INDIS: ATRADIMAS, STRUKTŪRA, SAVYBĖS, IZOTOPAI, PANAUDOJIMAS, RIZIKA - CHEMIJA - 2025

Indžio yra metalo, priklausanti 13 grupės periodinės lentelės ir cheminė simbolis. Jo atominis skaičius yra 49, ₄₉ in, ir gamtoje jis įvyksta kaip du izotopai: ¹¹³ In ir ¹¹⁵ In, iš kurių pastarasis yra gausiausias. Indio atomai Žemėje randami kaip cinko ir švino mineralų priemaišos.

Tai yra ypatingas metalas, nes jis yra minkščiausias, prie kurio galima prisiliesti, nekeliant pavojaus sveikatai; skirtingai nuo ličio ir rubidžio, kurie, reaguodami su jų drėgme, siaubingai nudegins odą. Indio gabalas gali būti nupjautas peiliu ir sulaužytas pirštų jėga, skleidžiant savitą traškėjimą.

Metalinio indžio gabalas. Šaltinis: Hi-Res vaizdai iš cheminių elementų

Kiekvienas, išgirdęs šį metalo pavadinimą, tikrai ateis į galvą Indijoje, tačiau jo pavadinimas kilęs iš indigo spalvos, kuri pastebima atliekant liepsnos bandymą. Šia prasme jis yra gana panašus į kalį, degindamas savo metalą ar jo junginius labai būdingoje liepsnoje, per kurią indis pirmą kartą buvo aptiktas sfalerito mineraluose.

Indis pasižymi daugeliu aliuminio ir galio cheminių savybių, pasireiškiančiomis daugelyje jo junginių, kurių oksidacijos skaičius yra +3 (In ³⁺ ). Jis puikiai dera su galio formavimo lydiniais, kurių lydymosi temperatūra maža, vienas iš jų yra galinstanas.

Indio pritaikymas grindžiamas medžiagų padengimu jų lydiniais, todėl jos yra elektrai laidžios ir lanksčios. Indėnas uždengia kai kuriuos akinius, kad suteiktų jiems didesnį blizgesį, pakeisdamas sidabrą. Technologijų pasaulyje indėnas yra LCD ir jutikliniuose ekranuose.

Atradimas

1863 m. Vokiečių chemikas Ferdinandas Reichas ieškojo talio elemento pėdsakų per žaliąją jo emisijos spektro liniją cinko mineraluose; būtent sfalerito (ZnS) pavyzdžiai iš visos Saksonijos. Skrudinant mineralus, pašalinus jų sieros kiekį, suvirškinus druskos rūgštyje ir distiliavus cinko chloridą, jis gavo šiaudų spalvos nuosėdas.

Susidūręs su atradimu, Reichas nusprendė atlikti spektroskopinę analizę; tačiau neturėdamas gerų akių stebėti spalvas, jis kreipėsi į savo kolegą Hieronymus Theodorą Richterį pagalbos šioje užduotyje. Richteris buvo tas, kuris pastebėjo melsvą spektrinę liniją, kuri nesutapo su jokiu kitu elementu.

Du vokiečių chemikai susidūrė su nauju elementu, kuris buvo vadinamas indišku dėl indigo spalvos liepsnos, kai jos junginiai degė; ir, savo ruožtu, šios spalvos pavadinimas kildinamas iš lotyniško žodžio indicum, kuris reiškia Indiją.

Po metų, 1864 m., Susijaudinę ir po ilgo kritulių ir gryninimo ciklų, jie išskyrė metalinio indžio pavyzdį, elektrolizuodami jo ištirpintas druskas vandenyje.

Indijos struktūra

Indijos atomai, In, susilieja naudodami savo valentinius elektronus, kad nustatytų metalinį ryšį. Taigi, jie galų gale yra išdėstyti į kūną orientuotus kristalus su iškreipta tetragonaline struktūra. Kristalų kaimyninių atomų-in-atomų sąveika yra gana silpna, o tai paaiškina, kodėl indio lydymosi temperatūra yra maža (156 ºC).

Kita vertus, jėgos, vienijančios du ar daugiau indžio kristalų, taip pat nėra stiprios, kitaip jos nejuda viena ant kitos, suteikdamos metalui būdingą minkštumą.

