إنديوم

الإنديوم عنصرٌ كيميائي رمزه In وعدده الذرّي 49، وهو يقع في الدورة الخامسة وكذلك في المرتبة الرابعة ضمن عناصر المجموعة الثالثة عشرة في الجدول الدوري، والمعروفة باسم «مجموعة البورون». يصنّف الإنديوم كيميائياً ضمن عناصر الفلزّات بعد الانتقالية.

يوجد الإنديوم في شكله النقي على هيئة فلزّ أبيض فضّي، وهو واحدٌ من أطرى العناصر الكيميائية. يشبه الإنديوم كيميائياً عنصري الغاليوم والثاليوم، وتقع خواصه الكيميائية وسطاً بين هذين الاثنين. اكتشف العالم الألماني فرديناند رايخ هذا العنصر لأوّل مرّة في سنة 1863 بالمشاركة مع مساعده تيودور ريختر وفق أساليب مطيافية؛ وأطلقا عليه تسمية «إنديوم» نسبة إلى  إشارةً إلى الخط الأزرق النيلي في طيفه. الإنديوم عنصرٌ نادرٌ، وتقارب وفرته في القشرة الأرضية تلك التي للفضّة؛ وهو يُستحصَل بشكلٍ شبه كامل على هيئة منتج ثانوي أثناء عمليّات تعدين ومعالجة خامات الفلزّات الأخرى، وخاصّةً خامات الزنك من السفاليريت والخامات الكبريتيدية الأخرى.

يُستخدَم الإنديوم بشكل رئيسيّ في إنتاج الشاشات المسطّحة على هيئة أكسيد الإنديوم والقصدير، كما يُستخدَم بشكلٍ واسعٍ في صناعة أشباه الموصلات، وكذلك في تركيب السبائك سهلة الانصهار المستخدمة في اللحام. لا يوجد للإنديوم دورٌ حيويٌّ معروف؛ ومركّباته الكيميائية ضارّة عند استنشاقها وابتلاعها.

 التاريخ وأصل التسمية 
تصغير|يمين|120 بك|فرديناند رايخ
تصغير|يمين|120 بك|تيودور ريختر
اكتشف العالمان الألمانيّان فرديناند رايخ  وتيودور ريختر  هذا العنصر في سنة 1863 أثناء إجرائهما تجاربَ في جامعة فرايبرغ التقنية  على خامات مستخرَجة من مناجم في محيط مدينة فرايبرغ . بدأت عملية الاكتشاف بإذابة معادن متعدّدة في حمض الهيدروكلوريك شملت بيريت  وأرسينوبيريت  وغالينا  وسفاليريت ؛ إذ كان لدى العالمين معلومات أنّ الخامات المُستخرَجة من تلك المنطقة قد تحوي في بعض الأحيان على عنصر الثاليوم. والذي كان يساعد على كشفه الخطّ الطيفي  الأخضر المميّز في طيف الانبعاث . كان رايخ مصاباً بعمى الألوان  لذلك وظّف ريختر مساعداً من أجل الكشف عن الخطوط الطيفية الملوّنة بالوسائل التحليلية المطيافية. ولكنّهما بدلاً من ذلك وجدا في العيّنات المُستخرَجة خطّاً طيفياً ذا لون أزرق نيلي مميّز، لم يَسبُق أن لوحظ من قبل في أطياف العناصر الكيميائية المعروفة آنذاك، لذلك افترضا أنّهما قد اكتشفا عنصراً جديداً في المعادن التي أجريا التجارب عليها.

أطلق العالمان تسمية «إنديوم» على هذا العنصر الجديد،F. Reich, Theodor Richter: Vorläufige Notiz über ein neues Metall. In: Journal für praktische Chemie. 1863, Band 89, Nummer 1, S. 441–442 . وذلك نسبةً إلى كلمة  في اللغات الأوروبية،Royal Society of Chemistry, https://www.rsc.org/  والتي تعني اللون الأزرق النيلي إشارةً إلى لون الخطّ الطيفي لهذا العنصر؛ وتلك الكلمة مشتقّة بدورها من الكلمة اللاتينية  إشارةً إلى الهند.Greenwood and Earnshaw, p. 244 تابع ريختر أعماله في هذا المشروع، وتمكّن في النهاية من عزل هذا العنصر أوّل مرّة في سنة 1864. قام العالم كليمنس فنكلر  باستكمال الأبحاث عن هذا العنصر وتحديد عددٍ من الخواص مثل الوزن الذرّي والكثافة ونقطة الانصهار لهذا العنصر. عُرضَت صبّة  من الإنديوم وزنها نصف كيلوغرام في معرض باريس العالمي  سنة 1867. لم تنتشر التطبيقات العمليّة لهذا العنصر إلا بعد الربع الأول من القرن العشرين.

