يوجد الإنديوم في شكله النقي على هيئة فلزّ أبيض فضّي، وهو واحدٌ من أطرى العناصر الكيميائية. يشبه الإنديوم كيميائياً عنصريالغاليوموالثاليوم، وتقع خواصه الكيميائية وسطاً بين هذين الاثنين. اكتشف العالم الألمانيفرديناند رايخ هذا العنصر لأوّل مرّة في سنة 1863 بالمشاركة مع مساعدهتيودور ريختر وفق أساليبمطيافية؛ وأطلقا عليه تسمية «إنديوم» نسبة إلىindigo إشارةً إلىالخطالأزرق النيلي فيطيفه. الإنديوم عنصرٌ نادرٌ، وتقاربوفرته في القشرة الأرضية تلك التيللفضّة؛ وهو يُستحصَل بشكلٍ شبه كامل على هيئةمنتج ثانوي أثناء عمليّات تعدين ومعالجةخامات الفلزّات الأخرى، وخاصّةً خاماتالزنك منالسفاليريتوالخامات الكبريتيدية الأخرى.
أطلق العالمان تسمية «إنديوم» على هذا العنصر الجديد،[2] وذلك نسبةً إلى كلمةindigo في اللغات الأوروبية،[3] والتي تعني اللونالأزرق النيلي إشارةً إلى لون الخطّ الطيفي لهذا العنصر؛ وتلك الكلمة مشتقّة بدورها من الكلمةاللاتينيةindicum إشارةً إلىالهند.[4][5][6][7] تابع ريختر أعماله في هذا المشروع، وتمكّن في النهاية من عزل هذا العنصر أوّل مرّة في سنة 1864.[8] قام العالمكليمنس فنكلر[ط 12] باستكمال الأبحاث عن هذا العنصر وتحديد عددٍ من الخواص مثلالوزن الذرّيوالكثافةونقطة الانصهار لهذا العنصر. عُرضَتصبّة[ط 13] من الإنديوم وزنها نصفكيلوغرام فيمعرض باريس العالمي[ط 14] سنة 1867.[9] لم تنتشر التطبيقات العمليّة لهذا العنصر إلا بعد الربع الأول من القرن العشرين.[10][11]
يعدّ النظير المستقرّ إنديوم-113 واحداً منالنوى الغنيّة بالبروتون[ط 18]؛ والذي لم تُحدّد معرفة نشوئه بشكلٍ وافٍ بعد. ما يُعرَف أنّه ينشأ بشكلٍ مباشرٍ من عمليّتي التقاط النيوترون البطيئةوالسريعة[ط 19]، وهوناتج اضمحلال[ط 20] نظير الكادميوم طويل الأمد كادميوم-113، والذي لديه عمر نصف يبلغ 8كوادريليون[ط 21] سنة؛ وتلك فترة طويلة لا يمكن أن تكون كافية مصدراً لكل الإنديوم-113 الموجود في الكون.[13][14]
بالمقابل، فإنّ الإنديوم يوجد مكوّناً بنسبٍ ضئيلة في عددٍ من الخامات الشائعة للعناصر الأخرى، مثل معدنالسفاليريت ZnSوكالكوبيريت[ط 30] CuFeS2.[19][20] هناك تقديرات مختلفة لكمّيّة الإنديوم الموجودة في خامات الفلزّات الأخرى؛[21][22] بالتالي، ونظراً لعدم وجود معادن مرتفعة التركيز من الإنديوم، فإنّ توافرية الإنديوم مرهونة جوهرياً بمعدّل استخراج خامات الفلزّات الأخرى، وليست بالكمّيّة المطلقة للإنديوم في مجموع الخامات. ولهذه المقاربة أهميّة في تقدير مدى حراجة[ط 31] هذا الفلزّ وأهميّته الاستراتيجية.[23][24][25]
نظراً للأسلوب الحصري في استحصال الإنديوم على هيئة منتج ثانوي، فإنّ ذلك يعني أن معدّل إنتاج الإنديوم مرهونٌ بكمّيّات الخامات الكبريتيدية للزنك (وأحياناً النحاس) المستخرَجة سنويّاً. تُعرَّف إمكانية الإمداد (التزويد)[ط 41] للمنتجات الثانوية بأنّها الكمّيّة القابلة للاستخراج اقتصادياً من المواد الحاضنة لها سنوياً مع اعتبار أوضاع السوق الحالية (فيما يخصّ السعر والتقنيّات المستخدمة).[31] في هذا السياق، تكون تقديرات الاحتياطات والمصادر لهذه الفلزّات المستخرَجة بطرائق ثانوية غير ذات صلة، لأنّه من غير الممكن استخراجها بشكلٍ مستقلٍّ عن المنتجات الرئيسية.[25] تشير التقديرات (في العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين) أنّ الحدّ الأدنى من إمكانية التزويد من الإنديوم مقداره 1300 طن/السنة من خامات الزنك الكبريتيدية و20 طن/السنة من خامات النحاس الكبريتيدية.[25] هذه الأرقام أكبر كثيراً من معدّلات الإنتاج المسجلّة في ذات الفترة تقريباً (655 طن في سنة 2016).[32]