Savybės

Fizinė išvaizda

Tai nepaprastai minkštas sidabro metalas. Jis gali būti suplėšytas spaudžiant nagą, supjaustytas peiliu arba subraižytas blizgančiomis linijomis ant popieriaus lapo. Net įmanoma sukramtyti ir deformuoti dantis, jei tik jis yra išlygintas. Lygiai taip pat jis yra labai elastingas ir kalus, turi plastinių savybių.

Kai indėnas kaitinamas pūtikliu, jis išskiria indigo spalvos liepsną, dar ryškesnę ir spalvingesnę nei kalis.

Molinė masė

114,81 g / mol

Lydymosi temperatūra

156,60 ºC

Virimo taškas

2072 ° C.

Indio, kaip ir galio, temperatūros intervalas yra lygus lydymosi temperatūrai ir virimo temperatūrai. Tai atspindi faktą, kad skysčio vidinė sąveika yra stipresnė nei vyraujančio stikle; ir todėl indio lašą lengviau gauti nei jo garus.

Tankis

Kambario temperatūroje: 7,31 g / cm ³

Teisė lydymosi vietoje: 7,02 g / cm ³

Elektronegatyvumas

1,78 pagal Paulingo skalę

Jonizacijos energijos

Pirma: 558,3 kJ / mol

Antra: 1820,7 kJ / mol

Trečia: 2704 kJ / mol

Šilumos laidumas

81,8 W / (m K)

Elektrinė varža

83,7 nΩm

Mocso kietumas

1,2. Tai tik šiek tiek kietesni nei talko milteliai (nepainiokite kietumo su kietumu).

Reaktyvumas

Indis ištirpsta rūgštyse, sudarydamas druskas, bet netirpsta šarminiuose tirpaluose, net ne su karštu kalio hidroksidu. Reaguoja tiesiogiai, susilietus su siera, deguonimi ir halogenais.

Indis yra palyginti amfoterinis, tačiau jis elgiasi labiau kaip bazė, o ne kaip rūgštis, jo vandeniniai tirpalai yra šiek tiek šarminiai. In (OH) ₃ yra ištirpinamas pridedant daugiau šarmų, susidarant indų kompleksams, In (OH) ₄ ^- kaip atsitinka su aliuminatais.

Elektroninė konfigūracija

Indio elektronų konfigūracija yra tokia:

4d ¹⁰ 5s ² 5p ¹

Iš tų trylikos elektronų paskutiniai trys iš 5s ir 5p orbitų yra valentiniai elektronai. Šių trijų elektronų pagalba indžio atomai, kaip ir aliuminis ir galis, užmezga savo metalinį ryšį ir sudaro kovalentinius ryšius su kitais atomais.

Oksidacijos skaičiai

Minėtasis tikslas iš karto suprasti, kad indis gali prarasti tris valentinius elektronus arba įgyti penkis ir tapti isoelektroniniu tauriųjų dujų ksenonui.

Jei darome prielaidą, kad jis prarado tris elektronus, jis liks kaip trivalentis katijonas In ³⁺ (analogiškai Al ³⁺ ir Ga ³⁺ ), todėl jo oksidacijos skaičius bus +3. Dauguma indio junginių yra In (III).

Tarp kitų oksidacijos numeriai už indžio rasta rasta: -5 (Be ^5- ), -2 (Be ^2- ), -1 (Be ^- ), 1 (Be ⁺ ) ir 2 (Be ²⁺ ).

Kai kurie (I) junginių pavyzdžiai yra šie: InF, InCl, InBr, InI ir In ₂ O. Visi jie yra palyginti reti junginiai, o vyrauja In (III) junginiai: In (OH) ₃ , ₂ O. ₃ , InCl ₃ , InF ₃ ir kt.

(I) junginiai yra galingi reduktoriai, kuriuose „In ^+“ dovanoja du elektronus kitoms rūšims, kad taptų In ³⁺ .

Izotopai

Indis gamtoje randamas kaip du izotopai: ¹¹³ In ir ¹¹⁵ In, kurių sausumoje gausu atitinkamai 4,28% ir 95,72%. Todėl Žemėje turime daug daugiau ¹¹⁵ atomų, nei turime ¹¹³ colių. ¹¹⁵ Iš turi pusę - gyvenimas 4.41 × 10 ¹⁴ metų toks didelis, kad jis yra beveik laikoma stabilios, nepaisant to, kad radioaktyvusis izotopas.