 الوفرة الطبيعية 
 في الكون 
يتكوّن الإنديوم وفق عملية التقاط النيوترون البطيئة  في النجوم قليلة إلى متوسّطة الكتلة (في مجال يتراوح بين 0.6 إلى 10 كتلة شمسية ). عندما يلتقط النظير فضة-109 نيوتروناً فإنّه يتحوّل أوّلاً إلى فضّة-110، والذي يخضع بدوره إلى اضمحلال بيتّا  ليصبح كادميوم-110، والذي يمتصّ نيوترونات عدّة ليصبح كادميوم-115، والذي يضمحلّ بدوره إلى الإنديوم-115 بواسطة اضمحلال بيتّا آخر. وذلك ما يفسّر وفرة النظائر المشعّة للإنديوم بالمقارنة مع نظائره المستقرّة.

يعدّ النظير المستقرّ إنديوم-113 واحداً من النوى الغنيّة بالبروتون ؛ والذي لم تُحدّد معرفة نشوئه بشكلٍ وافٍ بعد. ما يُعرَف أنّه ينشأ بشكلٍ مباشرٍ من عمليّتي التقاط النيوترون البطيئة والسريعة ، وهو ناتج اضمحلال  نظير الكادميوم طويل الأمد كادميوم-113، والذي لديه عمر نصف يبلغ 8 كوادريليون  سنة؛ وتلك فترة طويلة لا يمكن أن تكون كافية مصدراً لكل الإنديوم-113 الموجود في الكون.

 على الأرض 
الإنديوم عنصرٌ نادرٌ نسبيّاً (نزر) في الطبيعة، وتبلغ وفرته الطبيعية في القشرة الأرضية ما يقارب 50 جزءاً في البليون ،K. H. Wedepohl: The composition of the continental crust. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995, 59, 7, 1217–1232. وبذلك يقع هذا العنصر في المرتبة 68 بالنسبة لوفرة العناصر الكيميائية فيها؛ وهي وفرة طبيعية مقاربة لعناصر الفضة والبزموت والزئبق.

لا يوجد الإنديوم على هيئة فلزّ طبيعي  إلّا نادراً جداً؛ ومن المواقع النمطية  التي يمكن العثور فيها عليه بذلك الشكل منطقة كراي عبر البايكال  في روسيا؛ كما يُعثَر عليه في مقاطعة زيتومير  في أوكرانيا، وفي ولاية طشقند في أوزبكستان.www.mindat.org/Indium.  كما لا توجد الكثير من المعادن التي يدخل الإنديوم بنسبة وفيرة في تركيبها، ومن الأمثلة عليها معادن إنديت  FeIn2S4 و  AgInS2 و  CuInS2؛Webmineral – Indium, Elementinformationen und Mineralliste.  ولا توجد كمّيّات وفيرة من هذه المعادن بالشكل الكافي ليؤمّن استخراجاً مجدٍ اقتصادياً.

بالمقابل، فإنّ الإنديوم يوجد مكوّناً بنسبٍ ضئيلة في عددٍ من الخامات الشائعة للعناصر الأخرى، مثل معدن السفاليريت ZnS وكالكوبيريت  CuFeS2. هناك تقديرات مختلفة لكمّيّة الإنديوم الموجودة في خامات الفلزّات الأخرى؛ 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  هذا الفلزّ وأهميّته الاستراتيجية.

