разлику од литијума и рубидијума, који би страшно спаљивали кожу када реагују влагом. Комад индија може се исећи ножем и преломити силом прстију, стварајући карактеристичну мрвицу.

Комад металног индијума. Извор: Хи-Рес слике хемијских елемената

Свако ко чује ово метално име сигурно ће му пасти на памет Индија, али његово име потиче од индиго боје, која се примећује када се врши тест пламена. У том смислу је прилично сличан калијуму, пали свој метал или једињења врло карактеристичним пламеном, кроз који је индијум први пут откривен у сфалеритним минералима.

Индијум дели многе хемијске квалитете са алуминијумом и галијумом, који се јављају у већини његових једињења са бројем оксидације +3 (Ин ³⁺ ). Одлично се комбинује са легурама које стварају галијум са ниским талиштем, од којих је једна галинстан.

Примена индија се заснива на превлачењу материјала њиховим легурама, чинећи их електрично проводљивим и флексибилним. Индијанац прекрива неке чаше како би им дао већи сјај, замењујући сребро. Индијанац се у свету технологије налази у ЛЦД и додирним екранима.

Откриће

1863. немачки хемичар Фердинанд Реицх тражио је трагове елемента талијума, кроз зелену линију његовог спектра емисије, у минералима цинка; посебно узорке сфалерита (ЗнС) из целе Саксоније. Након пржења минерала, уклањања садржаја сумпора, варења у хлороводоничној киселини и дестилације цинк хлорида, добио је талог сламнате боје.

Суочен са открићем, Реицх је одлучио да изврши спектроскопску анализу; али пошто није имао добрих очију за посматрање боја, обратио се свом колеги Хијерониму Теодору Рихтеру за помоћ у овом задатку. Рихтер је био тај који је посматрао плавкасту спектралну линију, која се није поклапала са спектром било којег другог елемента.

Двојица немачких хемичара суочена су са новим елементом, који је назван индијским због индиго боје пламена приликом спаљивања његових једињења; а заузврат, назив ове боје долази од латинске речи индицум, што значи Индија.

Годину дана касније, 1864., узбуђени и после дуже серије падавина и пречишћавања, изолирали су узорак металног индија електролизом растворених соли у води.

Структура Индијанаца

Атоми индија, Ин, коалирају се користећи своје валенцијске електроне да би успоставили металну везу. Дакле, они су распоређени у кристал у средишту тела са искривљеном тетрагоналном структуром. Интеракције између суседних Ин-Ин атома у кристалу су релативно слабе, што објашњава зашто индијум има ниску тачку топљења (156 ºЦ).

С друге стране, силе које обједињују два или више индијумских кристала такође нису јаке, иначе се не би померале једна преко друге, дајући металу карактеристичну мекоћу.

Својства

Физичка присутност

То је изузетно мекан сребрни метал. Може се растргати притиском на ноктима, резати ножем или огребати у сјајним линијама на листу папира. Могуће је чак и жвакати и деформирати зубима, све док их спљоштите. Исто тако, врло је пластична и пропусна, има пластична својства.

Када се Индијанац загреје баром, он испушта пламен индиго боје, још светлији и шаренији од калијума.

Моларна маса

114,81 г / мол

Тачка топљења

156.60 ºЦ

Тачка кључања

2072 ° Ц.

Као и галијум, и индијум има широк распон температуре између тачке топљења и тачке кључања. Ово одражава чињеницу да су међудјеловања у течности јача од оних која преовлађују у стаклу; и да је стога кап индија лакше добити него његове паре.

Густина

На собној температури: 7,31 г / цм ³

Право на тачки топљења: 7,02 г / цм ³

Електронегативност

1,78 по Паулинг-овој скали

Енергије јонизације

Прво: 558,3 кЈ / мол

Друго: 1820,7 кЈ / мол

Треће: 2704 кЈ / мол

Топлотна проводљивост

81.8 В / (м К)

Електрична отпорност

83,7 нΩм

Мохсова тврдоћа

1,2 Само је нешто тврђи од праха од талка (не мешајте жилавост са жилавошћу).

Реактивност

Индијум се раствара у киселинама да би творио соли, али не раствара се у алкалним растворима, чак ни са врућим калијум хидроксидом. Реагира у директном контакту са сумпором, кисиком и халогенима.

Индијум је релативно амфотеран, али понаша се више као база него киселина, а водени раствори су благо базични. У (ОХ) ₃ се поново раствара са додатком више алкалија, стварајући сложене индиаторе, у (ОХ) ₄ ^- , као што се догађа са алуминатима.

Електронска конфигурација

Електронска конфигурација индија је следећа:

4д ¹⁰ 5с ² 5п ¹

Од тих тринаест електрона, последња три од 5с и 5п орбитала су валентни електрони. Са ова три електрона, атоми индија успостављају своју металну везу, као и алуминијум и галијум, и формирају ковалентне везе са другим атомима.

Оксидациони бројеви

Горе поменуто служи да се одједном схвати да је индијум способан да изгуби своја три валентна електрона или добије пет да постане изоелектронски ксенону племенитог гаса.