وفق بيانات سنة 2006 فقد كانتالصين الرائدة عالمياً في إنتاج الإنديوم واحتلّت المركز الأوّل بين دول العالم من حيث كمّيّة الإنتاج (290 طن)، تلتهاكوريا الجنوبية (195 طن) ثمّاليابان (70 طن)وكندا (65 طن).[32] ازداد الطلب العالمي على الإنديوم منذ تسعينيات القرن العشرين بشكلٍ مطّردٍ مع ازدياد إنتاجشاشات عرض البلّورة السائلة[ط 42] لأجهزة الحواسيب والتلفاز، ممّا أدّى إلى ازدياد السعر العالمي لهذا الفلزّ.[33] لذلك وسّعت الصين إنتاجها بشكلٍ كبيرٍ؛ فحسب بياناتهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية[ط 43] فقد تضاعف إنتاج الصين من الإنديوم أُسّيّاً من ما يقارب عشر أطنان في سنة 1994 إلى حوالي 520 طن في سنة 2020، والكمّيّة الأخيرة شكّلت أكثر من نصف الإنتاج العالمي (56.3%) من الإنديوم.[34] أدّت ارتفاع كفاءة عمليّات التصنيع وإعادة التدوير[ط 44] (خاصّةً في اليابان) إلى المحافظة على توازن بين العرض والطلب للإنديوم؛ فوفق تقديراتبرنامج الأمم المتحدة للبيئة[ط 45] فإن معدل إعادة تدويرنهاية العمر[ط 46] للمنتجات الحاوية على الإنديوم أقلّ من 1%.[35]
للإنديوم 39نظيراً معروفاً تتراوحالكتل الذرّية لها بين 97 إلى 135وحدة كتل ذرّيّة؛ اثنان منهما فقط نظيران موجودان طبيعياً على هيئةنويدات ابتدائية[ط 47]، وهما إنديوم-113113In، وهوالنظير المستقرّ الوحيد؛ وكذلك إنديوم-115115In وهو نظير مشعّ، إلّا أنّعمر النصف[ط 48] مقداره4.41×1014 سنة وهو بذلك أكبر بأربع مراتب منعمر الكون الافتراضي، بالتالي يمكن اعتباره نظير مستقرّ عمليّاً.[36] إنّ عمر النصف للنظير إنديوم-115 طويل جدّاً، لأنّاضمحلال النشاط الإشعاعي وفق النمطبيتّا إلى النظيرقصدير-115115Snممنوع لفّاً[ط 49] وفققواعد الاختيار[ط 50] فيالفيزياء الذرّية.[37] يشكّل النظير إنديوم-115 ما يقارب 95.7% من الإنديوم الموجود في الطبيعة، في حين أنّ النظير إنديوم-113 يشكّل 4.3% فقط؛ بالتالي، فإنّ الإنديوم هو واحدٌ من ثلاثة عناصر معروفة (إلى جانبالتيلوريوموالرينيوم) والتي تكون نظائرها المستقرّة أقلّ وفرةً طبيعيةً من النظير الابتدائي المشعّ.[38]
الإنديوم فلزّ ذو لون أبيض-رماديبرّاق؛ وهو قابل بشكلٍ كبيرٍللسحب[ط 55].[27] يتميّز هذا العنصر بطراوته، إذ له صلادة مقدارها 1.2 علىمقياس موس[ط 56]،[39] بحيث من الممكن قطعه بسكّين، وعند حكّه على صفيحة من الورق يترك خطّاً شبيهاً بقلم الرصاص.[39]