 الاستخراج والإنتاج 
تصغير|ازدياد الإنتاج العالمي من الإنديوم.U.S. Geological Survey – Historical Statistics for Mineral and Material Commodities in the United States؛ INDIUM STATISTICS // USGS, April 1, 2014 
يُستحصَل على الإنديوم حصريّاً على هيئة منتج ثانوي  من عمليّات استخراج ومعالجة خامات الفلزّات الأخرى، وغالباً من خامات الزنك الكبريتيدية ، مثل السفاليريت. كما تُستخرَج كمّيّات صغيرة أيضاً من الإنديوم من خامات النحاس. تتباين العملية الدقيقة أثناء استحصال الإنديوم مع تغيّر نمط عمل المِصهَر . أثناء عمليات صهر الزنك  يتراكم الإنديوم في البقايا الغنيّة بالحديد، والتي يُستخرَج منها بعدّة طرائق؛ كما يمكن أن يُسترجَع مباشرةً من المحاليل المتشكّلة أثناء العمليّة؛Wilhelm Morawiez: Herstellung von hochreinem Indium durch Amalgam-Elektrolyse. In: Chemie Ingenieur Technik – CIT. 36, 6, 1964, S. 638–647. إذ تعالَج المحاليل بأحماض معدنية مثل حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك، ثم تُطبَّق عمليّة استخلاص  باستخدام كاشف فوسفات ثلاثي البوتيل  أو الترسيب على شكل . بعد ذلك تُجرَى عمليّات فصل لاحقة بواسطة التحليل الكهربائي ؛Greenwood and Earnshaw, p. 247 إذ يوضع غالباً محلول من كلوريد الإنديوم الثلاثي في حمض الهيدروكلوريك في خليّة تحليل كهربائي بوجود أقطاب  من الزئبق. وينبغي التأكّد من خلوّ الخليط من عنصر الثاليوم، الذي يتداخل مع عمليّات فصل وتنقية الإنديوم. من أجل التنقية يمكن تكرار عمليّات التحليل الكهربائي، أو استخدام تقنيّات مثل الصهر النطاقي .Lucien F. Trueb: Die chemischen Elemente, Ein Streifzug durch das Periodensystem. S. Hirzel Verlag Stuttgart/Leipzig 1996, ISBN 3-7776-0674-X.

تصغير|يمين|120 بك|صبّة من الإنديوم
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)  للمنتجات الثانوية بأنّها الكمّيّة القابلة للاستخراج اقتصادياً من المواد الحاضنة لها سنوياً مع اعتبار أوضاع السوق الحالية (فيما يخصّ السعر والتقنيّات المستخدمة). 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. 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. هذه الأرقام أكبر كثيراً من معدّلات الإنتاج المسجلّة في ذات الفترة تقريباً (655 طن في سنة 2016).

وفق بيانات سنة 2006 فقد كانت الصين الرائدة عالمياً في إنتاج الإنديوم واحتلّت المركز الأوّل بين دول العالم من حيث كمّيّة الإنتاج (290 طن)، تلتها كوريا الجنوبية (195 طن) ثمّ اليابان (70 طن) وكندا (65 طن). ازداد الطلب العالمي على الإنديوم منذ تسعينيات القرن العشرين بشكلٍ مطّردٍ مع ازدياد إنتاج شاشات عرض البلّورة السائلة  لأجهزة الحواسيب والتلفاز، ممّا أدّى إلى ازدياد السعر العالمي لهذا الفلزّ. لذلك وسّعت الصين إنتاجها بشكلٍ كبيرٍ؛ فحسب بيانات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية  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.U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2022: INDIUM.  أدّت ارتفاع كفاءة عمليّات التصنيع وإعادة التدوير  (خاصّةً في اليابان) إلى المحافظة على توازن بين العرض والطلب للإنديوم؛ فوفق تقديرات برنامج الأمم المتحدة للبيئة  فإن معدل إعادة تدوير
نهاية العمر  للمنتجات الحاوية على الإنديوم أقلّ من 1%.

 النظائر 
للإنديوم 39 نظيراً معروفاً تتراوح الكتل الذرّية لها بين 97 إلى 135 وحدة كتل ذرّيّة؛ اثنان منهما فقط نظيران موجودان طبيعياً على هيئة نويدات ابتدائية ، وهما إنديوم-113 113In، وهو النظير المستقرّ الوحيد؛ وكذلك إنديوم-115 115In وهو نظير مشعّ، إلّا أنّ عمر النصف  مقداره  وهو بذلك أكبر بأربع مراتب من عمر الكون الافتراضي، بالتالي يمكن اعتباره نظير مستقرّ عمليّاً.G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. In: Nuclear Physics. Band A 729, 2003, S. 3–128. . (PDF؛ 1,0 MB).  إنّ عمر النصف للنظير إنديوم-115 طويل جدّاً، لأنّ اضمحلال النشاط الإشعاعي وفق النمط بيتّا إلى النظير قصدير-115 115Sn   وفق قواعد الاختيار  في الفيزياء الذرّية. 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 جانب التيلوريوم والرينيوم) والتي تكون نظائرها المستقرّة أقلّ وفرةً طبيعيةً من النظير الابتدائي المشعّ.

