Indium
Weiches, silbriges Metall, das in Displays und Halbleitern verwendet wird.
Indium ist ein chemisches Element mit dem Symbol In und der Ordnungszahl 49. Es wird als silbrig-weißes Übergangsmetall nach der Definition der Post-Übergangsmetalle eingestuft und gehört zu den weichsten bekannten Elementen. Sein chemisches Verhalten liegt weitgehend zwischen dem von Gallium und Thallium, seinen vertikalen Nachbarn im Periodensystem. Entdeckt wurde es 1863 von Ferdinand Reich und Hieronymous Theodor Richter mittels spektroskopischer Methoden und nach der markanten indigoblauen Linie in seinem Spektrum benannt; der Name leitet sich vom lateinischen indicum ab, was violett oder Indigo bedeutet. Physikalisch ist Indium sehr dehnbar und so weich (Mohs-Härte 1,2), dass es mit einem Messer geschnitten oder wie ein Bleistift auf Papier markiert werden kann. Es benetzt Glas, erzeugt beim Biegen aufgrund von Kristallzwillingen ein knisterndes Geräusch und hat einen niedrigen Schmelzpunkt von 156,60 °C, der höher als der von Gallium, aber niedriger als der von Thallium ist. Sein Siedepunkt liegt bei 2072 °C, und unterhalb von 3,41 K wird es zum Supraleiter. Indium kristallisiert in einer raumzentrierten tetragonalen Struktur und ist in flüssigem Quecksilber gut löslich. Chemisch gesehen hat Indium 49 Elektronen mit einer Konfiguration von [Kr]4d¹⁰5s²5p¹. Es bildet am häufigsten die Oxidationsstufe +3, aber aufgrund des Inertpaareffekts tritt auch die Stufe +1 auf, wobei Indium(I)-Verbindungen als starke Reduktionsmittel wirken. Indium hat 39 bekannte Isotope; nur zwei kommen natürlicherweise vor: stabiles Indium-113 und primordiales Indium-115, das eine außergewöhnlich lange Halbwertszeit von 4,41×10¹⁴ Jahren hat und 95,7 % des natürlichen Indiums ausmacht. Es ist eines von drei Elementen, bei denen das stabile Isotop weniger häufig vorkommt als ein langlebiges Radioisotop. Indium hat keine biologische Rolle, und seine Verbindungen sind beim Einatmen oder Injizieren giftig, werden aber bei oraler Aufnahme schlecht absorbiert. Es wird ausschließlich als Nebenprodukt bei der Verarbeitung anderer Metallerze gewonnen, hauptsächlich aus Sphalerit und Zinksulfiderzen.
Quick Facts
- Discoverers
- Ferdinand Reich and Hieronymus Theodor Richter
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Hintergrund
Indium ist ein silbrig-weißes Post-Übergangsmetall mit hellem Glanz und gehört zu den weichsten Elementen; es ist so weich, dass es mit einem Messer geschnitten oder sogar mit menschlichen Zähnen gebissen werden kann, und weist eine Mohs-Härte von nur 1,2 auf. Es ist sehr dehnbar und hinterlässt beim Reiben auf Papier eine sichtbare Linie, ähnlich wie ein Bleistift. Beim Biegen des Metalls ist ein charakteristischer hoher Schrei zu hören, der durch Kristallzwillinge verursacht wird, ähnlich wie bei Zinn. Sein Schmelzpunkt liegt bei 156,60 °C, höher als der von Gallium, aber niedriger als der von Thallium und Zinn, während der Siedepunkt bei 2072 °C liegt, was höher als der von Thallium, aber niedriger als der von Gallium ist. Die Dichte von Indium beträgt 7,31 g/cm³, und unterhalb von 3,41 K wird es zum Supraleiter. Es kristallisiert in einem raumzentrierten tetragonalen System, einer leicht verzerrten kubisch-flächenzentrierten Struktur. Indium ist bekannt für seine Fähigkeit, Glas zu benetzen, ähnlich wie Gallium, und es hat eine größere Löslichkeit in flüssigem Quecksilber als jedes andere Metall, die bei 0 °C über 50 Massenprozent beträgt. Chemisch gesehen liegt Indium zwischen Gallium und Thallium und zeigt häufig die Oxidationsstufe +3, obwohl aufgrund des Inertpaareffekts auch die Stufe +1 auftritt. Es wird ausschließlich als Nebenprodukt bei der Verarbeitung anderer Metallerze gewonnen, hauptsächlich aus Sphalerit und anderen Zinksulfiderzen.
Leserleitfaden
Die industrielle Bedeutung von Indium beruht auf seinen einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften. Es ist ein silbrig-weißes, extrem weiches Post-Übergangsmetall (Mohs-Härte 1,2), das mit einem Messer geschnitten werden kann und auf Papier eine bleistiftartige Spur hinterlässt. Es benetzt Glas, hat einen niedrigen Schmelzpunkt von 156,60 °C und gibt beim Biegen aufgrund von Kristallzwillingen ein knisterndes Geräusch von sich. Unterhalb von 3,41 K wird es zum Supraleiter. Seine Hauptverwendung ist als Indiumzinnoxid (ITO), eine transparente leitfähige Beschichtung für Flachbildschirme. Es wird auch in niedrigschmelzenden Legierungen, Loten und Hochvakuumdichtungen sowie bei der Herstellung von blauen und weißen LED-Schaltkreisen durch Indiumgalliumnitrid-p-Halbleitersubstrate verwendet. Indium wird ausschließlich als Nebenprodukt bei der Verarbeitung anderer Metallerze gewonnen, hauptsächlich aus Sphalerit und anderen Zinksulfiderzen. Chemisch gesehen liegt es zwischen Gallium und Thallium und weist sowohl die Oxidationsstufen +1 als auch +3 auf; die Stufe +3 ist häufiger, während +1-Verbindungen aufgrund des Inertpaareffekts starke Reduktionsmittel sind. Indium hat keine biologische Rolle, und seine Verbindungen sind beim Einatmen oder Injizieren giftig, werden aber oral schlecht absorbiert. Es hat 39 bekannte Isotope; nur zwei kommen natürlicherweise vor: stabiles Indium-113 und langlebiges Indium-115 (Halbwertszeit 4,41 × 10¹⁴ Jahre), das 95,7 % des natürlichen Indiums ausmacht. Das Element wurde 1863 mittels Spektroskopie entdeckt und nach der indigoblauen Linie in seinem Spektrum benannt.
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