인듐은 주기율표 제 13 족에 속하는 금속이고, 화학적으로 심볼을 갖는다. 원자 번호는 49, 49 In이며, 자연에서 113 In과 115 In의 두 동위 원소로 발생 하며 후자가 가장 풍부합니다. 인듐 원자는 지구상에서 아연과 납 미네랄의 불순물로 발견됩니다.
그것은 많은 건강 위험없이 만질 수있는 가장 부드럽기 때문에 특별한 금속입니다. 리튬과 루비듐과는 달리 수분과 반응 할 때 피부를 몹시 태워 버립니다. 인듐 조각은 칼로 자르고 손가락의 힘으로 부서져 독특한 크런치를 내뿜습니다.
금속 인듐 조각. 출처 : 화학 원소의 고해상도 이미지
이 금속 이름을 듣는 사람이라면 누구나 반드시 인도를 떠 올릴 것이지만 그 이름은 화염 테스트를 수행 할 때 관찰되는 인디고 색상에서 유래되었습니다. 이런 의미에서 그것은 칼륨과 매우 유사하여 금속 또는 그 화합물을 매우 특징적인 불꽃으로 태우고 인듐이 처음으로 sphalerite 미네랄에서 검출되었습니다.
인듐은 산화수가 +3 (In 3+ ) 인 대부분의 화합물에서 발생하는 알루미늄 및 갈륨과 많은 화학적 특성을 공유 합니다. 융점이 낮은 갈륨 형성 합금과 잘 결합되며 그중 하나가 갈린 스탄입니다.
인듐의 용도는 재료를 합금으로 코팅하여 전기 전도성과 유연성을 제공합니다. 인디언은은을 대체하여 더 많은 빛을 내기 위해 안경을 덮습니다. 기술의 세계에서 인도인은 LCD와 터치 스크린에서 발견됩니다.
발견
1863 년 독일의 화학자 Ferdinand Reich는 방사 스펙트럼의 녹색 선을 통해 아연 광물에서 원소 탈륨의 흔적을 찾고있었습니다. 특히 작센 주변의 sphalerite (ZnS) 샘플. 광물을 구워서 황 함량을 제거하고 염산으로 소화하고 염화 아연을 증류 한 후 짚색 침전물을 얻었다.
이 발견에 직면 한 Reich는 분광 분석을 수행하기로 결정했습니다. 그러나 그는 색을 관찰 할 좋은 눈이 없었기 때문에 그의 동료 인 Hieronymus Theodor Richter에게 도움을 요청했습니다. Richter는 다른 원소의 스펙트럼과 일치하지 않는 푸르스름한 스펙트럼 선을 관찰 한 사람입니다.
두 명의 독일 화학자는 그 화합물이 태워 졌을 때 화염의 남색 때문에 인디언이라고 불리는 새로운 원소에 직면했습니다. 이 색상의 이름은 인도를 의미하는 라틴어 indicum에서 유래되었습니다.
1 년 후인 1864 년에 흥분하고 장기간의 침전과 정제를 거쳐 물에 용해 된 염을 전기 분해하여 금속 인듐 샘플을 분리했습니다.
인도인의 구조
인듐 원자 In은 원자가 전자를 사용하여 결합하여 금속 결합을 만듭니다. 따라서, 그들은 왜곡 된 정사각형 구조를 가진 신체 중심 결정으로 배열됩니다. 결정에서 인접한 In-In 원자 사이의 상호 작용은 상대적으로 약하기 때문에 인듐의 융점이 낮은 이유 (156ºC)가 설명됩니다.
반면에 두 개 이상의 인듐 결정을 결합하는 힘도 강하지 않습니다. 그렇지 않으면 서로 겹치지 않아 금속에 특징적인 부드러움을 부여합니다.
속성
외모
매우 부드러운 은색 금속입니다. 손톱 압력으로 찢어 지거나 칼로 자르거나 종이에 반짝이는 선으로 긁힐 수 있습니다. 납작한 상태라면이를 치아로 씹고 변형시킬 수도 있습니다. 마찬가지로 매우 연성이고 가단성이 있으며 플라스틱 특성을 가지고 있습니다.
인디언이 토치로 가열되면 칼륨보다 더 밝고 화려한 인디고 색의 불꽃이 발산됩니다.
몰 질량
114.81g / 몰
녹는 점
156.60 ºC
비점
2072 ° C
갈륨과 마찬가지로 인듐은 녹는 점과 끓는점 사이의 온도 범위가 넓습니다. 이것은 액체의 In-In 상호 작용이 유리에서 우세한 상호 작용보다 강하다는 사실을 반영합니다. 따라서 인듐 한 방울은 증기보다 쉽게 얻을 수 있습니다.
밀도
실온에서 : 7.31g / cm 3
녹는 점 바로 : 7.02g / cm 3
전기 음성도
폴링 척도에서 1.78
이온화 에너지
첫째 : 558.3 kJ / mol
두 번째 : 1820.7 kJ / mol
세 번째 : 2704 kJ / mol
열 전도성
81.8W / (m · K)
전기 저항
83.7nΩm
모스 경도
1,2. 활석 가루보다 약간 더 단단합니다 (인성과 인성을 혼동하지 마십시오).
반동
인듐은 산에 용해되어 염을 형성하지만 뜨거운 수산화 칼륨을 사용하더라도 알칼리성 용액에는 용해되지 않습니다. 황, 산소 및 할로겐과 직접 접촉하여 반응합니다.