أكثر النظائر المشعّة المصطنعَة  استقراراً هو النظير إنديوم-111 111In بعمر نصف تقريبي مقداره 2.8 يوم؛ أمّا باقي تلك النظائر فلها أعمار نصف أقلّ من خمس ساعات. للإنديوم أيضاً عددٌ معتبرٌ من المصاوغات النووية شبه المستقرّة ، الأكثر استقراراً من ضمنها هو 114mIn بعمر نصف مقداره 49.51 يوم. يكون نمط الاضمحلال بالنسبة للنظائر الأخفّ من 113In بشكل سائدٍ على هيئة التقاط إلكترون  أو انبعاث البوزيترون  لتتشكّل نظائر الكادميوم الموافقة؛ أمّا نمط الاضمحلال بالنسبة للنظائر الأثقل من 113In فيكون بشكل سائد على هيئة اضمحلال بيتّا إلى نظائر القصدير الموافقة.

 الخواص الفيزيائية 
تصغير|يسار|130 بك|عيّنة من الإنديوم ترطّب سطح زجاج أنبوب اختبار
الإنديوم فلزّ ذو لون أبيض-رمادي برّاق؛ وهو قابل بشكلٍ كبيرٍ للسحب . يتميّز هذا العنصر بطراوته، إذ له صلادة مقدارها 1.2 على مقياس موس ، بحيث من الممكن قطعه بسكّين، وعند حكّه على صفيحة من الورق يترك خطّاً شبيهاً بقلم الرصاص.

يشبه الإنديوم عنصرَ القصدير في إصدار صوتٍ يشبه الصرخة  عند ثنيه، وهو صوت طقطقة  يصدر نتيجةً لتوأمة البلّورة. من جهةٍ أخرى، يشبه الإنديوم عنصرَ الغاليوم في قابليّته على ترطيب  الزجاج. مثل العنصرَين المذكورَين، فإنّ الإنديوم لديه أيضاً نقطة انصهار منخفضة، والتي تبلغ 156.60 °س،H. Preston-Thomas: The International Temperature Scale of 1990. (ITS-90). In: Metrologia. 27, 1990, S. 3–10. وهي أعلى بقليل من تلك للغاليوم، وأخفض من تلك التي للثاليوم ومن القصدير. أمّا نقطة الغليان للإنديوم فتبلغ 2072 °س وهي أعلى من الثاليوم وأخفض من الغاليوم، وهي تعاكس النزعة العامة في الجدول الدوري، وهي تلاحظ في الفلزّات بعد الانتقالية  بسبب ضعف الرابطة الفلزّية  نتيجةً لقلّة عدد الإلكترونات غير المتمركزة .Greenwood and Earnshaw, p. 222

تصغير|يمين|100 بك|وحدة الخليّة في بنيّة الإنديوم البلّورية
تبلغ كثافة الإنديوم مقدار 7.31 غ/سم3، وهي أعلى من كثافة الغاليوم ولكنّها أخفض من تلك للثاليوم. دون درجة الحرارة الحرجة  3.41 كلفن (K) يصبح الإنديوم موصلاً فائقاً .Indium - 49In: physical properties.  يتبلور الإنديوم وفق نظام بلّوري رباعي مركزيّ الجسم  ضمن الزمرة الفراغية  I4/mmm، وتكون ثوابت الشبكة البلورية  a = 325 بيكومتر (pm) وc = 495 بيكومتر.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. وهي بذلك بنية بلّورية مشوّهة  من بنية النظام البلّوري المكعّب مركزيّ الوجه ، حيث تكون كلّ ذرّة إنديوم محاطة بأربع ذرّات مجاورات على مسافة مقدارها 324 بيكومتر، وثمان أخرى على مسافة أبعد (336 بيكومتر).Greenwood and Earnshaw, p. 252 عند ضغوط مرتفعة تقع في مجال أعلى من 45 غيغاباسكال من الممكن أن يوجد الإنديوم في ترتيب فراغي آخر وفق نظام بلّوري معيني قائم  ضمن الزمرة الفراغية Fmmm.K. Takemura, H. Fujihaza: High-pressure structural phase transition in indium. In: Physical Review, Serie 3. B – Condensed Matter. 47, 1993, S. 8465–8470. للإنديوم انحلالية (ذوبانية) أكبر في الزئبق السائل من أيّ فلزّ آخر، إذ يستطيع أكثر 50% من الإنديوم الذوبان في الزئبق عند الدرجة 0 °س. يبدي الإنديوم خاصّية   عند السحب، ووجد أنّها غير متعلّقة بالحجم أثناء الإجهاد والانضغاط . ولكن تلك الخاصّية متعلّقة بالحجم أثناء الثني والتثلّم  وتكون مترافقة بمقياس طولي من مرتبة 50–100 ميكرومتر.

