的铟是属于周期表的第13族金属和具有化学符号在。其原子序数为49,49在,并且它在自然界中发生的两种同位素:113 In和115在,后者是最丰富的。在地球上发现铟原子是锌和铅矿物质中的杂质。
它是一种特殊的金属,因为它是最柔软的金属,不会造成健康危害。与锂和rub不同,锂和rub与水分反应会严重灼伤皮肤。可以用小刀切碎一块铟,然后用手指的力将其弄碎,产生明显的脆性。
一块金属铟。来源:化学元素的高分辨率图像
听到这个金属名称的人肯定会想到印度,但是它的名称来自靛蓝色,这种颜色是在进行火焰测试时观察到的。从这个意义上讲,它与钾非常相似,用非常有特色的火焰燃烧其金属或化合物,通过该火焰首次在闪锌矿矿物中检测到铟。
铟与铝和镓具有许多化学性质,在大多数化合物中都具有+3(In 3+)的氧化数。它与低熔点的镓形成合金完美结合,其中之一是林。
铟的应用基于其合金涂层,使其具有导电性和柔韧性。印度人盖了一些眼镜,以代替银色,使它们更具光泽。在技术世界中,印度人出现在LCD和触摸屏中。
发现
1863年,德国化学家费迪南德·赖希(Ferdinand Reich)通过发射光谱中的绿线寻找锌矿物质中th的痕迹。特别是萨克森州附近的闪锌矿(ZnS)样品。焙烧矿物后,除去其硫含量,在盐酸中消化,然后蒸馏出氯化锌,得到了稻草色沉淀。
面对这一发现,赖希决定进行光谱分析。但是由于他没有很好的眼睛观察颜色,因此他向同事Hieronymus Theodor Richter寻求帮助。里希特(Richter)观察到谱线偏蓝,与其他元素的谱线不一致。
两位德国化学家面临着一种新元素,这种元素之所以被称为印度元素,是因为燃烧化合物时火焰的靛蓝颜色。反过来,这种颜色的名称源自拉丁语indicum,即印度。
一年后的1864年,他们兴奋了一下,经过一系列的沉淀和纯化,他们通过溶解水中的盐电解分离了金属铟样品。
印度的结构
铟原子In利用其价电子聚结成金属键。因此,它们最终被布置在具有扭曲的四方结构的体心晶体中。晶体中相邻的In-In原子之间的相互作用相对较弱,这解释了为什么铟的熔点低(156ºC)。
另一方面,使两个或多个铟晶体结合的力也不强,否则它们将不会在彼此之上移动,从而赋予金属独特的柔软性。
物产
外观
它是一种非常柔软的银金属。可以用指甲压力将其撕裂,用刀割开或划破在纸上的亮线。只要将其弄平,就可以用牙齿咀嚼和变形。同样,它具有塑性,非常易延展和延展。
印度人用喷灯加热时,会散发出靛蓝色的火焰,比钾的火焰更明亮,颜色更鲜艳。
摩尔质量
114.81克/摩尔
熔点
156.60摄氏度
沸点
2072°C。
像镓一样,铟的熔点和沸点之间的温度范围也很宽。这反映了一个事实,即液体中的In-In相互作用要强于玻璃中的In-In相互作用。因此,一滴铟比其蒸气更容易获得。
密度
室温下:7.31 g / cm 3
熔点:7.02 g / cm 3
电负性
鲍林标度为1.78
电离能
第一:558.3 kJ / mol
第二:1820.7 kJ / mol
第三:2704 kJ / mol
导热系数
81.8瓦/(米K)
电阻率
83.7牛·米
莫氏硬度
1,2 它仅比滑石粉稍硬(不要将韧性与韧性混为一谈)。
反应性
铟溶于酸形成盐,但不溶于碱性溶液,甚至不溶于热氢氧化钾。与硫,氧和卤素直接接触反应。
铟是相对两性的,但它的行为更像是一种碱而不是一种酸,它的水溶液是弱碱性的。的In(OH)3再溶解通过加入更多的碱的,从而产生了络合物indiates,在(OH)4 - ,与铝酸盐反应。
电子配置
铟的电子构型如下:
4d 10 5s 2 5p 1
在这13个电子中,5s和5p轨道的最后三个是价电子。利用这三个电子,铟原子与铝和镓一样建立其金属键,并与其他原子形成共价键。
氧化数
前面提到的作用是立即理解铟能够失去其三个价电子,或获得五个而成为稀有气体氙的等电子。
如果在化合物中我们假设它失去了三个电子,它将保留为三价阳离子In 3+(类似于Al 3+和Ga 3+),因此,其氧化数将为+3。大多数铟化合物是In(III)。
在铟的其他氧化数中,我们有-5(In 5-),-2(In 2 -),- 1(In -),+ 1(In +)和+2(In 2+)。
在一些实例中(I)化合物是:INF,含,INBR,InI和In 2 O.所有这些都是比较少见的化合物,而在(III)的是主要的:在(OH)3,在2 ö 3,InCl 3,InF 3等。
In(I)中的化合物是强大的还原剂,其中In +将两个电子给予其他物种,成为In 3+。
同位素
铟在自然界中以两种同位素形式存在:113 In和115 In,其陆地丰度分别为4.28%和95.72%。因此,在地球上,我们的115 In 原子比113 In 原子多得多。该115在具有半 - 的4.41×10生活14年,所以伟大的,它几乎是认为是稳定的,尽管是放射性同位素。
当前,已经创建了总共37种铟的人工同位素,它们都是放射性的并且高度不稳定。其中最稳定的是111 In,半衰期为2.8天。
应用领域
合金类
印度人与镓相处得很好。两种金属均会形成合金,这些合金在低温下会熔化,就像银液一样,在其几种应用中已取代了汞。同样,铟也容易合并,在汞中的溶解度为57%。
铟合金用于设计银镜,而无需银。当倒在任何材料的表面上时,它会起粘附作用,因此可以将玻璃,金属,石英和陶瓷板连接起来。
电子产品
没有印度人,触摸屏将永远不存在。资料来源:Pxhere。
铟也与锗相处融洽,因此将其化合物作为掺杂剂添加到LED的氮化锗中,从而从这些混合物中产生蓝色,紫色和绿色的光。它也是晶体管,热敏电阻和光伏电池的一部分。
它最重要的化合物是氧化铟锡,它被用作玻璃上的涂层以反射某些波长。这样就可以将其用于焊接护目镜和摩天大楼玻璃,以免它们进入内部。
涂有这种氧化物的玻璃是良好的导电体。就像是从我们手指头传来的 这就是为什么它打算用于触摸屏制造的原因,由于越来越多的智能手机的出现,当今的活动更加流行。
风险性
铟首先不会对环境造成任何威胁,因为它的In 3+离子没有大量传播。没有关于其对土壤,植物的影响,以及对动物或海洋的影响的信息。
在体内,尚不清楚In 3+离子在微量代谢中是否具有任何重要作用。然而,摄入其化合物时,它们对各种器官有害,这就是为什么它们被认为是剧毒物质的原因。
实际上,ITO(氧化铟锡)颗粒对于制造计算机和智能手机的屏幕必不可少,它会对工人的健康产生负面影响,使他们该病叫铟肺。
摄入这些颗粒主要是通过吸入以及通过皮肤和眼睛接触而发生的。
另一方面,如果铟金属微粒靠近热源,则容易燃烧并引起火灾。
参考文献
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