Indio
L’indio è un metallo del blocco p appartenente a Gruppo 13 e al 5° Periodo avente configurazione elettronica [Kr] 4d10 5s2 5p1.
I chimici tedeschi Ferdinand Reich e Hieronymus Theodor Richter che ricercavano tracce di tallio in un minerale contenente zinco lo scoprirono nel 1863.
La caratterizzazione di questo materiale tramite metodi spettroscopici consentì di trovare, nello spettro a righe, una linea brillante di colore indaco che rivelò l’esistenza di un nuovo elemento in quanto sapevano che il tallio era caratterizzato da una linea verde.
Proprietà
L’indio è un metallo di colore bianco argentato, duttile e tenero al punto che, come il sodio, può essere tagliato con un coltello.
Ha proprietà intermedie tra il gallio e il tallio che appartengono al suo stesso gruppo. Come lo stagno, se una sbarra di indio è piegata emette un rumore caratteristico noto come grido dello stagno a causa delle modifiche che avvengono nella struttura cristallina.
Ha numeri di ossidazione +3, +2, +1, -1, -2 e -5 sebbene quelli più diffusi sono +3 e +1. Esso si dissolve negli acidi ma non reagisce con l’ossigeno a temperatura ambiente.
Reagisce a caldo con arsenico, antimonio, fosforo,zolfo, selenio, tellurio e con gli alogeni.
Composti
I composti contenenti questo metalli nello stato di ossidazione +3 sono elettron-deficienti pertanto agiscono da acidi di Lewis. Possono quindi formare addotti con molecole, come la piridina che presenta un doppietto elettronico solitario sull’azoto.
L’ossido di indio In2O3 è infatti abitualmente ottenuto dalla decomposizione termica dell’idrossido di indio (III) secondo la reazione:
2 In(OH)3 → In2O3 + 3 H2O
L’ossido di indio si presenta come un solido amorfo di colore giallo a basse temperature mentre a temperature elevate esibisce una forma cristallina di colore rosso-bruno.
Reagisce a caldo con l’ammoniaca per dare il nitruro di indio secondo la reazione:
In2O3 + 2 NH3 → 2 InN + 3 H2O
Da soluzioni contenenti i suoi sali in ambiente basico si ottiene l’idrossido di indio che precipita sotto forma di cristalli di colore bianco.
Reagisce con gli alogeni per dare i rispettivi alogenuri:
2 In + 3 Cl2 → 2 InCl3
Il cloruro può essere ottenuto anche per reazione dell’indio con HCl 6M secondo la reazione:
2 In +6 HCl → 2 InCl3 + 3 H2
I composti in cui l’indio ha numero di ossidazione +1 sono poco comuni ; l’ossido di indio (I) viene ottenuto dalla decomposizione termica dell’ossido di indio (III) a 700°C:
In2O3 → In2O + O2
Usi
Dopo la prima guerra mondiale si riscontrò che esso ha la capacità di stabilizzare leghe non-ferrose e fu pertanto utilizzato per tali scopi.
Solo successivamente fu usato nella produzione di leghe a bassa temperatura di fusione: con il gallio forma una lega che ha una temperatura di fusione che dipende dalla composizione. Ad esempio, una lega contenente il 24% di indio e il 76% di gallio fonde a 16°C e viene utilizzata in alternativa al mercurio.
Come il gallio, ha la capacità di bagnare il vetro pertanto può essere utilizzato, una volta fatto evaporare, di formare specchi simili a quelli fatti con l’argento ma più resistenti alla corrosione. I film sottili di ossido di stagno e indio sono usati per i display a cristalli liquidi.
Da circa trent’anni è stato valorizzato per le sue applicazione nel campo dei semiconduttori essendo in grado, ad esempio, di dopare il germanio e quindi viene usato nei transistor al germanio; l’ossido di indio (III) e il solfuro di indio (III) trovano utilizzo nei resistori, fotoconduttori e nei termistori ad alta precisione.
Uno dei composti più interessanti è il fosfuro di indio InP, simile all’arseniuro di gallio, ottenuto per reazione del fosforo bianco e ioduro di indio che è usato nel campo dell’elettronica ad alta potenza e ad alta frequenza presentando una velocità dell’elettone superiore.