 الخواص الكيميائية 
يقع الإنديوم في الجدول الدوري في مجموعة البورون وهو يشبه في خواصّه الكيميائية مجاورَيه الغاليوم والثاليوم. تحوي ذرّة الإنديوم 49 إلكتروناً ولها توزيع إلكتروني  ينتهي بثلاثة إلكترونات في غلاف التكافؤ 5s25p1، لذلك فإنّ حالة 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. يتثبّت التكافؤ الأحادي للإنديوم بواسطة تأثير الزوج الخامل ، والذي تحدث فيه تآثرات كمومية نسبية  تؤدّي إلى تثبيت المدار الذرّي s، وهي ظاهرة تلاحَظ أيضاً في مجانسه  الأثقل الثاليوم. في حين أنّ المجانس الأخفّ الغاليوم يظهر غالباً حالة الأكسدة +3 ومن النادر أن يظهر حالة الأكسدة +1. لذلك يعدّ الثاليوم الثلاثي من المؤكسدات الجيّدة، على العكس من الإنديوم الثلاثي؛ بالمقابل، يعدّ الإنديوم الأحادي من المختزلات القويّة. إنّ الطاقة اللازمة لاحتواء الإلكترونات s في الترابط الكيميائي هي الأقلّ في عنصر الإنديوم ضمن العناصر الفلزّية في المجموعة الثالثة عشر، وتتناقص طاقات الروابط  نزولاً في المجموعة، وتكون الطاقة المتحرّرة في الإنديوم في تشكيل رابطتين إضافيتين والاحتفاظ بحالة الأكسدة +3 غير كافية دوماً لترجح على الطاقة اللازمة لتتضمّن الإلكترونات 5s.Greenwood and Earnshaw, p. 256 يتميّز أكسيد وهيدروكسيد الإنديوم الأحادي بخواصّهما القاعدية، في حين يتميّز أكسيد وهيدروكسيد الإنديوم الثلاثي بخواصّهما الحمضية.

الإنديوم فلزٌّ وضيع ، والذي يتفاعل عند درجات حرارة مرتفعة مع أغلب اللافلزّات. يعدّ هذا العنصر مستقرّاً في درجة حرارة الغرفة، إذ يستطيع مثلما الألومنيوم أن يشكّل طبقةً كثيفةً من الأكسيد على سطحه، والتي تقوم بدورٍ مخمّل  ممّا يحميه من استمرار عملية الأكسدة. أمّا عند درجات حرارة مرتفعة فيتأكسد الإنديوم إلى أكسيد الإنديوم الثلاثي. يتفاعل الإنديوم مع أغلب الأحماض المعدنية مثل حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك ليشكّل الأملاح الموافقة. لا يتفاعل فلزّ الإنديوم مع الماء، وهو يتأكسد بفعل وأثر المؤكسدات القويّة مثل الهالوجينات لتتشكّل هاليدات الإنديوم الثلاثي الموافقة. لا يشكّل الإنديوم مركّبات البوريد أو السيليسيد أو الكربيد؛ في حين أنّ ثلاثي هيدريد الإنديوم InH3 لا يكون مستقرّاً إلّا في وسطٍ من الإيثر عند درجات حرارة منخفضة، عدا عن ذلك فإنّه يتبلمر بشكل تلقائي. يبدي الإنديوم خواصّاً قاعدية طفيفة في المحاليل المائية، ولكنّه لا يبدي خواصّاً مذبذبة  واضحة مثل المجانسات الأخفّ الألومنيوم والغاليوم؛ فالإنديوم مثلاً لا ينحلّ في المحاليل القلوية.Greenwood and Earnshaw, p. 255

 المركبات الكيميائية 
الإنديوم الثلاثي
تصغير|يسار|upright=0.6|بنية كلوريد الإنديوم الثلاثي InCl3 وهو مركّب شائع للإنديوم
يتشكّل أكسيد الإنديوم الثلاثي In2O3 عند احتراق فلزّ الإنديوم بأكسجين الهواء، أو عند تسخين ملح الهيدروكسيد أو النترات. يتبنّى هذا الأكسيد بنية مشابهة لبنية أكسيد الألومنيوم (الألومينا). وهو يُستخدَم بشكلٍ أساسيّ من أجل تحضير أكسيد الإنديوم والقصدير ، وهو أكسيد مختلط  له تطبيقات عملية متعدّدة. من الأكاسيد المختلطة الأخرى للإنديوم مركّب أزرق الإتريوم والإنديوم والمنغنيز ، وهو خضاب ذو لون أزرق زاهٍ، والذي اكتشف لأوّل مرّة في سنة 2009.

