Indium
Indium ist ein silberglänzendes, weiches, luftbeständiges und niedrigschmelzendes Schwermetall der 3. Hauptgruppe. In seinen Verbindungen liegt es hauptsächlich in der Oxidationsstufe +III vor. Als Nebenprodukt bei der Blei- und Zinkproduktion wird es durch Elektrolyse einer In
-Lösung gewonnen und für die Herstellung von A(III)B(V)-Halbleitern (z. B. InAs) und niedrig schmelzender Legierungen (mit Cd, Pb, Zn) verwendet.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 49 | 49 Protonen 49 Elektronen |
| 5. Periode | 5 besetzte Elektronenschalen |
| III. Hauptgruppe | 3 Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | Kr 5s24d1 05p1 |
| Elektronegativität | 1,7 |
| Ionisierungsenergie in eV | 5,786 |
| häufigste Oxidationszahlen | III |
| Atommasse des Elements in u | 114,82 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,626 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 0,92 (+3) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25 °C | 7,31 |
| Härte nach Mohs und Brinell | 1,2; 0,98 · 107 |
Schallgeschwindigkeit in  | 1218 |
| Schmelztemperatur in °C bei 3 MPa | 156 |
spezifische Schmelzwärme in  | 28,48 |
| Siedetemperatur in °C | 2000 |
| spezifische Verdampfungswärme in | 1970 |
Standardentropie S0 in  | 58 |
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27 °C | 81,6 |
spezifische Wärmekapazität in  | 0,238 |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 0,0837 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 0,000 01 |
Isotope des Elements
Natürlich vorkommendes Indium besteht aus einem Gemisch von zwei Isotopen. Eines ist stabil, das häufigere ist radioaktiv mit sehr langer Halbwertszeit. Weiterhin sind noch 34 radioaktive künstliche Isotope bekannt.
| Ordnungszahl Z | Massen- zahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % | Art der Strahlung und Energie in MeV | Halbwertszeit |
| 49 | 113 | 112,904 089 | 4,3% | ||
| 114 | 113,904 905 | künstlich | β  : 2,0 | 1,2 min. | |
| 115 | 114,903 871 | 95,7% | β : 0,5 | 6 · 101 4 a | |
| 116 | 115,905 | künstlich | β : 1,0 | 14 s |
Weitere Eigenschaften
Indium ist ein stark silberweiß glänzendes, sehr weiches Schwermetall. Es lässt sich leicht mit der Hand platt drücken und mit dem Messer gut schneiden. Indium besitzt eine sehr niedrige Schmelz- und Siedetemperatur. Es ist daher über einen weiten Temperaturbereich flüssig. Aufgrund seiner Elektronenkonfiguration ist es in der Lage, in seinen Verbindungen die Oxidationsstufen I und III auszubilden, wobei die Stufe III die beständigste und stabilste ist. Es zeigt in seinem chemischen Verhalten große Ähnlichkeit mit Gallium und Thallium. Bei Zimmertemperatur ist es gegenüber Luft und Wasser beständig, bei Feuchtigkeit und Wärme oxidiert es jedoch langsam. Bei hoher Temperatur verbrennt es zu Indium(III)-oxid. Mit den Halogenen reagiert es bei Erwärmung zu den Indium(III)-Halogeniden. Mit Schwefel, Selen, Stickstoff und Phosphor reagiert Indium erst bei hohen Temperaturen zu Indium(III)-Verbindungen. Mit Wasserstoff verbindet es sich zu Indan.
Entdeckung
Die deutschen Hüttenchemiker FERDINAND REICH (1799-1882) und THEODOR HIERONYMUS RICHTER (1825-1898) entdeckten Indium 1863 bei der spektralanalytischen Untersuchung eines Freiberger Zinkblendeerzes. Sie isolierten es in Form des Chlorids, Oxids und Hydroxids. Auch die Herstellung von Indium durch die Reduktion des Oxids mit Wasserstoff ist ihr Verdienst. Aufgrund der charakteristischen blauen Spektrallinien in seinem Flammenspektrum erhielt es den Namen «Indium» mit dem chemischen Symbol «In».
Vorkommen/Herstellung
Indium gehört zu den äußerst seltenen Elementen der Erde und steht an Stelle 68 der Elementhäufigkeit. Es tritt in der Natur nie elementar auf. Weit verbreitet ist es aber in geringen Konzentrationen u. a. in Form der Sulfidminerale Indit und Roquésit. Diese haben für die Gewinnung von Indium keine Bedeutung. Indium kommt auch in sulfidischen Zink- und Bleierzen sowie in oxidischen Schwermetallmineralien in geringen Mengen vor. Hauptvorkommen findet man in den GUS-Staaten, den USA, Kanada, Bolivien, Peru, Italien und in Deutschland. Technisch gewinnt man Indium hauptsächlich aus den Nebenprodukten der Zink-, Blei- oder Cadmium-Produktion. Dort ist Indium spurenweise enthalten. Dazu werden die Beimengungen abgetrennt und das Indiumhydroxid gefällt. Dann wird es zum Oxid geglüht, welches im Wasserstoffstrom zu Indium reduziert wird. Eine weitere Möglichkeit Indium herzustellen bietet die Elektrolyse der wässrigen Lösungen seiner Salze. Hochreines Indium wird durch das Zonenschmelzverfahren gewonnen.
Verwendung
Indium ist sehr teuer, daher wird es nur begrenzt in der Technik eingesetzt. Verwendet wird es u. a. als Beschichtungsstoff für andere Metalle (Korrosionsschutz), als Legierungszusatz, zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und der Härte, für Lagermetalle und Spezialstähle. Manche Indium-Legierungen dienen auch als Schmelzsicherungen, Feuerschutzanlagen, ferromagnetische Werkstoffe für Transformatoren und Spulen und werden in der Kerntechnik zur Herstellung von Reaktorregelstäben verwendet. Indium dient weiterhin als Neutronenabsorber für Spiegelbeläge. Intermetallische Verbindungen sind wichtige Halbleitermaterialien.
Wichtige Verbindungen
Indium bildet eine Vielzahl von Verbindungen, unter denen die Chalkogenide In2O3
und In2S3 sowie die Trihalogenide InF3 und InCl3 hervorzuheben sind.
Bau
Indium kristallisiert in einer dichtesten Kugelpackung.
