Ind

Ind (In, łac. indium) – pierwiastek chemiczny, metal z bloku p układu okresowego.

Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: ind (geologia).

Ind

kadm ← ind → cyna
Ga ↑ In ↓ Tl 49 In
Wygląd
srebrzystobiały
Widmo emisyjne indu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	ind, In, 49 (łac. indium)
Grupa, okres, blok	13 (IIIA), 5, p
Stopień utlenienia	III
Właściwości metaliczne	metal
Właściwości tlenków	amfoteryczne
Masa atomowa	114,82 ± 0,01[a][1]
Stan skupienia	stały
Gęstość	7310 kg/m³[2]
Temperatura topnienia	156,60 °C[3]
Temperatura wrzenia	2072 °C[3]
Numer CAS	7440-74-6
PubChem	5359967
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 155 (obl. 156) pm 144 pm 193 pm Konfiguracja elektronowa [Kr]5s24d105p1 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 18, 3 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,78 1,49 Potencjały jonizacyjne I 558,3 kJ/mol II 1820,7 kJ/mol III 2704 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 231,5 kJ/mol Ciepło topnienia 3,263 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 1,42×10−17 Pa (429 K) Konduktywność 1,16×107 S/m Ciepło właściwe 233 J/(kg·K) Przewodność cieplna 81,6 W/(m·K) Układ krystalograficzny tetragonalny Twardość • w skali Mohsa 1,2 Prędkość dźwięku 1215 m/s (293,15 K) Objętość molowa 15,76×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 113In 4,3% stabilny izotop z 64 neutronami 114In {syn.} 71,9 dni β+ 114 Cd 114mIn {syn.} 49,5 dni w.e. i.t. 114 Cd 114 In 115In 95,7% 4,4×1014 lat β− 0,495 115 Sn
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-02] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Uwaga Zwroty H H302, H312, H315, H319, H332, H335 Zwroty P P261, P280, P305+P351+P338 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[4] 0 2 0
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Został odkryty w 1863 r. przez Ferdinanda Reicha i Hieronymousa Theodora Richtera z Akademii Górniczej we Freibergu^[5][6]. Nazwa pochodzi od koloru indygo, na jaki barwi płomień^[5] (linia spektralna^[6] 451,13 nm). W temperaturze pokojowej jest odporny na działanie powietrza. Dopiero w podwyższonej temperaturze tworzy tlenek. Nie reaguje z kwasami nieutleniającymi. Z kwasem siarkowym i azotowym reaguje na gorąco. Rozpuszcza się w roztworach zasad. W wyższych temperaturach reaguje z chlorowcami, siarką i azotem.

Występowanie i otrzymywanie

Zawartość indu w skorupie ziemskiej średnio wynosi około 50 ppb (µg/kg), a w wodzie 0,1-0,01 ppt (ng/kg). W przyrodzie występuje w minerałach: rokezycie CuInS₂, indycie FeIn₂S₄ i gallindycie In(OH)₃. Często towarzyszy rudom cynku, żelaza, miedzi i cyny.

Metaliczny ind otrzymuje się przez redukcję tlenku indu wodorem lub metodą elektrolizy roztworu jego soli.

Zastosowania

Drut wykonany z indu

Ind wykorzystywany jest intensywnie przez przemysł półprzewodnikowy, m.in. do wytwarzania tranzystorów p-n-p z germanem oraz do niskotemperaturowego lutowania półprzewodników. Z pierwiastkami grupy 15 tworzy półprzewodniki III-V. Spośród nich arsenek indu (InAs) i antymonek indu (InSb) są stosowane do produkcji tranzystorów niskotemperaturowych i termistorów, a fosforek indu (InP) do tranzystorów wysokotemperaturowych^[7].

Ind stosuje się też jako dodatek stopowy (np. do stali) podwyższających ich twardość i odporność na korozję. Wykorzystuje się go (w postaci drutu) przy produkcji termometrów oporowych i przyrządów optycznych. Wchodzi w skład metalicznych powłok antykorozyjnych. Niektóre stopy indu mają właściwości nadprzewodzące. W postaci tlenku indowo-cynowego jest wykorzystywany w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych (LCD). Wytwarza się z niego stopy niskotopliwe (stop zawierający 24% indu i 76% galu). Tlenek indu stosuje się również przy wytwarzaniu powierzchni o własnościach elektroluminescencyjnych.

W pierwszej dekadzie XXI w. produkcja indu zaczęła gwałtownie wzrastać z powodu zastosowań tego pierwiastka w przemyśle elektronicznym, szczególnie w produkcji wyświetlaczy LCD oraz paneli słonecznych. W 2007 roku 75% rocznej produkcji indu zużyto do produkcji LCD dla odbiorników telewizyjnych i wyświetlaczy w telefonach komórkowych. Zaledwie 8% odbiorników telewizyjnych na świecie są odbiornikami LCD, co stwarza potencjalnie duży wzrost zapotrzebowania na ten metal. W 2011 globalna produkcja indu wyniosła 1800 ton, z czego Japonia zużyła 60%^[6].

Ze względu na duży przekrój czynny na wychwyt neutronów ind używany jest także do produkcji prętów kontrolnych do reaktorów jądrowych^[7]. Inne zastosowanie to detekcja neutronów metodą aktywacyjną^[8].

Uwagi

1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 114,818 ± 0,001. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.