铟:修订间差异
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2017年11月8日 (三) 21:51的版本
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铟是化学元素,化学符号是In,原子序数是49,是柔软的银灰色金属,带有光泽。
铟可用作低熔点合金、半导体、整流器、热敏电阻等。含24%铟及76%镓的合金,在室温下是液体。
中国拥有世界上最大的铟储量,也是全球最大的铟生产国和出口国,产量占世界铟总产量的30%以上。2006年,中国精铟产量近300吨,原生铟供应量占全球的60%以上。日本是世界上最大的铟消费国,每年铟需求量占世界铟年产量的70%以上,绝大部分从中国进口。
存在与分布
自然界中从未曾发现过游离态的铟单质,铟一般以很低的浓度(0.1ppm)分布在自然界中,和银大致相同。只是最近才确证了独立的稀有的铟矿物(如InFeS4和InCuS2)存在。[5]
物理性质
铟是一种很软的、带蓝色色调的[5]有银白色金属光泽的金属。铟比铅还软,即使在液态氮的温度下;用指甲可以轻易地留下划痕,铟也能在和其他金属摩擦的时候附着到其他金属上去[5]。当铟弯曲时,会发出一种“哭声”,这一点和锡相似[6]。和镓一样,铟能浸润玻璃(如图)。铟的熔点低,仅156.60 °C (313.88 °F),位于同族的镓和铊之间。
铟的电极电势如下:[7]
−0.40 | In2+ + e− | ↔ In+ |
−0.49 | In3+ + e− | ↔ In2+ |
−0.443 | In3+ + 2 e− | ↔ In+ |
−0.3382 | In3+ + 3 e− | ↔ In |
−0.14 | In+ + e− | ↔ In |
化学性质
铟根据它的化学性质,被归纳为贫金属,在13族的镓和铊之间。铟主要有两种氧化态:+1和+3,+3价的铟更稳定,+1价的铟是强还原剂[8]且受热易歧化[5]。和铟同族的铊也有+1和+3价,但铊更常见的是+1价的,+3价的则是强氧化剂,这一点和铟相反。
块状的铟不被碱、沸水和熔融的氨基钠所侵蚀。但分散的海绵状的或粉状的铟能与水作用产生氢氧化铟。
铟能被强氧化剂如卤素和强氧化性的酸所氧化,产生+3价的铟盐。铟不和硼、硅、碳反应,相应的硼化物、硅化物和碳化物至今未发现。[9]铟和氢气、氮气反应分别生成氢化物和氮化物。加热时也能和硫、磷、砷、硒、锑、碲反应[5],其中铟和硫在620℃与硫蒸汽反应产生硫化亚铟(In2S),该化合物在740℃歧化,得到一硫化铟(InS)和铟单质[10]。铟能和汞形成汞齐,和大多数金属生成合金,伴随着明显的硬化效应。
在空气中,铟在100℃开始氧化[10],继续加热能在空气中燃烧,发出无光的蓝红色火焰,产生氧化铟。被铁污染时,铟容易氧化。[5]
铟同样可以在卤素中燃烧,而室温下,氟、氯、溴能明显地腐蚀铟,铟在氯气中失去金属光泽,并被一层白色的薄膜覆盖。[10]
铟在它的化合物中能形成共价键。某些铟盐的溶液有低的导电性,一般电解加工铟通常用氰化物、硫酸盐、氨基磺酸盐和氟硼酸盐进行操作。
化合物
铟能形成+1、+2和+3价的化合物,其中主要为+3价的铟化合物,如In2O3、InCl3、InN等。铟的碳化物在室温下不能稳定存在,但三元碳化物有过报道,如Mn3InC、(Ln)3InC等。浓的高氯酸铟、硫酸铟和硝酸铟溶液具有高粘度[5]。
铟的有机化合物有三甲基铟(Me3In)、三苯基铟(Ph3In)等,三甲基铟和三乙基铟(Et3In)都易在空气中自燃。短时间内,0℃时的Me2InClO4在水中是稳定的。
茂基铟(C5H5In)是铟在唯一的+1氧化态有机衍生物,是一种对湿气稳定,对氧敏感的淡黄色晶体[5]。
毒理学
铟及其化合物对人体没有明显的危害,即使如此,仍应避免它们和身体破伤的部位接触。铟盐溶液具有相似于铝盐的味道。[5]
元素周期表(主族金屬) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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IA 1 |
IIA 2 |
IIIB 3 |
IVB 4 |
VB 5 |
VIB 6 |
VIIB 7 |
VIIIB 8 |
VIIIB 9 |
VIIIB 10 |
IB 11 |
IIB 12 |
IIIA 13 |
IVA 14 |
VA 15 |
VIA 16 |
VIIA 17 |
VIIIA 18 | ||||||||||||||||||||
1 | H | He | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |||||
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |||||
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- 元素铟在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹(英文)
- EnvironmentalChemistry.com —— 铟(英文)
- 元素铟在The Periodic Table of Videos(諾丁漢大學)的介紹(英文)
- 元素铟在Peter van der Krogt elements site的介紹(英文)
- WebElements.com – 铟(英文)
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- ^ 10.0 10.1 10.2 《稀散金属》.翟秀静 周亚光 主编.中国科学技术大学出版社.ISBN: 978-7-312-02255-5. 第二章 铟.