Ако у једињењу претпоставимо да је изгубио три електрона, он ће остати као тровалентни катион Ин ³⁺ (аналогно Ал ³⁺ и Га ³⁺ ), а самим тим ће његов број оксидације бити +3. Већина једињења индија су Ин (ИИИ).

Међу осталим оксидацијским бројевима за индијум имамо: -5 (Ин ^5- ), -2 (Ин ^2- ), -1 (Ин ^- ), +1 (Ин ⁺ ) и +2 (Ин ²⁺ ).

Неки примери Ин (И) једињења су: ИнФ, ИнЦл, ИнБр, ИнИ и Ин ₂ О. Сва су релативно ретка једињења, док су она у Ин (ИИИ) претежна: Ин (ОХ) ₃ , Ин ₂ О ₃ , ИнЦл ₃ , ИнФ ₃ , итд.

У (И) једињења су моћна редуктивна средства, у којима Ин ⁺ донира два електрона другим врстама како би постали Ин ³⁺ .

Изотопи

Индиј се у природи појављује као два изотопа: ¹¹³ Ин и ¹¹⁵ Ин, чија су земаљска обиље 4,28%, односно 95,72%. Дакле, на Земљи имамо много више атома ¹¹⁵ Ин него што имамо ¹¹³ Ин. ¹¹⁵ у има пола - живот 4.41 × 10 ¹⁴ година тако велика да је скоро сматра стабилна, упркос томе што је радиоактивни изотоп.

Тренутно је створено укупно 37 вештачких изотопа индија, сви радиоактивни и високо нестабилни. Од свих њих, најстабилнија је ¹¹¹ Ин, која има полуживот од 2,8 дана.

Апликације

Легуре

Индијанац се одлично слаже са галијумом. Оба метала формирају легуре које се топе на ниским температурама, изгледају као сребрне течности, са којима је жива избачена у неколико његових примена. Исто тако, и индијум се лако спаја, растворивши у живој 57%.

Индијунске легуре користе се за израду сребрних огледала без потребе за сребром. Кад се излије на површину било ког материјала, делује као пријањач, тако да се стакло, метал, кварц и керамичке плоче могу спојити.

електроника

Без индијанских, додирни екрани никада не би постојали. Извор: Пкхере.

Индиј се такође одлично слаже са германијем, па се његова једињења додају као додаци германијум нитриду у ЛЕД-има, репродукујући плаве, љубичасте и зелене светлости из ових смеша. Такође је део транзистора, термистиста и фотонапонских ћелија.

Најважнија његова једињења је индијум-оксид калај који се користи као премаз на чашама да би одражавао неке таласне дужине. То му омогућава да користите наочаре за заваривање и стакло небодера како се унутра не би загрејало.

Наочаре пресвучене овим оксидом су добри проводници електричне енергије; као што долази из наших прстију. И зато је намењен производњи екрана осетљивих на додир, што је данас још актуелнија због појаве све више и више паметних телефона.

Ризици

Индијум у првом степену не представља ризик за животну средину, јер се његови иони Ин ³⁺ не шире у значајним количинама. Нема података о томе какав би био утицај на тла, који ће утицати на биљке, нити на фауну или мора.

У организму није познато да ли иони Ин ³⁺ имају неку битну улогу у метаболизму у количинама у траговима. Међутим, када се његова једињења уносе, она су штетна за разне органе, због чега се сматрају врло токсичним супстанцама.

У ствари, ИТО (Индиум Тин Оксид) честице, неопходне за производњу екрана за рачунаре и паметне телефоне, могу негативно утицати на здравље радника, проузрокујући им болест која се зове Индиум плућа.

Гутање ових честица настаје углавном удисањем и контактом кроз кожу и очи.

С друге стране, ситне честице индија метала су склоне сагоревању и изазивању пожара ако су у близини извора топлоте.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Википедиа. (2020). Индиум. Опоравак од: ен.википедиа.орг
3. Др Доуг Стеварт. (2020). Чињенице елемента индијума. Опоравак од: цхемицоол.цом
4. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (20. јануара 2020.). Индиум. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом
5. Хабасхи Ф. (2013) Индиум, Пхисицал анд Цхемицал Пропертиес. У: Кретсингер РХ, Уверски ВН, Пермјаков ЕА (едс) Енциклопедија металопротеина. Спрингер, Нев Иорк, НИ
6. Национални центар за информације о биотехнологији. (2020). Индиум. ПубЦхем база података., ЦИД = 5359967. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
7. Кимберли Уптмор. (2020). За шта се користи Индиум у свакодневном животу? Студи. Опоравак од: студи.цом
8. Хинес, ЦЈ, Робертс, ЈЛ, Андревс, РН, Јацксон, МВ, & Дедденс, ЈА (2013). Употреба и професионално излагање индијуму у Сједињеним Државама. Часопис за хигијену на раду и животну средину, 10 (12), 723–733. дои: 10.1080 / 15459624.2013.836279