Šiuo metu iš viso yra sukurti 37 dirbtiniai indio izotopai, visi radioaktyvūs ir labai nestabilūs. Iš visų jų stabiliausias yra ¹¹¹ In, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 2,8 dienos.

Programos

Lydiniai

Indėnas labai gerai susitvarko su galiu. Abu metalai sudaro lydinius, kurie tirpsta žemoje temperatūroje ir atrodo kaip sidabro skysčiai, su kuriais gyvsidabris yra išstumtas keliose jo taikymo srityse. Panašiai, indis taip pat lengvai susilieja su gyvsidabrio tirpumu 57%.

Indio lydiniai yra naudojami sidabriniams veidrodžiams projektuoti nereikia sidabro. Kai pilamas ant bet kurios medžiagos paviršiaus, jis suklijuoja taip, kad gali būti sujungtos stiklo, metalo, kvarco ir keraminės plokštės.

elektronika

Be indų, jutikliniai ekranai niekada nebūtų egzistavę. Šaltinis: Pxhere.

Indis taip pat gerai susitvarko su germaniu, todėl jo junginiai pridedami kaip geriantio nitrido lemputės LED lemputėse, atkuriant mėlyną, violetinę ir žalią šviesą iš šių mišinių. Tai taip pat yra tranzistorių, termistorių ir fotoelektrinių elementų dalis.

Svarbiausias jo junginys yra indžio alavo oksidas, kuris naudojamas kaip stiklo danga tam tikriems bangų ilgiams atspindėti. Tai leidžia jį naudoti suvirinant akinius ir dangoraižių stiklą, kad jie neįkaista.

Akiniai, padengti šiuo oksidu, yra geri elektros laidininkai; kaip kad ateina iš mūsų pirštų. Štai kodėl jis yra skirtas jutikliniams ekranams gaminti - tai dar aktyvesnė veikla šiandien, nes atsiranda vis daugiau išmaniųjų telefonų.

Pavojai

Visų pirma, indis nekelia jokio pavojaus aplinkai, nes jo In ³⁺ jonai nėra paskleidžiami dideliais kiekiais. Nėra informacijos apie tai, koks būtų jo poveikis dirvožemiui, paveikiančiam augalus, nei faunai, nei jūroms.

Organizme nežinoma, ar „In ^3+“ jonai turi esminį vaidmenį metabolizme, kai yra nedideli kiekiai. Tačiau nurijus jo junginius, jie kenkia įvairiems organams, todėl jie laikomi labai toksiškomis medžiagomis.

Tiesą sakant, ITO dalelės (indio alavo oksidas), būtinos gaminant kompiuterių ir išmaniųjų telefonų ekranus, gali turėti neigiamos įtakos darbuotojų sveikatai ir sukelti liga, vadinama indiniu plaučiu.

Šios dalelės praryja daugiausia įkvėpus ir per odą ir akis.

Kita vertus, smulkios indžio metalo dalelės yra linkusios degti ir sukelti gaisrus, jei jos yra šalia šilumos šaltinio.

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. Vikipedija. (2020). Indis. Atkurta iš: en.wikipedia.org
3. Dr Doug Stewart. (2020). Indio elemento faktai. Atkurta iš: chemicool.com
4. Enciklopedijos „Britannica“ redaktoriai. (2020 m. Sausio 20 d.). Indis. „Encyclopædia Britannica“. Atkurta iš: britannica.com
5. Habashi F. (2013) Indio, fizinės ir cheminės savybės. In: Kretsinger RH, Uversky VN, Permyakov EA (red.) Metaloproteinų enciklopedija. „Springer“, Niujorkas, Niujorkas
6. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2020). Indis. „PubChem“ duomenų bazė., CID = 5359967. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Kimberly Uptmor. (2020). Kam indis naudojamas kasdieniame gyvenime? Tyrimas. Atgauta iš: study.com
8. Hinesas, CJ, Roberts, JL, Andrews, RN, Jackson, MV, & Deddens, JA (2013). Indio vartojimas ir profesinis poveikis JAV. Profesinės ir aplinkos higienos žurnalas, 10 (12), 723–733. doi: 10.1080 / 15459624.2013.836279