يتشكّل محلول هيدروكسيد الإنديوم الثلاثي In(OH)3 من تفاعل الأكسيد الثلاثي مع الماء، وهو مركّب مُذَبذَب، إذ يستطيع هيدروكسيد الإنديوم الثلاثي التفاعل مع القواعد والقلويّات ليشكّل أملاح  ، ومع الأحماض ليشكّل أملاح الإنديوم الثلاثي الموافقة. تعدّ مركّبات كالكوجينيدات من مركّبات الإنديوم الثلاثي المعروفة، إذ تُعرَف مركّبات الكبريتيد In2S3 والسيلينيد In2Se3 والتيلوريد In2Te3.Greenwood and Earnshaw, p. 286 كما تُعرَف أيضاً جميع مركّبات الهاليدات الثلاثية من الفلوريد InF3 والكلوريد InCl3 والبروميد InBr3 واليوديد InI3. يكون مركّبا الكلوريد والبروميد عديمي اللون، أمّا اليوديد فهو أصفر؛ ولها خواص قريبة من أحماض لويس ، وهي شبيهة إلى حدّ ما لمركّبات ثلاثي هاليدات الألومنيوم. أمّا مركّب الفلوريد فله بنية بوليميرية.Greenwood and Earnshaw, pp. 263–7 يتفاعل الإنديوم بشكلٍ مباشر عند درجات حرارة مرتفعة مع عناصر مجموعة النتروجين (نكتوجينات ) وتنتج مركّبات شبه موصلة، والتي تكون حسّاسة للهواء. من الأمثلة على هذه المركّبات كلّ من النتريد InN، والذي يتفاعل بشكلٍ مباشرٍ مع الأحماض والقلويّات.Greenwood and Earnshaw, p. 288؛ وكذلك مركّبا االفوسفيد InP والزرنيخيد InAs؛ وهما مركّبان لهما أهمّيّة في تقانة النانو، وخاصّةً في تشكيل الأسلاك النانوية  والمتميّزة بأنّها ذات ضيائية متباينة الخواص .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.

الإنديوم الأحادي
لا تعدّ مركّبات الإنديوم الأحادي من المركّبات الشائعة لهذا العنصر، ويُعرَف منها بالرغم من ذلك كلّ من مركّبات الكلوريد InCl والبروميد InBr واليوديد 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.Greenwood and Earnshaw, pp. 270–1 من الممكن أن يُستحصَل على  عند التفكّك الحراري لأكسيد الإنديوم الثلاثي عند تسخينه لدرجات حرارة تتجاوز 700 °س.

حالات أكسدة أخرى
من النادر أن يشكّل الإنديوم مركّبات كيميائية في حالة الأكسدة +2 أو  ، وهي ملاحظة في المواد الحاوية على رابطة In–In مثل الهاليدات In2X4 و2−[In2X6]؛ وكذلك في مركّبات أخرى مثل In4Se3.Greenwood and Earnshaw, p. 287 تعرف أيضاً مركّبات كيميائية أخرى يوجد فيها الإنديوم بحالتي الأكسدة الأحادية والثلاثية بذات الوقت، مثلما الحال في مركّبات InI6(InIIICl6)Cl3، وInI5(InIIIBr4)2(InIIIBr6)، وInIInIIIBr4.
تصغير|يمين|120 بك|ثلاثي ميثيل الإنديوم

مركبات إنديوم عضوية
مركّبات الإنديوم العضوية  هي مركّبات عضوية فلزّية حاوية على الرابطة الكيميائية المباشرة بين عنصري الكربون والإنديوم In–C. من الأمثلة عليها مركّب  ، وهو أوّل مركّب إنديوم أحادي عضوي مُستحصَل؛ وله بنيّة على هيئة سلاسل متعرّجة  ومتناوبة من ذرّات الإنديوم وحلقي البنتاديينيل. من مركّبات الإنديوم العضوية المعروفة أيضاً مركّب ثلاثي ميثيل الإنديوم  In(CH3)3، والمستخدَم في تحضير مواد أشباه الموصلات.

 التحليل الكيميائي 
من الممكن إجراء الكشف الكيميائي التحليلي للإنديوم باستخدام وسائل تقليدية وذلك بترسيبه من محلوله في حمض الخليك باستخدام كاشف 8-هيدروكسي كينولين .Hans Breuer: dtv-Atlas Chemie 1. Allgemeine und anorganische Chemie. Dtv, ISBN 3-423-03217-0. كما يمكن استخدام أسلوب اختبار اللهب أو وسائل التحليل الآلي الحديثة مثل فلورية الأشعة السينية  أو مطيافية الكتلة .