인듐은 상대적으로 양쪽 성이지만 산보다 염기처럼 작용하며 수용액은 약간 염기성입니다. IN (OH) 3 착체의 indiates을 초래하는 더 많은 알칼리를 첨가하여 재용 해하고, IN (OH) 4 - , 알루미 네이트와 같이 일어난다.
전자 구성
인듐의 전자 구성은 다음과 같습니다.
4d 10 5s 2 5p 1
13 개의 전자 중 5s 및 5p 궤도 중 마지막 3 개는 원자가 전자입니다. 이 세 전자로 인듐 원자는 알루미늄 및 갈륨과 마찬가지로 금속 결합을 형성하고 다른 원자와 공유 결합을 형성합니다.
산화 번호
앞서 언급 한 내용은 인듐이 3 개의 원자가 전자를 잃거나 5 개를 획득하여 희가스 크세논에 등 전자가 될 수 있음을 즉시 암시하는 역할을합니다.
화합물에서 3 개의 전자를 잃었다 고 가정하면 3가 양이온 In 3+ (Al 3+ 및 Ga 3+ 와 유사)로 남아 있으므로 산화수는 +3이됩니다. 대부분의 인듐 화합물은 In (III)입니다.
다른 산화 인듐 번호 검색 결과 중 우리가 : -5 (에 5- ) -2 (에서는 2- ), -1 (인 - ), +1 (에서는 + ) +2 및 (에서는 2+ ).
In (I) 화합물의 몇 가지 예는 InF, InCl, InBr, InI 및 In 2 O입니다. 이들 모두는 비교적 희귀 한 화합물 인 반면 In (III)의 화합물이 우세한 화합물입니다 : In (OH) 3 , In 2 O 3 , InCl 3 , InF 3 등
In (I) 화합물은 In + 가 다른 종에 두 개의 전자를 기증하여 In 3+ 가 되는 강력한 환원제 입니다.
동위 원소
인듐은 자연에서 113 In과 115 In의 두 개의 동위 원소로 발생하며 , 각각 육상 풍부도는 4.28 %와 95.72 %입니다. 따라서 지구 에는 113 In 보다 더 많은 115 In 원자가 있습니다 . (115) 에서 반을 가지고 - 4.41 × 10의 삶 (14) 방사성 동위 원소 임에도 불구하고 거의 안정적인 것으로 간주됩니다 위대한 너무 년.
현재 총 37 개의 인듐 인공 동위 원소가 생성되었으며 모두 방사성이며 매우 불안정합니다. 이들 중 가장 안정적인 것은 111 In으로 반감기가 2.8 일입니다.
응용
합금
인디언은 갈륨과 아주 잘 어울립니다. 두 금속 모두 저온에서 녹는 합금을 형성하여 은색 액체처럼 보이며 여러 응용 분야에서 수은이 대체됩니다. 마찬가지로 인듐은 수은에서 57 %의 용해도를 가지고 쉽게 아말감 화됩니다.
인듐 합금은은을 사용하지 않고은 거울을 디자인하는 데 사용됩니다. 어떤 재료의 표면에 부으면 유리, 금속, 석영 및 세라믹 플레이트가 함께 결합 될 수 있도록 점착제 역할을합니다.
전자
인도인이 없었다면 터치 스크린은 존재하지 않았을 것입니다. 출처 : Pxhere.
인듐은 또한 게르마늄과 잘 어울리기 때문에 그 화합물이 LED의 질화 게르마늄에 도펀트로 추가되어 이러한 혼합물에서 파란색, 보라색 및 녹색 빛을 재현합니다. 또한 트랜지스터, 서미스터 및 광전지의 일부입니다.
그 화합물 중 가장 중요한 것은 인듐 주석 산화물로, 이는 일부 파장을 반사하기 위해 안경에 코팅으로 사용됩니다. 이를 통해 고글 및 마천루 유리 용접에 사용할 수 있으므로 내부가 뜨거워지지 않습니다.
이 산화물로 코팅 된 유리는 좋은 전기 전도체입니다. 우리 손가락에서 나오는 것과 같습니다. 그렇기 때문에 점점 더 많은 스마트 폰의 출현으로 인해 오늘날 더욱 활발한 활동 인 터치 스크린 제조를위한 것입니다.
위험
인듐은 In 3+ 이온이 상당한 양으로 전파되지 않기 때문에 처음에는 환경에 대한 위험을 나타내지 않습니다 . 토양, 식물, 동물 군이나 바다에 미치는 영향에 대한 정보는 없습니다.
체내에서 In 3+ 이온 이 미량으로 대사에 필수적인 역할을 하는지는 알려지지 않았습니다. 그러나 그 화합물을 섭취하면 다양한 기관에 유해하기 때문에 독성이 강한 물질로 간주됩니다.
사실, 컴퓨터와 스마트 폰의 스크린 제조에 필수적인 ITO (Indium Tin Oxide) 입자는 작업자의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 인듐 폐라고 불리는 질병.
이러한 입자의 섭취는 주로 흡입과 피부와 눈을 통한 접촉에 의해 발생합니다.
반면에 미세한 인듐 금속 입자는 열원 근처에있을 경우 타거나 화재를 일으키기 쉽습니다.
참고 문헌
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