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Indio

  |   Chimica, Chimica Generale

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.