[元素周期表] 铟

物理
[元素周期表] 铟

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战争机器 更新于2026-5-14 12:55:22

铟 (Indium)


基本信息

  • 元素符号: In

  • 原子序数: 49

  • 原子量: 114.818

  • 位置: 位于元素周期表第五周期,第13族(IIIA族),属于贫金属(后过渡金属),位于镓和铊之间。

  • 电子构型: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p¹


原子结构

  • 电子特征: 5s轨道满电子,5p轨道单电子。常见氧化态为+1、+3,其中+3更稳定。+1氧化态铟具有强还原性。

  • 天然同位素: 由¹¹³In(稳定,丰度约4.3%)和¹¹⁵In(丰度约95.7%,极弱β放射性,半衰期极长)组成。


物理性质

  • 外观: 银白色金属,具有明亮金属光泽。

  • 密度: 7.31 g/cm³。

  • 熔点与沸点: 熔点156.6°C,沸点2072°C。熔点远低于铝、镓同族元素,属于低熔点金属。

  • 特殊延展性: 质地极软,可轻易用指甲划痕。在弯曲时发出类似于锡的“吱吱”叫声(孪晶变形产生的“锡叫”现象)。

  • 润湿性: 对玻璃、陶瓷、石英等非金属材料具有良好的润湿附着力,可在这些材料表面铺展成薄层。

  • 电导率: 具有较好的导电性,室温下电阻率约为铝的一半。


化学性质

  • 常温稳定性: 常温下在干燥空气中稳定,表面形成极薄的氧化膜保护层。

  • 高温氧化: 加热至熔点以上时与氧气反应生成氧化铟(In₂O₃,淡黄色)。

  • 与水反应: 常温下不与水反应。

  • 酸溶性: 易溶于稀硫酸、稀盐酸和硝酸,生成相应的+3价铟盐。不溶于碱液。

  • 化合物特征: 氧化铟(In₂O₃)是宽禁带半导体材料,掺杂锡后成为ITO(氧化铟锡),具有高导电性和可见光透明性。氢氧化铟(In(OH)₃)为白色沉淀。


存在与制备

  • 自然丰度: 地壳中丰度约0.25 ppm,属于稀散金属。

  • 主要来源: 不以独立矿床形式存在,极少量以硫铟铜矿(CuInS₂)等形式产出。工业上主要从锌、铅、锡等有色金属冶炼的烟尘、中间产物(如锌精炼的硬锌渣)中作为副产品回收。

  • 制备方法: 从含铟富集物中经酸浸出→溶剂萃取或置换富集→电解沉积→熔化铸锭。区熔精炼可获得高纯铟。


安全与环境

  • 低毒性: 金属铟及其化合物的毒性低于同族的铊,但高于镓。可溶性铟盐对肝、肾等器官有一定损害作用。

  • 肺损伤风险: 从事铟锡氧化物(ITO)靶材制造和回收的工人,长期吸入含铟粉尘可能导致“铟肺”(Indium lung)——一种间质性肺炎,表现为蛋白沉着症和肺纤维化。作业场所须严格控尘,工人应佩戴防护口罩。

  • 环境行为: 铟在环境中迁移性较弱,冶炼废渣和电子废弃物中的铟具有回收价值,随意丢弃可能造成土壤和水体污染。

  • 职业防护: 含铟粉尘的作业环境需保持良好通风,工人定期进行肺功能检查。

  • 无必需生理功能: 铟不是生物必需元素,无已知生理作用。

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