 المخاطر 

لا يوجد للإنديوم أهميّة حيوية، ولا يصنّف ضمن العناصر المعدنية الغذائية لأيّ من الكائنات الحيّة. بشكلٍ مشابهٍ لأملاح الألومنيوم، فيمكن لأيونات الإنديوم الثلاثي أن تكون سامّة للكلى عند حقنها في الأجسام. تمتدّ الآثار الضائرة لبعض مركّبات الإنديوم، فعلى سبيل المثال، يمكن لمركّبي أكسيد الإنديوم والقصدير وفوسفيد الإنديوم أن يسبّبا الأذى للجهاز التنفسي والجهاز المناعي. رغم أن الحَقْن أكثر سمّيّة بحوالي أربعين مرّة، بالنظر إلى كمّيّة الإنديوم المُتعرَّض لها. إذ أظهرت التجارب على الجرذان والأرانب عند حقنها بأيونات الإنديوم بأنّها سامّة للأجنّة وماسخة .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. أدّى حقن حيوانات التجارب بكلوريد الإنديوم الثلاثي إلى عيوب وتشوّهات خُلُقية  مثل الشفة المشقوقة والحنك المشقوق  وقلّة الأصابع .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. من جهةٍ أخرى، يمثّل مركّب نترات الإنديوم خطراً بيئيّاً على الكائنات الحيّة المائية.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. لا تمتصّ مركّبات الإنديوم بشكلٍ مباشرٍ عند الابتلاع، وتمتصّ بشكلٍ ضعيفٍ عند الاستنشاق، وتُختّزن بشكلٍ مؤقّت في العضلات وتحت الجلد وفي العظام قبل طرحها من الجسم؛ وتبلغ قيمة عمر النصف الحيوي  للإنديوم مقدار أسبوعين بالنسبة للبشر.

يمكن أن يتعرّض الإنسان إلى الإنديوم في مكان العمل، لذا فهو يمثّل واحداً من الأخطار المهنية  عبر التنفّس أو الابتلاع أو التلامس أو التماس مع العين. يؤدّي التعرّض إلى أبخرة وجسيمات الإنديوم بالتسبّب بمرض تنفسّي يدعى «رئة الإنديوم» ، ما يميّزه حدوث داء بروتيني سنخي رئوي  وتليّف رئوي ، وكان الباحثون اليابانيون أوّل من وصفوه في سنة 2003؛ ووُثّقت العديد من حالات الإصابة بتلك الاضطرابات التنفسيّة منذ الاكتشاف. حدّد المعهد القومي للسلامة والصحّة المهنيّة  في الولايات المتّحدة قيمة حدّ التعرّض الموصى به  من الإنديوم بمقدار 0.1 مغ/م ليوم عمل من ثمان ساعات.

 الاستخدامات 
للإنديوم العديد من التطبيقات الراهنة والتاريخية، إذ يُستخدَم حاليّاً بشكلٍ أساسيّ من أجل تحضير أكسيد الإنديوم والقصدير المستخدّم في إنتاج الشاشات المسطّحة؛ كما يُستخدَم فلزّ الإنديوم بشكلٍ واسع في صناعة أشباه الموصلات؛ وله أيضاً عددٌ من التطبيقات الطبّيّة. سابقاً كان الإنديوم مستخدماً بشكلٍ أوسع في تركيب السبائك من أجل تثبيت استقرار السبائك اللاحديدية؛ وللوقاية من التآكل.

مع اكتشاف الخواص المميّزة شبه الموصلة في أواسط ثمانينيّات القرن العشرين لعددٍ من مركّبات الإنديوم مثل فوسفيد الإنديوم الثلاثي وأكسيد الإنديوم والقصدير وتطبيقاتها العمليّة في إنتاج شاشات عرض البلّورة السائلة (LCD) ازدادت نسبة إنتاج الإنديوم عالمياً لصالح هذا المجال الصناعي؛ بشكلٍ أصبحت هذه التطبيقات الاستخدام الأكبر لهذا العنصر. يُستخدَم أكسيد الإنديوم الثلاثي وأكسيد الإنديوم والقصدير (ITO) على هيئة طبقة غشائية رقيقة  شفافة وموصلة كهربائياً على ركائز  من الزجاج في اللوحات ذات الضيائية الكهربائية . كما يُستخدَم أكسيد الإنديوم والقصدير مرشحاً ضوئياً في مصابيح بخار الصوديوم منخفضة الضغط ، إذ تنعكس الأشعّة تحت الحمراء إلى المصباح، ممّا يؤدّي إلى ازدياد درجة الحرارة، بالتالي إلى ازدياد كفاءة أداء المصباح.

