Indio

49

In

Indio

Simbolo: In Configurazione elettronica: [Kr] 4d105s25p1 Punto di fusione: 156,6 °C Numero atomico: 49 Massa atomica: 114,818 u Raggio di Van der Waals: 220 pm Struttura cristallina: tetragonale

Cos'è l'indio?

L'indio è un metallo molto tenero, bianco-argenteo, brillante e lucido. 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 4×1014 anni, cioè migliaia di volte maggiore dell'età stimata dell'universo. Inoltre l'indio è piuttosto raro nella crosta terrestre.

Dalle origini

indio ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Elemento chimico di numero atomico 49, peso atomico 114,82, avente simbolo In, di cui sono noti due isotopi naturali e un gran numero di isotopi artificiali, la cui vita media varia da pochi secondi a qualche giorno. Il suo nome deriva dal latino Indium, derivato dell’inglese ind(igo) «indaco», perché le linee spettroscopiche che lo caratterizzano si presentano nella zona dell’azzurro indaco. Fu scoperto (1863) e in seguito isolato da F. Reich e T. Richter. È un metallo che in natura si trova in diversi minerali, ma sempre in quantità molto piccola; in particolare è contenuto nelle blende. L’indaco si ottiene come sottoprodotto della metallurgia dello zinco. I residui di tale lavorazione sono attaccati con acido solforico e dalla soluzione viene riprecipitato l’indio insieme a rame, argento ecc., sotto forma di idrossidi; l’indio viene separato dagli altri metalli per precipitazione di questi con idrogeno solforato in ambiente acido e viene purificato mediante elettrolisi. La preparazione del metallo allo stato puro è fatta per riduzione del sesquiossido o per elettrolisi di soluzioni del cloruro o del nitrato o del solfato. Ha colore bianco argenteo; è molto tenero, duttile, si può deformare e lavorare allo stato plastico senza che incrudisca; fonde a 156 °C e bolle a oltre 2200 °C. All’aria, a temperatura ordinaria non si ossida, ma per riscaldamento brucia con fiamma blu. Con il cloro e con lo zolfo si combina direttamente, si discioglie negli acidi minerali, mentre non è attaccato dall’idrossido potassico né dall’acqua bollente. Utilizzi:

• preparazione di semiconduttori
• leghe a basso punto di fusione
• per fusibili o per modelli di fonderia
• per rivestire altri metalli (processo di indiatura).

Tali rivestimenti si possono ottenere per immersione in indio fuso, oppure per spruzzamento di indio fuso, oppure per elettrodeposizione; servono a proteggere dall’azione degli agenti atmosferici oppure a formare strati superficiali in leghe antifrizione. L’indio è inoltre impiegato nella preparazione di leghe dentarie in unione con oro, palladio, argento e, allegato con stagno e piombo, nella preparazione di leghe da saldatura resistenti agli alcali. L'indio in lamine è usato in fisica nucleare per la rivelazione di neutroni: questi, colpendo una lamina di indio, provocano emissione di raggi β.

Schemi

Componenti dell'indio

DESCRIZIONE DEI COMPOSTI IN SINTESI Antimoniuro di indio L'antimoniuro di indio (formula chimica: InSb) è un composto cristallino costituito dagli elementi indio (In) e antimonio (Sb). Si tratta di un materiale semiconduttore a gap ridotto del gruppo III-V utilizzato nei rivelatori a infrarossi, comprese le termocamere, i sistemi FLIR, i sistemi di guida dei missili a ricerca a infrarossi e nell'astronomia a infrarossi. L'antimoniuro di indio era un rivelatore molto comune nei vecchi sistemi di imaging termico a scansione meccanica a singolo rivelatore. Un'altra applicazione è come sorgente di radiazioni terahertz in quanto è un forte emettitore di foto-Dember. Arseniuro di indio L'arseniuro di indio, o monoarseniuro di indio, è un semiconduttore composto da indio e arsenico con formula chimica InAs. Ha l'aspetto di cristalli cubici grigi con un punto di fusione di 942 °C fosfuro di indio Il fosfuro di indio è un materiale semiconduttore binario composto da indio e fosforo con formula chimica InP. Ha una struttura cristallina cubica a facce centrate di tipo zinocblenda, identica a quella dell'arseniuro di gallio (GaAs) e della maggior parte dei semiconduttori di tipo III-V. Galinstan:Il galinstan o galinstano è una miscela eutettica costituita da gallio, indio e stagno utilizzato come liquido nei termometri.Il galinstano è un marchio registrato dell'azienda tedesca Geratherm Medical AG.

Composti: A Antimoniuro di indio Arseniuro di indio F Fosfuro di indio G Galinstano M Modulo fotovoltaico CIGS O Ossido di indio-stagno Ossido di indio(III) S Seleniuro di indio(III) Seleniuro di rame indio e gallio

Modulo fotovoltaico Le celle fotovoltaiche CIGS sono formate da un materiale semiconduttore composito a banda proibita diretta, chiamato appunto CIGS. Poiché il materiale ha un elevato potere di assorbimento della luce solare, è sufficiente una pellicola (film) molto più sottile rispetto ad altri materiali semiconduttori. L'assorbitore del CIGS è depositato su un supporto di vetro, insieme a degli elettrodi per raccogliere la corrente. Ossido di indio-stagno L'ossido di indio-stagno (più precisamente ossido di indio drogato con stagno, soprattutto noto con l'acronimo ITO, dall'inglese Indium tin oxide) è una soluzione solida di ossido di indio e ossido di stagno. È il più impiegato ossido trasparente conduttivo per la fabbricazione di pellicole conduttive trasparenti (PCT). È trasparente alla luce e incolore in forma di sottile pellicola, mentre in grandi quantità presenta un colore dal giallo pallido. Ha proprietà di riflettere radiazioni nella regione dell'infrarosso come un normale metallo. La caratteristica principale dell'ossido di indio-stagno è la combinazione di buona conducibilità elettrica e trasparenza ottica. Ossido di indio L'ossido di indio(III) è un ossido anfotero dell'indio. È il componente principale dell'ITO, utilizzato nella produzione di pellicole conduttive trasparenti. Seleniuro di indio Il seleniuro di indio è un composto di indio e selenio. Ha un utilizzo potenziale nei dispositivi fotovoltaici ed è stato oggetto di un'estesa ricerca. Le due forme più comuni α- e β- hanno il difetto delle strutture della wurtzite, tuttavia esistono cinque forme conosciute (α, β, γ, δ, κ). La forma cristallina di un campione può dipendere dal metodo di produzione. Seleniuro di indio Il copper indium gallium (di)selenide (CIGS), ossia (di)seleniuro di rame indio gallio (Numero CAS: 12018-95-0), è un materiale semiconduttore, composto di rame, indio, gallio e selenio. Il materiale a temperatura ambiente si presenta come una soluzione solida di di-seleniuro di rame e indio (spesso abbreviata "CIS") e di diseleniuro di rame e gallio, con una formula chimica di CuInxGa(1-x)Se2, dove il valore di "x" può variare da 1 (seleniuro di rame-indio puro) fino a 0 (seleniuro puro di rame-gallio).Il CIGS consiste in un semiconduttore, con la struttura del cristallo di calcopirite con legami chimici a tetraedro, ed una banda che varia continuamente con x da circa 1,0 eV (per il seleniuro di rame-indio) fino a circa 1,7 eV (per il seleniuro di rame-gallio).Il CIGS viene utilizzato come materiale assorbente della luce nelle celle solari.

Giulia Catrambone