يقع الإنديوم فيالجدول الدوري فيمجموعة البورون وهو يشبه في خواصّه الكيميائية مجاورَيهالغاليوموالثاليوم. تحوي ذرّة الإنديوم 49إلكتروناً ولهاتوزيع إلكتروني[ط 74] ينتهي بثلاثة إلكترونات فيغلاف التكافؤ 5s25p1، لذلك فإنّحالة الأكسدة الشائعة للإنديوم هي +3، والتي يتخلّى فيها الإنديوم عن الإلكترونات الثلاثة ليعطي مركّبات الإنديوم الثلاثي؛ ولكن في بعض الحالات لا يتخلّى عن إلكترونات s لنحصل على الإنديوم الأحادي. يتثبّتالتكافؤ الأحادي للإنديوم بواسطةتأثير الزوج الخامل[ط 75]، والذي تحدث فيه تآثراتكمومية نسبية[ط 76] تؤدّي إلى تثبيتالمدار الذرّي s، وهي ظاهرة تلاحَظ أيضاً فيمجانسه[ط 77] الأثقل الثاليوم.[49] في حين أنّ المجانس الأخفّ الغاليوم يظهر غالباً حالة الأكسدة +3 ومن النادر أن يظهر حالة الأكسدة +1. لذلك يعدّ الثاليوم الثلاثي منالمؤكسدات الجيّدة، على العكس من الإنديوم الثلاثي؛ بالمقابل، يعدّ الإنديوم الأحادي منالمختزلات القويّة.[50] إنّ الطاقة اللازمة لاحتواء الإلكترونات s في الترابط الكيميائي هي الأقلّ في عنصر الإنديوم ضمن العناصر الفلزّية في المجموعة الثالثة عشر، وتتناقصطاقات الروابط[ط 78] نزولاً في المجموعة، وتكون الطاقة المتحرّرة في الإنديوم في تشكيلرابطتين إضافيتين والاحتفاظ بحالة الأكسدة +3 غير كافية دوماً لترجح على الطاقة اللازمة لتتضمّن الإلكترونات 5s.[51] يتميّز أكسيد وهيدروكسيد الإنديوم الأحادي بخواصّهما القاعدية، في حين يتميّز أكسيد وهيدروكسيد الإنديوم الثلاثي بخواصّهما الحمضية.[51]
يتشكّل محلولهيدروكسيد الإنديوم الثلاثي In(OH)3 من تفاعل الأكسيد الثلاثي مع الماء، وهو مركّب مُذَبذَب، إذ يستطيع هيدروكسيد الإنديوم الثلاثي التفاعل مع القواعد والقلويّات ليشكّل أملاحالإندات[ط 85]، ومع الأحماض ليشكّل أملاح الإنديوم الثلاثي الموافقة. تعدّ مركّباتكالكوجينيدات من مركّبات الإنديوم الثلاثي المعروفة، إذ تُعرَف مركّباتالكبريتيد In2S3والسيلينيد In2Se3والتيلوريد In2Te3.[56] كما تُعرَف أيضاً جميع مركّباتالهاليدات الثلاثية منالفلوريد InF3والكلوريد InCl3والبروميد InBr3واليوديد InI3. يكون مركّبا الكلوريد والبروميد عديمي اللون، أمّا اليوديد فهو أصفر؛ ولها خواص قريبة منأحماض لويس[ط 86]، وهي شبيهة إلى حدّ ما لمركّبات ثلاثي هاليدات الألومنيوم. أمّا مركّب الفلوريد فله بنيةبوليميرية.[57] يتفاعل الإنديوم بشكلٍ مباشر عند درجات حرارة مرتفعة مع عناصرمجموعة النتروجين (نكتوجينات[ط 87]) وتنتج مركّباتشبه موصلة، والتي تكون حسّاسة للهواء. من الأمثلة على هذه المركّبات كلّ منالنتريد InN، والذي يتفاعل بشكلٍ مباشرٍ مع الأحماض والقلويّات.[58]؛ وكذلك مركّبااالفوسفيد InPوالزرنيخيد InAs؛ وهما مركّبان لهما أهمّيّة فيتقانة النانو، وخاصّةً في تشكيلالأسلاك النانوية[ط 88] والمتميّزة بأنّها ذاتضيائيةمتباينة الخواص[ط 89].[59]
الإنديوم الأحادي
لا تعدّ مركّبات الإنديوم الأحادي من المركّبات الشائعة لهذا العنصر، ويُعرَف منها بالرغم من ذلك كلّ من مركّباتالكلوريد InClوالبروميد InBrواليوديد InI؛ وجميعها مركّبات ملوّنة على العكس من مركّبات الهاليد الثلاثي التي تُحضّر منها. من جهةٍ أخرى، لا يعدّ الفلوريد الأحادي من المركّبات المستقرّة، إذ يوجد على هيئة غاز غير مستقرّ.[60] من الممكن أن يُستحصَل علىأكسيد الإنديوم الأحادي عند التفكّك الحراري لأكسيد الإنديوم الثلاثي عند تسخينه لدرجات حرارة تتجاوز 700 °س.[53]
حالات أكسدة أخرى
من النادر أن يشكّل الإنديوم مركّبات كيميائية فيحالة الأكسدة +2 أوحالات أكسدة كسرية[ط 90]، وهي ملاحظة في المواد الحاوية على رابطة In–In مثل الهاليدات In2X4 و2−[In2X6]؛[61] وكذلك في مركّبات أخرى مثل In4Se3.[62] تعرف أيضاً مركّبات كيميائية أخرى يوجد فيها الإنديوم بحالتي الأكسدة الأحادية والثلاثية بذات الوقت، مثلما الحال في مركّبات InI6(InIIICl6)Cl3،[63] وInI5(InIIIBr4)2(InIIIBr6)، وInIInIIIBr4.[61]