تدخل مركّبات الإنديوم الكيميائية في تطبيقات عديدة في صناعة أشباه الموصلات، وذلك إمّا على هيئة مركّب عضوي فلزّي مثل ثلاثي ميثيل الإنديوم (TMI)، والذي يُستخدَم عامل إشابة  في أشباه الموصلات من النمط II–VI ؛ أو بشكلٍ أوسع على هيئة مركّباته اللاعضوية مثل مركّب الفوسفيد، وكذلك مركّبا الإثميد والزرنيخيد، واللذان يُستخدَمان في الترانزستورات العاملة في درجة الحرارة المنخفضة . كما يدخل أيضاً عنصر الغاليوم في تركيب أشباه موصلات مشتركة، مثل نتريد الإنديوم والغاليوم InGaN وفوسفيد الإنديوم والغاليوم InGaP المستخدمان في تركيب الثنائيات الباعثة للضوء  والثنائيات الليزرية . في مجال الألواح الضوئية  يدخل الإنديوم أيضاً في تركيب سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم  المستخدّمة في ترانزستورات خلية سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم الشمسية ، وهي نوع من الجيل الثاني لرقائق الخلايا الشمسية . كما يدخل الإنديوم في تركيب الترانزستور ثنائي القطب ؛ وعند لحم الإنديوم مع  الجرمانيوم عند درجات حرارة منخفضة، لا يتسبّب الأوّل بإجهاد  على الأخير.

تصغير|يمين|150 بك|سلك من الإنديوم
تستخدم أسلاك الإنديوم في تركيب الحشْيَات  من أجل إحكام الإغلاق  في التطبيقات المتعلّقة بالتبريد العميق  وأنظمة التفريغ الفائقة . وبسبب لدونتها وسهولة التصاقها على الأسطح المعدنية تُستخدَم صفائح من الإنديوم في بعض الأحيان من أجل   في دارات الموجات الميكروية  ووصلات الدليل الموجي  عندما تكون عمليات اللحام التقليدية صعبة التنفيذ. يدخل الإنديوم في تشكيل السبائك مع عددٍ من العناصر من البزموت والكادميوم والرصاص والقصدير؛ والمتميّزة بانخفاض نقطة انصهارها نسبياً، والمستخدَمة في بعض الأحيان في أنظمة مرشّات الحريق  والمنظّمات الحرارية . بالإضافة إلى ذلك، يعدّ الإنديوم مكوّناً في سبيكة غالينستان  سهلة الانصهار، والتي يمكن أن تحلّ محلّ الزئبق في عددٍ من التطبيقات. كما يُستخدَم الإنديوم بديلاً ممكناً للزئبق أيضاً في تطبيقات أخرى، مثل البطّاريات القلوية من أجل منع تآكل الزنك والحيلولة دون إطلاق غاز الهيدروجين؛ كما يضاف الإنديوم إلى الزئبق في حشوات الملغم السنّيّة للتقليل من التعرّض للزئبق ولسهولة التشكيل.

يتميّز الإنديوم بارتفاع قيمة المقطع النيوتروني  للنيوترونات الحرارية  ممّا يسهّل من التقاطها ؛ بالتالي يدخل في تركيب السبائك المستخدمة في تصنيع قضبان التحكّم  في المفاعلات النووية. كما يُستخدّم نظيرا الإنديوم 113In و115In في مجال الهندسة النووية من أجل تحديد المقدار الكمّي لتدفّق النيوترونات . يُستخدَم نظير الإنديوم 111In (بكمّيّات صغيرة) في اختبارات الطبّ النووي على هيئة قائفة مشعّة  من أجل تتبّع حركة البروتينات الموسومة  في خلايا الدمّ البيضاء على سبيل المثال من أجل تشخيص أنواع مختلفة من العدوى؛ كما يضاف أيضاً إلى مشابهات هرمونات النمو  مثل أوكتريوتيد  من أجل الكشف عن مستقبلات هرمونات النمو.

 طالع أيضاً 
 رئة الإنديوم

 الهوامش 
مصطلحات

 روابط خارجية 

 المراجع 

*
تصنيف:عناصر كيميائية
تصنيف:فلزات بعد انتقالية
تصنيف:مركبات الإنديوم
تصنيف:معادن عناصر طبيعية