Indio

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cadmio – indio – stagno
Ga In Tl
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Generalità

Nome, Simbolo, Numero atomico

indio, In, 49

Serie chimica

metalli del blocco p

Gruppo, Periodo, Blocco

13 (IIIA), 5 , p

Densità, Durezza

7310 kg/m³, 1,2

Aspetto

lucido, grigio-argenteo

Proprietà atomiche

Peso atomico

114,818 amu

Raggio atomico (calc.)

155 (156) pm

Raggio covalente

144 pm

Raggio di van der Waals

193 pm

Configurazione elettronica

[Kr]4d¹⁰ 5s² 5p¹

elettroni (e^-) per livello energetico

2, 8, 18, 18, 3

Stati di ossidazione

3 (anfotero)

Struttura cristallina

tetragonale

Proprietà fisiche

Stato a temperatura ambiente

solido

Punto di fusione

429,75 K (156,6°C)

Punto di ebollizione

2345 K (2072°C)

Volume molare

15,76 × 10^-6 m³/mol

Calore di evaporazione

231,5 kJ/mol

Calore di fusione

3,263 kJ/mol

Tensione di vapore

1,42 × 10^-17 Pa a 429 K

Velocità del suono

1215 m/s a 293,15 K

Varie

Elettronegatività

1,78 (scala di Pauling)

Calore specifico

233 J/(kg*K)

Conducibilità elettrica

11,6 × 10⁶/(m·ohm)

Conducibilità termica

81,6 W/(m*K)

Energia di prima ionizzazione

558,3 kJ/mol

Energia di seconda ionizzazione

1820,7 kJ/mol

Energia di terza ionizzazione

2704 kJ/mol

Energia di quarta ionizzazione

5210 kJ/mol

Isotopi più stabili

iso

¹¹³In

4,3%

In è stabile con 64 neutroni

¹¹⁵In

95,7%

4,41 × 10¹⁰ anni

β^-

0,495

¹¹⁵Sn

iso = isotopo
NA = abbondanza in natura
TD = tempo di dimezzamento
DM = modalità di decadimento
DE = energia di decadimento in MeV
DP = prodotto del decadimento

L'indio è l'elemento chimico di numero atomico 49. Il suo simbolo è In. Questo metallo raro, malleabile e basso-fondente è chimicamente affine all'alluminio e al gallio ma più ancora allo zinco, i cui minerali sono la principale fonte di questo elemento. L'indio si usa principalmente per rivestire altri materiali con un film sottile che ha funzione lubrificante (durante la seconda guerra mondiale fu ampiamente usato per rivestire le bronzine degli aerei ad alte prestazioni).

[modifica] Caratteristiche

L'indio è un metallo molto tenero, bianco-argenteo, brillante e lucido. Come lo stagno, anche l'indio emette un acuto stridìo quando delle barrette di indio metallico vengono piegate. Come il gallio, anche l'indio è capace di bagnare il vetro. Una proprietà insolita dell'indio è di essere radioattivo, anche se molto debolmente; i suoi atomi decadono lentamente per decadimento beta trasmutandosi in atomi di stagno. Questa radioattività non è considerata pericolosa, poiché il tempo di dimezzamento dell'indio è circa 50.000 volte maggiore del torio naturale: la sua emivita è di 4 x 10¹⁴ anni, cioè migliaia di volte maggiore dell'età stimata dell'universo. Inoltre, l'indio non è, al contrario del suo vicino cadmio, un pericoloso veleno cumulativo, ed è piuttosto raro nella crosta terrestre.

[modifica] Applicazioni

La prima applicazione su vasta scala dell'indio fu per rivestire le bronzine dei motori degli aerei da combattimento durante la seconda guerra mondiale. In seguito la produzione aumentò gradualmente man mano che venivano trovati nuovi usi nelle leghe per fusione, nella saldatura e nell'elettronica. Dalla seconda metà degli anni ottanta in poi, lo sviluppo di semiconduttori di fosfuro di indio e i film sottili di ossido di indio e stagno per i pannelli a cristalli liquidi (LCD) destò un sempre maggiore interesse; dal 1992 il consumo per i film sottili è diventato l'uso prevalente per questo elemento. Altri usi dell'indio sono:

In leghe a basso punto di fusione. Una lega al 24% di indio e 76% di gallio è liquida a temperatura ambiente.
Per fotoconduttori, transistor al germanio, rettificatori e termistori.
Come rivestimento per altri metalli e per il vetro, su cui crea uno specchio di qualità pari a quelli di argento ma più resistenti alla corrosione.
L'ossido di indio si usa nella manifattura di pannelli elettroluminescenti.

[modifica] Storia

L'indio (così battezzato per la riga indaco nel suo spettro atomico) fu scoperto da Ferdinand Reich e Theodor Richter nel 1863 mentre con uno spettrografo stavano cercando il tallio in alcuni minerali di zinco. Richter riuscì ad isolare il metallo puro nel 1867.

[modifica] Disponibilità

L'indio viene prodotto principalmente da residui della lavorazione del minerale di zinco, ma si può trovare anche in minerali di ferro, piombo e rame. Il quantitativo di indio consumato annualmente è soprattutto funzione della produzione mondiale di schermi LCD; un aumento dell'efficienza di fabbricazione e del riciclaggio (soprattutto in Giappone) mantengono un equilibrio fra domanda ed offerta di mercato: il prezzo medio dell'indio nel 2000 per gli Stati Uniti fu di 188 dollari per chilogrammo.

Fino al 1924 esisteva soltanto un solo grammo di indio puro in tutto il pianeta. Si stima che la Terra contenga circa 0,1 ppm di indio, che quindi ha la stessa abbondanza dell'argento. Il Canada è leader nella produzione dell'indio con più di un milione di troy ounce prodotte (31.100 kg) nel 1997.

[modifica] Precauzioni

L'indio puro metallico è considerato in genere non tossico, ma alcune ricerche indicano che i suoi composti potrebbero essere debolmente tossici. Comunque, né nell'industria delle fusioni né in quella dei semiconduttori, dove l'esposizione all'indio è relativamente alta, sono mai stati segnalati casi di intossicazione da indio. Altre fonti invece sono più caute in proposito: per esempio il sito WebElements avverte che "Tutti i composti dell'indio dovrebbero essere considerati altamente tossici. I composti di indio danneggiano il cuore, il fegato, i reni, e possono essere teratogeni."