ثلاثي ميثيل الإنديوم
مركبات إنديوم عضوية
مركّبات الإنديوم العضوية[ط 91] هيمركّبات عضوية فلزّية حاوية على الرابطة الكيميائية المباشرة بين عنصري الكربون والإنديوم In–C. من الأمثلة عليها مركّبحلقي بنتادينيل الإنديوم الأحادي[ط 92]، وهو أوّل مركّب إنديوم أحادي عضوي مُستحصَل؛[64] وله بنيّة على هيئة سلاسلمتعرّجة[ط 93] ومتناوبة من ذرّات الإنديوموحلقي البنتاديينيل.[65] من مركّبات الإنديوم العضوية المعروفة أيضاً مركّبثلاثي ميثيل الإنديوم[ط 94] In(CH3)3، والمستخدَم في تحضير مواد أشباه الموصلات.[66][67]
^F. Reich, Theodor Richter:Vorläufige Notiz über ein neues Metall. In:Journal für praktische Chemie. 1863, Band 89, Nummer 1, S. 441–442دُوِي:10.1002/prac.18630890156.
^Frenzel، Max؛ Hirsch، Tamino؛ Gutzmer، Jens (يوليو 2016). "Gallium, germanium, indium, and other trace and minor elements in sphalerite as a function of deposit type — A meta-analysis".Ore Geology Reviews. ج. 76: 52–78.Bibcode:2016OGRv...76...52F.DOI:10.1016/j.oregeorev.2015.12.017.
^J. Graham, A. Moore, G. V. Raynor:The effect of temperature on the lattice spacings of indium. In:Journal of the Institute of Metals. 84, 1954, S. 86–87.
^K. Takemura, H. Fujihaza:High-pressure structural phase transition in indium. In:Physical Review, Serie 3. B – Condensed Matter. 47, 1993, S. 8465–8470.
^Iliev، S. P.؛ Chen، X.؛ Pathan، M. V.؛ Tagarielli، V. L. (23 يناير 2017). "Measurements of the mechanical response of Indium and of its size dependence in bending and indentation".Materials Science and Engineering: A. ج. 683: 244–251.DOI:10.1016/j.msea.2016.12.017.hdl:10044/1/43082.
^Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Thallium".Lehrbuch der Anorganischen Chemie (بالألمانية) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 892–893.ISBN:978-3-11-007511-3.
^ابGreenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997).Chemistry of the Elements (بالإنجليزية) (2 ed.). Butterworth-Heinemann.ISBN:0-08-037941-9.
^Smith، Andrew E.؛ وآخرون (2 ديسمبر 2009). "Mn3+ in Trigonal Bipyramidal Coordination: A New Blue Chromophore".Journal of the American Chemical Society. ج. 131 ع. 47: 17084–17086.DOI:10.1021/ja9080666.ISSN:0002-7863.PMID:19899792.
^Jianfang Wang, Mark S. Gudiksen, Xiangfeng Duan, Yi Cui, Charles M. Lieber:Highly Polarized Photoluminescence and Photodetection from Single Indium Phosphide Nanowires. In:Science. 293, 5534, 2001, S. 1455–1457.
^Beck، Horst Philipp؛ Wilhelm، Doris (1991). "In7Cl9—A New"Old" Compound in the System In-Cl".Angewandte Chemie International Edition in English. ج. 30 ع. 7: 824–825.DOI:10.1002/anie.199108241.
^Beachley O. T.؛ Pazik J. C.؛ Glassman T. E.؛ Churchill M. R.؛ Fettinger J.C.؛ Blom R. (1988). "Synthesis, characterization and structural studies of In(C5H4Me) by x-ray diffraction and electron diffraction techniques and a reinvestigation of the crystalline state of In(C5H5) by x-ray diffraction studies".Organometallics. ج. 7 ع. 5: 1051–1059.DOI:10.1021/om00095a007.
^Shenai، Deo V.؛ Timmons، Michael L.؛ Dicarlo، Ronald L.؛ Lemnah، Gregory K.؛ Stennick، Robert S. (2003). "Correlation of vapor pressure equation and film properties with trimethylindium purity for the MOVPE grown III–V compounds".Journal of Crystal Growth. ج. 248: 91–98.Bibcode:2003JCrGr.248...91S.DOI:10.1016/S0022-0248(02)01854-7.
^ابShenai، Deodatta V.؛ Timmons، Michael L.؛ Dicarlo، Ronald L.؛ Marsman، Charles J. (2004). "Correlation of film properties and reduced impurity concentrations in sources for III/V-MOVPE using high-purity trimethylindium and tertiarybutylphosphine".Journal of Crystal Growth. ج. 272 ع. 1–4: 603–608.Bibcode:2004JCrGr.272..603S.DOI:10.1016/j.jcrysgro.2004.09.006.
^Hans Breuer:dtv-Atlas Chemie 1. Allgemeine und anorganische Chemie. Dtv,ISBN 3-423-03217-0.
^G. Ungváry, E. Szakmáry, E. Tátrai, A. Hudák, M. Náray, V. Morvai:Embryotoxic and teratogenic effects of indium chloride in rats and rabbits. In:J. Toxicol. Environ. Health A. 1, 59, 2000, S. 27–42.PMID 11261900.
^M. Nakajima u. a.:Comparative developmental toxicity study of indium in rats and mice. In:Teratog Carcinog Mutagen. 20/2000, S. 219–227.PMID 10910472.
^R. E. Chapin u. a.:The reproductive and developmental toxicity of indium in the Swiss mouse. In:Fundam Appl Toxicol. 27/1995, S. 140–148.PMID 7589924.
^M. Nakajima u. a.:Developmental toxicity of indium chloride by intravenous or oral administration in rats. In:Teratog Carcinog Mutagen. 18/1998, S. 231–238.PMID 9876012.
^M. Nakajima u. a.:Developmental toxicity of indium in cultured rat embryos. In:Teratog Carcinog Mutagen. 19/1999, S. 205–209.PMID 10379844.
^J. L. Zurita u. a.:Toxicological assessment of indium nitrate on aquatic organisms and investigation of the effects on the PLHC-1 fish cell line. In:Sci Total Environ. 387/2007, S. 155–165.PMID 17804041.
^Nordberg، Gunnar F.؛ Fowler، Bruce A.؛ Nordberg، Monica (7 أغسطس 2014).Handbook on the Toxicology of Metals (ط. 4th). Academic Press. ص. 845.ISBN:978-0-12-397339-9.
^Berger, Harold؛ National Bureau Of Standards, United States؛ Committee E-7 On Nondestructive Testing, American Society for Testing and Materials (1976)."Image Detectors for Other Neutron Energies".Practical applications of neutron radiography and gaging: a symposium. ص. 50–51.{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء عددية: قائمة المؤلفين (link)
^"IN-111 FACT SHEET"(PDF). Nordion(Canada), Inc. مؤرشف منالأصل(PDF) في 2011-12-03. اطلع عليه بتاريخ2012-09-23.
^Van Nostrand، D.؛ Abreu، S. H.؛ Callaghan، J. J.؛ Atkins، F. B.؛ Stoops، H. C.؛ Savory، C. G. (مايو 1988). "In-111-labeled white blood cell uptake in noninfected closed fracture in humans: prospective study".Radiology. ج. 167 ع. 2: 495–498.DOI:10.1148/radiology.167.2.3357961.PMID:3357961.
^Krenning، E. P.؛ Bakker، W. H.؛ Kooij، P. P.؛ Breeman، W. A.؛ Oei، H. Y.؛ De Jong، M.؛ Reubi، J. C.؛ Visser، T. J.؛ Bruns، C.؛ Kwekkeboom، D. J. (1992). "Somatostatin receptor scintigraphy with indium-111-DTPA-D-Phe-1-octreotide in man: Metabolism, dosimetry and comparison with iodine-123-Tyr-3-octreotide".Journal of Nuclear Medicine. ج. 33 ع. 5: 652–658.PMID:1349039.
-chlorid.png)
